中藥“苦味”產(chǎn)生機(jī)制及評價方法研究進(jìn)展

孟子晗，孫偉寧，付曉蕓，周霞，萬軍（西南交通大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610031）

中藥“苦味”產(chǎn)生機(jī)制及評價方法研究進(jìn)展

孟子晗，孫偉寧，付曉蕓，周霞，萬軍
（西南交通大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610031）

口服中藥的良好口感是提高患者服藥順應(yīng)性的重要因素，而中藥由于其成分的復(fù)雜性和復(fù)方使用的特點，通常呈現(xiàn)苦味而使患者難以接受。為使“良藥苦口”向“良藥可口”轉(zhuǎn)變，現(xiàn)對中藥“苦味”產(chǎn)生機(jī)制及“苦味”物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行綜述，整理分析中藥苦味的評價及分級方法，為掩味技術(shù)的研究與發(fā)展提供參考。

苦味中藥；苦味物質(zhì)；苦味產(chǎn)生機(jī)制；中藥苦味評價

“四氣五味”藥性理論將中藥的“味”分為辛、甘、酸、苦、咸［1-2］，其常與功效聯(lián)系起來，就真實滋味而言，中藥存在多種不同結(jié)構(gòu)且數(shù)量龐大的苦味中藥，其數(shù)量遠(yuǎn)大于具有辛、甘、酸、咸4種味道的中藥［3-4］。本文重點對來源于中藥的苦味物質(zhì)及其評價方法研究作一綜述，為掩味技術(shù)的研究及相關(guān)藥物開發(fā)提供依據(jù)。

1　苦味中藥及其功效

《素問·至真要大論》云:“辛甘發(fā)散為陽，酸苦涌泄為陰，咸味涌泄為陰，淡味滲泄為陽。”。據(jù)此，苦味屬陰，以寒性為主。在中藥中苦味藥以苦寒藥為主［5］。孫大定、吳安芝等［6-7］以《中藥學(xué)》教材為依據(jù)，將其所載188種苦味藥進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)植物藥177種，占總數(shù)的94.1%，說明苦味藥主要來源于植物?？辔端幍乃幮Х秶饕杏诶蛲芩帯⑶寤療崽邓?、發(fā)散風(fēng)熱藥、清熱燥濕藥、清熱瀉火藥、清熱解毒藥。如44味清熱解毒藥中苦味者共31味，占70.5%；16味清熱瀉火藥中苦味者共9味，占56.25%；7味清熱燥濕藥全為苦味；6味清熱涼血藥苦味者共5味；清虛熱藥苦味者共3味［8］。臨床常用苦味中藥主要有穿心蓮（清熱解毒），蓮子心、熊膽（清熱瀉火），苦參、黃柏、黃連、黃芩（清熱燥濕），生地黃（清熱涼血）等。而另外一些中藥則是因為具有苦味功效（口感不苦）而被歸為苦味藥［9］，如冰片等。

2　中藥苦味的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分性質(zhì)

傳統(tǒng)中醫(yī)理論一般認(rèn)為苦味中藥的苦味物質(zhì)即是藥效物質(zhì)［10］?？辔吨兴幍闹饕瘜W(xué)成分大致可分為生物堿、苷類及苦味質(zhì)3大類［11］。其中苦味質(zhì)與生物堿成分，是構(gòu)成苦味藥味感的基本來源［12］。大多數(shù)化合物具有苦味的結(jié)構(gòu)，最具代表性的是某些萜類（如異α酸，檸檬苦素等），生物堿（如咖啡因，奎寧，士的寧，尼古丁等）和黃酮類化合物（如兒茶素沒食子酸酯等）［13-14］。類似結(jié)構(gòu)的化合物常有類似的苦味性質(zhì)，但同分異構(gòu)體在苦味上又表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。如，橘皮苷是一種沒有苦味的化合物，但其位置異構(gòu)體卻具有非常強的苦味；L型色氨酸是典型的苦味物質(zhì)，然而其D型對映異構(gòu)體卻表現(xiàn)出甜味的性質(zhì)?；衔锏目辔队袝r還與其相處的環(huán)境有關(guān)，如亞麻油酸在溶液中只有少許的苦味，而在乳劑中苦味較強。這似乎表明化合物的空間結(jié)構(gòu)對于苦味性質(zhì)更為重要?？辔斗肿臃植驾^廣泛，所以雖然分析認(rèn)為苦味與化合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)系，但真正的理解苦味是非常困難的［15-16］，這也和苦味物質(zhì)與受體的結(jié)合機(jī)理不清晰有關(guān)，仍需要進(jìn)一步探究［17］。

