赖志明 宋晓娟 魏星任 莫穗芬 卢晓莹 曾唯雅 严萍 詹若挺

摘要 [目的]利用主成分分析法對不同产地的凉粉草中总黄酮、总酚酸、总糖、紫云英苷、迷迭香酸、咖啡酸含量进行评价，验证其含量测定方法。[方法]采用HPLC法测定凉粉草中咖啡酸、迷迭香酸、紫云英苷含量;采用紫外-可见分光光度法测定总黄酮、总酚酸和总糖的含量;对6个成分含量进行主成分分析，评价不同产地质量差异。[结果]建立的含量测定方法稳定、可靠;主成分分析提取3个成分，累计贡献率87.395%，酚酸类和黄酮类物质对于凉粉草的质量评价有重要贡献。通过综合评分，来自广东平远及福建长汀凉粉草质量较好。[结论]20批不同产地的凉粉草质量具有差异性，且产地距离较近的凉粉草表现出成分含量特征相似性;建立的主成分分析方法可对测定指标进行全面分析，适用于凉粉草质量评价。

关键词 凉粉草;不同产地;质量评价;主成分分析

中图分类号 R284.1  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）10-0172-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.039

Quality Evaluation of Mesona chinensis from Different Origins Based on Principal Component Analysis

LAI Zhi-ming1，SONG Xiao-juan2，WEI Xing-ren2 et al （1.Guangdong Nanling Pharmaceutical Co.，Ltd.，Pingyuan，Guangdong 514600;2.Research Center of Chinese Herbal Resource Science and Engineering，Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine，Key Laboratory of Chinese Medicinal Resource from Lingnan Guangzhou University of Chinese Medicine，Ministry of Education; Joint Laboratory of National Engineering Research Center for the Pharmaceutics of Traditional Chinese Medicines，Guangzhou，Guangdong 510006）

Abstract [Objective]The principal component analysis method was used to evaluate the contents of total flavonoids，total phenolic acids，total sugars，vetchin，rosmarinic acid and caffeic acid in Mesona chinensis from different origins，and to verify the content determination methods.[Method]The contents of caffeic acid，rosmarinic acid and vetchin in Mesona chinensis were determined by HPLC; the contents of total flavonoids，total phenolic acids and total sugars were determined by UV-VIS spectrophotometry.Principal component analysis was carried out on the content of 6 components to evaluate the quality difference between different producing areas.[Result]The established content determination method was stable and reliable.Principal component analysis extracted 3 components with a cumulative contribution rate of 87.395%.Phenolic acids and flavonoids had important contributions to the quality evaluation of Mesona chinensis.According to the comprehensive score，the quality of Mesona chinensis from Pingyuan Guangdong and Changting Fujian was better.[Conclusion]20 batches from different production regions showed variability in the quality of Mesona chinensis，and those from relatively close locations showed characteristic similarity in their compositional contents.The established PCA method can provide a comprehensive analysis of the measured indexes and is suitable for the quality evaluation of Mesona chinensis.

Key words Mesona chinensis;Different origins;Quality estimation;Principal components analysts （PCA）

