不同花期石斛花主要營養(yǎng)成分分析與品質(zhì)比較

黃秀紅 王再花 李杰 苗愛清 葉慶生

摘 要 為了確定鐵皮石斛（Dendrobium officinale）、雜交石斛（Dendrobium officinale×Dendrobium nobile）、球花石斛（Dendrobium thyrsiflorum）及鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum）花的最佳采收期，測量3個不同花期（花苞期、微花期、盛花期）的多糖、總黃酮和水溶性浸出物含量，并進一步測定最佳采收期的石斛花中氨基酸及礦物質(zhì)元素含量等營養(yǎng)成分。結(jié)果表明：盛花期的鐵皮石斛、雜交石斛、球花石斛及微花期的鼓槌石斛花的多糖、總黃酮和水溶性浸出物含量總體上較其他2個時期高；鐵皮石斛盛花、雜交石斛盛花、球花石斛盛花、鼓槌石斛微花中必需氨基酸種類齊全，藥效氨基酸占總氨基酸的比例為63.8%～66.7%，氨基酸比值系數(shù)分（SRC）分別為66.4、65.9、63.1、66.0，第一限制氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸；4種石斛花中K含量最高（≥2.52×106 mg/kg），鐵皮石斛盛花中Fe（177.33 mg/kg）、鼓槌石斛微花中Cu（107.00 mg/kg）含量較高。這表明石斛花具有較高的營養(yǎng)價值，為石斛花資源的開發(fā)提供了一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 石斛花；花期；多糖；總黃酮；水溶性浸出物；氨基酸；礦質(zhì)元素

中圖分類號 S682.31 文獻標識碼 A

Comparative Analysis of Quality Properties and Main Nutrients in Dendrobium Flowers During Different Flowering Phases

HUANG Xiuhong1， WANG Zaihua2*， LI Jie2， MIAO Aiqing3， YE Qingsheng1**

1 School of Life Science， South China Normal University / Guangdong Provincial Key Laboratory of Biotechnology

for Plant Development， Guangzhou， Guangdong 510631， China

2 Environmental Horticulture Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong

Key Lab of Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization， Guangzhou， Guangdong 510640， China

3 Tea Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou， Guangdong 510640， China

Abstract To determine the best harvest time of the flower in Dendrobium officinale， D. officinale × D. nobile， D. thyrsiflorum and D. chrysotoxum， the contents of polysaccharides， total flavonoids and aqueous extract in three stages（budding stage， petals spreading stage and petals opening stage）were analyzed， and then the amino acids and mineral elements in the flower of the best harvest time were measured. The results showed that the contents of polysaccharides， total flavonoids and aqueous extract in the petals opening stage of D. officinale， D. officinale ×D. nobile， D. thyrsiflorum and in the petals spreading stage of D. chrysotoxum were， on the whole， higher than the others. Among the total amino acids of the flowers， the medicinal amino acids accounted for 63.8% to 66.7%， including seven kinds of essential amino acids. The score of ratio coefficient were 66.4， 65.9， 63.1 and 66.0 in the four Dendrobium flowers， respectively. Methionine and cysteine were the first limiting amino acids. K content was the highest among the four Dendrobium flowers. Fe（177.33 mg/kg）and Cu（107.00 mg/kg）were significantly higher in the petals opening stage of D. officinale flower and in the petals spreading stage of D. chrysotoxum flower， respectively. Based on the results， it was concluded that the flower of Dendrobium had higher trophic value. These results showed a certain theoretical basis for the development of Dendrobium flower.

