金釵石斛功能性成分及保健食品開發研究現狀

李明元， 鄧維澤， 唐顯福， 楊文宇， 閆天龍， 古 霞

（1.西華大學 生物工程學院，四川省食品生物技術重點實驗室，四川 成都 610039；2.赤水仙草生物科技有限公司，貴州 赤水 564700）

金釵石斛（D.nobile Lindl.），又名金釵石、扁金釵，為蘭科（Orchidaceae）石斛屬（Dendrobium Sw.）多年生附生草本植物，是我國名貴的中藥，《神農本草經》中被列為上品，具有滋陰潤肺、益胃補腎、健腦明目、補五臟虛勞等功效。在我國，金釵石斛主要分布在云南、貴州、臺灣、福建、廣東、四川等省區[1]，其中云南和貴州是兩個種植和出口原料的大省。金釵石斛含有石斛堿、多糖類及酚類物質，被作為現代許多中成藥如脈絡寧注射液、石斛夜光丸等的配伍之一，用于治療白內障、心血管疾病等。近年來，許多學者致力于研究金釵石斛功能性成分的提取、檢測、結構鑒定及功能作用，為開發理想的保健食品基料提供理論依據。2013年10月，第七屆中國石斛產業發展論壇在霍山縣開幕，論壇就石斛資源、市場開發建設、石斛產業未來發展趨勢等內容進行專題討論。金釵石斛深度開發成保健食品已成為石斛產業的發展趨勢之一。

1 金釵石斛功能性成分研究現狀

1.1 活性多糖

1.1.1 活性多糖的提取及測定 關于金釵石斛活性多糖提取工藝研究的報道較少，大多數學者在研究金釵石斛活性多糖的功效時[2-4]，都采用水提醇沉法提取金釵石斛活性多糖，但針對活性多糖的提取技術的研究甚多。傳統的提取技術有水浸提法、酸提取法和堿提取法；現代提取技術有酶法輔助提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、超微粉碎法和復合提取法，也有學者運用了超濾法[5]和微膠囊技術[6]。活性多糖含量的檢測方法見表1。

表1 活性多糖含量的檢測方法Table 1 Detection methods of polysaccharide content

1.1.2 活性多糖的結構成分及功能 目前關于金釵石斛多糖結構分析的報道極少，王軍輝[7]在探討金釵石斛多糖的化學結構與抗白內障活性時，經熱水浸提獲得金釵石斛粗多糖DNP-W，對DNP-W進一步用DEAE-纖維素和葡聚糖凝膠進行分離純化，最終獲得 7個均一多糖組分 DNP-W1A，DNPW1B，DNP-W2，DNP-W3，DNP-W4，DNP-W5，DNP-W6。他采用化學和波譜學手段表征了各均一多糖的一級結構。隨后，王軍輝和查學強等人[8]繼續研究金釵石斛免疫活性多糖DNP-W1B的結構特征，進一步表征了DNP-W1B的結構特征：DNPW1B 相對分子質量為 7.7×105，比旋度[α]D20=＋81.3°（c 0.3，H2O），由葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖 3種單糖組成， 摩爾比為 6.2∶3.1∶0.9。 DNP-W1B 主鏈由1，4-和1，6-連接的葡萄糖殘基組成，在主鏈1，6-連接葡萄糖殘基的4位形成分支，支鏈由末端半乳糖殘基和阿拉伯糖殘基組成。

現有的研究結果表明，金釵石斛多糖具有抗白內障的作用[7]，緩解記憶力衰退[9]，降血糖的作用[10]，能直接抑制K562細胞增殖并誘導其凋亡[11]，能有效地促進脾淋巴細胞的增殖，并與刀豆蛋白質（ConA）、脂多糖（LPS）對 T、B 淋巴細胞的增殖有協同刺激作用[12]，并具有增強免疫能力[13]、抗衰老[14]和抗菌作用，且抗菌作用比鐵皮石斛多糖抗菌作用更好[15]。

