基于UPLC-ESI-MS/MS技術黑豆種皮的化學成分分析

吳志華, 馬 麗, 陳 劍, 周佳宇

〔1. 南京中醫藥大學, 江蘇 南京 210023; 2. 江蘇省中國科學院植物研究所(南京中山植物園)江蘇省植物資源研究與利用重點實驗室 江蘇省抗糖尿病藥物篩選技術服務中心, 江蘇 南京 210014〕

黑豆是豆科(Fabaceae)大豆屬(GlycineWilld.)藥食同源植物大豆〔Glycinemax(Linn.) Merr.〕的成熟干燥種子,又稱黑大豆、烏豆、枝仔豆和櫓豆等。據《中華人民共和國藥典:2020年版》記載,黑豆有益精明目、養血祛風、利水、解毒之功效,主治陰虛煩渴、頭暈目昏、體虛多汗、腎虛腰痛、水腫尿少、痹痛拘攣、手足麻木和藥食中毒[1]。黑豆中發揮作用的化合物多數為多酚類,而多酚類化合物集中于黑豆種皮。黑豆種皮中的多酚類化合物具有廣泛的藥用價值,在抗氧化、抗炎、抗糖尿病和治療心血管疾病方面有顯著的效果[2-8]。研究黑豆種皮中的化學成分,對新藥開發有一定的積極作用。

黑豆種皮又稱烏衣和料豆衣,其含有多酚類成分可分為黃酮類、芪類、木脂素類和酚酸類,其中黃酮類又可分為黃酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷酮、黃烷醇、花青素和查耳酮,已報道的黃酮類化合物主要包括矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、飛燕草素-3-O-葡萄糖苷、山柰酚、槲皮素、楊梅素、大豆苷和染料木素等[6]。在黑豆的工業化生產中,通常對黑豆進行脫皮處理,因此黑豆種皮為黑豆制品工業的副產品。黑豆種皮中富含花色苷,花色苷易溶于水,味香甜,色澤鮮艷,原料易得,生產工藝簡單[3-4]。本研究采用超高效液相色譜-電噴霧-串聯質譜(UPLC-ESI-MS/MS)技術分析黑豆種皮中的化學成分,以期為黑豆種皮的開發利用提供基礎資料。

1 材料和方法

1.1 材料

供試黑豆種皮產自內蒙古自治區通遼市科爾沁區,由江蘇省中國科學院植物研究所馬麗副研究員鑒定。

主要試劑:甲醇(色譜純,美國TEDIA公司);甲酸(分析純,上海久億化學試劑有限公司);甲醇和無水乙醇(分析純,國藥集團化學試劑有限公司);體積分數95%乙醇(分析純,鎮江久億化學試劑有限公司)。

1.2 方法

稱取9.5 kg黑豆種皮在50 L體積分數70%乙醇(甲酸調節酸堿度約為pH 3)中避光浸泡2周,過濾,取濾液,重復操作1次。合并2次濾液,于60 ℃減壓濃縮至3 L,即為黑豆種皮總提取物。

色譜條件:色譜柱Phenomenex Hypersil 5 μm ODS (C18) 120 ?(250 mm×4.60 mm)(美國Phenomenex公司);以甲醇為流動相A、體積分數0.5%甲酸-水溶液為流動相B進行梯度洗脫,洗脫程序如下:0～70 min,體積分數5%～45%A;70～80 min,體積分數100%A。柱溫 25 ℃,流速1 mL·min-1,進樣量5 μL,DAD檢測波長254和520 nm。

質譜條件:質譜檢測器ESI離子源,負離子模式,質量掃描范圍m/z100～1 700;霧化器壓力206.85 kPa;干燥氣流速10 mL·min-1;干燥氣溫度350 ℃;毛細管電壓4 000 V;Fragmentor電壓130 V;碰撞能量20 V。利用Agilent MassHunter B.05.00工作站處理相關實驗數據,采用峰面積歸一化法[9]計算各化合物的相對含量。

1.3 數據統計

利用EXCEL 2010軟件對實驗數據進行統計。

2 結 果

黑豆種皮乙醇提取物中的化學成分見表1。由表1可以看出:黑豆種皮乙醇提取物中32個化合物主要為多酚類,其中,酚酸類化合物的相對含量為13.38%,黃酮類化合物的相對含量為39.59%。相對含量較高(大于1%)的化合物分別為兒茶素(10.15%)、反式阿魏酸(7.86%)、二氫黃豆苷元(5.52%)、原花青素B1(5.36%)、3-O-甲基沒食子酸(3.20%)、白藜蘆醇(2.35%)、奎寧酸(2.32%)、花旗松素(2.31%)、圣草酚(2.06%)、二氫楊梅素(1.39%)、山柰素(1.37%)和異鼠李素(1.14%)。

表1 黑豆種皮乙醇提取物中的化學成分

進一步的分析結果顯示:黑豆種皮中,飛燕草素-3-O-葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、芍藥素-3-O-葡萄糖苷和萬壽菊素-3-O-葡萄糖苷4個呈色花色苷類化合物的相對含量為2.88%;兒茶素及以其為前體形成的6個原花青素衍生物類化合物(包括原花青素B1、原花青素B2、原花青素B3、原花青素C1、原花青素C2和B型原花青素四聚體)的相對含量為18.83%;奎寧酸、3-O-甲基沒食子酸和反式阿魏酸3個酚酸類化合物的相對含量為13.38%;異鼠李素、山柰素、花旗松素、牡荊苷、異槲皮苷、圣草酚、二氫楊梅素、異鼠李素-3-O-葡萄糖苷、紫云英苷、金合歡素和桔皮素11個黃酮類化合物的相對含量為11.31%;二氫黃豆苷元、黃豆黃苷和染料木素3個異黃酮類化合物的相對含量為7.13%。

黑豆種皮中的主要成分為多酚類,多酚類化合物具有較好的抗炎[10-11]、抗癌[12-14]及抗氧化[15]作用。本研究結果有利于黑豆種皮的藥理研究和開發利用。