楊一山,唐健民**,鄧振海,羅亞進(jìn),鄒 蓉,柴勝豐,韋 霄

(1.廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院廣西植物研究所,廣西植物功能物質(zhì)與資源持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西桂林 541006;2.廣西雅長蘭科植物國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理中心,廣西百色 533209)

鐵皮石斛(Dendrobiumofficinale)系蘭科(Orchidaceae)石斛屬(Dendrobium)多年生草本植物,其以新鮮莖或干燥莖入藥[1],主要分布在云南、廣西、廣東、安徽等海拔為1 600 m山地的半陰濕巖石上[2],具有“中華九大仙草”之首的美譽(yù)[3]。鐵皮石斛性甘、微寒,歸胃經(jīng)、腎經(jīng)。《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載鐵皮石斛具有除痹、下氣、補(bǔ)五臟虛勞的功效,久服可厚腸胃,輕身延年[4]?，F(xiàn)代研究表明,鐵皮石斛具有抗氧化、降血糖、增強(qiáng)機(jī)體免疫力和治療胃腸道炎癥等功效[5,6]。鐵皮石斛作為“藥食兩用”的植物資源,除了具有很高的藥用價(jià)值之外,其食品保健價(jià)值也很高。劉雪娜等[7]通過對(duì)我國保健食品的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),截至2021年1月,有關(guān)部門收集了包括118種鐵皮石斛在內(nèi)的共17 774種保健食品,其中鐵皮石斛相關(guān)產(chǎn)品占0.66%。由此可以看出,鐵皮石斛在保健食品中也占據(jù)著較高的份額。另外,隨著生活水平的提高,保健養(yǎng)生日益成為主流,進(jìn)一步刺激了鐵皮石斛等中藥材市場(chǎng)。但在自然環(huán)境中,鐵皮石斛主要為無性繁殖并且其種子的萌發(fā)率極低,野生資源稀少,加之人們對(duì)其滅絕式采挖和自然環(huán)境的破壞,其野生資源面臨著巨大的威脅[8],從而導(dǎo)致野生鐵皮石斛資源不能滿足市場(chǎng)需求。因此,為保護(hù)這一重要的野生植物資源及滿足市場(chǎng)需求,鐵皮石斛的組織培養(yǎng)等人工繁育技術(shù)被應(yīng)用于生產(chǎn)中。

廣西百色市樂業(yè)縣位于云貴高原東南麓,其優(yōu)越的地理位置和豐富的林業(yè)資源,為蘭科植物的生長創(chuàng)造了極為有利的條件。雅長鐵皮石斛(Yachang′sD.officinale)作為該區(qū)域內(nèi)重要的蘭科植物資源,前人通過組織培養(yǎng)技術(shù)已獲得大量的組培選育體,但目前還未見有雅長鐵皮石斛營養(yǎng)成分等食品方面的研究。筆者在前期資源調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),樂業(yè)縣當(dāng)?shù)氐木用裨谌粘Ｊ秤醚砰L鐵皮石斛時(shí)常選擇口感和風(fēng)味較好的選育種,而在治療疾病時(shí)則選用其原生種。但兩者之間具體的活性成分含量差異未見相關(guān)報(bào)道,因此,兩者在使用上存在差異的內(nèi)在原因還不明確。鐵皮石斛作為植物類中藥材,其活性成分含量、性狀特征等常常受到種質(zhì)、自然環(huán)境及栽培方式等多種因素的影響[9,10]。因此,為指導(dǎo)人工繁育與栽培,使人工選育品種更好地代替原生種,兩者之間的活性成分含量等方面的對(duì)比就顯得尤為重要。高建平等[11]研究發(fā)現(xiàn),鐵皮石斛組織培養(yǎng)原球莖和原藥材具有相似強(qiáng)度的提高免疫功能的作用。何鐵光等[12]研究發(fā)現(xiàn),鐵皮石斛原球莖中的多糖DCPP1a-1具有較強(qiáng)的抗氧化活性,認(rèn)為對(duì)鐵皮石斛原球莖的開發(fā)可為石斛多糖類產(chǎn)品的開發(fā)提供新的途徑。諸燕等[13]以人工栽培的鐵皮石斛為材料來探究種質(zhì)、采收年限等因素對(duì)其多糖含量的影響,研究結(jié)果指出人工栽培的鐵皮石斛中的多糖含量普遍高于野生藥材。許春萱等[14]研究發(fā)現(xiàn),與天然的鐵皮石斛相比,人工栽培的鐵皮石斛中Zn、Fe、Mn、Cu等微量元素的含量存在一定差距。楊天友等[15]通過對(duì)梵凈山人工栽培的鐵皮石斛中的營養(yǎng)成分分析發(fā)現(xiàn),此地區(qū)人工栽培的鐵皮石斛具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。但就目前的研究來看,在同一自然條件下鐵皮石斛原生種與組培體或選育種的營養(yǎng)成分的對(duì)比分析較少,同時(shí)關(guān)于雅長鐵皮石斛的研究也處于空白階段。因此,本研究以同一栽培環(huán)境下的雅長鐵皮石斛原生種和組織培養(yǎng)的選育種為材料,采用常規(guī)食物的營養(yǎng)成分測(cè)定方法,測(cè)定并比較兩種鐵皮石斛的基本營養(yǎng)物質(zhì)、礦質(zhì)元素和氨基酸的組成、含量及營養(yǎng)價(jià)值,探究選育種與原生種在營養(yǎng)成分方面的相同點(diǎn)及各自差異特點(diǎn),以期為雅長鐵皮石斛未來的栽培管理及開發(fā)利用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

