铁皮石斛多糖原料特性和加工方面的研究进展

2016-03-19张秒高张平湖邱振国

安徽农业科学 2016年1期

关键词：铁皮石斛提取多糖

张秒高，张平湖，邱振国

(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225；2.仲恺农业工程学院机电学院，广东广州 510225；3.仲恺农业工程学院学生处，广东广州 510225)

铁皮石斛多糖原料特性和加工方面的研究进展

张秒高1，张平湖2，邱振国3

(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225；2.仲恺农业工程学院机电学院，广东广州 510225；3.仲恺农业工程学院学生处，广东广州 510225)

摘要铁皮石斛是我国传统的名贵中药材，铁皮石斛多糖是其主要的功能成分。综述了铁皮石斛多糖在原料、加工、提取等方面的研究进展，结果显示，不同品种、不同生长环境、不同部位、不同采收季节和采收龄长、不同加工方式等均可能导致不同的提取数量和多糖构成，从而可能影响铁皮石斛多糖的功效。因此，在开发铁皮石斛多糖产品时，需要了解原料特性、选择适宜的加工方法、开发适宜的产品形式，以促进铁皮石斛多糖关键功效组分的获得，从而充分发挥铁皮石斛多糖的功效。

关键词铁皮石斛；多糖；原料特性；加工；提取

铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimura et Migoj)是兰科石斛属，为多年生的草本植物，主要分布于安徽、浙江、广西、湖南、云南、贵州等地，是传统名贵中药材，药用部分主要是茎和花[1]。体内和体外试验研究表明，铁皮石斛具有降血糖、抗肿瘤、增强免疫、保护心血管、抗氧化等功效，而多糖是其主要功能成分[2]。为此，笔者综述了铁皮石斛多糖在原料、加工、提取等方面的研究进展，以期为铁皮石斛的产品开发和其养生保健药理作用的发挥提供科学依据。

1铁皮石斛原料多糖含量的特点

铁皮石斛多糖是其最主要的药用成分，2010年版《中国药典》已制定了以多糖和甘露糖为指标进行品质控制的标准，即铁皮石斛多糖含量(以干基计)为25%以上，甘露糖为13%～38%[3]。因此，对于铁皮石斛多糖含量、成分、构效关系、加工方法的系统研究，将利于铁皮石斛多糖发挥药用保健作用。研究表明，不同产地、年龄、部位、采集时间的铁皮石斛多糖含量具有差异，且差异较大，直接使用很可能导致功效上的不一致，不利于产品推广，需要进行多糖含量标准化的产品开发。

1.1不同产地的多糖含量差异大龚庆芳等[4]从广西、安徽、云南、浙江等不同产地收集的3年龄铁皮石斛，采用苯酚-硫酸法测定多糖含量，柱前衍生化HPLC法测定甘露糖含量，结果表明，不同产地铁皮石斛多糖含量为25.15%～36.53%，含量差异显著，其中采自云南、浙江的种质在多糖和甘露糖方面有优良的遗传基础。肖正航[5]的研究结果与之相似，这可能与其种质遗传有差异相关。

1.2不同部位的多糖含量有所不同黎万奎等[6]分析发现铁皮石斛体内总多糖分布差异依次为茎中段>茎上段或茎下段>叶>根。肖正航[5]的研究结果与之相似。这些研究反映了铁皮石斛多糖的累积规律，对于药材采收及用药部位的选择有一定的指导意义。

1.3不同生理年龄、不同采摘季节的多糖含量有差异诸燕等[7]以浙江产区为例，分析发现不同生理年龄的铁皮石斛多糖含量不同，具体表现为二年生>一年生>三年生，二年生铁皮石斛多糖含量最高，因此铁皮石斛最佳采收时间应在二年生冬季至三年生开花前。李彩霞等[8]对不同釆收时间的铁皮石斛多糖含量进行分析，以春季(3月)、夏季(6月)、秋季(9月)、冬季(12月)采收的铁皮石斛鲜品中多糖含量为考察对象，结果发现多糖含量冬季(6.24%)>秋季(5.92%)>夏季(5.37%)>春季(4.59%)。

2加工对铁皮石斛含量和功效的影响

传统上，铁皮石斛常以干品枫斗的形式作为药材使用，主要以水煮煎服的形式服用。但主要活性成分多糖含量和功效可能在加工中受到多种因素的影响。

2.1不同干燥方法明显影响铁皮石斛多糖的含量李聪等[9]采用直接烘干、烫后烘干、边搓边烘、烫后边搓边烘 4 种方法，分别在不同温度(100 ℃、80 ℃、60 ℃、室温)下烘干后测定多糖含量，结果发现，不同采后加工方法得到的铁皮石斛药材多糖质量分数为26.59%～32.70%，经边搓边烘100、80 ℃处理的铁皮石斛药材多糖含量最高，分别为32.70%、32.58%; 经直接烘干60 ℃处理的药材多糖含量最低，为26.59%。现代药理与临床证明，中药材适时采收、合理干燥、科学加工是保证和提高药材质量的重要途径。辛明等[10]研究表明铁皮石斛干燥后多糖含量大小排列为热风干燥>真空干燥>真空冷冻干燥>自然晾干，其中热风干燥的铁皮石斛多糖含量最高，达31.13%；自然晾干条件下的多糖含量最低，为20.72%。但陈立钻等[11]研究认为相对于传统加工方式，机械化加工对于多糖含量的影响不大。

