黃曉媛 李焱鑫 董浩 趙文紅 白衛(wèi)東 錢敏 畢思遠

摘要：利用超高效液相色譜-四極桿-飛行時間質譜法（UPLC-Q-TOF-MS）結合數(shù)據(jù)分析平臺在線分析陳皮中71種化學成分，包括黃酮類、生物堿、香豆素和脂類等9類。通過主成分分析（PCA）及正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）發(fā)現(xiàn)不同陳化年份陳皮中的化學成分具有明顯差異，并篩選出17種特征性成分，隨著陳化年份的延長，異甘草苷、山奈酚-3-O-β-D-槐糖苷、百蕊草素Ⅰ含量增加，脫水紅花黃色素B、補骨脂查爾酮含量減少。此方法可用于區(qū)分陳化3，5，10，15，20年的陳皮。該研究了解了陳皮中化學組成并闡明了不同陳化年份陳皮間化學成分存在的差異，對合理開發(fā)陳皮的食用和藥用價值具有指導意義，為不同陳化年份陳皮的鑒別提供了科學依據(jù)。

關鍵詞：陳皮；化學成分；UPLC-Q-TOF-MS；黃酮類物質

中圖分類號：TS201.2 ?????文獻標志碼：A ????文章編號：1000-9973（2024）04-0166-07

Analysis of Chemical Components of Citri Reticulatae Pericarpium

Based on UPLC-Q-TOF-MS

HUANG Xiao-yuan1， LI Yan-xin1， DONG Hao1，2， ZHAO Wen-hong1，2，

BAI Wei-dong1，2， QIAN Min1，2*， BI Si-yuan3

（1.College of Light Industry and Food Science， Zhongkai University of Agriculture and Engineering，

Guangzhou 510225， China; 2.Institute of Modern Agricultural Engineering Innovation， Key Laboratory

of Green Processing and Intelligent Manufacturing of Lingnan Specialty Food， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs， Key Laboratory of Science and Technology of Lingnan

Specialty ?Food in Guangdong Province， Zhongkai University of Agriculture and

Engineering， Guangzhou 510225， China;3.Shenzhen King Eye Testing

Technology Co.， Ltd.， Shenzhen 518120， China）

Abstract： A total of 71 kinds of chemical components including nine categories such as flavonoids， alkaloids， coumarins， lipids and so on from Citri Reticulatae Pericarpium are analyzed online by ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry （UPLC-Q-TOF-MS） combined with data analysis platform. By principal component analysis （PCA） and orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA）， it is found that the chemical components in Citri Reticulatae Pericarpium with different aging years are significantly different， and 17 kinds of characteristic components are screened out. With the extension of aging years， the content of isoliquiritin，

收稿日期：2023-09-14

基金項目：四川省重點研究基地——川菜發(fā)展研究中心規(guī)劃項目（CC22Z18）；廣東省駐鎮(zhèn)幫鎮(zhèn)扶村農村科技特派員項目（KTP20210224，KTP20210383）；廣東省嶺南特色食品科學與技術重點實驗室項目（20211212040013）；仲愷農業(yè)工程學院-深圳市一米廚房餐飲管理有限公司聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地項目（KA23YY40519）；廣東省仲愷農業(yè)工程學院-廣州質量監(jiān)督檢測研究院聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地項目（粵教研函[2021]2號）；仲愷農業(yè)工程學院研究生教育創(chuàng)新計劃項目（KA220160221）

作者簡介：黃曉媛（1997—），女，碩士，研究方向：食品加工與安全。

*通信作者：錢敏（1983—），女，高級實驗師，碩士，研究方向：食品化學、食品加工與品質安全控制。

kaempferol-3-O-β-D-sophoroside and thylitonin I increases， and the content of dehydrated safflower yellow pigment B and psoralen chalcone decreases. This method can be used to distinguish Citri Reticulatae Pericarpium aged for 3， 5， 10， 15， 20 years. In ?this study， the chemical composition of Citri Reticulatae Pericarpium is understood and the differences of chemical composition of Citri Reticulatae Pericarpium with different aging years are discussed， which has guiding significance for the rational development of Citri Reticulatae Pericarpium with edible and medicinal value and has provided a scientific basis for the identification of Citri Reticulatae Pericarpium with different aging years.

