一、材料
实验方法
二、实验结果与数据分析
表5 方差分析表
三、讨论与结论
【智能感官】基于Heracles II气相电子鼻和HPLC多成分含量分析的焦山楂烘制工艺研究
2023-10-25 11:40 浏览:227
山楂具有消食健胃、行气散瘀、化湿降浊的功效，临床上常以炮制品入药。根据炒制程度的不同细分为炒山楂、焦山楂、山楂炭。本文借助电子鼻和高效液相色谱法（HPLC）两种分析技术，从外观性状、气味和有机酸含量多方面比较烘制焦山楂与清炒焦山楂的异同。
试剂与材料 山楂饮片（去核），草酸、酒 石酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、没食子酸、原儿茶酸、香草酸、咖啡酸对照品,水为超纯水，甲醇、乙腈为色谱纯，其他试剂均为分析纯。 仪器 Heracles II气相电子鼻，1260型高效液相色谱仪。
气相电子鼻测定 分析参数 进样瓶规格20mL,载样量1g,振摇时间3min,振摇温度60℃；进样部分:进样体积2000μL，进样速度125μL/s,进样口温度70℃,进样持续时间29s;捕集阱:初始温度40℃,分流速度10mL/min,捕集持续时间34s,最终温度200℃;色谱分离部分:柱温40℃,程序升温3.0℃/s，采集时间165s,检测器温度250℃,FID增益为12。 样品测定 生山楂及各焦山楂炮制品,粉碎，过3号筛，精密称取1.0g置于20mL顶空进样瓶中，顶空进样测定，每组样品制备3份，平行测定2次，精密称取1.0g置于20mL顶空进样瓶中，顶空进样测定，炒制焦山楂和9个烘制工艺的气味信息图见图1。
图1 电子鼻气味信息图
HPLC法测定水溶性有机酸成分 色谱条件 HypersilODS2色谱柱(4.6mm×250mm,5μm),流动相：0.1%磷酸水溶液(A)：甲醇(B)梯度洗脱(0~10min,1%~25%B;10~28min,25%B；28~30min,25%~1%B；30~35min,1%B),检测波长：210nm，流速：0.8mL/min，柱温为27.5℃，进样量10μL。 样品测定 取山楂饮片，粉碎后过80目筛，称取过筛后细粉1.0g,加25mL纯水，30℃超声30min,4000r离心10min,离心半径15cm,取上清液过0.45μm微孔滤膜，每组样品制备3份，生山楂、炒制焦山楂和烘制焦山楂(工艺8)的液相色谱图见图2。
图2 山楂的HPLC色谱图
气相电子鼻测定 主成份(PCA)分析 在快速气相电子鼻中获得的各焦山楂炮制品的气相色谱信息，以峰面积作为PCA分析的输入值，对炒制焦山楂和烘制焦山楂进行分析比较，结果见图3。从PCA二维图中可知主成分1(PC1)和主成分2(PC2)总贡献率为96.893%,能较好地反映原始数据信息。烘制工艺5、6、8、9制备的焦山楂与炒制焦山楂的分布区域较为接近，而烘制工艺1、2、3、4、7制备的焦山楂与炒制焦山楂的分布区域相距较远，说明烘制工艺5、6、8、9制备的焦山楂与炒制焦山楂相似程度更高。
图3 电子鼻数据二维PCA分析图
软独立建模(SIMCA)分析 SIMCA分析是用于对目标进行简单分类与判定的一种分析方法。以炒制焦山楂作为参照，对9个不同烘制工艺制备的焦山楂样品进行分析判定，结果见图4。结果显示烘制工艺5、6、8、9制备的焦山楂被划入炒制焦山楂的区域之内，而烘制工艺1、2、3、4、7制备的焦山楂被划于区域之外，与PCA分析结果一致。说明该方法可将与炒制焦山楂差异较大的烘制工艺焦山楂样品划于区域之外,该模型可在一定程度上实现不同烘制工艺焦山楂与炒制焦山楂相似程度的鉴别与区分。
图4 电子鼻数据SIMCA分析图
