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32种石斛属植物的氨基酸分析及营养价值评定

花匠小妙招
2025-09-12 00:04

李洪潮，常征，丁长春，高明菊，冯光泉，刘伟，沈清清，胡展育

（1.文山学院三七学院，云南文山 663099；2.文山学院环境与资源学院，云南文山 663099）

石斛属（DendrobiumSW.）是兰科（Orchidaceae）中品种含量第二大的属，全球约有1 500种，我国有76种，主要分布在华南及西南的贵州、云南、广西、广东、海南等地区，为附生草本[1]。石斛属植物的化学成分十分复杂，其主要的成分有多糖类、萜类、菲类、联苄类、茐酮类、甾体类、苯丙素类和生物碱类等。其中，多糖类和生物碱是石斛属植物中的两种主要的药效成分[2]。邵曰凤（2012）等认为，石斛具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、抗菌、抗诱变、抗凝血、治疗白内障、促进胃酸分泌和胃肠蠕动、增强机体免疫能力等方面具有药理活性[3]。《本草纲目》也记载了石斛具有“强阴益精，久服厚肠胃”的功效，其中，鼓槌石斛（Den.chrysotoxumLindl.）、金钗石斛（Den.nobileLindl.）和流苏石斛（Den.fimbriatumHook.）3种被《中国药典》（2015）收录[4]。在我国，已有30多种石斛属植物有可食用记录,而植物中最基本的营养成分主要是蛋白质、脂肪、粗纤维、水分、灰分等[5]。现代营养学理论认为，蛋白质营养价值的高低，取决于氨基酸含量、种类和比例，其含量越高，组成越接近人体蛋白质的组成，其营养价值就越高[6]。因此，系统地分析石斛属植物的蛋白质氨基酸组成，筛选出具有不同开发价值的石斛，对石斛属资源的合理开发利用具有重要意义。本研究采用德国曼默博尔公司生产的A300型氨基酸分析仪对石斛属的32种植物进行了系统的氨基酸分析，并用氨基酸评分法对其进行了营养价值评价，对石斛属植物的资源保护利用和石斛产业的发展提供营养数据支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

报春（Dendrobium primulinumLindl.）、束花（Dendrobium chrysanthumLindl.）、细叶（Dendrobium hancockii Rolfe）、细茎（Dendrobium moniliforme(L.) Sw.）、短棒（Dendrobium capillipesRchb. f.）、线叶（Dendrobium aurantiacumRchb. f.）、杓唇（Dendrobium moschatum(Buch.-Ham.) Sw.）、美花（Dendrobium loddigesiiRolfe）、棒节（Dendrobium findlayanumPar. et Rchb. f.）、铁皮（Dendrobium officinaleKimuraet Migo）、肿节（Dendrobium pendulumRoxb.）、齿瓣（Dendrobium devonianumPaxt.）、杯鞘（Dendrobium gratiosissimumRchb. f.）、尖刀唇（Dendrobium heterocarpumLindl.）、高山（Dendrobium infundibulumLindl.）、翅萼（Dendrobium cariniferumRchb. f.）、翅梗（Dendrobium trigonopusRchb. f.）、龙骨（Dendrobiumdraconis）、处子（Dendrobium virgineum）、樱（Dendrobium linawianum）、黑喉（Dendrobium ochreatumLindl.）、金钗（Dendrobium nobileLindl.）、麝香（Dendrobium parishii）、小黄花（Dendrobium jenkinsiiWall. ex Lindl.）、密花（Dendrobium densiflorumLindl. ）、球花（Dendrobium thyrsiflorumRchb. f.）、鼓槌（Dendrobium chrysotoxumLindl.）、叠鞘（Dendrobium denneanumKerr）、蜻蜓（Dendrobium dragonfly）、梳唇（Dendrobium strongylanthumRchb.f.）、喉红（Dendrobium christyanumRchb. f.）、重唇（Dendrobium hercoglossumRchb. f.）等32种石斛属植物的茎。（所有材料均由特色兰花专家工作站和文山春之兰生物科技有限公司的兰科植物种植基地提供。采集时间：2007年11月29日。鉴定人：丁长春，博士，文山学院三七学院副教授）

