CN106908561A - 一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其包括如下步骤：1)莲藕供试样品的制备；2)莲藕酚类化合物供试液的制备；3)高效液相色谱检测；4)莲藕酚类化合物指纹图谱的建立。本发明的有益效果为：本发明所述的酚类化合物指纹图谱技术，可以实现基于品种鉴别的藕原料质量控制，弥补了传统生物指纹图谱技术在生产加工中的应用局限；本发明针对酚类化合物在莲藕组织中的分布差异性，选择皮部和节部建立酚类化合物指纹图谱，强化了指纹图谱信息的多态性；相比单一指纹图谱，针对莲藕皮部和节部的酚类化合物构建二元指纹图谱，从酚类化合物分布、含量和组成等多角度反映品种之间的差异，有利于提高鉴别的准确性。

Description

一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法

技术领域

本发明属于食品分析及质量检测技术领域，具体涉及一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法。

背景技术

莲藕是我国栽培最广、销售量和销售范围最大的水生蔬菜。随着莲藕产业规模的逐渐壮大，产品品质及个性化需求不断增加，产业发展对品种选育提出了更高要求。藕莲品种选育从单一的高产目标向营养和感官等品质改良方向转移，而以满足加工、保鲜、消费习惯等个性特征的育种目标成为当前研究的热点(柯卫东,2003)。据早期文献报道，在“国家种质武汉水生蔬菜资源圃”中保存的藕莲资源已达310份，而人工选育品种达12种(柯卫东，2015)。丰富的种质资源为个性化加工和产品开发提供基础保障，同时也对产品质量控制提出挑战：如何区分鉴别不同特性的品种。

韩延闯(2004)、刘月光(2006)、全志武(2008)和李长春(2011)均采用分子生物学技术研究了莲藕种质资源的遗传多态性，并基于生物指纹图谱应用于品种的鉴别。但相关技术在实际生产应用中较受局限，且研究对象均为莲藕叶，有效用于藕原料鉴别的技术相对缺乏。基于物质群体的认识，指纹图谱可实现资源真实性鉴别、质量一致性评价和产品稳定性分析，尤以色谱指纹图谱的研究应用最为普遍(李强，2013)，而莲藕的色谱指纹图谱技术尚未见报道。

植物多酚是一类存在于植物体内的多羟基酚类化合物的总称，主要包括黄酮类、单宁、花色苷类、酚酸类等，其含量、组成及结构的多样性被广泛应用于化学指纹图谱的构建，如三叶青叶指纹图谱(范世明，2016)、丹参指纹图谱(周毅生，2009)、烤烟指纹图谱(李军营，2009)等。莲藕中含有丰富的酚类物质，其相关研究报道主要集中在提取、纯化以及少数组分的定量和定性分析(王清章，2004；严守雷，2005，2006，2007；刘焕云，2011；覃海明，2015；徐燕燕2016)，莲藕中酚类化合物的指纹特征尚不清晰。研究莲藕酚类化合物指纹图谱对完善莲藕加工技术体系，实现加工原料的质量控制具有重要意义。

现有相关技术存在的问题归纳为以下两点：(1)莲藕的种质资源丰富，相关的品种鉴别技术均依托于幼嫩叶片的生物指纹图谱，尚无法直接针对藕原料进行品种鉴别，亦无法应用于藕产品质量控制。(2)基于酚类化合物多样性和复杂性的化学指纹图谱技术广泛应用于植物资源的品种鉴别，然而莲藕酚类化合物的指纹特征尚不清晰，在莲藕品种鉴别中的应用前景亦不明确。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其针对莲藕皮部和节部的酚类化合物构建二元指纹图谱，从酚类化合物分布、含量和组成等多角度反映品种之间的差异，有利于提高莲藕品种鉴别的准确性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其包括如下步骤：

1)莲藕洗净后切分为藕段和藕节，藕段刨取皮部，藕节切除须根，得到藕皮和藕节两种供试部位，分别粉碎至5-20目待用；

2)将步骤1)中粉碎的藕皮和藕节分别进行酚类化合物浸提处理，得藕皮酚类化合物供试液和藕节酚类化合物供试液；

3)以步骤2)得到的藕皮酚类化合物供试液和藕节酚类化合物供试液为试样，分别进行高效液体色谱检测，得藕皮酚类化合物指纹图谱和藕节酚类化合物指纹图谱；

4)重复步骤1)、2)和3)得到多个不同品种莲藕的藕皮和藕节相应的酚类化合物指纹图谱，通过Chempattern软件进行指纹图谱的比对分析，分别确定8个共有峰，并以共有峰分别建立藕皮酚类化合物标准指纹图谱和藕节酚类化合物标准指纹图谱。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体化。