苦味藥中最具有代表性的化學(xué)成分——生物堿大多數(shù)呈左旋光性，藥物中所含的生物堿一般是生物堿鹽，生物堿鹽一般易溶于水。因此，含生物堿鹽的藥物制成湯劑比較苦，而改制成固體制劑則苦味弱化；萜類化合物一般以含有內(nèi)酯、內(nèi)縮醛、內(nèi)氫鍵、糖苷基等能形成螯合物的結(jié)構(gòu)而具有苦味。萜類化合物難溶于水，但隨分子中糖數(shù)目的增加水溶性會相應(yīng)的增強［18］。萜類化合物對光、高溫、酸堿較為敏感，在貯存這些藥物時要注意避免這些因素的影響［19］。黃酮類化合物具有心血管系統(tǒng)活性，抗菌及抗病毒、抗腫瘤等多種生物活性。這些性質(zhì)可為苦味藥的掩味、制劑技術(shù)提供參考依據(jù)。

3　中藥苦味產(chǎn)生機(jī)制

在人類的口腔中有近5 000個味蕾，每一個味蕾是由60～100個極化的味覺細(xì)胞（TRCs）集群而成。而舌的每個細(xì)胞中都含有多種苦味受體（T2Rs）。目前研究發(fā)現(xiàn)人體至少有25種T2Rs?？辔斗肿舆M(jìn)入口腔，在味覺細(xì)胞上與受體結(jié)合，細(xì)胞內(nèi)G蛋白的α亞基被激活，βγ的亞基從α亞基分離去激活磷脂酶PLCP2。這導(dǎo)致了IP3濃度的升高，并通過IP3受體將鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放到了細(xì)胞液中，使得細(xì)胞膜去極化［20-23］，從而引起神經(jīng)突觸后興奮，興奮信號通過一系列傳遞后，抵達(dá)味覺中樞，最終通過神經(jīng)中樞整合產(chǎn)生苦味感知［24，25］。

研究表明，苦味至少有3種傳導(dǎo)途徑［25］:①T2R/ TRB-gustducin/transducin-PDE-c NMP途徑；②T2R/ TRB-gustducin/transducin-PLCβ2-IP3/DAG途徑；③不依賴 GPCR/G蛋白機(jī)制的途徑［22，26-28］。不同的苦味物質(zhì)可能通過上述3種途徑中的一種進(jìn)行苦味轉(zhuǎn)導(dǎo)。也有研究發(fā)現(xiàn)［29］，同一種苦味物質(zhì)具有多種轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，它們不是完全獨立的，可能存在復(fù)雜的相互聯(lián)系。特別是對于中藥來說，一種苦味中藥中可能還有多種苦味化合物成分作為藥效基礎(chǔ)，每一種苦味化合物都有至少一種苦味傳導(dǎo)途徑且之間必然存在復(fù)雜的相互聯(lián)系［30］。

4　中藥苦味的評價及分級技術(shù)的發(fā)展

中藥中苦味化合物的種類多，范圍廣，不同化合物和同種化合物不同濃度之間的苦味強度都不相同。因此，如果要進(jìn)行苦味的研究或判斷苦味的有無及苦味強度大小就必須有相應(yīng)的評價機(jī)制與方法［31-33］，主要包括嘗味法、電子舌法、鈣成像法及電生理法。

