紫皮石斛花營養成分測定分析

羅 慧，劉倩葶，范家坤，李崇萍，趙菊潤，趙 明*

（1.云南農業大學茶學院，云南昆明 650201；2.云南農業大學西南中藥材種質創新與利用國家地方聯合工程研究中心云南省藥用植物生物學重點實驗室，云南昆明 650201；3.龍陵縣石斛研究所，云南保山 678300）

石斛（Dendrobium）是蘭科（Orchidaceae）第二大屬，據報道超過1500種植物，廣泛分布于亞洲、歐洲和澳洲等地［1-2］。中國有74種和2個變種，新鮮或干燥的石斛莖長期應用于中醫藥。其中鐵皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）、金釵石斛（Dendrobium nobileLindl.）、霍山石斛（Dendrobium huoshanenseC. Z. Tang et S. J. Cheng）、鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxumLindl）或流蘇石斛（Dendro‐bium fimbriatumHook）的栽培品及其同屬植物近似種被列入2020 版《中華人民共和國藥典》［3-4］。除了上述石斛外，主產于云南省保山市龍陵縣的紫皮石斛（Dendrobium devonianumPaxt）也得到了廣泛栽培［5］。據調查，截止2018 年云南省龍陵縣中紫皮石斛種植面積達620 hm2［6］。

在石斛集約化栽培過程中產生了以花為主的大量副產物，引起了學者的關注。前期關于鐵皮石斛花的研究發現，石斛花含有柚皮苷和花色苷等黃酮類、石斛多糖、氨基酸、石斛堿等營養及活性成分，具有抗氧化、護肝、降糖降壓等功效［7］，已經在茶飲、發酵食品、糖果糕點等食品中廣泛應用［8］。但關于紫皮石斛花的研究不多，僅見曲繼旭等［9］比較金釵、鼓槌、鐵皮和紫皮4種石斛花的氨基酸組分和揮發性成分。Wang 等［10］通過響應面法優化了超聲輔助提取紫皮石斛花多糖的最佳工藝條件，制備得到具有抗氧化活性的三種多糖餾分，明確紫皮石斛花中多糖主要由甘露糖和葡萄糖組成。

目前紫皮石斛花云南省地方食品安全標準正在制訂中，隨著食品標準的制訂，紫皮石斛花將得到更廣泛的開發，但是首先需要探明其營養成分。為此，本文測定了紫皮石斛花的蛋白質、氨基酸、多糖、脂肪酸、礦質離子、維生素等營養成分含量，明確其營養價值，為紫皮石斛花的深度開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

紫皮石斛干花：龍陵石斛所研究提供，避光保存。丙氨酸（Alanine，Ala）、精氨酸（Arginine，Arg）、天冬氨酸（Aspartic acid，Asp）、半胱氨酸（Cysteine，Cys）、谷氨酸（Glutamic acid，Glu）、甘氨酸（Glycine，Gly）、組氨酸（Histidine，His）、異亮氨酸（Isoleucine，Ile）、亮氨酸（Leucine，Leu）、蛋氨酸（Methionine，Met）、苯丙氨酸（Phenylalanine，Phe）、脯氨酸（Pro?line，Pro）、絲氨酸（Serine，Ser）、蘇氨酸（Threonine，Thr）、酪氨酸（Tyrosine，Tyr）、纈氨酸（Valine，Val）混標：美國安捷倫公司；己酸甲酯（Methyl hexano?ate）、辛酸甲酯（Methyl octanoate）、癸酸甲酯（Methyl decanoate）、十一酸甲酯（Methyl undecanoate）、月桂酸甲酯（Methyl laurate）、十三酸甲酯（Methyl tri?decanoate）、肉豆蔻酸甲酯（Methyl myristate）、肉豆蔻腦酸甲酯（Methyl myristoleate）、十五烷酸甲酯（Methyl pentadecanoate）、十五碳烯酸甲酯（Methyl pentadecenoate）、棕櫚酸甲酯（Methyl palmitate）、棕櫚油酸甲酯（Methyl palmitoleate）、十七烷酸甲酯（Methyl heptadecanoate）、十七烯酸甲酯（Methyl hep?tadecenoate）、硬酯酸甲酯（Methyl stearate）、反-9-十八碳烯酸甲酯（Methyl elaidate）、油酸甲酯（Methyl oleate）、反亞油酸甲酯（Methyl linoelaidate）、亞油酸甲酯（Methyl linoleate）、花生酸甲酯（Methyl arachi?date）、r-亞麻酸甲酯（Methyl gamma linolenate）、11-二十碳烯酸甲酯（Methyl 11-eicosenoate）、亞麻酸甲酯（Methyl linolenate）、二十一烷酸甲酯（Methyl he?neicosanoate）、11，14- 二十碳二烯酸甲酯（Methyl 11，14-eicosadienoate）、山 崳 酸 甲 酯（Methyl be?henate）、順式-8，11，14-二十烷三烯酸甲酯（Cis-8，11，14-eicosatrienoic acid methyl ester）、芥 酸 甲酯（Methyl erucate）、順-11，14，17-二十碳三烯酸甲酯（Methyl 11，14，17-eicosatrienoate）、二十三烷酸甲酯（Methyl tricosanoate）、花生四烯酸甲酯（Methyl ara?chidonate）、二十二碳二烯酸甲酯（Methyl docosadie?noate）、木蠟酸甲酯（Methyl lignocerate）、二十碳五烯酸甲酯（Methyl eicosapentaenoate）、神經酸甲酯（Methyl nervonate）和二十二碳六烯酸甲酯（Methyl docosahexaenoate）標品：美國Supelco公司；礦質離子和重金屬元素標準品［鎂（Mg）、鈣（Ca）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、鉀（K）、銅（Cu）、硼（B）、鈉（Na）、鈷（Co）、鎳（Ni）、砷（As）、鉬（Mo）、鉛（Pb）、鋁（Al）、鉻（Cr）、硒（Se）、鍶（Sr）、鋰（Li）、鈹（Be）、磷（P）、釩（V）］：美國PerkinElmer Elan 公司；維生素B4（Adenine）、維生素B5（Pantothenic acid）、維生素B7（Biotin）、維生素B8（Adenosine 5′-monophosphate）、維生素B9（Folic acid）、維生素B12（Cyanocobalamin）、維生素B1（Thiamine）、維生素B2（Riboflavin）、維生素B3（Nicotinamide）、維生素B6（Pyridoxine）、維生素C（ascorbic acid）、α-生育酚（α-tocopherol acetate）、γ-生育酚（γ-tocopherol acetate）、δ-生育酚（δ-tocoph?erol acetate）、維生素K1（Phylloquinone）試劑：上海三黍生物科技有限公司提供；甲醇、乙腈、乙醇：色譜純，Merck公司。