Key words Dendrobium flower；flowering phase；polysaccharide；total flavonoids；aqueous extract；amino acid；mineral element

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.01.009

石斛屬（Dendrobium Sw.）為蘭科植物中的第2大屬，全球約有1 100多種[1]，集中分布在北緯15°31′至南緯25°12′之間的亞洲熱帶和亞熱帶地區(qū)至大洋洲，此屬是以熱帶東南亞為中心向亞熱帶性氣候條件發(fā)展的一類植物[2]。石斛一直與靈芝、人參和冬蟲夏草等被列為上品中藥，具有清肝明目、益胃生津[1]、滋陰清熱、潤肺止咳等功效[3]。目前，石斛屬植物的研究主要集中在藥用部位莖，關(guān)于石斛花的研究相對較少。石斛花的研究則主要針對其化學(xué)成分的分析，包括鐵皮石斛花、鼓槌石斛花、球花石斛花、細葉石斛花等揮發(fā)性成分的報道[4-7]，而有關(guān)其營養(yǎng)成分的研究還鮮見報道。隨著石斛種植面積的不斷擴大，石斛花資源也不斷豐富，越來越多的茶商收購石斛花將其開發(fā)成保健品花茶飲用，石斛花制成的花茶口感清香、柔滑，具有清新解郁、緩解精神壓力、潤膚養(yǎng)顏等多種功效[8-12]。雜交石斛具有雜種優(yōu)勢，生長快，適應(yīng)強，產(chǎn)花量大，并且雜交花的利用可有效保護野生資源，故本研究除選擇常見3種石斛外還選擇了雜交石斛進行比較分析。本研究通過比較鐵皮石斛等4種石斛3個花期的花的多糖、總黃酮等主要品質(zhì)指標，篩選出最佳采花時期，并進一步分析其氨基酸組成及含量等主要營養(yǎng)成分，為石斛花的產(chǎn)業(yè)開發(fā)提供參考，也為擴大石斛藥材藥用部位提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料分別為鐵皮石斛（Dendrobium officinale）、雜交石斛（Dendrobium officinale×Dendrobium nobile）、球花石斛（Dendrobium thyrsiflorum）和鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum ）的花，取樣時間分別為花苞期（剛開始顯色，花瓣完全包裹于內(nèi)部）、微花期（花瓣微開，未見唇瓣，外層花瓣向花心處傾斜）和盛花期（花瓣全部張開）。采摘的石斛花于95 ℃烘箱中干燥1 h，以60 ℃烘干至恒重，粉碎，過孔徑為0.3 mm的60目篩。

1.2 方法

1.2.1 粗多糖含量的測定 采用中國藥典[3]中的苯酚-硫酸比色法測定多糖含量。

1.2.2 水溶性浸出物、水分、總灰分含量的測定

按中國藥典[3]規(guī)定的方法測定。

1.2.3 總黃酮含量的測定 采用硝酸鋁比色法測定總黃酮化合物含量[13-14]。

1.2.4 氨基酸含量的測定 參照GB/T 5009.124-2003，采用Sykam S-433D型全自動氨基酸分析儀（德國）進行氨基酸的測定，以混合氨基酸標準品為參照，外標法分析樣品的氨基酸含量。

1.2.5 微量元素含量的測定 測試液制備：精密稱定0.50 g樣品于50 mL三角瓶中，加入10 mL混合酸（9 mL硝酸+1 mL高氯酸），加蓋浸泡過夜，于電熱板上消煮，溫度不高于180 ℃，直至冒白煙，消化液呈無色透明為止，于25 mL容量瓶中用超純水定容，混勻備用，獲得待測試液，用原子吸收分光光度計測定[15]。

1.2.6 氨基酸的分析評價 采用氨基酸比值系數(shù)法[16-17]，即以世界衛(wèi)生組織（WHO）/聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）的標準模式譜作為對照，計算石斛花中必需氨基酸的各項指標：氨基酸比值（RAA）=石斛花中某種氨基酸的含量/標準模式譜中同種氨基酸的含量；氨基酸比值系數(shù)（RC）=RAA/RAA的均數(shù)；氨基酸比值系數(shù)分（SRC）=100-CV×100，式中CV為RC的相對標準偏差。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種石斛花不同花期多糖含量的變化