雅長鐵皮石斛原生種及其選育種均于2021年12月在廣西壯族自治區(qū)百色市樂業(yè)縣花坪鎮(zhèn)雅長蘭科植物繁育中心采集。兩種鐵皮石斛均生長于同一環(huán)境下,定植培養(yǎng)2年,培養(yǎng)期間光照、水肥管理等外界環(huán)境均保持一致。采集時(shí),分別于兩種鐵皮石斛的生長區(qū)域內(nèi),隨機(jī)選取10盆,用枝剪剪取無病蟲害且生長狀況健康的枝條。相比之下,原生種的莖條較為短小,顏色為暗綠色,質(zhì)地較為粗糙且硬,葉片較大且顏色較深;選育種的莖條細(xì)長,顏色為翠綠色,質(zhì)地較脆,葉片較小且顏色較淺。由中國科學(xué)院廣西植物研究所韋霄研究員鑒定為雅長鐵皮石斛(Yachang′sDendrobiumofficinaleKimura et Migo)。

1.2 主要儀器

L-8900 氨基酸自動(dòng)分析儀(日本日立公司)、K1160 全自動(dòng)凱氏定氮儀(海能未來技術(shù)集團(tuán)股份有限公司), XPR226DR/AC電子分析天平(美國梅特勒-托利多公司),CR22G 高速冷凍離心機(jī)(日本日立公司),高效液相色譜系統(tǒng)[沃特世科技(上海)有限公司],IRIS Intrepid 2 XSP010等離子體發(fā)射光譜儀、X7 Series等離子體質(zhì)譜儀[賽默飛世爾科技(中國)有限公司],ZEEEnit 700 原子吸收光譜儀[耶拿分析儀器(北京)有限公司],SA-10原子熒光形態(tài)分析儀(北京吉天儀器有限公司),TU-1810 紫外可見光分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)等。

1.3 原材料處理

除去兩種鐵皮石斛上存留的葉片和根,洗凈后,瀝干水分,放入60 ℃烘箱中,烘干至恒重。將烘干后的樣品粉碎后過60目篩,制成樣品粉末備用。

1.4 營養(yǎng)成分測(cè)定方法

灰分含量的測(cè)定參考GB 5009.4-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》;粗脂肪含量的測(cè)定采用GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》中的索式抽提法;蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法;粗纖維的含量的測(cè)定采用GB/T 8310-2013《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》中的重量法測(cè)定;粗多糖的含量的測(cè)定采用硫酸-苯酚法[16]。維生素A、E采用GB 5009.82-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素A、D、E的測(cè)定》中的高效液相色譜法測(cè)定;維生素C采用GB 14754-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 維生素C(抗壞血酸)》中的高效液相色譜法測(cè)定;氨基酸按照GB/T 5009.124-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測(cè)定》使用L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定;微量元素磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鈉(Na)的測(cè)定參照GB 5009.268-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》,采用IRIS Intrepid 2 XSP010電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定,硒(Se)的測(cè)定參照GB 5009.93-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測(cè)定》,采用X7 Series等離子質(zhì)譜儀測(cè)定。

