在漫长的实践探索中，古人发现中药的功效作用与某些口尝滋味有直接的关系，然后抽象地推演出中药的药性。电子鼻和电子舌是模拟嗅觉、味觉而设计的传感阵列分析新技术，是整体信息综合反应。将电子鼻与电子舌相结合，气味兼备，能呈现出味觉与嗅觉的总体信息。中药因其独特的气味和质量要求，在中药材基原鉴别、质量检测、产地区分以及中药材炮制品等方面都在广泛使用这种智能热点/活动技术，在中药行业有着广阔的应用前景。
本文将茯苓作为研究对象，利用以电子鼻和电子舌为主的人工智能热点/活动技术，探索茯苓药性理论及其产地差异，为揭示茯苓的药性理论、地域鉴别和品质评价提供科学依据。依据智能感官技术模拟人的味觉系统表征了茯苓气味、滋味信息，研究发现茯苓含有丰富的嗅觉和味觉信息，以甜味、苦味和鲜味最为显著。
一 材料和方法
1材料
药材样品采集于安徽、云南、贵州、广西、湖北、湖南等6个省（区）18个产地。
02仪器
PEN3便携式电子鼻
日本INSENT电子舌
03电子鼻检测
精确称取茯苓粉2.0g，放入200mL顶空取样杯中，检测后密封。在室温下重复测量5次。预采样阶段5s后，电子鼻测量时间设置为100s，冲洗时间为60s。腔内流速为300mL·min-1，初始注射流速为300mL·min-1。这10个电子鼻传感器的响应曲线如图1所示。在测量过程中，各传感器的响应值在70s后逐渐增大，然后趋于稳定，因此提取80s的信号作为原始数据。
04电子舌检测
精确称取茯苓粉2.0g，用100mL纯净水溶解，回流提取1h，得到滤液，冷却过滤。取30mL滤液到电子舌专用烧杯中。电子舌传感器和参考电极在安装前应在激活液中激活24h。随后，在测量过程中使用基准液校正使数据稳定。所有样品在25℃室温下测定，以基准液作为清洗液。在1r·s-1搅拌速度条件下，传感器持续清洗120s后测量30s。如图2所示，每个传感器的响应信号直到15s时稳定，因此提取30s时的响应值进行进一步分析。
二 基于电子鼻技术的气味分析
01茯苓的气味组成
取电子鼻传感器阵列响应值的平均值作雷达图，如图3所示。每个传感器的响应值都在零以上，不同产地的茯苓气味组成基本相同，强度略有差异。
02电子鼻主成分分析
电子鼻主成分分析的结果表明，前三个主成分的特征值均大于1，其累积贡献率达95.05%，由图4可知，安徽和湖北的茯苓样品存在较大的重叠，云南、贵州、广西和湖南的样品重叠更为严重。
03Loadinsg分析
Loadings分析的算法与PCA的算法相同，是对传感器的分析，得出传感器区分样品的能力。由图分析可推测，各产地的茯苓样品在气味上的差异主要来自于无机硫化物、有机硫化物、甲基类化合物和氮氧化合物。
三 基于电子舌技术的气味分析
01茯苓样品的整体味觉信息
不同于以往人们对茯苓滋味的认识，茯苓样品除咸味、酸味外，其他的味觉属性基本都在无味点以上，说明茯苓具有丰富的味觉信息。茯苓最突出的味道是甜味和苦味。另外，不同产地茯苓的某些味觉属性在雷达图上重叠度较低，如酸味、涩味和苦味的回味，但各个产地的样品酸味响应值在无味点-13以下，见图6。
02电子舌主成分分析
图7为电子舌检测结果的响应值降维后所得的主成分分析结果。总体来看，西南地区（云南、广西、贵州）的茯苓样品与岳西地区（安徽、湖北）的茯苓样品能够得到大致划分。
03聚类分析
R型系统聚类是根据变量之间的亲疏程度，将具有共同特征的对象聚集在一起。现以组间联接方法，区间采用平方欧氏距离作为测量，做聚类分析，聚类结果见图8。
四 茯苓气味和滋味的产地差异
从茯苓气味的PCA分析结果可知，在地理位置上以长江为分界点，能有效区分长江以北和长江以南的茯苓样品。云南、贵州、广西、湖南的样品生长和采收于长江以南，湖北和安徽的样品生长和采收于长江以北。根据雷达图可知，W5S、W1S和W1W传感器响应值较高，Loadings分析结果显示茯苓气味的差异主要来源于无机硫化物、有机硫化物、甲基类化合物和氮氧化合物。因此选择对上述气味灵敏的传感器进一步分析茯苓气味的产地差异，结果如图9所示，安徽和湖北的茯苓样品气味响应值显然低于云南、贵州、广西、湖南的样品，说明长江以北和长江以南的样品在无机硫化物、有机硫化物、甲基类化合物和氮氧化合物气味成分上存在较大差异。
茯苓味觉信息的雷达图分析可知，茯苓甜味显著，但各产地之间差异不显著。各产地的茯苓样品味觉值的差异主要集中在苦味、涩味和苦味的回味上。因此，选择苦味、涩味、苦味的回味进行分析探讨产地之间的差异，结果如图10所示。由图可知，湖北和安徽的茯苓样品苦味和苦味的回味都显著高于长江以南——云南、贵州、广西、湖南的茯苓样品，且湖北和安徽的茯苓样品苦味的回味在无味点0以上，长江以南的样品苦味的回味都在无味点以下。对于涩味，长江以北的茯苓涩味在无味点以下，而长江以南的茯苓涩味都在人的无味点以上。
来源：感官科学与评定整理，转载请注明来源。封面图及文章配图来源：创客贴。参考文献：修慧迪,程磊,王文全,等.基于智能热点/活动技术探讨茯苓药性理论及其产地差异[J].文山学院学报,2023,36(05):7-12.
