张桂玲　冉靓　罗绪强

摘要：以贵州、安徽、浙江3地铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）与铁皮枫斗为研究对象，分别对其多糖、氨基酸和必需元素含量进行测定分析。结果表明：多糖含量以浙江铁皮枫斗最高，达32.82%，黔产铁皮石斛叶片最低，为17.21%，含量排序为浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛下茎>黔产铁皮石斛上茎>安徽铁皮枫斗>黔产铁皮石斛叶片；铁皮石斛各类氨基酸含量排序均为黔产铁皮石斛叶片>安徽铁皮枫斗>黔产铁皮石斛上茎>浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛下茎；钾（K）、铜（Cu）含量均以安徽铁皮枫斗最高，黔产铁皮石斛上茎最低；钙（Ca）、锌（Zn）含量均以黔产铁皮石斛叶片最高，安徽铁皮枫斗最低；铁皮石斛多糖含量与猛（Mn）含量为显著负相关关系（r=-0.93，P<0.05）；甲硫氨酸含量与Ca含量，苏氨酸、亮氨酸、谷氨酸、酪氨酸、组氨酸和精氨酸含量与Mn含量均为显著正相关（r=0.67～1.00，P<0.05），天冬氨酸含量与Mn含量呈极显著正相关（r=-0.99，P<0.01）；多糖含量与各氨基酸含量均为负相关关系，其中天冬氨酸含量与多糖含量相关性显著（r=-0.93，P<0.05）。

关键词：铁皮石斛；多糖；氨基酸；必需元素；相关性

中图分类号： Q949.95；R284.1文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）14-0146-04

贵州省优秀青年科技人才培养对象专项资金（编号：黔科合人字[2015]21号）；贵州省优秀科技教育人才省长资金（编号：黔省专合字[2012]80号）。

作者简介：张桂玲（1978—），女，山东金乡人，博士，教授，主要从事药物化学和生态环境地球化学研究。Tel：（0851）85931298；E-mail：glzhang996@163.com。

通信作者：罗绪强，博士，教授，主要从事生态环境地球化学研究。Tel：（0851）85811045；E-mail：xuqiangluo@163.com。

石斛属（Dendrobium Sw.）植物是我国传统中药材的重要原料之一，临床上常用于治疗肺虚、胃虚、脾虚等引起的内科疾病和眼科疾病[1-3]。国际上传统药用石斛以金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）为主，但是近年来的化学成分研究表明，铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）是石斛中药用价值较高的一种石斛[4-7]。铁皮石斛鲜条加工后的干品称为铁皮枫斗。2010年版《中华人民共和国药典》特将其从石斛类药材中划出，单独收载[8]。贵州地处中国西南腹地，属亚热带湿润季风气候区，境内气候温暖湿润，土壤类型多样，是我国石斛主要产区之一，石斛也与天麻、杜仲、黄连、吴茱萸并称贵州五大名药。但是由于长期过度采挖，贵州野生铁皮石斛已濒临灭绝，市售铁皮石斛多为人工培育加工而成。据报道，铁皮石斛的药用部位主要为茎，而叶片在其总生物量中约占50%[9]，民间也有饮用铁皮石斛叶茶滋补保健的习惯，铁皮石斛叶片功效成分与潜在药用及保健价值亟待挖掘。本研究选取贵州某一铁皮石斛培育基地人工培育的铁皮石斛为研究对象，同时选购产地为安徽、浙江的2种铁皮枫斗为对照，分别对其多糖含量、氨基酸含量和必需元素含量进行测定分析，以期为铁皮石斛药用及保健功能高效利用及其综合开发提供基础数据和理论支持。

1材料与方法

1.1试验材料

供试黔产铁皮石斛样品采自贵州省贵阳市花溪区桐木岭金茂生物科技有限公司铁皮石斛培育基地，在培育基地内随机选择5株成熟、健康的植株，每株按上茎、下茎、叶片分别采集，不同株铁皮石斛同部位样品混合成1个样装入干净信封，分别简称黔产上茎、黔产下茎、黔产叶片；安徽、浙江产地的2种铁皮枫斗采购自贵州省贵阳市同仁堂药店，分别简称安徽枫斗、浙江枫斗。黔产铁皮石斛样品带回实验室后，用自来水、去离子水快速冲洗干净、晾干，于105 ℃杀青，与铁皮枫斗一起置于烘箱中60 ℃烘干（约4 h），粉碎过 100 目筛后封存于密封袋内避光干燥保存、备用。

主要仪器：721N可见分光光度计（上海仪电分析仪器有限公司）；日立L-8900氨基酸自动分析仪（日本）；AA320N原子吸收分光光度计（上海仪电分析仪器有限公司）。

主要试剂：苯酚（西陇化工有限公司，分析纯）；硝酸（上海国药集团化学试剂有限公司，优级纯）；L-8500-PH缓冲液套装（日本三菱化学公司）；日立氨基酸分析仪配套茚三酮显色液（和光化学工业有限公司）；氨基酸混合标准样品（日本和光纯药工业株式会社）。

