Исследование качественных различий между листьями Perilla frutescens и Cycas alba на основе технологии ГХ-МС с предварительной дериватизацией в колонке
Perilla frutescens (L.) Britt. - однолетнее прямостоячее травянистое растение рода Perilla семейства Lamiaceae. На протяжении всей истории человечества в важных травяных лекарствах листья, полностью фиолетовые с обеих сторон или с зеленой лицевой и фиолетовой изнанкой, назывались "су" или "перилла", а листья, полностью зеленые, - "ян" или "бай су". Оба вида можно употреблять как овощи, но все же есть некоторые различия в их использовании. Perilla frutescens широко используется в области натуральных пищевых красителей благодаря высокому содержанию природных пигментов. Ссылаясь на описание характеристик листьев Perilla frutescens в Китайской фармакопее (издание 2020 года): "с двух сторон фиолетовые или зеленые на верхней поверхности, фиолетовые на нижней поверхности", можно сделать вывод, что Perilla frutescens является растительным источником подлинного лекарственного сырья Perilla frutescens. Белый су может использоваться не только как овощ, но и как пищевой консервант. В 1970-х годах "Флора Китая", ссылаясь на мнение иностранного таксономиста Элмера Дрю Меррилла, объединила "Perilla frutescens" и "White Su" в один вид, назвав первоначальный вариант P Frutescens var. Frutescens. В 1980-х годах ученые китайской медицины предложили назвать "Perilla frutescens" как P. frutescens, основываясь на своих исследованиях и различиях в эффективности между Perilla frutescens и Paeonia lactiflora frutescens var. arguta， Название "Bai Su" - P frutescens var. Лю и др. в ходе полевых наблюдений и экспериментов по выращиванию обнаружили, что после посева все семена перилла остаются периллами, а после посева все листья белых семян перилла были зелеными с обеих сторон, и никаких изменений не было обнаружено. Как видно, в классификации растений Perilla frutescens все еще существуют некоторые разногласия, и соответствующим ученым необходимо постоянно искать надежные и универсально применимые признаки в качестве основы для классификации Perilla frutescens и Cymbidium.
Perilla frutescens (L.) Britt. - это высушенные листья (или нежные ветки) Perilla frutescens, которые обладают эффектами облегчения внешней холодности, стимулирования циркуляции ци и регулирования работы желудка. Обычно используется для лечения ветряной простуды, насморка, кашля, тошноты, рвоты во время беременности, а также при отравлении рыбой и крабами. Поскольку во Флоре Китая Perilla frutescens и Perilla frutescens объединены в один вид, растения-источники листьев Perilla frutescens также должны включать Perilla frutescens. Однако между листьями Perilla frutescens и Perilla frutescens существуют значительные различия по внешнему виду, химическому составу и другим аспектам. Ли и др. собрали различные гермплазмы Perilla frutescens из разных частей Китая, наблюдали и записывали их морфологические характеристики после посадки, а также определяли их химические типы с помощью технологии ГХ-МС. Результаты показали, что листья Perilla frutescens были в основном двусторонне-зелеными и имели тип PK (пурпурный кетон), а листья Perilla frutescens были в основном двусторонне-пурпурными и имели тип PA (пурпурный альдегид). Между ними наблюдались значительные различия в размере листьев, их плоскостности, крае листьев и других морфологических характеристиках; Dai et al. сравнили содержание фенольных кислот в листьях Perilla frutescens и Perilla frutescens с помощью технологии ВЭЖХ и обнаружили, что содержание протокатехуинового альдегида, кофейной кислоты, феруловой кислоты и розмариновой кислоты в листьях Perilla frutescens было выше, чем в листьях Perilla frutescens; Shangguan et al. использовали видимую спектрофотометрию для сравнения различий в общем содержании флавоноидов между листьями Perilla frutescens и Perilla frutescens. Результаты показали, что общее содержание флавоноидов в листьях Perilla frutescens выше, чем в листьях Perilla frutescens; Huang et al. сравнили и проанализировали содержание розмариновой кислоты в листьях перилла и листьях белой перилла с помощью технологии ВЭЖХ и обнаружили, что содержание розмариновой кислоты в листьях перилла было выше, чем в листьях белой перилла в тот же период сбора. В настоящее время исследования различий в химическом составе листьев Perilla frutescens и Perilla frutescens в основном сосредоточены на летучих маслах, флавоноидах, фенольных кислотах и других компонентах. Исследований, посвященных различиям в содержании аминокислот, органических кислот, сахаров и других компонентов между этими двумя видами, по-прежнему недостаточно. Необходимо более систематически и всесторонне анализировать различия между листьями Perilla frutescens и Perilla frutescens.
Цель данного исследования - разработать метод ГХ-МС анализа листьев периллы и белой периллы с предварительной дериватизацией колонок, определить содержание аминокислот, органических кислот, сахаров, жирных кислот, фенольных кислот и других компонентов в обоих растениях; сравнить различия в химическом составе между ними с помощью методов многомерного статистического анализа, таких как анализ главных компонент (PCA) и ортогональный частичный дискриминантный анализ по наименьшим квадратам (OPLS-DA), и провести скрининг на дифференциальные биомаркеры; Систематическое изучение различий в химическом составе листьев Perilla frutescens и Perilla frutescens позволит получить определенные рекомендации для ботанической классификации Perilla frutescens и применения различных ресурсов зародышевой плазмы Perilla frutescens.

