梵净山石斛营养成分分析与评价

杨天友，杨文明，杨业勤，杨传东,

1. 铜仁学院农林工程与规划学院（铜仁 554300）；2. 贵州梵天农业科技有限责任公司（江口 554400）；3. 梵净生态研究院（铜仁 554300）

石斛（Dendrobium）是兰科的第二大属，有重要的开发价值和经济价值，是重要的种质资源。近些年，市场对石斛原料的需求逐年增加，常常供不应求；再加上石斛野生资源本身稀缺，石斛已处于濒危状态。因此，石斛属乃至兰科近年来逐渐受到国家的重视和保护。1998年8月颁布的《中国植物红皮书》将70种以上的石斛属植物列入保护植物[1-2]。

梵净山石斛（Dendrobium fanjingshanens）为石斛属附生植物，是2001年贵州省梵净山黑湾河800～1 500 m处发现的新种，分布地区狭窄。自发现之时起，一直被认为是贵州特有的药用植物之一。有资料表明，梵净山石斛在全国只分布在2个地区，一个是在贵州省梵净山黑湾河，另一个在浙江省遂昌九龙山[3-5]。同时梵净山石斛是一种珍稀名贵的中草药，主要用于治疗口干、烦渴、热病伤津、肺热干咳、腰膝软弱、阴伤目暗等病症，另外，其花黄褐色或橙黄色，也可作观赏植物，具有较高的观赏价值[4-5]。

梵净山自然保护区生境优越，位于贵州省东部，是中国较早加入联合国教科文组织人与生物圈计划的自然保护区之一。处于中国亚热带范围的中心地带，具有中亚热带季风山地湿润气候特征。植物区系比较复杂，植被类型丰富多样，植物资源特别丰富，达1 800种，其中可食用和药用的有几百种[6]。

梵净山石斛是近年来发现的一个新品种，而且分布区域狭窄，有关梵净山石斛的相关研究报道较少。因此，拟通过对梵净山石斛的营养成分进行测定与分析，为梵净山石斛资源的合理利用以及更好地开发其药用、食用和其他价值提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

梵净山石斛（贵州梵天农业科技有限公司）。将梵净山石斛经去离子水清洗后，冷冻干燥至恒质量，经高速磨粉机磨粉过80目筛，装入封口袋，待测。

1.2 主要设备与仪器

101-3型电热鼓风干燥箱（北京科伟永兴仪器有限公司）；FW80高速万能粉碎机（北京科伟永兴仪器有限公司）；AR144CN型电子天平（精确度0.000 1 g，奥豪斯仪器上海有限公司）；Sx2-5-12箱式电阻炉（上海东星建材试验设备有限公司）；80-2型离心沉淀机（江苏金坛市中大仪器厂）；KQ-C玻璃仪器气流烘干器（巩义市予华有限责任公司）；T6新世纪紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；Kjeltec 2100凯氏定氮仪（丹麦FOSS仪器有限公司）；Agilent 1100高效液相色谱系统、7890-5975C气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent公司）；Zeenit 700P原子吸收分光光度计（德国耶拿公司）；AFS-230原子荧光分光光度计（北京海光仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 基本营养成分的测定

水分测定参照GB 5009.3—2016直接干燥法；水浸出物测定参照GB/T 8305—2013；灰分测定参照GB 5009.4—2016食品中总灰分的测定；脂肪测定参照GB 5009.6—2016酸水解法；蛋白质的测定参照GB 5009.5—2016凯氏定氮法；粗多糖测定参照《保健食品功效成分检测方法》第三章第一节；粗纤维测定参照GB/T 5009.10—2003；总黄酮测定参照NY/T 1295—2007。

1.3.2 游离氨基酸的测定

游离氨基酸的测定参照GB 5009.124—2016。

1.3.3 矿物质的测定

钾、钠测定参照GB 5009.91—2017火焰原子吸收光谱法；钙测定参照GB 5009.92—2016火焰原子吸收光谱法；镁测定参照GB 5009.241—2017火焰原子吸收光谱法；铜测定参照GB 5009.13—2017石墨炉原子吸收光谱法；铁测定参照GB 5009.90—2016；锌测定参照GB 5009.14—2017火焰原子吸收光谱法；硒测定参照GB 5009.93—2017氢化物原子荧光光谱法；锰测定参照GB 5009.242—2017火焰原子吸收光谱法。

1.3.4 脂肪酸组成与含量的测定

脂肪酸组成与含量的测定参照GB 5009.168—2016内标法。

1.3.5 营养评价方法

按照2007年联合国粮农组织与世界卫生组织建议的氨基酸评分标准模式（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）对其进行营养评价[7]，计算如式（1）～（3）所示。

