在中藥行業(yè)中，對中藥進行真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒別主要依靠人體感官對藥材的形、色、氣、味的外觀性狀進行鑒別，有學者將這種方法總結為“辨狀論質”，中藥行業(yè)數(shù)千年來一直采用這樣的經(jīng)驗鑒別法。然而傳統(tǒng)經(jīng)驗鑒別法的鑒定結果取決于判斷者的主觀經(jīng)驗，缺乏客觀量化的統(tǒng)一標準，成本雖低，但在大規(guī)模的中藥大規(guī)?？焖偕a(chǎn)過程中可操作性差，存在一定的局限性。近年來，隨著計算機技術的快速發(fā)展，基于機器視覺（電子眼）、機器嗅覺（電子鼻）、機器味覺（電子舌）等智能感官技術的商業(yè)化產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，將客觀物體的外觀、滋味、氣味等特征數(shù)字化，可實現(xiàn)對目標中藥的客觀化鑒定或評價。
電子鼻應用于分析半夏不同炮制品氣味差異標志
使用HeraclesⅡ超快速氣相電子鼻獲取半夏不同炮制品的氣相色譜圖，利用多元分析方法，得到半夏不同炮制品的氣味差異標志物。
圖1是半夏及其炮制品的色譜圖，圖2是半夏不同炮制品對照氣味峰指紋圖譜。
圖1 半夏不同炮制品氣味指紋圖譜
圖2 半夏及其炮制品對照氣味峰指紋圖譜比較
利用正構烷烴標準溶液對各氣味信息進行定性，樣品保留時間校準為Kovats保留指數(shù)，利用Arochembase數(shù)據(jù)庫和Alphasoft軟件處理后，得到半夏及其炮制品的可能氣味信息如表1所示。結果表明，4種炮制品氣味之間的共有成分為正十三烷；半夏的特有氣味成分為2-甲基丙酸乙酯、正己醛、壬酸丙酯、丙戊酸、5-甲基十五烷、肉桂酸正丙酯；姜半夏的特有氣味成分為正己烷、3-戊酮、2-甲基-1-戊醇、苯甲酸、4-三癸醇；法半夏的特有氣味成分為甲酸甲酯、甲基丁香酚；清半夏的特有氣味成分為二乙基酮、正十六烷。由此可見半夏不同炮制品之間氣味存在差異，因此這些不同的氣味信息可能是鑒別半夏及其炮制品的物質基礎。
表1 半夏及其不同炮制品可能氣味信息
利用電子鼻獲取半夏不同炮制品氣味信息，通過Kovats保留指數(shù)定性，采用峰面積歸一化法得到半夏不同炮制品的氣味成分相對含量。結果見表2。半夏不同炮制品中共鑒定出21種成分，包括酯類6種，烷烴類5種，醇類2種，酸類2種，醛類、酚類各1種，其他類4種。
表2 半夏及其不同炮制品氣味成分相對含量
圖3 PCA模型得分圖
電子舌應用于蜜炙枇杷葉配方顆粒的“炮制痕跡”
利用電子舌技術，對枇杷葉配方顆粒（EF-FG）和蜜炙枇杷葉配方顆粒（HEF-FG）的酸味、咸味、鮮味、甜味、苦味、通用6種味值進行檢測，并通過配對主成分分析等方法對用電子舌技術所獲得的各種味值進行統(tǒng)計分析。以各味值為坐標軸，再根據(jù)各味覺響應值自動變換的值，獲得EF-FG和HEF-FG的滋味指紋圖，結果見圖4。HEF-FG的AHS、CPS、SCS味值區(qū)域具有明顯差異，與EF-FG區(qū)別顯著。
圖4 EF-FG與HEF-FG特征滋味指紋圖
對EF-FG和HEF-FG2組樣本進行PCA，結果見圖5。結果表明2組樣本處于2個不同方位，并存在著明顯組內(nèi)差別，第1主成分和第2主成分的變異數(shù)貢獻率均為96.90%（＞70%），因此，EF-FG和HEF-FG可以利用電子舌進行區(qū)分。
圖5 EF-FG與HEF-FG滋味PCA得分3D圖
電子眼應用于陳皮蒸制前后質量差異研究
利用電子眼技術從外觀角度測定陳皮和蒸陳皮的顏色，通過明度值（L*）、黃藍值（b*）、紅綠值（a*）和總色值（E*ab）客觀表征陳皮及蒸陳皮的質量差異。
