电子舌技术在中药、蒙药中的应用概况及展望

德格吉日呼 包勒朝鲁

内蒙古医科大学蒙医药学院，内蒙古呼和浩特 010110

电子舌是一种用于味觉分析的智能仪器，模仿人类的味觉系统，通过电极传感器阵列和电化学技术实现液体分析。电子舌是20 世纪90 年代初期提出的一种识别，检测未知液体样品的智能检测技术，可被认为是多种溶液定量和定性分析的一种有前途的装置[1]。原则上，电子舌的应用几乎是无限的，因为其几乎能够完全减少干扰物的影响，并且可以用于区分、识别、量化极端复杂的样品[2]。此外，无需经过专门培训的人员即可进行精确和快速的分析。由于电子舌技术操作简单、方便、快捷，成本低、可用性好等优点已在食品行业内广泛应用，如真假陈酒鉴别、葡萄酒品质检测、肉品质量鉴定等[3-6]。近年来，关于电子舌技术在中医药领域的应用研究也颇多，例如不同产地药材的含量、味道、品质的鉴定，炮制品的鉴定，评价中药五味、中药材质量等[7-9]。

1 电子舌

电子舌概念是传感器的新趋势，主要由味觉传感器阵列、信号采集系统和模式识别系统三部分组成[10]。其中传感器相当于人的味蕾，感受呈味物质的刺激信号，信号采集系统相当于人的神经感觉系统，采集接收响应信号，模式识别系统相当于人的大脑，对接收到的信号进行分析，提取特征信息，得到有关样品味觉特征的总体评价，建立数据模型[2]。味觉传感器是电子舌系统的核心组成部分，电子舌的设计中可以使用各种各样的传感器阵列，例如电化学传感器（电位法、伏安法、阻抗），光学传感器或酶传感器（生物传感器）[11]。其中电化学传感器最为常用，即采用传统的离子选择电极的电位传感器；由不同的金属圆盘电极组成的伏安传感器；由贵金属电极或碳电极组成的抗阻传感器[12]。模式识别技术主要通过化学计量学提取重要特征并将其转化为所需信息。由于阵列中使用的所有传感器都可能对所用的分析物做出响应，会产生大量复杂数据，必须使用多变量校准方法进行处理。最常用的方法是主成分分析、偏最小二乘法分析、人工神经网络、自组织映射等[13]。

2 电子舌在中药药味研究中的应用

中药有“酸、苦、甘、辛、咸”五味。酸味“能收、能涩”，收能收心气、收肺气、收津液、收阴气、敛咽疮，涩能固涩[14]；苦味“能泄、能燥、能坚”，泄能泻下、泄气逆、泻火、泄湿，燥能燥湿，坚能平相火、固肾阴、清热泻火、顾护阴津、泻下以存阴[15]；甘味“能补、能缓、能和”，补能补气、补阳、补血、补阴，缓能缓急，和能调和[16]；辛味“能散、能行”，散能散表邪、散里寒、散结滞，行能行气、行血、破气之功[17]；咸味“能软、能下”，软能软坚散结、软坚化痰、活血化瘀，下能泻下、润下、逐热[18]。

2.1 五味评价及辨识研究

关于电子舌评价与辨识中药五味的方面，通过电子舌技术检测得到苦参碱和氧化苦参碱的苦度与口尝苦度存在线性关系[19]。以此为基础，通过电子舌技术测量35 种不同中药混合物的苦度后发现，该方法在6 h 的测量周期内显示出良好的重复性和精密度，可以准确地评价中药材苦度[20]。该技术虽好，但经研究发现，TS-5000Z 电子舌传感器对于某些低浓度的化合物不能相互作用[21]。由此可见，虽然电子舌能准确预测药材的苦度，但对于药物浓度是有一定要求的。电子舌技术除了能准确评价中药材“药味”之外，还可以对中药材进行辨识区分。赵丽蓉等[22]利用电子舌技术检测不同产地和加工方法的多花黄精得到味觉数据，并通过主成分分析发现不同产地多花黄精呈现的“味”的数值有差异，电子舌技术能够敏感地检测到不同加工方法多花黄精“味”的变化。杨天歌等[23]采用电子舌技术获取不同花期混合金银花味觉信息，通过支持向量机模型区分鉴别混合金银花，准确率达88%。运用电子舌技术对不同产地、不同花期中药材进行辨识区分，建立其判别模型对未知样品进行准确判定，为中药材的辨识区分增添了新方法。

