劉琦珺 林佳麗 魏德瀧 梁立 陳語心 岳文慧 顏軍

摘要：為建立石榴皮提取物的指紋圖譜及指標成分含量測定的高效液相色譜方法，為石榴皮提取物質(zhì)量控制提供參考，文章采用高效液相色譜法建立石榴皮提取物指紋圖譜，并通過相似度評價結(jié)合化學計量法分析10個批次石榴皮提取物的質(zhì)量差異，同時以安石榴苷和鞣花酸作為指標成分建立含量測定方法。結(jié)果表明，建立10個批次石榴皮提取物指紋圖譜，共28個共有峰，其中8 號峰為α-安石榴苷，13號峰為β-安石榴苷，28號峰為鞣花酸，S2、S4、S10 3個批次的石榴皮提取物的相似度<0.9，聚類分析將10個批次石榴皮提取物分為5類，通過VIP值篩選確定安石榴苷和鞣花酸為主要差異性指標成分，測得安石榴苷和鞣花酸含量分別為28.80～288.90 mg/g和6.12～17.73 mg/g。該研究建立的指紋圖譜及含量測定方法可為石榴皮提取物質(zhì)量控制與評價提供參考。

關(guān)鍵詞：石榴皮提取物；指紋圖譜；含量測定；質(zhì)量研究

中圖分類號：TS202.3

文獻標志碼：A

文章編號：1000-9973（2024）06-0182-07

Establishment of Fingerprint of Pomegranate Peel Extracts and

Determination of Content of Index Components

LIU Qi-jun^1，2， LIN Jia-li³， WEI De-long^1，2， LIANG Li^1，2， CHEN Yu-xin^1，2，

YUE Wen-hui^1，2， YAN Jun^1，2*

（1.School of Pharmacy， Chengdu University， Chengdu 610106， China; 2.Key Laboratory of Medicinal and Edible Plant Resources Development in Institutions of Higher Education in Sichuan Province， Chengdu 610106， China; 3.Easton Biopharmaceuticals Co.， Ltd.， Chengdu 611731， China）

Abstract： To establish a high performance liquid chromatography for the fingerprint of pomegranate peel extracts and determination of the content of index components， and to provide references for quality control of pomegranate peel extracts， in this paper， the fingerprint of pomegranate peel extracts is established by high performance liquid chromatography， and the quality difference of ten batches of pomegranate peel extracts is analyzed by similarity evaluation combined with chemometrics method. At the same time， with punicalagin and gallogen as the index components， the content determination method is established. The results show that a total of 28 common peaks are identified in the established fingerprints of ten batches of pomegranate peel extracts， among which， No.8 peak is α-punicalagin， No.13 peak is β-punicalagin， and No.28 peak is gallogen. The similarity of pomegranate peel extracts from batches S2， S4 and S10 is <0.9. The ten batches of pomegranate peel extracts are divided into five categories by cluster analysis， and through VIP value screening， punicalagin and gallogen are identified as the main differential index components. The content of punicalagin and gallogen is measured to be 28.80～288.90 mg/g and 6.12～17.73 mg/g respectively. The fingerprint and content determination method established in the research can provide references for quality control and evaluation of pomegranate peel extracts.

Key words： pomegranate peel extract; fingerprint; content determination; quality research

收稿日期：2023-11-29

基金項目：四川省科學技術(shù)廳國際科技創(chuàng)新合作項目（2020YFH0205）

作者簡介：劉琦珺（1999—），女，碩士研究生，研究方向：天然產(chǎn)物有效成分分析。

*通信作者：顏軍（1971—），男，教授，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物有效成分檢測技術(shù)及相關(guān)功能驗證。

食品添加劑通常用于增加食品的營養(yǎng)價值，改善其感官（如顏色、風味）和工藝特性，以及延長其保質(zhì)期^[1]，保護食品免受微生物的侵害。在過去的幾十年里，合成抗氧化劑如丁基羥基甲苯（BHT）、丁基羥基茴香醚（BHA）和叔丁基對苯二酚（TBHQ）等已被廣泛用作食品添加劑，以抑制或延緩氧化^[2]。然而，考慮到它們可能的毒性和致癌作用，天然食品添加劑代表了食品行業(yè)中最具創(chuàng)新性的領(lǐng)域之一，科學界已經(jīng)轉(zhuǎn)向制備天然來源的更安全的抗氧化劑，作為合成抗氧化劑的替代品^[3-4]。