1.2测试方法

多糖含量采用苯酚-硫酸法测定[10-11]，标准曲线方程为y=62.827x+0.007 4，r=0.997；氨基酸含量参照GB/T5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》[12]，测定条件：HITACHI 2622SC-PH 离子分离柱，色谱柱尺寸4.6 mm（内径）×60 mm，日立专用3 μm钠型阳离子交换树脂，分离柱柱温 57 ℃，反应柱尺寸4.6 mm（内径）×40 mm，反应柱柱温 135 ℃；泵Ⅰ（缓冲液）流速0.4 mL/min，泵Ⅱ（反应液）流速0.35 mL/min，檢测波长，1通道570 nm，2通道440 nm；分析时间，1通道32 min，2通道10 min。必需元素含量采用原子吸收分光光度计测定，各元素测定波长依次选择如下：钾（K），767 nm；钙（Ca），423.5 nm；镁（Mg），286.0 nm；铁（Fe），249.0 nm；锰（Mn），280.2 nm；铜（Cu），325.3 nm；锌（Zn），214.3 nm。以植物成分分析标准物质GBW07604（GSV-3）杨树叶作为质量控制，标样元素含量测定结果均在标准值范围内。各项测定值均为植物干物质的元素总量。endprint

1.3数据分析

采用Excel 2007、IBM SPSS Statistics 19 软件对试验数据进行处理和统计分析。

2结果与分析

2.1多糖含量

从图1可以看出，不同产地铁皮石斛多糖含量不同，且在不同部位间有所差异，多糖含量以浙江铁皮枫斗最高，黔产铁皮石斛叶片最低；黔产铁皮石斛不同部位中的多糖含量排序为下茎>上茎>叶片，下茎、上茎含量差异不大，均约是叶片的1.7倍；黔产铁皮石斛下茎、上茎多糖含量与浙江铁皮枫斗基本相当，而含量最低部位叶片中的多糖含量与安徽铁皮枫斗不相上下。

2.2氨基酸含量

从表1可以看出，在检出的16种氨基酸中，无论是必需氨基酸、药效氨基酸[13]、支链氨基酸、芳香族氨基酸、鲜味氨基酸[14]、甜味氨基酸[15-16]还是非必需氨基酸、总氨基酸，均以黔产铁皮石斛叶片中的含量最高，各类氨基酸含量在不同产地铁皮石斛中的排序多数表现为黔产铁皮石斛叶片>安徽铁皮枫斗>黔产铁皮石斛上茎>浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛下茎。

安徽铁皮枫斗中各类氨基酸总量排序为药效氨基酸>非必需氨基酸>必需氨基酸>鲜味氨基酸>支链氨基酸>甜味氨基酸>芳香族氨基酸，其中含量最多的5种氨基酸依次是天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、亮氨酸（Leu）、精氨酸（Arg）、赖氨酸（Lys），占总氨基酸量的53.78%。浙江铁皮枫斗中各类氨基酸总量排序为药效氨基酸>鲜味氨基酸>非必需氨基酸>必需氨基酸>甜味氨基酸>支链氨基酸>芳香族氨基酸，含量最多的5种氨基酸依次是天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、丙氨酸（Ala），占氨基酸总量的56.43%。黔产铁皮石斛叶片、上茎中各类氨基酸总量排序均为药效氨基酸>必需氨基酸>非必需氨基酸>鲜味氨基酸>甜味氨基酸>支链氨基酸>芳香族氨基酸；黔产铁皮石斛叶片含量最多的5种氨基酸依次是谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸（Phe），占氨基酸总量的47.93%；黔产铁皮石斛上茎含量最多的5种氨基酸依次是谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、赖氨酸，占氨基酸总量的48.43%；黔产铁皮石斛下茎中各类氨基酸总量排序为药效氨基酸>非必需氨基酸>必需氨基酸>鲜味氨基酸>甜味氨基酸>支链氨基酸>芳香族氨基酸，含量最多的5种氨基酸依次是天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、甘氨酸（Gly）、丙氨酸，占氨基酸总量的50.41%。

药效氨基酸、必需氨基酸、鲜味氨基酸和非必需氨基酸均为不同产地铁皮石斛中含量较高的4类氨基酸，含量都在其总氨基酸含量的40%以上，其中药效氨基酸含量达70%左右；必需氨基酸、非必需氨基酸均约占其总氨基酸含量的50%，其比值均接近1.0，远高于联合国粮食与农业组织/世界卫生组织（FAO/WHO）理想模式比值的0.6[17]。不同产地铁皮石斛中的支链氨基酸分别占其必需氨基酸总量、总氨基酸含量40%、20%左右，支链氨基酸与芳香族氨基酸的含量比值约等于2.0，均低于正常人血液中的最低比值30[18-20]。