统计质量控制(SQC)分析 以炒制焦山楂组作为参照，对9个不同烘制工艺制备的焦山楂样品进行分析判定,结果见图5。结果显示烘制工艺5、6、8、9制备的焦山楂被划入炒制焦山楂的区域之内，而烘制工艺1、2、3、4、7制备的焦山楂被划于区域之外，与PCA和SIMCA的分析结果一致。说明SQC分析同样可将与炒制焦山楂差异较大的烘制工艺焦山楂样品划于区域之外，该模型也可用于不同烘制工艺焦山楂与炒制焦山楂相似程度的鉴别与区分。
图5 电子鼻数据SQC分析
总有机酸测定 与生山楂相比，炒制焦山楂和烘制焦山楂工艺1〜9总有机酸含量分别下降1.74%,0.14%,0.67%、1.20%、0.67%、2.28%、0.94%、2.01%、1.21%、3.35%,每个工艺平行制备6份,RSD在1.06%〜2.56%。 HPLC法测定水溶性有机酸成分 采用外标一点法进行各成分的含量计算（单位为mg/g）,并利用SPSSStatistics17.0软件对烘法炮制正交实验的结果进行方差分析。生山楂及各焦山楂炮制品中10种水溶性有机酸成分含量见表1。
表1 10种水溶性有机酸成分含量表（X±s,n=3）
正交实验烘制焦山楂工艺与炒制焦山楂的比较 外观性状评价 根据与炒制焦山楂外观性状特征的相似程度，对正交实验中各组烘制焦山楂进行评分，评分标准如下。5分:表面颜色棕褐色，内部黄褐色；3分:表面颜色黄褐色或黑褐色，内部深黄色或棕褐色；1分:表面颜色深黄或炭黑色，内部不变色或棕褐色。 气味评价 通过气相电子鼻对炒制焦山楂与9个不同正交实验烘制工艺制备的焦山楂样品气味的检测结果，进行PCA、SIMCA、SQC分析。根据与炒制焦山楂总有机酸含量的接近程度，对正交实验中各组烘制焦山楂进行评分，评分标准如下。5分:与炒制焦山楂分布在相同区域;1分:与炒制焦山楂分布在不同区域。 总有机酸含量评价 根据与炒制焦山楂总有机酸含量的接近程度，对正交实验中各组烘制焦山楂进行评分,评分标准见表2。
表2 总有机酸含量评分表
水溶性有机酸成分含量评价 根据与炒制焦山楂10种水溶性有机酸总含量的接近程度，对正交实验中各组烘制焦山楂进行评分,评分标准见表3。
表3 10种水溶性有机酸成分总含量评分表
综合评分 将外观性状、气味、总有机酸含量和10种水溶性有机酸总含量作为评价指标,4个评价指标的权重均为1,对照炒制焦山楂进行综合评分,评分结果见表4。
表4 正交实验综合评分表
在烘制工艺正交实验中，因素A、B、C对各组实验结果均无显著性差异，即烘制温度、烘制时间、烘制厚度层数对于烘法炮制的质量结果皆无显著性意义。经由直观分析法，比较R值可知，烘制焦山楂各因素作用主次顺序为A>B>C。将炒制焦山楂的评分视为5分，依照综合评分值越接近5分与炒制焦山楂越接近的原则，烘法炮制焦山楂的最佳工艺为工艺8（A3B2C1）,即烘制温度180℃、烘制时间8min,烘制厚度层数为1层。方差分析结果见表5。
正交实验的因素和水平设计参考了相关的文献报道,并在前期实验中进行了烘制温度（因素A）、烘制时间（因素B）和叠加层数（因素C）等单因素的考察。本文将正交实验与电子鼻、HPLC法等分析技术相结合,从炮制品的外观性状、气味、总有机酸含量和10种水溶性有机酸总含量4个方面综合评价，初步优选出与炒制焦山楂最为接近的焦山楂烘制工艺，烘法炮制焦山楂的最佳工艺为工艺8（A3B2C1）,即烘制温度180℃、烘制时间8min,烘制厚度层数为1层。 参考文献：蒋昊.基于电子鼻和HPLC多成分含量分析的焦山楂烘制工艺研究[J].天津中医药,2022,39(05):668-674.
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