地黃藥材根據炮制方法的不同分為鮮地黃、生地黃和熟地黃。目前，對生地黃的真偽優劣評價往往以傳統的經驗鑒別為主，主觀性較強，描述模糊，缺乏客觀的量化指標。本研究采用電子眼、電子鼻、電子舌技術，運用主成分分析方法對地黃顏色、氣味、滋味進行區分鑒別，擬建立更為客觀準確，能快速識別的方法。
1 材料
IRISVA400電子眼系統、Heracles NEO電子鼻系統、ASTREEⅡ電子舌系統
2 方法
生地黃電子眼分析
將生地黃樣品放置白板紙上，每個品種包含３個批次，電子眼開機后穩定15min使光源無偏差，待燈綠開始使用。校正鏡頭曝光度和焦距等數值，使用24色色彩校正板進行校正，光圈采用5mm，光源使用D65，打開頂部光源以消除背景。校正后拍照，每個樣品選取至少５個不同部位進行成像分析處理。
生地黃電子鼻分析
將生地黃樣品用組織搗碎機進行打粉，過5號篩，稱量1.0ｇ地黃粉末置于20mL的電子鼻專用頂空瓶中，使用PTFE隔墊嚴密隔絕氣味，待分析樣品置于自動進樣器上。校準液為正構烷烴標準溶液（nC6-nC16）。
生地黃電子舌分析
采用第６套傳感器系統，包括AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS共７根傳感器。選擇Ag／AgCl作為參比電極，通過軟件對信號值的分析，能夠在０到12的刻度上比較不同樣品間的各種滋味的相對強度。將生地黃樣品粉碎，過５號篩，稱?。玻绶勰┯跓?，加入50mL60℃蒸餾水，超聲處理30min，靜置１ｈ，濾紙過濾后取25ｍＬ置于電子舌專用燒杯中待測，重復３次，每檢測１個樣品后對傳感器進行１次徹底清洗。樣品采集時間為120ｓ，每次分析時間為180ｓ。
統計學分析
采用Alpha soft軟件對所得數據進行分析，利用主成分分析（PCA）法，通過對原始數據向量進行線性變換，對多個數據進行降維處理，轉化為少數綜合指標。
圖片
3 結果
生地黃電子眼分析結果
懷區不同主栽品種生地黃鑒別
對懷區９種樣品進行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖１可知，第一主成分（ＰＣ１）與第二主成分（ＰＣ２）之和達到了８６.７２２％，代表了樣品絕大部分信息，其識別指數為９９，識別指數框為綠色，說明各個樣品之間在顏色上存在差異。在主成分分析圖中，樣品間的相對距離越近，則樣品整體顏色越接近。“金九”與“８５?５”樣品間的相對距離最近，顏色最相近；“噸王”和“懷豐”分別分布在單獨的區域且與其他品種相對距離較遠，顏色差別較大。各樣品整體顏色差異較大，使用電子眼能迅速區分懷區不同主栽品種生地黃。
對不同產地“北京３號”樣品進行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖２可知，ＰＣ１與ＰＣ２之和達到了９８.９６６％，其識別指數為１００。河南溫縣與山西、陜西、甘肅所產“北京３號”樣品間相對距離均較遠，各樣品整體顏色差異較大。其中河南溫縣與山西所產“北京３號”分別分布在ＰＣＡ圖中不同區域；陜西與甘肅所產“北京３號”分布在相同區域，相對距離較近。
懷區不同主栽品種生地黃鑒別
由圖３可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９１.６４４％，其識別指數達到９６，說明基于氣味上的差異能有效區分這９種懷地黃樣品。在主成分分析圖中，樣品間的相對距離越近，則樣品整體氣味越接近，“師大地黃１號”與“師大地黃２號”樣品的相對距離最近，氣味差別較??；懷地黃主栽品種“懷豐”分布在左側區域，其它樣品分布在右側區域，且各品種間存在一定相對距離，說明“懷豐”氣味與其它樣品差異較大。