主要仪器设备：A300型氨基酸分析仪（德国曼默博尔公司）；JA2003型电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；DHG9240A型鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；SK2200B型超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）；BCD-226SLN型海尔电冰箱(青岛海尔冰箱总厂)；DFT100型手提式高速粉碎机（温岭市林大机械有限公司）。

1.2 水解氨基酸含量测定方法

1.2.1 试验材料的处理

将采集到的上述32种植物的茎,用自来水洗净泥土等杂质，晾干。置于105 ℃的鼓风干燥箱中烘烤15 min终止样品中酶的活性, 保持样品中的化学成分不发生转变和被消耗。之后，于75 ℃约72 h将样品烘干至干燥（确保样品不会霉变，且能粉粹）。用手提式高速粉碎机将样品粉碎通过60目筛后，进一步于75 ℃下烘至恒重制备用。

1.2.2 氨基酸含量测定方法

在称量瓶中准确称取样品0.100 g，用10 mL盐酸溶液（超纯水∶分析纯浓盐酸（约6M）=1∶1（V/V））将其转至安瓿瓶中，用酒精喷灯封管后置于110℃鼓风干燥箱中水解22 h。水解后取出冷却至室温，开管后用小漏斗和滤纸过滤，滤液置于50 mL小容量瓶中，水解管和滤纸用超纯水洗涤三次，洗涤液过滤到容量瓶中，定容至刻度线。吸取定容后的样品0.2 mL于表面皿中，将表面皿置于水浴锅上，在60 ℃下加热脱酸至干燥，即直到表面皿底部留有少许固体或痕渍为止。用移液枪吸取2 mL样品缓冲液，将表面皿上的少许固体或痕渍充分溶解后，针管吸取溶液，通过0.45 um过滤器过滤于样品瓶中，置于A300型氨基酸分析仪中上机分析。

氨基酸分析仪的工作条件为：反应管温度130 ℃；分离柱初始温度37 ℃；流动相流速为0.45 mL/min；进样体积20 μL；茚三酮溶液流速设置为0.25 mL/min；检测器使用570 nm 和440 nm双通道紫外检测器。

1.3 氨基酸营养价值评价方法

1.3.1 氨基酸评分法

氨基酸评分（AAS）采用1973年联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）建议的每克氮氨基酸评分标准模式（g/kg，干基）[7]。AAS值越大，即氨基酸评分越高，表示该蛋白质的氨基酸营养价值越高[8]。计算公式：

式中，EAA含量为必需氨基酸含量。

1.3.2 氨基酸比值系数（RC）

RC反映食物中蛋白质的氨基酸组成、含量与氨基酸模式的偏离程度。RC＞1，表示该种必需氨基酸的含量相对过剩；RC＜1，表示该种必需氨基酸的含量相对缺乏；RC最小者表示该种必需氨基酸是食物中的限制性氨基酸[9]。计算公式：

1.3.3 氨基酸比值系数分（SRC）

SRC表示食物中蛋白质的相对营养价值，100-SRC的值越小，表明必需氨基酸在氨基酸生理平衡方面作出的贡献越大，即营养价值越高，反之，则营养价值越低[10]。计算公式：

式中，n为必需氨基酸的数量，为氨基酸比值系数的平均值。

2 结果与分析

2.1 氨基酸组分分析色谱图

图 1 美花石斛氨基酸分析色谱图

由图1可以看出，以美花石斛的色谱图为代表的32种石斛属植物中均含有缬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、赖氨酸、组氨酸、脯氨酸等16种氨基酸，但胱氨酸均未检测出含量。

2.2 32种石斛属植物氨基酸含量比较

食物中蛋白质营养价值的高低取决于它所含的氨基酸的种类、数量和比例，其种类、数量越多，比例越与人体的接近，其营养价值越高。由表1可知，从氨基酸种类上看，32种石斛均含有除胱氨酸外的16种氨基酸。

