黄柏类药材颜色数量分类探讨

材料与方法

1.1药材黄柏类药材28份，购买于安徽亳州药材市场，均已切成丝状，其中关黄柏10份，川黄柏18份（4份去栓皮，14份未去栓皮），经“国医大师”金世元教授依照传统经验进行鉴定和优劣评价，见表1。

1.2仪器采用日本柯尼卡美能达公司的分光测色仪（型号CM700d），参数根据《中国药典》液体颜色检查法第三法 “色差计法”设为：CIE 1976，光源设定为D65，光源视角为10°，镜面光为SCI，UV为100%，量测方式为反射，孔径为3 mm目标罩（含稳定片，型号CMA179），孔径3 mm目标罩（不含稳定片，型号CMA181）。测得数据用Lab色彩空间表示，Lab色彩空间是由1个明度因数L和2个色度因数a，b组成的，L从0到100，a从红色变化到绿色，b从黄色变化到蓝色，它们的值在-120～120 [2] 。

1.3颜色数值测量每份样品随机取9个黄柏丝个体，分别测量每个个体外表面、内表面和断面的颜色数值，每个表面随机选取1块区域置于分光测色仪下进行测量。

1.4数据统计本研究的试验数据在Lab色度系统测试后直接导出，通过Excel 2007统计软件进行数据统计与分析。根据所有测量出关黄柏和川黄柏外表面、内表面和断面颜色的数值。依据每份样品内表面、外表面和断面颜色数值的平均值，进行主成分分析法。

2结果与分析

2.1传统经验分类鉴定金世元老先生认为黄柏质量以皮厚、断面鲜黄、无栓皮者为佳，川黄柏总体上较关黄柏质量为优。川黄柏较关黄柏薄，其外表面黄棕色或黄褐色，嫩而较薄者，栓皮常未刮去，横向皮孔明显；内表面暗黄色或淡棕色，具细密的纵棱纹；断面鲜黄色，裂片状分层较明显；嚼之可使唾液染成黄色。关黄柏外表面淡黄棕色或黄绿色，残存灰黄色和稍具弹性的栓皮；内表面黄色或黄棕色；断面鲜黄色或黄绿色。依据上述经验，金世元老先生对28份黄柏样品质量优劣进行评价，见表2。18批川黄柏被分为5类，其中质量较好的药材大部分为去掉栓皮，且较厚者；依据皮厚度、断面颜色进行综合评价，也将10批关黄柏划分为3类。

2.2黄柏类药材外观色度测定依据每份样品内表面、外表面和断面颜色数值的平均值，见表3，组成3个颜色指标为基础的9个变量。

2.3基于颜色数值的黄柏类药材分类为了判断这9个变量因子对28个样品在分类分析中的权重，用主成分分析法（principle component analysis）对9个性状变量进行因子分析，然后用正交转轴法中的最大变异数法（varimax method）萃取因子，保留因子特征值（eigenvalue）大于1的成分，筛选出3个主要性状变量，分别为外表面L*（D65）值、内表面L*（D65）值、断面L*（D65）值，并且因子权重表显示，见表4。9个变量分为3类，分别为外表面颜色变量、内表面颜色变量和断面颜色变量，表明依这9个颜色性状的数值进行聚类分析是可行的。输入SPSS 190软件中，因变量来源于权重不同的数值性状，需要进行数据标准化，标准化后的变量数据用以聚类分析。

以28批黄柏类药材样品作为变量，分别将其内外表面和断面颜色的数值经编码处理后输入SPSS 190软件中建立数据库，并采用相似性矩阵对数据进行统计处理，聚类方法采用Ward联接法，度量区间采用平方Euclidean距离进行Q型聚类分析，得到Q聚类树状图[3]，见图1。根据各分类单位的颜色值，通过等级结合线L1，将28批黄柏样品划分为两大类群，第一类群包括关黄柏和川黄柏样品19，21，22，25，其他川黄柏样品聚成另一大类群。这4个离群川黄柏样品均为去栓皮，其外表面颜色接近关黄柏，因此与关黄柏聚为一类，其他川黄柏外表面为黑褐色，因此单独聚为一类。

从聚类树中可以看出，关黄柏样品又被分为4亚类，第一亚类中包括样品1，2，第二亚类中包括样品4，5，7，10，第三亚类中包括样品3，9，8，第四亚类中包括样品6，该分类结果与金世元老先生经验鉴别分类结果不一致。