具体的，步骤1)中藕皮的厚度为0.8-1.2mm。

具体的，步骤2)中的酚类化合物浸提处理的具体内容为：按1g:8～12mL的料液比将步骤1)中粉碎的供试部位加入预冷至4℃的浸提液中，在8000～12000r/min的转速下均质处理3～5min，匀浆经10000r/min离心5min，固液分离得一次提取液和残渣，残渣以1g:8～12mL的料液比加入预冷至4℃的浸提液，在6000～8000r/min的转速下均质处理3～5min，匀浆经10000r/min离心5min，固液分离得二次提取液和残渣；合并一次提取液和二次提取液，在50℃水浴下真空浓缩至约10mL，全部转移至25mL容量瓶中并用甲醇定容，采用0.45μm针头过滤器过滤后得到相应的酚类化合物供试液。

具体的，所述浸提液为甲醇、甲酸和水的混合液，混合液中甲醇的浓度为80wt％，甲酸的浓度为2wt％。

具体的，步骤3)中的高效液相色谱的检测条件为：色谱柱采用十八烷基硅烷键合硅胶为填料，规格为250×4.6mm，粒径为5μm，柱温为30℃；检测波长为280nm；流动相A为乙腈，流动相B为体积分数0.4％的乙酸溶液，梯度洗脱时间0min→30min→40min→55min→65min对应的流动相A/B体积比为5：95→25:75→50:50→5:95→5:95，流速为1.0mL/min；进样体积为20μL。

具体的，步骤4)中通过Chempattern软件分确定藕皮酚类化合物标准指纹图谱和藕节酚类化合物标准指纹图谱时，均以最小共有峰值在5％以上确定8个共有特征峰。

具体的，步骤4)中的多个不同品种莲藕的数量为13个以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)基于幼嫩叶遗传物质多态性构建的生物指纹图谱虽能有效鉴别莲藕不同品种，但应用局限于遗传资源研究和鉴定，尚无法对藕原料进行品种鉴别。本发明构建莲藕酚类化合物指纹图谱有望解决现有技术应用存在的缺陷。

2)本发明在构建标准指纹图谱的方法中对主要共有指纹特征峰进行鉴别，解决了传统指纹图谱中主成分不明确的问题，将指纹图谱的整体性和成分特异性进行有机结合。

3)研究发现藕皮和藕节中酚类化合物的含量及组成成分数量均明显高于食用部位，针对酚类化合物在莲藕组织中的分布差异性，选择皮部和节部建立酚类化合物指纹图谱，强化了指纹图谱信息的多态性。

4)相比单一指纹图谱，针对莲藕皮部和节部的酚类化合物构建二元指纹图谱，从酚类化合物分布、含量和组成等多角度反映品种之间的差异，有利于提高鉴别的准确性。

5)本发明中建立的莲藕酚类化合物标准指纹图谱，可用于莲藕酚类提取物产品标准的制定。

附图说明

图1为本发明构建的藕皮酚类化合物标准指纹图谱；

图2为本发明构建的藕节酚类化合物标准指纹图谱；

图3为多品种莲藕藕皮酚类化合物指纹图谱；

图4为多品种莲藕藕节酚类化合物指纹图谱；

图5为对比例中藕食用部位酚类化合物标准指纹图谱。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

以下实施例及对比例中所用到的不同品种莲藕为13种，具体为：鄂莲5号、鄂莲6号、鄂莲7号、鄂莲8号、应城白莲、走马羊、贵溪浮藕、巴河藕、白泡子、博白藕、武植2号、8143、常州漂江。由国家种质武汉水生蔬菜资源圃提供，取样时间为2015年10月。

实施例

一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其包括如下步骤：

1)莲藕洗净后切分为藕段和藕节，藕段刨取皮部，藕节切除须根，得到藕皮和藕节两种供试部位，分别粉碎至5-20目待用；

2)取粉碎的藕皮5.0g，按料液比(g/mL)1:10加入预冷至4℃的浸提液(含80wt％甲醇和2wt％甲酸)，在12000r/min的转速下均质处理3min，匀浆经10000r/min离心5min分离浸提液和残渣；残渣以料液比(g/mL)1:10加入预冷至4℃的浸提液(含80％甲醇和2％甲酸)，在6000r/min的转速下均质处理5min，匀浆经10000r/min离心5min分离浸提液和残渣；合并两次离心分离得到的浸提液，在50℃水浴下真空浓缩至约10mL，以甲醇全部转移至25mL容量瓶中并定容，采用0.45μm针头过滤器过滤后得到藕皮酚类化合物供试液；另外，取粉碎的藕节5.0g，按上述步骤制得藕节酚类化合物供试液；

