劉海哲,鄒青飛,郭馨昕,陳壁,黃勇樺,張建平,初雅潔,李淳,劉先皓,楊士花,李永強(qiáng)*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650201;2.云南云測(cè)質(zhì)量檢測(cè)有限公司,云南 昆明 650201;3.德宏州食品藥品檢驗(yàn)所,云南 德宏 678400;4.凱里學(xué)院大健康學(xué)院,貴州 凱里 556011;5.滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)普洱茶學(xué)院,云南 普洱 665099;6.云南昆明國(guó)家糧食儲(chǔ)備中轉(zhuǎn)庫(kù),云南 昆明 650201;7.大理農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院,云南 大理 671003;8.永平縣綜合檢驗(yàn)檢測(cè)院,云南 大理 671003;9.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書(shū)館,云南 昆明 650201)
槲寄生[Viscum coloratum(Kom.)Nakai]屬于檀香目(Santalales)的一種半寄生植物,主要寄生在???、茶科、薔薇科和豆科等植物上[1]。在傳統(tǒng)中醫(yī)中被廣泛用于治療炎癥、痛風(fēng)、心臟病和高血壓等疾病[2]。研究發(fā)現(xiàn),槲寄生不僅含有蛋白質(zhì)和碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)成分,還含有豐富的酚類(lèi)化合物、萜類(lèi)化合物、凝集素和生物堿等活性成分,對(duì)人體健康具有較好的促進(jìn)作用[3]。酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和抗病毒等作用[4],受到人們的廣泛關(guān)注。
茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生在云南省主要分布于普洱、德宏和西雙版納等地區(qū)[5]。目前對(duì)茶樹(shù)槲寄生多酚開(kāi)展了一定的研究,但對(duì)梨樹(shù)槲寄生的研究較少。倪婷婷等[6]測(cè)定了茶樹(shù)槲寄生中多酚和黃酮的含量,并利用高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)法鑒定出12種酚類(lèi)化合物,主要為黃酮醇和黃烷醇。研究發(fā)現(xiàn)茶樹(shù)槲寄生的水提物對(duì)常見(jiàn)的食源性微生物和致病菌具有較好的抑菌作用[5]。同時(shí),Li等[7]研究發(fā)現(xiàn)茶樹(shù)槲寄生為扁枝槲寄生(Viscum articulatum Burm.f.),梨樹(shù)槲寄生為楓香槲寄生(Viscum liquidambaricolum Hayata),這兩種槲寄生中均含有豐富的多酚和黃酮,且均具有較好的抗氧化活性,并在兩種槲寄生中鑒定出18種酚類(lèi)化合物,主要包括羥基苯甲酸、羥基肉桂酸和類(lèi)黃酮。
目前對(duì)茶樹(shù)槲寄生中的酚類(lèi)化合物進(jìn)行了一定的研究,但梨樹(shù)槲寄生中的活性成分研究較少,同時(shí)關(guān)于兩種槲寄生中萜類(lèi)化合物的研究鮮見(jiàn)。本文在前期研究的基礎(chǔ)上,采用超高壓液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜(ultra-performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-QTOF-MS)法,對(duì)茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鑒定,可為茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
茶樹(shù)與梨樹(shù)槲寄生:采自云南省普洱市景邁山;甲醇(色譜級(jí)):德國(guó)Merck公司;乙酸(色譜級(jí)):美國(guó)Sigma公司;乙腈(色譜級(jí)):美國(guó)Honeywell公司。
電子分析天平(FA2004):沈陽(yáng)龍騰電子有限公司;超聲波清洗器(KQ-500B):昆山市超聲儀器有限公司;離心機(jī)(TGL20M):湖南湘立科學(xué)儀器有限公司;超高效液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(1290 UPLC-6545Q-TOF):安捷倫科技(中國(guó))有限公司。
