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铁皮石斛花的研究进展

花匠小妙招
2024-11-03 08:03

铁皮石斛花的研究进展

基金项目： 宁波市“科技创新 2025”重大专项：生物医药与高端医疗器械科技创新重大专项（2019B10060）。

于善凯等

石斛（Dendrobium nobile Linol）始载于《神农本草经》，其具有益胃生津、滋阴清热的功效，为补阴之要药。按性状、产地等分类，大致可分为铁皮石斛、金钗石斛、霍山石斛、鼓槌石斛、流苏石斛等数十个品种，入药部位一般为新鲜或干燥茎。其中，铁皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）是我国产业化开发较成功的一味传统名贵中药材。在国内，有着悠久的食用历史，一般以花鲜榨或作为花馔入食，或干燥脱水以后制成茶饮。近年来的研究表明，多糖类、黄酮类、挥发性成分、氨基酸等是铁皮石斛花中的主要营养及活性成分，具有改善阴虚、降血压、免疫调节等功能。通过研究铁皮石斛花的药用价值，可以提高铁皮石斛的整体经济价值。

1 铁皮石斛花的化学成分

1.1 多糖类

多糖是铁皮石斛花的主要功效成分。根据2010 版药典，吕素华等对不同杂交家系铁皮石斛花的多糖及其浸出物的含量进行了比较研究，结果显示，其多糖平均含量为 71 mg/g，浸出物含量为300 mg/g。

张四杰等采用高效凝胶色谱和柱前衍生UPLC 对 11 个铁皮石斛花样品的多糖进行了相对分子质量及单糖组成分析。结果表明，11 个杂交家系铁皮石斛花的粗多糖可分离为三部分，平均相对分子质量分别为 5.53×10 5 、3.49×10 5 和2.12×10 5 。研究发现，铁皮石斛花多糖主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、半乳糖醛酸和阿拉伯糖5 种单糖组成，其中甘露糖比例最高，与葡萄糖比值为 0.302～3.335；不同家系铁皮石斛花样品多糖中各单糖的相对含量存在一定差异。

缪园欣等以铁皮石斛花为材料，对超声波—微波协同提取铁皮石斛花多糖的工艺进行研究。结果表明，超声波—微波协同提取铁皮石斛花多糖的最佳工艺为超声时间 55 min，料液比 1∶50 （g/mL），微波时间 3 min，微波功率 450 W，在此工艺条件下铁皮石斛花多糖提取率为 7.22%。

1.2 黄酮类

李芳等研究发现，铁皮石斛花中黄酮含量为 1.835%。唐静月等采用正交试验法确定了花中总黄酮的超声辅助提取最佳参数：乙醇体积分数 80%，料液比 1∶50，提取温度 55℃，提取 2次，总黄酮提取率达 1.99%。

1.3 挥发性成分

铁皮石斛花所含的挥发性成分主要是醛类、烷烃类、酯类、醇类和含氮化合物。

为了解铁皮石斛烘干花挥发性成分，邹晖等利用 GC-MS 技术测定了 65℃烘干后提取的花挥发性成分及其相对含量。鉴定出 59 种成分，包括醛类、有机酸类、醇类、酮类、酯类、烷烃类、烯烃类等，有机酸类含量最高，相对含量为22.39%，相对含量排在前 10 位的依次为正棕榈酸（10.85%）、2，3- 脱氢 -1，8- 桉叶素（7.20%）、十五烷酸（6.30%）、β- 异佛尔酮（4.73%）、9，12- 亚油酸甲酯（3.39%）、四乙二醇（2.98%）、己醛（2.93%）、豆蔻酸（2.92%）、9，12，15-十八碳三烯酸甲酯（2.88%）和 α- 异佛尔酮（2.35%），占挥发物总量的 46.53%。

