梵凈山石斛營(yíng)養(yǎng)成分分析與評(píng)價(jià)

楊天友，楊文明，楊業(yè)勤，楊傳東,

1. 銅仁學(xué)院農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院（銅仁 554300）；2. 貴州梵天農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司（江口 554400）；3. 梵凈生態(tài)研究院（銅仁 554300）

石斛（Dendrobium）是蘭科的第二大屬，有重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是重要的種質(zhì)資源。近些年，市場(chǎng)對(duì)石斛原料的需求逐年增加，常常供不應(yīng)求；再加上石斛野生資源本身稀缺，石斛已處于瀕危狀態(tài)。因此，石斛屬乃至蘭科近年來(lái)逐漸受到國(guó)家的重視和保護(hù)。1998年8月頒布的《中國(guó)植物紅皮書(shū)》將70種以上的石斛屬植物列入保護(hù)植物[1-2]。

梵凈山石斛（Dendrobium fanjingshanens）為石斛屬附生植物，是2001年貴州省梵凈山黑灣河800～1 500 m處發(fā)現(xiàn)的新種，分布地區(qū)狹窄。自發(fā)現(xiàn)之時(shí)起，一直被認(rèn)為是貴州特有的藥用植物之一。有資料表明，梵凈山石斛在全國(guó)只分布在2個(gè)地區(qū)，一個(gè)是在貴州省梵凈山黑灣河，另一個(gè)在浙江省遂昌九龍山[3-5]。同時(shí)梵凈山石斛是一種珍稀名貴的中草藥，主要用于治療口干、煩渴、熱病傷津、肺熱干咳、腰膝軟弱、陰傷目暗等病癥，另外，其花黃褐色或橙黃色，也可作觀賞植物，具有較高的觀賞價(jià)值[4-5]。

梵凈山自然保護(hù)區(qū)生境優(yōu)越，位于貴州省東部，是中國(guó)較早加入聯(lián)合國(guó)教科文組織人與生物圈計(jì)劃的自然保護(hù)區(qū)之一。處于中國(guó)亞熱帶范圍的中心地帶，具有中亞熱帶季風(fēng)山地濕潤(rùn)氣候特征。植物區(qū)系比較復(fù)雜，植被類型豐富多樣，植物資源特別豐富，達(dá)1 800種，其中可食用和藥用的有幾百種[6]。

梵凈山石斛是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新品種，而且分布區(qū)域狹窄，有關(guān)梵凈山石斛的相關(guān)研究報(bào)道較少。因此，擬通過(guò)對(duì)梵凈山石斛的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定與分析，為梵凈山石斛資源的合理利用以及更好地開(kāi)發(fā)其藥用、食用和其他價(jià)值提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

梵凈山石斛（貴州梵天農(nóng)業(yè)科技有限公司）。將梵凈山石斛經(jīng)去離子水清洗后，冷凍干燥至恒質(zhì)量，經(jīng)高速磨粉機(jī)磨粉過(guò)80目篩，裝入封口袋，待測(cè)。

1.2 主要設(shè)備與儀器

101-3型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京科偉永興儀器有限公司）；FW80高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（北京科偉永興儀器有限公司）；AR144CN型電子天平（精確度0.000 1 g，奧豪斯儀器上海有限公司）；Sx2-5-12箱式電阻爐（上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司）；80-2型離心沉淀機(jī)（江蘇金壇市中大儀器廠）；KQ-C玻璃儀器氣流烘干器（鞏義市予華有限責(zé)任公司）；T6新世紀(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）；Kjeltec 2100凱氏定氮儀（丹麥FOSS儀器有限公司）；Agilent 1100高效液相色譜系統(tǒng)、7890-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司）；Zeenit 700P原子吸收分光光度計(jì)（德國(guó)耶拿公司）；AFS-230原子熒光分光光度計(jì)（北京海光儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定

水分測(cè)定參照GB 5009.3—2016直接干燥法；水浸出物測(cè)定參照GB/T 8305—2013；灰分測(cè)定參照GB 5009.4—2016食品中總灰分的測(cè)定；脂肪測(cè)定參照GB 5009.6—2016酸水解法；蛋白質(zhì)的測(cè)定參照GB 5009.5—2016凱氏定氮法；粗多糖測(cè)定參照《保健食品功效成分檢測(cè)方法》第三章第一節(jié)；粗纖維測(cè)定參照GB/T 5009.10—2003；總黃酮測(cè)定參照NY/T 1295—2007。

