铁皮石斛花和叶营养成分及资源开发研究进展

钱亦纯，陆秋君，梁大刚，毛碧增*

(1.浙江大学 农业与生物技术学院，浙江 杭州 310058；2.杭州市农业农村事务保障中心，浙江 杭州 310019)

铁皮石斛DendrobiumofficinaleKimura et Migo(D.catenatum)属兰科，是我国一味传统名贵中药材，秦汉时期《神农本草经》记载铁皮石斛“味甘，平。主伤中，除痹，下气，补五脏虚劳赢弱，强阴，久服厚肠胃”。清代名医赵学敏《本草纲目拾遗》记载铁皮石斛具有“清胃除虚热，生津、巳劳损，以之代茶，开胃健脾，定惊疗风，能镇涎痰，解暑，甘芳降气”之效，称其为滋阴补益珍品。《中华人民共和国药典》(2020)中描述铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热等功效。铁皮石斛以干燥茎入药，因而在采收加工过程中，花和叶等非药用资源通常被丢弃，存在资源浪费的现象。随着对铁皮石斛花、叶部位的营养成分和化学成分的研究深入，大量研究表明，铁皮石斛花和叶营养成分丰富，具有一定的应用价值。2019年国家卫生健康委和国家市场监管总局联合发文《关于对党参等9种物质开展按照传统既是食品又是中药材的物质管理试点工作的通知》 (国卫食品函〔2019〕311号)，就铁皮石斛食药试点对浙江等11个省份进行批复复函。浙江省是全国著名的铁皮石斛产地，种植面积、产量和效益均居全国首位。2021年全省种植面积0.3万hm2，产值50多亿元，产业规模占全国70%，涌现了“立钻”“胡庆余堂”“寿仙谷”“康恩贝”“森山”等品牌，铁皮石斛已经成为浙江省健康产业和保健品的典型代表，有力推动浙江省建成全国最具特色和竞争力的保健品产业集聚区。2018年铁皮石斛成功入选浙江省“新浙八味”培育品种，2020年浙江省卫生健康委员会发布《食品安全地方标准干制铁皮石斛花》 (DB 33/3011—2020)和《食品安全地方标准干制铁皮石斛叶》 (DB 33/3012—2020)，为铁皮石斛花和叶的资源化综合利用提供了强有力的支撑。

1 铁皮石斛花和叶的有效成分

1.1 多糖

多糖是铁皮石斛的重要成分，具有多种生物活性，如清除自由基、胰内外降血糖作用[1]等。叶的多糖含量显著高于花，主要组成成分为葡萄糖、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]从铁皮石斛花中检测到海藻糖(1.02±0.02 mg·g-1)、岩藻糖(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)、水苏糖(0.002±0.001 mg·g-1)、麦芽糖(0.34±0.01 mg·g-1)等13种可溶性糖。张又元等[3]研究发现，虽然石斛叶部的多糖分子量较茎部低，但在DPPH自由基清除能力上优于茎部铁皮石斛多糖，二者在清除羟自由基方面具有类似功能。

1.2 黄酮

铁皮石斛中的黄酮主要以苷的形式存在。周桂芬等[4]研究表明，铁皮石斛花和叶中以芹菜素为苷元的8种黄酮二糖碳苷类化合物的含量均显著高于茎，高达10余倍。李芳等[5]研究结果也显示，铁皮石斛花中的黄酮含量和自由基清除能力均为最高，茎中黄酮含量最低；以及唐丽等[6]研究证实，一年生、二年生及三年生的铁皮石斛叶中总黄酮含量均高于茎。

1.3 氨基酸

铁皮石斛中含有大量的氨基酸。范家坤等[2]在铁皮石斛花中检测到16种氨基酸，其中游离氨基酸的含量为23.73%±0.73%，包括组氨酸 (0.17～1.00 mg·g-1)、异亮氨酸 (0.06～2.50 mg·g-1)、苏氨酸 (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)、赖氨酸(0.17～2.90 mg·g-1)、缬氨酸(0.05～2.90 mg·g-1)和苯丙氨酸(0.10～2.50 mg·g-1)共8种人体必需氨基酸。廖鲜艳等[7]在铁皮石斛叶部检出17种氨基酸，张桂玲等[8]研究表明，铁皮石斛叶部的总氨基酸含量高于茎部。

