鐵皮石斛花和葉營養(yǎng)成分及資源開發(fā)研究進展

錢亦純，陸秋君，梁大剛，毛碧增*

(1.浙江大學 農業(yè)與生物技術學院，浙江 杭州 310058；2.杭州市農業(yè)農村事務保障中心，浙江 杭州 310019)

鐵皮石斛DendrobiumofficinaleKimura et Migo(D.catenatum)屬蘭科，是我國一味傳統(tǒng)名貴中藥材，秦漢時期《神農本草經》記載鐵皮石斛“味甘，平。主傷中，除痹，下氣，補五臟虛勞贏弱，強陰，久服厚腸胃”。清代名醫(yī)趙學敏《本草綱目拾遺》記載鐵皮石斛具有“清胃除虛熱，生津、巳勞損，以之代茶，開胃健脾，定驚療風，能鎮(zhèn)涎痰，解暑，甘芳降氣”之效，稱其為滋陰補益珍品?！吨腥A人民共和國藥典》(2020)中描述鐵皮石斛具有益胃生津、滋陰清熱等功效。鐵皮石斛以干燥莖入藥，因而在采收加工過程中，花和葉等非藥用資源通常被丟棄，存在資源浪費的現象。隨著對鐵皮石斛花、葉部位的營養(yǎng)成分和化學成分的研究深入，大量研究表明，鐵皮石斛花和葉營養(yǎng)成分豐富，具有一定的應用價值。2019年國家衛(wèi)生健康委和國家市場監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)文《關于對黨參等9種物質開展按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質管理試點工作的通知》 (國衛(wèi)食品函〔2019〕311號)，就鐵皮石斛食藥試點對浙江等11個省份進行批復復函。浙江省是全國著名的鐵皮石斛產地，種植面積、產量和效益均居全國首位。2021年全省種植面積0.3萬hm2，產值50多億元，產業(yè)規(guī)模占全國70%，涌現了“立鉆”“胡慶余堂”“壽仙谷”“康恩貝”“森山”等品牌，鐵皮石斛已經成為浙江省健康產業(yè)和保健品的典型代表，有力推動浙江省建成全國最具特色和競爭力的保健品產業(yè)集聚區(qū)。2018年鐵皮石斛成功入選浙江省“新浙八味”培育品種，2020年浙江省衛(wèi)生健康委員會發(fā)布《食品安全地方標準干制鐵皮石斛花》 (DB 33/3011—2020)和《食品安全地方標準干制鐵皮石斛葉》 (DB 33/3012—2020)，為鐵皮石斛花和葉的資源化綜合利用提供了強有力的支撐。

1 鐵皮石斛花和葉的有效成分

1.1 多糖

多糖是鐵皮石斛的重要成分，具有多種生物活性，如清除自由基、胰內外降血糖作用[1]等。葉的多糖含量顯著高于花，主要組成成分為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸。范家坤等[2]從鐵皮石斛花中檢測到海藻糖(1.02±0.02 mg·g-1)、巖藻糖(0.03±0.01 mg·g-1)、鼠李糖(0.09±0.01 mg·g-1)、阿拉伯糖(0.04±0.01 mg·g-1)、棉子糖(1.47±0.04 mg·g-1)、水蘇糖(0.002±0.001 mg·g-1)、麥芽糖(0.34±0.01 mg·g-1)等13種可溶性糖。張又元等[3]研究發(fā)現，雖然石斛葉部的多糖分子量較莖部低，但在DPPH自由基清除能力上優(yōu)于莖部鐵皮石斛多糖，二者在清除羥自由基方面具有類似功能。

1.2 黃酮

鐵皮石斛中的黃酮主要以苷的形式存在。周桂芬等[4]研究表明，鐵皮石斛花和葉中以芹菜素為苷元的8種黃酮二糖碳苷類化合物的含量均顯著高于莖，高達10余倍。李芳等[5]研究結果也顯示，鐵皮石斛花中的黃酮含量和自由基清除能力均為最高，莖中黃酮含量最低；以及唐麗等[6]研究證實，一年生、二年生及三年生的鐵皮石斛葉中總黃酮含量均高于莖。

