中藥香囊是人類(lèi)從古至今都在使用的裝載有芳香類(lèi)中藥的預防與保健用品，辟疫香囊可用于預防和治療疾病，是應用最為廣泛、使用最早的一類(lèi)中藥香囊，也是配方種類(lèi)最多的一種。

 

　　超快速氣相電子鼻是一款將氣相色譜技術(shù)與電子鼻識別技術(shù)相結合的仿生系統，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、檢測快捷、靈敏度高，可檢測樣品整體信息形成氣味指紋圖譜，同時(shí)結合Kovats保留指數定性庫，可定性分析氣味成分，現已應用于食品、化工、農業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。本研究采用Heracles NEO超快速氣相電子鼻技術(shù)獲取中藥香囊的氣味和成分信息，建立氣味信息圖譜，同時(shí)結合化學(xué)計量學(xué)方法建立判別因子分析模型對不同放置時(shí)間中藥香囊的氣味特征及成分進(jìn)行分析。

 

　　材料與方法

　　Heracles NEO型超快速氣相電子鼻；

　　兒童型香囊（編號A1～A15）和成人型香囊（編號B1～B15）。

 

　　方法

　　樣品前期準備

　　將中藥香囊放置在室內，室內溫度19～26℃，濕度55%～70%，放置時(shí)間見(jiàn)表1。

 

表1 中藥香囊放置時(shí)間

 

　　電子鼻檢測參數

　　根據單因素實(shí)驗考察確定的檢測條件，使用Heracles NEO型超快速氣相電子鼻對放置不同時(shí)間的2種香囊進(jìn)行氣味分析。相關(guān)檢測參數如下：樣品瓶容積20mL；樣品量為0.5g；進(jìn)體積為4000μL；孵化溫度為65℃；孵化時(shí)間為15min；注射速度為125μL/s；注射持續時(shí)間為37s；進(jìn)樣口溫度為200℃；進(jìn)樣口壓力為10kPa；捕集阱初始溫度為50℃，最終溫度為240℃；柱溫初始為50℃，采用程序升溫（以1℃/s升溫至70℃；以2℃/s升溫至90℃；以0.2℃/s升溫至105℃；以5℃/s升溫至250℃）；采集時(shí)間為136s；火焰化離子檢測器增益為12。

 

　　判別因子分析

　　判別因子分析是一種用于構建模型和判定個(gè)體所屬類(lèi)別的統計方法。與主成分分析相比，其可使不同類(lèi)組群數據間差異盡可能擴大，而使同類(lèi)組群數據間差異盡可能縮小，從而建立更好識別的數據模型，更好地體現出樣品的差異性。本研究采用Heracles NEO型超快速氣相電子鼻自帶的軟件對不同放置時(shí)間中藥香囊的色譜圖數據進(jìn)行判別因子分析。

 

　　結果

 

　　兒童型香囊氣味成分分析結果

　　通過(guò)對兒童型香囊（編號A1～A15）樣品粉末進(jìn)行分析，得到不同放置時(shí)間樣品的色譜圖，見(jiàn)圖1。由圖1可知，隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng)，色譜峰的峰高逐漸降低、數量逐漸變少，說(shuō)明不同放置時(shí)間兒童型香囊的氣味存在明顯差異。通過(guò)Kovats保留指數定性分析，并與電子鼻自帶的Arochembase數據庫信息匹配后共鑒定出10種氣味成分，結果見(jiàn)表2。其中，α-蒎烯（9號峰）作為天然香料，有著(zhù)和松木樹(shù)脂類(lèi)似的香氣，具有抗菌、殺菌作用，可以減輕炎癥反應、抑制腫瘤細胞生長(cháng)、抗病毒等；β-蒎烯（10號峰）同樣具有抑菌、抗腫瘤作用。因此，可將α-蒎烯和β-蒎烯作為兒童型香囊的功能性指標成分。
 

圖1 不同放置時(shí)間兒童型香囊的疊加色譜圖

 

表2 兒童型香囊氣味物質(zhì)基礎及感官描述信息

 

　　不同放置時(shí)間下兒童型香囊的氣味信息鏡像對比圖見(jiàn)圖2。由圖2可知，兒童型香囊放置0.25d后，有5種氣味成分消失。與放置0d相比，放置0.25d后，7號峰強度下降了45.8%，8號峰強度下降了21.8%，9號峰強度下降了14.4%；放置3.5d后，7號峰強度下降了90.8%，8號峰強度下降了70.1%，9號峰強度下降了50.8%；放置7d后，大部分氣味成分基本消失，9號峰強度下降了56.8%；放置30d后，9號峰基本消失。
 

