不同花期石斛花主要营养成分分析与品质比较

黄秀红 王再花 李杰 苗爱清 叶庆生

摘 要 为了确定铁皮石斛（Dendrobium officinale）、杂交石斛（Dendrobium officinale×Dendrobium nobile）、球花石斛（Dendrobium thyrsiflorum）及鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum）花的最佳采收期，测量3个不同花期（花苞期、微花期、盛花期）的多糖、总黄酮和水溶性浸出物含量，并进一步测定最佳采收期的石斛花中氨基酸及矿物质元素含量等营养成分。结果表明：盛花期的铁皮石斛、杂交石斛、球花石斛及微花期的鼓槌石斛花的多糖、总黄酮和水溶性浸出物含量總体上较其他2个时期高；铁皮石斛盛花、杂交石斛盛花、球花石斛盛花、鼓槌石斛微花中必需氨基酸种类齐全，药效氨基酸占总氨基酸的比例为63.8%～66.7%，氨基酸比值系数分（SRC）分别为66.4、65.9、63.1、66.0，第一限制氨基酸均为蛋氨酸+半胱氨酸；4种石斛花中K含量最高（≥2.52×106 mg/kg），铁皮石斛盛花中Fe（177.33 mg/kg）、鼓槌石斛微花中Cu（107.00 mg/kg）含量较高。这表明石斛花具有较高的营养价值，为石斛花资源的开发提供了一定的理论依据。

关键词 石斛花；花期；多糖；总黄酮；水溶性浸出物；氨基酸；矿质元素

中图分类号 S682.31 文献标识码 A

Comparative Analysis of Quality Properties and Main Nutrients in Dendrobium Flowers During Different Flowering Phases

HUANG Xiuhong1， WANG Zaihua2*， LI Jie2， MIAO Aiqing3， YE Qingsheng1**

1 School of Life Science， South China Normal University / Guangdong Provincial Key Laboratory of Biotechnology

for Plant Development， Guangzhou， Guangdong 510631， China

2 Environmental Horticulture Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong

Key Lab of Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization， Guangzhou， Guangdong 510640， China

3 Tea Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou， Guangdong 510640， China

Abstract To determine the best harvest time of the flower in Dendrobium officinale， D. officinale × D. nobile， D. thyrsiflorum and D. chrysotoxum， the contents of polysaccharides， total flavonoids and aqueous extract in three stages（budding stage， petals spreading stage and petals opening stage）were analyzed， and then the amino acids and mineral elements in the flower of the best harvest time were measured. The results showed that the contents of polysaccharides， total flavonoids and aqueous extract in the petals opening stage of D. officinale， D. officinale ×D. nobile， D. thyrsiflorum and in the petals spreading stage of D. chrysotoxum were， on the whole， higher than the others. Among the total amino acids of the flowers， the medicinal amino acids accounted for 63.8% to 66.7%， including seven kinds of essential amino acids. The score of ratio coefficient were 66.4， 65.9， 63.1 and 66.0 in the four Dendrobium flowers， respectively. Methionine and cysteine were the first limiting amino acids. K content was the highest among the four Dendrobium flowers. Fe（177.33 mg/kg）and Cu（107.00 mg/kg）were significantly higher in the petals opening stage of D. officinale flower and in the petals spreading stage of D. chrysotoxum flower， respectively. Based on the results， it was concluded that the flower of Dendrobium had higher trophic value. These results showed a certain theoretical basis for the development of Dendrobium flower.

Key words Dendrobium flower；flowering phase；polysaccharide；total flavonoids；aqueous extract；amino acid；mineral element

