基于相关性分析的山楂炮制过程气味变化机制研究(1)
[摘要]该文研究山楂炮制过程气味变化与5-羟甲基糠醛(5-HMF)的相关性，探讨气味变化机制。取净山楂炮制成山楂炭过程中的不同样品，采用电子鼻获取其气味传感器响应值，运用统计质量控制法(SQC)客观描述山楂炮制过程气味的变化；高效液相色谱法(HPLC)测定样品中5-HMF的含量；采用相关性分析法分析二者相关性。实验结果表明，建立的SQC模型显示出山楂炒制过程气味变化呈一定的规律性；5-HMF的含量先升后降；相关性分析显示山楂炮制过程气味变化与5-HMF呈显著性相关(P<0.05)。山楂炮制过程气味变化与5-HMF含量变化有关，糖降解反应及美拉德反应可能是山楂炮制过程气味变化的作用机制之一。
[关键词]山楂；炮制；气味；电子鼻；5-HMF；相关性分析；变化机制
山楂为蔷薇科植物山里红Crataegus pinnatifida Bge.var.major N.E.Br.或山楂C. pinnatifida Bge.的干燥成熟果实[1]，临床上常用其炮制品。山楂在炮制过程中产生焦香气，药典中对炒山楂描述为“气清香[1]”，而焦山楂明确其“有焦香气[1]”，说明气味变化与山楂炮制密切相关。
, 百拇医药
5-HMF又称5-羟甲基-2-糠醛，由单糖化合物加热分解产生[2]，是糖降解反应和美拉德反应中具有代表性的中间产物[3-5]。糖在热降解时，当受热温度较高时，会生成有焦糊气味的焦糖素[6]；美拉德反应的发生也会产生特殊的风味[7]，如焦香气味[8]等。
本研究以此为线索，利用电子鼻技术结合统计质量控制法(SQC)模型对山楂炮制过程样品气味变化进行客观化描述，并测定炮制过程中5-HMF的含量，研究二者相关性，试探讨山楂炮制过程气味变化机制，为进一步研究山楂炮制机制提供参考。
1 材料
可控温滚筒式炒药机(杭州春江自动化研究所，具在线式非接触红外测温系统)；电子鼻(FOX 4000，法国 Alpha Mos公司)；岛津LC-2010A高效液相色谱仪，附带LC Solution色谱工作站(日本岛津公司)；ASS150A型超声波清洗器(杭州汇尔仪器设备有限公司)。
, 百拇医药
5-HMF对照品(中国食品药品检定研究院，批号111626-200503)；乙腈为色谱纯，其他试剂为分析纯。
山楂饮片购自成都荷花池中药市场，产地为山东青州，样品经成都中医药大学药用植物学教研室卢先明教授鉴定为蔷薇科植物山楂C. pinnatifida Bge.的干燥成熟果实。
山楂炒制：采用非接触红外测温技术采集温度数据，投料后至山楂炒制成山楂炭过程共选取6个取样点，包括生山楂共得到7份样品，见表1。同法炒制3批。
2 方法与结果
2.1 山楂炮制过程气味变化研究
2.1.1 电子鼻分析方法 分析参数：数据获取持续时间120 s，获取周期1 s，延滞时间300 s，空气流速150 mL·min-1，注射体积1 500 μL，注射速度1 500 μL·s-1。自动进样器参数：孵化时间600 s，孵化温度70 ℃，冲洗时间120 s，注射器温度80 ℃，搅动速度500 r·min-1，单次搅动时间5 s，搅动暂停时间2 s。
, http://www.100md.com
样品测定：分别取各山楂炮制过程样品，粉碎，过3号筛。精密称取样品粉末0.5 g置于20 mL顶空进样瓶中，顶空进样测定。
2.1.2 精密度考察 电子鼻设备由18个金属传感器构成，分别为LY2/LG，LY2/G，LY2/AA，LY2/GH，LY2/gCTL，LY2/gCT，T30/1，P10/1，P10/2，P40/1，T70/2，PA/2，P30/1，P40/2，P30/2，T40/2，T40/1，TA/2，数据采集见图1。以120 s内传感器最大或最小特征响应值作为输出值。
为考察仪器精密度，实验采用2.1.1项下分析方法，重复测定同一批次的生山楂各3次。各传感器输出值RSD均小于2%，数据结果稳定，仪器精密度良好。
2.1.3 SQC分析 SQC是在考虑样本的差异性的基础上，将未知样本映射到图表中，得出接受区域和拒绝区域的一种方法。对每个数据点而言，它在气味单元内的距离表明了气味的差异[9-10]。
, 百拇医药
为客观化展示山楂炮制过程气味变化规律，本实验将山楂炮制过程共7份样品(平行炒制3批)的电子鼻传感器响应值进行SQC分析，以sz1样品为参照建立SQC图模型，结果见图2。除sz2样品与参照样品较为接近外，随着炒制程度加深，sz3至sz7样品的气味特征数据变化明显，呈与参照样品距离渐远趋势。
2.2 5-HMF含量测定[11]
2.2.1 色谱条件 Phenomenex C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流动相乙腈-水(8∶92)，检测波长283 nm，柱温25 ℃，流速1.0 mL·min-1。
2.2.2 对照品溶液的制备 精密称取5-HMF适量，用甲醇配制成质量浓度分别为0.01，0.2 g·L-1的对照品溶液。
