鐵皮石斛葉的應(yīng)用價值及開發(fā)利用

周美玲，張志勇，鄭新妹，梁金平，張 川

（龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建龍巖 364000）

0 引言

鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）屬蘭科（Orchidaceae）石斛屬（Dendrobium Sw.）瀕危藥用植物，在唐代《道藏》被列為“中華九大仙草”之首。鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)從20 世紀90 年代發(fā)展至今，種植面積突破6 666.7 hm2，年產(chǎn)量萬噸以上，形成百億級產(chǎn)業(yè)[1]。鐵皮石斛葉是生產(chǎn)鐵皮石斛鮮條或干品（楓斗）的副產(chǎn)物，占鐵皮石斛總生物量的35%～45%，生物量大，由于《中國藥典》規(guī)定其藥用部位為莖[2]，鐵皮石斛葉一般不入藥；再者鐵皮石斛葉口感酸澀，食用品質(zhì)欠佳，且缺乏可食用法規(guī)，于是大多被種植戶直接丟棄，無法產(chǎn)生經(jīng)濟效益，在造成資源浪費的同時，也嚴重污染環(huán)境。因此，尋找經(jīng)濟有效開發(fā)利用鐵皮石斛葉資源的途徑成為亟待解決的問題。2018 年，國家衛(wèi)計委將鐵皮石斛葉作為地方特色食品管理，浙江、云南、廣西、福建、貴州等地相繼頒布了鐵皮石斛葉食品安全地方標準，這為鐵皮石斛葉作為食品原料的合法身份提供了依據(jù)；研究人員也在鐵皮石斛葉生理活性成分檢測、功能性成分提取及產(chǎn)品開發(fā)等方面展開了研究。從藥用價值、食用價值與觀賞價值方面分析了鐵皮石斛葉的應(yīng)用價值，并綜述鐵皮石斛葉的開發(fā)利用現(xiàn)狀，以期為鐵皮石斛葉進一步資源化利用、促進鐵皮石斛全產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)、提高鐵皮石斛種植效益和全產(chǎn)業(yè)鏈綜合效益提供參考。

1 鐵皮石斛葉的應(yīng)用價值

1.1 藥用價值

鐵皮石斛葉中藥用活性成分種類與鐵皮石斛莖幾乎相同，主要為多糖、多酚、黃酮、石斛堿、植物甾醇等[3-4]，但含量有別。其中，鐵皮石斛葉多糖含量為鐵皮石斛莖的25%～50%，而鐵皮石斛葉多酚類、黃酮類含量超過鐵皮石斛莖，植物甾醇在鐵皮石斛葉片的代謝比莖活躍。這意味著可重點開發(fā)鐵皮石斛葉多酚、黃酮、植物甾醇等功能性成分價值。

多糖類成分是鐵皮石斛發(fā)揮藥理活性作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，具有調(diào)節(jié)機體免疫力活性、抗氧化活性、抗腫瘤活性、降血糖等作用[5]。鐵皮石斛品質(zhì)通常與多糖含量呈正相關(guān)，多糖含量越高，其生物活性也越強。鐵皮石斛葉和莖多糖的指紋圖譜相似度在0.9 以上[6]，主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖組成。唐文文和陳靜等人[7-8]比較了鐵皮石斛葉與莖條多糖含量發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛葉多糖含量15.04%，是鐵皮石斛莖多糖含量的50%。比較不同年限的鐵皮石斛葉發(fā)現(xiàn)藥齡越長，多糖累積越多，3 年生鐵皮石斛葉中多糖含量為146.6 mg/g，1 年生鐵皮石斛葉中多糖僅為119.7 mg/g。

多酚類是非維生素、非礦物質(zhì)的一類植物性營養(yǎng)素，人體無法直接合成，常被稱為“第七類營養(yǎng)元素”，有很強的抗氧化作用。唐文文等人[9]試驗發(fā)現(xiàn)鐵皮石斛葉中總多酚含量（10.29%）超出鐵皮石斛莖條總多酚含量（7.18%）的43.3%，比較不同年限的鐵皮石斛葉多酚含量發(fā)現(xiàn)，以3 年生鐵皮石斛葉中含量最高，達127.1 mg/g。

