铁皮石斛叶的应用价值及开发利用

周美玲，张志勇，郑新妹，梁金平，张 川

（龙岩市农业科学研究所，福建龙岩 364000）

0 引言

铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）属兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium Sw.）濒危药用植物，在唐代《道藏》被列为“中华九大仙草”之首。铁皮石斛产业从20 世纪90 年代发展至今，种植面积突破6 666.7 hm2，年产量万吨以上，形成百亿级产业[1]。铁皮石斛叶是生产铁皮石斛鲜条或干品（枫斗）的副产物，占铁皮石斛总生物量的35%～45%，生物量大，由于《中国药典》规定其药用部位为茎[2]，铁皮石斛叶一般不入药；再者铁皮石斛叶口感酸涩，食用品质欠佳，且缺乏可食用法规，于是大多被种植户直接丢弃，无法产生经济效益，在造成资源浪费的同时，也严重污染环境。因此，寻找经济有效开发利用铁皮石斛叶资源的途径成为亟待解决的问题。2018 年，国家卫计委将铁皮石斛叶作为地方特色食品管理，浙江、云南、广西、福建、贵州等地相继颁布了铁皮石斛叶食品安全地方标准，这为铁皮石斛叶作为食品原料的合法身份提供了依据；研究人员也在铁皮石斛叶生理活性成分检测、功能性成分提取及产品开发等方面展开了研究。从药用价值、食用价值与观赏价值方面分析了铁皮石斛叶的应用价值，并综述铁皮石斛叶的开发利用现状，以期为铁皮石斛叶进一步资源化利用、促进铁皮石斛全产业链的开发、提高铁皮石斛种植效益和全产业链综合效益提供参考。

1 铁皮石斛叶的应用价值

1.1 药用价值

铁皮石斛叶中药用活性成分种类与铁皮石斛茎几乎相同，主要为多糖、多酚、黄酮、石斛碱、植物甾醇等[3-4]，但含量有别。其中，铁皮石斛叶多糖含量为铁皮石斛茎的25%～50%，而铁皮石斛叶多酚类、黄酮类含量超过铁皮石斛茎，植物甾醇在铁皮石斛叶片的代谢比茎活跃。这意味着可重点开发铁皮石斛叶多酚、黄酮、植物甾醇等功能性成分价值。

多糖类成分是铁皮石斛发挥药理活性作用的重要物质基础，具有调节机体免疫力活性、抗氧化活性、抗肿瘤活性、降血糖等作用[5]。铁皮石斛品质通常与多糖含量呈正相关，多糖含量越高，其生物活性也越强。铁皮石斛叶和茎多糖的指纹图谱相似度在0.9 以上[6]，主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖组成。唐文文和陈静等人[7-8]比较了铁皮石斛叶与茎条多糖含量发现，铁皮石斛叶多糖含量15.04%，是铁皮石斛茎多糖含量的50%。比较不同年限的铁皮石斛叶发现药龄越长，多糖累积越多，3 年生铁皮石斛叶中多糖含量为146.6 mg/g，1 年生铁皮石斛叶中多糖仅为119.7 mg/g。

多酚类是非维生素、非矿物质的一类植物性营养素，人体无法直接合成，常被称为“第七类营养元素”，有很强的抗氧化作用。唐文文等人[9]试验发现铁皮石斛叶中总多酚含量（10.29%）超出铁皮石斛茎条总多酚含量（7.18%）的43.3%，比较不同年限的铁皮石斛叶多酚含量发现，以3 年生铁皮石斛叶中含量最高，达127.1 mg/g。

黄酮类物质是天然的抗氧化剂，能有效清除人体内过量的自由基，维持人体内自由基平衡，具有抗衰老、抗氧化等功效[3]。与多糖类似，不同部位、不同药龄的铁皮石斛其黄酮含量差异显著。张志信等人[10]采用红外光谱一维谱图及二阶导数宏观指纹鉴定的方法整体分析了铁皮石斛叶和茎中总黄酮含量差异发现，铁皮石斛叶黄酮类含量显著高于铁皮石斛茎。唐文文等人[9]比较不同年限的铁皮石斛叶发现，2 年生叶中黄酮含量较1 年和3 年生的高，为14.75 mg/g。

生物碱是一种含氧有机化合物，较早从石斛属植物中分离得来，但含量较低，也是铁皮石斛的重要活性成分，在临床上可用于抗菌消炎、退烧止痛、明目润喉、辅助抑制心血管疾病等治疗。唐文文等人[9]比较不同年限铁皮石斛叶总生物碱的含量发现，3 年生铁皮石斛叶中总生物碱含量为0.123 mg/g，为最高。