基金项目  广东省普通高校“服务乡村振兴计划”重点领域专项（2019KZDZX2017）;2020年省级乡村振兴战略专项（2020KJ148）。

作者简介 赖志明（1983—），男，广东梅州人，主管中药师，从事中药资源研究。通信作者，副研究员，博士，硕士生导师，从事中药质量控制及活性成分研究。

收稿日期 2021-11-22;修回日期 2021-12-27

凉粉草为唇形科（Labiatae）植物凉粉草（Mesona chinensis）的全草，据《中华本草》[1]记载其具有消暑、清热、凉血、解毒的功效，是一种制作消暑清热饮料产品的重要原料。在我国浙江、江西、台湾、广东、广西等地有广泛种植，具有良好的开发前景。现代研究表明，凉粉草的主要效用成分为黄酮、酚酸、多糖（凉粉草胶）等[2]。多糖在凉粉草中含量较高，是重要的生物活性成分，具有抗氧化[3]、抗肝损伤[4]、降血脂[5]等生理功能。黄酮及其苷类都具有良好的药理作用[6-9]，含量占全草成分的5.47%～6.21%[10]，具有抗氧化[11]、抗衰老等功效，可作抗炎、抗菌、抗病毒和健胃消食类药物的主要成分;紫云英苷即为一种常见的黄酮苷类化合物，具有抗炎作用[12]。凉粉草水溶性成分多为酚酸类化合物，HPLC指纹图谱[13]显示凉粉草药材中含有咖啡酸、紫云英苷、迷迭香酸苷和迷迭香酸。咖啡酸具有抗氧化应激[14]、抗菌、抗病毒和促进血小板凝集等功效，凉粉草中单体成分以咖啡酸含量最高，乙醇萃取得凉粉草咖啡酸含量约为0.03%[15]。迷迭香早已被证明具有抗氧化、抗菌、抗病毒、免疫调节、保护心血管系统和神经系统等药理作用[16]，近年学者发现其还可抗肌肤光损伤[17]。目前，虽然凉粉草在多方面已有研究，但是对于其质量控制评价系统仍不全面，更少有报道同时对凉粉草中多个成分进行测定，并同时对测定指标进行主成分分析，揭示其活性成分含量关系。该研究收集了20批不同产地的凉粉草，建立HPLC法测定凉粉草中3种成分（咖啡酸、紫云英苷、迷迭香酸）含量的方法，采用紫外法测定其总黄酮、总酚酸和总糖的含量，并对测定的活性成分进行主成分分析，旨在对凉粉草的质量控制进行深入探索，为建立合理的凉粉草质量评价体系提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 仪器。E2695型高效液相色谱仪，Empower2（2154-c），美国Waters科技公司;KQ-700DE 超声波仪（40 kHz，280 W），昆山超声仪器有限公司;XR205SM-DR型电子天平，瑞士Precisa公司;Milipore-Q超纯水系统，美国Milipore。

1.1.2 试药。乙腈（色谱纯，德国Merck）;紫云英苷（批号160824，纯度98%）、迷迭香酸（批号160105，纯度98%）、咖啡酸（批号161007，纯度99%）、没食子酸（批号161120，纯度99%）、芦丁（批号161024，纯度99%）均购自上海融禾医药科技发展有限公司。

1.1.3 试材。S1～S20凉粉草样品由广东南领药业有限公司提供，详见表1，样品采集时间均为2014年9月。标本经广州中医药大学中药学院詹若挺研究员鉴定。

1.2 试验方法

1.2.1 紫云英苷、迷迭香酸、咖啡酸的含量测定。

1.2.1.1 色谱条件。C18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）;流动相为乙腈-0.1%甲酸水溶液，洗脱程序：0～5 min，23%乙腈;5～15 min，23%～27%乙腈;15～25 min，27%～23%乙腈。流量0.8 mL/min，柱温为25 ℃，检测波长320 nm，进样量10 μL。

1.2.1.2 对照品溶液制备。精密称定咖啡酸、紫云英苷、迷迭香酸标准品，加甲醇制成混合标准品溶液，含0.445 0 mg/mL咖啡酸、0.607 2 mg/mL紫云英苷、0.442 5 mg/mL迷迭香酸。

1.2.1.3 供试品溶液制备。精密称定S1～S20样品适量（过二号筛），放置塞锥形瓶中，精密加入70%乙醇100 mL，称定重量，超聲1 h（40 kHz，280 W），放置到室温后，补足减失的重量，摇匀后离心，取上清液，即得。

1.2.1.4 方法学考察。

（1）线性关系考察。精密移取“1.2.1.2”的混合标准品溶液，稀释成一系列浓度对照品溶液，根据“1.2.1.1”色谱条件进行测定，绘制标准曲线，并计算相应的回归方程和相关系数（r）。

（2）精密度考察。参照“1.2.1.3”方法制备供试品（S1）溶液，根据“1.2.1.1”色谱条件进行测定，进样6次，计算紫云英苷、咖啡酸和迷迭香酸含量的RSD值。

（3）重复性考察。取S1药材6份供试品溶液，按照“1.2.1.1”色谱条件测定，计算咖啡酸、紫云英苷和迷迭香酸含量的RSD值。

（4）稳定性考察。取S1样品，按照“1.2.1.3”方法制备1份供试品溶液，按照“1.2.1.1”色谱条件，在2、4、12、24、48 h分别进行检测，计算咖啡、迷迭香酸和紫云英苷对应色谱峰面积的RSD值。

（5）加样回收试验。精密称定已知含量的S1样品，3份0.4 g、3份0.5 g、3份0.6 g;再精密加入70%乙醇配制的高、中、低3种浓度混标溶液100 mL（相当于药材原有含量的80%、100%、120%），之后按照“1.2.1.1”色谱条件进行检测，计算凉粉草药材中咖啡酸、紫云英苷和迷迭香酸含量的平均加样回收率。

1.2.2 总黄酮、总酚酸、总糖的含量测定。

1.2.2.1 总黄酮测定方法。参考李培源等[18]的方法，采用NaNO2-Al（NO）3-NaOH法测定凉粉草中总黄酮含量，以芦丁为对照品，测定波长为507 nm。