4.1嘗味法（gustatory test）

4.1.1人嘗味法（human gustatory test） 采用人嘗法進(jìn)行苦味評價時通常需要選擇味覺正常的志愿者對樣品進(jìn)行口感測試，然后根據(jù)事先設(shè)計好的口感評價分?jǐn)?shù)表評分后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，進(jìn)而對藥物進(jìn)行苦味評價［34-35］。例如苦味研究時，為將藥物苦味進(jìn)行定量而人為的規(guī)定了反映藥物苦味程度的量化指標(biāo)即苦度［34-36］，從而根據(jù)文獻(xiàn)［37-38］結(jié)合中藥特點確定中藥苦度分級及分值，見表1。

表1　中藥苦度Ⅰ的定性描述、等級及定量范圍Table 1 Qualitative description，grade and quantitative range of bitterness intensity of TCM

該法優(yōu)點是簡單易行，結(jié)果比較貼合實際，但也存在很多缺點，如主觀評價導(dǎo)致結(jié)果的可信度差；需要眾多的志愿者，不適合大量、快速的篩選樣品；不適用于存在潛在毒性的藥物。

4.1.2動物嘗味法（animal gustatory test） 操作上通常用于嘗味的動物主要是指嚙齒類動物，有文獻(xiàn)報道嚙齒類動物與人類的苦味受體具有高度同源性［39］，常用動物嘗味法主要有簡短攝取法（brief access test）和雙瓶偏好法（two-bottle choice paradigm）［24］，這兩種實驗的生理基礎(chǔ)都是動物對苦味化合物的厭惡反應(yīng)，通過與對照組對比得到受試動物對樣品的厭惡程度［20］。目前已應(yīng)用于苦味中藥的評價技術(shù)中，如John等［40］通過測試?yán)鲜髮辔段镔|(zhì)48 h的偏好實驗，得出濃度響應(yīng)函數(shù)。動物嘗味法的缺點在于不能得出受試樣品的屬性，只能作為人嘗味評價的一種補充，一般適用于已知苦味的化合物，對其進(jìn)行苦味強度的比較，是一種較為粗糙的實驗方法［39］。

4.2電子舌法（electronic tongue test）

電子舌是目前文獻(xiàn)報道中唯一不基于苦味受體信號通路的苦味評價方法，是模仿人類味覺機(jī)制的一種電化學(xué)和計算機(jī)模擬結(jié)合的智能識別電子系統(tǒng)，這種方法主要是分析已知的苦味物質(zhì)在體系中物理化學(xué)性質(zhì)的變化并通過不同維度測定不同樣品的“苦距”［41］大小來評價苦味的強度［42］。電子舌不用考慮化合物的毒性問題，具有客觀性、重復(fù)性、檢測速度快、和易于描述和保存的優(yōu)點［43］。新型電子舌技術(shù)的出現(xiàn)，為苦味中藥的研究帶來了新的契機(jī)。近年來有大量基于電子舌平臺的苦味中藥的研究，如王優(yōu)杰、吳穎等［44］利用電子舌建立了評價小檗堿苦味的方法，梁曉光等［10］利用現(xiàn)代電子舌技術(shù)進(jìn)行了傳統(tǒng)苦味中藥黃連的苦味物質(zhì)基礎(chǔ)研究。但電子舌系統(tǒng)也存在一定的局限性即難以完全模擬出人舌至少包含的25種苦味受體，且對測試樣品有一定選擇性。

4.3鈣成像法（calcium imaging test）

該方法屬于生物細(xì)胞學(xué)范疇?？辔妒荏w細(xì)胞受刺激后，細(xì)胞里的鈣離子濃度會上升，從而產(chǎn)生動作電位［24］。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的變化能準(zhǔn)確定量的把樣品與苦味受體的結(jié)合情況呈現(xiàn)出來［45］。缺點是細(xì)胞受體單一，要呈現(xiàn)人類的至少25種受體的細(xì)胞，難度較大；且需選擇具有較弱的熒光背景、較強的水溶性等性狀的藥物，局限性較大［16，46-47］。盡管如此，鈣成像評價方法仍是如今國外最常用的苦味研究方法［48-50］。

