基于“功能成分组”与质量控制系数Q的栀子药材综合质量评价策略

《Foods》:Chitosan-Based Active Films Enriched with Thyme Essential Oil for Extending the Shelf Life of Refrigerated Chicken Meat

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月22日 来源:Foods 6.0

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  质量对于药食两用栀子(Gardenia jasminoides Ellis.,GF)的市场竞争力至关重要。然而,现行《中国药典》的质量标准仅依赖单一指标,无法全面评价具有多样产地和多种功能成分的食品原料。研究人员建立了一种基于“功能成分组”和“质量控制系数(Q

  
质量对于药食两用栀子(Gardenia jasminoides Ellis.,GF)的市场竞争力至关重要。然而,现行《中国药典》的质量标准仅依赖单一指标,无法全面评价具有多样产地和多种功能成分的食品原料。研究人员建立了一种基于“功能成分组”和“质量控制系数(Q)”的整体评价策略。通过色谱法鉴定了7个稳定的环烯醚萜及环烯醚萜苷类指纹峰,并以Q ≥ 3.67作为质量基准。在细胞实验中,高质量组(HQG)在脂多糖(LPS)刺激的RAW264.7细胞MTT试验中优于合格组(QG)。此外,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别分析了78种挥发性化合物和22种无机元素作为补充分析。结合化学计量学,根据地理来源和组织对样本进行了判别,并探索性筛选了特征标志物。本研究为栀子精准质量控制和优质原料筛选提供了科学依据,并为其他药食同源植物的质量评价提供了参考框架。
栀子(Gardenia jasminoides Ellis.,GF)是茜草科植物,兼具传统药用与功能性食品配料、天然色素开发价值。其质量直接关系到市场竞争力,但现行《中国药典》(2025年版)仅以栀子苷含量≥1.8%作为单一合格标准。这种“最低阈值”式指标无法反映环烯醚萜苷类与西红花苷类等功能成分组的整体丰度,也难以区分内部化学组成差异明显的合格原料,且不同产地、采收期和组织部位的原料质量差异显著。因此,亟需建立一种兼顾整体性与可量化分级的质量评价体系。研究人员围绕功效相关的环烯醚萜苷类功能成分组,建立了稳定的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,并首次设计并验证了质量控制系数(Q)数学模型,将复杂色谱信息转化为直观标量,用于原料质量分级。同时结合挥发性成分和无机元素多平台分析,探索地理溯源与部位鉴别标志物。该研究为栀子作为天然食品配料和功能因子的精准质量控制和优质原料筛选提供了科学依据,也为其他复杂天然食品配料及药食同源物质的质量评价提供了可借鉴框架。

研究人员收集了中国河南(T1–T18)、江西(J1–J14)、湖南(H1–H6)、福建(F1–F5)共43批栀子样品,以及变种水栀子(GVR)比较样品,并采集不同采收期(TH1–TH7)和成熟期果皮、果仁样品。主要关键技术方法包括:(1)HPLC–SPD20A法构建环烯醚萜苷类功能成分组指纹图谱,并进行方法学验证;(2)基于药典规定的栀子苷最低含量,构建Q系数分级模型;(3)采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)结合保留指数(RI)鉴定挥发性成分,并利用峰面积归一化法相对定量;(4)采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析22种无机元素,结合正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)与相关性分析;(5)采用MTT法评价不同Q值样品的细胞活力。

### 3.1 质量控制体系的建立
研究人员通过LC-MS鉴定出9种环烯醚萜苷相关成分,其峰面积占提取物总峰面积的85%。采用几何均值、位置均值及四分位数法综合筛选,确定7个稳定特征峰(峰1、2、6、9、10、11、12),其面积占环烯醚萜苷类总峰面积的80.02%。方法学验证显示精密度、稳定性和重复性良好,42批样品指纹相似度为0.924–1。以栀子苷为参照峰测定含量,所有批次均符合药典规定。基于此构建Q系数模型,以43批样品Q值的下四分位数(Q=3.67)作为合格阈值,31批被判定为优质,而按药典单指标则43批全部合格。MTT实验显示,在脂多糖(LPS)刺激下,高质量组(HQG)的细胞活力显著高于合格组(QG)和模型组,且与QG差异有统计学意义。

### 3.2 主要功能成分的HPLC定量分析
对9种成分(西红花苷I–IV、西红花酸、京尼平苷酸、栀子苷、京尼平-1-O-龙胆双糖苷、京尼平)进行定量分析,方法学验证回收率为98.73%–103.23%。不同产地成分含量存在差异:江西样品栀子苷(9.50%)和京尼平苷酸(0.78%)较高;河南样品栀子苷和西红花苷II、III含量较高;福建样品西红花苷IV和西红花酸较高。OPLS-DA显示各产地样品明显聚类,VIP值>1的差异成分为栀子苷、京尼平-1-O-龙胆双糖苷和西红花苷I。主成分分析综合评分显示河南产地T16、T17、T13位居前三。

### 3.3 挥发性成分分析
GC-MS共鉴定78种挥发性成分,主要为醛类、酯类和醇类。(E,E)-2,4-癸二烯醛在各产地含量均较高,可作为栀子的特征成分;水栀子中γ-壬内酯含量最高(12.32%),与栀子差异明显。PCA和S-plot分析显示,河南产地与其他产地及水栀子之间的挥发性成分分离明显,初步筛选出2-戊基呋喃、十三烷-2-酮等特征差异化合物。

### 3.4 无机元素含量分析
ICP-MS分析显示,成熟果皮中总无机元素含量顺序为P4>P3>P2>P1,常量元素K在P4中最高(均值1255.54 mg/kg);果仁中棕色样品R5总含量最高,且不符合药典外观要求。OPLS-DA可清晰区分果皮与果仁,Ca、Fe、Al、K为特征差异元素。相关性分析表明,果皮和果仁中多数西红花苷类与环烯醚萜苷类成分和K、Sr、Ba、Cd等元素呈显著负相关,其中西红花苷III与K呈极显著负相关(p≤0.01)。

讨论部分指出,传统指纹相似性分析只能给出“一致/合格”的模糊判断,难以定量分级。本研究通过特征峰筛选和Q系数模型,将药典单指标标准升华为基于功能成分组总峰面积的分级标准,可区分“合格”与“优质”原料。细胞实验提示高Q样品具有更好的细胞相容性,但未检测炎症因子,其与抗炎、抗氧化等功能活性的关联仍需进一步验证。挥发性成分和无机元素分析属于探索性补充,元素与功能成分的因果关系尚需更多证据。

结论:本研究针对栀子作为食品原料时质量评价存在的单一指标、难以全面反映整体质量及难以有效分级等问题,基于7个特征峰建立HPLC指纹图谱,提出质量控制系数Q数学模型,并以Q≥3.67为阈值,在43批样品中判定31批为优质,实现了对原料整体质量的定量分级评价,有效区分了“合格”与“优质”原料。细胞实验中,高质量组在LPS刺激的RAW264.7细胞MTT试验中优于合格组。此外,挥发性成分和无机元素分析为地理溯源和部位鉴别提供了探索性标志物;初步发现环烯醚萜苷类和西红花苷类与多种元素呈负相关。该质量评价体系为栀子作为天然色素和功能性食品配料的工业化应用提供了系统技术方案,也为其他成分复杂的天然食品配料的质量评价提供了参考模型。
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