1.3.1 樣品處理
將粉碎干燥的槲寄生過(guò)40目篩,準(zhǔn)確稱(chēng)取2.0 g槲寄生粉置于50 mL具塞錐形瓶中,加入20 mL甲醇并混勻,室溫下超聲輔助提取15 min,4℃下8 000×g離心10 min,重復(fù)提取3次,合并上清液用N2吹至近干,加入2 mL甲醇復(fù)溶,過(guò)0.2 μm有機(jī)濾膜,濾液用于UPLC-Q-TOF-MS分析。
1.3.2 UPLC-Q-TOF-MS分析條件
色譜條件:ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm);柱溫 40 ℃;進(jìn)樣量 2 L;流速0.3 mL/min;流動(dòng)相:A為0.05%乙酸水溶液,B為乙腈;梯度程序:0 min,5%B;2 min,5%B;10 min,30%B;20 min,100%B。25 min處停止并繼續(xù)運(yùn)行4 min。
質(zhì)譜條件:電噴霧離子源采用正/負(fù)離子源模式;干燥氣溫度300℃;干燥氣流速6L/min;鞘氣溫度350℃;鞘氣流速11 L/min;霧化器壓力35 psi(1 psi=6.895 kPa);毛細(xì)管電壓3.5 kV;噴嘴電壓1 kV;質(zhì)量掃描范圍m/z 100~1 000;采集模式 Full scan,Auto MS/MS。
應(yīng)用Masshunter工作站中的Agilent Masshunter Qualitative Analysis B.07.00、Masshunter PCDL Manager B.07.00和Agilent Masshunter Molecular Structure Correlator軟件處理樣品的原始質(zhì)譜數(shù)據(jù),確定每個(gè)峰的保留時(shí)間、m/z、MS/MS碎片離子,并計(jì)算對(duì)應(yīng)的分子式和偏差。根據(jù)化合物的保留時(shí)間、分子式、m/z、MS/MS碎片離子等信息,并結(jié)合參考文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)TCM Database@Taiwa(http://tcm.cmu.edu.tw/)、Metlin(https://metlin.scripps.edu)、Chemspider(https://www.chemspider.com/)和 PubChem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步鑒定。采用ChemDraw軟件繪制化合物的結(jié)構(gòu)圖和裂解規(guī)律圖,采用Origin繪制樣品的總離子流圖。
樣品經(jīng)UPLC-Q-TOF-MS分析,正/負(fù)離子模式下的總離子流圖見(jiàn)圖1~圖2。
圖1 茶樹(shù)槲寄生總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of Viscum coloratum(Kom.)Nakai hosted by Camellia assamica(Mast.)Chang in ion modes
圖2 梨樹(shù)槲寄生總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of Viscum coloratum(Kom.)Nakai hosted by Pyrus,i,f.in ion modes
鑒定出的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物的保留時(shí)間、m/z、MS/MS碎片離子等信息見(jiàn)表1。
表1 UPLC-Q-TOF-MS在正/負(fù)離子模式下鑒定茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物Table 1 Phenolic and terpenoid compounds identifified in Viscum coloratum(Kom.)Nakai hosted by Camellia assamica(Mast.)Chang and Pyrus,i,f. by UPLC-Q-TOF-MS in both negative and