圖2 不同放置時(shí)間兒童型香囊的氣味信息鏡像對比圖

 

　　成人型香囊氣味成分分析結果

　　通過(guò)對成人型香囊（編號B1～B15）樣品粉末進(jìn)行分析，得到不同放置時(shí)間樣品的色譜圖，見(jiàn)圖3。由圖3可知，隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng)，色譜峰的峰高逐漸降低、數量逐漸變少。尤其是放置15d之后，色譜峰的峰高明顯降低。這說(shuō)明不同放置時(shí)間成人型香囊的氣味存在明顯差異。通過(guò)Kovats保留指數定性分析，再與Arochem‐base數據庫信息匹配后共鑒定出8種氣味成分，詳見(jiàn)表3。其中，α-水芹烯（7號峰）是一種有薄荷味的天然香料，存在于桉樹(shù)油、小茴香油、肉桂葉油、松節油等多種揮發(fā)油中，具有抑菌、抗菌活性，可作為祛痰劑。因此，可將α-蒎烯和α-水芹烯作為成人型香囊的功能性指標成分。
 

圖3 不同放置時(shí)間成人型香囊的疊加色譜圖

 

表3 成人型香囊氣味物質(zhì)基礎及感官描述信息

 

　　不同放置時(shí)間成人型香囊的氣味信息鏡像對比圖見(jiàn)圖4。由圖4可知，成人型香囊放置0.25d后，有4種氣味成分消失；放置15d后，6～8號峰消失，5號峰強度較放置0d時(shí)下降了34.3%；放置30d后，9號峰基本消失。
 

圖4 不同放置時(shí)間成人型香囊的氣味信息鏡像對比圖

 

　　2種香囊的判別因子分析結果

　　兒童型香囊色譜數據的判別因子分析結果顯示，判別因子1的貢獻率為95.643%，判別因子2的貢獻率為3.582%，累計貢獻率為99.225%，這說(shuō)明判別因子分析模型可明顯區分不同放置時(shí)間的兒童型香囊樣品（圖5）。由圖5可知，放置0.25d的香囊氣味成分與放置0d的香囊可明顯區分；從放置3.5d開(kāi)始，隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng)，樣品點(diǎn)聚集，說(shuō)明氣味成分變化越來(lái)越小。結合色譜圖的分析結果可知，放置7d的兒童型香囊的功能性成分已經(jīng)基本揮發(fā)。可見(jiàn)，判別因子分析結果與色譜圖分析結果一致。
 

圖5 不同放置時(shí)間兒童型香囊樣品判別因子分析圖

 

　　成人型香囊色譜數據的判別因子分析結果顯示，判別因子1的貢獻率為66.635%，判別因子2的貢獻率為25.330%，累計貢獻率為91.965%，這說(shuō)明判別因子分析模型可明顯區分不同放置時(shí)間的成人型香囊樣品（圖6）。由圖6可知，放置0.25d的樣品與放置0d的樣品有明顯區別。隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng)，各樣品點(diǎn)距離放置0d的樣品點(diǎn)越來(lái)越遠，說(shuō)明其氣味成分發(fā)生了較大變化。結合色譜圖的分析結果可知，放置15d的成人型香囊的功能性成分已經(jīng)基本揮發(fā)。由此可見(jiàn)，判別因子分析模型分析結果與色譜分析結果一致。
 

圖6 不同放置時(shí)間成人型香囊樣品判別因子分析圖

 

　　討論

 

　　目前電子鼻多用于酒、茶、飲料、果蔬、肉制品、油脂等食品領(lǐng)域，以及飲片產(chǎn)地加工炮制等中藥領(lǐng)域。應用電子鼻系統代替人類(lèi)的嗅覺(jué)系統，將氣味差異和氣味濃淡這種主觀(guān)評價(jià)轉化成為數字化的客觀(guān)定量描述，能夠反映中藥“整體氣味特征”，符合中藥“整體論”觀(guān)點(diǎn)。同時(shí)，電子鼻與其他檢驗儀器相比，具有快速、低檢測限、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。

 

　　根據本研究色譜圖與判別因子分析結果可知，兒童型香囊在放置3.5d后其中的α-蒎烯和β-蒎烯2個(gè)成分峰的強度大幅下降；放置7d后，大部分成分基本消失。成人型香囊在放置15d后，其中α-蒎烯和α-水芹烯2個(gè)成分峰消失不同藥味組成的香囊組方，其放置時(shí)間有所不同，但總體而言，隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng)，香囊中芳香揮發(fā)性成分將日益減少，有效性會(huì )逐漸降低。