黔產鐵皮石斛不同部位多糖、氨基酸及必需元素含量

羅緒強 周金星 張桂玲 楊秀群 鄧家彬 郜紅娟

摘要：為探討鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）藥用及保健功能的高效利用途徑，以黔產鐵皮石斛為研究對象，分別對其下莖、上莖、葉片中多糖、氨基酸、必需元素含量進行測定分析。結果表明，黔產鐵皮石斛下莖、上莖、葉片中的多糖含量分別為27.50%±2.43%、28.04%±0.9%、15.03%±2.15%，葉片與上莖、下莖間的多糖含量存在顯著差異（P<0.05）。各氨基酸含量在不同部位中均表現為葉片>上莖>下莖，下莖、上莖、葉片中的總氨基酸質量分數分別為（22.10±4.70）、（37.21±9.14）、（89.00±10.09）mg/g；Ser、Gly、Cys、Met、Phe含量和芳香族氨基酸總量在各部位間差異均顯著（P<0.05）。黔產鐵皮石斛不同部位中必需元素含量和分配模式均有所不同且均具有富鈣特征。Ca、Cu、Zn含量在葉片與下莖、上莖間的差異均顯著（P<0.05），上莖與葉片間的K含量、葉片與下莖間的Mn含量、上莖與下莖間的Fe含量也存在顯著差異（P<0.05）。鐵皮石斛多糖含量與7種必需元素含量均呈負相關關系且與K、Ca、Mn、Cu、Zn含量相關性顯著（P<0.05）。各氨基酸與7種必需元素間除去Fe、Cys、Met含量外均呈正相關關系，其中，K、Cu含量除與Cys、Met含量外，Ca含量除與Cys含量外，其余均相關性顯著（P<0.05），Zn、Mn含量與各氨基酸含量均相關性顯著（P<0.05）。鐵皮石斛多糖含量與各氨基酸含量均呈顯著負相關關系。

關鍵詞：鐵皮石斛；不同部位；多糖；氨基酸；必需元素；分配模式；相關關系

中圖分類號： Q949.95；R284.1文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）10-0150-04

鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）是石斛屬植物中藥用價值最高的一種石斛，也是我國三級珍稀瀕危保護植物和二類藥材品種[1-6]。據報道，鐵皮石斛多糖具有抗腫瘤、抗氧化損傷、抗癌、抗菌、增強機體免疫等多種生物活性，氨基酸是其發揮藥效、調節口感的物質基礎，而K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素與鐵皮石斛藥效關系密切[7-13]。傳統用藥上鐵皮石斛以莖為主，但近期研究發現占其總生物量50%左右的葉片也具有滋補保健功效[2-3，14]。貴州簡稱黔，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，是我國鐵皮石斛主要產區之一[3-5]。本研究以黔產鐵皮石斛為對象，分別對其下莖、上莖、葉片中的多糖、氨基酸、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的高效利用途徑提供基礎數據和理論支持。

1材料與方法

1.1試驗材料[HJ1.5mm]

供試鐵皮石斛樣品取樣時間為4月中旬，由貴州金茂生物科技有限公司桐木嶺鐵皮石斛培育基地、荔波石上森中藥材開發有限公司水甫村鐵皮石斛種植基地、荔波普生鐵皮石斛開發有限責任公司白巖村鐵皮石斛種植基地共同提供。3個基地鐵皮石斛樣品的種植方式、種植基質、生長期等條件均相對一致。采集樣品時，3個基地按相同標準各隨機選擇5株成熟、健康的植株，每株按下莖、上莖、葉片分別采集，不同植株鐵皮石斛相同部位樣品混合成1個樣裝入干凈透氣的信封中。樣品帶回實驗室后，用自來水和去離子水快速沖洗干凈、晾干，105 ℃殺青，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。

主要儀器包括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）；FW100微型高速萬能粉碎機（天津泰斯特儀器有限公司）。

主要試劑包括苯酚（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，保證試劑）；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[15]；氨基酸含量參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》測定[16]，測定條件：HITACHI 2622SC-PH 離子分離柱，色譜柱尺寸4.6 mm ID×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 ID×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，一通道檢測波長570 nm，二通道檢測波長 440 nm；一通道分析時間32 min，二通道分析時間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為：K，767.0 nm；Ca，423.5 nm；Mg，286.0 nm；Fe，249.0 nm；Mn，280.2 nm；Cu，325.3 nm；Zn，214.3 nm。以《植物成分分析標準物質》 GBW07604（GSV-3）楊樹葉作質量控制，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。

1.3數據分析

采用Excel 2010、SPSS 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，黔產鐵皮石斛不同部位多糖含量不同，下莖、上莖、葉片中的多糖百分含量分別為27.50%±243%、28.04%±0.95%、15.03%±2.15%，含量最高部位下莖約為最低部位葉片的2倍。最小顯著差法、單因素方差分析、多重比較分析結果表明，黔產鐵皮石斛葉片中的多糖含量與上莖、下莖中的多糖含量均存在顯著差異（P<0.05），但上莖、下莖間的多糖含量差異不顯著（P>0.05）。

[TPLXQ1.tif；S+2mm]

2.2氨基酸含量

鐵皮石斛下莖、上莖、葉片中均檢測出16種氨基酸（表1），按檢測時的出峰順序依次為天冬氨酸（Asp）、蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、胱氨酸（Cys）、纈氨酸（Val）、甲硫氨酸（Met）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、蘇氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、賴氨酸（Lys）、組氨酸（His）、精氨酸（Arg）。從表1中可以看出，黔產鐵皮石斛下莖、上莖、葉片中的總氨基酸含量分別為（22.10±4.70）、（37.21±9.14）、（89.00±10.09）mg/g，各氨基酸在不同部位中的含量大小均表現為葉片>上莖>下莖，各部位含量最多的3種氨基酸均為Glu、Asp、Leu，這3種氨基酸含量之和均占其總氨基酸含量的1/3以上。