2.2 五味表征及物质基础研究

根据电子舌可客观、量化表征味觉信息的特点，将电子舌技术与口尝评价结合对不同产地枸杞子进行评估后，发现电子舌可以代替人工口尝对枸杞子酸、苦、咸、甜、鲜味客观准确表征[24]。对于药味的确定是以感官审评为主，但是感官审评方法具有经验性较强，审评结果随机性大，重复性差等缺陷，因此电子舌技术代替口尝评价方法是一种趋势。电子舌技术不仅可以对中药药味进行表征，还可以进一步评价其药味物质基础。杨露萍等[25]通过电子舌技术发现藁本内酯、洋川芎内酯A 与丁烯苯酞3 种苯酞类成分是川芎辛味的物质基础。荆文光等[26]通过电子舌技术发现厚朴酚与和厚朴酚为厚朴苦味的物质基础。

2.3 五味与化学成分研究

中药五味与其所含化学成分之间存在必然的联系，通过电子舌技术分析不同产地和生长年限的黄芩药材味觉信息与其主要化学成分黄酮总量的相关性，发现可以通过电子舌味觉分析信息推测出黄芩药材中黄芩苷的含量[27]。同样的方法分析了不同来源川芎药材，发现通过川芎药材的酸味值、涩味值判断相应化学成分的含量值[28]。对此，可以准确知道药材的味觉指标，有效反映化学成分含量的高低。

2.4 五味炮制与味觉研究

炮制的目的是消除或降低药物的毒性、烈性和副作用，采用电子舌对厚朴药材、净厚朴、姜厚朴炮制前后味觉进行测验，发现只有涩味在炮制前后有显著差异，在炮制过程中，两种生物碱（木兰花碱和木兰箭毒碱）含量显著下降，且均表现出涩味回味，故生物碱含量降低使涩味、刺激性降低[29]。目前对于炮制品的鉴定仍采用感官审评方法为主，即依靠操作者手、眼、鼻等感官，结合经验判断炮制程度，但是对于“味”的炮制前后细微变化是难以区分的，因此电子舌技术成为了鉴别炮制品的强有力手段。付智慧等[30]采用电子舌技术检测豨莶草炮制前后的酸、苦、涩、咸、甜味值，发现炮制前后，酸、涩、甜味检测数值明显上升，苦、咸味检测数值明显下降。

2.5 质量标准研究

质量标准是衡量药材是否合格的评判标准，更是临床用药安全有效的保障。赵童瑶等[31]采用电子舌技术测定不同来源的龙胆提取物，并经过高效液相色谱和显微鉴定验证，结果一致。李欣欣等[32]建立了口尝评价和电子舌传感器数值的关系模型，结合主成分分析和线性判别模型可明显区分黑顺片的味道，故电子舌检测技术可以作为评价药材质量的方法和现有质量控制指标的补充。