1.3.2 游離氨基酸的測(cè)定

游離氨基酸的測(cè)定參照GB 5009.124—2016。

1.3.3 礦物質(zhì)的測(cè)定

鉀、鈉測(cè)定參照GB 5009.91—2017火焰原子吸收光譜法；鈣測(cè)定參照GB 5009.92—2016火焰原子吸收光譜法；鎂測(cè)定參照GB 5009.241—2017火焰原子吸收光譜法；銅測(cè)定參照GB 5009.13—2017石墨爐原子吸收光譜法；鐵測(cè)定參照GB 5009.90—2016；鋅測(cè)定參照GB 5009.14—2017火焰原子吸收光譜法；硒測(cè)定參照GB 5009.93—2017氫化物原子熒光光譜法；錳測(cè)定參照GB 5009.242—2017火焰原子吸收光譜法。

1.3.4 脂肪酸組成與含量的測(cè)定

脂肪酸組成與含量的測(cè)定參照GB 5009.168—2016內(nèi)標(biāo)法。

1.3.5 營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)方法

按照2007年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織與世界衛(wèi)生組織建議的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式（AAS）、化學(xué)評(píng)分（CS）和必需氨基酸指數(shù)（EAAI）對(duì)其進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)[7]，計(jì)算如式（1）～（3）所示。

式中：n為比較的氨基酸總數(shù)；a，b，c，…，j為待評(píng)樣品（干質(zhì)量）的必需氨基酸含量，%；ae，be，ce，…，je為雞蛋（干質(zhì)量）的必需氨基酸含量，%。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 梵凈山石斛基本營(yíng)養(yǎng)成分分析

由表1可知，梵凈山石斛中粗多糖含量為23.2%，比張恩等[8]研究的食藥兩用菌冬竹蓀多糖含量（10.82%）、蔣方程等[9]研究的鐵棍山藥多糖含量（9.26%）都要高得多。多糖是藥用植物主要活性成分之一，是石斛質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要參考指標(biāo)[10]。梵凈山石斛的水分和蛋白質(zhì)含量相對(duì)較高，分別為4.60%和3.70%，脂肪的含量是1.0%，比蘇德偉等[11]研究的泰寧食藥兩用菌竹蓀的脂肪含量（1.88%）少。所測(cè)得灰分為2.5%，比葉春等[12]研究的何首烏灰分（1.21 g/100 g）多，其所含無(wú)機(jī)鹽含量也高；所檢測(cè)的梵凈山石斛中含10.2%粗纖維，比楊曉娜等[13]研究中的兜唇石斛（1.64%）、鐵皮石斛（0.94%）、紫皮石斛（1.34%）、紫菀石斛（1.84%）這4種石斛的纖維都要高，粗纖維在人體內(nèi)雖不易消化分解，但是其在人類一些疾病的預(yù)防上起到重要作用并且具有抗氧化和清除羥自由基的能力[14]。梵凈山石斛含有0.07%黃酮，黃酮作為生物活性物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化能力。因此，梵凈山石斛有高含量的多糖、豐富的蛋白質(zhì)和抗氧化能力的黃酮，因此梵凈山石斛可作為藥食兩用的材料。

表1 梵凈山石斛一般營(yíng)養(yǎng)成分含量

2.2 梵凈山石斛游離氨基酸含量分析及評(píng)價(jià)

梵凈山石斛游離氨基酸含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，梵凈山石斛中含有16種人體所需氨基酸，其中包括7種人體必需氨基酸，以及嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育所必需的組氨酸。陸禮和等[15]研究中人工培養(yǎng)種植一年生金釵石斛中僅含12種氨基酸，其中包括5種必需氨基酸，則梵凈山石斛的氨基酸比例比人工培養(yǎng)的金釵石斛更合理。梵凈山石斛中16種氨基酸總量（TAA）為2.33 g/100 g，必需氨基酸總量（EAA）為1.00 g/100 g，占氨基酸總量的42.92%，超過(guò)FAO/WHO理想模式（EAA/TAA的值約40%），EAA/NEAA的值為86.96%，遠(yuǎn)超過(guò)FAO/WHO理想模式（EAA/NEAA的值為60%）。因此梵凈山石斛的必需氨基酸的比例很合理，是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)植物資源。檢測(cè)出的16種氨基酸中，含量最高的3種氨基酸從大到小為亮氨酸、天門(mén)冬氨酸、甘氨酸，含量最低的氨基酸是蛋氨酸，其次是酪氨酸和組氨酸。