由圖４可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９５.０５７％，其識別指數達到９９，說明基于氣味上的差異能有效區分不同產地地黃樣品。河南溫縣與甘肅所產“北京３號”各單獨分布在一個區域，與其他產區氣味差別較大；山西與陜西所產“北京３號”氣味差別較小，利用ＡｒｏＣｈｅｍＢａｓｅｓ數據庫對篩選出的差異較大的色譜峰進行定性可知，生地黃氣味差異可能由于乙醛、乙醇、２，３?丁烷、乙腈、己醛等揮發性氣體含量差異引起，說明使用電子鼻能迅速區分同一品種不同產地生地黃。
懷區不同主栽品種生地黃鑒別
懷區９種不同主栽品種懷地黃ＲＳＤ分別為０.４２％、１.３５％、０.５６％、０.３４％、０.４２％、０.２２％、０.２２％，樣品３次重復間相對標準偏差都比較小，說明樣品在重復測試過程中電子舌儀器的穩定性、重現性好。由圖５可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９５.０６０％，其識別指數為９３，說明這９種生地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區分開來。在主成分分析圖中，樣品間的相對距離越近，則樣品整體滋味越接近，其中“金九”與“８５?５”樣品的相對距離最近，滋味差別最??；“噸王”與“沁懷”的相對距離最遠，滋味差別最大。
不同產地“北京３號”生地黃樣品ＲＳＤ分別為０.２０％、０.７９％、０.３９％、０.２８％、０.２０％、０.１７％、０.１５％，說明樣品在重復測試過程中電子舌儀器的穩定性、重現性好。由圖７可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９９.２２１％，其識別指數為９４，說明不同產地地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區分開來，其中同一生地黃品種“北京３號”山西與甘肅所產樣品滋味差別最大，且各產地“北京３號”生地黃間存在一定距離。
懷區不同主栽品種生地黃
將懷區９種不同主栽品種樣品的電子眼、電子鼻和電子舌數據整合在一起，數據歸一化處理后進行擬合分析，結果見圖９，其中ＰＣ１與ＰＣ２之和達到了６５.５８８％，其區分指數為９４，說明各個樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。樣品間距離越遠，整體感官差別越大，其中“懷豐”“噸王”“沁懷”分別分布在圖中不同區域，相對距離較遠；“北京３號”“８５?５”“金九”“星科”“師大地黃１號”“師大地黃２號”相對距離較近。
圖１０中ＰＣ１與ＰＣ２之和達到了６７.６７％，其區分指數為９１，說明各個樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。河南溫縣、山西、陜西、甘肅所產“北京３號”分別分布在主成分分析圖的４個區域，且相對距離較遠，差異明顯，不同產區的生態因子造成不同產區生地黃整體感觀差異。
本研究采用電子眼、電子鼻和電子舌技術首次對不同品種、不同產地的生地黃在顏色、氣味、滋味上測定分析和比較。電子眼、電子鼻、電子舌均可以有效地將道地產區不同主栽品種生地黃或同一品種不同產地生地黃迅速區分開來；生地黃的顏色差異與遺傳背景和土壤環境條件有關；電子眼、電子鼻、電子舌的擬合應用可以有效地將道地產區不同主栽品種生地黃或同一品種不同產地生地黃迅速區分開來。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：李建軍,常筱沛,馬靜瀟等.電子眼、電子鼻和電子舌鑒別不同品種、不同產地生地黃[J].中成藥,2022,44(11):3549-3554.