水蒸气蒸馏法是提取挥发物的传统方法，李文静等以该法提取铁皮石斛花挥发性成分，采用 GC-MS 技术从中鉴定成分 40 余种，占总含量的 70.64%。曲继旭等在铁皮石斛花的挥发性成分中分析鉴定出 26 种化合物，其挥发性成分占总量的 73.72%。罗青文运用 GC-MS 技术测定了铁皮石斛鲜花和干花的挥发性成分，分别鉴定出 21 个和 25 个化学成分，其中壬醛（鲜花6.17%，干花 11.70%）在铁皮石斛花挥发性成分中的相对含量较高，且具有强烈而愉快的脂肪性气味，推测其为与铁皮石斛花香有直接相关性的主含量化合物。

1.4 氨基酸类

吕素华等分析了不同杂交家系铁皮石斛花中的氨基酸成分及其含量，共检测到 16 种氨基酸，总氨基酸平均质量分数为 7.88%。

曲继旭等分析发现，铁皮石斛花包括人体必需的 7 种氨基酸，氨基酸总评分和化学总评分更接近于1，符合理想蛋白的条件。

周锦业等对比了不同品种、干燥方式、采收期、贮存方法下铁皮石斛花内氨基酸的含量和组成差异。结果表明，铁皮石斛花内含有 17种氨基酸，包括 7 种人体必需氨基酸，氨基酸总量为5.24%～8.78%，门冬氨酸和谷氨酸含量相对较高；除蛋氨酸 + 胱氨酸外，其余必需氨基酸比例均高于或接近模式谱；铁皮石斛花氨基酸比例系数分在 67.07～88.38，蛋氨酸 + 胱氨酸和缬氨酸分别为铁皮石斛花的第 1 和第 2 限制氨基酸。

1.5 铁皮石斛花成分含量的影响因素

1.5.1 花期 辛小雪等发现，铁皮石斛花的采收期和采收部位是影响铁皮石斛花产品质量的关键因素，以铁皮石斛花苞期、微开期、盛花期全花以及盛花期花的花被、合蕊柱、子房的烘干样品为试验材料，探讨了不同花期、不同部位多糖、总黄酮及总酚含量的差异。结果显示，盛花期花的多糖含量为 61.5 mg/g，而微开期及花苞期分别为 55.3 mg/g、45.6 mg/g，三者多糖质量分数具有显著差异（P ＜ 0.05）；微开期花中总黄酮质量分数（17.4 mg/g）显著低于花苞期（19.9 mg/g）和盛花期（19.2 mg/g）（P ＜ 0.05）；盛花期花中总酚质量分数（22.2 mg/g）显著高于微开期（19.6 mg/g）和花苞期（18.5 mg/g）（P ＜ 0.05）。总之，盛花期不同部位中花被多糖、总黄酮、总酚质量分数显著高于合蕊柱及子房，分别为 64.5 mg/g、24.2 mg/g、26.5 mg/g（P ＜ 0.05），从活性组分质量分数方面考虑，盛花期可作为铁皮石斛花采收的最佳时期，花被是最具开发与利用价值的部位。

黄秀红等对不同花期铁皮石斛花主要营养成分与品质作了比较，分别测定了花苞期、微花期、盛花期的多糖、总黄酮和水溶性浸出物含量，并进一步测定最佳采收期的石斛花中氨基酸及矿物质元素含量等营养成分。结果表明，盛花期花的多糖、总黄酮和水溶性浸出物含量总体上较其他 2 个时期高；必需氨基酸种类齐全，药效氨基酸占总氨基酸的比例为 63.8%～66.7%，氨基酸比值系数分为66.4，第1限制氨基酸为蛋氨酸 +半胱氨酸。