1.3 氨基酸

鐵皮石斛中含有大量的氨基酸。范家坤等[2]在鐵皮石斛花中檢測到16種氨基酸，其中游離氨基酸的含量為23.73%±0.73%，包括組氨酸 (0.17～1.00 mg·g-1)、異亮氨酸 (0.06～2.50 mg·g-1)、蘇氨酸 (0.04～2.60 mg·g-1)、亮氨酸 (0.18～4.50 mg·g-1)、甲硫氨酸 (0.19～0.37 mg·g-1)、賴氨酸(0.17～2.90 mg·g-1)、纈氨酸(0.05～2.90 mg·g-1)和苯丙氨酸(0.10～2.50 mg·g-1)共8種人體必需氨基酸。廖鮮艷等[7]在鐵皮石斛葉部檢出17種氨基酸，張桂玲等[8]研究表明，鐵皮石斛葉部的總氨基酸含量高于莖部。

1.4 生物堿

鐵皮石斛中的生物堿成分又稱石斛堿，在臨床上有預防心血管疾病、抗腫瘤等作用。鐵皮石斛花、莖、葉中均含有生物堿類活性成分，且含量差異極顯著(P<0.01)[9]，花中生物堿含量達莖中的4倍，一年生、二年生、三年生的鐵皮石斛葉總生物堿含量均高于莖[6]。

1.5 中長鏈脂肪酸

中長鏈脂肪酸中的亞麻酸、亞油酸具有保護心血管、抗癌的作用，而棕櫚酸是人體攝入量最大的脂肪酸之一。范家坤等[2]在鐵皮石斛花中共檢測到8種中長鏈脂肪酸，其中亞麻酸(6.28±0.11 mg·g-1)、亞油酸(16.09±0.44 mg·g-1)和棕櫚酸(5.20±0.13 mg·g-1)含量較高。

1.6 維生素

B族維生素以輔酶的形式參與DNA合成、調節(jié)細胞增殖等人體的各項生理活動，還具有防癌抗癌的功效[10]；VC可降低循環(huán)中炎性細胞因子的濃度，減少氧化損傷。根據范家坤等[2]的檢測結果，鐵皮石斛花中含有10種B族維生素(VB1、VB2、VB3、VB4、VB5、VB6、VB7、VB8、VB9、VB12)、3種生育酚(α-VE、γ-VE和δ-VE)以及VC。其中鐵皮石斛花中VC的含量(201 mg·kg-1)高于番茄(94.6 mg·kg-1)、檸檬(185.5 mg·kg-1)等常見的蔬果。

1.7 揮發(fā)性成分

鐵皮石斛的揮發(fā)性成分主要集中在花中?；絷康萚11]鑒定出59種鐵皮石斛花的揮發(fā)性成分，其中含量最高的是壬醛(9.21%)?？德?lián)偉等[12]從鐵皮石斛花揮發(fā)油中鑒定出14種化學組分，包含烷烴類、醛類、烯烴類、酮類、醇類和酯類化合物，其中烷烴類和烯烴類占揮發(fā)油總成分最高，為28.57%。

1.8 礦物元素

范家坤等[2]在鐵皮石斛花中檢測到常量元素鉀(18 289.63～19 600.00 mg·kg-1)、鈣(9 001.32～9 785.00 mg·kg-1)、磷(3 034.09±57.43 mg·kg-1)、鎂(1 360.00～2 402.89 mg·kg-1)、鈉(106.50～182.24 mg·kg-1)5種以及微量元素鐵、鋁、硼、錳、銅、鋰、鋇、鋅、鍶、硒10種。因此，鐵皮石斛花可以作為人體鉀、鈣、磷、鎂、鈉等礦物質的補充劑。

2 鐵皮石斛的開發(fā)加工研究現狀

中國傳統(tǒng)的中醫(yī)藥主要利用的是鐵皮石斛的莖稈，而花、葉等非藥用資源開發(fā)的相關研究相對起步較晚。目前鐵皮石斛資源開發(fā)利用的方向主要是食品、保健品以及化妝品。

2.1 食品

鐵皮石斛具有“生津養(yǎng)胃，滋陰潤肺”的功效。目前已經有不少研究者設計開發(fā)以鐵皮石斛花、葉為主要原材料的食品、飲品配方，如功能性果凍、袋泡茶、功能性飲料等等。研究人員對研發(fā)出來的產品也進行了功能測定、安全評估，發(fā)現含有鐵皮石斛成分的相關產品普遍具有清除自由基、抑菌的功效。表1列出了部分品名、配方以及文獻來源(由于大部分產品原料使用鐵皮石斛汁或者粉末，未明確闡述具體使用部位，因此，表中對原文明確提及鐵皮石斛花或葉的配方進行加粗)。此外，除了鐵皮石斛的加工食品，鐵皮石斛花也可以鮮食。