Key words： Citri Reticulatae Pericarpium; chemical components; UPLC-Q-TOF-MS; flavonoids

陳皮是由成熟柑橘皮經一段時間儲藏干制而成的藥食同源食品，具有理氣健脾、燥濕化痰的功能[1]。陳皮富含多種生物活性物質，包括類黃酮、類胡蘿卜素、生物堿、精油、酚酸、萜類化合物等[2]，且具有藥用價值。隨著這些功效組分的生物活性、藥理作用機制等的明晰，陳皮中生物活性物質的研究受到廣泛關注，其中類黃酮作為重要的一類活性物質，在蕓香科柑橘屬的研究中均有涉及[3]。類黃酮是指一類以2-苯基色原酮（C6-C3-C6）為基本骨架的天然酚類化合物，其結構中含有酚羥基、甲基、甲氧基等取代基團[4]。目前柑橘屬中發(fā)現(xiàn)的類黃酮多以糖苷的形式存在，主要為黃烷酮、黃酮和黃酮醇。其中，含有4個及以上甲氧基取代基的類黃酮稱為多甲氧基黃酮（polymethoxylated flavonoids，PMFs），主要分布在蕓香科植物屬中，因其具有較多的甲氧基團和較高的親脂性，因此比一般黃酮的生物利用度更高、生物活性更強[5]。

陳皮陳化年份不同，在藥理作用、化學成分含量上存在差異，市場價格同樣存在較大差別，質量標準未完善，因此市場上常出現(xiàn)以次充好的現(xiàn)象。對于陳皮年份的鑒別與分析多使用感官評價法[6]、拉曼光譜法[7]、高效液相色譜法[8]、液相色譜-質譜聯(lián)用法和氣相色譜-質譜聯(lián)用法等[9-11]。感官評價法是對陳皮的外觀、香氣等外部特征進行判別，具有快速簡便、操作簡單的優(yōu)勢，但陳皮年份鑒別的準確度易被主觀條件、客觀環(huán)境因素所干擾。理化檢測法主要通過對陳皮中的成分組成和含量進行測定以實現(xiàn)不同年份陳皮的鑒別分析，準確度和精密度高，而樣品的前處理方法繁瑣、檢測時間長、檢測成本高。前人大多針對陳皮中某類或某些黃酮類化合物進行定量研究，針對整體化學成分特征進行系統(tǒng)比較分析的研究較少。

本文以陳化3，5，10，15，20年的陳皮為材料，采用高效液相色譜-高分辨質譜聯(lián)用法等技術對陳皮的化學成分進行鑒定，該結果為進一步分析不同陳化年份的陳皮提供了詳細數(shù)據(jù)，對進一步研究陳皮物質基礎具有一定指導意義，為今后陳皮及其同屬中藥的化學成分研究和品質評價提供了較好的借鑒方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

3，5，10，15，20年廣東新會陳皮：購于新會地區(qū)某固定農戶，分別編號為A、B、C、D、E；甲酸（色譜純）：天津賽孚瑞科技有限公司；甲醇、乙腈（均為色譜純）：美國 Sigma 公司。

1.2 儀器與設備

Agilent 1290 HPLC-6545B-Q-TOF-MS（配有雙噴射流電噴霧離子源） 美國Agilent公司；十萬分之一電子天平 瑞士梅特勒-托利多公司；Eppendorf Centrifuge臺式高速離心機 廣州卓岳貿易有限公司；KQ5200V超聲波清洗機 昆山市超聲儀器有限公司；XW-80A漩渦混合器 海門市其林貝爾儀器制造有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理

準確稱取100 mg陳皮，與10 mL甲酸、水和甲醇（4∶36∶160）混合提取，超聲20 min，漩渦1 min，離心4 min取上清液，將上清液組分氮吹至3 mL。固相萃取活化柱子先用3 mL 1%甲酸-甲醇活化，再用3 mL 0.1%甲酸-水活化。3 mL樣品裝在SPE柱上，用0.1%甲酸-水沖洗，然后用0.1%甲酸-甲醇洗脫，用固相萃取法（Oasis HLB萃取柱）從水相組分中提取黃酮[12]。

1.3.2 UPLC-Q-TOF-MS分析條件

色譜條件：Shim-pack Scepter C18色譜柱（100 mm×2.1 mm×3 μm），流動相：A為0.1%甲酸-水溶液，B為乙腈，梯度洗脫。流動相B的比例：0～10 min，5%～20% B；10～30 min，20%～50% B；30～40 min，50%～90% B；流速為0.3 mL/min；柱溫為 30 ℃，進樣量為5 μL[13]。

質譜條件：電噴霧離子源采用正/負離子源模式；干燥氣溫度300 ℃；干燥氣流速6 L/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）；毛細管電壓3.5 kV；噴嘴電壓1 kV；質量掃描范圍（m/z）100～1 000 amu；采集模式：全掃描，Auto MS/MS[14-15]。