由表2可看出，賴氨酸含量為0.13 g/100 g，占必需氨基酸總量的13%，賴氨酸是人體第一限制性氨基酸，也是代謝上唯一的必需氨基酸，具有促進(jìn)人體發(fā)育、增強(qiáng)免疫功能和預(yù)防心腦血管疾病等生理功能[16]。除賴氨酸之外，由表2還可看出，由亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸這3個(gè)必需氨基酸組成的支鏈氨基酸，可以迅速分解為葡萄糖，有助于促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后肌肉恢復(fù)，給身體提供能量[17]。其中，亮氨酸具有增強(qiáng)體外和體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的作用[18]，且是氨基酸含量最高的。梵凈山石斛支鏈氨基酸總含量為0.61 g/100 g，占必須氨基酸總量的61%，由此可知梵凈山石斛的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高。

鮮味氨基酸（包括天門(mén)冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸）是參與人體代謝的重要生理活性物質(zhì)，其自身呈酸、甜等鮮美滋味，其總量的多少?zèng)Q定了食物味道鮮美的程度[19]。梵凈山石斛含量高的天門(mén)冬氨酸、甘氨酸均屬于鮮味氨基酸，梵凈山石斛5種鮮味氨基酸總量達(dá)1.05 g/100 g，占氨基酸總量的45.06%。因此梵凈山石斛也能作為食物的調(diào)味劑。

表2 梵凈山石斛游離氨基酸組成與含量結(jié)果分析

2.3 必需氨基酸的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

氨基酸評(píng)分是一種被廣泛用來(lái)評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法[20]。根據(jù)氨基酸評(píng)分（AAS），由表3可知，梵凈山石斛的第一限制性氨基酸是蛋氨酸+半胱氨酸，這與紀(jì)照紅等[21]研究的新疆產(chǎn)的不同年份生鐵皮石斛中第一限制性氨基酸相符合，第二限制性氨基酸為苯丙氨酸+酪氨酸；以雞蛋蛋白作參考，根據(jù)得出的化學(xué)評(píng)分（CS）得到的第一和第二限制性氨基酸也是蛋氨酸+半胱氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸，并且必需氨基酸指數(shù)（EAAI）為47.91，由此可見(jiàn)梵凈山石斛不能作為單一蛋白源食用，應(yīng)該和其他食物混合食用，根據(jù)蛋白質(zhì)互補(bǔ)的原則，該石斛應(yīng)搭配蛋氨酸+半胱氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸含量豐富的食物一同食用。在氨基酸評(píng)分（AAS）中異亮氨酸和亮氨酸的AAS都接近于1，這表明梵凈山石斛中的異亮氨酸和亮氨酸含量豐富，可以彌補(bǔ)某種食物引起的異亮氨酸和亮氨酸不足。

表3 梵凈山石斛必需氨基酸評(píng)分

2.4 梵凈山石斛脂肪酸組成及含量分析

梵凈山石斛中脂肪酸組成及含量見(jiàn)表4，梵凈山石斛中共檢測(cè)出10種脂肪酸，不飽和脂肪酸有4種，占脂肪酸總量的60.92%；不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸比值為1.56%，可見(jiàn)在梵凈山石斛中有高含量的不飽和脂肪酸，使其具有一定的保健功能。不飽和脂肪酸中亞油酸含量最高，為0.546%，其次是油酸和亞麻酸，分別為0.195%和0.189%，其中亞油酸和亞麻酸是人體必需脂肪酸，亞麻酸屬于ω-3系多烯脂肪酸，以甘油酯的形式存在于植物體內(nèi)，動(dòng)物體內(nèi)不能合成亞麻酸，只能從外界獲取，有研究表明亞麻酸在抗衰老、降低血壓、血脂、增強(qiáng)智力、抗癌、預(yù)防心血管疾病、抑制過(guò)敏等方面起著重要的作用[22]；其亞油酸是功能性多不飽和脂肪酸中被最早認(rèn)識(shí)的一種，具有降低血清膽固醇水平作用，在預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用[23]。另外，梵凈山石斛中還檢測(cè)到十五烷酸和十七烷酸2種奇數(shù)碳脂肪酸，有研究指出，奇數(shù)碳脂肪酸擁有特別的生理功能，尤其是體現(xiàn)出較強(qiáng)的抗癌活性[24]。可見(jiàn)梵凈山石斛中含有的脂肪酸可以作為其具有很好的藥用價(jià)值的理論依據(jù)。

