利用感官组学和化学成分分析方法，探究党参（Codonopsis Radix）在蜜炙前后气味差异的物质基础及形成途径

《Microchemical Journal》：Exploring the material basis and formation pathways of odor differences in Codonopsis Radix before and after honey-frying using sensomics and chemical components approach

　　

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  通过GC-MS检测到92种挥发性成分，通过GC-IMS检测到94种挥发性成分，基于|Log?FC| > 2.0、VIP > 1和p < 0.05的标准，筛选出了24种关键和风味修饰成分。
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  多糖、寡糖（GF?–GF?）、单糖、氨基酸以及五种关键非挥发性成分的含量通过物理化学定量方法、氨基酸分析仪、HPLC-ELSD和HPLC-DAD检测技术进行了测定。
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  醛类、酮类、酯类、呋喃衍生物、杂环化合物和酸类是燃烧和蜂蜜香气的主要类型。
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  寡糖、单糖和氨基酸是甜味和鲜味的主要物质基础。
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  前体物质可能是结合型的多糖、氨基酸、寡糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、GF?–GF?、山柰素和洛贝丁素，这些物质参与了美拉德反应、焦糖化反应和蛋白质降解。

引言

党参根（CR）是党参（Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.）、党参变种modesta (Nannf.) L.T.Shen或唐参（Codonopsis tangshen Oliv.）的干燥根，属于桔梗科植物。它具有健脾益肺、养血生津的功效。作为一种重要的中药，已被列入药食同源目录。作为最常用的中药之一，党参根历史上经历了多种加工方法[1]。目前主要的加工技术是蜜炙和炒制。不同的加工方法不仅会产生不同的风味和口感，还会影响其药理活性。生党参根（CR）和蜜炙党参根（HCR）在临床实践中不能互换使用。根据《中药炮制学》、《本草纲目》和《辨脉论》的记载，党参根擅长补气生津，主要用于气虚津亏以及气血两虚的情况。蜜炙能增强其补中益气、润燥养阴的作用，适用于气血两虚的症状，常用于治疗脾胃虚弱、中气下陷、乏力等症状的方剂中，如补中益气丸[2]。

党参根主要含有多糖、寡糖和氨基酸等初级代谢物，以及炔类、多炔类、生物碱、苯丙素类、萜类、黄酮类、甾体和有机酸等次级代谢物[3],[4]。蜜炙后，党参根中的洛贝丁素、山柰素、阿特拉泰洛利德III和党参苷I的含量降低，而槲皮素含量增加。极性成分如多糖和氨基酸的含量减少，而寡糖的含量增加，这可能与HCR增强的免疫调节作用有关[5],[6]。党参根中的挥发性成分在高温下逐渐释放，炒制过程中这些物质之间发生化学反应生成新的化合物，赋予HCR独特的燃烧和蜂蜜香气。这种变化可能与增强健脾益肺、补中益气的功效有关。因此，本研究以党参根蜜炙前后颜色、气味、味道、内部成分和挥发性成分的变化为主要研究对象，重点关注非酶促褐变反应，进一步探讨燃烧和蜂蜜香气的形成机制。

“形状、颜色、气味、味道和质量”是中药材的固有特性，每个因素都对其质量和疗效产生影响。蜜炙最早记载于汉代，是最早的中药基本加工技术之一[1],[7]。在党参根的蜜炙过程中，通过一系列反应生成并消耗多种化合物，改变了挥发性成分，形成了强烈的燃烧和蜂蜜香气[8]。燃烧香气的产生与美拉德反应等因素密切相关。然而，党参根蜜炙过程中燃烧和蜂蜜香气的物质基础和形成途径尚不清楚。

感官科学是一门研究食品风味物质的化学组成、特征、形成机制和变化规律的科学[9]。它结合了仪器分析与人类获得的视觉、嗅觉和味觉信号，可以直接识别与感官相关的挥发性化合物，并能确定对燃烧和蜂蜜香气形成机制有显著贡献的关键香气化合物，为燃烧和蜂蜜香气的形成机制提供了支持。在本研究中，使用电子眼、电子鼻和电子舌评估了党参根和蜜炙党参根的颜色、气味和味道，通过高效液相色谱（HPLC）和氨基酸分析仪评估了内部非挥发性成分，并通过气相色谱-质谱（GC-MS）、气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）和相对气味活性值（ROAV）分析方法研究了燃烧和蜂蜜香气的特性。基于“智能感官、主要非挥发性成分、关键和风味修饰成分”的关联分析系统，阐明了党参根蜜炙过程中非酶促褐变反应中燃烧和蜂蜜香气的物质基础和形成途径。

章节片段

样品制备

十批党参根材料由陇西启正草药材料营销有限公司提供，经甘肃中医学院李云教授鉴定为桔梗科党参（Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.）的干燥根。蜂蜜购自天水西莲蜂业有限公司，符合2020版《中国药典》的要求。这十批党参根先用清水快速冲洗，然后进行润湿处理

电子眼

图1显示了党参根和蜜炙党参根的颜色变化及色度值。蜜炙后，党参根的颜色从浅棕色变为深棕色，亮度（L*值）显著降低（p < 0.05），红色（a*值）和黄色（b*值）显著增加（p < 0.05），颜色差异（ΔE*值）大于3。这种变化与肉眼观察到的样品颜色变化一致

结论

本研究利用感官科学和多维化学成分分析技术系统研究了党参根蜜炙过程中的化学成分动态变化，阐明了蜜炙前后气味和质量差异的物质基础和核心反应机制。通过GC-MS和GC-IMS对蜜炙前后的挥发性成分进行了全面表征，分别检测到92种和94种挥发性成分

CRediT作者贡献声明

张丽军：撰写——原始稿件、软件、方法学、正式分析。王艳平：方法学、正式分析。徐明兴：验证。夏月：方法学、正式分析。张胜磊：正式分析。张旭：验证、软件。文龙霞：方法学、正式分析。李云：监督、调查。胡芳迪：监督、项目管理、资金筹集、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本论文的研究工作。

致谢

本研究得到了甘肃省的重大科技项目（项目编号：25ZDFA001）和甘肃省中医药管理局的项目（项目编号：GZKZ-2024-30）的支持。我们衷心感谢所有作者对本文的贡献。本研究得到了

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