2 結果與討論

2.1 不同陳化年份陳皮的化學成分

按照1.3.2中色譜和質譜條件對陳皮樣品進行分析，對色譜圖中各色譜峰進行精確質量數(shù)識別。通過分子離子峰精確質量數(shù)、二級譜圖等信息，結合文獻與化合物數(shù)據(jù)庫，對樣品中71種成分進行了鑒定，見表1[16-19]。

結果表明，不同陳化年份陳皮中的化學成分相似，主要化學成分種類在3，5，10，15，20年陳皮中基本無差別，但化合物含量存在一定差異。鑒定的71種化學成分主要包括黃酮類（23種）、黃酮苷類（15種）、生物堿類（7種）、香豆素類（4種）、萜類（4種）、酯類（3種）、木質素（2種）、酚類（2種）、其他類（6種）。陳皮中的黃酮類和黃酮苷類化合物較豐富，用該方法能檢測到陳皮中橘皮素、甜橙黃酮、異橙黃酮、橙皮苷、橙皮素、二氫楊梅素、蕓香柚皮苷和柚皮苷等重要的活性成分。

由表1可知，在生物活性成分種類方面，本研究共鑒定了71種生物活性成分，包括38種黃酮和黃酮苷類化合物、7種生物堿、4種香豆素、2種酚類、1種檸檬苦素類，其中3，5，10，15，20年陳皮分別篩查鑒定出37，34，34，38，38種生物活性成分。不同陳化年份陳皮黃酮類化合物種類篩查鑒定排序：陳化20年陳皮（31種）＞陳化15年陳皮（30種）＞陳化3年陳皮（29種）＞陳化10年陳皮（25種）＞陳化5年陳皮（24種）。其中20種黃酮類化合物為共同檢出的化合物，包括蕓香柚皮苷、柚皮苷、水仙苷、異甘草苷、高車前苷、虎杖苷、橘皮素、甜橙黃酮、橙皮素、5，7，8，4′-四甲氧基黃酮等。7種生物堿中，石斛堿為陳化20年陳皮所特有，白屈菜堿為陳化3年和20年陳皮所獨有。巴馬亭紅堿、荷葉堿、小檗堿為不同陳化年份陳皮中共同檢出的。

從陳皮中共鑒定出38種黃酮和黃酮苷類化合物。黃酮類化合物泛指2個苯環(huán)通過中央3個碳原子互相連接而成的具有C6-C3-C6基本骨架的化合物，在其A環(huán)和B環(huán)上常連接甲基或者甲氧基等官能團，并且常與糖結合成苷。黃酮類化合物的主要裂解方式以糖苷鍵斷裂，狄爾斯-阿爾德反應（RDA）裂解，CO2、CO等中性離子丟失為主[20]。

由圖1可知，化合物cpd 321在正離子模式下產生準分子離子峰[M-H] m/z 373.130 4，根據(jù)高分辨數(shù)據(jù)擬合其元素組成為C20H20O7，初步推斷為橘皮素。為進一步確定結構，對m/z 373.130 4進行二級全掃描質譜分析，產生的主要碎片離子有m/z 389.124 8，328.268 2，與文獻報道一致[21]。

由圖2可知，化合物cpd 183在正離子模式下產生準分子離子峰[M-H] m/z 581.187 9，根據(jù)高分辨數(shù)據(jù)擬合其元素組成為C27H32O14，初步推斷為蕓香柚皮苷。為進一步確定結構，對m/z 581.187 9進行二級全掃描質譜分析，產生的主要碎片離子有m/z 473.218 0，295.117 9，與文獻報道一致[22]。

由圖3可知，化合物cpd 104在正離子模式下產生準分子離子峰[M-H] m/z 611.200 2，根據(jù)高分辨數(shù)據(jù)擬合其元素組成為C28H34O15，初步推斷為橙皮苷。為進一步確定結構，對m/z 611.200 2進行二級全掃描質譜分析，產生的主要碎片離子有m/z 303.087 2，177.055 5，與文獻報道一致[23]。

甜橙黃酮、異橙黃酮、柚皮苷、橙皮素是陳皮等蕓香科植物中較常見的黃酮類物質，其鑒定過程與上述3種化合物的鑒定類似[24-25]。由表1可知，陳皮中的黃酮類化合物較豐富，但未使用對應標準品進行定量分析，因此還需要進一步研究。

