金钗石斛功能性成分及保健食品开发研究现状

李明元， 邓维泽， 唐显福， 杨文宇， 闫天龙， 古 霞

（1.西华大学 生物工程学院，四川省食品生物技术重点实验室，四川 成都 610039；2.赤水仙草生物科技有限公司，贵州 赤水 564700）

金钗石斛（D.nobile Lindl.），又名金钗石、扁金钗，为兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium Sw.）多年生附生草本植物，是我国名贵的中药，《神农本草经》中被列为上品，具有滋阴润肺、益胃补肾、健脑明目、补五脏虚劳等功效。在我国，金钗石斛主要分布在云南、贵州、台湾、福建、广东、四川等省区[1]，其中云南和贵州是两个种植和出口原料的大省。金钗石斛含有石斛碱、多糖类及酚类物质，被作为现代许多中成药如脉络宁注射液、石斛夜光丸等的配伍之一，用于治疗白内障、心血管疾病等。近年来，许多学者致力于研究金钗石斛功能性成分的提取、检测、结构鉴定及功能作用，为开发理想的保健食品基料提供理论依据。2013年10月，第七届中国石斛产业发展论坛在霍山县开幕，论坛就石斛资源、市场开发建设、石斛产业未来发展趋势等内容进行专题讨论。金钗石斛深度开发成保健食品已成为石斛产业的发展趋势之一。

1 金钗石斛功能性成分研究现状

1.1 活性多糖

1.1.1 活性多糖的提取及测定 关于金钗石斛活性多糖提取工艺研究的报道较少，大多数学者在研究金钗石斛活性多糖的功效时[2-4]，都采用水提醇沉法提取金钗石斛活性多糖，但针对活性多糖的提取技术的研究甚多。传统的提取技术有水浸提法、酸提取法和碱提取法；现代提取技术有酶法辅助提取法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、超微粉碎法和复合提取法，也有学者运用了超滤法[5]和微胶囊技术[6]。活性多糖含量的检测方法见表1。

表1 活性多糖含量的检测方法Table 1 Detection methods of polysaccharide content

1.1.2 活性多糖的结构成分及功能 目前关于金钗石斛多糖结构分析的报道极少，王军辉[7]在探讨金钗石斛多糖的化学结构与抗白内障活性时，经热水浸提获得金钗石斛粗多糖DNP-W，对DNP-W进一步用DEAE-纤维素和葡聚糖凝胶进行分离纯化，最终获得 7个均一多糖组分 DNP-W1A，DNPW1B，DNP-W2，DNP-W3，DNP-W4，DNP-W5，DNP-W6。他采用化学和波谱学手段表征了各均一多糖的一级结构。随后，王军辉和查学强等人[8]继续研究金钗石斛免疫活性多糖DNP-W1B的结构特征，进一步表征了DNP-W1B的结构特征：DNPW1B 相对分子质量为 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种单糖组成， 摩尔比为 6.2∶3.1∶0.9。 DNP-W1B 主链由1，4-和1，6-连接的葡萄糖残基组成，在主链1，6-连接葡萄糖残基的4位形成分支，支链由末端半乳糖残基和阿拉伯糖残基组成。

现有的研究结果表明，金钗石斛多糖具有抗白内障的作用[7]，缓解记忆力衰退[9]，降血糖的作用[10]，能直接抑制K562细胞增殖并诱导其凋亡[11]，能有效地促进脾淋巴细胞的增殖，并与刀豆蛋白质（ConA）、脂多糖（LPS）对 T、B 淋巴细胞的增殖有协同刺激作用[12]，并具有增强免疫能力[13]、抗衰老[14]和抗菌作用，且抗菌作用比铁皮石斛多糖抗菌作用更好[15]。