3)以步骤2)得到的藕皮酚类化合物供试液和藕节酚类化合物供试液为试样，分别进行高效液体色谱检测，检测条件为：紫外检测器波长为280nm；色谱柱为Luna C18(2)(规格250×4.6mm，粒径5μm，美国Phenomenex公司)，柱温为30℃；流动相A为乙腈，流动相B为体积分数0.4％的乙酸溶液，梯度洗脱时间0min→30min→40min→55min→65min对应的流动相A/B体积比为5：95→25:75→50:50→5:95→5:95，流速为1.0mL/min；进样体积为20μL，得藕皮酚类化合物指纹图谱和藕节酚类化合物指纹图谱；

4)重复步骤1)、2)和3)得到13个不同品种莲藕的藕皮和藕节相应的指纹图谱，通过Chempattern软件进行指纹图谱的比对分析，分别确定8个共有峰，并以共有峰分别建立藕皮酚类化合物标准指纹图谱和藕节酚类化合物标准指纹图谱。

藕皮酚类化合物标准指纹图谱如图1所示：以最小共有峰值不低于5％确定8个共有特征峰，其保留时间分别为5.44、11.02、16.97、18.38、25.06、25.52、26.21、32.02min，保留时间RSD分别为2.50％、2.52％、1.06％、1.15％、0.78％、0.48％、0.66％、0.43％。

图1中各共有峰的详细信息如下表所示(结合内标法和外标法鉴别色谱图中各峰对应的酚类化合物)：

藕节酚类化合物标准指纹图谱如图2所示：以最小共有峰值不低于5％确定8个共有特征峰，其保留时间分别为5.44、10.02、11.02、16.97、18.38、24.99、26.21、32.02min，保留时间RSD分别为1.98％、0.48％、0.45％、0.24％、0.08％、0.66％、0.67％、0.23％。

图2中各共有峰的详细信息如下表所示(结合内标法和外标法鉴别色谱图中各峰对应的酚类化合物)：

以上两表中各自8个共有峰的保留时间RSD值<2.50％，表明莲藕皮酚类物质测定的重复性较好；但峰面积RSD值介于23.81～65.67％，说明13个品种莲藕皮部的酚类物质含量存在较大差异。

为了证实本发明提供的莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法的可行性，以下通过方法学考察、指纹图谱相似度考察和对比例进行说明。

方法学考察

1.精密度试验

1.1称取粉碎的藕皮5.0±0.1g，按本发明提供的方法制备藕皮酚类化合物供试液，然后按本发明提供的方法进行高效液相色谱检测，连续进样5次，结果表明各共有峰相对保留时间RSD<2.41％，相对峰面积RSD<1.54％，表明方法精密度良好。

1.2称取粉碎的藕节5.0±0.1g，按本发明提供的方法制备莲藕节酚类化合物供试液，然后按本发明提供的方法进行高效液相色谱检测，连续进样5次，结果表明各共有峰相对保留时间RSD<2.41％，相对峰面积RSD<1.54％，表明方法精密度良好。

2.稳定性试验

2.1称取粉碎的藕皮5.0±0.1g，按本发明提供的方法制备藕皮酚类化合物供试液，分别于0、4、8、12和24h进行高效液相色谱检测，结果表明各共有峰相对保留时间RSD<2.45％，相对峰面积RSD<2.48％，表明方法稳定性良好。

2.2称取粉碎的藕节5.0±0.1g，按本发明提供的方法制备藕节酚类化合物供试液，分别于0、4、8、12和24h进行高效液相色谱检测，结果表明各共有峰相对保留时间RSD<1.89％，相对峰面积RSD<2.15％，表明方法稳定性良好。

3.重复性试验

3.1称取粉碎的藕皮5份，每份质量为5.0±0.1g，按本发明提供的方法制备藕皮酚类化合物供试液，然后按本发明提供的方法进行高效液相色谱检测，结果表明各共有峰相对保留时间RSD<2.37％，相对峰面积RSD<2.21％，表明方法重复性良好。

3.2称取粉碎的藕节5份，每份质量为5.0±0.1g，按本发明提供的方法制备藕节酚类化合物供试液，然后按本发明提供的方法进行高效液相色谱检测，结果表明各共有峰相对保留时间RSD<1.78％，相对峰面积RSD<2.63％，表明方法重复性良好。

指纹图谱相似度考察

1.藕皮酚类化合物指纹图谱相似度考察

采用Chempattern软件分析13个品种莲藕皮部酚类化合物指纹图谱(图3)，以最小共有峰值不低于5％确定8个共有特征峰，以共有峰建立藕皮酚类化合物标准指纹图谱(图1)。采用夹角余弦、相关系数和欧氏距离三种相似度分析方法，借助Chempattern软件分析该标准指纹图谱与13个品种莲藕皮部酚类化合物指纹图谱的相似性，计算结果如下表所示：

