基于黄酮类物质谱、生物活性及超高效液相色谱指纹图谱分析的新会茶枝柑鲜果皮质量评估与化学计量学研究

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Chinese Journal of Analytical Chemistry 1.2

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  为解决新会茶枝柑(Citrus reticulata ‘Chachi’,CRC)资源变化导致的质量控制难题,研究人员开展了基于黄酮类物质谱、生物活性及超高效液相色谱(UHPLC)指纹图谱分析的 CRC 鲜果皮质量评估研究。结果表明不同产地 CRC 鲜果皮有差异,部分产地质量更优。该研究为 CRC 质量控制提供依据。

  在传统中医药领域,新会茶枝柑(CRC)的干燥成熟果皮是一味备受瞩目的中药,它能理气健脾、燥湿化痰,在众多疾病的治疗和养生保健方面都发挥着重要作用。然而,近年来,随着农业生产环境的变化,CRC 的种植面临着诸多挑战。耕地面积的减少和移植、嫁接等种植方式的改变,使得 CRC 资源出现了显著变化。不同的种植技术和管理方法,如在不同土壤条件下种植、采用不同的灌溉和施肥方式,都可能影响 CRC 果实的品质。而且,目前对于不同产地新鲜 CRC 果皮的质量评估还缺乏全面、系统的研究,这就如同在茫茫大海中航行却没有精准的导航,严重制约了 CRC 在医药和食品领域的进一步开发和应用。
为了攻克这些难题,来自国内的研究人员勇挑重担,开展了一项意义非凡的研究。他们以新会区主要产地的 CRC 为研究对象,致力于建立一套科学、全面的新鲜 CRC 果皮质量评估体系。最终,研究取得了丰硕的成果,为 CRC 的质量控制和合理开发利用提供了强有力的科学依据。相关研究成果发表在《Chinese Journal of Analytical Chemistry》上。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是超高效液相色谱(UHPLC)技术,利用该技术结合二极管阵列检测(DAD),对 CRC 鲜果皮中的化学成分进行分离和鉴定;同时采用多波长融合技术,优化检测波长,获取更全面的色谱信息。其次,通过 DPPH(2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼基)和 ABTS(2,2′ - 联氮 - 双 - 3 - 乙基苯并噻唑啉 - 6 - 磺酸)自由基清除实验,评估鲜果皮的体外抗氧化活性。此外,运用化学计量学方法,如灰色关联分析(GRA)、偏最小二乘法(PLS)建模、主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS - DA)和逼近理想解排序法(TOPSIS)等,深入探究指纹图谱与功效参数之间的关系,全面评价不同产地 CRC 鲜果皮的质量。

下面详细介绍研究结果:

  1. UHPLC 指纹图谱的建立
    • 波长的确定:研究人员通过对比不同波长下的色谱图发现,单一波长分析存在局限性。如 283nm 处橙皮苷(hesperidin)吸收强但其他峰弱,330nm 处诺必擂停(nobiletin)吸收较好但 9.5 分钟处峰有变化。综合考虑,最终选择 250nm、283nm、330nm 和 350nm 四个波长进行 UHPLC 指纹图谱分析,以获取更全面的峰信息。
    • 相似性评价的建立与分析:对 26 个 CRC 鲜果皮样品的色谱数据进行分析,共鉴定出 42 个共有峰。相似性评价结果显示,样品间相似性在 0.850 - 0.997 之间,表明不同产地的 CRC 鲜果皮在化学成分上具有较高相似性,但相对含量存在差异。

  2. 多元统计分析
    • 主成分分析(PCA):构建 26×42 的二维矩阵进行 PCA 分析,提取出 5 个主成分,其累计方差贡献率达 77.7%,能够有效综合评价 26 个果园样品的质量,同时也反映出不同果园 CRC 鲜果皮质量存在差异。
    • 正交偏最小二乘法判别分析(OPLS - DA):OPLS - DA 模型的 R2X 为 0.763、R2Y 为 0.917、Q2为 0.515,表明模型稳定可靠。该模型将 26 批样品分为三类,并确定了 23 个 VIP 值大于 1 的成分,这些成分是评估 CRC 鲜果皮质量的关键指标。

  3. 抗氧化活性:采用 DPPH 和 ABTS 实验评估 CRC 鲜果皮提取物的抗氧化活性,结果显示其具有较强的抗氧化能力,DPPH 清除率在 53.13±1.22% - 95.06±0.27% 之间,ABTS 清除率在 30.14±1.51% - 67.30±2.50% 之间,但不同批次样品的抗氧化能力存在显著差异。
  4. 指纹图谱 - 功效关系
    • 灰色关联分析:GRA 分析表明,除 9、16、20 号峰外,其余峰与抗氧化活性均有显著相关性(ri>0.8),说明 CRC 鲜果皮的抗氧化活性是多种活性成分共同作用的结果。
    • 偏最小二乘法分析(PLS):构建的 PLS 模型显示,42 个共有峰中的多个峰与 DPPH 和 ABTS+清除活性呈正相关,同时确定了 21 个与抗氧化能力显著相关的峰,不过部分成分尚未鉴定,有待进一步研究。

  5. 新鲜 CRC 果皮中 11 种成分的定量分析
    • UHPLC 方法的验证:对 11 种标准物质的分析显示,该方法在特定浓度范围内线性关系良好,日内精密度、日间精密度、稳定性和重复性的相对标准偏差(RSD)均低于 4%,平均回收率在 93.98% - 106.28% 之间,表明方法可靠。
    • 样品含量测定:检测发现所有样品均含有 11 种黄酮类化合物,不同果园样品的化学成分含量差异显著。例如,S18 中橙皮苷含量是 S21 的四倍多,S23 中柚皮苷(narirutin)含量最高,S9 中最低。

  6. 总黄酮含量(TFC)的测定:TFC 测定结果显示,不同产地的 CRC 鲜果皮 TFC 差异显著(p<0.01),S18 的 TFC 最高,S4、S5、S6、S7 和 S8 较低。
  7. TOPSIS 分析:运用 TOPSIS 方法对 CRC 进行综合质量评价,结果显示 S18、S22、S23、S20 和 S1 的综合质量排名靠前,这些样品主要来自古井、大泽和罗坑等地。

研究结论和讨论部分指出,本研究建立的基于指纹图谱 - 活性关系建模的质量评估框架,整合了化学指纹图谱和药效学,为新会区 CRC 鲜果皮的质量评估提供了有效方法。研究发现不同产地的 CRC 鲜果皮在黄酮类化合物含量和抗氧化活性方面存在显著差异,S18 批次的样品表现最为突出。这不仅为黄酮类化合物作为天然抗氧化剂的合理开发利用奠定了药效学基础,也为抗氧化质量标志物的筛选和质量控制标准的制定提供了科学参考。未来,研究人员还将进一步探索环境变量、种植条件、树龄和微生物等因素对 CRC 鲜果皮质量的影响,持续推动 CRC 在生命科学和健康医学领域的发展,让这一传统中药材在现代社会发挥更大的价值。

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