石榴（Punica granatum L.）是構(gòu)成酚類化合物的天然豐富來源。它通常是新鮮食用或以果汁的形式商業(yè)化，其果皮為加工過程中主要的副產(chǎn)物，常作為廢棄物被丟棄，有研究表明，石榴皮中的生物活性物質(zhì)含量高于其可食用的果肉部分，這些化合物具有抗菌和抗氧化活性，能有效地防止脂肪氧化并延緩不同微生物的生長^[5]，石榴皮提取物（PPE）可用作生物活性成分和添加劑以開發(fā)功能性食品^[6-8]。洪軍等^[9]發(fā)現(xiàn)石榴皮提取物對大腸桿菌等5種食源性致病菌有抑菌效果，且與其他生物源食品添加劑有協(xié)同作用。 Kaderides等^[3]發(fā)現(xiàn)包封石榴皮提取物可以通過抑制氧化和病原微生物的生長使肉類、乳制品類和油類等不同食物系統(tǒng)的保質(zhì)期延長，且對產(chǎn)品的最終感官特性無負面影響，從而預(yù)測石榴皮有成為食品添加劑的潛力^[10-12]。石榴皮提取物具有改善不同食品如飲料的功能性質(zhì)的潛力。但我國地域環(huán)境差異大，不同產(chǎn)地石榴皮提取物的成分含量不同，可采用中藥材質(zhì)量評價方法，使用指紋圖譜對石榴皮提取物的不同產(chǎn)地進行區(qū)分比較^[13-15]。

中藥指紋圖譜與化學計量學模式相結(jié)合已成為最常用、最有效的控制藥材質(zhì)量的手段之一。石榴皮為天然產(chǎn)物，其提取物成分較復(fù)雜，因此為了更好地對石榴皮提取物進行質(zhì)量控制，需要建立指紋圖譜評價石榴皮提取物。本實驗收集不同產(chǎn)地石榴皮進行提取后建立指紋圖譜，結(jié)合化學計量法進行質(zhì)量評價，并對其指標性成分進行含量測定，對石榴皮提取物的質(zhì)量進行全面分析。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

鞣花酸對照品（批號：wkq21010403，四川省維克奇生物科技有限公司）;安石榴苷對照品（批號：Y11S11Y124050，上海源葉生物科技有限公司）。實驗用石榴皮來源見表1，經(jīng)成都大學何鋼副教授鑒定為石榴科石榴屬石榴（Punica granatum L.）的果皮;甲醇為色譜級，實驗用水為超純水，其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 1260型高效液相色譜儀 美國Agilent公司;超聲波清洗儀 昆山市超聲儀器有限公司;FA1004型分析天平 上海越平科學儀器有限公司;UPF-Ⅱ-10T超純水機 四川優(yōu)普超純科技有限公司;Labconco 430B冷凍干燥機 廣州市賽拓儀器科技有限公司；RE-2000A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；JY-1000A型粉碎機 上海塞耐機械進出口有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的制備

去除石榴皮中的泥沙、霉變及蟲蛀部位，干燥后粉碎過80目篩。按料液比1∶20加入50%乙醇，超聲提取30 min，取濾液旋蒸使乙醇揮發(fā)，冷凍干燥即得。

1.3.2 溶液的配制

1.3.2.1 對照品溶液的配制

取安石榴苷對照品適量，精密稱定，加水溶解制備成400μg/mL的安石榴苷儲備溶液。取鞣花酸對照品適量，精密稱定，加甲醇溶解制備成40μg/mL的鞣花酸儲備溶液。

1.3.2.2 供試品溶液的制備

稱取石榴皮提取物10 mg于容量瓶中加水溶解后定容，即得1 mg/mL的供試品溶液，使用微孔濾膜過濾。

1.3.3 液相色譜條件的篩選

參考文獻[16-18]的方法，以DAD為檢測器，選擇甲醇（A）-0.1%磷酸溶液（B）為流動相進行梯度洗脫（0～10 min，1%～5% A；10～15 min，5% A；15～40 min，5%～60% A；40～45 min，60%～1% A），柱溫35 ℃，進樣量10μL。選擇色譜柱Supersil ODS-B、Hypersil ODS2、Chromegabond WR C₁₈、Epic C₁₈按照既定方法進樣分析，以峰形和分離度等參數(shù)為指標選擇合適的色譜柱，并優(yōu)化洗脫程序的時間和流動相比例。

1.3.4 指紋圖譜的建立和相似度評價

將10個批次石榴皮按1.3.1中方法制備，將其提取物依次編號為S1～S10，見表1。以1.3.3中方法篩選色譜條件并進行測定，記錄HPLC色譜圖，應(yīng)用中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)2004 A版軟件進行分析，以S9為參照圖譜，0.1 min為時間寬度，采用平均值法和多點校正方式生成指紋圖譜和對照圖譜R，并將生成的對照圖譜R與10個批次的石榴皮提取物液相圖譜進行相似度計算。