4.4電生理法（electrophysiological test）

電生理法是將電極安放在動物的舌咽肌纖維或者鼓索神經(jīng)纖維處，用苦味物質(zhì)刺激舌部，產(chǎn)生電脈沖經(jīng)過放大后得到刺激性隨劑量變化的曲線圖。缺點是較為復(fù)雜，影響因素較多，重現(xiàn)性差，且這種方法需要豐富的神經(jīng)生物學(xué)、解剖學(xué)等知識儲備，并對檢測操作和儀器有較高要求，不能被廣泛應(yīng)用的同時神經(jīng)信號也不能直接反應(yīng)被檢物質(zhì)的味覺特性［24，51］。

本課題組擬結(jié)合中藥“苦味”物質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、苦味評價方法等分析研究，開展中藥湯劑的苦味掩蓋技術(shù)的研究，并建立符合中藥特點的苦味掩味技術(shù)和評價方法，并為中藥其他苦味物質(zhì)相關(guān)研究提供參考。

［1］李麗，肖永慶，劉穎，等.五味子苦味物質(zhì)組成及其生物活性研究［J］.中國實驗方劑學(xué)雜志，2014，20（5）:110-113.

［2］駱和生，魏煒佳.五味與四氣、歸經(jīng)、毒性關(guān)系再探討［J］.中國醫(yī)藥學(xué)報，1990，5（4）:30-32.

［3］CHANDRASHEKAR J，HOON M A，RYBA N J P，et al.The receptors and cells for mammalian taste［J］.Nature，2006，444 （7117）:288-294.

［4］MEYERHOF W.Elucidation of mammalian bitter taste［J］.Rev Physiol Bioch，2005，154:37-72.

［5］陳勤.苦味藥的藥性理論探討［J］.中醫(yī)雜志，1986，32（10）:57-59.

［6］孫大定.苦味藥的藥性特征及其配伍作用初探［J］.中國中藥雜志，1996，21（2）:119-120.

［7］吳安芝，張引拖.論述苦味藥的藥性特征及其配伍作用［J］.內(nèi)蒙古中醫(yī)藥，2011（7）:85-86.

［8］賴昌生，張蕙纓.苦味中藥性能及功效特點分析［J］.河南中醫(yī)，2015，35（1）:166-170.

［9］李文蘭，張秀麗，隋峰，等.中藥性味理論的現(xiàn)代研究進(jìn)展［J］.中國實驗方劑學(xué)雜志，2015，21（12）:227-230.

［10］梁曉光，吳飛口，王優(yōu)杰，等.基于現(xiàn)代電子舌技術(shù)的傳統(tǒng)苦味中藥黃連的苦味物質(zhì)基礎(chǔ)研究用［J］.中國中藥雜志，2014，39 （17）:3326-3329.

［11］廉秀云，吳運玲，馮惠善.淺談苦味藥的藥性特征及其配伍作用［J］.黑龍江中醫(yī)藥，1999（1）:52-53.

［12］紀(jì)玉佳，王鵬，李佳，等.苦味藥材性狀分析［J］.山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2012，36（3）:232-235.

［13］LEY J P.Masking bitter taste by molecules［J］.Chemosens Percept，2008，1（1）:58-77.

［14］STEPHAN A，STEINHART H.Bitter taste of unsaturated free fatty acids in emulsions contribution to the off-flavour of soybean lecithins［J］.Eur Food Res Technol，2000，212（1）:17-25.

［15］WIESER H，BELITZ HD.Relations between structure and bitter taste of amino-acids and peptides.1.amino-acids and related compounds［J］.J Lebensm Unters For，1975，159（2）:65-72.

［16］MEYERHOF W，BATRAM C，KUHN C，et al.The molecular recptive ranges of human TAS2R bitter receptors［J］.Chem Senses，2009，35（2）:157-170.

［17］朱友偉.苦味評價技術(shù)“氣管味蕾”的研究及ITC篩選掩味物［D］.南京:南京大學(xué)，2015.