1.2 主要儀器與設備

756CRT紫外可見分光光度計（上海菁華科技儀器有限公司）；1200 型高速液相色譜系統（美國Agi?lent 公司）；A13204-N 電子分析天平（奧豪斯儀器有限公司）；Smart-Q30 實驗室純水系統（上海和泰儀器有限公司）；DHG-9140 型電熱鼓風干燥箱（上海中友儀器設備有限公司）；Avio 200 電感耦合等離子體發射光譜儀器（美國PerkinElmer 公司）；Thermo DGLC 雙三元超高效液相（美國Thermo 公司）；Q ex?active高分辨質譜檢測系統（美國Thermo公司）。

1.3 試驗方法

按國家標準GB 5009.5—2016 中分光光度法［11］、硫酸蒽酮比色法［12］和苯酚硫酸法［13］測定蛋白質、可溶性糖、多糖含量。應用茚三酮比色法［14］和實驗室建立的高效液相色譜法（HPLC）測定氨基酸組分含量［15］，并根據峰面積使用外標法進行定量。

應用氣相色譜-質譜法（GC-MS）測定中長鏈脂肪酸組成與含量［16］，應用液相色譜串聯質譜法（LCMS）技術測定維生素B、C、E 和K 組成與含量［17］，應用Avio 200 電感耦合等離子體發射光譜儀器ICPMS 技術，測定紫皮石斛花中的礦物質元素［18］，每個樣品設置3次重復。

2 結果與分析

2.1 基本營養素含量

測定紫皮石斛花的含水量、蛋白、多糖與游離氨基酸含量，見表1。由表可知，紫皮石斛花的粗蛋白和游離氨基酸含量分別為（1.70±0.28）%和（1.64±0.05）%。采用HPLC 檢測到16 種游離氨基酸，其中包括苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸共6種人體必需氨基酸。其中條件必需氨基酸Arg（1.12±0.06）mg/g 和半胱氨酸Cys（1.38±0.10）mg/g 含量較高。氨基酸組成與曲繼旭等測定相符，但是氨基酸含量較曲繼旭等［9］報道偏低，我們推測是樣品來源與測定方法不同的原因。由于石斛的主要活性成分是多糖［19］，在該紫皮石斛花中檢測到多糖含量為（4.06±0.08）%，與陳丹等［20］測定結果相比表明紫皮石斛花多糖含量低于莖。

表1 紫皮石斛花的水分、蛋白、多糖與氨基酸含量Table 1 The contents of protein，amino acids and polysaccha?ride in D. devonianum flowers

