Evaluation of the Quality of Coptidis Rhizoma from Different Origins by the Combination of Grey Relational Analysis and Chromaticity Method

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.210542

Chinese Journal of Applied Chemistry ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (6): 1000-1010.DOI: 10.19894/j.issn.1000-0518.210542

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Evaluation of the Quality of Coptidis Rhizoma from Different Origins by the Combination of Grey Relational Analysis and Chromaticity Method

Ying-Xin GAO, Wei XU, Yan-Xu ZHANG, Ye-Chen WANG, Xue-Lian DONG()

Changchun University of Traditional Chinese Medicine，Changchun 130117，China

Received:2021-11-22 Accepted:2022-02-23 Published:2022-06-01 Online:2022-06-27
Contact: Xue-Lian DONG
About author:148047753@qq.com
Supported by:
Jilin Province Science and Technology Development Plan Project(20190304104YY)

Abstract

Abstract:

The objective is to establish a method for measuring the chromaticity of Coptidis Rhizoma and analyze its correlation with the content of active ingredients. Grey relational analysis （GRA） and principal component analysis （PCA） method are combined to evaluate the quality of Coptidis Rhizoma medicinal materials from 15 different producing areas. According to the CIE L*a*b* digital system， the color values of 15 batches of Coptidis Rhizoma medicinal materials are determined by spectrophotometer， andepiberberine， coptisine and Bama are determined by HPLC. The content of four alkaloids， berberine hydrochloride and berberine hydrochloride， is used to analyze the correlation between color and the alkaloid content using SPSS 23.0 software. Taking the content of alkaloids， water content， ash content， extract content and chroma of Coptidis medicinal materials as the inspection indicators， the quality evaluation model of Coptidis Rhizoma is constructed by the GRA method， and the PCA and OPLS-DA analysis is performed by SIMCA-P 14.1 software. The chromaticity measurement method is accurate and reliable； the correlation analysis results show that the chromaticity L^*， a^*， b^*， E_ab^* of Coptidis Rhizoma and the content of related components in epiberberine， berberine， palmatine， and berberine hydrochloride all have significant correlation. The results of GRA analysis show that Coptidis Rhizoma whose origin is in Chongqing has the highest relative correlation with the optimal reference sequence and the best quality. PCA analysis results show that Coptidis Rhizoma from Tongchuan City， Shaanxi Province has a higher contribution rate to the principal components. The quality evaluation model of Coptidis Rhizoma established by GRA and chromaticity measurement can be used as a reference for the quality evaluation of Coptidis Rhizoma.

Key words: Coptidis Rhizoma, Grey relational analysis, Principal component analysis, Chromaticity analysis, Quality evaluation

CLC Number:

O652

Ying-Xin GAO, Wei XU, Yan-Xu ZHANG, Ye-Chen WANG, Xue-Lian DONG. Evaluation of the Quality of Coptidis Rhizoma from Different Origins by the Combination of Grey Relational Analysis and Chromaticity Method[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2022, 39(6): 1000-1010.

Figures/Tables 11

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编号 Numbering	表小檗碱 Epiberberine	黄连碱 Berberine	巴马汀 Palmatine	盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	水分 Moisture	浸出物 Extract	灰分 Ash
A1	1.62	4.49	4.30	15.49	12.18	23.83	3.78
A2	0.97	1.94	1.60	6.11	12.86	20.27	2.45
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A9	1.06	1.58	1.73	5.62	12.17	17.87	2.48
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A11	0.80	2.08	1.73	6.19	13.10	16.62	3.66
A12	1.15	2.01	1.55	6.04	12.22	15.50	4.02
A13	1.15	2.14	1.72	6.82	10.87	22.03	2.04
A14	1.15	2.38	1.69	7.25	11.39	21.47	3.15
A15	1.28	2.39	2.25	7.34	12.93	19.01	2.32

编号 Numbering	表小檗碱 Epiberberine	黄连碱 Berberine	巴马汀 Palmatine	盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	水分 Moisture	浸出物 Extract	灰分 Ash
A1	1.62	4.49	4.30	15.49	12.18	23.83	3.78
A2	0.97	1.94	1.60	6.11	12.86	20.27	2.45
A3	1.72	5.45	3.95	15.84	9.21	27.05	2.77
A4	1.51	3.04	2.17	8.84	10.59	21.77	3.65
A5	2.34	4.59	3.31	13.56	11.33	20.63	4.66
A6	1.00	1.97	1.81	6.35	11.83	19.54	2.42
A7	1.08	2.05	1.64	6.31	11.89	17.39	3.20
A8	0.95	2.14	1.71	6.27	11.64	20.62	3.06
A9	1.06	1.58	1.73	5.62	12.17	17.87	2.48
A10	0.86	2.13	1.78	6.24	12.34	19.76	4.26
A11	0.80	2.08	1.73	6.19	13.10	16.62	3.66
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A14	1.15	2.38	1.69	7.25	11.39	21.47	3.15
A15	1.28	2.39	2.25	7.34	12.93	19.01	2.32

成分 Composition	L^*	a^*	b^*	E_ab^*
表小檗碱 Epiberberine	0.498	0.420	0.540^*	0.527^*
黄连碱 Berberine	0.488	0.644^**	0.712^**	0.561^*
巴马汀 Palmatine	0.621^*	0.774^**	0.827^**	0.704^**
盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	0.434	0.410	0.759^**	0.514^*

成分 Composition	L^*	a^*	b^*	E_ab^*
表小檗碱 Epiberberine	0.498	0.420	0.540^*	0.527^*
黄连碱 Berberine	0.488	0.644^**	0.712^**	0.561^*
巴马汀 Palmatine	0.621^*	0.774^**	0.827^**	0.704^**
盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	0.434	0.410	0.759^**	0.514^*

