紀照紅，芮鴻飛，黎天天，麻擇宇，汪云吉，劉興泉，*

（1.浙江農林大學農業(yè)與食品科學學院，浙江臨安311300；2.第一師阿拉爾市食品藥品檢驗所，新疆阿拉爾843300）

鐵皮石斛（Dendrobium officinal Kimura et Migo）系蘭科石斛屬植物，石斛屬植物按形態(tài)可分為鐵皮、金釵、霍山、黃草等數十各品種，其中鐵皮石斛最為珍貴[1－2]；在東亞、東南亞及澳大利亞等國家和地區(qū)都有分布，在我國主要分布于秦嶺、淮河以南的云南、廣西、貴州、浙江等地的山區(qū)[3－4]。鐵皮石斛位居“中華九大仙草”之首[5]，富含豐富的多糖、生物堿及倍半萜類化合物等有效成分，具有抗腫瘤、增強免疫力、降低血糖等功效[6－8]。鐵皮石斛可直接食用，或燉湯、泡茶、浸酒，通常被加工成鐵皮楓斗或鐵皮石斛功能性飲料，以鐵皮石斛為原料的保健品暢銷國內外。但由于鐵皮石斛生長環(huán)境要求高、自身繁殖困難，而且經濟價值高，長期無限制地采挖和不合理地開發(fā)利用導致資源越來越少，現已成為國家二級保護植物[9]。

自20世紀70年代起國內有關研究機構便開始了鐵皮石斛的開發(fā)研究工作，采用組織培養(yǎng)、快速繁殖等生物技術培育出種苗，進行人工栽培。目前，鐵皮石斛人工種植業(yè)發(fā)展迅速，已經形成了一定的規(guī)模。2014年，新疆第一師阿拉爾市在十團苗木基地開始引種試種鐵皮石斛。目前，鐵皮石解已在新疆引種成功，但對從浙江引種于新疆的鐵皮石解的主要營養(yǎng)與活性成分的研究還不是很深入，此外，針對鐵皮石解食藥兩用性以及以往的研究大都集在其有效化學成分和藥理作用方面，很少系統研究其營養(yǎng)價值。鑒于此，本研究對采自新疆的不同種植年限鐵皮石斛的主要營養(yǎng)成分進行分析與評價，以期為新疆鐵皮石斛開發(fā)利用提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

新疆產“神元1號”1年、2年、3年生（生理年齡）人工大棚栽培的鐵皮石斛鮮條，2017年8月份采自于南疆。部分樣品用超純水洗凈，45℃烘箱真空干燥，粉碎、過60目篩，4℃冰箱保存。剩余部分鮮樣置于－80℃冰箱冷凍保存，以供維生素C的測定。

1.1.2 試劑

維生素C（≥99.7%）：廣東省化學試劑工程技術研究開發(fā)中心；無水乙醚（AR）：北京市科瑞澳科技發(fā)展有限公司；鹽酸、硼砂、硼酸、乙醇、甲醇、濃硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、乙酸等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

TP－214電了天平：美國DENVER公司；HPLC－20AT高效液相色譜儀、UV－180紫外可見分光光度儀：日本島津公司；AA240FS原子吸收光譜儀：美國VARIAN公司；AFS－9800雙道原子熒光光度計：北京科創(chuàng)海光儀器有限公司；其他儀器為實驗室常備儀器。

1.3 試驗方法

水分的測定參考 GB 5009.3－2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》；灰分的測定參考GB 5009.4－2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》；粗蛋白含量的測定參考GB 5009.5－2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》；粗脂肪的測定參考GB 5009.6－2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》；多糖的測定參考GB/T 15672－2009《食用菌中總糖含量的測定》；粗纖維的測定參考 GB 5009.88－2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》；VC的測定：鮮樣以草酸提取，高效液相色譜法測定；氨基酸的測定：參考遲曉峰等[10]方法；礦物元素的測定：鉀、鈉、鎂、銅、鐵、鋅、磷、錳、鈣：原子吸收分光光度法，硒：熒光分光光度法。生物堿的測定：參考諸燕等[11]方法。

1.4 數據分析

每組試驗重復3次，結果以平均值±標準偏差（mean±SD）表示。采用SPASS 19.0對試驗數據進行處理，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分

新疆產不同生長年份鐵皮石斛鮮條的基本營養(yǎng)成分的分析結果見表1。

表1 不同種植年限鐵皮石斛基本營養(yǎng)成分Table 1 Major nutritional components of Deudrobium officiuale（on wet weight）