1.2 石斛堿

1.2.1 石斛堿的提取及測定 目前，生物堿的提取，傳統的提取技術有浸漬、煎煮、溶劑回流、滲濾等方法；現代新技術有超臨界流體萃取技術、微波輔助提取技術、超聲輔助提取技術和雙水相萃取技術等。在分離純化方面，經典的分離純化技術有有機溶劑萃取、沉淀法、蒸餾法、結晶法、樹脂吸附及層析分離等；高新技術有膜分離技術、分子蒸餾技術、高速逆流色譜技術、分子印跡技術等。但目前針對金釵石斛石斛堿提取工藝的報道較少。黃小燕、黨翠之等[16]采用酸性乙醇提取金釵石斛生物堿并優化了提取工藝。劉紅、董海麗[17]采用超聲波輔助提取金釵石斛生物堿并優化了提取工藝，以體積分數70%乙醇為提取溶劑，用200 W超聲波輔助提取20 min，固液比為 l∶8（g/mL）時，生物堿得率最高，達到0．248%。石斛堿含量的檢測方法見表2。

表2 總石斛堿含量的檢測方法Table 2 Detection methods of the total dendrobine content

1.2.2 石斛堿的結構成分及功能 日本人鈴木秀干在1932年首次在金釵石斛中分離得到石斛堿（Dendrobine）[18]，至今從金釵石斛中分離得到并已鑒定其分子結構式的生物堿類[19-20]有：石斛堿（dendrobine）， 金 石斛堿 （nobilonine）， 石 斛 副 堿（dendrine）， 石 斛 星 （dendroxine）， 石 斛 氨 堿（dendramine 即 6 - 羥 基 石 斛 堿 ，6-hydroxydendrobine），6- 羥 基 石 斛 星 （6-hydroxydendroxine），8- 羥 基 石 斛 星 （8-hydroxydendroxine），noblimethylene，3-羥基-2-氧石斛堿（3-hydroxy-2-oxodendrobine）；還有 5 種季胺生物堿：N-甲基石斛堿碘化物 （N-methyldendrobinium），N-異戊烯石斛堿溴化物 （N-isopentenyldendrobinium bromide）， 石斛堿-N-氧化物 （dendrobine N-oxide），N-異戊烯石斛星氯化物（N-isopentenyldendroxinium chloride）和 N-異戊烯-6-羥基石斛星氯化物 （N-isopentenyl-6-hydroxydendroxiniun chloride）。

近年來，許多學者就金釵石斛總生物堿（Dendrobium nobile Lindl.Alkaloids，DNLA）針對不同因素導致的糖尿病，進行了大鼠動物藥理作用試驗。研究表明，DNLA可以降低不同因素所致大鼠高血糖且不影響正常大鼠血糖[21-24]。許多研究還發現，金釵石斛生物堿具有抗白內障的作用[25-26]，抗老年癡呆并改善學習記憶能力[27-29]。劉俊等[30]研究發現，金釵石斛生物堿能減少急性腦缺血大鼠的氧自由基的生成，具有抗氧化應激的作用。魏小龍等人[31]發現，金釵石斛生物堿能有效抑制iNOS（誘導型一氧化氮合酶）基因的表達，對糖尿病性白內障具有較好的治療作用。

1.3 其他功能成分

Lee等[32]從金釵石斛中分離得到石斛菲醌（denbinobin）和一個菲類成分 Lusianthridin，即 4，7-二羥基-2-甲氧基-9，10-二氫菲（4，7-dihydroxy-2-methoxy -9，10 -dihudrophenanthrene）。 其 中Lusianthridin是首次分離得到。這兩種化合物均具有抗腫瘤的活性。Miyazawa等人[33]的研究表明，金釵石斛中的酚類成分gigantol和moscatilin有抗突變的活性。Zhao等[34]從金釵石斛中分離得到兩種對小鼠的T、B淋巴細胞有增殖作用的倍半萜葡萄糖苷dendroside A和dendronobilosides A，以及一種對小鼠T、B淋巴細胞有抑制作用的倍半萜葡萄糖苷dendronobilosides B。羅丹、張朝鳳[35]等從金釵石斛中分離得8個化合物，并鑒定了其中的7個化合物，其中化合物異甘草苷具有清除自由基、抗氧化的活性 ， 化 合 物 2-N-（2ˊ ，3ˊ-dihydroxyhexacosanoyl）-hexadecane-1，3，4-triol具有抗肝病毒的活性。李墅[36]從金釵石斛中分離得到具有抗氧化作用的左旋丁香脂素。金釵石斛中的海松烷型二萜lonchophylloid A和B對糖蛋白質有抑制活性，能敏化腫瘤細胞，可能有助于腫瘤的治療[37]。張雪等人從金釵石斛中分離得到3個新的聯苯類化合物和13個酚酸類化合物，并且鑒定了它們的結構。其中分離得到的化合物丁香酸 （syringic acid）在對DPPH自由基和氧自由基清除能力的測試中，其抗氧化活性明顯強于VC的活性。金釵石斛中還含有其他許多的化合物和營養物質，對其藥效作用和保健功能還不太明確，有待研究。