1.2 石斛碱

1.2.1 石斛碱的提取及测定 目前，生物碱的提取，传统的提取技术有浸渍、煎煮、溶剂回流、渗滤等方法；现代新技术有超临界流体萃取技术、微波辅助提取技术、超声辅助提取技术和双水相萃取技术等。在分离纯化方面，经典的分离纯化技术有有机溶剂萃取、沉淀法、蒸馏法、结晶法、树脂吸附及层析分离等；高新技术有膜分离技术、分子蒸馏技术、高速逆流色谱技术、分子印迹技术等。但目前针对金钗石斛石斛碱提取工艺的报道较少。黄小燕、党翠之等[16]采用酸性乙醇提取金钗石斛生物碱并优化了提取工艺。刘红、董海丽[17]采用超声波辅助提取金钗石斛生物碱并优化了提取工艺，以体积分数70%乙醇为提取溶剂，用200 W超声波辅助提取20 min，固液比为 l∶8（g/mL）时，生物碱得率最高，达到0．248%。石斛碱含量的检测方法见表2。

表2 总石斛碱含量的检测方法Table 2 Detection methods of the total dendrobine content

1.2.2 石斛碱的结构成分及功能 日本人铃木秀干在1932年首次在金钗石斛中分离得到石斛碱（Dendrobine）[18]，至今从金钗石斛中分离得到并已鉴定其分子结构式的生物碱类[19-20]有：石斛碱（dendrobine）， 金 石斛碱 （nobilonine）， 石 斛 副 碱（dendrine）， 石 斛 星 （dendroxine）， 石 斛 氨 碱（dendramine 即 6 - 羟 基 石 斛 碱 ，6-hydroxydendrobine），6- 羟 基 石 斛 星 （6-hydroxydendroxine），8- 羟 基 石 斛 星 （8-hydroxydendroxine），noblimethylene，3-羟基-2-氧石斛碱（3-hydroxy-2-oxodendrobine）；还有 5 种季胺生物碱：N-甲基石斛碱碘化物 （N-methyldendrobinium），N-异戊烯石斛碱溴化物 （N-isopentenyldendrobinium bromide）， 石斛碱-N-氧化物 （dendrobine N-oxide），N-异戊烯石斛星氯化物（N-isopentenyldendroxinium chloride）和 N-异戊烯-6-羟基石斛星氯化物 （N-isopentenyl-6-hydroxydendroxiniun chloride）。

近年来，许多学者就金钗石斛总生物碱（Dendrobium nobile Lindl.Alkaloids，DNLA）针对不同因素导致的糖尿病，进行了大鼠动物药理作用试验。研究表明，DNLA可以降低不同因素所致大鼠高血糖且不影响正常大鼠血糖[21-24]。许多研究还发现，金钗石斛生物碱具有抗白内障的作用[25-26]，抗老年痴呆并改善学习记忆能力[27-29]。刘俊等[30]研究发现，金钗石斛生物碱能减少急性脑缺血大鼠的氧自由基的生成，具有抗氧化应激的作用。魏小龙等人[31]发现，金钗石斛生物碱能有效抑制iNOS（诱导型一氧化氮合酶）基因的表达，对糖尿病性白内障具有较好的治疗作用。

1.3 其他功能成分

Lee等[32]从金钗石斛中分离得到石斛菲醌（denbinobin）和一个菲类成分 Lusianthridin，即 4，7-二羟基-2-甲氧基-9，10-二氢菲（4，7-dihydroxy-2-methoxy -9，10 -dihudrophenanthrene）。 其 中Lusianthridin是首次分离得到。这两种化合物均具有抗肿瘤的活性。Miyazawa等人[33]的研究表明，金钗石斛中的酚类成分gigantol和moscatilin有抗突变的活性。Zhao等[34]从金钗石斛中分离得到两种对小鼠的T、B淋巴细胞有增殖作用的倍半萜葡萄糖苷dendroside A和dendronobilosides A，以及一种对小鼠T、B淋巴细胞有抑制作用的倍半萜葡萄糖苷dendronobilosides B。罗丹、张朝凤[35]等从金钗石斛中分离得8个化合物，并鉴定了其中的7个化合物，其中化合物异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]从金钗石斛中分离得到具有抗氧化作用的左旋丁香脂素。金钗石斛中的海松烷型二萜lonchophylloid A和B对糖蛋白质有抑制活性，能敏化肿瘤细胞，可能有助于肿瘤的治疗[37]。张雪等人从金钗石斛中分离得到3个新的联苯类化合物和13个酚酸类化合物，并且鉴定了它们的结构。其中分离得到的化合物丁香酸 （syringic acid）在对DPPH自由基和氧自由基清除能力的测试中，其抗氧化活性明显强于VC的活性。金钗石斛中还含有其他许多的化合物和营养物质，对其药效作用和保健功能还不太明确，有待研究。

