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目的:气味、色泽一直是高良姜传统性状鉴别的重要依据,但对气味、色泽只是语言性描述,不利于从业者准确把握。故本研究引入电子感官技术对不同品质等级高良姜的气味、色泽进行数字化研究,再将其气味、颜色与对应的内在成分进行相关性分析,以期诠释高良姜“辩状论质”的科学内涵。同时引入近红外光谱技术,建立高良姜各组分的含量预测模型,以期实现高良姜各组分含量的快速分析。方法:(1)高良姜品质等级的确定及化学成分分析:邀请10位中药鉴定人员对收集的样品进行性状感官评分,以总分大于或等于70分为一等品,小于70分为二等品。化学成分分析方法为:采用水蒸气蒸馏法测定挥发油含量,并对其中30批样品的挥发油进行GC-MS分析;采用HPLC法同时测定二苯基庚烷A、山柰素、高良姜素的含量;采用醇热浸法,测定70%乙醇的浸出物含量。(2)高良姜气味、色泽数字化研究:采用电子鼻测定高良姜的气味,通过Matlab软件对不同品质高良姜气味响应值进行比较,并采用线性判别分析(LDA)建立判别模型;采用色彩色差计测定高良姜的颜色,分析比较不同品质高良姜的色度空间值L*、a*、b*和色差值ΔEab差异,并采用典型判别分析建立判别模型。(3)高良姜气味、色泽与内在成分的相关性分析:采用Pearson相关性分析研究高良姜挥发油含量与各传感器响应峰值的相关性;以多元线性回归法建立挥发油含量预测模型;采用偏最小二乘法(PLS)分析高良姜挥发性成分与各传感器响应峰值的相关性;采用Pearson相关性分析研究高良姜L*、a*、b*、ΔEab与各化学成分含量的相关性。(4)高良姜各组分定量模型的建立:采用近红外光谱仪采集高良姜的光谱数据,结合化学计量学方法,筛选光谱预处理方法和波段,以PLS法同时建立高良姜二苯基庚烷A、高良姜素、山柰素、醇浸出物的定量分析模型。结果:(1)高良姜品质等级的确定及化学成分分析:根据高良姜性状感官评分结果,最终确定一等品55个,二等品45个。化学成分分析结果表明一等品高良姜挥发油、二苯基庚烷A、高良姜素、山柰素和醇浸出物含量总体上高于二等品;5种组分的PCA分析可大致区分这两种等级高良姜,其中二苯基庚烷A、醇浸出物是区分二者的关键性成分。挥发油的GC-MS分析共鉴定了43种成分,但一、二等品的挥发性成分个数、种类均一致,且二者中各成分含量均无显著差异(P>0.05)。(2)高良姜气味、色泽的数字化研究:气味:一等品的气味响应值整体上高于二等品;不同品质高良姜的气味响应均值、峰值及方差特征指纹图谱也存在差异;通过从电子鼻数据中筛选5~7个特征值,所建立的LDA判别模型识别率达到90%以上。色泽:不同品质等级高良姜L*、b*、ΔEab值存在显著差异(P<0),即一等品色泽偏浅,且与标准颜色棕红色更接近,二等品则相反;以L*、a*、b*建立的三维空间分布图可更直观地显示不同品质高良姜的色泽差异;ΔEab与色泽感官评分值的相关系数为-0.71,说明色差计和人的视觉感官对高良姜色泽的表达具有一致性;由L*、b*、ΔEab值建立的不同品质高良姜的判别模型的平均正判率为86%。(3)高良姜气味、色泽与内在成分的相关性分析:气味:挥发油含量与传感器S4、S7、S8、S9、S10之间存在显著正相关;建立了挥发油含量预测模型,参考值与预测值相关系数R=0.6213,验证均方差(RMSEP)=0.1191,说明通过气味响应值可大致预测挥发油含量;经PLS分析,从相关载荷图中可看出电子鼻各传感器响应值主要与萜烯和醇类成分相关。颜色:二苯基庚烷A、高良姜素、山柰素、醇浸出物的含量均与L*呈显著正相关,与ΔEab呈显著负相关,说明高良姜的色泽越接近棕红色,这些成分的含量相对越高,揭示了传统性状鉴别认为高良姜“色棕红色品质佳”的原因。(4)高良姜各组分定量模型的建立:建立了高良姜二苯基庚烷A、高良姜素、山柰素、醇浸出物的近红外光谱定量模型,模型验证时各组分含量参考值与预测值的绝对偏差的平均值依次为0.04%、0.02%、0.01%、0.46%;参考值与预测值的相关系数依次为0.9672、0.9549、0.9160、0.9800;相对分析误差(RPD)依次为3.32、3.15、2.15、4.49。表明二苯基庚烷A、高良姜素和醇浸出物的定量模型预测能力非常好,但山柰素的模型预测精度还有待提高。结论:不同品质等级高良姜的外观性状和内在成分含量均存在差异,应重视高良姜质量等级的细分。引入电子感官技术(电子鼻、色差计)可使不同品质等级高良姜气味、色泽的差异得以数字化、客观化表达,也为进一步研究高良姜气味、颜色与内在成分的相关性提供了基础,有利于高良姜“辩状论质”科学内涵的阐释。引入近红外光谱技术,可同时建立高良姜多种组分的含量预测模型。因此,通过电子感官-近红外光谱技术联用,可实现高良姜传统性状鉴别方法的现代化和内在成分含量的快速预测,这顺应了建立准确、客观、快速、简便且可以和国际接轨的中药质量控制评价方法的时代要求。