1.5 氨基酸營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)

參考聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)推薦模式并采用氨基酸比值系數(shù)法[17]對(duì)兩種鐵皮石斛的氨基酸進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)。主要運(yùn)用到的計(jì)算公式:

必需氨基酸比值(RAA)=

氨基酸比值系數(shù)(RC)=

必需氨基酸比值系數(shù)分(SRC)=(1-CV)×100。

氨基酸比值系數(shù)(RC)是與模式氨基酸相當(dāng)量的一份食物的氨基酸比值[18]。RC=1,表明食品中的氨基酸含量與模式氨基酸含量一致;RC<1,表明該種氨基酸含量低于模式氨基酸,即該種氨基酸含量相對(duì)不足;RC>1,表明該種氨基酸含量高于模式氨基酸,即該種氨基酸含量相對(duì)過剩。RC值最低的氨基酸被稱為第一限制氨基酸。必需氨基酸比值系數(shù)分(SRC)的意義:如果食物中的氨基酸組成及含量與模式氨基酸一致,則變異系數(shù)(CV)=0,SRC=100;反之,如果該食品中的氨基酸與模式氨基酸差異越大,則變異系數(shù)(CV)越大,SRC值越小。

1.6 數(shù)據(jù)處理

本研究所測(cè)定的項(xiàng)目結(jié)果均為平行實(shí)驗(yàn)3次后得出,并以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。使用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行T檢驗(yàn),并運(yùn)用Duncan檢驗(yàn)法檢驗(yàn)各個(gè)指標(biāo)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 雅長鐵皮石斛原生種與選育種的礦質(zhì)元素含量

在兩種鐵皮石斛中共檢測(cè)出10種礦質(zhì)元素,其中包括Na、Mg、K、Ca 4種常量元素,Fe、Zn、B、Mn、Cu、Se 6種微量元素(表1)。在常量元素中,K含量最高,Ca含量次之。通過對(duì)比可知,雅長鐵皮石斛原生種中4種常量元素的含量均顯著高于選育種(P<0.05),原生種的Na含量約是選育種的2.2倍,K約為1.2倍,Ca約為2.3倍。在微量元素中,兩種鐵皮石斛都是以Mn含量最高。此外,還檢測(cè)出少量的Se。除Fe之外,其他微量元素均存在顯著性差異(P<0.05)。原生種中的Zn、Mn、Cu和Se含量均顯著高于選育種(P<0.05),其中原生種的Zn含量約是選育種的1.3倍,Mn約為4.4倍,Cu約為4.0倍,Se約為4.3倍。選育種中的B含量則顯著高于原生種(P<0.05),其含量約是原生種的1.2倍。從礦質(zhì)元素檢測(cè)結(jié)果來看,雅長鐵皮石斛原生種中4種常量元素及Zn、Mn在內(nèi)的4種微量元素含量均顯著高于選育種,表明原生種在礦質(zhì)元素類產(chǎn)品開發(fā)方面更具優(yōu)勢(shì),選育種在未來的栽培種植中可通過適當(dāng)增施相關(guān)肥料等改進(jìn)栽培技術(shù),提高其礦質(zhì)元素含量。

