SPME-HS-GC-MS與電子鼻分析不同產(chǎn)地蘆根飲片氣味特征

陳光宇，瞿昊宇*，謝夢洲*，孫晶，范蓓，王鳳忠

（1湖南省藥食同源功能性食品工程技術(shù)研究中心，長沙 410208；2湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)心肺病證辨證與藥膳食療重點(diǎn)研究室，長沙 410208；3中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全收貯運(yùn)管控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

蘆根作為清熱瀉火、生津止渴、除煩、止嘔、利尿的藥食原料［1］，越來越受民眾歡迎并應(yīng)用于藥膳食療養(yǎng)生方面中［2］。國內(nèi)外對(duì)于蘆根、蘆根提取物及單體方面主要集中在水煎液［3-4］、多糖［5-6］、水提干浸膏粉［7-8］、大孔樹脂提取物［9］，硅膠柱色譜純化的非極性單體［10］，而關(guān)于揮發(fā)性成分報(bào)道則相對(duì)較少，未見有關(guān)于采用固相微萃取-頂空進(jìn)樣-氣質(zhì)聯(lián)用法（SPME-HS-GC-MS）結(jié)合電子鼻智能感官評(píng)定技術(shù)對(duì)不同產(chǎn)地蘆根飲片氣味進(jìn)行分析的研究報(bào)道。

目前，蘆根缺乏質(zhì)量標(biāo)志物，在《中國藥典》2020版一部中沒有含量測定方法，對(duì)于質(zhì)量控制有一定的困難。而采用SPME-HS-GC-MS法［11］結(jié)合電子鼻智能感官評(píng)定技術(shù)［12］分析蘆根飲片，供試品制備方法簡單，電子鼻儀器測定速度快［13］，輕便可攜帶，可在線檢測蘆根飲片產(chǎn)地情況［14］，可為蘆根分析及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供簡單、快速的新方法。本研究以10個(gè)產(chǎn)地的蘆根飲片為研究樣品，采用SPME-HS-GC-MS法分析蘆根飲片GC-MS指紋圖譜，采用電子鼻智能感官評(píng)定技術(shù)分析蘆根飲片電子鼻氣味雷達(dá)圖，采用主成分、Loadings方法分析電子鼻信號(hào)響應(yīng)結(jié)果，構(gòu)建產(chǎn)地判別模型，為闡明不同產(chǎn)地蘆根飲片的氣味特征提供參數(shù)，為蘆根飲片分析方法改進(jìn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提升提供依據(jù)。

1 主要儀器設(shè)備與材料試藥

PEN3型電子鼻，德國AIRSENSE有限公司；TRACE 1300型氣相色譜儀- ISQ7000型質(zhì)譜儀，德國賽默飛世爾科技。

鮮蘆根（產(chǎn)地河南南陽，批號(hào)：20201019），購于淘寶網(wǎng)，經(jīng)湖南省中醫(yī)藥大學(xué)藥植鑒定教研室王智副教授鑒定為禾本科植物蘆葦Phragmites communis的新鮮根莖，樣品信息詳見表1。

2 方法與結(jié)果

2.1 蘆根飲片的制備

取各產(chǎn)地的蘆根鮮品，除去雜質(zhì)，洗凈，切段，45 ℃鼓風(fēng)干燥6 h，即得各產(chǎn)地蘆根飲片。

2.2 氣質(zhì)聯(lián)用法分析蘆根飲片中揮發(fā)性成分

2.2.1 空白對(duì)照品得制備 采用固相微萃取法進(jìn)行樣品處理，取空頂空瓶壓蓋，即得。

2.2.2 供試品的制備 采用固相微萃取法進(jìn)行樣品處理，取各產(chǎn)地蘆根飲片1.0 g置于20 mL頂空瓶中壓蓋，靜置12 h以上。

2.2.3 色譜條件 以（5%苯基）甲基聚硅氧烷為固定液的彈性石英毛細(xì)管柱（Thermo scientific TG-5SILMS GC Column，30 m ×0.25 mm ×0.25 μm），載氣為高純氦氣（He），載氣流速為1 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流進(jìn)樣，柱溫初始為40 ℃，程序升溫：起始溫度40 ℃，保持2 min，以10℃/min升至280 ℃，保持4 min。