1.2.2.2 总酚酸测定方法。参考胡绍德等[19]的方法，采用酒石酸亚铁法测定凉粉草中总酚酸含量，以没食子酸为对照品，测定波长为535 nm。

1.2.2.3 总糖测定方法。参考林丽等[20]的方法，采用硫酸-蒽酮法测定凉粉草中总糖含量，以D-无水葡萄糖为对照品，测定波长为560 nm。

1.2.2.4 方法学考察。

（1）线性关系考察。配制一系列浓度的芦丁、没食子酸、D-无水葡萄糖溶液，分别按照“1.2.2.1”“1.2.2.2”“1.2.2.3”方法进行测定，绘制标准曲线，并计算相应的回归方程和相关系数（r）。

（2）重复性考察。取S1样品，分别按照“1.2.2.1”“1.2.2.2”“1.2.2.3”方法测定供试品各6份，计算总黄酮、总酚酸和总糖含量的RSD值。

（3）精密度考察。取S1样品，分别按照“1.2.2.1”“1.2.2.2”“1.2.2.3”方法测定供试品各1份，连续测定6次，计算总糖、总酚酸和总黄酮含量的RSD值。

（4）稳定性考察。取S1样品，分别按照“1.2.2.1”“1.2.2.2”“1.2.2.3”方法在2、4、12、24、48 h进行测定，计算总黄酮、总酚酸和总糖含量的RSD值。

（5）加样回收试验。取S1样品0.5 g，精密称定，平行操作18份，分为3组，每组6份，分别精密加入芦丁对照品、食子酸对照品、D-无水葡萄糖对照品（每份均相当于原药材含量100%），按照“1.2.2.1”“1.2.2.2”“1.2.2.3”方法进行供试品处理，计算凉粉草药材中总糖、总酚酸、总黄酮含量平均加样回收率和RSD。

1.2.3 样品含量测定。取S1～S20按照“1.2.1”“1.2.2”方法制备并测定样品，计算每个产地样品中紫云英苷、迷迭香酸、咖啡酸、总黄酮、总酚酸和总糖的含量。

1.2.4 主成分分析。将凉粉草中6个化学成分含量作为变量，导入SPSS 19.0軟件标准化处理，先进行降维处理，再进行主成分分析，采用方差贡献率作为主成分提取标准，计算主成分贡献率;运用主成分分析的方法对试验结果进行分析，根据特征向量，计算各主成分得分表达式，用于揭示不同产地凉粉草各成分含量与凉粉草质量的关系。

2 结果与分析

2.1 紫云英苷、迷迭香酸、咖啡酸的含量测定

2.1.1 对照品与样品的高效液相色谱峰图。从图1可以看出，在同一色谱条件下，混合标准品与样品在相同的保留时间内有对应的色谱峰。

2.1.2 方法学考察。

（1）线性关系。按照“1.2.1.4”方法测定，绘制标准曲线，并计算相应的回归方程和相关系数，结果见表2。

（2）精密度。按照“1.2.1.4”方法操作，计算得出紫云英苷、咖啡酸和迷迭香酸对应峰面积的RSD值分别为0.87%、2.68%、0.24%，表明仪器精密度良好。

（3）重复性。按照“1.2.1.4”方法操作，计算得出咖啡酸、紫云英苷和迷迭香酸含量的RSD值分别为0.15%、0.37%、0.88%，表明该方法重复性良好。

（4）稳定性。按照“1.2.1.4”方法操作，计算得出咖啡、迷迭香酸和紫云英苷对应色谱峰面积的RSD值分别为0.26%、0.21%、0.70%，表明样品在48 h内稳定。

（5）加样回收。按照“1.2.1.4”方法操作，计算得出凉粉草药材中咖啡酸、紫云英苷和迷迭香酸含量的平均加样回收率分别为104.01%、99.92%、97.55%，RSD值分别为2.34%、2.19%、2.34%，表明该方法准确度良好。

2.2 总黄酮、总酚酸、总糖的含量测定

2.2.1 线性关系。按照“1.2.2.4”方法测定，绘制标准曲线，并计算相应的回归方程和相关系数，结果见表3。

2.2.2 重复性。按照“1.2.2.4”方法操作，计算得出总黄酮、总酚酸和总糖含量的RSD值分别为1.25%、1.33%、2.97%，表明该方法重复性良好。

2.2.3 精密度。按照“1.2.2.4”方法操作，计算得出总糖、总酚酸和总黄酮含量的RSD值分别为0.43%、0.36%、0.67%，表明仪器精密度良好。

2.2.4 稳定性。按照“1.2.2.4”方法操作，计算得出总黄酮、总酚酸和总糖含量的RSD值分别为0.28%、0.40%、0.69%，表明样品在48 h内稳定。