表1 雅長鐵皮石斛原生種與選育種中礦質(zhì)元素組成及含量

2.2 雅長鐵皮石斛原生種與選育種的氨基酸組成及含量

原生種與選育種的氨基酸組成及含量的測(cè)定結(jié)果見表2。兩種鐵皮石斛中共檢測(cè)出16種氨基酸,其中包括7種必需氨基酸(EAA),4種鮮味氨基酸(DAA),8種苦味氨基酸(BAA)和9種藥用氨基酸(MAA)。原生種和選育種氨基酸總量(TAA)分別為(0.850±0.017)、(0.680±0.053) g/100 g,原生種氨基酸總量顯著高于選育種(P<0.05)。此外,原生種的必需氨基酸總量也顯著高于選育種(P<0.05),但兩者的必需氨基酸在氨基酸總量中的占比(EAA/TAA)無顯著差異(P>0.05),分別為(39.529±0.029)%、(38.382±0.023)%。兩種鐵皮石斛中鮮味氨基酸和苦味氨基酸含量基本一致,且無顯著性差異(P>0.05),但這兩類氨基酸的占比(DAA/TAA、BAA/TAA)存在顯著性差異(P<0.05)。

表2 雅長鐵皮石斛原生種與選育種中氨基酸組成及含量

在兩種鐵皮石斛中,天門冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)和亮氨酸(Leu)4種氨基酸的含量最高,這4種氨基酸也是藥用氨基酸。通過比較可知,兩種鐵皮石斛中藥用氨基酸的含量存在顯著性差異(P<0.05),原生種中此類氨基酸含量較高,但兩種鐵皮石斛的藥用氨基酸占比(MAA/TAA)無顯著性差異(P>0.05)。從氨基酸組成及含量上來看,原生種中的必需氨基酸和藥用氨基酸的含量高于選育種,但選育種中鮮味氨基酸和苦味氨基酸的占比高于原生種?？傮w上來看,原生種在氨基酸含量方面的表現(xiàn)要優(yōu)于選育種。

2.3 雅長鐵皮石斛原生種與選育種的氨基酸營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

兩種鐵皮石斛必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)及FAO/WHO推薦模式見表3。與FAO/WHO推薦模式相比,兩種鐵皮石斛中不同的氨基酸所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)有所差異。但總體上來看,兩種鐵皮石斛中的異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、纈氨酸(Val)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于FAO/WHO推薦模式。蛋氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)表現(xiàn)不佳,低于FAO/WHO推薦模式。

表3 雅長鐵皮石斛原生種、選育種必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與FAO/WHO推薦模式比較

兩種鐵皮石斛氨基酸的必需氨基酸比值平均值、必需氨基酸比值系數(shù)及其比值系數(shù)分見表4。由表4可知,原生種和選育種中異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、蘇氨酸(Thr)、纈氨酸(Val)和賴氨酸(Lys)的含量均相對(duì)過剩,蛋氨酸和半胱氨酸(Met+Cys)與苯丙氨酸和酪氨酸(Phe+Tyr)的含量均相對(duì)不足,其中這兩種鐵皮石斛中的蛋氨酸和半胱氨酸(Met+Cys)的RC值均最低,所以在這兩種鐵皮石斛中蛋氨酸和半胱氨酸(Met+Cys)均為第一限制氨基酸。由必需氨基酸比值系數(shù)分(SRC)可以看出兩種鐵皮石斛的分值均大于50,且原生種<選育種,但相差不大,說明雅長鐵皮石斛選育種的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值要略高于原生種。

表4 雅長鐵皮石斛原生種與選育種的必需氨基酸比值平均值、必需氨基酸比值系數(shù)及其比值系數(shù)分

2.4 雅長鐵皮石斛原生種和選育種的基本營養(yǎng)成分

兩種鐵皮石斛中的基本營養(yǎng)成分的分析結(jié)果見表5。由表5可知,原生種除粗纖維和粗蛋白的含量顯著高于選育種(P<0.05)之外,其他成分的差異性均不顯著(P>0.05)。原生種粗蛋白的含量約是選育種的2倍?；曳趾烤s為1%;粗脂肪含量大致相當(dāng),分別為(0.40±0.05)%和(0.30±0.02)%?？偠嗵堑暮繜o顯著性差異(P>0.05),分別為(48.30±0.58)%和(48.40±0.70)%。維生素A的含量相近,分別為(10.60±0.48)、(11.02±1.06) μg/100 g。維生素C的含量分別為(2.51±0.16)、(2.72±0.07)mg/100 g。維生素E含量分別為(2.04±0.12)和(2.10±0.09) mg/100 g。