由表1可知，鐵皮石斛的基本營養(yǎng)成分中，水分含量最高，在 75.42%～84.52 之間，且隨著生理年齡的增加，水分含量顯著減少（P＜0.05）。多糖和灰分占鮮質量的 6.77%～12.84%，1.05%～1.25%，2 年生條含量最低，3年生條含量最高。粗蛋白、生物堿含量在1.92%～3.81%和 0.022 5%～0.029 7%之間，隨著生理年齡的增加，其含量顯著增加（P＜0.05）。其中 VC隨著生理年齡的增加含量顯著減少（P＜0.05），粗脂肪含量無顯著差異（P＞0.05）。研究表明不同栽培年限對鐵皮石解的生長及有效成分有明顯的影響作用[12]，栽培基質及鐵皮石斛的附生材料對鐵皮石斛生長及其營養(yǎng)成分也有顯著影響[13]。本文研究新疆鐵皮石斛的營養(yǎng)成分及變化趨勢與浙江等其他產地鐵皮石斛相一致，也存在一定的差異[14－16]，這與種質及栽培的差異有關。

2.2 氨基酸組成

采用酸水解法對新疆產鐵皮石斛中的氨基酸組成進行了分析，17種氨基酸在不同生長年份的鐵皮石斛中均有檢出，其中必需氨基酸7種，半必需氨基酸2種，非必需氨基酸8種，由于酸水解法需加熱將蛋白質消解成氨基酸，色氨酸在檢測中因熱分解，因而未作分析，分析結果見表2。

表2 鐵皮石斛中氨基酸的含量（以干重計）Table 2 Amino acid content in Deudrobium officiuale（on dry weight）mg/g

由表2可知，一年、兩年、三年生鐵皮石斛中總氨基酸含量分別為27.51、31.71、36.83 mg/g；且鐵皮石斛中必須氨基酸總量、非必需氨基酸總量和鮮味氨基酸總量均隨著生長年限的增加不斷增長。1年和2年生鐵皮石斛生長旺盛，對各類蛋白酶需求量大，因而含量較少，3年生鐵皮石解生長進程放緩，對氨基酸的需求量降低，含量較高[17]。張之鵬[12]研究結果表明2年生鐵皮石斛氨基酸總量最高，1年生次之，3年生最低，這種變化可能與氨基酸的功能和鐵皮石斛生理生化作用等因素有關，環(huán)境也是也是影響其氨基酸含量的因素之一。

從氨基酸組成看，一年、兩年、三年生鐵皮石斛中氨基酸的種類和含量的高低順序基本一致，含量最高的是天冬氨酸，其次是谷氨酸、精氨酸、蘇氨酸和丙氨酸。丙氨酸和甘氨酸為呈甜味的特征氨基酸，天冬氨酸和谷氨酸呈鮮味的特征氨基酸，一年、兩年、三年生鐵皮石斛中鮮味氨基酸均占總氨基酸含量的40%左右。

不同年份鐵皮石斛中各種必需氨基酸的質量分數及WHO/FAO推薦的模式譜標準值分析結果見表3。

表3 鐵皮石斛必須氨基酸含量FAO/WHO標準模式及雞蛋蛋白比較Table 3 Comparison of essential ammo acid in Deudrobium officiuale with egg protein，FAO/WHO amino acid mg/gN

由表3可知，新疆產一年、兩年、三年生鐵皮石斛必需氨基酸含量均高于FAO/WHO的理想模式；根據FAO/WHO的理想模式，蛋白質中EAA/NEAA在60%以上則蛋白質品質較優(yōu)[18]，新疆產一年、兩年、三年生鐵皮石斛必需氨基酸和非必需氨基酸的比值均在60%以上，說明新疆產鐵皮石斛都是優(yōu)秀的蛋白源。

氨基酸比值RAA=食物中氨基酸含量/模式氨基酸含量，氨基酸比值系數RC=氨基酸比值/氨基酸比值之均數，氨基酸比值系數分 SRC=100－CV×100（CV=標準差/均數）。如果食物中氨基酸與模式氨基酸含量一致，則RC值為1。RC＞1表明該EAA相對過剩，RC＜1則表示該EAA相對不足[18]。在FAO/WHO的氨基酸模式中，如果食物蛋白質EAA的組成比例與標準一致，則RC為0，SRC=100；若食物蛋白質EAA的RC越分散，則這些EAA在氨基酸生理方面貢獻較低，SRC的值越大（≤100），食物蛋白質的營養(yǎng)價值越差[19]。

