《Foods》：Quality Evaluation Research Based on Functional Component Group and Quality Control Coefficient: A Case Study of Gardenia jasminoides
编辑推荐：
质量对于药食两用栀子（Gardenia jasminoides，GF）的市场竞争力至关重要。然而，现行《中国药典》质量标准仅依赖单一指标，无法全面评价具有多产地来源和多种功能成分的食品原料。本研究建立了一种基于“功能成分群”和“质量控制系数Q”的整体评价策略。
质量对于药食两用栀子（Gardenia jasminoides，GF）的市场竞争力至关重要。然而，现行《中国药典》质量标准仅依赖单一指标，无法全面评价具有多产地来源和多种功能成分的食品原料。本研究建立了一种基于“功能成分群”和“质量控制系数Q”的整体评价策略。通过色谱法鉴定了7个稳定的环烯醚萜类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实验中优于合格组（QG）。此外，分别采用气相色谱-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，按地理来源和组织对样品进行了判别，并探索性筛选了特征标志物。本研究为栀子（GF）的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.）是茜草科植物，兼具药用和食用双重价值，其藏红花素类成分是公认安全的天然食品着色剂，环烯醚萜苷类成分（如栀子苷、京尼平-1-O-龙胆双糖苷）具有抗炎、抗氧化、保肝利胆等药理活性，二者共同构成栀子的功能物质基础。然而，现行《中国药典》（2025年版）仅以栀子苷含量不低于1.8%作为单一质控指标，属于“最低阈值”标准，既不能反映环烯醚萜苷类和藏红花素类功能成分群的整体质量，也无法区分内部化学组成差异明显的同批次合格原料。同时，栀子果实化学组成受产地、品种、成熟度及采后加工等因素影响，不同来源药材质量差异显著。因此，建立一种多维、可量化、兼顾功能与商品属性的质量评价策略成为亟需解决的技术问题。
针对上述问题，研究人员以栀子果实为研究对象，围绕与功效相关的环烯醚萜苷类功能成分群，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，将复杂色谱峰面积信息转化为直观标量，实现原料质量的定量分级。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，另采集了水栀子变种（GVR）及不同采收期、不同果皮和果仁部位样品作为对比。采用HPLC对9种主要活性成分（4种环烯醚萜苷类和5种藏红花素类）进行定量；采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）结合保留指数（RI）分析挥发性成分；采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析无机元素；通过脂多糖（LPS）刺激RAW264.7细胞MTT实验评估不同质量分级样品的细胞活力；并使用SIMCA软件进行主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）和s-plot分析。上述方法共同构成了“定性指纹—定量系数—多平台互补”的评价体系。
研究结果部分如下：
3.1 质量控制体系的建立。研究人员通过LC-MS鉴定出栀子中9种环烯醚萜苷相关成分，占总峰面积的85%。采用几何均值、位置均值和四分位数法综合筛选出7个稳定特征峰（峰1、2、6、9、10、11、12），其面积之和占总峰面积约80.02%，并以栀子苷为参照峰建立了HPLC特征峰指纹图谱。方法学验证显示精密度、稳定性和重复性的相对保留时间和相对峰面积RSD均符合要求，42批样品指纹图谱相似度为0.924–1，表明方法可靠。在此基础上，研究人员构建了质量控制系数Q模型，以《中国药典》规定的栀子苷最低含量1.8%为基准，结合样品取样量、进样量、特征峰总峰面积及水分校正，计算各批次Q值。采用四分位数法确定Q≥3.67为合格阈值。在43批样品中，按Q标准有31批判定为“优质”，而按药典单一含量标准43批全部合格，说明Q系数能够在符合药典标准的前提下进一步区分“合格”与“优质”原料。MTT实验显示，在LPS刺激条件下，优质组（HQG，Q>3.67）细胞活力显著高于合格组（QG，Q<3.67），提示Q分级可间接反映样品对细胞活性的影响。