2.5 梵凈山石斛礦物質(zhì)含量分析

由表5可知，梵凈山石斛含有豐富的礦物質(zhì)元素，其中含量最高的是鉀元素，其次是鈣元素，這和余水生等[25]研究中對(duì)浙江九龍山產(chǎn)梵凈山石斛的測(cè)定結(jié)果相符合；比張杰等[26]研究的液體培養(yǎng)體系培養(yǎng)的鐵皮石斛鉀元素（1 495 mg/kg）要低，鈣元素（1 257 mg/kg）要高，人工培養(yǎng)創(chuàng)造的培養(yǎng)條件與自然環(huán)境不同，這就會(huì)造成成分含量不同。梵凈山石斛中鈉元素含量為140 mg/kg，則鉀/鈉比值為38.29，鈉元素含量比鉀元素含量低，比較符合低鈉健康食品的要求。鉀和鈉是人類必需的常量元素，另2種常量元素鈣和鎂含量在梵凈山石斛中也很高。除這4種人類必需的常量元素外，梵凈山石斛還含有4種第4周期的必需微量元素鐵、錳、銅、鋅，其中鋅與銅比值為1.71，鋅與鐵比值為0.29。按照Hill和Matron提出的“理化性質(zhì)相似的元素，其生物學(xué)功能是拮抗的”，且這種拮抗作用常發(fā)生在Zn∶Cu＞10及Zn∶Fe＞1時(shí)[27]，由此可知，梵凈山石斛的鋅銅比和鋅鐵比都是合理的。此外，梵凈山石斛還含有硒元素，硒元素具有抗氧化和抗衰老、促進(jìn)免疫、防癌、抑癌與治療疾病的作用，同樣硒是提高動(dòng)物生產(chǎn)力和繁殖力的重要物質(zhì)，還能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，阻止細(xì)胞膜氧化，改善肉品質(zhì)，并且硒還參與基因的表達(dá)[28]。因此，梵凈山石斛礦物質(zhì)豐富，具有較高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

表5 梵凈山石斛礦物質(zhì)含量

3 結(jié)論

試驗(yàn)對(duì)梵凈山石斛的一般營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸、礦物質(zhì)和脂肪酸進(jìn)行測(cè)定與分析，發(fā)現(xiàn)梵凈山石斛中水分很高，富含豐富的蛋白質(zhì)和粗多糖，且脂肪含量較低，并且含有人體所需的粗纖維及活性成分黃酮，具有抗氧化潛力。梵凈山石斛中含有的氨基酸非常豐富，必需氨基酸占氨基酸總量的42.92%，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為86.96%，符合FAO/WHO提出的理想蛋白模式，說(shuō)明梵凈山石斛是一種優(yōu)質(zhì)蛋白來(lái)源；脂肪酸中不飽和脂肪酸含量較多，最豐富的是亞油酸，其次是油酸和亞麻酸；礦物質(zhì)中具有鉀、鈣、鐵等這些豐富的高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的礦質(zhì)元素，而且由于土壤及環(huán)境的作用，貴州梵凈山產(chǎn)的梵凈山石斛中含有硒元素，硒元素是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)話題，其具有很多功能，而且大多數(shù)人體內(nèi)會(huì)存在缺硒的情況，所以現(xiàn)在富硒產(chǎn)品很受歡迎。由此可知，梵凈山石斛是一種高價(jià)值的材料，無(wú)論是在食用、藥用還是觀賞等方面，梵凈山石斛都是具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。但是由于梵凈山石斛數(shù)量較少，分布地區(qū)狹窄，因此在開(kāi)發(fā)利用梵凈山石斛時(shí)應(yīng)采取保護(hù)性開(kāi)發(fā)。