式中：n为比较的氨基酸总数；a，b，c，…，j为待评样品（干质量）的必需氨基酸含量，%；ae，be，ce，…，je为鸡蛋（干质量）的必需氨基酸含量，%。

1.3.6 数据处理与分析

数据采用Excel软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 梵净山石斛基本营养成分分析

由表1可知，梵净山石斛中粗多糖含量为23.2%，比张恩等[8]研究的食药两用菌冬竹荪多糖含量（10.82%）、蒋方程等[9]研究的铁棍山药多糖含量（9.26%）都要高得多。多糖是药用植物主要活性成分之一，是石斛质量评价的重要参考指标[10]。梵净山石斛的水分和蛋白质含量相对较高，分别为4.60%和3.70%，脂肪的含量是1.0%，比苏德伟等[11]研究的泰宁食药两用菌竹荪的脂肪含量（1.88%）少。所测得灰分为2.5%，比叶春等[12]研究的何首乌灰分（1.21 g/100 g）多，其所含无机盐含量也高；所检测的梵净山石斛中含10.2%粗纤维，比杨晓娜等[13]研究中的兜唇石斛（1.64%）、铁皮石斛（0.94%）、紫皮石斛（1.34%）、紫菀石斛（1.84%）这4种石斛的纤维都要高，粗纤维在人体内虽不易消化分解，但是其在人类一些疾病的预防上起到重要作用并且具有抗氧化和清除羟自由基的能力[14]。梵净山石斛含有0.07%黄酮，黄酮作为生物活性物质，具有较强的抗氧化能力。因此，梵净山石斛有高含量的多糖、丰富的蛋白质和抗氧化能力的黄酮，因此梵净山石斛可作为药食两用的材料。

表1 梵净山石斛一般营养成分含量

2.2 梵净山石斛游离氨基酸含量分析及评价

梵净山石斛游离氨基酸含量测定结果见表2。由表2可知，梵净山石斛中含有16种人体所需氨基酸，其中包括7种人体必需氨基酸，以及婴幼儿生长发育所必需的组氨酸。陆礼和等[15]研究中人工培养种植一年生金钗石斛中仅含12种氨基酸，其中包括5种必需氨基酸，则梵净山石斛的氨基酸比例比人工培养的金钗石斛更合理。梵净山石斛中16种氨基酸总量（TAA）为2.33 g/100 g，必需氨基酸总量（EAA）为1.00 g/100 g，占氨基酸总量的42.92%，超过FAO/WHO理想模式（EAA/TAA的值约40%），EAA/NEAA的值为86.96%，远超过FAO/WHO理想模式（EAA/NEAA的值为60%）。因此梵净山石斛的必需氨基酸的比例很合理，是一种优质的蛋白质植物资源。检测出的16种氨基酸中，含量最高的3种氨基酸从大到小为亮氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸，含量最低的氨基酸是蛋氨酸，其次是酪氨酸和组氨酸。

由表2可看出，赖氨酸含量为0.13 g/100 g，占必需氨基酸总量的13%，赖氨酸是人体第一限制性氨基酸，也是代谢上唯一的必需氨基酸，具有促进人体发育、增强免疫功能和预防心脑血管疾病等生理功能[16]。除赖氨酸之外，由表2还可看出，由亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸这3个必需氨基酸组成的支链氨基酸，可以迅速分解为葡萄糖，有助于促进运动后肌肉恢复，给身体提供能量[17]。其中，亮氨酸具有增强体外和体内蛋白质合成的作用[18]，且是氨基酸含量最高的。梵净山石斛支链氨基酸总含量为0.61 g/100 g，占必须氨基酸总量的61%，由此可知梵净山石斛的营养价值很高。

鲜味氨基酸（包括天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸）是参与人体代谢的重要生理活性物质，其自身呈酸、甜等鲜美滋味，其总量的多少决定了食物味道鲜美的程度[19]。梵净山石斛含量高的天门冬氨酸、甘氨酸均属于鲜味氨基酸，梵净山石斛5种鲜味氨基酸总量达1.05 g/100 g，占氨基酸总量的45.06%。因此梵净山石斛也能作为食物的调味剂。

表2 梵净山石斛游离氨基酸组成与含量结果分析

2.3 必需氨基酸的营养评价

氨基酸评分是一种被广泛用来评价食物蛋白质营养价值的方法[20]。根据氨基酸评分（AAS），由表3可知，梵净山石斛的第一限制性氨基酸是蛋氨酸+半胱氨酸，这与纪照红等[21]研究的新疆产的不同年份生铁皮石斛中第一限制性氨基酸相符合，第二限制性氨基酸为苯丙氨酸+酪氨酸；以鸡蛋蛋白作参考，根据得出的化学评分（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，并且必需氨基酸指数（EAAI）为47.91，由此可见梵净山石斛不能作为单一蛋白源食用，应该和其他食物混合食用，根据蛋白质互补的原则，该石斛应搭配蛋氨酸+半胱氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸含量丰富的食物一同食用。在氨基酸评分（AAS）中异亮氨酸和亮氨酸的AAS都接近于1，这表明梵净山石斛中的异亮氨酸和亮氨酸含量丰富，可以弥补某种食物引起的异亮氨酸和亮氨酸不足。