周锦业等研究发现，不同品种铁皮石斛花内氨基酸含量和比例有一定差异；花苞状态采收期内氨基酸总量和必需、非必需、药效、鲜味氨基酸均要高于盛花时。

1.5.2 干燥方式 邱程阳等研究了晒干（60℃）、阴干（80℃）、热风干燥（100℃）、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥 6 种不同干燥方法对铁皮石斛花黄酮含量的影响。结果显示，冷冻干燥法所得的铁皮石斛花的黄酮含量为 15.66 mg/g，显著大于其他干燥方法。不同干燥方法对铁皮石斛花清除自由基活性成分的影响较大，冷冻干燥法是目前较优的铁皮石斛花干燥方法。

周锦业等研究发现，冷冻干燥处理后铁皮石斛花的氨基酸总量和大部分氨基酸含量高于热风干燥；经贮存后花内氨基酸含量有不同程度的减少，室温贮藏下降最为明显。

1.5.3 铁皮石斛花不同部位成分含量的变化 以10 个家系铁皮石斛花为研究对象，张四杰等利用 UV 法测定铁皮石斛全花及唇瓣提取液中的花色苷、类胡萝卜素和类黄酮的含量。结果显示，铁皮石斛花中含有丰富的花色苷、类胡萝卜素和类黄酮等花色相关成分，而当家系与部位不同时，其含量有较显著的差别，如唇瓣样本里的花色苷含量（1330.9 μg/g）显著高于全花含量（696.3 μg/g），同时，类胡萝卜素的含量和花色苷含量相关性显著。

2 铁皮石斛花生理活性研究

2.1 降低血压

何晓艳等研究了铁皮石斛花水提物对自发性高血压大鼠（SHR）的降压作用，随着鼠龄的增大，各组自发性高血压大鼠的血压都有一定的升高，但用药组（4.5 g/kg、1.5 g/kg、0.5 g/kg）大鼠血压上升幅度明显比模型组低，高剂量组大鼠血压又比中低剂量组低。第二阶段降压幅度比第一阶段更大。铁皮石斛花水提物对自发性高血压大鼠有显著的降血压作用，同时，降血压作用与剂量呈正相关，疗程越长效果越好。

龙华晴等考察了铁皮石斛花水提物对SHR 大鼠的降压平稳性和量效关系。32 只 SHR大鼠随机分为 4 组：模型组，铁皮石斛花高、中、低剂量组（4.5 g/kg、1.5 g/kg、0.5 g/kg）。将16 只 Wistar 正常大鼠随机分成对照组与中剂量组。每周测一次血压，持续灌胃 8 周。结果表明，试验过程中血压降低与剂量呈相关性。给药1 h 后，高剂量组与模型组比较，收缩压下降了44.78 mmHg，舒张压下降了 30.73 mmHg；给药24 h 后，收缩压下降了 31.54 mmHg，降压谷峰比为 70.43%，舒张压下降了 26.79 mmHg，降压谷峰比达到87.18%。由此可见，铁皮石斛花水提物降压谷峰比超过了 50%，降压平稳。通过持续灌胃铁皮石斛花水提物，可抑制自发性高血压大鼠随着鼠龄增长而血压升高的趋向。

何晓艳等研究了铁皮石斛花对自发性高血压大鼠的降压作用及机制。设模型组，高、中、低剂量组（4.50 g/kg、1.50 g/kg、0.50 g/kg）、对照组与给药组（1.50 g/kg）共 6 组。每周对 6 组大鼠测血压，持续给药 8 周后，测定肝脏血管紧素原和肺脏血管紧张素转换酶 mRNA 表达水平。铁皮石斛花各剂量组大鼠血压较模型组有所降低，高剂量组大鼠血压下降幅度最显著。