1.4 生物碱

铁皮石斛中的生物碱成分又称石斛碱，在临床上有预防心血管疾病、抗肿瘤等作用。铁皮石斛花、茎、叶中均含有生物碱类活性成分，且含量差异极显著(P<0.01)[9]，花中生物碱含量达茎中的4倍，一年生、二年生、三年生的铁皮石斛叶总生物碱含量均高于茎[6]。

1.5 中长链脂肪酸

中长链脂肪酸中的亚麻酸、亚油酸具有保护心血管、抗癌的作用，而棕榈酸是人体摄入量最大的脂肪酸之一。范家坤等[2]在铁皮石斛花中共检测到8种中长链脂肪酸，其中亚麻酸(6.28±0.11 mg·g-1)、亚油酸(16.09±0.44 mg·g-1)和棕榈酸(5.20±0.13 mg·g-1)含量较高。

1.6 维生素

B族维生素以辅酶的形式参与DNA合成、调节细胞增殖等人体的各项生理活动，还具有防癌抗癌的功效[10]；VC可降低循环中炎性细胞因子的浓度，减少氧化损伤。根据范家坤等[2]的检测结果，铁皮石斛花中含有10种B族维生素(VB1、VB2、VB3、VB4、VB5、VB6、VB7、VB8、VB9、VB12)、3种生育酚(α-VE、γ-VE和δ-VE)以及VC。其中铁皮石斛花中VC的含量(201 mg·kg-1)高于番茄(94.6 mg·kg-1)、柠檬(185.5 mg·kg-1)等常见的蔬果。

1.7 挥发性成分

铁皮石斛的挥发性成分主要集中在花中。霍昕等[11]鉴定出59种铁皮石斛花的挥发性成分，其中含量最高的是壬醛(9.21%)。康联伟等[12]从铁皮石斛花挥发油中鉴定出14种化学组分，包含烷烃类、醛类、烯烃类、酮类、醇类和酯类化合物，其中烷烃类和烯烃类占挥发油总成分最高，为28.57%。

1.8 矿物元素

范家坤等[2]在铁皮石斛花中检测到常量元素钾(18 289.63～19 600.00 mg·kg-1)、钙(9 001.32～9 785.00 mg·kg-1)、磷(3 034.09±57.43 mg·kg-1)、镁(1 360.00～2 402.89 mg·kg-1)、钠(106.50～182.24 mg·kg-1)5种以及微量元素铁、铝、硼、锰、铜、锂、钡、锌、锶、硒10种。因此，铁皮石斛花可以作为人体钾、钙、磷、镁、钠等矿物质的补充剂。

2 铁皮石斛的开发加工研究现状

中国传统的中医药主要利用的是铁皮石斛的茎秆，而花、叶等非药用资源开发的相关研究相对起步较晚。目前铁皮石斛资源开发利用的方向主要是食品、保健品以及化妆品。

2.1 食品

铁皮石斛具有“生津养胃，滋阴润肺”的功效。目前已经有不少研究者设计开发以铁皮石斛花、叶为主要原材料的食品、饮品配方，如功能性果冻、袋泡茶、功能性饮料等等。研究人员对研发出来的产品也进行了功能测定、安全评估，发现含有铁皮石斛成分的相关产品普遍具有清除自由基、抑菌的功效。表1列出了部分品名、配方以及文献来源(由于大部分产品原料使用铁皮石斛汁或者粉末，未明确阐述具体使用部位，因此，表中对原文明确提及铁皮石斛花或叶的配方进行加粗)。此外，除了铁皮石斛的加工食品，铁皮石斛花也可以鲜食。