表5 雅長鐵皮石斛原生種與選育種中的基本營養(yǎng)成分組成及含量

3 討論

3.1 原生種中礦質(zhì)元素含量高于選育種

香蕉作為“天然的鉀礦”,其K含量為373.53 mg/100 g,約占正常成年人每天推薦攝入量的1/5[19]。相比之下,雅長鐵皮石斛無論是原生種還是選育種,其K含量都可以與香蕉相媲美。值得注意的是,這兩種鐵皮石斛中的Na含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于K含量,表現(xiàn)出“低鈉高鉀”的特征。原生種中K含量約是Na含量的103.5倍,選育種約為187.2倍。陳夏威等[20]研究表明,膳食中的鈉鉀比每增加一個(gè)單位,罹患高血壓的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加0.341倍。此外,也有研究表明含鉀低鈉鹽可以有效降低人體血壓且具有較好的依從性[21]。因此,雅長鐵皮石斛選育種相比原生種在應(yīng)用于開發(fā)預(yù)防高血壓等“高鉀低鈉”產(chǎn)品方面更具優(yōu)勢(shì)。除K以外,這兩種雅長鐵皮石斛中的Ca含量也較為豐富,原生種中的Ca約為選育種的2.3倍。隨著社會(huì)人口老齡化,骨質(zhì)疏松等老年性疾病的發(fā)病率日益增長。Ca作為構(gòu)成骨骼和牙齒的重要元素,直接影響著骨的形態(tài)與質(zhì)量。Ca缺乏不僅會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松等常見疾病,還會(huì)影響人體的凝血系統(tǒng),使血液的黏稠度增加,從而提高罹患血栓等疾病的風(fēng)險(xiǎn)[22]。雅長鐵皮石斛原生種中較高含量的Ca,表明其原生種在富鈣類產(chǎn)品開發(fā)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。另外,野生環(huán)境下生長并含有高水平的Ca,還表明該物種對(duì)原生環(huán)境下土壤中的Ca有一定的富集作用,所以在人工栽培時(shí),還應(yīng)注意鈣肥的施用。

在微量元素方面,原生種中Mn、Zn、Cu、Se 4種微量元素的含量均顯著高于選育種,其中相差最大的為Mn,其次是Zn和Cu。有研究表明,動(dòng)脈硬化患者的主動(dòng)脈及心臟處的Mn低于健康的人[23]。Mn在穩(wěn)定核酸的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著重要的作用[24]。雅長鐵皮石斛選育種中的Mn含量為11.60 mg/kg,遠(yuǎn)低于貴州省梵凈山地區(qū)人工栽培的鐵皮石斛中Mn的含量(50.2 mg/kg)[15]。這可能是因?yàn)殍髢羯降貐^(qū)的錳礦較多,該地區(qū)的植物對(duì)土壤中Mn的富集要優(yōu)于其他地區(qū)的植物。說明種質(zhì)資源來源的不同是造成兩種人工栽培鐵皮石斛中Mn含量相差較大的原因之一。

Zn在人體免疫系統(tǒng)、生殖遺傳等方面發(fā)揮著重要的作用,被稱為“生命之源”[25]?！案讳\水果”蘋果的Zn含量約為0.11 mg/100 g[26]。相比之下,雅長鐵皮石斛原生種和選育種中Zn含量均明顯高于蘋果,分別為蘋果的12.6和9.1倍。由此說明,雅長鐵皮石斛在富鋅類產(chǎn)品的開發(fā)方面極具潛力。此外,兩種鐵皮石斛中都檢測(cè)出了少量的Se。研究表明,Se在人體生長發(fā)育以及生殖繁衍等方面發(fā)揮著重要的作用[27]。Se缺乏會(huì)使人體處于易感病狀態(tài),從而增加人體患天花、肝炎等疾病的風(fēng)險(xiǎn)[28]。但目前,我國居民整體水平上Se攝入量不足,對(duì)“富硒”類產(chǎn)品的需求量較大。因此,結(jié)合本研究結(jié)果,可以通過人工選育等手段,進(jìn)一步探究雅長鐵皮石斛中Se的富集機(jī)制,促進(jìn)其“富硒”類產(chǎn)品的開發(fā)。除以上4種微量元素外,本研究發(fā)現(xiàn)雅長鐵皮石斛原生種和選育種中的Fe含量無顯著性差異(P>0.05)。但許春萱等[14]在人工栽培和天然鐵皮石斛中礦質(zhì)元素含量的對(duì)比分析中指出,天然鐵皮石斛中Fe含量為5 480 μg/g,約為人工栽培的8.5倍。本研究認(rèn)為,種質(zhì)資源和栽培基質(zhì)的差異都可能是造成該現(xiàn)象的原因。由礦質(zhì)元素測(cè)定的結(jié)果來看,雅長鐵皮石斛中礦質(zhì)元素的含量與是否為野生有較大的關(guān)系,但其具體的影響因素還有待分析。

