基于UPLC-ESI-MS/MS技术黑豆种皮的化学成分分析

吴志华, 马 丽, 陈 剑, 周佳宇

〔1. 南京中医药大学, 江苏 南京 210023; 2. 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室 江苏省抗糖尿病药物筛选技术服务中心, 江苏 南京 210014〕

黑豆是豆科(Fabaceae)大豆属(GlycineWilld.)药食同源植物大豆〔Glycinemax(Linn.) Merr.〕的成熟干燥种子,又称黑大豆、乌豆、枝仔豆和橹豆等。据《中华人民共和国药典:2020年版》记载,黑豆有益精明目、养血祛风、利水、解毒之功效,主治阴虚烦渴、头晕目昏、体虚多汗、肾虚腰痛、水肿尿少、痹痛拘挛、手足麻木和药食中毒[1]。黑豆中发挥作用的化合物多数为多酚类,而多酚类化合物集中于黑豆种皮。黑豆种皮中的多酚类化合物具有广泛的药用价值,在抗氧化、抗炎、抗糖尿病和治疗心血管疾病方面有显著的效果[2-8]。研究黑豆种皮中的化学成分,对新药开发有一定的积极作用。

黑豆种皮又称乌衣和料豆衣,其含有多酚类成分可分为黄酮类、芪类、木脂素类和酚酸类,其中黄酮类又可分为黄酮、异黄酮、黄酮醇、黄烷酮、黄烷醇、花青素和查耳酮,已报道的黄酮类化合物主要包括矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、山柰酚、槲皮素、杨梅素、大豆苷和染料木素等[6]。在黑豆的工业化生产中,通常对黑豆进行脱皮处理,因此黑豆种皮为黑豆制品工业的副产品。黑豆种皮中富含花色苷,花色苷易溶于水,味香甜,色泽鲜艳,原料易得,生产工艺简单[3-4]。本研究采用超高效液相色谱-电喷雾-串联质谱(UPLC-ESI-MS/MS)技术分析黑豆种皮中的化学成分,以期为黑豆种皮的开发利用提供基础资料。

1 材料和方法

1.1 材料

供试黑豆种皮产自内蒙古自治区通辽市科尔沁区,由江苏省中国科学院植物研究所马丽副研究员鉴定。

主要试剂:甲醇(色谱纯,美国TEDIA公司);甲酸(分析纯,上海久亿化学试剂有限公司);甲醇和无水乙醇(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);体积分数95%乙醇(分析纯,镇江久亿化学试剂有限公司)。

1.2 方法

称取9.5 kg黑豆种皮在50 L体积分数70%乙醇(甲酸调节酸碱度约为pH 3)中避光浸泡2周,过滤,取滤液,重复操作1次。合并2次滤液,于60 ℃减压浓缩至3 L,即为黑豆种皮总提取物。

色谱条件:色谱柱Phenomenex Hypersil 5 μm ODS (C18) 120 Å(250 mm×4.60 mm)(美国Phenomenex公司);以甲醇为流动相A、体积分数0.5%甲酸-水溶液为流动相B进行梯度洗脱,洗脱程序如下:0～70 min,体积分数5%～45%A;70～80 min,体积分数100%A。柱温 25 ℃,流速1 mL·min-1,进样量5 μL,DAD检测波长254和520 nm。

质谱条件:质谱检测器ESI离子源,负离子模式,质量扫描范围m/z100～1 700;雾化器压力206.85 kPa;干燥气流速10 mL·min-1;干燥气温度350 ℃;毛细管电压4 000 V;Fragmentor电压130 V;碰撞能量20 V。利用Agilent MassHunter B.05.00工作站处理相关实验数据,采用峰面积归一化法[9]计算各化合物的相对含量。

1.3 数据统计

利用EXCEL 2010软件对实验数据进行统计。

2 结 果

黑豆种皮乙醇提取物中的化学成分见表1。由表1可以看出:黑豆种皮乙醇提取物中32个化合物主要为多酚类,其中,酚酸类化合物的相对含量为13.38%,黄酮类化合物的相对含量为39.59%。相对含量较高(大于1%)的化合物分别为儿茶素(10.15%)、反式阿魏酸(7.86%)、二氢黄豆苷元(5.52%)、原花青素B1(5.36%)、3-O-甲基没食子酸(3.20%)、白藜芦醇(2.35%)、奎宁酸(2.32%)、花旗松素(2.31%)、圣草酚(2.06%)、二氢杨梅素(1.39%)、山柰素(1.37%)和异鼠李素(1.14%)。

表1 黑豆种皮乙醇提取物中的化学成分

进一步的分析结果显示:黑豆种皮中,飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷和万寿菊素-3-O-葡萄糖苷4个呈色花色苷类化合物的相对含量为2.88%;儿茶素及以其为前体形成的6个原花青素衍生物类化合物(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型原花青素四聚体)的相对含量为18.83%;奎宁酸、3-O-甲基没食子酸和反式阿魏酸3个酚酸类化合物的相对含量为13.38%;异鼠李素、山柰素、花旗松素、牡荆苷、异槲皮苷、圣草酚、二氢杨梅素、异鼠李素-3-O-葡萄糖苷、紫云英苷、金合欢素和桔皮素11个黄酮类化合物的相对含量为11.31%;二氢黄豆苷元、黄豆黄苷和染料木素3个异黄酮类化合物的相对含量为7.13%。

黑豆种皮中的主要成分为多酚类,多酚类化合物具有较好的抗炎[10-11]、抗癌[12-14]及抗氧化[15]作用。本研究结果有利于黑豆种皮的药理研究和开发利用。