黃酮類物質(zhì)是天然的抗氧化劑，能有效清除人體內(nèi)過量的自由基，維持人體內(nèi)自由基平衡，具有抗衰老、抗氧化等功效[3]。與多糖類似，不同部位、不同藥齡的鐵皮石斛其黃酮含量差異顯著。張志信等人[10]采用紅外光譜一維譜圖及二階導(dǎo)數(shù)宏觀指紋鑒定的方法整體分析了鐵皮石斛葉和莖中總黃酮含量差異發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛葉黃酮類含量顯著高于鐵皮石斛莖。唐文文等人[9]比較不同年限的鐵皮石斛葉發(fā)現(xiàn)，2 年生葉中黃酮含量較1 年和3 年生的高，為14.75 mg/g。

生物堿是一種含氧有機化合物，較早從石斛屬植物中分離得來，但含量較低，也是鐵皮石斛的重要活性成分，在臨床上可用于抗菌消炎、退燒止痛、明目潤喉、輔助抑制心血管疾病等治療。唐文文等人[9]比較不同年限鐵皮石斛葉總生物堿的含量發(fā)現(xiàn)，3 年生鐵皮石斛葉中總生物堿含量為0.123 mg/g，為最高。

植物甾醇是以環(huán)戊烷多氫菲組成的4 個環(huán)為主要骨架的3 -羥基碳氫化合物，是一類對人體非常有益的植物活性成分[4]，具有抗氧化和延緩衰老的功能，還可通過抑制腫瘤細胞生長和轉(zhuǎn)移，抑制腫瘤、抑制乳腺增生和調(diào)節(jié)免疫等。林江波等人[4]為探索植物甾醇（SMT2）基因在鐵皮石斛（Dendrobium officinale）甾醇代謝過程中的作用，將cDNA 末端快速擴增技術(shù)克隆到1 個DoSMT2 基因，并通過系統(tǒng)進化分析表發(fā)現(xiàn)DoSMT2 與深圳擬蘭（Apostasia shenzhenica）的SMT2 親緣關(guān)系最近，確定其屬于SMT2家族。利用qRT-PCR 分析發(fā)現(xiàn)，DoSMT2 基因在葉片的表達量顯著高于莖，表明甾醇代謝在葉片比莖活躍。

1.2 食用價值

鐵皮石斛葉含有蛋白質(zhì)、多糖、粗纖維、脂肪、礦物質(zhì)及人體必需氨基酸等營養(yǎng)成分。鐵皮石斛葉中的氨基酸含量遠高于莖。

廖鮮艷等人[11]分析了春季和秋季收獲的3 年生仿野生栽培的鐵皮石斛葉和莖的水分、可溶性蛋白質(zhì)、總蛋白質(zhì)、粗纖維、脂肪、多糖、礦物質(zhì)元素和氨基酸的含量，結(jié)果表明葉中的多糖質(zhì)量分數(shù)與莖相比較低（秋季葉中多糖含量為162.30 mg/g），但葉中有較高的可溶性蛋白質(zhì)（4.20 mg/g）、總蛋白質(zhì)（67.03 mg/g）、粗纖維（204.60 mg/g）和脂肪（14.70 mg/g）。最值得一提的是，鐵皮石斛葉中的氨基酸含量遠高于莖，其中天冬氨酸和谷氨酸的質(zhì)量分數(shù)最高，分別為13.60 mg/g 和13.80 mg/g。氨基酸是發(fā)揮營養(yǎng)價值調(diào)節(jié)口感的物質(zhì)基礎(chǔ)，部分氨基酸及其代謝產(chǎn)物在體內(nèi)具有生物活性，對營養(yǎng)物質(zhì)代謝、基因表達、神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)及免疫功能調(diào)節(jié)等都具有較顯著作用[12-13]。鐵皮石斛葉的氨基酸組成，接近FAO/WHO 提出的必需氨基酸占總氨酸的40%的理想蛋白質(zhì)標準，結(jié)果表明鐵皮石斛葉是較好的蛋白質(zhì)源，食用價值高，將會有很大的市場前景。