梁凯伦等研究了铁皮石斛花对高糖高脂饮酒致高血压大鼠的降压作用及机制。根据血压分为模型对照组、缬沙坦（5.7 mg/g）阳性对照组、铁皮石斛花 2 个剂量组（3.0 g/kg、1.0 g/kg），连续给予相应药物 6 周。结果显示，铁皮石斛花能显著降低高血压大鼠收缩压和平均动脉压，并抑制胸主动脉中膜增厚及内皮细胞脱落；减少血浆中 ET-1 和 TXB2 含量，升高 PGI2 和 NO 含量；长期给药后胸主动脉血管内皮依赖性舒张明显增加，且能被 eNOS 抑制剂（L-NAME）所阻断，并能增加 eNOS 表达。铁皮石斛花对高糖高脂饮酒致高血压大鼠具有明显的抗高血压作用，其机制可能是通过保护血管内皮细胞，平衡血管内皮舒缩因子，从而改善血管舒张功能，最终起到抗高血压作用。

2.2 改善阴虚

雷珊珊等研究了铁皮石斛花的滋阴作用及其作用机制。甲亢型阴虚小鼠模型通过对小鼠连续灌胃甲状腺素 30 d 获得。造模与给药同时进行，持续给药 30 d。结果显示，铁皮石斛花提取物高剂量显著降低血清天冬氨酸氨基转移酶水平，升高血清甘油三酯水平；低剂量能显著降低血清天冬氨酸氨基转移酶，丙氨酸氨基转移酶水平。铁皮石斛花提取物高、低剂量均能显著降低模型小鼠血清三碘甲状腺原氨酸水平，显著升高血清中促甲状腺素的含量。铁皮石斛花不仅能改善甲亢型阴虚小鼠模型“颧红、心悸”的阴虚症状，还能改善甲状腺轴功能亢进导致的肝功能损伤。

王楠楠等探讨了铁皮石斛花“滋阴功效”对肾上腺皮质激素致肾阴虚模型小鼠的作用。采用 ICR 小鼠皮下注射氢化可的松 3 次造成肾阴虚模型小鼠，连续灌胃给予铁皮石斛花 21 d。结果，铁皮石斛花可改善肾阴虚模型小鼠肾上腺功能亢进症状，其作用机制可能与调节机体环核苷酸系统及清除体内自由基有关。

2.3 抗氧化

唐静月等对铁皮石斛花中总黄酮抗氧化活性进行评价研究。以羟自由基清除率、DPPH 和ABTS 自由基清除率为指标，评价其体外抗氧化作用。实验结果表明，铁皮石斛花总黄酮对 ABTS 自由基、DPPH 和·OH 清除作用较强，且·OH 抗氧化活性和总黄酮含量与剂量呈依赖关系。

张四杰等研究铁皮石斛花中花色成分抗氧化性，结果显示，铁皮石斛花提取液花色苷含量与清除 DPPH·、·OH 等自由基的活性存在显著的正相关性，相关系数为 0.38～0.46，揭示铁皮石斛花中主要的抗氧化物质可能是花色苷类。

缪园欣等对超声波—微波协同提取的铁皮石斛花多糖进行抗氧化活性测定，结果显示铁皮石斛花多糖对 DPPH·、羟基自由基有明显的清除作用。

罗青文发现，从铁皮石斛花中分离得到的化合物大部分具有抗氧化活性，其中槲皮素3-O-β-D- 吡喃葡萄糖苷、槲皮素 3-O-β-D-吡喃葡萄糖基 -7-O-α-L- 吡喃鼠李糖苷、dunalianoside D 和秦皮乙素的抗氧化活性明显。

与阳性对照抗坏血酸相比，前三者化合物的DPPH 和 ABTS 自由基清除能力更强，秦皮乙素的 DPPH 自由基清除能力和 Fe 3+ 还原能力更强。

与铁皮石斛茎、叶多糖相比，铁皮石斛花多糖表现出最强的 DPPH 自由基清除能力（IC 50 =864.89 μg/mL）、ABTS 自由基清除能力（IC 50 =1998 μg/mL），FRAP 还原力（浓度为2000 μg/mL 时，FRAP 值为 1796.60 μmol/L）。邵尉的研究也得到了类似的结果。