2.2 基于UPLC-Q-TOF-MS的不同陳化年份陳皮中化學成分差異研究

將峰匹配、峰面積提取得到的71種化合物離子進行主成分分析（PCA），了解不同樣品間總體化合物差異變異度大小[24]。

由圖4中a可知，PCA模型參數(shù)為 R2X=0.203（R2X為模型對X變量的解釋性），說明擬合性較好，模型較穩(wěn)定。所有陳皮樣品坐標點均分布于95%置信區(qū)域，在PCA圖上不同陳化年份陳皮樣品均能分散開，但組間差異較大，可能是因為PCA是無監(jiān)督分析模型，因此存在一定的組內誤差，需要深入分析探究，消除無關誤差[25]。利用正交偏最小二乘判別分析的監(jiān)督性將與分類變量無關的信息濾除，充分提高了模型的效力和解析能力，排除組間的誤差及其他無關誤差，以便最大化得到組間差異成分[26]。由圖4中b可知不同陳化年份陳皮的OPLS-DA得分圖（R2X=0.993，R2Y=0.99），可以看出不同陳化年份之間有明顯的分離趨勢，表明不同陳化年份陳皮中成分存在差異。由圖4中c可知，通過對OPLS-DA模型進行200次置換模擬可知模型無過擬合，同時在OPLS-DA分布圖上可以將不同陳化年份陳皮很好地區(qū)分。變量重要因子（VIP）表示OPLS-DA模型中每個化合物對差異作出的貢獻值。VIP值越大，說明對OPLS-DA模型的分類貢獻越大，表明該化合物在不同陳化年份陳皮中的含量存在較大差異。由圖4中d可知，不同陳化年份陳皮中共篩選出17種特征化合物（VIP＞1），包括芒柄花苷、橘皮素、甜橙黃酮、脫水紅花黃色素B、5，7，8，4′-四甲氧基黃酮、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、異甘草苷、水仙苷、異橙黃酮、白綿馬素AA、虎杖苷、7-甲氧基香豆素、補骨脂查爾酮、黃獨素B、鄰苯二甲酸二丁酯、山奈酚-3-O-β-D-槐糖苷、百蕊草素Ⅰ，結合表1可知黃酮類化合物占12種，由此表明黃酮類化合物是陳皮陳化過程中影響陳皮品質的重要活性物質[27]。

進一步將這17種顯著差異化合物導入TBtools軟件做熱圖聚類分析，結果見圖5。熱圖中橫向為差異化合物，縱向為3，5，10，15，20年陳皮樣品，淺色代表化合物相對含量低于平均值，深色代表化合物相對含量高于平均值。

由圖5可知不同陳化年份陳皮樣品的代表性差異化合物的相對含量。異甘草苷、山奈酚-3-O-β-D-槐糖苷、百蕊草素Ⅰ相對含量隨著陳化年份的延長而增加。異甘草苷具有抗癌、抗動脈粥樣硬化、抗糖尿病、抗哮喘、抗炎、抗微生物、抗痙攣等藥理作用，同時在護肝、免疫等活動中有不同的作用，還可以刺激頭發(fā)生長，控制肥胖，并且具有抗抑郁、鎮(zhèn)靜和抗凝血活性[28]。脫水紅花黃色素B、補骨脂查爾酮相對含量隨著陳化年份的延長而減少。槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、黃獨素B相對含量隨著陳化年份的延長呈先增加后減少的趨勢，異橙黃酮、橘皮素、甜橙黃酮在陳化15年陳皮中含量最高。

3 結論

利用UPLC-Q-TOF-MS技術測定不同陳化年份陳皮中的化學成分，并對其進行快速和精準的鑒定[29]。利用主成分分析對測定到的71種化學成分成功實現(xiàn)降維，由PCA和OPLS-DA得分結果可以將陳皮根據(jù)年份的不同分為5類，并篩選到17種陳皮陳化過程中具有顯著變化的差異物質，由聚類分析可知，隨著陳化年份的延長，甘草苷、山奈酚-3-O-β-D-槐糖苷、百蕊草素Ⅰ逐漸增加，脫水紅花黃色素B、補骨脂查爾酮逐漸減少，異橙黃酮、橘皮素、甜橙黃酮在陳化15年陳皮中含量最高。

綜上所述，運用UPLC-Q-TOF-MS結合主成分分析和聚類熱圖分析可實現(xiàn)快速分析，發(fā)揮各自優(yōu)勢，互相驗證和補充，多角度綜合評判陳皮[30]。然而，對17種差異物質尚未進行定量研究。在今后的研究中，應結合質譜對其進行定性、定量。同時擴大采樣范圍，加強研究的系統(tǒng)性和深入性，使研究結果更具有實用價值。

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