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1 材料
表1 樣品信息表
2 方法
生地黃電子眼分析
將生地黃樣品放置白板紙上，每個品種包含３個批次，電子眼開機后穩定15min使光源無偏差，待燈綠開始使用。校正鏡頭曝光度和焦距等數值，使用24色色彩校正板進行校正，光圈采用5mm，光源使用D65，打開頂部光源以消除背景。校正后拍照，每個樣品選取至少５個不同部位進行成像分析處理。
生地黃電子鼻分析
將生地黃樣品用組織搗碎機進行打粉，過5號篩，稱量1.0ｇ地黃粉末置于20mL的電子鼻專用頂空瓶中，使用PTFE隔墊嚴密隔絕氣味，待分析樣品置于自動進樣器上。校準液為正構烷烴標準溶液（nC6-nC16）。
生地黃電子舌分析
采用第６套傳感器系統，包括AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS共７根傳感器。選擇Ag／AgCl作為參比電極，通過軟件對信號值的分析，能夠在０到12的刻度上比較不同樣品間的各種滋味的相對強度。將生地黃樣品粉碎，過５號篩，稱?。玻绶勰┯跓?，加入50mL60℃蒸餾水，超聲處理30min，靜置１ｈ，濾紙過濾后取25ｍＬ置于電子舌專用燒杯中待測，重復３次，每檢測１個樣品后對傳感器進行１次徹底清洗。樣品采集時間為120ｓ，每次分析時間為180ｓ。
統計學分析
采用Alpha soft軟件對所得數據進行分析，利用主成分分析（PCA）法，通過對原始數據向量進行線性變換，對多個數據進行降維處理，轉化為少數綜合指標。
圖片
3 結果
生地黃電子眼分析結果
懷區不同主栽品種生地黃鑒別
對懷區９種樣品進行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖１可知，第一主成分（ＰＣ１）與第二主成分（ＰＣ２）之和達到了８６.７２２％，代表了樣品絕大部分信息，其識別指數為９９，識別指數框為綠色，說明各個樣品之間在顏色上存在差異。在主成分分析圖中，樣品間的相對距離越近，則樣品整體顏色越接近。“金九”與“８５?５”樣品間的相對距離最近，顏色最相近；“噸王”和“懷豐”分別分布在單獨的區域且與其他品種相對距離較遠，顏色差別較大。各樣品整體顏色差異較大，使用電子眼能迅速區分懷區不同主栽品種生地黃。
圖1 懷區不同主栽品種生地黃電子眼主成分分析圖
同一品種不同產地生地黃鑒別對不同產地“北京３號”樣品進行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖２可知，ＰＣ１與ＰＣ２之和達到了９８.９６６％，其識別指數為１００。河南溫縣與山西、陜西、甘肅所產“北京３號”樣品間相對距離均較遠，各樣品整體顏色差異較大。其中河南溫縣與山西所產“北京３號”分別分布在ＰＣＡ圖中不同區域；陜西與甘肅所產“北京３號”分布在相同區域，相對距離較近。
圖2 不同產地“北京3號”生地黃電子眼主成分分析圖
生地黃電子鼻分析結果懷區不同主栽品種生地黃鑒別
由圖３可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９１.６４４％，其識別指數達到９６，說明基于氣味上的差異能有效區分這９種懷地黃樣品。在主成分分析圖中，樣品間的相對距離越近，則樣品整體氣味越接近，“師大地黃１號”與“師大地黃２號”樣品的相對距離最近，氣味差別較??；懷地黃主栽品種“懷豐”分布在左側區域，其它樣品分布在右側區域，且各品種間存在一定相對距離，說明“懷豐”氣味與其它樣品差異較大。
圖3 懷區不同主栽品種生地黃電子鼻主成分分析圖
同一品種不同產地生地黃鑒別由圖４可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９５.０５７％，其識別指數達到９９，說明基于氣味上的差異能有效區分不同產地地黃樣品。河南溫縣與甘肅所產“北京３號”各單獨分布在一個區域，與其他產區氣味差別較大；山西與陜西所產“北京３號”氣味差別較小，利用ＡｒｏＣｈｅｍＢａｓｅｓ數據庫對篩選出的差異較大的色譜峰進行定性可知，生地黃氣味差異可能由于乙醛、乙醇、２，３?丁烷、乙腈、己醛等揮發性氣體含量差異引起，說明使用電子鼻能迅速區分同一品種不同產地生地黃。
圖4 不同產地“北京3號”生地黃電子鼻主成分分析圖