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.01.009

石斛属（Dendrobium Sw.）为兰科植物中的第2大属，全球约有1 100多种[1]，集中分布在北纬15°31′至南纬25°12′之间的亚洲热带和亚热带地区至大洋洲，此属是以热带东南亚为中心向亚热带性气候条件发展的一类植物[2]。石斛一直与灵芝、人参和冬虫夏草等被列为上品中药，具有清肝明目、益胃生津[1]、滋阴清热、润肺止咳等功效[3]。目前，石斛属植物的研究主要集中在药用部位茎，关于石斛花的研究相对较少。石斛花的研究则主要针对其化学成分的分析，包括铁皮石斛花、鼓槌石斛花、球花石斛花、细叶石斛花等挥发性成分的报道[4-7]，而有关其营养成分的研究还鲜见报道。随着石斛种植面积的不断扩大，石斛花资源也不断丰富，越来越多的茶商收购石斛花将其开发成保健品花茶饮用，石斛花制成的花茶口感清香、柔滑，具有清新解郁、缓解精神压力、润肤养颜等多种功效[8-12]。杂交石斛具有杂种优势，生长快，适应强，产花量大，并且杂交花的利用可有效保护野生资源，故本研究除选择常见3种石斛外还选择了杂交石斛进行比较分析。本研究通过比较铁皮石斛等4种石斛3个花期的花的多糖、总黄酮等主要品质指标，筛选出最佳采花时期，并进一步分析其氨基酸组成及含量等主要营养成分，为石斛花的产业开发提供参考，也为扩大石斛药材药用部位提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料分别为铁皮石斛（Dendrobium officinale）、杂交石斛（Dendrobium officinale×Dendrobium nobile）、球花石斛（Dendrobium thyrsiflorum）和鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum ）的花，取样时间分别为花苞期（刚开始显色，花瓣完全包裹于内部）、微花期（花瓣微开，未见唇瓣，外层花瓣向花心处倾斜）和盛花期（花瓣全部张开）。采摘的石斛花于95 ℃烘箱中干燥1 h，以60 ℃烘干至恒重，粉碎，过孔径为0.3 mm的60目筛。

1.2 方法

1.2.1 粗多糖含量的测定 采用中国药典[3]中的苯酚-硫酸比色法测定多糖含量。

1.2.2 水溶性浸出物、水分、总灰分含量的测定

按中国药典[3]规定的方法测定。

1.2.3 总黄酮含量的测定 采用硝酸铝比色法测定总黄酮化合物含量[13-14]。

1.2.4 氨基酸含量的测定 参照GB/T 5009.124-2003，采用Sykam S-433D型全自动氨基酸分析仪（德国）进行氨基酸的测定，以混合氨基酸标准品为参照，外标法分析样品的氨基酸含量。

1.2.5 微量元素含量的测定 测试液制备：精密称定0.50 g样品于50 mL三角瓶中，加入10 mL混合酸（9 mL硝酸+1 mL高氯酸），加盖浸泡过夜，于电热板上消煮，温度不高于180 ℃，直至冒白烟，消化液呈无色透明为止，于25 mL容量瓶中用超纯水定容，混匀备用，获得待测试液，用原子吸收分光光度计测定[15]。

1.2.6 氨基酸的分析评价 采用氨基酸比值系数法[16-17]，即以世界卫生组织（WHO）/联合国粮农组织（FAO）的标准模式谱作为对照，计算石斛花中必需氨基酸的各项指标：氨基酸比值（RAA）=石斛花中某种氨基酸的含量/标准模式谱中同种氨基酸的含量；氨基酸比值系数（RC）=RAA/RAA的均数；氨基酸比值系数分（SRC）=100-CV×100，式中CV为RC的相对标准偏差。

1.3 数据处理

所有数据均采用SPSS 19.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 4种石斛花不同花期多糖含量的变化

由图1可知，铁皮石斛花从花苞至完全盛开的整个开放过程中，多糖含量逐渐上升，盛花期的多糖含量最高，达13.75%，显著高于其他时期，其次是微花期（11.52%），最低的是花苞期，為9.50%；杂交石斛花的多糖含量盛花期（9.62%）和微花期（9.68%）均显著高于花苞期（8.04%）；球花石斛花盛花期的多糖含量为14.72%，显著高于花苞期（12.78%）和微花期（12.24%）；鼓槌石斛花花苞期的多糖含量为31.45%，微花期为30.66%，均显著高于盛花期的多糖含量（26.57%）。

除鼓槌石斛外，在3个花期中，另3种石斛花多糖含量高低呈现出一定的规律（盛花期高于其他花期）。总体来说，鼓槌石斛多糖含量显著高于其他3种石斛，球花石斛和铁皮石斛次之，杂交石斛最低。

2.2 石斛花不同花期总黄酮含量的变化

由图2可知，铁皮石斛花在总黄酮含量方面，盛花期最高，达1.66%，其次是花苞期，为1.52%，微花期的总黄酮含量最低（1.41%），三者之间差异达显著水平；杂交石斛花中，总黄酮含量在其花开放过程中处于比较稳定的水平（2.42%～2.55%），无显著差异；球花石斛花花苞期的总黄酮含量为0.78%，微花期达0.79%，此2个花期之间不存在显著差异，但均显著高于盛花期（0.72%）；鼓槌石斛花从花苞至盛开的整个开放过程中，总黄酮含量呈下降的趋势，其中花苞中总黄酮含量为0.71%，显著高于微花期（0.63%）和盛花期（0.62%）。