根據(jù)化合物保留時(shí)間、分子式、m/z、MS/MS碎片離子等信息,并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)和參考文獻(xiàn)從槲寄生中共鑒定出36種化合物。其中酚類(lèi)化合物有17種,包括2種酚酸(甲基β-間苯二酚和間香豆酸),11種類(lèi)黃酮化合物(薔薇苷B、新圣草苷、橙皮素7-O-葡萄糖苷、山奈酚、山姜素、對(duì)香豆?;宜醿?nèi)酯、高良姜素、山奈酚-3-甲醚、6-5-羥基-7,3',4'-三甲氧基-8-甲基異黃酮-5-新橙皮苷、喬松素和橘皮素),2種木脂素(鬼臼內(nèi)酯苷和云南擬單性木蘭素A)和2種香豆素(Libanorin和Heliettin);萜類(lèi)化合物有 19種,包括1種半萜(青蒿酸甲酯),3種單萜(黑麥草內(nèi)酯、吐葉醇和氧化芳樟酯),3種倍半萜(青蒿甲素I、4-hydroxy-3-methoxy-2,10-bisaboladien-9-one和蜜環(huán)菌辛素),2種二萜(丹參新酮II和羅漢松內(nèi)酯E),6種三萜(靈芝醇F、漫五酸、靈芝醇B、靈芝醇D、野鴉椿酸甲酯和松葉菊萜酸)和4種環(huán)烯醚萜(乙?;鞔肌ⅹM葉獐牙菜甙、杜仲醇和繡球茜草辛苷)。其中,兩種槲寄生中含有9種相同的化合物。本試驗(yàn)在茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中新鑒定的化合物包括茶樹(shù)槲寄生中甲基β-間苯二酚、薔薇苷B和乙?;鞔?種酚類(lèi)化合物,青蒿酸甲酯和松葉菊萜酸2種萜類(lèi)化合物;梨樹(shù)槲寄生中甲基β-間苯二酚、山姜素、云南擬單性木蘭素A和鬼臼內(nèi)酯苷4種酚類(lèi)化合物,狹葉獐牙菜甙、青蒿甲素I和青蒿酸甲酯3種萜類(lèi)化合物。
茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中含有豐富的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物,其中喬松素因其具有較好的抗炎和抗氧化活性,能夠?qū)δc缺血再灌注小鼠的腸黏膜和對(duì)乙酰氨基酚誘發(fā)的小鼠肝損傷發(fā)揮保護(hù)作用[8-9];能夠增加神經(jīng)元的活性和谷胱甘肽的水平、降低乳酸脫氫酶的活性、抑制一氧化氮和活性氧的產(chǎn)生,具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用[10];同時(shí)喬松素可保護(hù)體外培養(yǎng)的大鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞免受氧-葡萄糖剝奪/再氧化的損傷,并能夠增加線(xiàn)粒體膜電位,表明喬松素對(duì)體外血腦脊液屏障具有一定的保護(hù)作用[11]。
山姜素可通過(guò)減少炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),改善膿毒癥大鼠的急性肺損傷以及冠心病大鼠的心臟功能、血脂和血管內(nèi)皮功能[12-13];可以通過(guò)減輕子宮的組織學(xué)病變和降低髓過(guò)氧化物酶的活性,保護(hù)小鼠免受子宮內(nèi)膜炎侵害[14];能夠抑制腎組織中腫瘤壞死因子和白細(xì)胞介素等炎癥因子的產(chǎn)生以及核轉(zhuǎn)錄因子的活化,減輕腎臟損傷[15];可通過(guò)抑制軟骨細(xì)胞中炎癥因子的表達(dá)保護(hù)脂多糖誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞,促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖,能有效預(yù)防骨關(guān)節(jié)炎[16]。除此之外,山姜素具有一定的抑制腫瘤細(xì)胞增殖作用,是抗癌抗腫瘤研究的熱點(diǎn)藥物之一,可抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的增殖和侵襲[17];在SKOV3卵巢癌細(xì)胞系中以劑量和時(shí)間依賴(lài)方式抑制SKOV3細(xì)胞的集落和球體形成,并誘導(dǎo)其凋亡[18];同時(shí)還可通過(guò)調(diào)節(jié)PI3/KAKT信號(hào)通路抑制肺癌的發(fā)展,并通過(guò)線(xiàn)粒體途徑抑制胃癌細(xì)胞增長(zhǎng)[19]。
橘皮素能有效緩解高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的人體皮質(zhì)醇應(yīng)激反應(yīng),抑制皮質(zhì)醇過(guò)度分泌,提升人體抗氧化能力,加速體內(nèi)炎癥消除,促進(jìn)身體機(jī)能的恢復(fù)[20];可通過(guò)增強(qiáng)胰島素的分泌調(diào)節(jié)肝酶活性,并能夠降低血糖,從而達(dá)到預(yù)防糖尿病的作用[21];同時(shí)橘皮素能夠通過(guò)抑制神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)相關(guān)細(xì)胞中的NF-κB通路發(fā)揮其抗炎功能,以及通過(guò)部分調(diào)節(jié)Nrf2信號(hào)通路降低肝臟中的氧化應(yīng)激,進(jìn)而緩解非酒精性脂肪性肝病[22];除此之外橘皮素對(duì)雙酚A誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激具有極好的改善作用,可降低雙酚A誘導(dǎo)引起的肝臟損傷[23]。