2.2.3 供试品溶液的制备 精密称取山楂炮制过程各样品粉末(过50目筛)0.2 g，加入40%甲醇20 mL，称定，超声处理40 min，放冷，甲醇补足质量，摇匀，滤过，取续滤液经0.45 μm微孔滤膜滤过，即得。
2.2.4 线性关系考察 5-HMF在0.01～0.2 μg进样量与峰面积呈良好线性关系，回归方程y=4 453.9x+34 299，r=0.999 7。, 百拇医药(黎量 杨诗龙 刘玉杰 汪云伟 钟恋 艾莉)
[关键词]山楂；炮制；气味；电子鼻；5-HMF；相关性分析；变化机制
山楂为蔷薇科植物山里红Crataegus pinnatifida Bge.var.major N.E.Br.或山楂C. pinnatifida Bge.的干燥成熟果实[1]，临床上常用其炮制品。山楂在炮制过程中产生焦香气，药典中对炒山楂描述为“气清香[1]”，而焦山楂明确其“有焦香气[1]”，说明气味变化与山楂炮制密切相关。
, 百拇医药
5-HMF又称5-羟甲基-2-糠醛，由单糖化合物加热分解产生[2]，是糖降解反应和美拉德反应中具有代表性的中间产物[3-5]。糖在热降解时，当受热温度较高时，会生成有焦糊气味的焦糖素[6]；美拉德反应的发生也会产生特殊的风味[7]，如焦香气味[8]等。
本研究以此为线索，利用电子鼻技术结合统计质量控制法(SQC)模型对山楂炮制过程样品气味变化进行客观化描述，并测定炮制过程中5-HMF的含量，研究二者相关性，试探讨山楂炮制过程气味变化机制，为进一步研究山楂炮制机制提供参考。
1 材料
可控温滚筒式炒药机(杭州春江自动化研究所，具在线式非接触红外测温系统)；电子鼻(FOX 4000，法国 Alpha Mos公司)；岛津LC-2010A高效液相色谱仪，附带LC Solution色谱工作站(日本岛津公司)；ASS150A型超声波清洗器(杭州汇尔仪器设备有限公司)。
, 百拇医药
5-HMF对照品(中国食品药品检定研究院，批号111626-200503)；乙腈为色谱纯，其他试剂为分析纯。
山楂饮片购自成都荷花池中药市场，产地为山东青州，样品经成都中医药大学药用植物学教研室卢先明教授鉴定为蔷薇科植物山楂C. pinnatifida Bge.的干燥成熟果实。
山楂炒制：采用非接触红外测温技术采集温度数据，投料后至山楂炒制成山楂炭过程共选取6个取样点，包括生山楂共得到7份样品，见表1。同法炒制3批。
2 方法与结果
2.1 山楂炮制过程气味变化研究
2.1.1 电子鼻分析方法 分析参数：数据获取持续时间120 s，获取周期1 s，延滞时间300 s，空气流速150 mL·min-1，注射体积1 500 μL，注射速度1 500 μL·s-1。自动进样器参数：孵化时间600 s，孵化温度70 ℃，冲洗时间120 s，注射器温度80 ℃，搅动速度500 r·min-1，单次搅动时间5 s，搅动暂停时间2 s。
, http://www.100md.com
样品测定：分别取各山楂炮制过程样品，粉碎，过3号筛。精密称取样品粉末0.5 g置于20 mL顶空进样瓶中，顶空进样测定。
2.1.2 精密度考察 电子鼻设备由18个金属传感器构成，分别为LY2/LG，LY2/G，LY2/AA，LY2/GH，LY2/gCTL，LY2/gCT，T30/1，P10/1，P10/2，P40/1，T70/2，PA/2，P30/1，P40/2，P30/2，T40/2，T40/1，TA/2，数据采集见图1。以120 s内传感器最大或最小特征响应值作为输出值。
为考察仪器精密度，实验采用2.1.1项下分析方法，重复测定同一批次的生山楂各3次。各传感器输出值RSD均小于2%，数据结果稳定，仪器精密度良好。
2.1.3 SQC分析 SQC是在考虑样本的差异性的基础上，将未知样本映射到图表中，得出接受区域和拒绝区域的一种方法。对每个数据点而言，它在气味单元内的距离表明了气味的差异[9-10]。
, 百拇医药
为客观化展示山楂炮制过程气味变化规律，本实验将山楂炮制过程共7份样品(平行炒制3批)的电子鼻传感器响应值进行SQC分析，以sz1样品为参照建立SQC图模型，结果见图2。除sz2样品与参照样品较为接近外，随着炒制程度加深，sz3至sz7样品的气味特征数据变化明显，呈与参照样品距离渐远趋势。
2.2 5-HMF含量测定[11]
2.2.1 色谱条件 Phenomenex C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流动相乙腈-水(8∶92)，检测波长283 nm，柱温25 ℃，流速1.0 mL·min-1。
2.2.2 对照品溶液的制备 精密称取5-HMF适量，用甲醇配制成质量浓度分别为0.01，0.2 g·L-1的对照品溶液。
2.2.3 供试品溶液的制备 精密称取山楂炮制过程各样品粉末(过50目筛)0.2 g，加入40%甲醇20 mL，称定，超声处理40 min，放冷，甲醇补足质量，摇匀，滤过，取续滤液经0.45 μm微孔滤膜滤过，即得。
2.2.4 线性关系考察 5-HMF在0.01～0.2 μg进样量与峰面积呈良好线性关系，回归方程y=4 453.9x+34 299，r=0.999 7。, 百拇医药(黎量 杨诗龙 刘玉杰 汪云伟 钟恋 艾莉)