3.2 選育種中必需氨基酸的營養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于原生種

兩種雅長鐵皮石斛中共檢測(cè)出16種氨基酸,種類齊全且含量豐富。含量最高的前4種氨基酸均為藥用氨基酸,這說明雅長鐵皮石斛中氨基酸的組成及含量對(duì)其藥效功能的發(fā)揮具有一定的促進(jìn)作用。藥用氨基酸一般在植物中含量較少,人體不能自身合成,但在維持人體氮平衡方面發(fā)揮巨大作用,包括天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、異亮氨酸等9種氨基酸[29]。本研究發(fā)現(xiàn),原生種中的藥用氨基酸總量顯著高于選育種,但兩者占比基本一致,這可能是因?yàn)樵N中氨基酸總量整體高于其選育種。鐵皮石斛作為“藥食兩用”的中藥材,除藥用價(jià)值外,在食品加工和利用方面也極具潛力。有研究認(rèn)為,游離氨基酸含量可以作為評(píng)價(jià)食物鮮美度的指標(biāo)[30]。除此之外,一些特征氨基酸也會(huì)影響食物的口感,比如鮮味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸等。鮮味氨基酸包括天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸。氨基酸側(cè)鏈R基團(tuán)疏水性的大小是氨基酸呈味的關(guān)鍵。當(dāng)R基團(tuán)的疏水性較小時(shí),氨基酸呈甜味,例如甘氨酸、丙氨酸;疏水性較大時(shí),氨基酸呈苦味,例如組氨酸、精氨酸、酪氨酸[31]。研究結(jié)果表明,兩種雅長鐵皮石斛中的鮮味氨基酸和苦味氨基酸的總量無顯著性差異,但選育種中這兩類氨基酸的占比均高于原生種,這可能是人們?cè)谌粘１＝≈谐＿x擇風(fēng)味更好的選育種的原因之一。衡量食品中氨基酸營養(yǎng)價(jià)值的高低,不僅取決于一類或幾類氨基酸的含量高低,更重要的是其相對(duì)含量與構(gòu)成比例。根據(jù)FAO/WHO的建議,優(yōu)質(zhì)食品中必需氨基酸總量與氨基酸總量的比值應(yīng)大于40%,必需氨基酸與非必需氨基酸的比值應(yīng)大于60%[32,33]。原生種和選育種的EAA/TAA均接近40%,EAA/NEAA均超過60%,證明這兩種鐵皮石斛均具有一定的營養(yǎng)價(jià)值。必需氨基酸比值系數(shù)分常用來綜合衡量食品中必需氨基酸的營養(yǎng)價(jià)值,本研究結(jié)果表明選育種中必需氨基酸營養(yǎng)價(jià)值要高于其原生種。但兩者總體上與FAO/WHO推薦模式有一定的差距,其蛋白質(zhì)的相對(duì)營養(yǎng)價(jià)值不太理想,蛋氨酸和半胱氨酸(Met+Cys)均為第一限制氨基酸,所以在今后的生產(chǎn)加工中應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充含硫氨基酸,以平衡其氨基酸組成比例和提高其產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值。

