在中药行业中，对中药进行真伪优劣鉴别主要依靠人体感官对药材的形、色、气、味的外观性状进行鉴别，有学者将这种方法总结为“辨状论质”，中药行业数千年来一直采用这样的经验鉴别法。然而传统经验鉴别法的鉴定结果取决于判断者的主观经验，缺乏客观量化的统一标准，成本虽低，但在大规模的中药大规模快速生产过程中可操作性差，存在一定的局限性。近年来，随着计算机技术的快速发展，基于机器视觉（电子眼）、机器嗅觉（电子鼻）、机器味觉（电子舌）等智能感官技术的商业化产品相继出现，将客观物体的外观、滋味、气味等特征数字化，可实现对目标中药的客观化鉴定或评价。^[1]

       使用HeraclesⅡ超快速气相电子鼻获取半夏不同炮制品的气相色谱图，利用多元分析方法，得到半夏不同炮制品的气味差异标志物。

图1 半夏及其炮制品的色谱图

图2 半夏不同炮制品对照气味峰指纹图谱。

       比较利用正构烷烃标准溶液对各气味信息进行定性，样品保留时间校准为Kovats保留指数，利用Arochembase数据库和Alphasoft软件处理后，得到半夏及其炮制品的可能气味信息如表1所示。结果表明，4种炮制品气味之间的共有成分为正十三烷；半夏的特有气味成分为2-甲基丙酸乙酯、正己醛、壬酸丙酯、丙戊酸、5-甲基十五烷、肉桂酸正丙酯；姜半夏的特有气味成分为正己烷、3-戊酮、2-甲基-1-戊醇、苯甲酸、4-三癸醇；法半夏的特有气味成分为甲酸甲酯、甲基丁香酚；清半夏的特有气味成分为二乙基酮、正十六烷。由此可见半夏不同炮制品之间气味存在差异，因此这些不同的气味信息可能是鉴别半夏及其炮制品的物质基础。

表1 半夏及其不同炮制品可能气味信息

       利用电子鼻获取半夏不同炮制品气味信息，通过Kovats保留指数定性，采用峰面积归一化法得到半夏不同炮制品的气味成分相对含量。结果见表2。半夏不同炮制品中共鉴定出21种成分，包括酯类6种，烷烃类5种，醇类2种，酸类2种，醛类、酚类各1种，其他类4种。

表2 半夏及其不同炮制品气味成分相对含量

       根据HeraclesⅡ超快速气相电子鼻得到半夏及其炮制品的色谱图，以其色谱图峰面积为变量进行PCA分析，结果如图3所示。判别指数为70，主成分（PC1＝54.424%，PC2＝18.414%）的累计贡献率为72.838%，表明所建立的模型能够较好地反映样品的气味信息。四种炮制品能够被良好地区分：半夏主要分布在第二、三象限，且样品分布较为分散，说明样品之间气味差异较大；姜半夏、法半夏、清半夏主要分布在第一、四象限，与半夏分布距离较远，且这三种炮制品之间也能较好地区分。以上结果表明半夏的不同炮制品之间存在气味差异，PCA模型可以用于区分半夏及其炮制品。

图3 PCA模型得分图

       利用电子舌技术，对枇杷叶配方颗粒（EF-FG）和蜜炙枇杷叶配方颗粒（HEF-FG）的酸味、咸味、鲜味、甜味、苦味、通用6种味值进行检测，并通过配对主成分分析等方法对用电子舌技术所获得的各种味值进行统计分析。
       以各味值为坐标轴，再根据各味觉响应值自动变换的值，获得EF-FG和HEF-FG的滋味指纹图，结果见图4。HEF-FG的AHS、CPS、SCS味值区域具有明显差异，与EF-FG区别显著。

       图4 EF-FG与HEF-FG特征滋味指纹图对EF-FG和HEF-FG2组样本进行PCA，结果见图5。结果表明2组样本处于2个不同方位，并存在着明显组内差别，第1主成分和第2主成分的变异数贡献率均为96.90%（＞70%），因此，EF-FG和HEF-FG可以利用电子舌进行区分。

       图5 EF-FG与HEF-FG滋味PCA得分3D图

       利用电子眼技术从外观角度测定陈皮和蒸陈皮的颜色，通过明度值（L*）、黄蓝值（b*）、红绿值（a*）和总色值（E*ab）客观表征陈皮及蒸陈皮的质量差异。
       仪器开机稳定后，将24色色彩校正板置于仪器中校正，调整到合适的镜头曝光度和焦距，使用5nm光圈，光源D65，同时使用顶部及底部照明，单一快照模式拍照。将粉碎过三号筛的陈皮及蒸陈皮样品均匀放置表面皿中采集图像，平行采集3次后取平均值，记录各样品的色号及比例。以明度值（L*）、红绿值（a*）和黄蓝值（b*）3个指标来表示每个色号，计算总色值（E*ab）。其中L*的范围由0~100对应表示颜色由黑到白；a*由正到负对应表示颜色由红到绿；b*由正到负对应表示颜色由黄到蓝，计算公式为E*ab=［（L*）²+（a*）²+（b*）²］^1/2，E*ab越大，颜色越浅。除此之外，可用总色差值（ΔE*ab）表示2个色号之间的色差，但其不能表示颜色的偏向，计算公式为ΔE*ab=［（ΔL*）²+（Δa*）²+（Δb*）²］^1/2。样品A1~A15和B1~B15的色度值见表3，电子眼图像见图6。

表3 陈皮和蒸陈皮样品的色度值

       图6 陈皮与蒸陈皮样品的电子眼图像由表3可知，陈皮、蒸陈皮的L*分别为76.939~85.628、69.208~82.279，a*分别为2.869~4.961、3.641~5.434，b*分别为39.311~46.115、36.437~44.960，E*ab分别为89.604~96.755、80.159~92.572。提示陈皮蒸制后，L*整体呈下降趋势，说明陈皮蒸制后颜色更暗；a*整体呈上升趋势且为正值，说明陈皮蒸制后颜色更偏向红色；b*整体呈下降趋势但仍为正值，说明陈皮蒸制后颜色由黄向蓝转变但仍偏向黄色；蒸制后E*ab整体呈下降趋势，说明陈皮蒸制后颜色加深。即陈皮蒸制后，整体上明度变暗、红色度值升高、黄色度值降低、颜色变深，与图6基本相符。在此基础上，计算15批陈皮蒸制前后的ΔE*ab分别为0.873、2.339、3.485、7.885、9.546、5.944、3.278、5.286、6.715、5.436、5.227、5.725、4.658、4.078、6.807。一般规定当ΔE*ab>1.5时，表示待测样品颜色有明显差异。说明除样品C1蒸制前后颜色差别较小外，其他样品蒸制前后颜色发生了明显变化。

参考文献：

[1] 谢树莹,周金海.机器视觉在中药领域的应用现状及展望[C]//中国中医药信息研究会.第四届中国中医药信息大会论文集.南京中医药大学信息技术学院;,2017:4.DOI:10.26914/c.cnkihy.2017.008472.

[2] 杨靖涵,高杰,孙立丽,等.基于电子鼻技术结合网络药理学分析半夏不同炮制品的气味差异标志物[J].中南药学,2024,22(02):383-391.

[3] 奉梅,徐杨,时小东,等.基于电子舌技术研究蜜炙枇杷叶配方颗粒的“炮制痕迹”[J].中草药,2024,55(06):1970-1976.