紫皮石斛花营养成分测定分析

罗 慧，刘倩葶，范家坤，李崇萍，赵菊润，赵 明*

（1.云南农业大学茶学院，云南昆明 650201；2.云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心云南省药用植物生物学重点实验室，云南昆明 650201；3.龙陵县石斛研究所，云南保山 678300）

石斛（Dendrobium）是兰科（Orchidaceae）第二大属，据报道超过1500种植物，广泛分布于亚洲、欧洲和澳洲等地［1-2］。中国有74种和2个变种，新鲜或干燥的石斛茎长期应用于中医药。其中铁皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）、金钗石斛（Dendrobium nobileLindl.）、霍山石斛（Dendrobium huoshanenseC. Z. Tang et S. J. Cheng）、鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxumLindl）或流苏石斛（Dendro‐bium fimbriatumHook）的栽培品及其同属植物近似种被列入2020 版《中华人民共和国药典》［3-4］。除了上述石斛外，主产于云南省保山市龙陵县的紫皮石斛（Dendrobium devonianumPaxt）也得到了广泛栽培［5］。据调查，截止2018 年云南省龙陵县中紫皮石斛种植面积达620 hm2［6］。

在石斛集约化栽培过程中产生了以花为主的大量副产物，引起了学者的关注。前期关于铁皮石斛花的研究发现，石斛花含有柚皮苷和花色苷等黄酮类、石斛多糖、氨基酸、石斛碱等营养及活性成分，具有抗氧化、护肝、降糖降压等功效［7］，已经在茶饮、发酵食品、糖果糕点等食品中广泛应用［8］。但关于紫皮石斛花的研究不多，仅见曲继旭等［9］比较金钗、鼓槌、铁皮和紫皮4种石斛花的氨基酸组分和挥发性成分。Wang 等［10］通过响应面法优化了超声辅助提取紫皮石斛花多糖的最佳工艺条件，制备得到具有抗氧化活性的三种多糖馏分，明确紫皮石斛花中多糖主要由甘露糖和葡萄糖组成。

目前紫皮石斛花云南省地方食品安全标准正在制订中，随着食品标准的制订，紫皮石斛花将得到更广泛的开发，但是首先需要探明其营养成分。为此，本文测定了紫皮石斛花的蛋白质、氨基酸、多糖、脂肪酸、矿质离子、维生素等营养成分含量，明确其营养价值，为紫皮石斛花的深度开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

紫皮石斛干花：龙陵石斛所研究提供，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）、组氨酸（Histidine，His）、异亮氨酸（Isoleucine，Ile）、亮氨酸（Leucine，Leu）、蛋氨酸（Methionine，Met）、苯丙氨酸（Phenylalanine，Phe）、脯氨酸（Pro⁃line，Pro）、丝氨酸（Serine，Ser）、苏氨酸（Threonine，Thr）、酪氨酸（Tyrosine，Tyr）、缬氨酸（Valine，Val）混标：美国安捷伦公司；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）、肉豆蔻脑酸甲酯（Methyl myristoleate）、十五烷酸甲酯（Methyl pentadecanoate）、十五碳烯酸甲酯（Methyl pentadecenoate）、棕榈酸甲酯（Methyl palmitate）、棕榈油酸甲酯（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）、反亚油酸甲酯（Methyl linoelaidate）、亚油酸甲酯（Methyl linoleate）、花生酸甲酯（Methyl arachi⁃date）、r-亚麻酸甲酯（Methyl gamma linolenate）、11-二十碳烯酸甲酯（Methyl 11-eicosenoate）、亚麻酸甲酯（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 嵛 酸 甲 酯（Methyl be⁃henate）、顺式-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）、顺-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）、木蜡酸甲酯（Methyl lignocerate）、二十碳五烯酸甲酯（Methyl eicosapentaenoate）、神经酸甲酯（Methyl nervonate）和二十二碳六烯酸甲酯（Methyl docosahexaenoate）标品：美国Supelco公司；矿质离子和重金属元素标准品［镁（Mg）、钙（Ca）、锰（Mn）、铁（Fe）、锌（Zn）、镉（Cd）、钾（K）、铜（Cu）、硼（B）、钠（Na）、钴（Co）、镍（Ni）、砷（As）、钼（Mo）、铅（Pb）、铝（Al）、铬（Cr）、硒（Se）、锶（Sr）、锂（Li）、铍（Be）、磷（P）、钒（V）］：美国PerkinElmer Elan 公司；维生素B4（Adenine）、维生素B5（Pantothenic acid）、维生素B7（Biotin）、维生素B8（Adenosine 5′-monophosphate）、维生素B9（Folic acid）、维生素B12（Cyanocobalamin）、维生素B1（Thiamine）、维生素B2（Riboflavin）、维生素B3（Nicotinamide）、维生素B6（Pyridoxine）、维生素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）、维生素K1（Phylloquinone）试剂：上海三黍生物科技有限公司提供；甲醇、乙腈、乙醇：色谱纯，Merck公司。