生地黃電子舌分析結果懷區不同主栽品種生地黃鑒別
懷區９種不同主栽品種懷地黃ＲＳＤ分別為０.４２％、１.３５％、０.５６％、０.３４％、０.４２％、０.２２％、０.２２％，樣品３次重復間相對標準偏差都比較小，說明樣品在重復測試過程中電子舌儀器的穩定性、重現性好。由圖５可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９５.０６０％，其識別指數為９３，說明這９種生地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區分開來。在主成分分析圖中，樣品間的相對距離越近，則樣品整體滋味越接近，其中“金九”與“８５?５”樣品的相對距離最近，滋味差別最??；“噸王”與“沁懷”的相對距離最遠，滋味差別最大。
圖5 懷區不同主栽品種生地黃電子舌主成分分析圖
從圖６中能更直觀地看出樣品間在滋味上有差別，不同主栽品種懷地黃在不同傳感器上信號反應強度存在差異，其中“噸王”在酸味傳感器上相對強度最強，“師大地黃１號”在咸味傳感器上相對強度最強，“懷豐”在鮮味傳感器上相對強度最強。
圖6 懷區不同主栽品種生地黃滋味雷達圖
同一品種不同產地生地黃鑒別不同產地“北京３號”生地黃樣品ＲＳＤ分別為０.２０％、０.７９％、０.３９％、０.２８％、０.２０％、０.１７％、０.１５％，說明樣品在重復測試過程中電子舌儀器的穩定性、重現性好。由圖７可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻率之和達到了９９.２２１％，其識別指數為９４，說明不同產地地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區分開來，其中同一生地黃品種“北京３號”山西與甘肅所產樣品滋味差別最大，且各產地“北京３號”生地黃間存在一定距離。
圖7 不同產地“北京3號”生地黃電子舌主成分分析圖
從圖８中能更直觀地看出樣品間在滋味上有差別，其中河南溫縣產“北京３號”生地黃在酸味傳感器上相對強度最強，山西產“北京３號”生地黃在咸味傳感器上相對強度最強，陜西產“北京３號”生地黃在鮮味傳感器上相對強度最強，甘肅產“北京３號”生地黃在咸味傳感器上相對強度較強。
圖8 不同產地“北京3號”生地黃滋味雷達圖
擬合分析懷區不同主栽品種生地黃
將懷區９種不同主栽品種樣品的電子眼、電子鼻和電子舌數據整合在一起，數據歸一化處理后進行擬合分析，結果見圖９，其中ＰＣ１與ＰＣ２之和達到了６５.５８８％，其區分指數為９４，說明各個樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。樣品間距離越遠，整體感官差別越大，其中“懷豐”“噸王”“沁懷”分別分布在圖中不同區域，相對距離較遠；“北京３號”“８５?５”“金九”“星科”“師大地黃１號”“師大地黃２號”相對距離較近。
圖9 懷區不同主栽品種生地黃擬合主成分分析圖
同一品種不同產地生地黃圖１０中ＰＣ１與ＰＣ２之和達到了６７.６７％，其區分指數為９１，說明各個樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。河南溫縣、山西、陜西、甘肅所產“北京３號”分別分布在主成分分析圖的４個區域，且相對距離較遠，差異明顯，不同產區的生態因子造成不同產區生地黃整體感觀差異。
圖10 不同產地“北京3號”生地黃擬合主成分分析圖
4 討論本研究采用電子眼、電子鼻和電子舌技術首次對不同品種、不同產地的生地黃在顏色、氣味、滋味上測定分析和比較。電子眼、電子鼻、電子舌均可以有效地將道地產區不同主栽品種生地黃或同一品種不同產地生地黃迅速區分開來；生地黃的顏色差異與遺傳背景和土壤環境條件有關；電子眼、電子鼻、電子舌的擬合應用可以有效地將道地產區不同主栽品種生地黃或同一品種不同產地生地黃迅速區分開來。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：李建軍,常筱沛,馬靜瀟等.電子眼、電子鼻和電子舌鑒別不同品種、不同產地生地黃[J].中成藥,2022,44(11):3549-3554.
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