2.2 脂肪酸

脂肪酸是一類具有重要功能的生物分子，廣泛存在于動植物體內，是人體的重要組成成分［21］。脂肪酸能顯著影響和改善神經類疾病，內分泌失調以及代謝綜合征等疾病［22］，具有重要的營養價值與藥理活性。本試驗采用GC-MS 檢測到紫皮石斛花中含有6種酯化的脂肪酸，包括棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、亞油酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亞麻酸甲酯和木蠟酸甲酯，含量從（0.65±0.15）mg/g 到（30.76±3.40）mg/g（表2）。在紫皮石斛花中檢測到含量最高的是亞油酸甲酯，據報道飲食攝入亞油酸可降低心血管疾病［23］和癌癥［24］發生。因此，紫皮石斛花具有亞油酸的保健功效，有可能作為脂肪酸補充的開發物質。

表2 紫皮石斛花中脂肪酸甲酯的含量Table 2 The contents of methyl esters of fatty acids in D. devo‐nianum flowers

2.3 維生素

維生素是維持正常生理功能所必需的天然物質，據報道人體內有13種維生素［25］。本試驗在紫皮石斛花中檢測到了9 種B 族維生素（維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B4、維生素B5、維生素B6、維生素B7、維生素B8和維生素B9）、3種維生素E（δ-VE、r-VE、a-VE）以及維生素C 和K（表3）。首次發現紫皮石斛花的維生素B4含量高達（4 789.02±610.83）μg/g。維生素B4又稱為腺嘌呤，腺嘌呤是核酸合成的前體物質，在體內參與RNA 和DNA 合成，當白細胞缺乏時，它能促進白細胞增生，可用于防治各種原因引起的白細胞減少癥［26］。檢測發現紫皮石斛花維生素C 含量為（488.16±26.93）μg/g，即48.82 mg/100 g。與楊詩謠［27］檢測結果相比，紫皮石斛花中維生素C 含量遠遠高于西紅柿（9.46 mg/100 g）、黃瓜（0.76 mg/100 g）、洋蔥（0.14 mg/100 g）中維生素C 含量，也高于柚子（30.78 mg/100 g）、檸檬（18.55 mg/100 g）、桔子（15.38 mg/100 g）中維生素C 含量，僅低于番石榴（96.91 mg/100 g）、獼猴桃（68.09 mg/100 g）的含量。由此可見，紫皮石斛花中維生素C 含量較高，具有開發為維生素C 補充劑的潛力。在紫皮石斛花中還檢測到3種維生素E，分別是α-VE、γ-VE和δ-VE，其中α-VE含量最高，含量為（15.21±0.32）μg/g，其次是γ-VE（5.62±0.09）μg/g。紫皮石斛花維生素K1含量為（0.13±0.09）μg/g。總的來看，紫皮石斛花維生素組成豐富，富含腺嘌呤、維生素C，具有開發成為復合維生素補充劑的潛力。

表3 紫皮石斛花維生素的含量Table 3 The contents of vitamins in D. devonianum flowers

2.4 礦物元素

礦物質是人體必需的營養素之一，在體內無法自行產生、合成，必須由外界環境供給，常適量攝入維持機體的正常生命活動［28］。為此，本試驗檢測了5 種常量元素（鈣、鎂、鉀、鈉、磷）、14 種微量元素（錳、鐵、鋅、銅、硼、鈷、鎳、鉬、鋁、硒、鍶、鋰、鈹、釩），以及4 種有害元素（鎘、砷、鉛、鉻）的含量。在紫皮石斛花中檢測到含5 種常量元素（鈣、鎂、鉀、鈉、磷），其中鉀含量（13 956.05±343.16）mg/kg 最高，其次是鈣（7 025.37±137.17）mg/kg，然后鈉含量（99.43±0.74）mg/kg 最低，呈現出高鉀低鈉的特點。并在紫皮石斛花中檢測到7種微量元素（鐵、鋁、錳、硼、鍶、銅、鋰），含量在（12.69±0.08）mg/kg到（74.40±6.24）mg/kg 之間，其中含量最高的是鐵（74.40±6.24）mg/kg。該結果表明紫皮石斛花含有大量的鉀、鈣元素，與Rop 研究認為食用花卉中礦物質含量高于水果蔬菜，可作為優質的礦物質補充結果一致［29］。另外，在紫皮石斛花中未檢測到有害元素（鎘、砷、鉛、鉻）。人類需要超過22 種的礦物質，通常從食物攝入補充，但是經常缺乏鐵、鋅、鈣、鎂、銅、硒等元素［30］。紫皮石斛花含有鉀、鈣、磷、鎂、鈉、銅、鐵等礦物質，可作為人體礦物質良好的補充劑。

表4 紫皮石斛花礦物質的含量Table 4 The contents of mineral elements in D. devonianum flowers

3 結論

紫皮石斛花含有豐富的脂肪酸和6種人體必須氨基酸，富含維生素B4和維生素C。紫皮石斛花中礦物質以鉀、鈣、磷、鎂等為主，具有高鉀低鈉的特點。本研究為將紫皮石斛花開發為功能產品提供理論依據。