黔產鐵皮石斛下莖、上莖、葉片中含量較高的4類氨基酸均為藥效氨基酸、必需氨基酸、鮮味氨基酸、非必需氨基酸，此4類氨基酸在各部位中的含量均占其總氨基酸含量的40%以上[17-18]，其中，藥效氨基酸均達2/3左右；必需氨基酸、非必需氨基酸均占對應總氨基酸含量的50%上下，其比值均接近1.0，遠高于氨基酸理想模式比值FAO/WHO的0.6[19]。上莖、葉片中各類氨基酸總量高低順序均為藥效氨基酸>必需氨基酸>非必需氨基酸>鮮味氨基酸>甜味氨基酸[20-21]>支鏈氨基酸>芳香族氨基酸；而在下莖中的氨基酸總量高低順序則為藥效氨基酸>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。黔產鐵皮石斛各部位中的支鏈氨基酸含量均分別占對應必需氨基酸總量、總氨基酸含量的40%、20%左右，支鏈氨基酸、芳香族氨基酸含量比值均約為2.0，低于正常人血液中的最低比值3.0[22-24]。

最小顯著差法、單因素方差分析、多重比較分析結果表明，黔產鐵皮石斛16種氨基酸中，Ser、Gly、Cys、Met、Phe含量在各部位間差異均顯著（P<0.05），Asp、Thr、Glu、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Lys、His、Arg含量在上莖、下莖間無顯著差異（P>0.05）；總氨基酸含量、除芳香族氨基酸外的各類氨基酸總量在上莖、下莖間無顯著差異（P>0.05），芳香族氨基酸總量在各部位間差異均顯著（P<0.05）。

2.3必需元素含量

從表2可以看出，黔產鐵皮石斛不同部位中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、Mg、Mn、Zn元素含量在各部位中的高低順序均為葉片>上莖>下莖，K、Cu含量為葉片>下莖>上莖，而Fe含量為下莖>葉片>上莖；下莖中7種必需元素含量的分配模式為Ca>K>Mg>Fe>Zn>Mn>Cu，上莖為Ca>Mg>K>Fe>Mn>Zn>Cu，葉片為Ca>K>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu。表明黔產鐵皮石斛各部位均具有富鈣特征。

最小顯著差法、單因素方差分析、多重比較分析結果表明，Ca、Cu、Zn含量在葉片與下莖、上莖間的差異均顯著（P<0.05），K含量在上莖、葉片間，Mn含量在葉片、下莖間，Fe含量在上莖、下莖間也存在顯著差異（P<0.05），而Mg含量在各部位間的差異均不顯著（P>0.05）。

2.4相關性分析

含量相關性顯著（P<0.05），與K、Ca、Cu、Zn含量相關性極顯著（P<0.01）。除Fe含量與Cys、Met含量呈負相關外，7種必需元素含量與各氨基酸含量均為正相關關系，其中K、Cu含量除與Cys、Met外，與其他元素含量均顯著相關；Ca含量與除Cys含量外的其他元素含量均顯著相關，Zn、Mn含量與各氨基酸含量均顯著相關，且Zn含量除與Met含量外，與其他元素含量均極顯著相關；而Mg、Fe含量與各氨基酸含量相關性均不顯著（P>0.05）。鐵皮石斛多糖含量與各氨基酸含量除與Cys含量外均呈極顯著相關關系（P<0.01）。

3結論與討論

黔產鐵皮石斛下莖、上莖、葉片中的多糖含量分別為2750%±2.43%、28.04%±0.95%、15.03%±2.15%；多糖含量在葉片與上莖、下莖間均存在顯著差異（P<0.05），但在上莖、下莖間的差異不顯著（P>0.05）。各氨基酸在不同部位中的含量大小均表現為葉片>上莖>下莖，各部位中的藥效氨基酸均達總氨基酸量的2/3左右，其中Glu、Asp、Leu之和均占總氨基酸量的1/3以上；Ser、Gly、Cys、Met、Phe含量和芳香族氨基酸總量在各部位間差異均顯著（P<0.05）；上莖、下莖、葉片中的必需氨基酸與非必需氨基酸含量比值均遠高于FAO/WHO理想模式比值；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。

不同部位中必需元素含量和分配模式均有所不同；黔產鐵皮石斛各部位均具有富鈣特征。Ca、Cu、Zn含量在葉片與下莖、上莖間的差異均顯著（P<0.05），K含量在上莖、葉片間，Mn含量在葉片、下莖間，Fe含量在上莖、下莖間也存在顯著差異（P>0.05），而Mg含量在各部位間的差異均不顯著（P>005）。

鐵皮石斛多糖含量與7種必需元素含量均為負相關關系，其中與Mn含量顯著相關（P<0.05），與K、Ca、Cu、Zn含量極顯著相關（P<0.01）。除Fe與Cys、Met呈負相關關系外，7種必需元素與各氨基酸含量均呈正相關關系；其中，K、Cu含量除與Cys、Met含量外，與其他元素含量均顯著相關（P<005）；Ca含量除與Cys含量外，與其他元素含量也顯著相關（P<0.05），Zn、Mn含量與各氨基酸含量均呈顯著相關（P<0.05）；Zn含量除與Met含量外，與其他元素含量均呈極顯著相關（P<0.01）。鐵皮石斛多糖含量與各氨基酸含量除與Cys含量外均呈極顯著相關性（P<0.01）。

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