上表中，匹配峰数目中“+”号前面的数字表示匹配峰的数目，“+”号后面的数字表示未匹配的峰数目。上表中匹配峰数目、未匹配峰相对面积及相似度共五项数据因莲藕品种的不同而有明显差异，故可据此对莲藕的不同品种进行鉴别，也即发明提供的方法构建的指纹图谱能够用于对莲藕品种进行鉴别。

2.藕节酚类化合物指纹图谱相似度考察

采用Chempattern软件分析12个品种莲藕节部酚类化合物指纹图谱(图4，未包括博白藕)，以最小共有峰值不低于5％确定8个共有特征峰，以共有峰建立藕节酚类化合物标准指纹图谱(图2)。采用夹角余弦、相关系数和欧氏距离三种相似度分析方法，借助Chempattern软件分析该标准指纹图谱与12个品种莲藕节部酚类化合物指纹图谱的相似性，计算结果如下表所示：

上表中，匹配峰数目中“+”号前面的数字表示匹配峰的数目，“+”号后面的数字表示未匹配的峰数目。上表中匹配峰数目、未匹配峰相对面积及相似度值共五项数据因莲藕品种的不同而有明显差异，故可据此对莲藕的不同品种进行鉴别，也即发明提供的方法构建的指纹图谱能够用于对莲藕品种进行鉴别。

对比例

以去了皮和节剩下的莲藕部位(食用部位)，使用与实施例中相同的方法获得13个不同品种莲藕的食用部位酚类化合物指纹图谱，然后使用Chempattern软件对其进行分析比对，以最小共有峰值不低于5％确定仅有3个共有特征峰，以此3个共有峰建立莲藕食用部位酚类化合物标准指纹图谱，如图5所示。因只有3个共有特征峰信息，信息量偏少，故不适于莲藕不同品种的鉴别。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)莲藕洗净后切分为藕段和藕节，藕段刨取皮部，藕节切除须根，得到藕皮和藕节两种供试部位，分别粉碎至5-20目待用；

2)将步骤1)中粉碎的藕皮和藕节分别进行酚类化合物浸提处理，得藕皮酚类化合物供试液和藕节酚类化合物供试液；

3)以步骤2)得到的藕皮酚类化合物供试液和藕节酚类化合物供试液为试样，分别进行高效液体色谱检测，得藕皮酚类化合物指纹图谱和藕节酚类化合物指纹图谱；

4)重复步骤1)、2)和3)分别得到多个不同品种莲藕的藕皮和藕节相应的酚类化合物指纹图谱，通过Chempattern软件进行指纹图谱的比对分析，分别确定8个共有峰，并以共有峰分别建立藕皮酚类化合物标准指纹图谱和藕节酚类化合物标准指纹图谱。

2.根据权利要求1所述的一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，步骤1)中藕皮的厚度为0.8-1.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，步骤2)中的酚类化合物浸提处理的具体内容为：按1g:8～12mL的料液比将步骤1)中粉碎的供试部位加入预冷至4℃的浸提液中，在8000～12000r/min的转速下均质处理3～5min，匀浆经10000r/min离心5min，固液分离得一次提取液和残渣，残渣以1g:8～12mL的料液比加入预冷至4℃的浸提液，在6000～8000r/min的转速下均质处理3～5min，匀浆经10000r/min离心5min，固液分离得二次提取液和残渣；合并一次提取液和二次提取液，在50℃水浴下真空浓缩至约10mL，全部转移至25mL容量瓶中并用甲醇定容，采用0.45μm针头过滤器过滤后得到相应的酚类化合物供试液。

4.根据权利要求3所述的一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，所述浸提液为甲醇、甲酸和水的混合液，混合液中甲醇的浓度为80wt％，甲酸的浓度为2wt％。

5.根据权利要求1所述的一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，步骤3)中的高效液相色谱的检测条件为：色谱柱采用十八烷基硅烷键合硅胶为填料，规格为250×4.6mm，粒径为5μm，柱温为30℃；检测波长为280nm；流动相A为乙腈，流动相B为体积分数0.4％的乙酸溶液，梯度洗脱时间0min→30min→40min→55min→65min对应的流动相A/B体积比为5：95→25:75→50:50→5:95→5:95，流速为1.0mL/min；进样体积为20μL。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，步骤4)中通过Chempattern软件确定藕皮酚类化合物标准指纹图谱和藕节酚类化合物标准指纹图谱时，均以最小共有峰值在5％以上确定8个共有特征峰。

7.根据权利要求6所述的一种莲藕酚类化合物指纹图谱的构建方法，其特征在于，步骤4)中的多个不同品种莲藕的数量为12个以上。