2.2不同提取方式影响多糖的溶出率国内外对于石斛多糖的研究中，石斛多糖的提取方法以水提醇沉法为主，还有酶法提取和超声波辅助提取等方法。张萍等[12]采用酶法测定铁皮石斛中多糖的含量，最佳工艺条件为酶解时间2 h、酶解温度40 ℃、纤维素酶用量20%，pH=6.0；该酶法与水煎法比较发现，酶法和水提的多糖提取量分别为26.49%和12.07%，酶法提取率更高。罗傲雪等[13]通过优选超声波辅助热回流法提取马鞭石斛多糖，结果显示马鞭石斛多糖提取率显著高于传统热回流法的提取率，该法用于铁皮石斛多糖的提取效果还需要验证。李聪等[9]以药材粉碎与否、料液比、提取时间、提取次数为考察因素，研究发现粉碎程度是影响铁皮枫斗多糖快速提取率的关键因素，粉碎后的铁皮枫斗多糖在提取 2 h、1 次的情况下，基本可以完全提取(提取率达95.19%)；但直接投料水煮的方法提取率极低(仅为10.28%～38.00%)。因此，粉碎将大大提高铁皮石斛多糖溶出速率。

2.3不同粉碎程度影响多糖的功效张娥珍等[14]研究表明同质量粉体通过程序的水提取后，铁皮石斛超微粉提取液比普通粉提取液在羟基自由基(·OH)等体外抗氧化模型中具有更显著的自由基清除能力。这可能是由于以打破中药材细胞壁为目的的超微粉碎作业，更有利于药物有效成分包括多糖和其他有效成分的溶出。李娟[15]在对铁皮石斛破壁技术的优化研究中发现，通过适宜的工艺可以取得98.3%的细胞破壁率。利用超声波也能促进多糖的溶出，可以将其作为辅助方法应用在铁皮石斛多糖提取中[13]。可见，促进铁皮石斛多糖有效溶出的技术已有所研究。但当前铁皮石斛在加工方面需要克服的问题比较多，包括产品功效明确且强度的产品配方、克服高黏性带来的使用不便利等。总体而言，对于有生理活性的铁皮石斛多糖，关于不同加工方式对于多糖活性的影响、铁皮石斛多糖加工技术特别是深加工等方面的研究目前还比较少。

3不同多糖的成分功效价值有差异

鲍素华等[16]采用醇沉法对铁皮石斛总多糖分级，测定石斛多糖的抗氧化活性，结果发现，不同相对分子质量的多糖在不同的抗氧化体系中其抗氧化活性有明显差异。李秀芳[17]以四氧嘧啶为诱导剂建立糖尿病小鼠模型，进一步比较了水提醇沉法提取的4种药典石斛多糖即铁皮石斛多糖(DOP)、金钗石斛多糖(DNP)、流苏石斛多糖(DFP)、鼓槌石斛粗多糖(DCP)的降血糖活性差异，结果显示，铁皮石斛多糖的降血糖优于其他3种多糖。此外，关于多糖单组分、多糖多组分、多糖与其他功效成分单独或组合的活性差异的研究还需要深入的研究。这种有差异的不同多糖的成分单独或组合活性的差异对于铁皮石斛多糖产品的开发具有重要的理论和实践指导意义，需要迫切的深入研究。

4讨论与结论

黎万奎等[6]对比人工栽培铁皮石斛和野生铁皮石斛加工的铁皮枫斗发现，总多糖含量分别为25.31%和29.38%，说明人工栽培铁皮石斛主要药用成分多糖的质量与野生材料相近，可作为野生铁皮石斛的替代资源加以开发。

铁皮石斛多糖作为铁皮石斛主要的功能成分，具有降血糖、抗肿瘤、增强免疫、保护心血管等药理功效。但不同品种、不同生长环境、不同部位、不同采收季节和采收龄长、不同加工方式等均可能导致不同的提取数量和多糖构成，从而可能影响铁皮石斛多糖的功效。因此，在开发铁皮石斛多糖产品时，需要了解原料特性、选择适宜的加工方法、开发适宜的产品形式，以促进铁皮石斛多糖关键功效组分的获得，从而充分发挥铁皮石斛多糖的功效。

参考文献

[1] 査学强，魏鹏，罗建平.8种产地铁皮石斛蛋白质和同工酶分析[J].安徽农业科学，2007,35(27):8464-8465.

[2] 张冠亚，黄晓君，聂少平，等.体外模拟三种消化酶对铁皮石斛多糖的消化作用[J/OL].食品科学，网络预发表[2014-10-21].http://www.fabiao.net/content-18-255976-1.html.

[3] 中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典：一部[S]．北京：中国医药科技出版社，2010：265-266.

[4] 龚庆芳，周浩，王新桂，等.不同产地铁皮石斛的品质比较研究[J].北方园艺，2013(8):162-165.

[5] 肖正航.铁皮石斛种质资源遗传多样性及HPLC指纹图谱分析[D].福州：福建农林大学，2013:25-26.

[6] 黎万奎，胡之璧,周吉燕,等.人工栽培铁皮石斛与其他来源铁皮石斛中氨基酸与多糖及微量元素的比较分析[J].上海中医药大学学报，2008,22(4):80-83.

[7] 诸燕，斯金平，郭宝林，等.人工栽培铁皮石斛多糖含量变异规律[J].中国中药杂志,2010(4):427-430.

[8] 李彩霞，竹剑平.不同釆收期铁皮石斛中多糖含量比较[J].药物分析杂志，2010(6):1138-1139.

[9] 李聪，宁丽丹，刘京晶，等.铁皮石斛采后加工及提取方法对多糖的影响[J].中国中药杂志，2013,38(4)：524-527.

[10] 辛明，张娥珍.不同干燥工艺对铁皮石斛多糖及石斛碱的影响[J].南方农业学报,2013，44(8)：1347-1350.

[11] 陈立钻，倪云霞，孙继军，等.铁皮石斛传统加工品与机械加工品的多糖含量对比研究[J].重要新药与临床药理，2005,16(4)：284-286.