2.2.4 質(zhì)譜條件 以四極桿質(zhì)譜儀檢測，電子轟擊源（EI），General模式總離子掃描，質(zhì)譜傳輸接口溫度280 ℃，離子源溫度300 ℃，采集時(shí)間為3～32 min，質(zhì)荷比范圍為45～350 amu，掃描間隙為0.2 s。

2.2.5 分析法 將老化后SPME萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于60 ℃吸附50 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進(jìn)樣口，于250 ℃解吸3 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)，各供試品氣質(zhì)總離子流圖等見圖1。

圖1 不同產(chǎn)地蘆根飲片供試品的氣質(zhì)總離子流圖

2.2.6 氣質(zhì)結(jié)果分析 從10個(gè)不同產(chǎn)地蘆根飲片中鑒別出39種揮發(fā)性成分，見表2。

表2 不同產(chǎn)地蘆根飲片中揮發(fā)性成分

2.3 電子鼻分析蘆根風(fēng)味

2.3.1 供試品的制備 稱取各產(chǎn)地蘆根飲片2.0 g放入20 mL頂空瓶中壓蓋，靜置12 h以上。

2.3.2 電子鼻分析條件 初始進(jìn)樣流量300 μL/min，取樣間隔時(shí)間1 s，清洗時(shí)間90 s，檢測時(shí)間200 s，零點(diǎn)修剪時(shí)間1 s，在數(shù)據(jù)分析與處理時(shí)，選擇傳感器信號(hào)穩(wěn)定后的值，一般在200 s后基本穩(wěn)定。關(guān)于W1C、W5S、W3C、W6S、W5C、W1S、W1W、W2S、W2W、W3S等傳感器說明見表3。

表3 不同類型電子鼻傳感器響應(yīng)特點(diǎn)

2.3.3 分析法 在25 ℃恒溫環(huán)境中用PEN3型便攜式電子鼻傳感器對(duì)樣品進(jìn)行檢測，每組樣品做3次平行重復(fù)，各供試品作用的響應(yīng)值見圖2。

圖2 不同產(chǎn)地蘆根飲片電子鼻雷達(dá)圖

2.3.4 電子鼻結(jié)果分析 對(duì)不同產(chǎn)地蘆根飲片的供試品電子鼻數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見圖3。

圖3 不同產(chǎn)地蘆根飲片電子鼻測定結(jié)果分析

PCA分析結(jié)果顯示，第一主成分的貢獻(xiàn)率74.8%，第二主成分的貢獻(xiàn)率15.3%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)90.1%，各供試品之間的差異主要表現(xiàn)在第一主成分上，各產(chǎn)地供試品皆能有效區(qū)分開來。Loadings分析結(jié)果顯示，蘆根飲片在氣味上的差異主要體現(xiàn)在對(duì)無機(jī)硫化物、有機(jī)硫化物、小分子氮氧化物、短鏈烷烴類、醇類、醛酮類等響應(yīng)敏感的電子鼻傳感器上。

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，蘆根飲片中有18個(gè)差異性揮發(fā)性成分可用于6個(gè)產(chǎn)地的區(qū)分，見表4。對(duì)各產(chǎn)地蘆根飲片供試品電子鼻氣味響應(yīng)值進(jìn)一步分析，結(jié)果見圖4。各供試品響應(yīng)值均以無機(jī)硫化物最高，其次為有機(jī)硫化物、小分子氮氧化物、短鏈烷烴類、醇類、醛酮類成分。江蘇宿遷的電子鼻氣味響應(yīng)值高于其他產(chǎn)地，而山東宿遷次之，而響應(yīng)值最小者為廣東清遠(yuǎn)。

圖4 不同產(chǎn)地蘆根飲片供試品氣味響應(yīng)值分析

表4 一些產(chǎn)地蘆根飲片差異性揮發(fā)成分

本研究發(fā)現(xiàn)，正十四碳烷、呋喃、鄰苯二甲酸二異丁酯為蘆根飲片的3個(gè)共有成分，這些成分有作為蘆根特征性成分的潛力，可用來區(qū)分蘆根與其它藥材。