［18］郝曉霞.苦味物質(zhì)研究概況［J］.黃岡師范學(xué)院學(xué)報，2008，28 （S1）:90-92.

［19］董小萍，羅永明.天然藥物化學(xué) ［M］.北京:中國中醫(yī)藥出版社，2015:55-65.

［20］陳兆斌.氨基酸的苦味淬滅研究及評價模型的構(gòu)建［D］.南京:南京大學(xué)，2015.

［21］LINDENANN B.Receptors and transduction in taste［J］.Nature，2001，413（6852）:219-225.

［22］GILBERTSON TA，DAMAK S，MARGOLSKEE R F.The molecular physiology of taste transduction［J］.Curr Opin Neurobiol，2000，10 （4）:519-527.

［23］YAN W，SUNAVALA G，ROSENZWEIG S，et al.Expression of Galpha14 in sweet-transducing taste cells of the posterior tongue ［J］.Am J Physiol Cell Physiol，2001，280（4）:742-751.

［24］任樹龍，王亞靜，鄭銀，等.基于苦味產(chǎn)生機(jī)制的掩味策略與評價［J］.中南藥學(xué)，2014，12（6）:562-566.

［25］葉萍.苦味受體及其轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究進(jìn)展［J］.國際口腔醫(yī)學(xué)雜志，2003，30（6）:453-455.

［26］李芹，孟楊.味導(dǎo)素在味覺轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用［J］.國外醫(yī)學(xué)（口腔醫(yī)學(xué)分冊），2006，33（1）:53-55.

［27］MARGOLSKEE R F.Molecular mechanisms of bitter and sweet taste transduction［J］.J Biol Chem，2002，277（1）:1-4.

［28］SPIELMAN A I.Gustducin and its role in taste［J］.J Dent Res，1998，77（4）:539-544.

［29］YAN W G，ROSENZWEIG S.Bitter taste transduced by PLC-beta （2）-dependent rise in IP（3）and alpha-gustducin-de-pendent fall in cyclic nucleotides［J］.Am J Physiol Cell Physiol，2001，280 （4）:C742-C751.

［30］景芳邈，劉穎璐，楊寧，等.苦味受體及其研究進(jìn)展［J］.山東醫(yī)藥，2012，52（15）:85-88.

［31］王偉江，鄭建仙.天然苦味抑制劑的研究與應(yīng)用［J］.中國調(diào)味品，2006（2）:14-16.

［32］徐文平，李大祥，宛曉春.茶葉中 AMP的苦味掩蓋效果評價及其含量的測定方法［J］.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，37（4）:682-687.

［33］王優(yōu)杰，馮怡，徐德生.藥物掩味技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展與應(yīng)用［J］.中國藥學(xué)雜志，2006，41（19）:1444-1448.

［34］王優(yōu)杰，馮怡，徐德生.中藥復(fù)方掩味技術(shù)初步研究［J］.中國中藥雜志，2007，32（13）:1285-1288.

［35］王優(yōu)杰，徐德生，馮怡.中藥及其制劑苦味評價方法的建立［J］.中國中藥雜志，2007，32（15）:1511-1514.

［36］李學(xué)林，吳子丹，劉瑞新，等.口嘗法評價中藥湯劑苦味的研究［J］.中國實驗方劑學(xué)雜志，2011，17（23）:11-13.

［37］TOSHIHIKO I，YOHKO M，JUNJIMUKA I，et al.Bitterness evaluation of medicines for pediatric use by a taste sensor［J］. Chem Pharm Bull，2004，52（8）:943-948.

［38］KAWANO Y，ITO A，SASATSU M，et al.Preparation oforally disintegrating tablets with taste-masking function:masking effect in granules prepared with correctives using the dry granulation method and evaluation of tablets prepared using the taste-masked granules ［J］.Yakugaku Zasshi，2010，130（1）:81-86.

［39］MUELLER K L，HOON M A，ERLENBACH I，et al.The receptors and coding logic for bitter taste［J］.Nature，2005，434（7030）: 225-229.