可见，4种石斛花总黄酮含量在3个花期中呈现出一致的规律（花苞期、盛花期较高），杂交石斛最高，其次是铁皮石斛、球花石斛，鼓槌石斛最低，并且均具有显著性差异。

2.3 石斛花不同花期水溶性浸出物含量的变化

由图3可知，铁皮石斛花在水溶性浸出物含量方面，微花期最高，达52.13%，其次是盛花期，为48.00%，花苞期的水溶性浸出物含量最低（46.13%），三者之间呈现显著性差异；杂交石斛花中，随着其花的不断开放，水溶性浸出物含量逐渐上升，呈现出花苞期（46.13%）<微花期（47.73%）=盛花期（47.73%）的趋势，差异达显著水平；随着球花石斛花的不断开放，水溶性浸出物含量呈先下降后上升趋势，花苞期含量为55.73%，到微花期水溶性浸出物含量下降，为54.80%，到盛花期又上升，达56.27%，其中花苞期与盛花期之间不存在显著差异，但均显著高于微花期；鼓槌石斛花的水溶性浸出物含量在开放过程中呈上升趋势，花苞期的水溶性浸出物含量为52.93%，微花期和盛花期的水溶性浸出物含量分别为55.07%、55.33%，且均显著高于花苞期。

由此可见，4种石斛中微花期与盛花期的水溶性浸出物含量较高，按从高到低排列大致为：球花石斛、鼓槌石斛、铁皮石斛和杂交石斛。

2.4 4种石斛花的氨基酸组成分析及营养价值评价

由表1可知，4种石斛花均含有除胱氨酸外的16种氨基酸，其中包括了7种必需氨基酸。铁皮石斛盛花、杂交石斛盛花、球花石斛盛花及鼓槌石斛微花的氨基酸总含量分别达7.2%、6.5%、9.0%、6.3%，其中必需氨基酸含量占总氨基酸含量均在31%左右，E/N的比值在42%～50%之间。另外，4种石斛花中均含有精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等9种药效氨基酸，其含量分别达到氨基酸总量的66.5%、66.7%、65.4%、63.8%。天冬氨酸和谷氨酸的含量在4种石斛花中均是最高的，这2种氨基酸都是鲜味氨基酸，其总和与总氨基酸的比值分别为32.9%、33.1%、30.3%、29.1%。

由表2可知，在4种石斛花中，蛋氨酸+半胱氨酸及赖氨酸占总氨基酸的比例均低于模式谱标准。球花石斛盛花中的其他必需氨基酸比例均高于标准模式谱，铁皮石斛盛花、杂交石斛盛花和鼓槌石斛微花中的必需氨基酸占总氨基酸比例与模式谱的比较结果较相似，除了缬氨酸略低于模式谱外，其他必需氨基酸的比例均高于或接近标准模式谱。

由表3可知，在4种石斛花的各种必需氨基酸中，蛋氨酸+半胱氨酸的氨基酸比值系数（RC）值均最小，为第1限制氨基酸，缬氨酸和赖氨酸为4种花的第2或第3限制氨基酸。铁皮石斛盛花、杂交石斛盛花、球花石斛盛花及鼓槌石斛微花的氨基酸比值系数分（SRC）分别为66.4、65.9、63.1、66.0。

2.5 4种石斛花矿物质元素含量的比较

由表4可知，4种石斛花均含有所测的3种大量元素和5种微量元素，其中Se元素几乎未检测到，在所测的大量元素中，K元素的含量在4种石斛花中均是最高的。在铁皮石斛盛花中，5种微量元素的含量依次为Fe>Mn>Cu>Zn>B；在杂交石斛盛花中，微量元素中的Mn含量最高，Cu含量最低；在球花石斛盛花中，微量元素大小排列为Mn>Zn>Fe>Cu>B；鼓槌石斛微花中的微量元素，Cu含量最高，Fe元素其次，B元素最低。其中，铁皮石斛盛花中的Fe元素和鼓槌石斛微花中的Cu元素均极显著高于其所测微量元素中的其他元素。