2.2 保健品

現代藥理研究表明，鐵皮石斛具有增強免疫力，抗疲勞、抗氧化，降三高，增加骨密度，護肝，調理腸胃功能，清咽潤肺的藥理作用[37]。鐵皮石斛的保健養(yǎng)生應用，包括直接口嚼、以其為原料開發(fā)飲料型、口服液型、膏劑型和本色型(加工成鐵皮楓斗等)[38]。根據國家市場監(jiān)督管理總局特殊食品信息查詢平臺的相關資料，以鐵皮石斛為主要原材料的注冊保健品有135個，包含片劑、顆粒劑、膠囊等劑型，多為鐵皮石斛、西洋參或靈芝等藥材配伍，經提取、濃縮等工藝制成。雖然針對鐵皮石斛保健品的開發(fā)研究較多，但原料仍然是莖稈，對于鐵皮石斛葉、花在保健品方面的開發(fā)利用還比較欠缺(表2)。

表2 鐵皮石斛保健品研究開發(fā)情況

2.3 化妝品

隨著醫(yī)美產業(yè)的發(fā)展、觀念的迭代，人們對于化妝品的保濕性能也有了更高的要求。保濕劑的作用機理是通過保濕成分降低皮膚角質層的水分蒸發(fā)，增加真皮和表皮的水分滲透，樹立皮膚保護屏障，減少環(huán)境導致的損傷。天然的多糖類高分子可作為保濕成分，其保濕的化學原理之一是通過分子間氫鍵作用降低水分蒸發(fā)[49]，同時，多糖的分子鍵可以形成一個復雜網狀結構鎖住水分。

鐵皮石斛提取物多糖含量高，目前已被廣泛應用于各類保濕產品中，如面膜、潤膚水、唇膏、沐浴乳等等。孔芒芒[50]研究證實，鐵皮石斛多糖提取液安全評價合格，利用其制作的面膜液和保濕水的保濕效果良好，使用體驗良好。陳默等[51]研究表明，涂抹鐵皮石斛提取物2 h和4 h的保濕效果與同等質量的透明質酸鈉相當，含鐵皮石斛的乳液能夠提升皮膚水合度，郭文姣等[52]的研究也佐證了這一點。

除保濕護膚外，鐵皮石斛還具有曬后修復、促進毛發(fā)生長的功效。麥燕隨[53]研究證實，鐵皮石斛原球莖水溶混懸液能夠減少光損傷小鼠皮膚潰瘍點，防止皮膚干燥，具有顯著的抗光老化作用，陳健等[54]已經證實，鐵皮石斛多糖可促進小鼠毛發(fā)生長，但目前沒有學者針對鐵皮石斛該功能進行產品的開發(fā)研究(表3)。

表3 鐵皮石斛化妝護膚品的研究開發(fā)情況

3 總結與展望

大健康產業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展窗口期?！敖】抵袊睉?zhàn)略指出“到2030年，健康服務業(yè)總規(guī)模將達到16萬億，并將大健康產業(yè)作為國民經濟的重要支柱產業(yè)。鐵皮石斛是藥食同源的典型代表。全國各地以生產抗疲勞、增強免疫功能等市場主流產品為重點，開發(fā)出“鐵楓堂”“植然方適”“楓之源”“瑞心源”“塔斯曼”等鐵皮石斛藥品、日用品、保健品品牌，相關產品有鐵皮石斛汁飲料、鐵皮石斛掛面、鐵皮石斛紅石榴復合飲品、鐵皮石斛花茶、鐵皮楓斗晶、鐵皮石斛西洋參膠囊、鐵皮石斛面膜等等。

鐵皮石斛花富含氨基酸、礦物質等營養(yǎng)成分，鐵皮石斛葉具有與莖相似的多糖組分及其他有效成分，二者具有廣闊的市場前景。盡管市場上基于鐵皮石斛開發(fā)的產品層出不窮，科學研究對鐵皮石斛資源的挖掘利用也進行得如火如荼，但仍都聚焦在鐵皮石斛莖稈上，而其花、葉因豐富的成分也具有良好的開發(fā)、應用前景，因此，也需要后續(xù)更多的關注。學術研究領域對于鐵皮石斛的資源利用開發(fā)研究進行得如火如荼，但主要利用部位仍然是莖稈，鐵皮石斛花、葉的針對性的資源利用研究開發(fā)比較欠缺。