药食同源中药铁皮石斛的研究进展

铁皮石斛Dendrobii Officinalis Caulis是具有益胃生津,滋阴清热之效的药食同源中药。有丰富的化学成分以及药理活性,具有抗炎、抑菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、降血压、调节血糖等作用。常作为药膳以及保健品使用,在药品上也应用广泛,如石斛夜光丸、复方鲜石斛颗粒等,具有很高的药用价值和经济价值。通过对铁皮石斛的资源分布、化学成分、药理活性、药食两用产品开发等多个方面进行概述,对其应用现状进行分析,为铁皮石斛的可持续发展、药食同源开发和综合利用奠定理论基础。

芽孢杆菌发酵法提取铁皮石斛多糖、多肽及其抗氧化活性分析

目的研究一种有效的铁皮石斛多糖、多肽提取方法,并分析其基本性质及体外抗氧化活性。方法以铁皮石斛为研究对象,采用芽孢杆菌发酵法对铁皮石斛进行提取,用蒽酮-硫酸法和双缩脲法分别测定铁皮石斛提取液的多糖和多肽含量,以传统热水浸提法和超声波辅助提取法为对照,通过提取液对自由基清除能力、螯合金属离子能力、抑制亚油酸自氧化能力指标,评价芽孢杆菌发酵提取液的抗氧化活性。结果芽孢杆菌发酵提取法工艺参数为:投料比例4%(g/mL)、发酵pH 6、发酵温度33.5℃、发酵时间46 h,此时多糖提取率为37.21%,多肽含量高达4.43 mg/kg,分子量主要分布在2000 Da以下,占84.95%。提取液对羟基自由基(hydroxyl radical,·OH)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine,DPPH)自由基和2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2’-diazo-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid,ABTS)阳离子自由基有较强的清除能力,Fe2+螯合能力67%、亚油酸自氧化抑制率53%。结论芽孢杆菌发酵法提取的铁皮石斛提取液,多糖、多肽含量高,具有较好的抗氧化性,为铁皮石斛在食品领域的开发利用提供了一定的理论指导和实验数据参考。

正交试验优化铁皮石斛传统种苗繁育技术

为了提高铁皮石斛传统育苗腋芽萌发成苗率,指导铁皮石斛传统育苗技术在生产上的推广应用,开展影响腋芽萌发成苗率因子[繁育模式(A)、激素处理(B)、育苗基质(C)、品系(D)]的四因素五水平正交试验研究。结果显示:影响传统育苗腋芽萌发成苗率因素主次顺序为D>A>B>C,4个因素的最优水平分别是A_(2)(整条平铺并覆盖基质1 cm左右)、B_(2)(NAA 0.5 mg/L+6-BA 0.5 mg/L)、C_(1)(苔鲜)、D_(4)(紫精灵),试验筛选出传统育苗因素最优组合A_(2)B_(2)C_(1)D_(4),其萌发成苗率可达81%,较自然腋芽萌发成苗率(10%~20%)大大提高。

粒径对铁皮石斛粉多糖释放及其粉体特性影响

为明确粒径对铁皮石斛(D. officinale)粉中多糖溶出率及其粉体特性的影响,采用中药粉碎机结合球磨仪制备了8种不同粒径的铁皮石斛粉体,研究各粉体样本的粒径分布、比表面积、多糖溶出率、粉体流动性、水合特性、表面微观结构及色差变化。结果表明,[20,200)目粉体中多糖溶出率随粒径减小总体呈上升趋势,但≥200目时溶出率逐渐下降;粉体流动性参数(休止角、滑动角和Carr’s指数)与粒径呈负相关,即粒径越小流动性越差,尤其是[200,250)目较[150,200)目粉体的流动性明显变差;水合特性(WHC、WSC和WSI)随粒径变小先升后降,拐点同样出现在200目前后;色差分析表明,粉体色度参数(L*、a*、b*和ΔE值)也是在[150,200)目与[200,250)目的变化幅度最大。上述结果主要与[200,250)目粉体的比表面积较[150,200)目显著增加(68.1%)有关。综上,[150,200)目(d50=95.6μm)的铁皮石斛粉兼具较好的粉体特性和多糖释放率,同时保证了粉体细度。本研究结果为铁皮石斛的粉体化高效加工及高值化利用提供了理论参考。

