苘麻子為錦葵科植物苘麻的干燥成熟種子，其味苦，性平，具有清熱解毒、利濕、退翳的功效。本研究使用Heracles NEO超快速氣相電子鼻建立了苘麻子炮制前后的氣味色譜圖，結合AroChemBase數據庫比對分析，采用氣味指紋圖譜、多變量統計分析方法對苘麻子清炒前后氣味差異標志物進行快速識別，從氣味方面快速鑒別苘麻子飲片與炒苘麻子。

 

 

20批苘麻子飲片分別購自不同產地藥材市場，經鑒定為錦葵科植物苘麻的干燥成熟種子。藥材信息見表1。

表1 苘麻子樣品信息

 

 

 

對苘麻子飲片炮制前后各20批樣品進行檢測分析，每批平行3次進樣，得到氣味色譜圖，以MXT-5色譜柱采集的信號建立苘麻子炮制前后樣品氣味指紋圖譜，結果如圖1所示。從氣味指紋圖譜可看出，炒苘麻子的多數峰強度比苘麻子飲片的峰強度更大。

圖1 苘麻子飲片、炒苘麻子的氣味指紋圖譜

 

 

在得到苘麻子飲片炮制前后樣品的色譜峰后，采用正構烷烴標準溶液（nC6～nC16）進行校準，將色譜峰的保留時間（tR）轉化為Kovats保留指數（RI）進行定性，并在AroChemBase數據庫中比對分析，得出苘麻子飲片中可能存在的化合物與各自的感官描述信息（表中篩選出的化合物匹配相似度均大于85%），結果見圖2、表2。比較苘麻子飲片炮制前后色譜峰的數目及峰面積，共識別19個氣味成分，包括5個醛類、6個醇類、1個酯類、1個酮類、1個脂肪酸類、2個烷烴、1個烯烴、1個吡嗪類衍生物和1個有機硫化合物。發現在炮制前后雖無新增色譜峰，但14個色譜峰的強度存在顯著差異。其中苘麻子飲片炮制后3號峰（叔丁醇）、4號峰（二甲基硫）、5號峰（2-甲基丙醛）、9號峰（3-甲基丁醛）、10號峰（2-甲基丁醛）、11號峰（2,3-戊二酮）、14號峰（正己醛）、15號峰（糠醇）、16號峰（正戊酸）、17號峰（2,3,5-三甲基吡嗪）峰面積均升高，2號峰（丙烯醛）、8號峰（異丁醇）、12號峰（異戊醇）、18號峰（1-庚硫醇）峰面積均下降，8號峰（異丁醇）和12號峰（異戊醇）都具有“苦味”感官描述，與苘麻子飲片清炒后由“微苦”轉為“微有香氣”描述一致。其他氣味成分峰面積變化無明顯規律，但增減幅度均較小。除了8號峰（異丁醇）和12號峰（異戊醇）的“苦味”，其他化學成分的描述主要集中在甜味、果味、草藥味、辛辣味及焦糖味，這些氣味也被認為是在種子類食品及藥材中的重要風味特征。

 

圖2 苘麻子飲片（A）和炒苘麻子（B）在MXT-5色譜柱上的氣味色譜圖

表2 苘麻子炮制前后可能存在的化合物及感官描述信息

 

 

 

主成分分析（PCA）

將超快速氣相電子鼻所分離色譜峰峰面積作為變量，進行PCA，結果見圖3。在PCA模型中，主成分1（PC1）、主成分2（PC2）和主成分3（PC3）累積貢獻率為83.416%，能較好地對苘麻子飲片炒制前后進行區分。

圖3 苘麻子飲片炮制前后PCA得分圖

以苘麻子飲片炮制前后的19個氣味色譜峰峰面積為變量，進行判別因子分析，結果如圖4所示，橫、縱坐標分別表示DFA轉換得到的第1區分指數（DF1）和第2區分指數（DF2）。圖中DF1的區分指數為100%，說明DFA能夠更好地從氣味角度區分苘麻子飲片炮制前后樣品，且2者分布于左右兩個象限，距離較遠，氣味明顯改變，差異較大。表明氣相電子鼻可以快速鑒別苘麻子飲片和炒苘麻子，進一步驗證了PCA的分析結果。

圖4 苘麻子飲片炮制前后DFA分析圖

 

以苘麻子飲片炮制前后的19個氣味色譜峰峰面積為變量，采用SIMCA14.1進行OPLS-DA。本次分析中的模型解釋指數R2x、R2y分別為0.769、0.907，模型預測指數Q2為0.897，R2和Q2超過0.5，表示模型擬合結果可接受。經過200次置換檢驗，如圖5所示，Q2回歸線與縱軸的相交點小于0，說明模型不存在過擬合，模型驗證有效，認為該結果可用于苘麻子飲片與炒苘麻子的鑒別分析。將19個氣味色譜峰峰面積導入IBM SPSS Statistics 26進行獨立樣本t檢驗，結果顯示，除氯乙烷、異丁醇、乙酸乙酯、丙硫醇、1-庚硫醇外，其他色譜峰峰面積均有顯著性（P＜0.05）。變量重要性投影（VIP）值大于1表明對分類貢獻較大，結果顯示，正己醛、糠醇、叔丁醇、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、2-甲基丙醛、2,3,5-三甲基吡嗪的VIP＞1且P＜0.05，說明這7個氣味成分是區別苘麻子飲片炮制前后氣味的差異標志物。結果見圖5。

 

圖5 苘麻子飲片炮制前后OPLS-DA模型交叉驗證結果及19個氣味色譜峰的VIP值