采用氨基酸比值系數法對新疆產鐵皮石斛所含必須氨基酸進行進一步分析，結果見表4。

表4 鐵皮石解中的RAA，RC及SRC對比Table 4 The comparison on RAA，RC and SRC of Deudrobium officiuale

由4可知，新疆產一年、兩年、三年生鐵皮石斛必須氨基酸除Met+Cys小于1外，其他RC值都接近1或大于1，氨基酸比值系數分SRC分別為46.48、47.22和66.85，說明第三年生鐵皮石斛蛋白質的營養(yǎng)價值比之一年、兩年生較差，但因其藥效氨基酸含量較高，藥用價值較高[17]。在各種必須氨基酸中，第一限制氨基酸均為Met+Cys，根據蛋白質互補法和其他蛋白按一定比例互混互補，能提高其營養(yǎng)價值[20]。

2.3 礦質元素的含量分析

新疆產不同年生鐵皮石斛的礦質元素含量如表5所示。

表5 鐵皮石斛中礦質元素的含量Table 5 Mineral elements composition in Deudrobium officiuale以干重計mg/kg

由表5可知，新疆產一年、兩年、三年生鐵皮石斛均含人體所需的磷、鉀、鎂、鈣、鈉等常量元素及鋅、鐵、錳、銅、硒等微量元素。其中鉀、鈣、磷含量較高，鎂、鈉含量次之；微量元素以鐵含量最高，其次是錳、鋅、銅，還含有少量的硒元素。

比較1年、2年、3年生鐵皮石斛元素的含量發(fā)現，磷、鎂、鈣、鋅、鐵、硒等元素均以3年生條顯著較高（P＜0.05），鉀、鈉、錳和銅等元素以 1 年生條顯著較高（P＜0.05）。研究表明栽培顯著影響了鐵皮石斛礦質元素的含量[13]。隨著生長年限的增加，2年生鐵皮石斛的鈣、鐵和鋅的含量顯著高于1年生，3年生最高。鈣是細胞壁合成的重要元素之一，在代謝調節(jié)中有著重要的作用；鐵能促進葉綠素的合成，促進植株的光合作；鋅是多種酶的催化劑，可以影響影響吲哚乙酸的含量而影響代謝[21]。2年生鐵皮石斛生長旺盛，光合作用較強，植物對鈣、鐵和鋅等元素的需求量增減加；3年生植物生長減慢，葉片開始脫落，光合作用變弱，對鈣、鐵和鋅的需求減少，但因鈣鐵在植物中比容易轉移，因此在植物中積累。而鐵皮石斛開花及萌蘗莖的生長也有可能使元素轉移，含量略有差異[12]。

3 結論

浙江產鐵皮石斛已經在新疆阿拉爾等南疆地區(qū)引種成功，本文對采自新疆的不同種植年限鐵皮石斛的主要營養(yǎng)成分進行分析與評價。鐵皮石斛的基本營養(yǎng)成分中，水分含量最高，在 75.42%～84.52 之間，且隨著生理年齡的增加水分含量顯著減少（P＜0.05）。多糖和灰分分別占鮮質量的 6.77%～12.84%，1.05%～1.25%，2年生條含量最低，3年生條含量最高。粗蛋白、生物堿含量在 1.92%～3.81%和 0.022 5%～0.029 7%之間且隨著生理年齡的增加而顯著增加（P＜0.05）。新疆產 1年、2年、3年生鐵皮石斛中總氨基酸含量分別為27.51、31.71、36.83 mg/g；且鐵皮石斛中必須氨基酸總量、非必需氨基酸總量和鮮味氨基酸總量均隨著生長年限的增加不斷增長；必需氨基酸和非必需氨基酸的比值均在60%以上，鮮味氨基酸均占總氨基酸含量的40%左右。第一限制氨基酸均為Met+Cys，新疆產1年、2年、3年生鐵皮石斛氨基酸比值系數SRC分別為46.48、47.22和66.85，說明3年生鐵皮石斛蛋白質的營養(yǎng)價值較差，但因其藥效氨基酸含量較高。鐵皮石斛是“藥食同源”的植物資源，不僅能作為一種良好的中藥材，還可作為一種補充人體營養(yǎng)物質的理想食品來源。因此，在鐵皮石斛藥用價值、保健功效及食用價值等方面進行深度系統研究與開發(fā)，不僅具有較廣闊的市場開發(fā)潛力，還能推動當地經濟的發(fā)展，使鐵皮石解這種藥食兩用的資源產生更大的經濟效益與社會效益。

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