铁皮石斛苗床下立体栽培羊肚菌技术及其对土壤理化性质的影响

探讨四川省攀枝花市秋末冬初设施塑料大棚中羊肚菌(Morchella spp.)-铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)立体栽培的可行性,测定在羊肚菌生长过程中的菌丝生长期(M1)、子实体生长期(M2)和采收期(M3)表层土壤的pH、全氮、铵态氮、速效磷、有效钾、有机质、电导率(Electric conductivity,EC)和固体溶解性物质总量(Total dissolved solids,TDS)等。结果表明,与对照组相比,在羊肚菌生长的过程中,试验组不同时期表层土壤的pH和有效钾含量均下降,而速效磷、全氮、铵态氮、EC、TDS和有机质的含量均显著增高,且产量达(1950±180)kg/hm^(2)。

黄精铁皮石斛口服液中多糖含量测定研究

目的:建立黄精铁皮石斛口服液多糖含量的检测方法。方法:采用紫外—可见分光光度法,测定黄精铁皮石斛口服液中的多糖含量,并对其检测方法进行方法学研究。结果:多糖含量在0.0166 mg/mL至0.1660 mg/mL之间呈现较好的线性关系,中间精密度测试结果为稳定,重复性试验结果RSD<1%,平均加样回收率可达96.86%,稳定性试验结果表明试验在1 h内呈现稳定状态。结论:研究建立的方法简便、灵敏、可靠,能够有效检测黄精铁皮石斛口服液的产品质量。

铁皮石斛CLE基因家族鉴定与功能分析

CLE多肽是一类小分子分泌蛋白,参与植物的生长发育和细胞间通讯,在维持干细胞的增殖与分化中发挥关键调控作用。为研究兰科药用植物铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)中CLE基因家族成员的功能,从铁皮石斛叶、根、茎、花苞、果实的组织中提取RNA,反转录成cDNA,通过半定量PCR检测CLE家族基因成员在各组织中的表达情况。结果表明:在铁皮石斛基因组中鉴定出17个CLE成员,它们均拥有保守的12氨基酸CLE基序。半定量RT-PCR结果表明,CLE基因家族成员在根、茎、叶、花、果实中展示不同的组织表达谱,尤其是CLE 19635在花苞和果实中特异性表达,CLE 22175在果实中特异性表达。用体外合成的CLE多肽处理拟南芥,结果显示,CLE合成肽参与拟南芥根的发育,其中,CLE05351对根生长有促进作用,CLE18468对根影响不明显,其他CLE多肽均对根的生长有抑制作用。mPS-PI染色并未发现根尖分生组织结构模式受到CLE合成肽的影响。此外,CLE 02038过表达的拟南芥T 2代纯合系具有短根表型,与CLE合成肽处理结果一致。研究结果为进一步挖掘CLE家族在铁皮石斛附生根中的作用及其信号调控网络奠定了基础,并为铁皮石斛理想根系的育种提供了潜在靶基因。

铁皮石斛仿野生栽培研究

以铁皮石斛为试验材料,开展种苗选择、种植时间、相对湿度、荫蔽度、附生树种、固定材料、固定部位、种植密度、采收时间等仿野生栽培试验。结果表明:仿野生种植铁皮石斛应选用驯化组培苗或者扦插苗,在1月或9月,在相对湿度大于50%,荫蔽度60%~70%的林地,选用梨树、澳洲坚果树、龙眼树等树皮粗糙、多纵沟纹、不易脱落且径围>10 cm的树种,用棕绳将铁皮石斛种苗按6~8株/丛,丛距×层距10 cm×20 cm,根系朝上,茎叶朝下,螺旋式将铁皮石斛捆绑在附生树种上。生长期每天喷雾2次,每月喷叶面肥1次,种植24个月后即可采收铁皮石斛封顶的鲜茎。