2.2.5 加样回收。按照“1.2.2.4”方法操作，计算得出凉粉草药材中总糖、总酚酸和总黄酮含量的平均加样回收率分别为100.45%、96.56%、100.60%，RSD分别为0.59%、1.28%、3.14%，表明该方法准确度良好。

2.3 样品含量测定 按照“1.2.3”方法操作，计算每个产地样品中紫云英苷、迷迭香酸、咖啡酸、总黄酮、总酚酸和总糖的含量，结果如表4。从表4可以看出，样品中咖啡酸含量为0.05～0.20 mg/g，紫云英苷含量为0.26～4.49 mg/g，迷迭香酸含量为2.40～5.29 mg/g，总黄酮含量为77.26～136.31 mg/g，总酚酸含量为12.38～26.84 mg/g，总糖含量为52.36～198.68 mg/g。6种成分在不同产地的凉粉草中含量均有差异。其中，紫云英苷在不同产地凉粉草之间含量差异最大，含量高低极值之比约为17.3;而不同产地凉粉草所含总黄酮的量相差最小，含量高低极值之比约为1.8。

2.4 主成分分析 在SPSS 19.0软件中导入6种成分含量，通过主成分分析获得3个主成分（F1、F2、F3），如表5中显示，3个主成分累计方差贡献率达到87.395%，表明提取的主成分可以代表大部分凉粉草化学成分含量的信息。从表6可以看出，以6個化学成分对应的特征向量作为评价标准，在第1主成分特征向量中，荷载量较高的成分是迷迭香酸和总黄酮;在第2主成分特征向量中，荷载量较高的成分是紫云英苷和总酚酸;在第3主成分特征向量中，荷载量较高的成分是总糖。结合每个主成分的贡献率分析，可知对凉粉草质量贡献率较高的是黄酮类和酚酸类成分。

运用主成分分析的方法对试验结果进行分析，根据特征向量，计算各主成分得分表达式（公式1～3）及综合主成分得分表达式（公式4），可用于揭示不同产地凉粉草各成分含量与凉粉草质量的关系，且从结果可知凉粉草质量表现出地域差异的特性，由通过主成分得分表达式计算各产地质量综合得分（表7）。从表7可以看出，相对于其他几个产地，广东平

远上举镇（S05）、福建武平县下坝乡（S16）、福建长汀县（S12）质量总体上较好。

F1=0.51×Zx1+0.10×Zx2+0.49×Zx3+0.52×Zx4-0.20×Zx5 （1）

F2=-0.19×Zx1+0.69×Zx2+0.22×Zx3+0.27×Zx4+0.56×Zx5（2）

F3=-0.27×Zx1-0.26×Zx2-0.32×Zx3+0.29×Zx4+0.52×Zx5（3）

F=0.440 5F1+0.287 3F2+0.146 0F3（4）

3 结论与讨论

该试验前期研究中发现咖啡酸对凉粉草指纹图谱贡献率大[5]，所以选择紫云英苷、迷迭香酸和咖啡酸作为含量测定的指标。该研究结果表明，不同来源的凉粉草中咖啡酸含量较低，并不适合作为其质量指标，而紫云英苷含量具有显著差异性，可作为下一步活性验证成分，根据其活性作用效

果，考虑将其列入凉粉草质量评价指标。凉粉草中多糖含量依次为叶>根>茎，不同的品种（直立性与匍匐型）及不同产地凉粉草多糖含量、特性黏度、质构通过验证发现其具有明显差异性[21]。该试验选取凉粉草全草为试验材料，且不同产地、不同品种的多糖含量不一，与林丽华等[21]的研究结果一致，可对多糖成分进行进一步研究。

通过主成分分析法对凉粉草咖啡酸、紫云英苷、迷迭香酸、总黄酮、总酚酸和总糖测定的结果进行分析，结果显示，在20份不同产地的样本中的含量均有较大差异，且黄酮类、酚酸类成分对凉粉草质量有较大贡献。依据主成分综合得分进行评价排名的方式，以广东平远上举镇、福建武平县下坝乡、福建长汀县种植的凉粉草质量较高，且上述地区在地理位置上接壤，可考虑在此地区对凉粉草种植进行推广。

对比前人[22]对凉粉草中成分含量测定的结果，该研究同时对多种成分进行测定，采用主成分分析对6种成分含量进行分析，建立的分析方法更为全面直观，结果表明不同产地的凉粉草在化学物质成分上存在差异，提高凉粉草质量评价水平对提高凉粉草资源质量有重要意义。

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