2.3必需元素含量

K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn既是植物必需元素[21-22]，也是人体必需元素[23]。从表2可以看出，不同产地铁皮石斛中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7种必需元素的含量和分配模式均有所不同；Ca元素含量排序為黔产铁皮石斛叶片>黔产铁皮石斛上茎>黔产铁皮石斛下茎>浙江铁皮枫斗>安徽铁皮枫斗，Mg含量排序为黔产铁皮石斛上茎>浙江铁皮枫斗>安徽铁皮枫斗>黔产铁皮石斛叶片>黔产铁皮石斛下茎，Fe含量排序为浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛叶片>黔产铁皮石斛下茎>黔产铁皮石斛上茎>安徽铁皮枫斗，Mn含量排序为黔产铁皮石斛叶片>安徽铁皮枫斗>浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛上茎>黔产铁皮石斛下茎，Zn含量排序为黔产铁皮石斛叶片>浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛上茎>黔产铁皮石斛下茎>安徽铁皮枫斗，K、Cu含量排序均为安徽铁皮枫斗>浙江铁皮枫斗>黔产铁皮石斛叶片>黔产铁皮石斛下茎>黔产铁皮石斛上茎。7种必需元素在浙江铁皮枫斗中的分配模式为K>Mg>Fe>Ca>Cu>Zn>Mn，安徽铁皮枫斗分配模式为K>Ca>Mg>Cu>Fe>Mn>Zn，而在黔产铁皮石斛不同部位中的分配模式基本一致，叶片、下茎分配模式均为 Ca>K>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，上茎分配模式为Ca>Mg>K>Fe>Mn>Zn>Cu。

2.4相关性分析

表3相关性分析表明，铁皮石斛多糖与必需元素Ca、Mn、Cu、Zn均为负相关关系，与K、Mg、Fe均为正相关关系，其中，铁皮石斛多糖与Mn为强度显著负相关（r=-0.93，P<005），与Ca、Mg、Fe、Cu均为中等相关（|r|=0.33～0.67），而与K、Zn的相关性较弱（|r|=0.00～0.33）；必需元素Ca、Mn、 Zn与各氨基酸的相关性均较强， 且均为正相关关系， 除Ca与天冬氨酸、酪氨酸（Tyr）、精氨酸，Mn与甲硫氨酸（Met），Zn与天冬氨酸、甲硫氨酸为中等相关外，其余均达强度相关，其中Ca与甲硫氨酸，Mn与苏氨酸（Thr）、亮氨酸、谷氨酸、酪氨酸、组氨酸（His）和精氨酸均为强度显著正相关（|r|=0.67～1.00，P<005），Mn与天冬氨酸达强度极显著正相关（r=-0.99，P<0.01）；K、Mg、Fe、Cu与各氨基酸的相关性均较弱，除甲硫氨酸与K、Fe、Cu和天冬氨酸与Cu间达中等相关外，其他均为弱相关，其中天冬氨酸与K、Cu，酪氨酸与Cu，精氨酸与K、Fe、Cu为正相关，其余均为负相关；铁皮石斛多糖与各氨基酸均为负相关关系，且均为强度相关，其中天冬氨酸与多糖相关性显著（r=-0.93，P<0.05）。

3结论

多糖含量以浙江铁皮枫斗最高，黔产铁皮石斛叶片最低，黔产铁皮石斛不同部位中的排序为下茎>上茎>叶片。各类氨基酸含量均以黔产铁皮石斛叶片最高，且不同产地铁皮石斛中含量最高的4类氨基酸均为药效氨基酸、必需氨基酸、鲜味氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸与非必需氨基酸比值均远高于FAO/WHO理想模式比值，但支链氨基酸与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。endprint

K、Cu含量均以安徽铁皮枫斗最高，黔产铁皮石斛上茎最低；Ca、Zn含量均以黔产铁皮石斛叶片最高，安徽铁皮枫斗最低。7种必需元素在浙江铁皮枫斗中的分配模式为K>Mg>Fe>Ca>Cu>Zn>Mn，在安徽铁皮枫斗中的分配模式为K>Ca>Mg>Cu>Fe>Mn>Zn，而在黔产铁皮石斛不同部位中的分配模式基本一致，叶片、下茎均为Ca>K>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，上茎为Ca>Mg>K>Fe>Mn>Zn>Cu。

铁皮石斛多糖与Mn为强度显著负相关关系（r=-0.93，P<0.05）；甲硫氨酸与Ca，苏氨酸、亮氨酸、谷氨酸、酪[CM（25]氨酸、组氨酸、精氨酸与Mn均为强度显著正相关（|r|=067～1.00，P<005），天冬氨酸与Mn达强度极显著正相关（r=-0.99，P<001）；多糖与各氨基酸均为强度负相关关系，其中天冬氨酸与多糖相关性显著（r=-0.93，P<0.05）。

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