鐵皮石斛花和葉營養成分及資源開發研究進展

錢亦純，陸秋君，梁大剛，毛碧增*

(1.浙江大學 農業與生物技術學院，浙江 杭州 310058；2.杭州市農業農村事務保障中心，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，能鎮涎痰，解暑，甘芳降氣”之效，稱其為滋陰補益珍品。《中華人民共和國藥典》(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成分豐富，具有一定的應用價值。2019年國家衛生健康委和國家市場監管總局聯合發文《關于對黨參等9種物質開展按照傳統既是食品又是中藥材的物質管理試點工作的通知》 (國衛食品函〔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，產業規模占全國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集聚區。2018年鐵皮石斛成功入選浙江省“新浙八味”培育品種，2020年浙江省衛生健康委員會發布《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 揮發性成分

鐵皮石斛的揮發性成分主要集中在花中。霍昕等[11]鑒定出59種鐵皮石斛花的揮發性成分，其中含量最高的是壬醛(9.21%)。康聯偉等[12]從鐵皮石斛花揮發油中鑒定出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 鐵皮石斛的開發加工研究現狀

中國傳統的中醫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的相關研究相對起步較晚。目前鐵皮石斛資源開發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“生津養胃，滋陰潤肺”的功效。目前已經有不少研究者設計開發以鐵皮石斛花、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。研究人員對研發出來的產品也進行了功能測定、安全評估，發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]。鐵皮石斛的保健養生應用，包括直接口嚼、以其為原料開發飲料型、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利用還比較欠缺(表2)。

表2 鐵皮石斛保健品研究開發情況

2.3 化妝品

隨著醫美產業的發展、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，增加真皮和表皮的水分滲透，樹立皮膚保護屏障，減少環境導致的損傷。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[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研究(表3)。

表3 鐵皮石斛化妝護膚品的研究開發情況

3 總結與展望

大健康產業迎來了前所未有的發展窗口期。“健康中國”戰略指出“到2030年，健康服務業總規模將達到16萬億，并將大健康產業作為國民經濟的重要支柱產業。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、應用前景，因此，也需要后續更多的關注。學術研究領域對于鐵皮石斛的資源利用開發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比較欠缺。