山奈酚具有促進(jìn)人體健康,預(yù)防多種疾病的功能。山奈酚可通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制腫瘤細(xì)胞黏附、遷移和侵襲等方式發(fā)揮其抗癌功效[24];能夠通過(guò)線(xiàn)粒體途徑和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡,具有潛在的抗肝癌活性,對(duì)癌癥及心血管疾病具有一定的預(yù)防作用[25-26]。山奈酚能夠通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)蛋白的表達(dá)以及抑制轉(zhuǎn)錄因子激活等方式,抑制炎癥的發(fā)生和發(fā)展[24];可抑制TLR4-NF-κB-NLRP3炎癥信號(hào)通路,減少機(jī)體中炎癥因子的合成與釋放,增加抗炎因子的轉(zhuǎn)錄活性,能夠保護(hù)腸黏膜機(jī)械屏障的完整,降低結(jié)腸的病理性損傷,減輕由葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎[27]。此外,山奈酚可以通過(guò)改善胰島素敏感指數(shù),增加胰島素敏感性,發(fā)揮對(duì)糖尿病的防治功效[24]。
高良姜素能夠清除氧自由基、減輕心肌細(xì)胞氧化脂質(zhì)化,并通過(guò)抑制轉(zhuǎn)錄因子、腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素等炎癥因子的表達(dá),可抑制心肌細(xì)胞的肥大和死亡[28];同時(shí)高良姜素可調(diào)節(jié)磷酸肌醇激酶和糖原合成酶激酶信號(hào)通路,降低心肌細(xì)胞凋亡,上調(diào)抗凋亡蛋白、降低凋亡蛋白基因表達(dá),延緩心肌細(xì)胞過(guò)度損傷導(dǎo)致的纖維化[29];此外高良姜素能下調(diào)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、纖維連接蛋白、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶的活性,進(jìn)而抑制心肌纖維化發(fā)生,同時(shí)調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白激酶,能夠顯著改善心臟收縮及舒張功能[30]。
綜上所述,茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物具有較好的生物活性,能夠預(yù)防多種疾病和促進(jìn)人體健康,可為茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生在功能食品中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
本試驗(yàn)采用UPLC-Q-TOFMS法從茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中共鑒定出36種化合物,包括17種酚類(lèi)化合物和19種萜類(lèi)化合物。茶樹(shù)槲寄生中鑒定出8種酚類(lèi)化合物和11種萜類(lèi)化合物,梨樹(shù)槲寄生中鑒定出13種酚類(lèi)化合物和13種萜類(lèi)化合物,兩種槲寄生含有9種相同的化合物。其中,新鑒定的化合物包括茶樹(shù)槲寄生中甲基β-間苯二酚、薔薇苷B和乙?;鞔?種酚類(lèi)化合物,茶樹(shù)槲寄生中青蒿酸甲酯和松葉菊萜酸2種萜類(lèi)化合物;化合物甲基β-間苯二酚、鬼臼內(nèi)酯苷、山姜素和云南擬單性木蘭素A為梨樹(shù)槲寄生中鑒定出的4種酚類(lèi)化合物,化合物狹葉獐牙菜甙、青蒿甲素I和青蒿酸甲酯為梨樹(shù)槲寄生中鑒定出的3種萜類(lèi)化合物。說(shuō)明茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生中含有豐富的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物,可為茶樹(shù)、梨樹(shù)槲寄生的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。