2.6 4种石斛花的水分及总灰分含量

由表5可知，铁皮石斛、杂交石斛及球花石斛盛花时期的花的水分含量和总灰分含量分别在11.5%、7.5%左右，鼓槌石斛微花的水分含量（10.2%）和总灰分含量（5.9%）略低一点，球花石斛盛花的水分含量（12.0%）在4种石斛花中居于最高值，而铁皮石斛盛花的总灰分含量（7.9%）为4种石斛花的最大值。

3 讨论

3.1 不同花期石斛花的质量比较分析

多糖是石斛茎的主要活性成分之一，具有增强免疫力、降血压、降血糖、抗氧化及抗肿瘤等多种药效[18-19]。本研究测得铁皮石斛3个花期的多糖含量均比龚庆芳等[13]测定的结果高，盛花期多糖含量高出约2倍。4种石斛花的多糖含量比李胜兴[9]测的石斛花多糖含量高出约2倍或2倍以上，但均比杜月英[8]测的霍山石斛花中多糖含量低，这可能与处理材料的方法不同有关。若以多糖含量为最佳采收期的评价标准，则铁皮石斛盛花、杂交石斛微花或盛花、球花石斛盛花、鼓槌石斛花苞或微花为最佳。

黄酮类化合物是植物次生代谢产物，具有强抗氧化、降血糖、消炎抑菌、保护心血管系统等多种生理活性[20]。铁皮石斛花中总黄酮含量接近于初开的芍药花中黄酮含量[21]，低于龚庆芳等[13]测定的黄酮含量，这可能与提取方法、多糖含量等有关。杂交石斛花的总黄酮含量较高，接近于金银花白蕾花期中的总黄酮含量[22]。球花石斛花与鼓槌石斛花中总黄酮含量较低，但均高于叶青等[23]测定的白玉兰盛开花瓣中的总黄酮含量。按总黄酮含量高低确定最佳采收期，铁皮石斛盛花、杂交石斛花苞、微花或盛花、球花石斛花苞或微花、鼓槌石斛花苞为最佳。

水溶性浸出物不仅是评定茶叶品质的主要生化指标之一[24]，还是药材质量检测的重要指标之一[25]。《中国药典》[3]规定木棉花、合欢花、红花的水溶性浸出物含量分别不得少于15.0%、25.0%、30.0%，本研究测得4种石斛3个时期花的水溶性浸出物含量接近于或高于50%，均高于這3种花在药典中的规定值。若最佳采收期以水溶性浸出物含量高低确定，则铁皮石斛微花、杂交石斛微花或盛花、球花石斛花苞或盛花、鼓槌石斛微花或盛花为最佳。

综合多糖、总黄酮以及水溶性浸出物这3种指标成分含量分析，以及综合采摘的方便性与生产量等问题，确定盛花期的铁皮石斛花、盛花期的杂交石斛花、盛花期的球花石斛花及微花期的鼓槌石斛花为最佳采收时期。鼓槌石斛、球花石斛的花多糖和水溶性浸出物含量较其他2种石斛花高，说明鼓槌石斛和球花石斛花较其他2种石斛花更具有开发利用价值。

3.2 石斛花氨基酸含量分析及营养价值评价

氨基酸不仅具有一定的药理作用[26]而且是重要的营养物质。将本试验所测的铁皮石斛花氨基酸与龚庆芳[13]所测的氨基酸进行比较，结果显示，本试验所测的总氨基酸含量明显高于其所测的总含量，天冬氨酸与谷氨酸占总氨基酸的比例为最高，并不是以精氨酸为主。崇左金花茶花蕾、不同海拔的菊花、栀子花中氨基酸质量分数分别为4.49%，3.94%～5.52%，7.30%[27-29]，4种石斛花的氨基酸总量为6.30%～9.03%，明显高于或接近于菊花、栀子花等，有研究结果表明氨基酸与茶叶的香气有非常重要的关系[30]，说明石斛花制成的花茶可能比菊花、金花茶、栀子花等花茶香味更加浓郁。4种石斛花中均含有人体所必需的7种氨基酸，所含种类与铁皮石斛原球茎和野生品[31]一样，必需氨基酸占总氨基酸的比值高于铁皮石斛原球茎[31]，略低于WHO/FAO规定的标准[16]。4种石斛花中药效氨基酸的含量高于或等于山茶花花瓣的药效氨基酸含量[16]，均显著高于西藏不同产地冬虫夏草药效氨基酸含量[32]，這在一定程度上说明石斛花与茎一样具有药用价值。在鲜味氨基酸方面，4种石斛花中鲜味氨基酸含量均达到氨基酸总量的29%以上，明显高于山茶花的花瓣[16]，这将会大大增加石斛花茶的鲜美风味。