2.2 保健品

现代药理研究表明，铁皮石斛具有增强免疫力，抗疲劳、抗氧化，降三高，增加骨密度，护肝，调理肠胃功能，清咽润肺的药理作用[37]。铁皮石斛的保健养生应用，包括直接口嚼、以其为原料开发饮料型、口服液型、膏剂型和本色型(加工成铁皮枫斗等)[38]。根据国家市场监督管理总局特殊食品信息查询平台的相关资料，以铁皮石斛为主要原材料的注册保健品有135个，包含片剂、颗粒剂、胶囊等剂型，多为铁皮石斛、西洋参或灵芝等药材配伍，经提取、浓缩等工艺制成。虽然针对铁皮石斛保健品的开发研究较多，但原料仍然是茎秆，对于铁皮石斛叶、花在保健品方面的开发利用还比较欠缺(表2)。

表2 铁皮石斛保健品研究开发情况

2.3 化妆品

随着医美产业的发展、观念的迭代，人们对于化妆品的保湿性能也有了更高的要求。保湿剂的作用机理是通过保湿成分降低皮肤角质层的水分蒸发，增加真皮和表皮的水分渗透，树立皮肤保护屏障，减少环境导致的损伤。天然的多糖类高分子可作为保湿成分，其保湿的化学原理之一是通过分子间氢键作用降低水分蒸发[49]，同时，多糖的分子键可以形成一个复杂网状结构锁住水分。

铁皮石斛提取物多糖含量高，目前已被广泛应用于各类保湿产品中，如面膜、润肤水、唇膏、沐浴乳等等。孔芒芒[50]研究证实，铁皮石斛多糖提取液安全评价合格，利用其制作的面膜液和保湿水的保湿效果良好，使用体验良好。陈默等[51]研究表明，涂抹铁皮石斛提取物2 h和4 h的保湿效果与同等质量的透明质酸钠相当，含铁皮石斛的乳液能够提升皮肤水合度，郭文姣等[52]的研究也佐证了这一点。

除保湿护肤外，铁皮石斛还具有晒后修复、促进毛发生长的功效。麦燕随[53]研究证实，铁皮石斛原球茎水溶混悬液能够减少光损伤小鼠皮肤溃疡点，防止皮肤干燥，具有显著的抗光老化作用，陈健等[54]已经证实，铁皮石斛多糖可促进小鼠毛发生长，但目前没有学者针对铁皮石斛该功能进行产品的开发研究(表3)。

表3 铁皮石斛化妆护肤品的研究开发情况

3 总结与展望

大健康产业迎来了前所未有的发展窗口期。“健康中国”战略指出“到2030年，健康服务业总规模将达到16万亿，并将大健康产业作为国民经济的重要支柱产业。铁皮石斛是药食同源的典型代表。全国各地以生产抗疲劳、增强免疫功能等市场主流产品为重点，开发出“铁枫堂”“植然方适”“枫之源”“瑞心源”“塔斯曼”等铁皮石斛药品、日用品、保健品品牌，相关产品有铁皮石斛汁饮料、铁皮石斛挂面、铁皮石斛红石榴复合饮品、铁皮石斛花茶、铁皮枫斗晶、铁皮石斛西洋参胶囊、铁皮石斛面膜等等。

铁皮石斛花富含氨基酸、矿物质等营养成分，铁皮石斛叶具有与茎相似的多糖组分及其他有效成分，二者具有广阔的市场前景。尽管市场上基于铁皮石斛开发的产品层出不穷，科学研究对铁皮石斛资源的挖掘利用也进行得如火如荼，但仍都聚焦在铁皮石斛茎秆上，而其花、叶因丰富的成分也具有良好的开发、应用前景，因此，也需要后续更多的关注。学术研究领域对于铁皮石斛的资源利用开发研究进行得如火如荼，但主要利用部位仍然是茎秆，铁皮石斛花、叶的针对性的资源利用研究开发比较欠缺。