2 金釵石斛保健食品開發利用現狀

1996年7月，我國開始保健食品的注冊。到目前為止，國家食品藥品監督管理局已批準的國產保健食品有12 953種，進口保健食品有709種，保健食品產值上千億。隨著人們生活水平的提高、生活節奏的加快，保健食品成為亞疾病和亞健康人群的可選。石斛（需提供使用證明）是國家批準的可用于保健食品的114個物品之一，它含有豐富的多糖成分、石斛堿以及其它的功能性成分。根據國家食品藥品監督管理局批準的國內保健品目錄和進口保健品目錄，目前有3種石斛被開發成保健食品，它們分別是金釵石斛、鐵皮石斛和霍山石斛，現有的開發情況見表3和表4。

表3 石斛類保健食品市場現狀Table 3 Current situation of market of the health care food of Dendrobium nobile

表4 石斛類保健食品保健功能及其品牌開發現狀Table 4 Development status of health care food brands and function about Dendrobium nobile

從表3中可以統計出，市場上總共有58家公司開發出56種以石斛為主要原料的保健食品，其中以金釵石斛為主要原料的有兩家公司，開發出兩種劑型4種品牌保健食品；以鐵皮石斛為主要原料的有55家公司開發出9種劑型51個品牌的保健食品；以霍山石斛為主要原料的一家公司開發出一種劑型一種品牌的保健食品。金釵石斛保健食品開發的具體情況是：云南英茂生物技術有限公司開發的英茂牌金釵石斛含片 （國食健字G20060563），云南林洋生物科技有限公司開發的林蘭花牌金釵石斛洋參膠囊（國食健字G20080243）、林蘭花牌金釵石斛膠囊（國食健字20120229）、林蘭花牌石斛葛根杜仲葉膠囊（國食健字G20120100）。

分析表3和表4，以金釵石斛和霍山石斛為原料開發出的保健品劑型種類和保健功能比鐵皮石斛少，無法滿足客戶對不同劑型的需求，因此可以深度開發金釵石斛和霍山石斛類保健食品的劑型種類。根據相關文獻的報道[38]，金釵石斛中總生物堿質量分數大約0.46%，而鐵皮石斛中總生物堿質量分數為0.025%；金釵石斛中總多糖質量分數大約3.8%，而鐵皮石斛中總多糖質量分數大約22%。對比金釵石斛和鐵皮石斛的保健功能，金釵石斛含有大量的石斛堿，比鐵皮石斛多一個數量級，因此金釵石斛可以深度開發石斛堿方面的保健品，具備改善視力、改善記憶力、輔助降血糖等功效。

3 展望

盡管金釵石斛功能性成分及其保健食品開發研究方面取得了許多進展，但在功能性成分化學結構研究方面，許多具有藥理活性及保健功能的化學成分其結構尚未明確，特別是具有高級結構的化學成分；在功能性成分活性作用機理方面，關于金釵石斛活性多糖活性作用機理的研究還不多；在金釵石斛保健品開發方面，其開發的深度遠滿足不了市場的需求。因此，未來在金釵石斛功能性成分的研究方面，應注重功能性成分化學結構的高級結構及活性作用機理的研究；在保健食品開發方面，應加強深度開發，開發出適合不同人群的金釵石斛保健食品。

貴州省赤水市是我國瀕危珍稀藥材金釵石斛原產地和主產區，得天獨厚的自然生態環境孕育出了赤水地道的中藥材赤水金釵石斛。1998年，國家中醫藥管理局（國中醫藥生[1998]17號文件）批復在貴州省赤水市建立石斛生產基地。2006年3月，貴州赤水金釵石斛獲得國家質檢總局批準實施地理標志產品保護。根據貴州農經網的報道，截止2013年上半年，貴州赤水金釵石斛種植面積已達5.3萬余畝，原料年銷售額達1.36億元。目前，赤水市政府的相關部門正在開展金釵石斛GAP認證申報工作。

有了赤水市金釵石斛的規范化種植，防止了瀕危珍稀藥材金釵石斛的滅絕，同時也促進了金釵石斛的深度加工與開發利用，滿足了市場的需求，展現了金釵石斛深度開發的美好前景。

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