PEG6000模拟干旱胁迫对铁皮石斛幼苗生理和叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究聚乙二醇6000(PEG 6000)模拟干旱对铁皮石斛Dendrobium candidum生理和叶绿素荧光特性的影响,为铁皮石斛的品种选育、产业化栽培和近野生栽培等提供参考。【方法】以铁皮石斛‘晶品1号’D.candidum‘Jingpin No.1’幼苗为实验材料,通过不同质量分数PEG 6000(5%、10%、20%、30%)模拟干旱胁迫处理铁皮石斛幼苗,观察铁皮石斛幼苗茎段和叶片细胞结构,并检测铁皮石斛叶片过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数、可溶性蛋白质量分数、叶绿素质量分数及叶绿素荧光参数的动态变化。【结果】①高质量分数PEG 6000(20%-30%)处理后铁皮石斛茎段和叶片细胞内叶绿素质量分数减少。②PEG 6000模拟干旱胁迫处理对铁皮石斛幼苗可溶性糖和可溶性蛋白、MDA、POD和CAT有显著影响(P<0.05)。可溶性糖质量分数随着PEG 6000质量分数的增加和处理时间的延长均呈上升趋势,到第12天时达最高值;可溶性蛋白则呈下降趋势;MDA质量摩尔浓度、POD活性和CAT活性随着PEG 6000质量分数的增加呈先上升后下降的趋势,在PEG 6000为20%时达到峰值。③PEG 6000模拟干旱处理对铁皮石斛幼苗最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光合效率(α)、电子传递速度(ETR)、光化学猝灭系数(q_(P))和非化学猝灭系数(qNP)等叶绿素荧光参数有显著的影响(P<0.05)。随着PEG 6000胁迫处理时间的延长和PEG 6000质量分数的增加,α、ETR、F_(v)/F_(m)和q_(P)均呈显著下降趋势(P<0.05);而qNP则呈先上升后下降的趋势。【结论】20%PEG 6000处理12 d可用作铁皮石斛抗干旱品种的筛选,铁皮石斛幼苗可通过增加可溶性糖质量分数,减少可溶性蛋白质量分数,提高POD和CAT活性等防御酶活性抵抗和适应一定程度的干旱胁迫;铁皮石斛幼苗的最大光能转换效率降低,光合系统Ⅱ(PSⅡ)受到胁迫损伤,严重影响铁皮石斛幼苗的光合作用。同时,铁皮石斛幼苗通过启动qNP途径来消耗PSⅡ反应中心吸收的过剩光能,维持正常的光合作用。因此,可溶性糖和可溶性蛋白、POD和CAT以及叶绿体荧光参数均可作为铁皮石斛耐干旱的指标。

铁皮石斛多糖的低共熔溶剂提取工艺优化

为提高铁皮石斛的综合利用率,建立一种绿色高效的铁皮石斛多糖提取方法。本研究以铁皮石斛多糖提取率为指标,通过单因素考察了低共熔溶剂浓度、提取温度及液料比对铁皮石斛多糖提取率的影响,采用响应面设计优化铁皮石斛多糖的提取工艺,并对纯化后的多糖进行结构分析。结果表明:响应面优化后得到最佳工艺为低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)浓度40%、提取温度80℃、液料比110:1(mL/g),在此条件下实际提取率为33.2%±0.28%,与预测值33.5%接近,多糖的纯度为56.95%±1.2%。多糖经阴离子交换柱及葡聚糖凝胶柱纯化后,纯度可达90.8%,其单糖主要由葡萄糖和甘露糖构成,质量比约为43:37,此外还含有少量的木糖、鼠李糖、核糖等,结构中同时含有α糖苷键和β糖苷键。本研究提供了一种低共熔溶剂提取铁皮石斛多糖的高效绿色提取方案,具有多糖提取率高及绿色的特点,为后续铁皮石斛多糖的开发提供了借鉴。