儀器開機穩(wěn)定后，將24色色彩校正板置于儀器中校正，調整到合適的鏡頭曝光度和焦距，使用5nm光圈，光源D65，同時使用頂部及底部照明，單一快照模式拍照。將粉碎過三號篩的陳皮及蒸陳皮樣品均勻放置表面皿中采集圖像，平行采集3次后取平均值，記錄各樣品的色號及比例。
以明度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*）3個指標來表示每個色號，計算總色值（E*ab）。其中L*的范圍由0~100對應表示顏色由黑到白；a*由正到負對應表示顏色由紅到綠；b*由正到負對應表示顏色由黃到藍，計算公式為E*ab=［（L*）2+（a*）2+（b*）2］1/2，E*ab越大，顏色越淺。除此之外，可用總色差值（ΔE*ab）表示2個色號之間的色差，但其不能表示顏色的偏向，計算公式為ΔE*ab=［（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2］1/2。樣品A1~A15和B1~B15的色度值見表3，電子眼圖像見圖6。
儀器開機穩(wěn)定后，將24色色彩校正板置于儀器中校正，調整到合適的鏡頭曝光度和焦距，使用5nm光圈，光源D65，同時使用頂部及底部照明，單一快照模式拍照。將粉碎過三號篩的陳皮及蒸陳皮樣品均勻放置表面皿中采集圖像，平行采集3次后取平均值，記錄各樣品的色號及比例。
以明度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*）3個指標來表示每個色號，計算總色值（E*ab）。其中L*的范圍由0~100對應表示顏色由黑到白；a*由正到負對應表示顏色由紅到綠；b*由正到負對應表示顏色由黃到藍，計算公式為E*ab=［（L*）2+（a*）2+（b*）2］1/2，E*ab越大，顏色越淺。除此之外，可用總色差值（ΔE*ab）表示2個色號之間的色差，但其不能表示顏色的偏向，計算公式為ΔE*ab=［（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2］1/2。樣品A1~A15和B1~B15的色度值見表3，電子眼圖像見圖6。
表3 陳皮和蒸陳皮樣品的色度值
圖6 陳皮與蒸陳皮樣品的電子眼圖像
由表3可知，陳皮、蒸陳皮的L*分別為76.939~85.628、69.208~82.279，a*分別為2.869~4.961、3.641~5.434，b*分別為39.311~46.115、36.437~44.960，E*ab分別為89.604~96.755、80.159~92.572。提示陳皮蒸制后，L*整體呈下降趨勢，說明陳皮蒸制后顏色更暗；a*整體呈上升趨勢且為正值，說明陳皮蒸制后顏色更偏向紅色；b*整體呈下降趨勢但仍為正值，說明陳皮蒸制后顏色由黃向藍轉變但仍偏向黃色；蒸制后E*ab整體呈下降趨勢，說明陳皮蒸制后顏色加深。即陳皮蒸制后，整體上明度變暗、紅色度值升高、黃色度值降低、顏色變深，與圖6基本相符。在此基礎上，計算15批陳皮蒸制前后的ΔE*ab分別為0.873、2.339、3.485、7.885、9.546、5.944、3.278、5.286、6.715、5.436、5.227、5.725、4.658、4.078、6.807。一般規(guī)定當ΔE*ab>1.5時，表示待測樣品顏色有明顯差異。說明除樣品C1蒸制前后顏色差別較小外，其他樣品蒸制前后顏色發(fā)生了明顯變化。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。參考文獻：[1] 謝樹瑩,周金海.機器視覺在中藥領域的應用現(xiàn)狀及展望[C]//中國中醫(yī)藥信息研究會.第四屆中國中醫(yī)藥信息大會論文集.南京中醫(yī)藥大學信息技術學院;,2017:4.DOI:10.26914/c.cnkihy.2017.008472.
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