3種不同產地鐵皮石斛與鐵皮楓斗多糖、氨基酸及必需元素含量分析

張桂玲　冉靚　羅緒強

摘要：以貴州、安徽、浙江3地鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）與鐵皮楓斗為研究對象，分別對其多糖、氨基酸和必需元素含量進行測定分析。結果表明：多糖含量以浙江鐵皮楓斗最高，達32.82%，黔產鐵皮石斛葉片最低，為17.21%，含量排序為浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛下莖>黔產鐵皮石斛上莖>安徽鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛葉片；鐵皮石斛各類氨基酸含量排序均為黔產鐵皮石斛葉片>安徽鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛上莖>浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛下莖；鉀（K）、銅（Cu）含量均以安徽鐵皮楓斗最高，黔產鐵皮石斛上莖最低；鈣（Ca）、鋅（Zn）含量均以黔產鐵皮石斛葉片最高，安徽鐵皮楓斗最低；鐵皮石斛多糖含量與猛（Mn）含量為顯著負相關關系（r=-0.93，P<0.05）；甲硫氨酸含量與Ca含量，蘇氨酸、亮氨酸、谷氨酸、酪氨酸、組氨酸和精氨酸含量與Mn含量均為顯著正相關（r=0.67～1.00，P<0.05），天冬氨酸含量與Mn含量呈極顯著正相關（r=-0.99，P<0.01）；多糖含量與各氨基酸含量均為負相關關系，其中天冬氨酸含量與多糖含量相關性顯著（r=-0.93，P<0.05）。

關鍵詞：鐵皮石斛；多糖；氨基酸；必需元素；相關性

中圖分類號： Q949.95；R284.1文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）14-0146-04

貴州省優秀青年科技人才培養對象專項資金（編號：黔科合人字[2015]21號）；貴州省優秀科技教育人才省長資金（編號：黔省專合字[2012]80號）。

作者簡介：張桂玲（1978—），女，山東金鄉人，博士，教授，主要從事藥物化學和生態環境地球化學研究。Tel：（0851）85931298；E-mail：glzhang996@163.com。

通信作者：羅緒強，博士，教授，主要從事生態環境地球化學研究。Tel：（0851）85811045；E-mail：xuqiangluo@163.com。

石斛屬（Dendrobium Sw.）植物是我國傳統中藥材的重要原料之一，臨床上常用于治療肺虛、胃虛、脾虛等引起的內科疾病和眼科疾病[1-3]。國際上傳統藥用石斛以金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl）為主，但是近年來的化學成分研究表明，鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）是石斛中藥用價值較高的一種石斛[4-7]。鐵皮石斛鮮條加工后的干品稱為鐵皮楓斗。2010年版《中華人民共和國藥典》特將其從石斛類藥材中劃出，單獨收載[8]。貴州地處中國西南腹地，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，境內氣候溫暖濕潤，土壤類型多樣，是我國石斛主要產區之一，石斛也與天麻、杜仲、黃連、吳茱萸并稱貴州五大名藥。但是由于長期過度采挖，貴州野生鐵皮石斛已瀕臨滅絕，市售鐵皮石斛多為人工培育加工而成。據報道，鐵皮石斛的藥用部位主要為莖，而葉片在其總生物量中約占50%[9]，民間也有飲用鐵皮石斛葉茶滋補保健的習慣，鐵皮石斛葉片功效成分與潛在藥用及保健價值亟待挖掘。本研究選取貴州某一鐵皮石斛培育基地人工培育的鐵皮石斛為研究對象，同時選購產地為安徽、浙江的2種鐵皮楓斗為對照，分別對其多糖含量、氨基酸含量和必需元素含量進行測定分析，以期為鐵皮石斛藥用及保健功能高效利用及其綜合開發提供基礎數據和理論支持。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試黔產鐵皮石斛樣品采自貴州省貴陽市花溪區桐木嶺金茂生物科技有限公司鐵皮石斛培育基地，在培育基地內隨機選擇5株成熟、健康的植株，每株按上莖、下莖、葉片分別采集，不同株鐵皮石斛同部位樣品混合成1個樣裝入干凈信封，分別簡稱黔產上莖、黔產下莖、黔產葉片；安徽、浙江產地的2種鐵皮楓斗采購自貴州省貴陽市同仁堂藥店，分別簡稱安徽楓斗、浙江楓斗。黔產鐵皮石斛樣品帶回實驗室后，用自來水、去離子水快速沖洗干凈、晾干，于105 ℃殺青，與鐵皮楓斗一起置于烘箱中60 ℃烘干（約4 h），粉碎過 100 目篩后封存于密封袋內避光干燥保存、備用。

主要儀器：721N可見分光光度計（上海儀電分析儀器有限公司）；日立L-8900氨基酸自動分析儀（日本）；AA320N原子吸收分光光度計（上海儀電分析儀器有限公司）。