由圖1可知，鐵皮石斛花從花苞至完全盛開的整個開放過程中，多糖含量逐漸上升，盛花期的多糖含量最高，達13.75%，顯著高于其他時期，其次是微花期（11.52%），最低的是花苞期，為9.50%；雜交石斛花的多糖含量盛花期（9.62%）和微花期（9.68%）均顯著高于花苞期（8.04%）；球花石斛花盛花期的多糖含量為14.72%，顯著高于花苞期（12.78%）和微花期（12.24%）；鼓槌石斛花花苞期的多糖含量為31.45%，微花期為30.66%，均顯著高于盛花期的多糖含量（26.57%）。

除鼓槌石斛外，在3個花期中，另3種石斛花多糖含量高低呈現(xiàn)出一定的規(guī)律（盛花期高于其他花期）?？傮w來說，鼓槌石斛多糖含量顯著高于其他3種石斛，球花石斛和鐵皮石斛次之，雜交石斛最低。

2.2 石斛花不同花期總黃酮含量的變化

由圖2可知，鐵皮石斛花在總黃酮含量方面，盛花期最高，達1.66%，其次是花苞期，為1.52%，微花期的總黃酮含量最低（1.41%），三者之間差異達顯著水平；雜交石斛花中，總黃酮含量在其花開放過程中處于比較穩(wěn)定的水平（2.42%～2.55%），無顯著差異；球花石斛花花苞期的總黃酮含量為0.78%，微花期達0.79%，此2個花期之間不存在顯著差異，但均顯著高于盛花期（0.72%）；鼓槌石斛花從花苞至盛開的整個開放過程中，總黃酮含量呈下降的趨勢，其中花苞中總黃酮含量為0.71%，顯著高于微花期（0.63%）和盛花期（0.62%）。

可見，4種石斛花總黃酮含量在3個花期中呈現(xiàn)出一致的規(guī)律（花苞期、盛花期較高），雜交石斛最高，其次是鐵皮石斛、球花石斛，鼓槌石斛最低，并且均具有顯著性差異。

2.3 石斛花不同花期水溶性浸出物含量的變化

由圖3可知，鐵皮石斛花在水溶性浸出物含量方面，微花期最高，達52.13%，其次是盛花期，為48.00%，花苞期的水溶性浸出物含量最低（46.13%），三者之間呈現(xiàn)顯著性差異；雜交石斛花中，隨著其花的不斷開放，水溶性浸出物含量逐漸上升，呈現(xiàn)出花苞期（46.13%）<微花期（47.73%）=盛花期（47.73%）的趨勢，差異達顯著水平；隨著球花石斛花的不斷開放，水溶性浸出物含量呈先下降后上升趨勢，花苞期含量為55.73%，到微花期水溶性浸出物含量下降，為54.80%，到盛花期又上升，達56.27%，其中花苞期與盛花期之間不存在顯著差異，但均顯著高于微花期；鼓槌石斛花的水溶性浸出物含量在開放過程中呈上升趨勢，花苞期的水溶性浸出物含量為52.93%，微花期和盛花期的水溶性浸出物含量分別為55.07%、55.33%，且均顯著高于花苞期。

由此可見，4種石斛中微花期與盛花期的水溶性浸出物含量較高，按從高到低排列大致為：球花石斛、鼓槌石斛、鐵皮石斛和雜交石斛。

2.4 4種石斛花的氨基酸組成分析及營養(yǎng)價值評價

由表1可知，4種石斛花均含有除胱氨酸外的16種氨基酸，其中包括了7種必需氨基酸。鐵皮石斛盛花、雜交石斛盛花、球花石斛盛花及鼓槌石斛微花的氨基酸總含量分別達7.2%、6.5%、9.0%、6.3%，其中必需氨基酸含量占總氨基酸含量均在31%左右，E/N的比值在42%～50%之間。另外，4種石斛花中均含有精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等9種藥效氨基酸，其含量分別達到氨基酸總量的66.5%、66.7%、65.4%、63.8%。天冬氨酸和谷氨酸的含量在4種石斛花中均是最高的，這2種氨基酸都是鮮味氨基酸，其總和與總氨基酸的比值分別為32.9%、33.1%、30.3%、29.1%。