鲜、干铁皮石斛营养及功效成分的含量差异研究

目的比较鲜、干铁皮石斛(Dendrobium officinale,D.officinale)营养及功效成分的含量差异。方法采用紫外分光光度法检测新鲜及干燥铁皮石斛中总多糖、可溶性蛋白质、总酚及总黄酮的含量,用基于超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱法的代谢组学技术鉴定花色苷的种类及检测相对含量,寻找鲜、干铁皮石斛的差异性花色苷。结果铁皮石斛鲜品中可溶性蛋白质、总酚及总黄酮的含量高于干品,而干品中总多糖含量高于鲜品。从铁皮石斛中鉴定出6类30种花色苷成分,其中包含14种酰基化花色苷。飞燕草素3-(6-鼠李糖基半乳糖苷)为含量最高的花色苷,在鲜品中的含量高于干品。牵牛花素3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰葡糖苷)是差异性花色苷,在干品中的含量较高,但其相对含量较低。结论鲜、干铁皮石斛的营养成分及功效成分有差异,在实际应用中可结合保健及药用目的合理选用。

铁皮石斛的化学成分及药理作用研究进展

铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)是兰科石斛属多年生草本植物铁皮石斛的干燥茎,药用历史悠久,在我国南部地区广泛分布。研究表明铁皮石斛不同部位(叶、茎、花)富含黄酮、联苄、生物碱、苯丙素、萜、菲与核苷类化合物,具有显著的抗氧化、抗肿瘤、降血糖、缓解便秘、预防骨质疏松、护肝保肾等药理活性,在治疗恶性肿瘤、胃肠道疾病、糖尿病、白内障、关节炎、血栓闭塞性脉管炎及慢性咽炎等疾病有很好的疗效,特别是对于胃癌、肝癌、干眼症以及糖尿病等疾病的缓解作用比较显著。本文将铁皮石斛中报道的261种化合物、药理作用研究现状进行综述,以期为铁皮石斛后续研究开发参考。

铁皮石斛熟地酸奶的研究与开发

为了充分开发药食两用材料铁皮石斛和熟地的利用价值,丰富酸奶的种类,以全脂奶粉、鲜铁皮石斛、熟地和木糖醇为原料,研究了铁皮石斛熟地酸奶的制作工艺。以感官品质为评价指标,通过单因素试验和正交试验,探讨铁皮石斛浸提液添加量、熟地浸提液添加量、木糖醇添加量、奶粉添加量、菌种添加量以及发酵时间对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响,确定其最佳工艺。铁皮石斛浸提液添加量5%,熟地浸提液添加量6%,木糖醇添加量11%,奶粉添加量17%,菌种添加量0.32%,得到产品的综合感官评分90.5。42℃条件下发酵6 h后置于4℃冰箱后11 h得到的铁皮石斛熟地酸奶酸甜适中,口感爽滑,质地细腻,呈稳定均一的淡黄色,具有铁皮石斛特殊的青草香味,理化指标与微生物指标均符合国家标准要求。