［40］JOHN D B J，STEVEN J S J，DEREK T N，et al.A brief-access test for bitter taste in mice［J］.Chem Senses，2002，27（2）:133-142.

［41］劉瑞新，李慧玲，李學(xué)林，等.基于電子舌的穿心蓮水煎液的掩味效果評價研究［J］.中草藥，2013，44（16）:2240-2244.

［42］VLASOV Y，LEGIN A，RUDNITSKAYA A，et al.Nospecific sensor arrays（“electronic tongue”）for chemical analysis of liquids （IUPAC Technical Report）［J］.Pure Appl Chem，2005，77（11）: 1965-1983.

［43］唐慧敏，任麒，沈慧鳳.苦味評價方法的國內(nèi)外研究進(jìn)展［J］.中國新藥雜志，2009，18（2）:127-131.

［44］WANG Y J，F(xiàn)ENG Y，WU Y，et al.Sensory evaluation of the taste of berberine hydrochloride using an electronic tongue［J］. Fitoterapia，2013，86:137-143.

［45］SAKURAI T，MISAKA T，ISHIGURO M，et al.Characterization of the beta-D-glucopyranoside binding site of the human bitter taste receptor hTAS2R16［J］.JBC Papers in Press，2010，285（36）: 28373-28378.

［46］RUDOLF R，MONGILLO M，RIZZUTO R，et al.Looking forward to seeing calcium［J］.Nat Rev Mol Cell Bio，2003，4（7）:579-586. ［47］KUHN C，BUFE B，WINNING M，et al.Bitter taste receptors for saccharin and acesulfame K［J］.J Neurosc，2004，24:10260-10265.

［48］NARUKAWA M，NOGA C，UENO Y，et al.Evaluation of the bitterness of green tea catechins by a cell-based assay with the human bitter taste receptor Htas2r39［J］.Biochemi Bioph Res Commun，2011，405（4）:620-625.

［49］BEHRENS M，BROCKHOFF A，BATRAM C，et al.The human bitter taste receptor htas2R50 is activated by the two natural bitter terpenoids andrographolide and amarogrntin［J］.J Agricult Food Chem，2009.57（21）:9860-9866.

［50］BUFE B，HOFMANN T，KRAUTWURST D，et al.The human TAS2R16 receptor mediates bitter taste in response to betaglucopyranosides［J］.Nature Genet，2002，32（3）:397-401.

［51］RINAMAN L，AND V，DZMURA D.Experimental dissociation of neural circuits underlying conditioned avoidance and hypophagic responses to lithium chloride［J］.Am J Physiol-Regul Integr Comp Physiol，2007，293（4）:R1495-R1503.

（責(zé)任編輯：王昌棟）

Progress on the mechanism of bitterness and evaluation methods of traditional Chinese medicine

Meng Zihan，Sun Weining，F(xiàn)u Xiaoyun，ZHOU Xia，WAN Jun
（College of Life Science and Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China）

The good oral taste of traditional Chinese medicine（TCM）is an important factor to improve patients′medication compliance，and TCM usually present bitterness and make the patients with difficult to accept because of the complexity of its composition and application characteristics of the compound prescription.To make"good medicine is bitter"into"medicine delicious"，TCM"bitter"material，chemical structure and properties in recent years are reviewed here.Meantime，the evaluation and classification methods of TCM bitter taste are also analyzed.These results may provide a reference for taste masking technology research and development.

traditional Chinese medicine with bitter taste；bitterness materials；mechanism of bitterness；bitterness evaluation of TCM

R283

A

1006-8783（2016）04-0537-04

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016040502

2016-04-05

四川省中醫(yī)藥管理局資金資助項目（2015ys007）；四川省大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練計劃資助項目（2016092）

孟子晗（1996—），女，在讀制藥工程本科生，Email:menghan2277668@163.com；通信作者:萬軍（1980—），男，副教授，博士，主要從事中藥質(zhì)量與炮制研究工作，Email:wwangyidi@126.com。

網(wǎng)絡(luò)出版時間:2016-06-07 16:00 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20160607.1600.001.html