1.3.5 化學計量分析

1.3.5.1 聚類分析

聚類分析是將物理或抽象對象的集合分組為由類似的對象組成的多個類的分析過程^[19-20]。一般為避免主觀造成的誤差，常常使用聚類分析得到更加客觀準確的分類。以10個批次石榴皮提取物的28個共有峰峰面積為變量，運用SPSS軟件進行分析。

1.3.5.2 判別分析

判別分析是對已知分類的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計判別，建立判別函數(shù)，從而對未知類別的新數(shù)據(jù)進行判別，將其歸為類別中^[21-22]。將各產(chǎn)地石榴皮提取物中安石榴苷和鞣花酸含量及聚類分析的分類結(jié)果導(dǎo)入IBM SPSS 22.0進行判別分析，再與聚類分析的結(jié)果進行對比分析。

1.3.6 指標成分含量的測定

1.3.6.1 變量重要性投影（VIP）

將 10個批次的石榴皮提取物液相圖譜中共有峰的峰面積數(shù)據(jù)導(dǎo)入SIMCA 14.1 軟件，使用偏最小二乘法判別分析模式進行分析，篩選VIP＞1的差異成分，為后續(xù)含量測定進行指導(dǎo)^[23-24]。

1.3.6.2 專屬性和系統(tǒng)適用性實驗

取1.3.2中對照品溶液和供試品溶液進樣檢測，以1.3.3篩選色譜條件進行測定，記錄安石榴苷和鞣花酸色譜峰的理論塔板數(shù)和保留時間等參數(shù)。

1.3.6.3 線性范圍

取1.3.2.1中對照品溶液配制成系列標準工作液進樣分析，以濃度和對應(yīng)的峰面積為橫、縱坐標進行標準曲線的繪制，計算回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

1.3.6.4 進樣精密度

取1.3.2.1中對照品溶液連續(xù)進樣6次，記錄峰面積并計算相對標準偏差（RSD）。

1.3.6.5 重復(fù)性考察

稱取6份同一批次石榴皮提取物，按1.3.2.2制備后連續(xù)進樣分析，記錄峰面積并根據(jù)回歸方程計算安石榴苷和鞣花酸含量及RSD。

1.3.6.6 穩(wěn)定性考察

按1.3.2.2制備供試品溶液，放置0，0.5，1，2，4，6，12 h后分別進樣分析，以安石榴苷和鞣花酸的峰面積變化的RSD判斷石榴皮提取物的穩(wěn)定性。

1.3.6.7 加樣回收率考察

稱取同一批次石榴皮提取物適量，按1.3.2.2制備供試品溶液，加入相當于供試品溶液80%、100%、120%的安石榴苷，每個濃度3份，進樣檢測，記錄峰面積并計算加樣回收率和RSD。

1.3.6.8 樣品含量的測定

取10個批次石榴皮按1.3.1制備石榴皮提取物后，按1.3.2.2制備供試品溶液，每個批次平行制備3份，以1.3.3篩選色譜條件進行測定。

2 結(jié)果分析

2.1 高效液相色譜法的建立

2.1.1 色譜柱的篩選

由圖1可知，Epic C₁₈色譜柱色譜峰較其他色譜柱多且能夠延長強極性物質(zhì)的保留時間，便于進一步對流動相梯度洗脫進行優(yōu)化，縮短分析周期，因此選擇Epic C₁₈色譜柱對石榴皮提取物進行測定。

2.1.2 洗脫程序的優(yōu)化

由圖2可知，選擇甲醇（A）-0.2%磷酸（B）為流動相，并優(yōu)化了洗脫程序（0～8 min，15% A，8～15 min，15～60% A，15～18 min，60%～15% A，18～20 min，15% A），將時間縮短至20 min，提高樣品的分析速度。

2.2 指紋圖譜的建立及相似度分析

由圖3可知，各批次石榴皮提取物的液相色譜圖相似，不同批次石榴皮提取物的主要成分差異不大，主要存在含量上的差異。將10個批次石榴皮提取物的液相圖譜導(dǎo)入指紋圖譜分析軟件后生成指紋圖譜和對照圖譜（見圖4），10個批次石榴皮提取物存在28個共有特征峰，其峰面積占總峰面積的95%以上。其中8號峰為α-安石榴苷，13號峰為β-安石榴苷，28 號峰為鞣花酸。將10個批次石榴皮提取物進行相似度評價，結(jié)果見表2。與生成的對照圖譜比較發(fā)現(xiàn)，S2、S4、S10 3個批次的石榴皮提取物與其他批次的石榴皮提取物差異較大，相似度<0.9。各批次石榴皮提取物的液相色譜圖主要峰群基本一致，表明10個不同批次的樣品主要組成成分差異不大，差異主要體現(xiàn)在不同物質(zhì)的含量上，得到的對照圖譜與S1、S3、S5和S9的相似度最高。