3.3 原生種的基本營養(yǎng)成分含量高于選育種

在基本營養(yǎng)成分方面,兩種雅長鐵皮石斛中含量最高的均為總多糖。石斛多糖是鐵皮石斛中的主要活性物質(zhì),《中華人民共和國藥典(二部)》[1]規(guī)定鐵皮石斛中的石斛多糖含量不得低于25%。目前,多糖含量的高低已成為評(píng)價(jià)鐵皮石斛質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一。大量研究指出,石斛多糖是一種多功能的活性物質(zhì),在抗氧化[34,35]、免疫調(diào)節(jié)[36,37]、抗腫瘤[12]等醫(yī)療保健方面具有很好的表現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn),兩種雅長鐵皮石斛中總多糖含量分別為48.3%、48.4%,不僅遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn),而且還高于新疆[38]、浙江[17]、海南[17]等地所產(chǎn)的鐵皮石斛的總多糖含量。由此可見,兩種雅長鐵皮石斛在總多糖的提取加工等方面具有巨大潛力。樂業(yè)地處云貴高原東南麓,晝夜溫差較大,且全年日照時(shí)間較長,這可能是該地鐵皮石斛總多糖含量高于其他地區(qū)的原因之一。

在兩種雅長鐵皮石斛中,粗纖維的含量僅次于總多糖,但兩者存在顯著差異,原生種的含量更高。粗纖維作為構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要物質(zhì),包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和角質(zhì)等。粗纖維素含量的多少會(huì)直接影響人們的口感體驗(yàn)。喬旭光等[39]在大白菜(Brassicapekinensis)的營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì)的相關(guān)性研究中表明,大白菜中的粗纖維對(duì)感官品質(zhì)起負(fù)向作用。因此,相比于選育種,原生種較高含量的粗纖維可能是導(dǎo)致其口感較差的原因之一。粗纖維是繼糖類、蛋白質(zhì)等之后的“第七大營養(yǎng)物質(zhì)”,又稱為“膳食纖維”,雖然不可被人腸道吸收和利用,但越來越多的研究發(fā)現(xiàn),膳食纖維在人體健康和糖尿病等慢性病的治療方面起著重要的作用[40]。目前,膳食纖維主要來源于植物性食物,玉米、小麥、蕎麥等雜糧類膳食纖維的含量最高。在常見的各類蔬菜中,圓白菜膳食纖維含量為1.67%、芹菜為1.64%、空心菜為1.0%、韭菜為1.1%、木耳為7%[41]。本研究發(fā)現(xiàn),雅長鐵皮石斛原生種中的粗纖維含量為7.5%,約為選育種的1.6倍,由此可見,在鐵皮石斛其他營養(yǎng)成分或藥用成分被加工利用后,其剩余的高含量膳食纖維也具有潛在的開發(fā)利用價(jià)值。另外,兩種雅長鐵皮石斛中的粗蛋白含量存在顯著差異,原生種約為選育種的2.0倍。在同一栽培環(huán)境下,兩種雅長鐵皮石斛是否因種質(zhì)資源不同而產(chǎn)生粗蛋白和粗纖維含量方面的顯著差異值得進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

本研究對(duì)雅長鐵皮石斛原生種和選育種的營養(yǎng)成分進(jìn)行了綜合對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)原生種的基本營養(yǎng)成分、礦質(zhì)元素含量等均優(yōu)于選育種,其中兩者的礦質(zhì)元素含量差異最大。說明雅長鐵皮石斛原生種營養(yǎng)價(jià)值更高,但選育種粗纖維含量低、口感好,這使得選育種在產(chǎn)品商業(yè)化方面更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)雅長鐵皮石斛的原生種和選育種進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值的對(duì)比分析,不僅明確了選育種與原生種之間的差距,還可為未來的育種栽培、產(chǎn)品開發(fā)等提供科學(xué)依據(jù)。但本研究只是對(duì)同一時(shí)期的兩種鐵皮石斛的營養(yǎng)成分和價(jià)值進(jìn)行對(duì)比分析,其營養(yǎng)成分的動(dòng)態(tài)變化還需進(jìn)一步研究,以確定最佳采收期,為實(shí)現(xiàn)該植物資源的產(chǎn)業(yè)化提供科學(xué)的理論依據(jù)。