基于形态特征、药效物质及药理作用变化规律采用电子鼻建立苦杏仁“走油”预警机制及质量实时监测系统

Storage is one of considerable issues in quality control of traditional Chinese medicine (TCM). If staying in improper storage, kinds of metamorphism such as worn-eaten, mildew, oil-spoiling, etc. will come up in TCM materials. The former two have gained lots of attentions and been studied in a wide range of fields due to their easy identification. However, oil-spoiling also is a common but crucial deterioration resulting in lower activity even toxicity. Currently, scarcely reports are aimed to on-line quality evaluation, early-warning mechanism and real-time quality monitoring system for TCM with oil-spilling. In this project, using Armeniaceae Semen Amarun as an example, applying electronic nose and taking advantage of completed research in our group, discriminative modes are designed. Correspondently a new early-warning mechanism with real-time quality monitoring system is established combined with morphological identification, chemical analyses, pharmacological testing, etc. It will give insights to further research on revealing scientific connotation for digital odor from e-nose and providing methodology for quality control of oil-spilling TCM.

中药贮藏不当会导致变质、降低质量。虫蛀、发霉因其易被鉴别已受到业内外广泛关注与研究。然而，“走油”也是普遍存在的变质现象之一，轻者药性散失，重者产生毒性；但其中药材质量的在线变化规律以及预警机制、实时监测系统的研究尚属空白。苦杏仁为常用大宗药材及药食同源品种，是易走油变质的典型代表，本项目以此为载体，立足于走油过程中感官“哈喇味”的客观化与数字化，在原有研究基础上，采用电子鼻技术建立苦杏仁走油过程中气味变化的快速鉴别模型，同时结合形态特征、药效成分、药理作用、药材品质变化规律的研究，探索建立一种新的预警机制与质量实时监测系统，可实时、快速、准确鉴别中药走油“轻重”与药材质量“优劣”。同时从走油中的酸败反应入手，探讨其对苦杏仁药效成分、药理作用的影响及作用机制。揭示苦杏仁数字化气味代表的药材品质深度内涵，为走油中药贮藏时的预警值设定和质量评价提供方法参考与示范研究，保障中药材质量可持续发展。

中药走油后，轻者药性散失，重者产生毒性；过程中药材质量的变化规律以及预警机制、监测系统研究尚属空白。本项目以苦杏仁为载体，开展以下研究：.建立了多因素影响下的走油加速试验法，通过python建立了留样观察及不同加速条件下，苦杏仁质量指标变化量随时间t变化的“响应函数”，筛选出了最优加速条件：65℃、75%RH、3000Lx；在此基础上，分别收集并制备了180份不同走油程度的苦杏仁样品；以表面颜色、剖面颜色、气味和油润状态为主要指标，建立了感官评价表，完成了样品的性状鉴别；运用模糊数学法确定了各指标权重的分配方案，将样品分类。.筛选出5个理化分析指标：油脂、酸值、过氧化值、苦杏仁苷和苦杏仁酶；采用HPLC法、滴定法等完成了定性定量分析；发现在苦杏仁走油过程中，随着贮藏时间延长，苷含量逐渐降低，酸值、过氧化值逐渐升高；高温、高湿环境下，此过程加速。.采用BRUKER 320 GC-MS法建立了苦杏仁脂肪酸成分分析法，走油后产生的新物质中共检测到12种化合物，其中，油酸具有类似猪油的气味，推测其可能是苦杏仁走油后产生哈喇味的物质成分之一。.确定了α-Fox3000电子鼻对苦杏仁气味的最佳测量参数，采用PCA、DFA、SVM等分类器建立了电子鼻对苦杏仁样品的判别模型；分别确定了日立U-3010色度仪和CM-5型分光测色仪对苦杏仁粉末和剖面颜色的最佳测量参数，结果表示：苦杏仁苷含量与L*值呈显著正相关，与a*值呈显著负相关，即明度越低，红色越深，苦杏仁苷含量越低。.以药效物质苦杏仁苷为主要评价指标，对苦杏仁设定了“走油”预警值；建立了苦杏仁走油过程中质量监测模型并筛选了最优系统，例如：基于剖面颜色-气味融合信息的苦杏仁苷含量预测模型为Y苦杏仁苷=2.27+1.07F2-2+0.57F2-1-0.45F2-3。.完成了苦杏仁“止咳平喘”药效学对比研究，实验结果显示：随着走油程度的不断加深，止咳作用均逐渐减弱。.在本项目基础上，可搜集更多批次的样品，针对油脂氧化的主体物质与客体环境的需求与变化机理等开展后续研究。