2 金钗石斛保健食品开发利用现状

1996年7月，我国开始保健食品的注册。到目前为止，国家食品药品监督管理局已批准的国产保健食品有12 953种，进口保健食品有709种，保健食品产值上千亿。随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快，保健食品成为亚疾病和亚健康人群的可选。石斛（需提供使用证明）是国家批准的可用于保健食品的114个物品之一，它含有丰富的多糖成分、石斛碱以及其它的功能性成分。根据国家食品药品监督管理局批准的国内保健品目录和进口保健品目录，目前有3种石斛被开发成保健食品，它们分别是金钗石斛、铁皮石斛和霍山石斛，现有的开发情况见表3和表4。

表3 石斛类保健食品市场现状Table 3 Current situation of market of the health care food of Dendrobium nobile

表4 石斛类保健食品保健功能及其品牌开发现状Table 4 Development status of health care food brands and function about Dendrobium nobile

从表3中可以统计出，市场上总共有58家公司开发出56种以石斛为主要原料的保健食品，其中以金钗石斛为主要原料的有两家公司，开发出两种剂型4种品牌保健食品；以铁皮石斛为主要原料的有55家公司开发出9种剂型51个品牌的保健食品；以霍山石斛为主要原料的一家公司开发出一种剂型一种品牌的保健食品。金钗石斛保健食品开发的具体情况是：云南英茂生物技术有限公司开发的英茂牌金钗石斛含片 （国食健字G20060563），云南林洋生物科技有限公司开发的林兰花牌金钗石斛洋参胶囊（国食健字G20080243）、林兰花牌金钗石斛胶囊（国食健字20120229）、林兰花牌石斛葛根杜仲叶胶囊（国食健字G20120100）。

分析表3和表4，以金钗石斛和霍山石斛为原料开发出的保健品剂型种类和保健功能比铁皮石斛少，无法满足客户对不同剂型的需求，因此可以深度开发金钗石斛和霍山石斛类保健食品的剂型种类。根据相关文献的报道[38]，金钗石斛中总生物碱质量分数大约0.46%，而铁皮石斛中总生物碱质量分数为0.025%；金钗石斛中总多糖质量分数大约3.8%，而铁皮石斛中总多糖质量分数大约22%。对比金钗石斛和铁皮石斛的保健功能，金钗石斛含有大量的石斛碱，比铁皮石斛多一个数量级，因此金钗石斛可以深度开发石斛碱方面的保健品，具备改善视力、改善记忆力、辅助降血糖等功效。

3 展望

尽管金钗石斛功能性成分及其保健食品开发研究方面取得了许多进展，但在功能性成分化学结构研究方面，许多具有药理活性及保健功能的化学成分其结构尚未明确，特别是具有高级结构的化学成分；在功能性成分活性作用机理方面，关于金钗石斛活性多糖活性作用机理的研究还不多；在金钗石斛保健品开发方面，其开发的深度远满足不了市场的需求。因此，未来在金钗石斛功能性成分的研究方面，应注重功能性成分化学结构的高级结构及活性作用机理的研究；在保健食品开发方面，应加强深度开发，开发出适合不同人群的金钗石斛保健食品。

贵州省赤水市是我国濒危珍稀药材金钗石斛原产地和主产区，得天独厚的自然生态环境孕育出了赤水地道的中药材赤水金钗石斛。1998年，国家中医药管理局（国中医药生[1998]17号文件）批复在贵州省赤水市建立石斛生产基地。2006年3月，贵州赤水金钗石斛获得国家质检总局批准实施地理标志产品保护。根据贵州农经网的报道，截止2013年上半年，贵州赤水金钗石斛种植面积已达5.3万余亩，原料年销售额达1.36亿元。目前，赤水市政府的相关部门正在开展金钗石斛GAP认证申报工作。

有了赤水市金钗石斛的规范化种植，防止了濒危珍稀药材金钗石斛的灭绝，同时也促进了金钗石斛的深度加工与开发利用，满足了市场的需求，展现了金钗石斛深度开发的美好前景。

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