1.2 主要仪器与设备

756CRT紫外可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公司）；1200 型高速液相色谱系统（美国Agi⁃lent 公司）；A13204-N 电子分析天平（奥豪斯仪器有限公司）；Smart-Q30 实验室纯水系统（上海和泰仪器有限公司）；DHG-9140 型电热鼓风干燥箱（上海中友仪器设备有限公司）；Avio 200 电感耦合等离子体发射光谱仪器（美国PerkinElmer 公司）；Thermo DGLC 双三元超高效液相（美国Thermo 公司）；Q ex⁃active高分辨质谱检测系统（美国Thermo公司）。

1.3 试验方法

按国家标准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］测定蛋白质、可溶性糖、多糖含量。应用茚三酮比色法［14］和实验室建立的高效液相色谱法（HPLC）测定氨基酸组分含量［15］，并根据峰面积使用外标法进行定量。

应用气相色谱-质谱法（GC-MS）测定中长链脂肪酸组成与含量［16］，应用液相色谱串联质谱法（LCMS）技术测定维生素B、C、E 和K 组成与含量［17］，应用Avio 200 电感耦合等离子体发射光谱仪器ICPMS 技术，测定紫皮石斛花中的矿物质元素［18］，每个样品设置3次重复。

2 结果与分析

2.1 基本营养素含量

测定紫皮石斛花的含水量、蛋白、多糖与游离氨基酸含量，见表1。由表可知，紫皮石斛花的粗蛋白和游离氨基酸含量分别为（1.70±0.28）%和（1.64±0.05）%。采用HPLC 检测到16 种游离氨基酸，其中包括苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸共6种人体必需氨基酸。其中条件必需氨基酸Arg（1.12±0.06）mg/g 和半胱氨酸Cys（1.38±0.10）mg/g 含量较高。氨基酸组成与曲继旭等测定相符，但是氨基酸含量较曲继旭等［9］报道偏低，我们推测是样品来源与测定方法不同的原因。由于石斛的主要活性成分是多糖［19］，在该紫皮石斛花中检测到多糖含量为（4.06±0.08）%，与陈丹等［20］测定结果相比表明紫皮石斛花多糖含量低于茎。

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

2.2 脂肪酸

脂肪酸是一类具有重要功能的生物分子，广泛存在于动植物体内，是人体的重要组成成分［21］。脂肪酸能显著影响和改善神经类疾病，内分泌失调以及代谢综合征等疾病［22］，具有重要的营养价值与药理活性。本试验采用GC-MS 检测到紫皮石斛花中含有6种酯化的脂肪酸，包括棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、亚油酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亚麻酸甲酯和木蜡酸甲酯，含量从（0.65±0.15）mg/g 到（30.76±3.40）mg/g（表2）。在紫皮石斛花中检测到含量最高的是亚油酸甲酯，据报道饮食摄入亚油酸可降低心血管疾病［23］和癌症［24］发生。因此，紫皮石斛花具有亚油酸的保健功效，有可能作为脂肪酸补充的开发物质。