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本文将茯苓作为研究对象，利用以电子鼻和电子舌为主的人工智能热点/活动技术，探索茯苓药性理论及其产地差异，为揭示茯苓的药性理论、地域鉴别和品质评价提供科学依据。依据智能感官技术模拟人的味觉系统表征了茯苓气味、滋味信息，研究发现茯苓含有丰富的嗅觉和味觉信息，以甜味、苦味和鲜味最为显著。
一 材料和方法
1材料
药材样品采集于安徽、云南、贵州、广西、湖北、湖南等6个省（区）18个产地。
PEN3便携式电子鼻
精确称取茯苓粉2.0g，放入200mL顶空取样杯中，检测后密封。在室温下重复测量5次。预采样阶段5s后，电子鼻测量时间设置为100s，冲洗时间为60s。腔内流速为300mL·min-1，初始注射流速为300mL·min-1。这10个电子鼻传感器的响应曲线如图1所示。在测量过程中，各传感器的响应值在70s后逐渐增大，然后趋于稳定，因此提取80s的信号作为原始数据。
精确称取茯苓粉2.0g，用100mL纯净水溶解，回流提取1h，得到滤液，冷却过滤。取30mL滤液到电子舌专用烧杯中。电子舌传感器和参考电极在安装前应在激活液中激活24h。随后，在测量过程中使用基准液校正使数据稳定。所有样品在25℃室温下测定，以基准液作为清洗液。在1r·s-1搅拌速度条件下，传感器持续清洗120s后测量30s。如图2所示，每个传感器的响应信号直到15s时稳定，因此提取30s时的响应值进行进一步分析。
01茯苓的气味组成
取电子鼻传感器阵列响应值的平均值作雷达图，如图3所示。每个传感器的响应值都在零以上，不同产地的茯苓气味组成基本相同，强度略有差异。
02电子鼻主成分分析
电子鼻主成分分析的结果表明，前三个主成分的特征值均大于1，其累积贡献率达95.05%，由图4可知，安徽和湖北的茯苓样品存在较大的重叠，云南、贵州、广西和湖南的样品重叠更为严重。
Loadings分析的算法与PCA的算法相同，是对传感器的分析，得出传感器区分样品的能力。由图分析可推测，各产地的茯苓样品在气味上的差异主要来自于无机硫化物、有机硫化物、甲基类化合物和氮氧化合物。
三 基于电子舌技术的气味分析
不同于以往人们对茯苓滋味的认识，茯苓样品除咸味、酸味外，其他的味觉属性基本都在无味点以上，说明茯苓具有丰富的味觉信息。茯苓最突出的味道是甜味和苦味。另外，不同产地茯苓的某些味觉属性在雷达图上重叠度较低，如酸味、涩味和苦味的回味，但各个产地的样品酸味响应值在无味点-13以下，见图6。
图7为电子舌检测结果的响应值降维后所得的主成分分析结果。总体来看，西南地区（云南、广西、贵州）的茯苓样品与岳西地区（安徽、湖北）的茯苓样品能够得到大致划分。
R型系统聚类是根据变量之间的亲疏程度，将具有共同特征的对象聚集在一起。现以组间联接方法，区间采用平方欧氏距离作为测量，做聚类分析，聚类结果见图8。
从茯苓气味的PCA分析结果可知，在地理位置上以长江为分界点，能有效区分长江以北和长江以南的茯苓样品。云南、贵州、广西、湖南的样品生长和采收于长江以南，湖北和安徽的样品生长和采收于长江以北。根据雷达图可知，W5S、W1S和W1W传感器响应值较高，Loadings分析结果显示茯苓气味的差异主要来源于无机硫化物、有机硫化物、甲基类化合物和氮氧化合物。因此选择对上述气味灵敏的传感器进一步分析茯苓气味的产地差异，结果如图9所示，安徽和湖北的茯苓样品气味响应值显然低于云南、贵州、广西、湖南的样品，说明长江以北和长江以南的样品在无机硫化物、有机硫化物、甲基类化合物和氮氧化合物气味成分上存在较大差异。
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