摘要

天麻作为药食同源的重要资源，其加工方式直接影响品质与功效。本研究整合多维仿生技术（机器视觉、电子鼻、电子舌）、非靶向代谢组学（UPLC-QE-Orbitrap-MS）与风味组学（GC-IMS），并结合AHP-TOPSIS综合评价模型，系统比较了传统加工（C）、集成加工（Y）、鲜切（X）和生切（S）四种天麻加工工艺。研究发现，集成加工（Y）在外观性状、滋味、挥发性成分及活性成分保留方面综合表现最优。研究明确了不同加工方式对天麻“形-味-气-质”的影响机制，为天麻的规范化加工与质量控制提供了科学依据。

引言：天麻加工的“痛点”与破局

天麻是兰科植物天麻的干燥块茎，具有息风止痉、平抑肝阳等功效。2023年，天麻正式被列入我国食药物质目录，其作为功能性食品的开发潜力巨大。目前，天麻主要有四种加工方式：

传统加工（C）：反复蒸制、发汗、干燥。工序繁琐，成本高，但药材坚硬耐存。

集成加工（Y）：优化工艺流程，在保证质量的同时提高效率。

鲜切（X）：短时蒸制灭酶后直接切片干燥。效率高，但稳定性稍差。

生切（S）：洗净直接切片干燥。最大程度保留原生物质，但因未灭酶，易发生酶促褐变，稳定性最差。

过去的研究多关注单一化学成分的变化，缺乏对天麻“形（外观）、味（滋味）、气（香气）、质（成分）”多维品质的系统性评价。本研究旨在填补这一空白，通过现代科技手段，科学评判哪种加工方式能产出最优的天麻。

主要研究发现

1.     外观性状（机器视觉）

颜色变化：经过蒸制的样品（C、Y、X）颜色偏深，未蒸制的生切品（S）颜色最浅。数据量化：S组的蓝色值（B）和色调（H）最高，说明其颜色最浅；C组和Y组颜色较深。集成加工（Y）在保持药材外观辨识度方面表现良好。

2.     气味特征（电子鼻与GC-IMS） 

电子鼻雷达图：所有样品均以硫化物、氮氧化物和短链烷烃为主要气味特征。S组（未蒸制）的硫化物响应最强，气味可能最冲。

挥发性成分全景：GC-IMS共鉴定出95种VOCs（醇、醛、酯为主）。生切（S）的挥发性物质种类最多，集成加工（Y）的信号强度最高。

关键差异物：筛选出31种关键差异VOCs。研究发现，蒸制过程（C、Y、X）会减少一些原生气味物质，但会生成如苯甲醛、2-甲基丙酸等具有特殊香气的物质（可能源于美拉德反应）。

3.     滋味轮廓（电子舌） 

电子舌数据显示，未蒸制的S组酸味和涩味最强，而鲜味最弱。经过蒸制的C、Y、X组，其苦味、涩味降低，滋味更加协调。其中，集成加工（Y）与传统加工（C）的滋味特征非常相似。

4.     化学成分（UPLC-QE-Orbitrap-MS） 

非靶向代谢组学共鉴定出62种内在成分，筛选出20种差异成分。天麻素、对羟基苯甲醇和Parishins（天麻多糖苷）是衡量天麻质量的金标准。研究发现，集成加工（Y）能有效保留这些活性成分，且其化学轮廓与传统加工（C）最为接近。

5.     综合评价：AHP-TOPSIS模型 

通过复杂的数学运算，将主观专家经验与客观实验数据融合，得出四种加工方式的综合得分与排名：由高到低依次为：集成加工（Y）、传统加工（C）、鲜切（X）和生切（S），贴近度得分分别是0.591、0.568、0.478和0.410。

集成加工（Y）: 最优。兼顾了外观、滋味、香气与活性成分，且生产效率高。

传统加工（C）：优良。传统方法质量稳定，但工序繁琐。

鲜切（X）：中等。虽保留一定活性，但色泽和稳定性不如前两者。

生切（S）：较差。未经过蒸制，酶活未完全灭活，导致色泽浅、酸涩味重、成分转化不完全。

研究亮点

✅ 评价体系创新：建立涵盖“形、味、气、质”的天麻多维品质评价模型，将主观感官客观化、数据化。

✅ 技术融合：联合机器视觉、电子鼻/舌、GC-IMS与高分辨质谱，实现了从宏观表象到微观分子的全景解析。

✅ 解决产业难题：科学证实集成加工（Y）是替代传统繁琐工艺的最佳方案，为天麻产业的机械化、标准化生产提供了数据支撑。

✅ 模型通用性强：建立的AHP-TOPSIS评价模型不仅适用于天麻，也可推广应用于其他中药材或食品的品质综合评价。

文献来源：Wang M, Kang Y, Deng C, Liu Z, Chen K, Liu J, Guo Y, Jin C, Gui S, Wang L, Dai Y, Wang X. (2025). Multidimensional bionic technology, LC-MS, GC-IMS combined with AHP-TOPSIS model to evaluate the impact of different processing methods on the quality of Gastrodia elata. Food Chemistry, 495, 146414.（安徽中医药大学，通讯作者：汪小莉）

原文链接: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146414

来源：公众号-食品风味

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Rw3BGvfBREqYPF_o5Mmr4Q