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 维生素

维生素是维持正常生理功能所必需的天然物质，据报道人体内有13种维生素［25］。本试验在紫皮石斛花中检测到了9 种B 族维生素（维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B4、维生素B5、维生素B6、维生素B7、维生素B8和维生素B9）、3种维生素E（δ-VE、r-VE、a-VE）以及维生素C 和K（表3）。首次发现紫皮石斛花的维生素B4含量高达（4 789.02±610.83）μg/g。维生素B4又称为腺嘌呤，腺嘌呤是核酸合成的前体物质，在体内参与RNA 和DNA 合成，当白细胞缺乏时，它能促进白细胞增生，可用于防治各种原因引起的白细胞减少症［26］。检测发现紫皮石斛花维生素C 含量为（488.16±26.93）μg/g，即48.82 mg/100 g。与杨诗谣［27］检测结果相比，紫皮石斛花中维生素C 含量远远高于西红柿（9.46 mg/100 g）、黄瓜（0.76 mg/100 g）、洋葱（0.14 mg/100 g）中维生素C 含量，也高于柚子（30.78 mg/100 g）、柠檬（18.55 mg/100 g）、桔子（15.38 mg/100 g）中维生素C 含量，仅低于番石榴（96.91 mg/100 g）、猕猴桃（68.09 mg/100 g）的含量。由此可见，紫皮石斛花中维生素C 含量较高，具有开发为维生素C 补充剂的潜力。在紫皮石斛花中还检测到3种维生素E，分别是α-VE、γ-VE和δ-VE，其中α-VE含量最高，含量为（15.21±0.32）μg/g，其次是γ-VE（5.62±0.09）μg/g。紫皮石斛花维生素K1含量为（0.13±0.09）μg/g。总的来看，紫皮石斛花维生素组成丰富，富含腺嘌呤、维生素C，具有开发成为复合维生素补充剂的潜力。

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

2.4 矿物元素

矿物质是人体必需的营养素之一，在体内无法自行产生、合成，必须由外界环境供给，常适量摄入维持机体的正常生命活动［28］。为此，本试验检测了5 种常量元素（钙、镁、钾、钠、磷）、14 种微量元素（锰、铁、锌、铜、硼、钴、镍、钼、铝、硒、锶、锂、铍、钒），以及4 种有害元素（镉、砷、铅、铬）的含量。在紫皮石斛花中检测到含5 种常量元素（钙、镁、钾、钠、磷），其中钾含量（13 956.05±343.16）mg/kg 最高，其次是钙（7 025.37±137.17）mg/kg，然后钠含量（99.43±0.74）mg/kg 最低，呈现出高钾低钠的特点。并在紫皮石斛花中检测到7种微量元素（铁、铝、锰、硼、锶、铜、锂），含量在（12.69±0.08）mg/kg到（74.40±6.24）mg/kg 之间，其中含量最高的是铁（74.40±6.24）mg/kg。该结果表明紫皮石斛花含有大量的钾、钙元素，与Rop 研究认为食用花卉中矿物质含量高于水果蔬菜，可作为优质的矿物质补充结果一致［29］。另外，在紫皮石斛花中未检测到有害元素（镉、砷、铅、铬）。人类需要超过22 种的矿物质，通常从食物摄入补充，但是经常缺乏铁、锌、钙、镁、铜、硒等元素［30］。紫皮石斛花含有钾、钙、磷、镁、钠、铜、铁等矿物质，可作为人体矿物质良好的补充剂。

表4 紫皮石斛花矿物质的含量Table 4 The contents of mineral elements in D. devonianum flowers

3 结论

紫皮石斛花含有丰富的脂肪酸和6种人体必须氨基酸，富含维生素B4和维生素C。紫皮石斛花中矿物质以钾、钙、磷、镁等为主，具有高钾低钠的特点。本研究为将紫皮石斛花开发为功能产品提供理论依据。