2.3 化學計量分析

2.3.1 聚類分析

10個批次的石榴皮提取物聚類樹狀圖見圖5。以組間連接法結(jié)合余弦距離對10個批次的石榴皮提取物按照共有峰面積進行聚類分析。以5為距離切割的樹狀圖，將不同來源的10個樣本分為5類，S5、S6、S7、S10聚為一類，S1聚為一類，S8、S9聚為一類，S2、S4聚為一類，S3聚為一類。

2.3.2 判別分析

不同產(chǎn)地石榴皮提取物判別分析散點圖見圖6。圖中的圓圈代表不同產(chǎn)地的石榴皮提取物，組質(zhì)心分別代表石榴皮提取物的5個分類。使用聚類分析提供5個初始分類，IBM SPSS 22.0軟件進行交叉回代驗證，結(jié)果顯示其判別正確率為100%，說明判別函數(shù)準確，可用于不同產(chǎn)地石榴皮提取物分類的判斷，5類石榴皮提取物判別分析散點圖分布進一步驗證了聚類分析分類的合理性。以安石榴苷和鞣花酸為指標，5類石榴皮提取物的Fisher判別函數(shù)如下：

第一類=2.178×安石榴苷+0.164×鞣花酸-25.571。

第二類=4.028×安石榴苷+0.243×鞣花酸-64.271。

第三類=6.481×安石榴苷+0.066×鞣花酸-63.284。

第四類=6.408×安石榴苷-0.610×鞣花酸-50.199。

第五類=2.725×安石榴苷+0.058×鞣花酸-14.937。

2.4 指標成分含量的測定

2.4.1 變量重要性投影（VIP）

為進一步分析石榴皮的差異標志物，以10個批次石榴皮提取物樣品指紋圖譜的28個共有峰峰面積為變量，應(yīng)用SIMCA 14.1軟件計算VIP值，結(jié)果見圖7。標記出貢獻較大的成分，分別為峰8（α-安石榴苷）、峰13（β-安石榴苷）、峰28（鞣花酸），它們是引起差異的主要標志性成分，故在本研究中選取安石榴苷和鞣花酸作為石榴皮提取物指標性成分進行含量測定。

2.4.2 方法學驗證

2.4.2.1 專屬性和系統(tǒng)適用性

對照品溶液和石榴皮提取物溶液的色譜圖見圖8。

由圖8可知，安石榴苷和鞣花酸的分離度較好。對照品溶液中專屬性和系統(tǒng)適用性實驗結(jié)果見表3，石榴皮提取物溶液專屬性和系統(tǒng)適用性實驗結(jié)果見表4。

2.4.2.2 線性和范圍

考察了安石榴苷和鞣花酸的線性關(guān)系，結(jié)果表明安石榴苷的兩種構(gòu)型均具有較好的線性關(guān)系，本研究以兩種構(gòu)型的安石榴苷總峰面積計算仍具有良好的線性關(guān)系，鞣花酸和安石榴苷在各自的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r>0.999，結(jié)果見表5。

2.4.2.3 精密度

6次進樣安石榴苷和鞣花酸的峰面積RSD分別為0.18%和0.7%，結(jié)果表明儀器的精密度良好。

2.4.2.4 重復(fù)性

同一批次的6份石榴皮提取物樣品中測定的安石榴苷和鞣花酸含量RSD分別為1.02%和1.43%，結(jié)果表明該方法的重復(fù)性良好。

2.4.2.5 穩(wěn)定性

石榴皮提取物溶液在放置0，1，2，3，6，8，12，16，24 h后，安石榴苷的α構(gòu)型和β構(gòu)型在放置過程中相互轉(zhuǎn)換，因此以安石榴苷總峰面積考察其穩(wěn)定性。以安石榴苷和鞣花酸的峰面積為指標，安石榴苷的峰面積RSD為0.76%，鞣花酸的峰面積RSD為2%，結(jié)果表明石榴皮提取物的穩(wěn)定性良好。