由表2可知，在4種石斛花中，蛋氨酸+半胱氨酸及賴氨酸占總氨基酸的比例均低于模式譜標準。球花石斛盛花中的其他必需氨基酸比例均高于標準模式譜，鐵皮石斛盛花、雜交石斛盛花和鼓槌石斛微花中的必需氨基酸占總氨基酸比例與模式譜的比較結(jié)果較相似，除了纈氨酸略低于模式譜外，其他必需氨基酸的比例均高于或接近標準模式譜。

由表3可知，在4種石斛花的各種必需氨基酸中，蛋氨酸+半胱氨酸的氨基酸比值系數(shù)（RC）值均最小，為第1限制氨基酸，纈氨酸和賴氨酸為4種花的第2或第3限制氨基酸。鐵皮石斛盛花、雜交石斛盛花、球花石斛盛花及鼓槌石斛微花的氨基酸比值系數(shù)分（SRC）分別為66.4、65.9、63.1、66.0。

2.5 4種石斛花礦物質(zhì)元素含量的比較

由表4可知，4種石斛花均含有所測的3種大量元素和5種微量元素，其中Se元素幾乎未檢測到，在所測的大量元素中，K元素的含量在4種石斛花中均是最高的。在鐵皮石斛盛花中，5種微量元素的含量依次為Fe>Mn>Cu>Zn>B；在雜交石斛盛花中，微量元素中的Mn含量最高，Cu含量最低；在球花石斛盛花中，微量元素大小排列為Mn>Zn>Fe>Cu>B；鼓槌石斛微花中的微量元素，Cu含量最高，F(xiàn)e元素其次，B元素最低。其中，鐵皮石斛盛花中的Fe元素和鼓槌石斛微花中的Cu元素均極顯著高于其所測微量元素中的其他元素。

2.6 4種石斛花的水分及總灰分含量

由表5可知，鐵皮石斛、雜交石斛及球花石斛盛花時期的花的水分含量和總灰分含量分別在11.5%、7.5%左右，鼓槌石斛微花的水分含量（10.2%）和總灰分含量（5.9%）略低一點，球花石斛盛花的水分含量（12.0%）在4種石斛花中居于最高值，而鐵皮石斛盛花的總灰分含量（7.9%）為4種石斛花的最大值。

3 討論

3.1 不同花期石斛花的質(zhì)量比較分析

多糖是石斛莖的主要活性成分之一，具有增強免疫力、降血壓、降血糖、抗氧化及抗腫瘤等多種藥效[18-19]。本研究測得鐵皮石斛3個花期的多糖含量均比龔慶芳等[13]測定的結(jié)果高，盛花期多糖含量高出約2倍。4種石斛花的多糖含量比李勝興[9]測的石斛花多糖含量高出約2倍或2倍以上，但均比杜月英[8]測的霍山石斛花中多糖含量低，這可能與處理材料的方法不同有關(guān)。若以多糖含量為最佳采收期的評價標準，則鐵皮石斛盛花、雜交石斛微花或盛花、球花石斛盛花、鼓槌石斛花苞或微花為最佳。

黃酮類化合物是植物次生代謝產(chǎn)物，具有強抗氧化、降血糖、消炎抑菌、保護心血管系統(tǒng)等多種生理活性[20]。鐵皮石斛花中總黃酮含量接近于初開的芍藥花中黃酮含量[21]，低于龔慶芳等[13]測定的黃酮含量，這可能與提取方法、多糖含量等有關(guān)。雜交石斛花的總黃酮含量較高，接近于金銀花白蕾花期中的總黃酮含量[22]。球花石斛花與鼓槌石斛花中總黃酮含量較低，但均高于葉青等[23]測定的白玉蘭盛開花瓣中的總黃酮含量。按總黃酮含量高低確定最佳采收期，鐵皮石斛盛花、雜交石斛花苞、微花或盛花、球花石斛花苞或微花、鼓槌石斛花苞為最佳。