3.2 主要功能成分的HPLC定量分析。研究人员对43批样品中9种功能成分进行定量分析，各成分线性关系良好（r≥0.9992），方法学验证各指标RSD均符合要求。结果显示栀子苷含量为1.38%–14.15%，不同产地间各成分含量差异显著。OPLS-DA分析可将河南、江西、湖南、福建四省样品明显区分为四簇，模型验证无过拟合（Q2=?0.25），以VIP>1为标准初步筛选出栀子苷、京尼平-1-O-龙胆双糖苷和西红花苷-I为产地差异标志物。主成分综合分析显示，河南产样品T16、T17、T13综合评分排名前三。
3.3 挥发性成分分析。通过GC-MS从栀子样品中共鉴定出78种挥发性成分，主要为醛类、酯类和醇类。其中(E,E)-2,4-癸二烯醛在各产地样品中含量均较高（河南9.58%、江西13.44%、福建9.31%、湖南9.81%），是栀子的关键挥发性成分；而水栀子（GVR）中γ-壬内酯含量最高（12.32%），与其产地栀子存在明显差异。PCA分析显示河南样品与湖南、福建及GVR样品可明显区分。s-plot分析结合VIP>1和p<0.05筛选出不同产地间的特征差异成分，如河南与福建之间的反式-2-十一烯醛和2-戊基呋喃；河南与湖南之间的2-戊基呋喃、苦杏仁苷、14-甲基十五碳烯酸甲酯等；河南与江西之间的3,5,5-三甲基环己-3-烯-1-酮和芳樟醇；河南与GVR之间的1-十四烯、3,5-二甲基苯酚等。
3.4 无机元素含量分析。研究人员利用ICP-MS测定了果皮和果仁中22种无机元素，As、Hg、Pb均未检出，其余19种元素的线性关系良好（r=0.9996–1.0000），方法学RSD均小于3%。果皮中无机元素总量随颜色加深依次为P4>P3>P2>P1，常量元素K在P4中最高（平均1255.54 mg/kg），Fe、Al、Zn在P3中异常富集；果仁中元素总量顺序为R5>R1>R2>R4>R3，褐色果仁样品R5中K、P、Mg、Ca含量均较高。OPLS-DA分析可将果皮和果仁明显区分（R2X=0.988，R2Y=0.994，Q2=0.992），Ca、Fe、Al、K被初步筛选为果皮与果仁的质量差异特征元素。相关性分析显示，果皮和果仁中多数西红花苷类和环烯醚萜苷类成分与多种无机元素（如K、Ca、Sr等）呈显著负相关，其中Crocin-III与K、栀子苷酸与Ca等均呈显著或极显著负相关。
讨论部分指出，与传统单指标标准和相似度分析相比，Q系数模型将药典限度与多峰面积信息结合，能够实现“合格”与“优质”的分级，且Q值受低响应峰干扰小，模型稳定。同时，挥发性成分和无机元素分析为产地溯源和部位鉴别提供了补充数据，但元素与成分间的关联仍需进一步验证。细胞实验仅表明高Q组具有更好的细胞相容性，其与抗炎、抗氧化等功能的对应关系尚待专项功能指标实验证实。
研究结论：本研究针对栀子作为食品原料时存在的质量评价指标单一、无法全面反映整体质量、难以对不同来源和复杂化学组成的原料有效分级等局限，基于栀子中环烯醚萜苷类及其相关化合物的7个关键特征峰，以“功能成分群”为核心建立了HPLC指纹图谱，并提出质量控制系数Q数学模型。以药典标准为基础，在43批样品中，依据Q≥3.67的阈值，共有31批达到优质标准，实现了对原料整体质量的定量分级评价，可有效区分“合格”与“优质”原料。在细胞实验中，HQG在LPS刺激的RAW264.7细胞MTT实验中优于QG。此外，通过挥发性成分和无机元素分析，初步探索了产地溯源的挥发性差异标志物以及区分药用部位的关键特征元素，并初步发现环烯醚萜苷类、西红花苷类与多种元素呈负相关。本研究建立的稳定、可靠的栀子原料质量评价系统，不仅为栀子作为天然食品着色剂和功能食品配料的工业应用提供了系统性技术方案，也为其他化学组成复杂的天然食品原料的质量评价与标准化提供了参考模型。