编号 Numbering	表小檗碱 Epiberberine	黄连碱 Berberine	巴马汀 Palmatine	盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	浸出物 Extract	水分 Moisture	灰分 Ash	b^*	E_ab^*
A1	1.30	1.67	1.96	1.87	1.18	0.97	0.80	1.55	1.02
A2	0.78	0.72	0.73	0.74	1.00	0.92	1.23	1.18	1.01
A3	1.38	2.03	1.80	1.91	1.34	1.04	1.09	1.83	1.02
A4	1.22	1.13	0.99	1.07	1.08	1.12	0.83	1.05	1.00
A5	1.88	1.70	1.51	1.64	1.02	1.05	0.65	1.00	1.01
A6	0.80	0.73	0.82	0.77	0.97	1.00	1.25	1.17	1.01
A7	0.87	0.76	0.75	0.76	0.86	1.00	0.94	0.91	1.01
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A9	0.85	0.59	0.79	0.68	0.88	0.98	1.22	0.92	1.00
A10	0.69	0.79	0.81	0.75	0.98	0.96	0.71	0.75	0.98
A11	0.64	0.77	0.79	0.75	0.82	0.91	0.82	0.92	0.99
A12	0.92	0.75	0.71	0.73	0.77	0.97	0.75	0.74	0.99
A13	0.93	0.80	0.78	0.82	1.09	1.09	1.48	0.91	0.99
A14	0.93	0.88	0.77	0.87	1.06	1.04	0.96	0.60	0.99
A15	1.03	0.89	1.02	0.89	0.94	0.92	1.30	0.68	0.98
最优参考序列 Optimal reference sequence	1.88	2.03	1.96	1.91	1.34	1.12	1.48	1.83	1.02
最差参考序列 Worst reference sequence	0.64	0.59	0.71	0.68	0.77	0.91	0.65	0.60	0.98

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编号 Numbering	表小檗碱 Epiberb?erine	黄连碱 Berbe?rine	巴马汀 Palma?tine	盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	浸出物 Extract	水分 Moisture	灰分 Ash	b^*	E_ab^*	r（i）	排名 Rank
A1	0.73	0.13	0.15	0.34	0.67	0.93	0.83	0.18	0.97	0.51	3
A2	0.27	0.84	0.65	0.91	0.78	0.98	0.93	0.26	0.97	0.47	15
A3	1.00	0.10	0.17	0.33	0.59	0.86	0.90	0.14	0.96	0.52	1
A4	0.57	0.27	0.87	0.61	0.73	0.80	0.84	0.31	0.99	0.51	2
A5	0.48	0.12	0.24	0.39	0.77	0.86	0.80	0.34	0.98	0.50	6
A6	0.27	0.91	1.00	0.88	0.81	0.90	0.94	0.27	0.97	0.50	4
A7	0.30	0.99	0.70	0.88	0.90	0.90	0.86	0.40	0.98	0.49	9
A8	0.26	0.79	0.80	0.89	0.77	0.89	0.87	0.53	1.00	0.49	11
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A10	0.24	0.81	0.93	0.89	0.80	0.94	0.81	0.58	1.00	0.49	8
A11	0.23	0.91	0.83	0.90	0.94	1.00	0.84	0.40	0.99	0.48	12
A12	0.32	1.00	0.60	0.92	1.00	0.93	0.82	0.60	0.99	0.49	7
A13	0.32	0.78	0.81	0.81	0.72	0.82	1.00	0.40	0.99	0.48	13
A14	0.32	0.52	0.76	0.76	0.74	0.87	0.87	1.00	0.99	0.49	10
A15	0.38	0.51	0.74	0.75	0.83	0.99	0.95	0.73	1.00	0.50	5

成分 Composition	特征值 Eigenvalues	方差贡献率 Variance contribution rate/%	累计贡献率 Cumulative contribution rate/%
1	5.996	66.624	66.624
2	1.253	13.923	80.548
3	0.949	10.540	91.088
4	0.346	3.840	94.927
5	0.286	3.176	98.103
6	0.127	1.414	99.517
7	0.035	0.384	99.901
8	0.008	0.086	99.988
9	0.001	0.012	100.000

成分	主成分1	主成分2
表小檗碱 Epiberberine	0.850	-0.165
黄连碱 Berberine	0.972	-0.142
巴马汀 Palmatine	0.945	-0.160
盐酸小檗碱 Berberine hydrochlorid	0.975	-0.143
浸出物 Extract	0.821	0.424
水分 Moisture	0.407	0.421
灰分 Ash	-0.209	0.877
b^*	0.918	0.127
E_ab^*	0.870	0.134

编号Numbering	F1	F2	F	排序 Rank
A1	3.011 9	1.348 6	219.441 9	15
A2	5.171 7	1.420 6	364.335 2	8
A3	3.149 3	1.309 7	228.054 0	7
A4	4.114 7	1.203 8	290.894 4	6
A5	3.066 0	1.367 8	223.311 9	5
A6	5.026 3	1.276 9	352.648 8	4
A7	5.110 6	1.300 8	358.598 5	3
A8	4.992 9	1.284 3	350.527 4	2
A9	4.624 8	1.379 8	327.334 7	1
A10	4.864 5	1.201 8	340.827 4	14
A11	5.147 5	1.335 2	361.536 8	13
A12	5.194 1	1.327 5	364.536 8	12
A13	4.493 0	1.296 9	317.398 2	11
A14	4.282 1	1.274 6	303.039 1	10
A15	4.263 6	1.410 4	303.693 0	9