基于“辨狀論質(zhì)”及氣、味數(shù)字化的砂仁藥材質(zhì)量評價研究.pdf

1、目的:
　　砂仁作為大宗常用的中藥材，市場需求量大。但目前我國砂仁銷售市場較為混亂，市場上存在大量東南亞進口的劣質(zhì)砂仁，對我國優(yōu)質(zhì)、道地砂仁藥材的種植及銷售造成極大沖擊，嚴重影響砂仁臨床用藥的安全性和有效性。本研究基于“辨狀論質(zhì)”，將智能感官技術(shù)（電子鼻、電子舌）和現(xiàn)代色譜分析技術(shù)（氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用）相結(jié)合，實現(xiàn)砂仁藥材氣、味的模糊信息數(shù)字化，從外觀性狀、化學指紋圖譜、氣味特征數(shù)值化、應用質(zhì)譜技術(shù)進行的多成分定性分析和藥效活性等

2、方面綜合評價砂仁藥材的質(zhì)量，同時建立砂仁藥材的電子鼻、電子舌快速鑒定方法，為進一步提高砂仁藥材的質(zhì)量評價標準提供依據(jù)，以推動砂仁藥材的資源開發(fā)及品種保護。
　　方法:
　　1.砂仁產(chǎn)地、市場調(diào)查與性狀鑒別。
　　通過產(chǎn)地采集，市場購買等方式，收集有代表性的進口、國產(chǎn)砂仁藥材共22批;采用傳統(tǒng)經(jīng)驗鑒別方法，邀請多名中藥鑒定專家對收集到的砂仁進行性狀鑒別和等級評定。
　　2.基于化學成分的砂仁質(zhì)量評價研究。
　

3、　通過測定22批砂仁樣品中揮發(fā)油、乙酸龍腦酯和槲皮苷等成分的含量，建立砂仁的高效薄層色譜指紋圖譜等研究，對所收集的砂仁樣品進行質(zhì)量評價。
　　3.基于砂仁藥材原粉“氣”的比較研究。
　　采用電子鼻及自動頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HS-GC/MS)分析技術(shù)分別從整體香氣輪廓和具體香氣成分兩個方面分析砂仁中的香氣物質(zhì)，采用雙標圖分析樣品-傳感器-揮發(fā)性化合物三者之間的聯(lián)系，建立客觀、快速、數(shù)字化的砂仁電子鼻分析的質(zhì)量評價方法。<

4、br>　　4.基于砂仁水提物“味”的比較研究。
　　采用電子舌分析砂仁水提物并結(jié)合統(tǒng)計分析對砂仁樣品的“味”進行表征;采用高效液相色譜-串聯(lián)四級桿飛行時間質(zhì)譜(HPLC-Quard TOF-MS/MS)對不同產(chǎn)地砂仁水提物的化學組成進行比較分析，提取不同產(chǎn)地砂仁水提物的特征性成分，為闡明砂仁水提物“味”的物質(zhì)基礎(chǔ)提供實驗依據(jù)。
　　5.云南陽春砂和緬甸砂仁水提物對人胃癌細胞SGC-7901凋亡影響的比較研究
　　利用四

5、甲基偶氮唑藍(MTT)法比較云南砂仁和緬甸砂仁的水提物對SGC-7901人胃癌細胞增殖的抑制作用，Hoechst33342染色后置熒光顯微鏡觀察SGC-7901細胞凋亡特性，利用流式細胞術(shù)檢測砂仁水提物誘導SGC-7901細胞凋亡和周期變化的影響。
　　成果:
　　1.本研究共收集到砂仁藥材22批，其中云南陽春砂7批，廣東陽春砂4批，緬甸的長序砂仁6批，越南的珠母砂3批，老撾的陽春砂和綠殼砂各1批。調(diào)查結(jié)果表明近年來廣東和云

6、南的陽春砂產(chǎn)量和種植面積減少，導致價格持續(xù)走高，但藥材市場上銷售的砂仁多為東南亞進口砂仁，價格較低。
　　本研究采用性狀鑒別法對22批砂仁藥材進行初步的質(zhì)量評價，將各批次砂仁分為三個等級:第一等級砂仁果實卵圓形飽滿，表面軟毛刺密生，種子團油潤軟粘，氣濃，口嘗辛涼感明顯，有辛辣感。廣東和云南陽春砂均為第一等級;第二等級砂仁果實卵圓形飽滿度不夠，表面軟毛刺較少，種子團油潤度較低，有香氣，口嘗辛涼感較輕。老撾兩批引種的陽春砂和綠殼砂為第