1.3 觀賞價值

綠色葉片出現(xiàn)異色斑塊突變體的突變現(xiàn)象在蘭科（Orchidaceae）植物蘭花中被稱為“葉藝”，有助于提高蘭花的觀賞價值，是蘭花園藝工作者主要選育目標[14]，鐵皮石斛屬蘭科石斛屬，從“葉藝”角度選育新品種，開發(fā)其觀賞價值也成為近年育種工作者的選育方向之一。

借鑒國蘭的觀賞指標標準，鐵皮石斛葉的葉姿應(yīng)以短、矮者為上，高大者則下，葉形應(yīng)以達摩葉、圓鈍葉、杓子葉為上，廣葉、中葉、細葉者為下，而扭曲葉、燕尾葉者則入奇葉類。葉片上的各種斑紋，可構(gòu)成鐵皮石斛蘭不同的線藝，按其色澤的不同可見金邊、銀邊、粉邊等[15]。該研究團隊經(jīng)多年選育出觀賞價值高的粉邊、金邊等新品系，葉片葉緣呈不規(guī)則的紫紅色、金色條斑，點綴葉色，株形美觀，極具觀賞性。育成的鐵皮石斛新品種“紅君仙斛”已獲國家林草局植物新品種權(quán)登記（登記號：20201003418）。

2 鐵皮石斛葉的產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀

2.1 藥用產(chǎn)品開發(fā)

吳人照等人[16]把黃精和萊菔子按照黃精1～25 份，萊菔子1～25 份，加熱水提取2 次，合并2 次提取液后濃縮，將鐵皮石斛葉研磨至細粉，加入合并的提取液中，再添加輔料，制成了各類劑型的用于治療高血壓的藥物。呂圭源等人[18]為挖掘鐵皮石斛葉的藥用價值，將鐵皮石斛葉經(jīng)不同體積分數(shù)乙醇溶液提取、濃縮、干燥后得到一種提取物，該提取物可用于預(yù)防和治療高尿酸血癥、高血壓等藥品或食品的開發(fā)；將鐵皮石斛葉超微粉碎并與山楂精提物按照一定質(zhì)量比配伍成一種用于調(diào)節(jié)血脂的鐵皮石斛葉中藥組合物，制備了一種降脂復(fù)方、制備方法簡單、安全性佳，并同時具有降脂、保肝及抗氧化的多重功效，具有良好的開發(fā)前景[17-18]。劉克海等人[19]將干燥鐵皮石斛葉研磨、粉碎、制得鐵皮石斛葉脫脂粉末，經(jīng)乙醇醇溶、沉淀，冷凍干燥得粗多糖，利用GPC 測定平均相對分子量和GC-MS 分析了單糖組成，分離得到的鐵皮石斛葉多糖A-11，A-22 都可以顯著提高巨噬細胞吞噬能力，并顯著促進巨噬細胞產(chǎn)生一氧化氮。

2.2 普通食品開發(fā)

2.2.1 鐵皮石斛葉飲料

鞏衛(wèi)琪等人[20]采用植物乳桿菌發(fā)酵鐵皮石斛葉制備飲料。以低聚異麥芽糖作為碳源，在單因素試驗基礎(chǔ)上，以飲料的感官評分作為評價指標，采用響應(yīng)面法優(yōu)化最佳的發(fā)酵工藝，得到最佳的發(fā)酵工藝為植物乳桿菌0.1 g/L，發(fā)酵溫度37 ℃，發(fā)酵時間36 h，所得發(fā)酵飲料感官評分為88 分，粗多糖為20 g/L，產(chǎn)品顏色呈淺黃色，口感清爽，酸甜適宜。邢建榮等人[21]以鐵皮石斛葉為主要原料，輔以石斛鮮莖、杭白菊、西洋參，研究了鐵皮石斛葉飲料加工工藝及產(chǎn)品配方。采用正交試驗確定了最優(yōu)配方為石斛鮮莖添加量0.50%，石斛干葉添加量0.50%，杭白菊添加量0.10%，西洋參添加量0.025%，并研究了產(chǎn)品的穩(wěn)定性及保質(zhì)期。所得鐵皮石斛葉飲料含有石斛多糖1 000～1 500 mg/L，色澤淡黃，澄清透明，口味柔和清爽，風味獨特。

