没药分为天然没药和胶质没药,不同种没药树的树脂外观差异不大,肉眼难以鉴别,但其临床传统应用和药理活性不同。与传统鉴别方法比较,Heracles NEO电子鼻具有需要的样品量少、预处理简单、快速无损的优点。本研究基于Heracles NEO超快速气相电子鼻技术,结合Kovats RI法和仪器内置的AroChembase数据库,采用GC、多变量统计分析区分样品,对多种没药气味差异标志物进行快速识别,以期从气味角度快速鉴别不同种没药。
1.样品
组1(JZ1∼JZ6)为胶质没药,组2(M1∼M3、M5)、组3(W6、W7)为没药属其他种没药树的树脂;组4(K1∼K14、J1、W1、W2、W4、W5、JZ5)为天然没药。
组1(JZ1∼JZ6)为胶质没药,组2(M1∼M3、M5)、组3(W6、W7)为没药属其他种没药树的树脂;组4(K1∼K14、J1、W1、W2、W4、W5、JZ5)为天然没药。
2.主成分分析
如图1所示,第一主成分(PC1)与第二主成分(PC2)的累积方差贡献率高达99.102%,表明这2个主成分能够非常准确地反映出样品的实际情况和主要特征。此外,样品在电子鼻PCA图上的区分指数高达100,说明基于气味特性差异能够有效区分32个没药样品。
如图1所示,第一主成分(PC1)与第二主成分(PC2)的累积方差贡献率高达99.102%,表明这2个主成分能够非常准确地反映出样品的实际情况和主要特征。此外,样品在电子鼻PCA图上的区分指数高达100,说明基于气味特性差异能够有效区分32个没药样品。

图1 全部没药样品PCA图
3.GC叠加图谱的建立
将GC数据进行同组叠加处理可以更清晰地观察组内共有特征和细微差异,有助于识别同组样本中普遍存在的化合物及其相对含量。图2~图9为各组(组1~组4)没药样品原始GC叠加图和雷达图叠加图,GC叠加图分别展示MXT-5非极性毛细管柱与MXT-1701中极性毛细管柱结果,雷达图也可以看出组间和组内没药峰面积和保留时间的差异。组1(JZ1∼JZ4、JZ6)、组2、组3、组4(K1、M5、J1、W1、JZ5)在各自的GC叠加图和雷达图叠加图中均呈现出相似特征:出峰时间差异不大、峰面积差异较大。

图2 组1样品的GC叠加图

图3 组1样品的雷达图叠加图


图4 组2样品的GC叠加图


图5 组2样品的雷达图叠加图


图6 组3样品的GC叠加图


图7 组3样品的雷达图叠加图


图8 组4样品的GC叠加图


图9 组4样品的雷达图叠加图
4.不同种没药气味差异标志物分析
在分析不同种没药气味差异标志物时,比对放大色谱图以寻找样品组间的差异往往繁琐且复杂,这种方法虽然直观,但效率低下、易出错。为了简化这一过程并提高分析的准确性,本研究采用了一种“先统计后化学”的方法。首先,运用PCA对样品组间的气味数据进行深入挖掘。PCA能够迅速定位到样品间气味的主要差异所在,通过降维处理,将复杂的数据集简化为几个主要的成分,从而更容易识别出差异性色谱峰,在对色谱峰进行了筛选时,要选取那些区分度显著、峰面积较大且分离效果良好的色谱峰。经过筛选,样品整体的气味分布趋势与未经筛选前保持一致,可以充分证明所选的色谱峰能够准确地代表样品整体的气味特征。接着,借助AroChembase数据库,对具有显著差异的色谱峰进行了详细的定性分析,识别这些色谱峰中可能包含的化合物。
AroChembase数据库是一个针对Kovats RI的定性数据库,通过比对数据库中的信息,能够准确识别出那些导致样品组间气味差异的挥发性物质。这种方法不仅提高了分析效率,而且增强了结果的准确性和可靠性。
各组没药中可能含有的化合物信息及其气味描述见表2。该表还提供了这些化合物在不同介质中的气味阈值数据。