3 电子舌在蒙药药味研究中的应用前景

蒙药是中华优秀传统文化，是世界上保存最为完整的民族医药体系之一。蒙药药味是舌所尝到的药物味道，是蒙药理论基本内容之一。每个药物都有固定的味，《论述医典》中记载“舌对药物的感觉就是药味。”从古至今，在蒙药研究及《认药白晶鉴》《识药学》《蒙药正典》等古籍中记录一种药物，首先对其药味、药力、效能等方面进行论述。药味不仅是药物味道的真实反映，而且是药物的高度概括。蒙医认为药味来自土、水、火、气、空等五源。《医宗要旨》中记载“一切药物都以土源奠定基础；水源使其潮湿；火源使其产生热能；气源使其增多，活动；空源则敞开空间。”但在药味的形成过程中，不以空源为主，主要有土、火、水、气四源中的某两源结合而成。《论述医典》中记载“水土成分多则甘；火土成分多则酸；水火成分多则咸；水气成分多则苦；火气成分多则辛；土气成分多则涩。”故蒙药有“甘、酸、咸、苦、辛、涩”，将其称基本六味。此外，还有复合味57 种；即有15 种二味复合味、20 种三味复合味、15 种四味复合味、6 种五味复合味、1 种六味复合味[33]。甘味能强身补血，添精补髓，润骨壮阳，养身催乳，焕发容颜，接骨疗伤，解救中毒，改善视力、听力，治疗声音嘶哑，肺浸润和赫依、希拉症。酸味能助胃火、消食、疏通赫依运行。咸味能舒筋缓僵、通便、开脉窍、助胃火、开胃。苦味能使机体活动伶俐、清热解毒、止渴止呕、催苏醒、镇静、镇希拉、燥腐消脂，具有消除乳腺肿痛及声音嘶哑等作用。辛味能助胃火、开胃消食、治伤燥腐、接骨消肿、开窍化瘀、可消脂。涩味能收敛治伤、改善肤色、燥腐消脂、清血希拉热[33]。

蒙药六味的电子舌技术相关性研究未见报道，虽然中医和蒙医均为祖国传统医学重要组成部分，但是由于理论体系不同，药味的划分和理论也不同。相对于中药药味而言，蒙药药味多了涩味。药味的确定取决于两方面，一是与实际品尝感觉有关，二是药物临床应用的归纳和总结。虽然有些药物具有淡味或涩味，但在中医看来，都属五味范畴之内。从药性理论来看，药味上升与药物功效应用密切相关[34]。中药药性理论有四气五味、升降浮沉、归经；蒙药药性理论有六味、八性、十七效、二力，且各理论体系要素之间均是相互对应、相互联系，体现了系统的辨证关系，均具有辨证统一和整体观的特点[35]。就电子舌对中药五味表征评价来看，电子舌技术可以客观数字化地评价苦味、涩味、酸味、咸味、甜味等。故能够表征中药五味的电子舌技术能否同样表征蒙药六味，是值得思考和研究的内容。

4 结论与展望

味觉分析系统以操作简单、方便、快捷，成本低、可用性好等特点著称，电子舌技术可以给予样品中与气味相关联成分的整体信息，远远优于普通的化学分析仪器。人工口尝是评定药味的唯一方法，但其主观性使其无法成为统一的测定标准，相比于传统人工口尝评价，电子舌更具有客观表达能力。由于更具客观性，其在中药领域主要用于评价、辨识、表征中药五味，五味化学成分及物质基础研究，鉴别炮制品，检测炮制品味觉变化，评价药材质量等方面。主要采用电子舌获取味觉信息数据，再用数据分析方法建立其味觉模型对具有酸、苦、甘、辛、咸、涩味中药进行客观评价、辨识及表征。与化学计量法、高效液相色谱法相结合研究了化学成分与其味道之间的相关性。只要有味觉变化的地方，电子舌都可以发挥其作用。

蒙药发展历史悠久，民族特色鲜明，是中华优秀传统文化。蒙药六味是蒙药理论基本内容之一。对于蒙药六味的检测指标仍然局限在人工口尝这一种方法。人工口尝法具有一定的主观性，使之不能成为确定的统一标准从而影响蒙药规范研制、质量标准，并严重阻碍了蒙药现代化的发展。有必要应用现代仿生技术逐步代替传统口尝评价，根据电子舌技术在中药领域的应用，统计电子舌技术模拟识别系统得到的数据，建立蒙药六味口尝评价和电子舌传感器数值的关系模型和电子舌技术响应值与其对应化学成分和物质基础的数字变化模型，为今后通过电子舌等仿生技术鉴别、评价、表征蒙药六味提供了一种新的研究思路。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。