主要試劑：苯酚（西隴化工有限公司，分析純）；硝酸（上海國藥集團化學試劑有限公司，優級純）；L-8500-PH緩沖液套裝（日本三菱化學公司）；日立氨基酸分析儀配套茚三酮顯色液（和光化學工業有限公司）；氨基酸混合標準樣品（日本和光純藥工業株式會社）。

1.2測試方法

多糖含量采用苯酚-硫酸法測定[10-11]，標準曲線方程為y=62.827x+0.007 4，r=0.997；氨基酸含量參照GB/T5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》[12]，測定條件：HITACHI 2622SC-PH 離子分離柱，色譜柱尺寸4.6 mm（內徑）×60 mm，日立專用3 μm鈉型陽離子交換樹脂，分離柱柱溫 57 ℃，反應柱尺寸4.6 mm（內徑）×40 mm，反應柱柱溫 135 ℃；泵Ⅰ（緩沖液）流速0.4 mL/min，泵Ⅱ（反應液）流速0.35 mL/min，檢測波長，1通道570 nm，2通道440 nm；分析時間，1通道32 min，2通道10 min。必需元素含量采用原子吸收分光光度計測定，各元素測定波長依次選擇如下：鉀（K），767 nm；鈣（Ca），423.5 nm；鎂（Mg），286.0 nm；鐵（Fe），249.0 nm；錳（Mn），280.2 nm；銅（Cu），325.3 nm；鋅（Zn），214.3 nm。以植物成分分析標準物質GBW07604（GSV-3）楊樹葉作為質量控制，標樣元素含量測定結果均在標準值范圍內。各項測定值均為植物干物質的元素總量。endprint

1.3數據分析

采用Excel 2007、IBM SPSS Statistics 19 軟件對試驗數據進行處理和統計分析。

2結果與分析

2.1多糖含量

從圖1可以看出，不同產地鐵皮石斛多糖含量不同，且在不同部位間有所差異，多糖含量以浙江鐵皮楓斗最高，黔產鐵皮石斛葉片最低；黔產鐵皮石斛不同部位中的多糖含量排序為下莖>上莖>葉片，下莖、上莖含量差異不大，均約是葉片的1.7倍；黔產鐵皮石斛下莖、上莖多糖含量與浙江鐵皮楓斗基本相當，而含量最低部位葉片中的多糖含量與安徽鐵皮楓斗不相上下。

2.2氨基酸含量

從表1可以看出，在檢出的16種氨基酸中，無論是必需氨基酸、藥效氨基酸[13]、支鏈氨基酸、芳香族氨基酸、鮮味氨基酸[14]、甜味氨基酸[15-16]還是非必需氨基酸、總氨基酸，均以黔產鐵皮石斛葉片中的含量最高，各類氨基酸含量在不同產地鐵皮石斛中的排序多數表現為黔產鐵皮石斛葉片>安徽鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛上莖>浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛下莖。

安徽鐵皮楓斗中各類氨基酸總量排序為藥效氨基酸>非必需氨基酸>必需氨基酸>鮮味氨基酸>支鏈氨基酸>甜味氨基酸>芳香族氨基酸，其中含量最多的5種氨基酸依次是天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、亮氨酸（Leu）、精氨酸（Arg）、賴氨酸（Lys），占總氨基酸量的53.78%。浙江鐵皮楓斗中各類氨基酸總量排序為藥效氨基酸>鮮味氨基酸>非必需氨基酸>必需氨基酸>甜味氨基酸>支鏈氨基酸>芳香族氨基酸，含量最多的5種氨基酸依次是天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、丙氨酸（Ala），占氨基酸總量的56.43%。黔產鐵皮石斛葉片、上莖中各類氨基酸總量排序均為藥效氨基酸>必需氨基酸>非必需氨基酸>鮮味氨基酸>甜味氨基酸>支鏈氨基酸>芳香族氨基酸；黔產鐵皮石斛葉片含量最多的5種氨基酸依次是谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸（Phe），占氨基酸總量的47.93%；黔產鐵皮石斛上莖含量最多的5種氨基酸依次是谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、賴氨酸，占氨基酸總量的48.43%；黔產鐵皮石斛下莖中各類氨基酸總量排序為藥效氨基酸>非必需氨基酸>必需氨基酸>鮮味氨基酸>甜味氨基酸>支鏈氨基酸>芳香族氨基酸，含量最多的5種氨基酸依次是天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、甘氨酸（Gly）、丙氨酸，占氨基酸總量的50.41%。

藥效氨基酸、必需氨基酸、鮮味氨基酸和非必需氨基酸均為不同產地鐵皮石斛中含量較高的4類氨基酸，含量都在其總氨基酸含量的40%以上，其中藥效氨基酸含量達70%左右；必需氨基酸、非必需氨基酸均約占其總氨基酸含量的50%，其比值均接近1.0，遠高于聯合國糧食與農業組織/世界衛生組織（FAO/WHO）理想模式比值的0.6[17]。不同產地鐵皮石斛中的支鏈氨基酸分別占其必需氨基酸總量、總氨基酸含量40%、20%左右，支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的含量比值約等于2.0，均低于正常人血液中的最低比值30[18-20]。