氟吡菌酰胺在铁皮石斛中的残留与膳食风险

建立一种可同时检测氟吡菌酰胺及其代谢物2-(三氯甲基)苯甲酰胺(BZM)在铁皮石斛(鲜样和干样)中残留量的分析方法,采用盆栽实验探究氟吡菌酰胺和BZM在铁皮石斛上的残留行为,评估氟吡菌酰胺的长期膳食风险。建立的检测方法为样品经乙腈提取后,用十八烷基硅烷键合硅胶、N-丙基乙二胺和石墨化碳净化,之后用超高效液相色谱串联质谱法进行检测。在0.001~0.1 mg·L^(-1)范围内,所建立的氟吡菌酰胺和BZM检测方法线性关系良好,决定系数(R^(2))≥0.9981。在0.01、0.1、15 mg·kg^(-1)的添加水平下,氟吡菌酰胺和BZM在铁皮石斛中的回收率分别为85.71%~97.98%、94.14%~112.21%,相对标准偏差分别为0.39%~5.93%、1.22%~6.73%。41.7%的氟吡菌酰胺悬浮剂以推荐剂量(有效成分375.3 g·hm^(-2))或2倍推荐剂量施用1次,氟吡菌酰胺在铁皮石斛鲜茎和干茎上的消解均符合一级动力学方程,消解半衰期为19.20~28.76 d,属于易降解农药。在实验条件下,施药后75 d,氟吡菌酰胺和BZM在铁皮石斛中的残留量分别不超过1.98、0.09 mg·kg^(-1)。经测算,氟吡菌酰胺的全膳食国家估算每日摄入量为0.3806 mg,对应的风险商为60.41%,说明41.7%的氟吡菌酰胺悬浮剂在推荐剂量下施用于铁皮石斛上并不会对人体健康产生不可接受的风险。

酶解辅助提取对铁皮石斛多糖结构和菌群调节功能的影响

酶解或许会改变多糖分子内某些基团的数量或结构,从而改变其性能。为明确酶解对铁皮石斛多糖结构与功能的影响,本研究选择同一品种石斛鲜茎为原料,分别用中性蛋白酶、麦芽糖淀粉酶、纤维素酶辅助提取,获得同一基质多糖的不同结构形式,分析其结构区别,并利用体外模拟发酵系统研究铁皮石斛多糖菌群调节功能的变化。结果表明,与未酶解样品相比,中性蛋白酶辅助提取可以增加多糖的聚合度,而纤维素酶、麦芽糖淀粉酶介入则可以显著降低多糖聚合度并改变单糖组成;中性蛋白酶组的CH_(4)与H_(2)S生成量显著增加,纤维素酶组的丁酸与戊酸产量显著增加。多糖能改善肠道菌群的组成,其中纤维素酶组改变程度较大,双歧杆菌属、乳杆菌属、粪杆菌属、罗氏菌属等肠道基石菌与有益菌的种类与相对丰度显著增加,戴阿利斯特杆菌属、多尔氏菌属等条件致病菌的丰度显著下降,与丁酸、戊酸显著正相关的9个菌属在该组富集了8个(巨球型菌属、链球菌属、双歧杆菌属、欧陆森氏菌属、罗氏菌属、魏斯氏菌属、乳杆菌属、普拉梭菌属)。酶辅助提取可以改变石斛多糖的结构,并改变其菌群调节功能,该研究为不同功效多糖的定向生产提供了参考。

铁皮石斛历史沿革及品质形成研究进展

铁皮石斛素来享有“中华九大仙草之首”的美名,同时也是珍稀濒危物种之一。古今典籍所载“石斛”为石斛属植物的统称,铁皮石斛一词始见于民国,于2010年从《中国药典》“石斛”项中单列出来。铁皮石斛产地在古今典籍记载颇多,安徽、浙江、广东、江西、云南、四川等地均可作为其产区。关于其品质的评价,历代本草所载“生石上”“色金”“短而中实或细实”“茎小有节”的优质“石斛”应指“铁皮石斛”与“霍山石斛”。现代研究表明,光照、温度、湿度、内生真菌、酶和基因等为影响铁皮石斛中多糖、总生物碱、总黄酮等活性成分合成积累的主要因素。本文拟从铁皮石斛的本草考证、产地沿革、品质评价及影响其品质形成的因素等方面进行综述,以期为优化铁皮石斛现代栽培种植模式及提升铁皮石斛质量提供重要参考。