水溶性浸出物不僅是評定茶葉品質(zhì)的主要生化指標之一[24]，還是藥材質(zhì)量檢測的重要指標之一[25]?！吨袊幍洹穂3]規(guī)定木棉花、合歡花、紅花的水溶性浸出物含量分別不得少于15.0%、25.0%、30.0%，本研究測得4種石斛3個時期花的水溶性浸出物含量接近于或高于50%，均高于這3種花在藥典中的規(guī)定值。若最佳采收期以水溶性浸出物含量高低確定，則鐵皮石斛微花、雜交石斛微花或盛花、球花石斛花苞或盛花、鼓槌石斛微花或盛花為最佳。

綜合多糖、總黃酮以及水溶性浸出物這3種指標成分含量分析，以及綜合采摘的方便性與生產(chǎn)量等問題，確定盛花期的鐵皮石斛花、盛花期的雜交石斛花、盛花期的球花石斛花及微花期的鼓槌石斛花為最佳采收時期。鼓槌石斛、球花石斛的花多糖和水溶性浸出物含量較其他2種石斛花高，說明鼓槌石斛和球花石斛花較其他2種石斛花更具有開發(fā)利用價值。

3.2 石斛花氨基酸含量分析及營養(yǎng)價值評價

氨基酸不僅具有一定的藥理作用[26]而且是重要的營養(yǎng)物質(zhì)。將本試驗所測的鐵皮石斛花氨基酸與龔慶芳[13]所測的氨基酸進行比較，結(jié)果顯示，本試驗所測的總氨基酸含量明顯高于其所測的總含量，天冬氨酸與谷氨酸占總氨基酸的比例為最高，并不是以精氨酸為主。崇左金花茶花蕾、不同海拔的菊花、梔子花中氨基酸質(zhì)量分數(shù)分別為4.49%，3.94%～5.52%，7.30%[27-29]，4種石斛花的氨基酸總量為6.30%～9.03%，明顯高于或接近于菊花、梔子花等，有研究結(jié)果表明氨基酸與茶葉的香氣有非常重要的關(guān)系[30]，說明石斛花制成的花茶可能比菊花、金花茶、梔子花等花茶香味更加濃郁。4種石斛花中均含有人體所必需的7種氨基酸，所含種類與鐵皮石斛原球莖和野生品[31]一樣，必需氨基酸占總氨基酸的比值高于鐵皮石斛原球莖[31]，略低于WHO/FAO規(guī)定的標準[16]。4種石斛花中藥效氨基酸的含量高于或等于山茶花花瓣的藥效氨基酸含量[16]，均顯著高于西藏不同產(chǎn)地冬蟲夏草藥效氨基酸含量[32]，這在一定程度上說明石斛花與莖一樣具有藥用價值。在鮮味氨基酸方面，4種石斛花中鮮味氨基酸含量均達到氨基酸總量的29%以上，明顯高于山茶花的花瓣[16]，這將會大大增加石斛花茶的鮮美風(fēng)味。

