技术资料

【人工智能】基于电子舌、GC-IMS技术和人工感官评价对小儿感冒颗粒的气味分析及口感改善研究
小儿感冒颗粒由广藿香、菊花、连翘、大青叶、板蓝根、地黄、地骨皮、白薇、薄荷、石膏10味中药组成,可疏风解表、清热解毒,临床用于小儿风热感冒。小儿感冒颗粒的服用对象为小儿,其对异味更为敏感,不良口感会严重影响小儿患者用药,从而制约该产品的市场应用。因此,改善小儿感冒颗粒的不良口感,提高患者用药依从性是亟待解决的问题。小儿无法明确表述口感变化,因此采用成人口尝感官评价结合电子舌技术研究口感改善。

近年来,电子舌技术因检测时间短、操作简单、灵敏度高、可靠性强等特点在中药领域中的应用越来越广泛。但由于中药成分复杂,药品的气味和口感不仅来自于中药自身,还受制剂工艺的影响。目前,改善药品口感的方法主要有掩味和矫味技术。

本研究通过电子舌技术和人工口尝感官评价相结合的方法优化制剂工艺参数,从而改善小儿感冒颗粒的口感。

01 材料与方法

1.1 试药

广藿香、菊花、连翘、大青叶、板蓝根、地黄、地骨皮、白薇、薄荷、石膏,样品信息见表1。



1.2  样品制备

参照《中华人民共和国药典》2020年版的方法:取石膏(25g)、板蓝根(75g)粉碎成细粉;地黄(75g)、白薇(75g)、地骨皮(75g)、石膏(100g)加水煎煮2次,第1次3h,第2次1h,合并煎液,滤过;菊花(75g)、大青叶(125g)热浸2次,第1次2h,第2次1h,合并浸出液,滤过;广藿香(75g)、薄荷(50g)、连翘(75g)提取挥发油,其水溶液滤过,滤液与以上2种煎液合并,浓缩至相对密度为1.30~1.35(50℃)的清膏;取清膏1份、蔗糖粉2份、糊精1份,与上述细粉混匀,制成颗粒,干燥,加入挥发油,混匀,即得。

1.3 电子舌味觉检测方法

每份样品取3g(3mL),加纯净水100mL,超声(300W,40kHz)5min充分溶解,滤过。以基准液(30mmol·L–1氯化钾+0.3mmol·L–1酒石酸)100mL为对照,滤液于味觉分析系统进行测试分析,每个样品3次重复。

1.4 人工口尝味觉感官评价方法

从30位志愿者中随机选择18名位作为受试者(22~35岁,无严重过敏、无遗传病史、无胆囊炎、无不良嗜好、近期无疾病,其中男性6位、女性12位),对5批小儿感冒颗粒及矫味样品进行口尝试验。取未矫味样品及分别加入1‰氯化钠、0.4‰三氯蔗糖、2‰氯化钠、1‰氯化钠+0.4‰三氯蔗糖的矫味样品编号为A~E。

1.5 苦味评价标准

将苦味分为5个等级,每个级别赋予一定的苦度值范围,见表2。


1.6 Friedman检验和最小显著差(LSD)法

为最大限度地显示受试者对样品间差异的识别能力,进行Friedman检验,按公式(1)计算F值。此时,在双尾正概率(α)=0.05时,按公式(2)计算LSD,确定某一样品与其他样品的差异。

02 结果与讨论

2.1 小儿感冒颗粒滋味分析

小儿感冒颗粒口感测试数据均是以人工唾液(参比溶液)为标准的绝对输出值,电子舌测试人工唾液的状态模拟人口腔中只有唾液时的状态。5批小儿感冒颗粒的电子舌数据见表3。所有颗粒样品的酸味均在无味点以下,除此以外其他味觉指标均在无味点以上,不良口感主要为苦涩味,以雷达曲线面积的大小表征不良口感的严重程度,面积越大不良口感越严重,反之则不良口感越轻,见图6。通过分析得出小儿感冒颗粒批间差异小且苦味在口感中占比更大。

2.2 矫味技术的口感改善

添加矫味剂是最简便、最常用的改善中药制剂口感手段,根据小儿感冒颗粒电子舌检验数据,结合常见的矫味剂,选择氯化钠作为苦味阻滞剂,三氯蔗糖作为甜味剂,在样品中分别添加1‰氯化钠、0.4‰三氯蔗糖、2‰氯化钠、1‰氯化钠+0.4‰三氯蔗糖,得到4个矫味样品,4个矫味样品与原小儿感冒颗粒通过电子舌检测分析对比,测试数据见表9,口感雷达曲线图见图7。通过数据显示及口感雷达曲线图可知,加入2‰氯化钠可使小儿感冒颗粒的甜度增加44.5%,不良口感降低74.1%,雷达曲线面积最小。因此,最终选择添加2‰氯化钠,增强药物的适口性,改善小儿感冒颗粒的总体口感。

Friedman检验和LSD计算结果为检验受试者对样品间差异的识别能力进行Friedman检验。18位受试者,样品A~E的秩和分别为83、79、50、18、40(图9),按公式(2)计算统计量(F)=66.1,由于受试者人数>15,无法直接查表得Friedman检验临界值,查χ2分布表,F0≈χ02=14.86(ν=4,α=0.005),计算Friedman检验结果,P=0<α=0.005,统计量F=68.7>F0=14.86,5个样品在整体上差异有统计学意义。

根据公式(2)计算LSD=18.6,计算两两样品秩和之差可知,加入1‰氯化钠矫味的样品与原液相比差异无统计学意义,其余3种矫味样品与原液差异有统计学意义,且3种矫味配方之间也存在一定差异,即从矫味效果来看,D>E=C>B=A。



03 结论

本研究通过电子舌技术进行制剂工艺优化、样品矫味、贮存期考察,完成小儿感冒颗粒的口感改善及矫味处方的优选,结果表明,添加矫味剂可以明显改善颗粒口感,且添加2‰氯化钠口感改善效果最佳。人工感官结果表明,加入1‰氯化钠矫味的样品与原液相比差异无统计学意义,其余3种矫味样品与原液差异有统计学意义,且3种矫味配方之间也存在一定差异,即从矫味效果来看,D>E=C>B=A。总而言之,电子舌和人工口尝结合的综合评价体系在中药矫味处方筛选领域具有巨大的潜力和发展前景。

参考文献:万顺,谭润泽,何倜,等.基于电子舌、GC-IMS技术和人工感官评价对小儿感冒颗粒的气味分析及口感改善研究[J].中国现代中药,2024,26(09):1586-1595.
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