表3 梵净山石斛必需氨基酸评分

2.4 梵净山石斛脂肪酸组成及含量分析

梵净山石斛中脂肪酸组成及含量见表4，梵净山石斛中共检测出10种脂肪酸，不饱和脂肪酸有4种，占脂肪酸总量的60.92%；不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值为1.56%，可见在梵净山石斛中有高含量的不饱和脂肪酸，使其具有一定的保健功能。不饱和脂肪酸中亚油酸含量最高，为0.546%，其次是油酸和亚麻酸，分别为0.195%和0.189%，其中亚油酸和亚麻酸是人体必需脂肪酸，亚麻酸属于ω-3系多烯脂肪酸，以甘油酯的形式存在于植物体内，动物体内不能合成亚麻酸，只能从外界获取，有研究表明亚麻酸在抗衰老、降低血压、血脂、增强智力、抗癌、预防心血管疾病、抑制过敏等方面起着重要的作用[22]；其亚油酸是功能性多不饱和脂肪酸中被最早认识的一种，具有降低血清胆固醇水平作用，在预防动脉粥样硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用[23]。另外，梵净山石斛中还检测到十五烷酸和十七烷酸2种奇数碳脂肪酸，有研究指出，奇数碳脂肪酸拥有特别的生理功能，尤其是体现出较强的抗癌活性[24]。可见梵净山石斛中含有的脂肪酸可以作为其具有很好的药用价值的理论依据。

2.5 梵净山石斛矿物质含量分析

由表5可知，梵净山石斛含有丰富的矿物质元素，其中含量最高的是钾元素，其次是钙元素，这和余水生等[25]研究中对浙江九龙山产梵净山石斛的测定结果相符合；比张杰等[26]研究的液体培养体系培养的铁皮石斛钾元素（1 495 mg/kg）要低，钙元素（1 257 mg/kg）要高，人工培养创造的培养条件与自然环境不同，这就会造成成分含量不同。梵净山石斛中钠元素含量为140 mg/kg，则钾/钠比值为38.29，钠元素含量比钾元素含量低，比较符合低钠健康食品的要求。钾和钠是人类必需的常量元素，另2种常量元素钙和镁含量在梵净山石斛中也很高。除这4种人类必需的常量元素外，梵净山石斛还含有4种第4周期的必需微量元素铁、锰、铜、锌，其中锌与铜比值为1.71，锌与铁比值为0.29。按照Hill和Matron提出的“理化性质相似的元素，其生物学功能是拮抗的”，且这种拮抗作用常发生在Zn∶Cu＞10及Zn∶Fe＞1时[27]，由此可知，梵净山石斛的锌铜比和锌铁比都是合理的。此外，梵净山石斛还含有硒元素，硒元素具有抗氧化和抗衰老、促进免疫、防癌、抑癌与治疗疾病的作用，同样硒是提高动物生产力和繁殖力的重要物质，还能促进动物生长，阻止细胞膜氧化，改善肉品质，并且硒还参与基因的表达[28]。因此，梵净山石斛矿物质丰富，具有较高的开发利用价值。

表5 梵净山石斛矿物质含量

3 结论

试验对梵净山石斛的一般营养成分、氨基酸、矿物质和脂肪酸进行测定与分析，发现梵净山石斛中水分很高，富含丰富的蛋白质和粗多糖，且脂肪含量较低，并且含有人体所需的粗纤维及活性成分黄酮，具有抗氧化潜力。梵净山石斛中含有的氨基酸非常丰富，必需氨基酸占氨基酸总量的42.92%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为86.96%，符合FAO/WHO提出的理想蛋白模式，说明梵净山石斛是一种优质蛋白来源；脂肪酸中不饱和脂肪酸含量较多，最丰富的是亚油酸，其次是油酸和亚麻酸；矿物质中具有钾、钙、铁等这些丰富的高营养价值的矿质元素，而且由于土壤及环境的作用，贵州梵净山产的梵净山石斛中含有硒元素，硒元素是近年来研究的热点话题，其具有很多功能，而且大多数人体内会存在缺硒的情况，所以现在富硒产品很受欢迎。由此可知，梵净山石斛是一种高价值的材料，无论是在食用、药用还是观赏等方面，梵净山石斛都是具有广阔的开发前景。但是由于梵净山石斛数量较少，分布地区狭窄，因此在开发利用梵净山石斛时应采取保护性开发。