表2 各组没药可能含有的化合物信息及其气味描述
5.讨论
本研究采用Heracles NEO超快速气相电子鼻分析不同种没药的挥发性成分。结果表明,可以通过气味雷达指纹图谱直观区分不同种没药,从AroChembase数据库中获得了4组没药中可能的挥发性化合物及其感官信息。
研究发现,4组没药均含有挥发性成分α-雪松烯。胶质没药和天然没药中还有一些共有成分,如α-蒎烯、柠檬烯、γ-萜品烯等。胶质没药和天然没药之间有明显的差异,胶质没药含有一些特有的化学成分,如2,3-丁二酮、异丁醇、异丁酸乙酯、芳樟醇、樟脑、4-松油烯醇等,而天然没药则含有异丁醛、丙酸甲酯、β-蒎烯、桉叶油醇、萜品油烯、肉桂醛、己酸叶醇酯等特有成分。通过对比以上差异物质的感官信息气味描述,胶质没药和天然没药在气味上存在显著的差异:虽然两者都带有辛辣、甜味和芳香味,但胶质没药中还夹杂着苦、霉味以及其他令人不快的味道;相比之下,天然没药则保留了更为纯净的辣、甜味和芳香味。
对于组2和组3的这两种没药属树脂,确实与天然没药和胶质没药在成分上有很多相似之处,但同时也存在一些独特的成分,这些特有成分正是导致其气味差异的关键因素。组2的特有成分为2-丁酮、乙酸和间二甲苯,组3的特有成分为辛烷,从感官信息气味描述看,组2的差异性气味为酸味和塑料味,组3的差异性气味为汽油味。组2和组3共同含有2-十五烷酮,这种成分具有特异的芹菜香,也属于不同于胶质没药和天然没药的差异性气味。
来源:感官科学与评定,转载请注明来源。文章封面图片来源于创客贴会员。
参考文献:许玮仪,金红宇,刘晶晶,等.基于Heracles NEO超快速气相电子鼻的多种没药气味差异成分快速识别[J/OL].中国现代中药,1-15[2025-02-28].
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本研究采用Heracles NEO超快速气相电子鼻分析不同种没药的挥发性成分。结果表明,可以通过气味雷达指纹图谱直观区分不同种没药,从AroChembase数据库中获得了4组没药中可能的挥发性化合物及其感官信息。
研究发现,4组没药均含有挥发性成分α-雪松烯。胶质没药和天然没药中还有一些共有成分,如α-蒎烯、柠檬烯、γ-萜品烯等。胶质没药和天然没药之间有明显的差异,胶质没药含有一些特有的化学成分,如2,3-丁二酮、异丁醇、异丁酸乙酯、芳樟醇、樟脑、4-松油烯醇等,而天然没药则含有异丁醛、丙酸甲酯、β-蒎烯、桉叶油醇、萜品油烯、肉桂醛、己酸叶醇酯等特有成分。通过对比以上差异物质的感官信息气味描述,胶质没药和天然没药在气味上存在显著的差异:虽然两者都带有辛辣、甜味和芳香味,但胶质没药中还夹杂着苦、霉味以及其他令人不快的味道;相比之下,天然没药则保留了更为纯净的辣、甜味和芳香味。
对于组2和组3的这两种没药属树脂,确实与天然没药和胶质没药在成分上有很多相似之处,但同时也存在一些独特的成分,这些特有成分正是导致其气味差异的关键因素。组2的特有成分为2-丁酮、乙酸和间二甲苯,组3的特有成分为辛烷,从感官信息气味描述看,组2的差异性气味为酸味和塑料味,组3的差异性气味为汽油味。组2和组3共同含有2-十五烷酮,这种成分具有特异的芹菜香,也属于不同于胶质没药和天然没药的差异性气味。
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参考文献:许玮仪,金红宇,刘晶晶,等.基于Heracles NEO超快速气相电子鼻的多种没药气味差异成分快速识别[J/OL].中国现代中药,1-15[2025-02-28].
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