 

 

В настоящее время спор о классификации Perilla frutescens и Perilla frutescens не решен. Латинское название "Флоры Китая" объединяет Perilla frutescens и Perilla frutescens в один вид, но в Китайской фармакопее прямо указано, что листья односторонне-фиолетовые или двусторонне-фиолетовые, что указывает на то, что лекарственные сорта Perilla frutescens, указанные в фармакопее, не включают Perilla frutescens. В течение многих лет исследования различий между листьями периллы и белой периллы были сосредоточены в основном на вторичных метаболитах. В настоящее время в листьях периллы выделено и идентифицировано более 200 химических веществ, в основном летучие масла (перилловый альдегид, перилловый кетон и др.), фенольные кислоты (розмариновая кислота, кофейная кислота и др.) и флавоноиды (лютеолин, апигенин и др.). Эти компоненты вносят значительный вклад в качество листьев периллы. В дополнение к вторичным метаболитам, которые были подробно изучены предыдущими исследователями, в листьях периллы также присутствуют некоторые высокополярные первичные метаболиты, такие как сахара, аминокислоты, органические кислоты и т.д., которые также вносят важный вклад в качество листьев периллы. Частично причиной ограниченности исследований этих первичных метаболитов является отсутствие комплексных аналитических методов. Для того чтобы сравнить различия в содержании этих компонентов в листьях периллы и белой периллы, в данном исследовании была использована технология ГХ-МС с предварительной дериватизацией колонок. Данная технология позволяет модифицировать целевое вещество в аналогичное соединение химическими методами перед ГХ-МС анализом образца, тем самым снижая полярность и температуру кипения целевого соединения, повышая летучесть и термостабильность вещества, а также делая его более удобным для качественного и количественного анализа нелетучих веществ. Метод предварительной колоночной дериватизации образцов листьев периллы, разработанный нашим исследовательским институтом, отличается мягкими условиями, простотой эксплуатации, хорошей стабильностью образцов и точностью результатов. Он может быть использован в качестве быстрого и высокопроизводительного метода анализа и определения аминокислот, сахаров, жирных кислот, фенольных кислот и других компонентов в листьях периллы.

Листья периллы являются традиционным лекарственным и съедобным растением. Результаты качественного и количественного анализа различных компонентов в листьях Perilla frutescens и Cymbidium bungeanum в данном исследовании показали, что оба содержат шесть незаменимых аминокислот для человеческого организма (L-валин, L-лейцин, L-изолейцин, L-треонин, L-фенилаланин, L-лизин), и их среднее содержание в листьях Perilla frutescens выше, чем в листьях Cymbidium bungeanum, что указывает на то, что с точки зрения уровня аминокислот питательная ценность листьев Perilla frutescens выше, чем у листьев Cymbidium bungeanum. В то же время было обнаружено, что и листья периллы, и листья белой периллы содержат высокий уровень розмариновой кислоты. Розмариновая кислота - это фенольная кислота природного происхождения, обладающая различными видами активности, такими как противовоспалительная, противораковая, антибактериальная, антиоксидантная и иммуносупрессивная. Сравнительные результаты показывают, что содержание розмариновой кислоты в листьях периллы значительно выше, чем в листьях белой периллы, что свидетельствует о том, что листья периллы являются лучшим источником лекарственных растений. Содержание винной кислоты, L-аланина, L-глицина, L-глутаминовой кислоты, пальмитиновой кислоты, олеиновой кислоты и других компонентов в листьях белой периллы выше, чем в листьях периллы, что указывает на определенную съедобную и лекарственную ценность. Приведенные выше результаты свидетельствуют о значительных различиях в первичных метаболитах листьев Perilla frutescens и Perilla frutescens. Разделение листьев Perilla frutescens и Perilla frutescens в ботанической классификации полезно для правильной очистки лекарственного сырья Perilla frutescens. Приведенные выше результаты имеют большое значение для контроля качества листьев периллы и отбора высококачественной зародышевой плазмы периллы.