从单一氨基酸的含量和占比上看，金钗石斛、樱石斛、叠鞘石斛、杓唇石斛中的精氨酸和梳唇石斛中的谷氨酸的含量显著高于其它氨基酸的含量，其值分别为4.712%、3.652%、5.223%、5.516%和6.564%，分别占比氨基酸总量的46.5%、34.2%、32.7%、0.288%和23.5%。

从氨基酸的数量上看，32种石斛的氨基酸总量介于4.337%～27.969%之间，其从大到小的排列顺序为：梳唇＞束花＞杓唇＞线叶＞黑喉＞小黄花＞叠鞘＞细茎＞铁皮＞细叶＞报春＞肿节＞美花＞喉红＞樱＞密花＞重唇＞金钗＞高山＞尖刀唇＞翅萼＞齿瓣＞杯鞘＞球花＞短棒＞鼓槌＞处子＞棒节＞龙骨＞蜻蜓＞麝香＞翅梗。32种石斛的氨基酸含量以谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、亮氨酸的含量最高，蛋氨酸的含量最低，平均值为0.044%。

从氨基酸比例上看，32种石斛的EAA/TAA值在24.4%～44.8%之间，其中，蜻蜓（44.8%）、杯鞘（42.4%）、麝香（42.0%）、短棒（41.1%）、翅梗（40.5%）、高山（40.4%）、肿节（40.4%）、细茎（40.0%）的值均大于或等于FAO/WHO提出的理想蛋白质模式值（40%）。EAA/NEAA值在32.2%～81.2%之间，其中，蜻蜓、杯鞘、麝香、短棒、翅梗、高山、肿节、细茎、报春、齿瓣、尖刀唇、翅萼、美花、处子、密花等15种石斛的值大于理想蛋白质标准（60%）。

从鲜味氨基酸的含量上看，含量最高的三种依次为：梳唇（13.704%）、杓唇（10.68）和束花（10.26）。

从甜味氨基酸的含量上看，含量最高的三种依次为：梳唇（6.185%）、线叶（4.57%）和黑喉（4.395%）。

表1 32种石斛属植物氨基酸组成及含量/%

续表1：

2.3 氨基酸营养价值评价

2.3.1 氨基酸评分结果

由表2可知（由于半胱氨酸与酪氨酸分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，故计算中将半胱氨酸和蛋氨酸，酪氨酸与苯丙氨酸的值合并计算），氨基酸评分最高的前3种依次为麝香石斛的缬氨酸（217.69）、蜻蜓石斛的赖氨酸（208.59）、黑喉石斛的酪氨酸+苯丙氨酸（186.85）；氨基酸评分最低的3种依次为梳唇的半胱氨酸+蛋氨酸（2.45）、金钗石斛的缬氨酸（58.88）和苏氨酸（64.21）；所有32种石斛的胱氨酸+蛋氨酸均为第一限制氨基酸。除此之外的6组必需氨基酸值均大于100的石斛有报春、束花、细茎、短棒、肿节、齿瓣、杯鞘、尖刀唇、蜻蜓、小黄花、密花、高山、重唇等13种，说明其氨基酸模式较为优异，相对比较更有利于人体的吸收和利用，其中，6组必需氨基酸的平均值最高的3种依次为蜻蜓、杯鞘和短棒，说明其营养价值最高。根据AAS结果得出，32种石斛的氨基酸营养价值从高到低的排序依次为（根据品种的必须氨基酸评分总分排序）：蜻蜓＞麝香＞杯鞘＞翅梗＞高山＞短棒＞肿节＞细茎＞报春＞尖刀唇＞齿瓣＞美花＞密花＞黑喉＞处子＞翅萼＞棒节＞线叶＞龙骨＞喉红＞铁皮＞束花＞小黄花＞鼓槌＞梳唇＞重唇＞球花＞细叶＞杓唇＞叠鞘＞樱＞金钗。