2.4.2.6 加樣回收率

石榴皮提取物中安石榴苷的加樣回收率為96%～105%，鞣花酸的加樣回收率為93%～100%。

2.4.2.7 樣品含量的測定

10個批次石榴皮提取物安石榴苷和鞣花酸含量測定結(jié)果見表6。實驗結(jié)果表明，安石榴苷含量在28.80～288.90 mg/g之間，鞣花酸含量在6.12～17.73 mg/g之間。其中 S1為高含量的安石榴苷和較高含量的鞣花酸，聚為一類；S2、S4的安石榴苷和鞣花酸含量均較低，聚為一類；S3為中含量的安石榴苷和鞣花酸，聚為一類；S8、S9為較高含量的安石榴苷和高含量的鞣花酸，聚為一類；S5、S6、S7、S10為中含量的安石榴苷和低含量的鞣花酸，聚為一類。以10個批次中安石榴苷和鞣花酸的含量進一步驗證聚類分析的合理性。

3 結(jié)果與討論

由于石榴皮提取物來源于天然產(chǎn)物石榴皮，其中指標成分主要受產(chǎn)地、氣候、水土等因素的影響。石榴皮提取物在市面上有直接銷售，但在市面上所售賣的石榴皮提取物多以鞣花酸作為含量標示，且不同廠家的提取工藝不同導(dǎo)致含量也存在差異。安石榴苷現(xiàn)未從其他植物中提取得到，是暫時只存在于石榴皮中的特異性成分，在本研究中發(fā)現(xiàn)安石榴苷也是引起石榴皮提取物差異的主要標志性成分之一，在石榴皮提取物質(zhì)量研究中也應(yīng)重視。因此，建議石榴皮提取物應(yīng)該建立產(chǎn)品國家標準，對主要的指標成分給予限量。

通過HPLC建立10個批次的石榴皮提取物指紋圖譜，得到28個共有峰，共有峰峰面積占總峰面積的95%以上，已鑒別了其中2個化合物（3個峰），分別為安石榴苷和鞣花酸，進行相似度分析，發(fā)現(xiàn)S2、S4、S10 3個批次的石榴皮提取物與其他批次的石榴皮提取物差異較大，通過化學計量分析將不同批次石榴皮提取物分為5類，并通過判別分析建立 Fisher 判別函數(shù)，交叉回代驗證分類正確率為 100%，判別分析進一步印證了聚類分析分類的準確性。10個批次石榴皮提取物中S5、S6、S7、S10聚為一類，S1聚為一類，S8、S9聚為一類，S2、S4聚為一類，S3聚為一類，通過VIP值篩選出安石榴苷和鞣花酸為主要差異成分，故而在本研究中選取安石榴苷和鞣花酸作為指標性成分進行含量測定。

安石榴苷中存在一對同分異構(gòu)體且二者能夠相互轉(zhuǎn)換^[25-26]，所購安石榴苷標準品也為α構(gòu)型和β構(gòu)型的混合物，在進行樣品放置穩(wěn)定性考察中也發(fā)現(xiàn)安石榴苷的α構(gòu)型和β構(gòu)型在放置過程中相互轉(zhuǎn)換，所以進行含量測定時以總量計。以本研究所建立的提取和含量測定方法測得10個批次石榴皮安石榴苷含量為28.80～288.90 mg/g，鞣花酸含量為6.12～17.73 mg/g，在2020年《中國藥典》中規(guī)定石榴皮中鞣花酸含量不低于0.3%，未對安石榴苷含量進行規(guī)定，10個批次石榴皮提取物中鞣花酸含量均符合要求，根據(jù)測定結(jié)果建議規(guī)定石榴皮提取物中安石榴苷含量不低于28.80 mg/g，鞣花酸含量不低于6.12 mg/g。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活品質(zhì)的提高，消費者對食品安全的關(guān)注度越來越高，不斷研發(fā)天然提取的功能添加劑，也成為世界各國食品添加劑的研發(fā)趨向。目前應(yīng)用的文獻綜述表明，在肉類、魚類、家禽、乳制品、食用油和脂肪等食品中添加石榴皮提取物，發(fā)現(xiàn)其在加工或儲存條件下的物理化學和微生物穩(wěn)定性以及保質(zhì)期都有所增加，相信在未來石榴皮提取物作為食品添加劑的使用會越來越多，相應(yīng)地對其質(zhì)量把控需要重視起來，在現(xiàn)行的2020版《中國藥典》中對石榴皮進行了規(guī)定，未見對石榴皮提取物的質(zhì)量控制。本實驗建立了石榴皮提取物的高效液相指紋圖譜，結(jié)合相似度分析、聚類分析等對10個批次石榴皮提取物進行分析比較與綜合評價，所建立的方法準確可靠，可為石榴皮提取物質(zhì)量標準的制定提供參考。

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