植物甾醇是以环戊烷多氢菲组成的4 个环为主要骨架的3 -羟基碳氢化合物，是一类对人体非常有益的植物活性成分[4]，具有抗氧化和延缓衰老的功能，还可通过抑制肿瘤细胞生长和转移，抑制肿瘤、抑制乳腺增生和调节免疫等。林江波等人[4]为探索植物甾醇（SMT2）基因在铁皮石斛（Dendrobium officinale）甾醇代谢过程中的作用，将cDNA 末端快速扩增技术克隆到1 个DoSMT2 基因，并通过系统进化分析表发现DoSMT2 与深圳拟兰（Apostasia shenzhenica）的SMT2 亲缘关系最近，确定其属于SMT2家族。利用qRT-PCR 分析发现，DoSMT2 基因在叶片的表达量显著高于茎，表明甾醇代谢在叶片比茎活跃。

1.2 食用价值

铁皮石斛叶含有蛋白质、多糖、粗纤维、脂肪、矿物质及人体必需氨基酸等营养成分。铁皮石斛叶中的氨基酸含量远高于茎。

廖鲜艳等人[11]分析了春季和秋季收获的3 年生仿野生栽培的铁皮石斛叶和茎的水分、可溶性蛋白质、总蛋白质、粗纤维、脂肪、多糖、矿物质元素和氨基酸的含量，结果表明叶中的多糖质量分数与茎相比较低（秋季叶中多糖含量为162.30 mg/g），但叶中有较高的可溶性蛋白质（4.20 mg/g）、总蛋白质（67.03 mg/g）、粗纤维（204.60 mg/g）和脂肪（14.70 mg/g）。最值得一提的是，铁皮石斛叶中的氨基酸含量远高于茎，其中天冬氨酸和谷氨酸的质量分数最高，分别为13.60 mg/g 和13.80 mg/g。氨基酸是发挥营养价值调节口感的物质基础，部分氨基酸及其代谢产物在体内具有生物活性，对营养物质代谢、基因表达、神经内分泌调节及免疫功能调节等都具有较显著作用[12-13]。铁皮石斛叶的氨基酸组成，接近FAO/WHO 提出的必需氨基酸占总氨酸的40%的理想蛋白质标准，结果表明铁皮石斛叶是较好的蛋白质源，食用价值高，将会有很大的市场前景。

1.3 观赏价值

绿色叶片出现异色斑块突变体的突变现象在兰科（Orchidaceae）植物兰花中被称为“叶艺”，有助于提高兰花的观赏价值，是兰花园艺工作者主要选育目标[14]，铁皮石斛属兰科石斛属，从“叶艺”角度选育新品种，开发其观赏价值也成为近年育种工作者的选育方向之一。

借鉴国兰的观赏指标标准，铁皮石斛叶的叶姿应以短、矮者为上，高大者则下，叶形应以达摩叶、圆钝叶、杓子叶为上，广叶、中叶、细叶者为下，而扭曲叶、燕尾叶者则入奇叶类。叶片上的各种斑纹，可构成铁皮石斛兰不同的线艺，按其色泽的不同可见金边、银边、粉边等[15]。该研究团队经多年选育出观赏价值高的粉边、金边等新品系，叶片叶缘呈不规则的紫红色、金色条斑，点缀叶色，株形美观，极具观赏性。育成的铁皮石斛新品种“红君仙斛”已获国家林草局植物新品种权登记（登记号：20201003418）。

2 铁皮石斛叶的产品开发现状

2.1 药用产品开发

吴人照等人[16]把黄精和莱菔子按照黄精1～25 份，莱菔子1～25 份，加热水提取2 次，合并2 次提取液后浓缩，将铁皮石斛叶研磨至细粉，加入合并的提取液中，再添加辅料，制成了各类剂型的用于治疗高血压的药物。吕圭源等人[18]为挖掘铁皮石斛叶的药用价值，将铁皮石斛叶经不同体积分数乙醇溶液提取、浓缩、干燥后得到一种提取物，该提取物可用于预防和治疗高尿酸血症、高血压等药品或食品的开发；将铁皮石斛叶超微粉碎并与山楂精提物按照一定质量比配伍成一种用于调节血脂的铁皮石斛叶中药组合物，制备了一种降脂复方、制备方法简单、安全性佳，并同时具有降脂、保肝及抗氧化的多重功效，具有良好的开发前景[17-18]。刘克海等人[19]将干燥铁皮石斛叶研磨、粉碎、制得铁皮石斛叶脱脂粉末，经乙醇醇溶、沉淀，冷冻干燥得粗多糖，利用GPC 测定平均相对分子量和GC-MS 分析了单糖组成，分离得到的铁皮石斛叶多糖A-11，A-22 都可以显著提高巨噬细胞吞噬能力，并显著促进巨噬细胞产生一氧化氮。