对于人体而言，氨基酸的营养价值评价主要参考其必需氨基酸的种类、数量及含量[32]。对照WHO/FAO氨基酸模式谱，4种石斛花均有2项或3项未达标，在未达标项目中，除了蛋氨酸+半胱氨酸低于标准模式谱外，其他必需氨基酸比例均较接近标准值，这说明石斛花中必需氨基酸的组成比例较为均衡。若氨基酸比值系数分（SRC）为100，说明蛋白质中必需氨基酸的组成比例与必需氨基酸模式一致；蛋白质的RC值越分散，SRC值越小，说明氨基酸平衡性越差，蛋白质的营养价值越差[16-17]。4种石斛花的SRC值为63.05～66.38，明显高于浙江红花油茶花[33]，略低于浙贝母花[34]，铁皮石斛盛花、杂交石斛盛花及鼓槌石斛微花的SRC值与那曲虫草、林芝虫草[32]一样，球花石斛盛花的SRC等于山茶花花瓣的SRC值[16]，说明4种石斛花均具有较高的营养价值。

3.3 石斛花多种矿物质元素含量分析

常量元素在维持神经与肌肉活动、参与酶促反应、构成骨骼组织等生命活动中起着不可替代的作用；微量元素是某些酶、激素和维生素等的组成部分，在人体的新陈代谢中起着非常重要的作用[35-36]。本研究测定了4种石斛花的3种常量元素（K、Ca、Mg），K元素含量最多，K元素除了具有维持细胞内外渗透压平衡等基本生理生化功能外，还具有减压和保护血管等作用[37]，这可能与石斛花茶具有清新解郁、缓解精神压力功效[8-12]有一定关联。铁皮石斛盛花微量元素中Fe含量最多，Fe元素在补气类药物中比较丰富[38]，这说明铁皮石斛花可能与茎一样具有益气功效。此外，铁皮石斛花中的Mn含量也是较高的，这与Zhu等[39]测定铁皮石斛富含Fe、 Mn元素的结果相一致， Fe、 Mn具有抗肿瘤活性[39]，说明铁皮石斛花可能与茎一样也具有抗肿瘤药效。鼓槌石斛微花含有较多的Cu元素，较柴胡中的Cu含量还高，柴胡的解表散风药效与其含有较高Cu含量有一定的联系[38]，推测鼓槌石斛花可能也具有解表、解毒作用。杂交石斛盛花和球花石斛盛花在所测的6种微量元素中，Mn元素含量较高，Mn在骨骼生长、生殖发育、糖代谢等方面发挥着重要作用[40]。综上所述，4种石斛花中均含有丰富的多种矿物质元素，能满足人体所需。

3.4 石斛花水分及总灰分含量分析

茶叶总灰分是判断茶叶品质的主要理化指标[41]，代用茶总灰分含量规定≤12.0%[42]。4种石斛花的总灰分含量均在国家标准之内，说明石斛花具有较好的代用茶品质。研究结果发现，为了保留香味物质和延长保存时间，花茶成品中的水分含量需大于7%，但不能超过20%[43]，国家规定花类代用茶的水分应≤12.0%[42]，本研究的4种石斛花的水分含量均在10%～12%之间，说明此石斛花干燥品均符合国家标准，同时还保留了大部分原有的香味。

4 结论

通过对4种石斛不同花期营养成分及最佳采收期花品质的比较，笔者认为石斛花茶的最佳的采收时期主要为盛花期，其次为微花期。4种石斛花均具有较好的营养价值，其水溶性浸出物、药效氨基酸及鲜味氨基酸含量极高，是保健石斛花茶的理想原料，其中以球花石斛和鼓槌石斛花更具开发价值，而铁皮石斛花作为产业化面积极大的石斛也具有其潜在开发价值，本研究为扩大石斛茎段药材的开发利用提供一定参考。为得到进一步实验证据，石斛花茶制作工艺、风味改良及毒理研究还在开展中。

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