铁皮石斛复合凝胶CFD数值模拟与个性化3D打印性能预测

铁皮石斛粉富含多糖,具有特殊流变学特性,可用于开发3D打印食品材料。本文探讨铁皮石斛粉对淀粉基凝胶3D打印适应性的影响。通过流变学、质构学、扫描电子显微镜、X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等检测手段,结合计算流体动力学(CFD)模拟,分析铁皮石斛粉对淀粉基凝胶3D打印材料结构及打印特性的影响。结果表明,添加石斛粉对淀粉基凝胶的微观结构、流变及质构特性有显著的影响。随着石斛添加量由0 g(SG)增到1.00 g(SG-1.00D),淀粉基凝胶的硬度由(59.81±1.39)g增到(105.67±2.05)g,黏附性由(43.40±2.07)g·s增到(78.59±0.23)g·s。石斛添加量为0.15 g可以优化凝胶体系的网络结构。添加石斛可引起FT-IR特征峰的迁移,增强17°附近XRD衍射特征标记峰的强度,说明生成了更强的氢键,然而未生成新的物质。SG-0.15D凝胶体系的打印速度可达6.13×10-21/s,打印效果最优。研究结果为石斛在3D打印食品材料中的应用提供了参考,为实际生产石斛3D打印材料提供了技术支持。

铁皮石斛和红龙石斛杂交后代繁育技术研究

对铁皮石斛和红龙石斛杂交后代的繁育技术进行了研究。结果表明:以铁皮石斛为母本与红龙石斛杂交,成功率较高,达96.7%;其杂交后代的最佳播种培养基为HB01(含花宝1号3.0 g)+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L,最佳增殖培养基为HB01+BA 0.6 mg/L+NAA 0.1 mg/L+香蕉50 g/L,最佳壮苗培养基为HB01+BA 0.3 mg/L+NAA 0.2 mg/L+香蕉50 g/L,最佳生根培养基为HB01+NAA 0.1 mg/L+IBA 0.1 mg/L+蛋白胨0.25 g/L;杂交后代组培苗的较佳移栽基质为刨花和5号树皮(直径0.8~1.2 cm);将稳定生长的杂交后代种苗连同基质在室外栽培,可营造热带园林景观,且种苗生性强健,较耐强光和干旱;扩繁杂交后代的优秀单株时宜选用幼嫩茎段作为外植体,并用0.1%氯化汞溶液对外植体消毒5 min,外植体萌芽的适宜培养基为HB01+6-BA 0.6 mg/L+NAA 0.1 mg/L。

铁皮石斛种子共生萌发与非共生萌发比较观察

铁皮石斛是我国名贵中草药,但由于其种子较小,无胚乳,在自然条件下难以繁殖,导致野生资源匮乏。本研究对铁皮石斛种子在光照条件下的共生萌发和非共生萌发进行研究比较。结果表明,胶膜菌属真菌(Tulasnella sp.)促进铁皮石斛种子萌发;共生萌发种子萌发率高、生长快,播种21 d萌发率达90%,而非共生萌发的种子此时萌发率仅36%。研究表明,铁皮石斛共生萌发效果优于非共生萌发。

铁皮石斛叶红曲黄酒的酿造及其品质分析

为拓展铁皮石斛叶的应用并提升红曲黄酒的品质,本研究通过添加5%、15%、25%的铁皮石斛叶匀浆制备红曲黄酒,分析其基本理化性质、总酚和总黄酮含量,咖啡酸、没食子酸、芦丁、槲皮素等单体酚含量,以及抗氧化能力、挥发性成分、γ-氨基丁酸含量和感官品质,探究铁皮石斛叶对酿酒酵母和红曲霉菌生长代谢的影响。结果表明,铁皮石斛叶的添加提高了黄酒中总蛋白、氨基态氮、总酚、总黄酮和γ-氨基丁酸含量;增强了黄酒的抗氧化能力;挥发性物质种类较对照黄酒有所增加,尤以酯类物质变化最为明显,出现了几种有水果香气的成分,丰富了黄酒的风味。但铁皮石斛叶对酿酒酵母与红曲霉菌的生长代谢具有一定的抑制作用,其大量添加导致黄酒的还原糖含量及酒精度有所降低。综合感官评价、功能成分含量和抗氧化活性,确定酿造红曲黄酒的适宜铁皮石斛叶添加量为15%。本研究结果可为铁皮石斛叶红曲黄酒的开发提供技术支撑。