2.2 普通食品开发

2.2.1 铁皮石斛叶饮料

巩卫琪等人[20]采用植物乳杆菌发酵铁皮石斛叶制备饮料。以低聚异麦芽糖作为碳源，在单因素试验基础上，以饮料的感官评分作为评价指标，采用响应面法优化最佳的发酵工艺，得到最佳的发酵工艺为植物乳杆菌0.1 g/L，发酵温度37 ℃，发酵时间36 h，所得发酵饮料感官评分为88 分，粗多糖为20 g/L，产品颜色呈浅黄色，口感清爽，酸甜适宜。邢建荣等人[21]以铁皮石斛叶为主要原料，辅以石斛鲜茎、杭白菊、西洋参，研究了铁皮石斛叶饮料加工工艺及产品配方。采用正交试验确定了最优配方为石斛鲜茎添加量0.50%，石斛干叶添加量0.50%，杭白菊添加量0.10%，西洋参添加量0.025%，并研究了产品的稳定性及保质期。所得铁皮石斛叶饮料含有石斛多糖1 000～1 500 mg/L，色泽淡黄，澄清透明，口味柔和清爽，风味独特。

2.2.2 铁皮石斛叶茶

唐文文等人[22]将铁皮石斛鲜叶分别用炒青、漂烫、蒸制、微波和烘青5 种不同的杀青方式制备叶茶，分析叶和不同杀青方式叶茶的活性成分及抗氧化活性。结果表明，未经杀青的铁皮石斛叶多糖含量高于杀青处理的叶茶，为14.74%，黄酮（1.40%）和多酚（12.61%）的含量低于杀青处理的叶茶，除漂烫杀青外，其他处理生物碱含量无显著差异；5 种不同杀青方式的叶茶中，微波杀青和烘青有效成分含量显著高于其他杀青方式，多糖含量分别为14.01%和14.25%，黄酮含量分别为1.60%和1.59%，总多酚含量分别为15.78%和15.22%，花色苷含量分别为0.031%和0.030%；烘制杀青的感官评分最高；未杀青铁皮石斛叶清除DPPH 自由基和ABTS 自由基能力及FRAP 还原力均显著小于杀青处理叶茶，说明其抗氧化活性显著低于杀青处理的叶茶；各杀青方式中，微波杀青和烘青叶茶抗氧化活性显著高于其他杀青方式叶茶。因此，对铁皮石斛鲜叶进行杀青是一种有效保留其活性成分的加工方法，尤其是微波杀青和105 ℃高温烘青处理叶茶的活性成分含量最高、抗氧化活性最强。许勇泉等人[23]将铁皮石斛叶先摊青，然后热风杀青、揉捻、揉捻叶进行干燥处理；经破碎、分筛、萃取，单宁酶处理茶汁；铁皮石斛叶萃取液和茶汁进行复合调配处理；复合茶汁后处理，制得一款风味好且具有多种保健功效的铁皮石斛叶茶。

2.2.3 铁皮石斛叶酒及米面制品

夏雨等人[24]以铁皮石斛叶和苦荞为主要原料，以酒精度和总酸含量为评价指标，通过单因素试验与正交试验优化了苦荞石斛叶发酵酒的生产工艺。优化出的最优发酵条件为发酵时间9 d，接种复合菌粉量1.5%，发酵温度32 ℃，白砂糖18%。所得苦荞石斛叶复合发酵酒总酸为8.8%，酒精度为7.8%Vol，香气怡人，酸度适中。近年来，市面上以铁皮石斛叶为原料的米面制品受到消费者喜爱，如“森山”铁皮石斛叶薄脆饼干、“宝润山”铁皮石斛叶挂面等。

3 结语

2021 年，在石斛单品种联合攻关“十四五”工作启动会上，专家组特别指出未来攻关和示范过程中，要注重石斛3 种身份的科学内涵划分和科学制定，即药用、食用与观赏用的质量标准。铁皮石斛叶可药用、食用也可观赏，开发成保健药品、普通食品及观赏盆景都具有广阔的发展潜力，尤其是观赏产品的开发将填补市场空白。但综合文献来看，目前的研究大多集中于铁皮石斛叶的加工工艺方面，如制成铁皮石斛叶多糖提取物、铁皮石斛叶饮料、铁皮石斛叶茶、铁皮石斛叶复合酒等。建议加强功能性成分提取方法的优化比较、有效活性成分的综合利用与作用机制研究、印证其功能性的小鼠体外试验及营养成分的评价等。育种者应继续加强“叶艺”型铁皮石斛品种选育。植物原料铁皮石斛叶的进一步研究与经济高效利用，将有益补充铁皮石斛全产业链发展，提高铁皮石斛种植效益和全产业链综合效益，进而对助力乡村振兴发展作出积极贡献。