引言
沙棘(沙棘属 Hippophae)以其具有药用和食用价值的果实而闻名。沙棘富含多种生物活性化合物,包括黄酮类化合物、有机酸、多糖、萜类、维生素和氨基酸(Zhu et al., 2025; Zhu, Xu, & Liu, 2025)。沙棘中多样的活性成分具有多种生物活性,包括抗炎、抗氧化、保肝、抗疲劳、抗癌和降胆固醇等效应(Chen, Zhao, Wang, Yang, & Wang, 2025; Hao et al., 2025)。由于其维生素C含量极高,沙棘常被誉为"维生素C之王"(He, Zhang, Zhang, Zeng, & Liu, 2017)。
在古代,沙棘起源于中国藏医,以其药用价值而闻名。阿育吠陀医学也记载了沙棘的药用用途(Wang, Xu, & Liao, 2022)。公元八世纪,藏医经典《四部医典》记载了沙棘用于治疗咳嗽痰多、血瘀证及食积停滞和创伤愈合的用法(Yutok, 1983)。另一部藏医经典《晶珠本草》将沙棘分为大、中、小三种,其功效各不相同。大者称为"Namdar",中者称为"Barda",小者称为"Sadar"。大、小沙棘专用于肺系疾病的治疗,中等类型则适用于心血管疾病(Dimar, 1986)。传统中药文献研究表明,被归为大、中、小沙棘的植物物种分别为Hippophae rhamnoides subsp. sinensis Rousi、Hippophae gyantsensis(Rousi)Y. S. Lian和Hippophae tibetana Schltdl.(图1)。不同的沙棘物种呈现出不同的分布模式(H. rhamnoides subsp. sinensis广布,H. tibetana区域性特有种,H. gyantsensis狭域特有种)。虽然三种沙棘的新鲜果实在形态上存在一定差异,但在商业加工后,这些差异会显著减小——通常涉及高温烘干导致严重变色,或果实被制成粉末或提取物后。因此,在实际应用中目视鉴别变得困难。此外,三个物种在中文中共享同一俗名"沙棘",这一情况进一步导致了它们的混用或替代使用。
研究表明,不同沙棘物种的主要成分相似,但其含量存在显著差异(Liu et al., 2016)。这一差异严重阻碍了精确的临床用药和日常保健。因此,迫切需要建立一种客观、快速的物种鉴别方法,并进一步进行沙棘的质量评价,以确保其在药用和食品应用中的准确性。
外观属性——色泽、香气和口感——与材料的内在品质密切相关。传统的植物物种鉴别方法依赖于药材鉴定和感官评价,这些方法高度依赖专家的专业经验和主观判断(He et al., 2024)。分子生药学鉴定技术,如DNA条形码和Bar-HRM技术,虽然能提供高度精确的鉴定结果,但需要专业技能和专用仪器,且耗时较长(Liu et al., 2015; Liu et al., 2018)。
近年来,电子眼(E-eye)和电子舌(E-tongue)等智能感官技术已成为食品和药物分析的重要工具,因为它们能够客观量化与材料品质密切相关的色泽和口感属性(Cho & Moazzem, 2022; Lu, Hu, Hu, Li, & Tian, 2022)。近红外光谱技术(NIRS)具有快速、无损的特点,能够检测C

H和O

H等分子振动,提供化学组成的补充信息,已广泛应用于食品科学、医药和农业领域(Cozzolino, 2021; Lanjewar, Morajkar, & Parab, 2024; Pan et al., 2020; Ren et al., 2023)。这些技术共同捕捉了样品的外部感官特征和内部化学特征。将这些智能感官与光谱技术与多变量分析和机器学习相结合,在快速物种鉴别和质量评价方面具有巨大的潜力。然而,这些技术在中药领域的应用仍然有限。
本研究将电子眼和电子舌等多种智能感官技术与NIRS相结合,对来自不同Hippophae物种的沙棘进行色彩参数、口感和化学特征的综合表征。采用多变量统计分析和机器学习模型来鉴别不同的Hippophae物种。定量测定总酚、总黄酮和四种主要黄酮苷的含量,以评价三个物种之间的成分差异,并通过相关性分析探讨其与抗氧化活性的关系。这些分析旨在建立一种基于物理特征、化学成分和生物活性的不同Hippophae物种沙棘质量评价方法。