7、二等級;第三等級砂仁果實長圓形果皮硬，毛刺短且少，種子團干癟，氣無，口嘗沒有辛涼感。緬甸砂仁和越南砂仁均為第三等級。
　　2.主要藥效成分含量測定結(jié)果顯示，云南和廣東產(chǎn)的陽春砂揮發(fā)油含量均比進口砂仁高，道地產(chǎn)區(qū)金花坑的陽春砂揮發(fā)油含量最高，達到7.7±0.2％，而緬甸砂仁中有5批不合格;云南和廣東產(chǎn)的陽春砂乙酸龍腦酯含量比進口砂仁要高，而緬甸砂仁中有6批含量不合格;各批次砂仁藥材間的槲皮苷HPLC含量測定結(jié)果無明顯規(guī)律性，含量范圍

8、在0.0098-0.0682mg/g之間。
　　本研究所建立的砂仁高效薄層指紋圖譜能直觀看到各批次砂仁在指標成分相對含量上的差異。相似度評價、聚類分析和主成分分析(PCA，principal component analysis)結(jié)果一致，將砂仁藥材分為3類，其中廣東和云南陽春砂的整體化學成分接近，緬甸砂仁和陽春砂仁整體化學成分差別最大。
　　3.電子鼻的PCA分析結(jié)果顯示，不同來源的砂仁能較好地被區(qū)分，識別指數(shù)達到83.9

9、0％，國產(chǎn)陽春砂歸為一類，進口砂為一類;HS-GC/MS分析共鑒別包含萜烯、酯、醇、酮及烷烴類等70種揮發(fā)性化合物，各類成分及其含量在不同來源的砂仁中有明顯不同，分類結(jié)果與電子鼻分析結(jié)果一致;PLS雙標圖顯示傳感器S14和S8/S6/S3與萜烯類、酯類和醇類成分的高度相關(guān)性揭示了傳感器與香氣物質(zhì)之間的內(nèi)在關(guān)系。
　　4.電子舌的PCA分析結(jié)果顯示，電子舌能區(qū)分砂仁藥材偽品艷山姜，但對不同產(chǎn)地不同品種的砂仁藥材區(qū)分效果不理想;本研究

10、采用高效液相色譜-串聯(lián)四級桿飛行時間高分辨質(zhì)譜技術(shù)對不同產(chǎn)區(qū)砂仁藥材水提物進行研究，結(jié)果表明不同產(chǎn)區(qū)砂仁藥材能被正確區(qū)分開，分類結(jié)果一定程度上反映了砂仁藥材在地區(qū)間的差異性，共獲得26種差異性成分，初步推斷出其中11種差異化合物，包括葉枝衫香豆素，染料木苷，(1R,2S，5 S)-6-oxa-3-azabicyclo[3.1.0]hexane-2-carboxylic acid,1，6-脫水-β-D-葡萄糖，香草酸-1-β-D葡萄糖酯苷

11、，龍膽酸，對羥基苯甲酸，表兒茶素，異槲皮苷，槲皮苷，3,5-Dihydroxy-7-(4"-hydroxy-3"-methoxyphenyl)-1-(3'，4'-dihydroxyphenyl) heptane。
　　5.云南陽春砂和緬甸砂仁的水提物均能抑制SGC-7901腫瘤細胞的增殖，有濃度依賴性，MTT法、Hoechst33342染色法和流式細胞儀測細胞凋亡結(jié)果都顯示云南陽春砂水提物對SGC-7901腫瘤細胞增殖的抑制作用比

12、緬甸砂仁水提物的強，細胞周期實驗結(jié)果提示云南砂仁水提物將SGC-7901細胞阻滯于G2/M期，而緬甸砂仁水提物則阻滯于S期。
　　結(jié)論:
　　本研究基于“辨狀論質(zhì)”，圍繞砂仁藥材的性狀、氣味和滋味等三個方面，采用智能感觀技術(shù)電子鼻和電子舌并結(jié)合現(xiàn)代色譜分析技術(shù)對其進行了整體質(zhì)量評價，并對優(yōu)選得到的云南陽春砂和品質(zhì)較差的進口緬甸砂仁進行了藥效對比實驗研究。研究結(jié)果顯示優(yōu)質(zhì)的砂仁藥材果實外觀呈卵圓形，頂端有果柄連接，表面棕褐色，

13、有不明顯的三棱，密布呈圓形的軟毛刺，氣味香濃，口嘗甘、辛、酸、苦、咸五味俱全，有辛涼感，微苦。本研究采用的電子鼻提取砂仁藥材香氣的特征參數(shù)，建立品質(zhì)與嗅覺信息之間耦合的關(guān)系，使砂仁的香氣信息實現(xiàn)了數(shù)字化，使傳統(tǒng)性狀鑒別經(jīng)驗科學化和客觀化。
　　研究結(jié)果表明云南陽春砂與廣東道地藥材陽春砂在感官性狀、整體化學成分上無明顯差異，品質(zhì)極為接近，而進口砂仁價格雖然價格便宜但在外觀性狀、整體化學成分、藥效等方面均與陽春砂相差甚遠。近年來云南省