對于人體而言，氨基酸的營養(yǎng)價值評價主要參考其必需氨基酸的種類、數(shù)量及含量[32]。對照WHO/FAO氨基酸模式譜，4種石斛花均有2項或3項未達標，在未達標項目中，除了蛋氨酸+半胱氨酸低于標準模式譜外，其他必需氨基酸比例均較接近標準值，這說明石斛花中必需氨基酸的組成比例較為均衡。若氨基酸比值系數(shù)分（SRC）為100，說明蛋白質(zhì)中必需氨基酸的組成比例與必需氨基酸模式一致；蛋白質(zhì)的RC值越分散，SRC值越小，說明氨基酸平衡性越差，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值越差[16-17]。4種石斛花的SRC值為63.05～66.38，明顯高于浙江紅花油茶花[33]，略低于浙貝母花[34]，鐵皮石斛盛花、雜交石斛盛花及鼓槌石斛微花的SRC值與那曲蟲草、林芝蟲草[32]一樣，球花石斛盛花的SRC等于山茶花花瓣的SRC值[16]，說明4種石斛花均具有較高的營養(yǎng)價值。

3.3 石斛花多種礦物質(zhì)元素含量分析

常量元素在維持神經(jīng)與肌肉活動、參與酶促反應(yīng)、構(gòu)成骨骼組織等生命活動中起著不可替代的作用；微量元素是某些酶、激素和維生素等的組成部分，在人體的新陳代謝中起著非常重要的作用[35-36]。本研究測定了4種石斛花的3種常量元素（K、Ca、Mg），K元素含量最多，K元素除了具有維持細胞內(nèi)外滲透壓平衡等基本生理生化功能外，還具有減壓和保護血管等作用[37]，這可能與石斛花茶具有清新解郁、緩解精神壓力功效[8-12]有一定關(guān)聯(lián)。鐵皮石斛盛花微量元素中Fe含量最多，F(xiàn)e元素在補氣類藥物中比較豐富[38]，這說明鐵皮石斛花可能與莖一樣具有益氣功效。此外，鐵皮石斛花中的Mn含量也是較高的，這與Zhu等[39]測定鐵皮石斛富含F(xiàn)e、 Mn元素的結(jié)果相一致， Fe、 Mn具有抗腫瘤活性[39]，說明鐵皮石斛花可能與莖一樣也具有抗腫瘤藥效。鼓槌石斛微花含有較多的Cu元素，較柴胡中的Cu含量還高，柴胡的解表散風(fēng)藥效與其含有較高Cu含量有一定的聯(lián)系[38]，推測鼓槌石斛花可能也具有解表、解毒作用。雜交石斛盛花和球花石斛盛花在所測的6種微量元素中，Mn元素含量較高，Mn在骨骼生長、生殖發(fā)育、糖代謝等方面發(fā)揮著重要作用[40]。綜上所述，4種石斛花中均含有豐富的多種礦物質(zhì)元素，能滿足人體所需。

3.4 石斛花水分及總灰分含量分析

茶葉總灰分是判斷茶葉品質(zhì)的主要理化指標[41]，代用茶總灰分含量規(guī)定≤12.0%[42]。4種石斛花的總灰分含量均在國家標準之內(nèi)，說明石斛花具有較好的代用茶品質(zhì)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為了保留香味物質(zhì)和延長保存時間，花茶成品中的水分含量需大于7%，但不能超過20%[43]，國家規(guī)定花類代用茶的水分應(yīng)≤12.0%[42]，本研究的4種石斛花的水分含量均在10%～12%之間，說明此石斛花干燥品均符合國家標準，同時還保留了大部分原有的香味。

4 結(jié)論

通過對4種石斛不同花期營養(yǎng)成分及最佳采收期花品質(zhì)的比較，筆者認為石斛花茶的最佳的采收時期主要為盛花期，其次為微花期。4種石斛花均具有較好的營養(yǎng)價值，其水溶性浸出物、藥效氨基酸及鮮味氨基酸含量極高，是保健石斛花茶的理想原料，其中以球花石斛和鼓槌石斛花更具開發(fā)價值，而鐵皮石斛花作為產(chǎn)業(yè)化面積極大的石斛也具有其潛在開發(fā)價值，本研究為擴大石斛莖段藥材的開發(fā)利用提供一定參考。為得到進一步實驗證據(jù)，石斛花茶制作工藝、風(fēng)味改良及毒理研究還在開展中。

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