国家食用菌加工技术研发专业中心以“Application of Electronic Tongue and HPLC in Rapid Determination of Functional Triterpenes and Origins of Ganoderma lucidum”为题,在中科院二区期刊Frontiers in Nutrition杂志(IF 4.0)发表文章。
Introduction
灵芝是传统的名贵滋补中药和食疗佳品。随着人们生活水平的日益提高,对灵芝及相关产品的需求量也急剧上升,同时如何更大程度获得其最佳口感,已引起研究者们的广泛关注。气味、滋味、色泽和形状等感官特性也是考察灵芝质量的重要因素,其对应的物质与灵芝品质关系密切,但相关内容仍有待进一步挖掘。
本研究以灵芝酸A和灵芝酸D为研究目标,运用电子舌技术结合化学计量学方法简便、准确并快速地甄别安徽、山东和四川省所产灵芝。分别采用2个灵芝中关键的三萜类成分进行测定,研究不同产地灵芝三萜类物质含量差异。并建立偏最小二乘回归模型,对灵芝的感官品质参数与特征呈味物质的相关性进行研究,以期为灵芝的质量控制及合理应用提供科学依据。
Results and Discussion
利用HPLC对不同批次灵芝中灵芝酸A和灵芝酸D2个三萜类成分含量检测,结合PCA和LDA对数据分析,结果如图2所示。从图1a中可直观地观察到不同产地之间的三萜类成分含量明显不同,且不同产地之间具有清晰的分界线,相互之间无交叉,说明不同区域所产灵芝的整体滋味特征存在明显差异。与PCA分析法相比,在LDA分析结果(图1b)中,相同产地的灵芝样本点更加聚集,不同产地之间的差异性更为显著。
图1 HPLC中灵芝呈味物质含量PCA分布图(a)和LDA分布图(b)
通过电子舌检测得到20批灵芝对应味觉传感器数据数据,使用The Unscrambler系统软件对数据进行主成分分析和线性判别分析,结果见图1。从3个产地之间的区域分布来看,安徽与山东样品相距较远,与四川地区相距较近,代表安徽与山东和四川灵芝的滋味品质存在明显差异,LDA与PCA分析结果一致,可以较好地区分不同产地的灵芝。此结果与HPLC一致。
图2 灵芝电子舌PCA分析图(a)和LDA分布图(b)
以滋味特征数据为X变量,以灵芝酸A、灵芝酸D的含量为Y变量,进行多自变量多因变量(PLSR)分析,结果见图3。其中校正集和验证集的标准偏差分别为0.0167和0.0201;校正集的绝对系数R2=0.8654,验证集的R2=0.8246,说明该模型的预测值和实测值之间具有良好的线性关系。相关载荷图中Factor-1=82%、81%,Factor-2=10%、3%,该模型能够基本代表灵芝样品的全部信息,灵芝酸A、灵芝酸D和6个电子舌传感器均位于相关载荷图的同侧,电子舌和HPLC的数据结果呈明显的相关。
图3 灵芝酸A和灵芝酸D与感官品质特征的相关性分析(a. 模型预测值与实测值线性图;b. 相关载荷分布图)
Conclusion
以灵芝三萜类成分为研究对象,使用 E-Tongue 和 HPLC 技术结合 PCA 和 LDA分析方法辨别了 20 批不同来源的灵芝,并建立了PLSR回归分析模型,该定量模型样品的预测值和实测值之间具有良好的线性关系,灵芝滋味感官属性和化学指标之间具有明显的相关性。基于电子舌技术和HPLC法对不同产地灵芝进行快速测定是可行的。该方法简便准确,能够快速、有效地测定灵芝中的功效成分,为评判不同产地灵芝品质及合理用药提供科学依据,并为灵芝及相关产品的开发提供一定的理论支撑。