2.2.2 鐵皮石斛葉茶

唐文文等人[22]將鐵皮石斛鮮葉分別用炒青、漂燙、蒸制、微波和烘青5 種不同的殺青方式制備葉茶，分析葉和不同殺青方式葉茶的活性成分及抗氧化活性。結(jié)果表明，未經(jīng)殺青的鐵皮石斛葉多糖含量高于殺青處理的葉茶，為14.74%，黃酮（1.40%）和多酚（12.61%）的含量低于殺青處理的葉茶，除漂燙殺青外，其他處理生物堿含量無顯著差異；5 種不同殺青方式的葉茶中，微波殺青和烘青有效成分含量顯著高于其他殺青方式，多糖含量分別為14.01%和14.25%，黃酮含量分別為1.60%和1.59%，總多酚含量分別為15.78%和15.22%，花色苷含量分別為0.031%和0.030%；烘制殺青的感官評分最高；未殺青鐵皮石斛葉清除DPPH 自由基和ABTS 自由基能力及FRAP 還原力均顯著小于殺青處理葉茶，說明其抗氧化活性顯著低于殺青處理的葉茶；各殺青方式中，微波殺青和烘青葉茶抗氧化活性顯著高于其他殺青方式葉茶。因此，對鐵皮石斛鮮葉進行殺青是一種有效保留其活性成分的加工方法，尤其是微波殺青和105 ℃高溫烘青處理葉茶的活性成分含量最高、抗氧化活性最強。許勇泉等人[23]將鐵皮石斛葉先攤青，然后熱風殺青、揉捻、揉捻葉進行干燥處理；經(jīng)破碎、分篩、萃取，單寧酶處理茶汁；鐵皮石斛葉萃取液和茶汁進行復(fù)合調(diào)配處理；復(fù)合茶汁后處理，制得一款風味好且具有多種保健功效的鐵皮石斛葉茶。

2.2.3 鐵皮石斛葉酒及米面制品

夏雨等人[24]以鐵皮石斛葉和苦蕎為主要原料，以酒精度和總酸含量為評價指標，通過單因素試驗與正交試驗優(yōu)化了苦蕎石斛葉發(fā)酵酒的生產(chǎn)工藝。優(yōu)化出的最優(yōu)發(fā)酵條件為發(fā)酵時間9 d，接種復(fù)合菌粉量1.5%，發(fā)酵溫度32 ℃，白砂糖18%。所得苦蕎石斛葉復(fù)合發(fā)酵酒總酸為8.8%，酒精度為7.8%Vol，香氣怡人，酸度適中。近年來，市面上以鐵皮石斛葉為原料的米面制品受到消費者喜愛，如“森山”鐵皮石斛葉薄脆餅干、“寶潤山”鐵皮石斛葉掛面等。

3 結(jié)語

2021 年，在石斛單品種聯(lián)合攻關(guān)“十四五”工作啟動會上，專家組特別指出未來攻關(guān)和示范過程中，要注重石斛3 種身份的科學(xué)內(nèi)涵劃分和科學(xué)制定，即藥用、食用與觀賞用的質(zhì)量標準。鐵皮石斛葉可藥用、食用也可觀賞，開發(fā)成保健藥品、普通食品及觀賞盆景都具有廣闊的發(fā)展?jié)摿Γ绕涫怯^賞產(chǎn)品的開發(fā)將填補市場空白。但綜合文獻來看，目前的研究大多集中于鐵皮石斛葉的加工工藝方面，如制成鐵皮石斛葉多糖提取物、鐵皮石斛葉飲料、鐵皮石斛葉茶、鐵皮石斛葉復(fù)合酒等。建議加強功能性成分提取方法的優(yōu)化比較、有效活性成分的綜合利用與作用機制研究、印證其功能性的小鼠體外試驗及營養(yǎng)成分的評價等。育種者應(yīng)繼續(xù)加強“葉藝”型鐵皮石斛品種選育。植物原料鐵皮石斛葉的進一步研究與經(jīng)濟高效利用，將有益補充鐵皮石斛全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，提高鐵皮石斛種植效益和全產(chǎn)業(yè)鏈綜合效益，進而對助力鄉(xiāng)村振興發(fā)展作出積極貢獻。