2.3必需元素含量

K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn既是植物必需元素[21-22]，也是人體必需元素[23]。從表2可以看出，不同產地鐵皮石斛中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種必需元素的含量和分配模式均有所不同；Ca元素含量排序為黔產鐵皮石斛葉片>黔產鐵皮石斛上莖>黔產鐵皮石斛下莖>浙江鐵皮楓斗>安徽鐵皮楓斗，Mg含量排序為黔產鐵皮石斛上莖>浙江鐵皮楓斗>安徽鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛葉片>黔產鐵皮石斛下莖，Fe含量排序為浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛葉片>黔產鐵皮石斛下莖>黔產鐵皮石斛上莖>安徽鐵皮楓斗，Mn含量排序為黔產鐵皮石斛葉片>安徽鐵皮楓斗>浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛上莖>黔產鐵皮石斛下莖，Zn含量排序為黔產鐵皮石斛葉片>浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛上莖>黔產鐵皮石斛下莖>安徽鐵皮楓斗，K、Cu含量排序均為安徽鐵皮楓斗>浙江鐵皮楓斗>黔產鐵皮石斛葉片>黔產鐵皮石斛下莖>黔產鐵皮石斛上莖。7種必需元素在浙江鐵皮楓斗中的分配模式為K>Mg>Fe>Ca>Cu>Zn>Mn，安徽鐵皮楓斗分配模式為K>Ca>Mg>Cu>Fe>Mn>Zn，而在黔產鐵皮石斛不同部位中的分配模式基本一致，葉片、下莖分配模式均為 Ca>K>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，上莖分配模式為Ca>Mg>K>Fe>Mn>Zn>Cu。

2.4相關性分析

表3相關性分析表明，鐵皮石斛多糖與必需元素Ca、Mn、Cu、Zn均為負相關關系，與K、Mg、Fe均為正相關關系，其中，鐵皮石斛多糖與Mn為強度顯著負相關（r=-0.93，P<005），與Ca、Mg、Fe、Cu均為中等相關（|r|=0.33～0.67），而與K、Zn的相關性較弱（|r|=0.00～0.33）；必需元素Ca、Mn、 Zn與各氨基酸的相關性均較強， 且均為正相關關系， 除Ca與天冬氨酸、酪氨酸（Tyr）、精氨酸，Mn與甲硫氨酸（Met），Zn與天冬氨酸、甲硫氨酸為中等相關外，其余均達強度相關，其中Ca與甲硫氨酸，Mn與蘇氨酸（Thr）、亮氨酸、谷氨酸、酪氨酸、組氨酸（His）和精氨酸均為強度顯著正相關（|r|=0.67～1.00，P<005），Mn與天冬氨酸達強度極顯著正相關（r=-0.99，P<0.01）；K、Mg、Fe、Cu與各氨基酸的相關性均較弱，除甲硫氨酸與K、Fe、Cu和天冬氨酸與Cu間達中等相關外，其他均為弱相關，其中天冬氨酸與K、Cu，酪氨酸與Cu，精氨酸與K、Fe、Cu為正相關，其余均為負相關；鐵皮石斛多糖與各氨基酸均為負相關關系，且均為強度相關，其中天冬氨酸與多糖相關性顯著（r=-0.93，P<0.05）。

3結論

多糖含量以浙江鐵皮楓斗最高，黔產鐵皮石斛葉片最低，黔產鐵皮石斛不同部位中的排序為下莖>上莖>葉片。各類氨基酸含量均以黔產鐵皮石斛葉片最高，且不同產地鐵皮石斛中含量最高的4類氨基酸均為藥效氨基酸、必需氨基酸、鮮味氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸與非必需氨基酸比值均遠高于FAO/WHO理想模式比值，但支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的含量比值均低于正常人血液中的最低比值。endprint

K、Cu含量均以安徽鐵皮楓斗最高，黔產鐵皮石斛上莖最低；Ca、Zn含量均以黔產鐵皮石斛葉片最高，安徽鐵皮楓斗最低。7種必需元素在浙江鐵皮楓斗中的分配模式為K>Mg>Fe>Ca>Cu>Zn>Mn，在安徽鐵皮楓斗中的分配模式為K>Ca>Mg>Cu>Fe>Mn>Zn，而在黔產鐵皮石斛不同部位中的分配模式基本一致，葉片、下莖均為Ca>K>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，上莖為Ca>Mg>K>Fe>Mn>Zn>Cu。

鐵皮石斛多糖與Mn為強度顯著負相關關系（r=-0.93，P<0.05）；甲硫氨酸與Ca，蘇氨酸、亮氨酸、谷氨酸、酪[CM（25]氨酸、組氨酸、精氨酸與Mn均為強度顯著正相關（|r|=067～1.00，P<005），天冬氨酸與Mn達強度極顯著正相關（r=-0.99，P<001）；多糖與各氨基酸均為強度負相關關系，其中天冬氨酸與多糖相關性顯著（r=-0.93，P<0.05）。

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