电子舌技术的原理及在中药领域的应用
苦味,安慰剂,中药材,1电子舌的组成及原理,2电子舌的原理,2电子舌在中药领域的应用,1评价中药五味及其药效物质基础,2评价掩味效果,3鉴别中药材的产地,4鉴别中药材的不同炮制品及炮制程度,5评价中药的质量,6识别药材的采收
白杰,高利利,张志勤,蔡梦如,游龙泰,姚宇,吴慧敏,尹兴斌,倪健(.北京中医药大学中药学院,北京 02488;2.北京中医药大学中医药研究院,北京 00029)在20 世纪90年代初期,电子舌(electronic tongue,ET)的概念被提出,即利用传感器阵列模拟人类味蕾组织对液体样品的味道进行检测[1],该技术通过传感器阵列从复杂的样本中获得味道的电信号;同时应用一系列的化学计量法对高度复杂的数据进行处理,如主成分分析(PCA)、偏最小二乘法(PLS)、判别因子分析(DFA)、聚类分析(CA)、人工神经网络(ANN)等[2]。电子舌技术因为检测时间短、操作简单、灵敏度高、可靠性强等特点,已被广泛应用于食品和饮料领域,包括客观评价牛肉、枸杞子、红酒及白酒的味道,预测专家评分、检测其是否掺假等[3-6],体现出该技术既可以对液体样品的整体滋味进行评价,又可检测单体成分的优势,兼顾了整体性和现代分析技术具体化的要求,且不用对样品进行前处理。近年来,该技术在中药领域中的应用也越来越广泛,涉及评价中药五味及其药效物质基础、评价掩味效果、依据中药的味道差别鉴别中药炮制品、评价安慰剂的味道及中药材的质量等。本文对电子舌的组成、原理及其在中药研究中的应用进行综述,以期为中药味道客观评价的研究提供思路和技术方法。
1 电子舌的组成及原理
1.1 电子舌的组成
电子舌系统由味觉传感器阵列、信号采集系统、模式识别系统三部分组成[7]。味觉传感器阵列相当于人类的舌头,能够对被测液体中的味道进行感应,目前以电化学传感器最为普遍。根据传感器的工作原理不同,可分为电位分析传感器、伏安分析传感器、阻抗谱型传感器;信号采集系统相当于人类的神经系统,采集由传感器和液体样品接触所产生的电信号,并将其传递给电脑中的识别系统;模式识别系统相当于人类的大脑,将接收到的电信号转换成味觉值并进行分析和预测,使检测结果更接近实际值。目前针对模式识别的研究主要集中在对不同的化学计量学方法的研究。商品化的电子舌仪器中以伏安型和电位型居多,前者是以日本Toko 课题组开发的味觉分析系统和法国Alpha M.O.S 公司开发的电子舌为主,后者以瑞典Winquest 课题组电子舌和国内邓少平课题组的智舌(smart tongue)为主;生物传感器等类型电子舌仍在研究和优化之中[8]。
1.2 电子舌的原理
1.2.1 电位型电子舌 电位型电子舌是由Toko等[9]首次提出,其传感器阵列由工作电极和参比电极组成 ......
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