川黄柏样品也可分为6亚类，第一亚类包括样品25，19，21，22，第二亚类包括样品14，17，16，11，第三亚类包括样品12，28，24，第四亚类包括样品13，27，26，18，第五亚类包括样品18，20，23，第六亚类包括样品15。与金世元老先生经验鉴别分类相比，在所收集川黄柏样品中，第一亚类为质量最优，第六亚类为质量最劣，其他4亚类为质量居中。

关黄柏外表面、内表面、断面的色度L和a阈值均大于川黄柏，说明二者在亮度上没有显著差异，且利用红绿颜色无法区别。而从色度b数据上来看，与关黄柏相比，川黄柏的外表面和内表面更趋向黄色，这与传统鉴别经验中川黄柏呈鲜黄色，关黄柏呈黄绿色基本是一致的。但川黄柏断面的色度b则趋向于非黄色，这可能是因为川黄柏样品断面较薄，其颜色数值受黑褐色表皮影响很大。

3讨论

黄柏市场调查情况 本文涉及的实验样品均直接购买于药材市场，基本反映了亳州药材市场中黄柏的商品情况。戴克敏等[4]对1984—1987年的黄柏药材进行了细致地调查，结果表明当时的黄柏主流商品是关黄柏，川黄柏市场份额不到30%。而此次收集黄柏样品并结合药材市场调查，显示当今的黄柏商品与20世纪80年代的情况正好相反，川黄柏成为主流，占到市场份额的70%左右。并且市场所售黄柏的商品规格较1984年施行的《76种药材商品规格等级》发生很大改变，目前只根据黄柏的产地、薄厚、是否去皮，大致分为关黄柏、川黄柏、去皮货、选货、统货等规格。

《中国药典》2010年版规定黄柏药用部位是树皮，干皮、枝皮都可以使用，且加工方式为，剥取树皮，除去粗皮，晒干[5]。根据金世元老先生介绍解放前黄柏的药用部位情况是，只用干皮，枝皮是不用的。同时，是否除去栓皮，是黄柏质量评价的关键因素之一，解放前川黄柏和关黄柏都没有栓皮。而此次收集的实验样品，厚度偏薄，大部分为枝皮，且关黄柏均去除栓皮，川黄柏只有4份去除栓皮。

“色”的数字化探讨 传统鉴别方法是通过对药材形、色、嗅、味四大性状鉴别特征的描述，来判断药材真、伪、优、劣。20世纪80年代，电子鼻、电子舌等现代手段已经应用于医药领域，药材的“形”“嗅”“味”的数字化有了一定的发展。本文尝试将Lab色彩空间引入中药鉴定领域，基于“色”的数字化对于黄柏质量进行分类。随着色度L差值的增大，人眼分辨黑白度的正确率逐渐上升，当差值达到7时，正常人群眼睛基本上能将黑白差异准确地区分开来[67]。但关于人眼分辨色度a，b还没有相关报道。本文收集的28批样品色度b的极差均大于7，内表面和外表面色度L的极差也均大于7，暗示分光测色仪测量的数值与人眼观察结果理论上是一致的。依据颜色数值可有效地区分关黄柏和川黄柏，但仅川黄柏质量分类结果与传统鉴定在某种程度上具有一致性，这可能与黄柏类药材质量不仅与颜色相关，还与断面厚度有关。

[参考文献]

[1]金世元金世元中药材传统鉴别经验[M]北京：中国中医药出版社，2010：174

[2]王可，陆长德，乐万德，等基于Lab均匀色彩空间的色彩调和系统[J]西北工业大学学报，2004，22（6）：696

[3]张山山，黄璐琦，袁媛，等栽培金银花农艺性状的数量分类学研究[J]中国中药杂志，2014，39（7）：1383

[4]徐国均，徐络珊 常用中药材品种整理和质量研究（南方协作组）. 第1册[M] 福建：福建科学技术出版社，1994：596

[5]中国药典一部[S]2010：286.

[6]张玉彬，沈光祖，潘建英，等Lab色度系统与人眼视觉感受在黑白度评价中的异同[J]环境与职业医学，2006，23（4）：316

[7]吉光见稚代，瞿显友，罗维早，等基于色度对中药材品质评价研究（Ⅰ）黄连粉末色度与化学成分含量之间的相关性[J]中药材，2014（5）：785

[责任编辑吕冬梅]

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