2.4 免疫调节作用

张勇研究发现，高浓度（400～800 μg/mL）铁皮石斛花多糖能抑制巨噬细胞生长，且铁皮石斛花多糖对小鼠腹腔巨噬细胞的增殖，NO、TNF-α、IL-1β 的分泌活性均有显著增强作用，与对照组相比差异显著。与铁皮石斛其他部位多糖相比，铁皮石斛花多糖表现出最强的调节NO 合成活性（浓度为 50 μg/mL 时，NO 产量为54.9 μmol/L）。

3 铁皮石斛花安全性评价

傅剑云等研究了铁皮石斛花对亲代及子代大鼠睾丸组织和精子质量的影响。设低、中、高3 个剂量组和对照组，每组 10 只 SD 雄性大鼠，各剂量组分别给予含 2.0、4.0 和 6.4 g/kg·bw 铁皮石斛花的基础饲料饲喂 3 个月。结果显示，各组亲代（P）及子一代（F 1 ）和子二代（F 2 ）雄性大鼠体重、睾丸重、睾丸体比、附睾重、附睾体比、精子数量和精子活动率比较，差异均不显著（P ＞ 0.05）。高剂量组 P、F 1 、F 2 雄性大鼠精子畸形率比较，差异均不显著（P ＞ 0.05）。P、F 1和 F 2 雄性大鼠睾丸和附睾组织形态均无明显的改变。铁皮石斛花对亲代及子代雄性大鼠睾丸组织和精子数量、质量均未见明显不良影响。

傅剑云等研究铁皮石斛花对孕鼠母体和仔鼠出生前毒性的影响。试验设低、中、高 3个剂量组和对照组，每组雌鼠 20 只，雄鼠 10只。各剂量组喂饲受试物饲料，受试物的量分别为 2.0、4.0 和 6.4 g/kg·bw；对照组喂饲基础饲料。F1a 和 F2a 喂饲基础饲料，F1b 和 F2b喂饲含受试物饲料。测定并比较大鼠体重、总增重、受孕率、妊娠率、仔鼠出生体重和存活率。4 组 P、F1b 孕鼠第一次和第二次妊娠的体重、总增重、受孕率和妊娠率差异均无统计学意义（P ＞ 0.05）。各剂量组 F 1 、F 2 仔鼠出生存活率和出生活仔率与对照组比较，差异均无统计学意义（P ＞ 0.05）。未发现铁皮石斛花对P、F 1 孕鼠母体和 F 1 、F 2 仔鼠出生前有明显不良影响。

4 总结

铁皮石斛自 2010 版即收载于《中国药典》，并单独成目。其味甘，性微寒；归胃经、肾经；具有益胃生津，滋阴清热的功效。用于热病津伤，口干烦渴，胃阴不足，食少干呕，病后虚热不退，阴虚火旺，骨蒸劳热，目暗不明，筋骨痿软。铁皮石斛主要分布于浙江、云南等地，其花在浙江作为茶饮、鲜榨汁、特色烹饪具有较长的食用历史。浙江省于 2014 年率先进行了铁皮石斛花新食品原料的申报。根据相关申报资料，原国家卫生计生委认为“鉴于该产品具有地方传统食用习惯，建议按照《食品安全法》第 29条管理”，于 2018 年 6 月终止了审查工作，认可了铁皮石斛花的普通食品身份。随着浙江省卫生健康委《浙江省食品安全地方标准干制铁皮石斛花》（DB33/3011-2020）的发布，铁皮石斛花在食品中的应用最后的法规障碍解除了。应用前景的逐渐明朗，铁皮石斛花随之引起国内学者的兴趣。近年来，国内的相关研究逐年增多，主要集中在化学成分、功效作用、产品开发等方面。本文对其功效成分和功效作用方面进行综述。对产品开发方面的研究较少。作为一种资源仍较为稀缺的新型食品原料，今后应该有更多高新技术应用到铁皮石斛花的开发中，通过深度研究与开发，使得更多高端、高档的相关产品面世。