2.3.2 氨基酸比值系数法评价结果

所有32种石斛的第一限制氨基酸均为胱氨酸+蛋氨酸；其余6组氨基酸的RC均值均大于1，其中，苏氨酸（均值1.02）、赖氨酸（均值1.09）的RC值较为接近1，说明其营养价值较高；其余的RC均值均大于1.1，最大的为酪氨酸+苯丙氨酸（均值1.26），说明其含量相对过剩。

表2 32种石斛的蛋白质氨基酸评分（AAS）

氨基酸系数分（SRC）越接近100，表示营养价值越高。本研究的32种石斛的SRC在41.37～80.29之间，其中最大的为樱石斛，最小的为金钗石斛；32种石斛的SRC由大到小的排序为：樱＞杓唇＞高山＞蜻蜓＞棒节＞密花＞处子＞球花＞翅萼＞小黄花＞齿瓣＞尖刀唇＞重唇＞鼓槌＞叠鞘＞肿节＞喉红＞铁皮＞杯鞘＞束花＞报春＞细茎＞翅梗＞美花＞龙骨＞线叶＞黑喉＞短棒＞细叶＞梳唇（51.90）＞麝香＞金钗，见表3。

表3 32种石斛必需氨基酸的RC和SRC

其中，梳唇石斛及之前的29种的SRC均超过了50，说明其蛋白质的营养价值均衡，且易被人体吸收利用，具有较好的食用开发利用前景[11]。

3 讨论

本研究涉及到的32种石斛的全部17种水解氨基酸中含有16种，种类相对齐全，半胱氨酸未检出，甲硫氨酸的含量也极低，谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸的含量最高。与曲继旭[12]和王晓媛[13]的研究结果基本一致。两个半胱氨酸通过形成二硫键稳定蛋白质的高级结构，而蛋氨酸是蛋白质合成的起始氨基酸，在石斛属植物的茎中，蛋白质的种类不多，分子量不大，高级结构罕见。由于蛋白质的主要功能是形成功能蛋白质，参与各种生理生化反应，由此可推断，在石斛属植物的茎中，没有太多的生理生化反应发生。

从单个氨基酸的含量上看，金钗、樱、叠鞘、杓唇中精氨酸的含量显著高于其它氨基酸的含量，其值分别为4.712%（占比46.5%）、3.652%（占比34.2%）、5.223%（占比32.7%）、5.516%（占比0.288%）。精氨酸对男性尤为重要，它能增加精子的数量。口服可用于治疗精液分泌不足和精子缺乏引起的男性不育症[14]。故建议，金钗、樱、叠鞘、杓唇等4种石斛可开发为男性专用保健品。梳唇石斛中的谷氨酸（6.564%，占比23.5%）的含量也极显著的高于其它氨基酸的含量，谷氨酸具有保护皮肤湿润，防治干裂作用，故建议，梳唇石斛可开发为面膜化妆品等。同时，梳唇石斛的甜味和鲜味氨基酸的含量也很高，可开发为食品添加剂及汤汁提味食材等。

32种石斛中，蜻蜓、杯鞘、麝香、短棒、翅梗、高山、肿节、细茎的EAA/TAA、EAA/NEAA均高于WHO/FAO模式的相应值40%和60%，表明其具有较高营养价值。

AAS值显示，32种石斛的第一限制氨基酸均为半胱氨酸+蛋氨酸，在食用过程中，可与半胱氨酸和蛋氨酸含量较高的食物（如牛奶、鸡蛋等动物蛋白）一起使用，以提高其营养价值。由SRC值可以看出，除麝香石斛和金钗石斛外，其余的30种石斛的SRC均超过了50，结合EAA/TAA、EAA/NEAA可以得出，蜻蜓、杯鞘、短棒、翅梗、高山、肿节、细茎等7种石斛，不仅氨基酸总含量高、必需氨基酸含量及比例高、而且其氨基酸模式也较为优异，十分有利于人体消化吸收和利用，为蛋白质营养价值较高的食物，具有较大的市场开发潜能。