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蜂粮的化学成分和生物活性概述

时间:2023-10-06   来源:本站   访问量:471

 中国蜂业杂志 中国蜂业杂志 2023-08-30 19:30 发表于北京

李佳丽1 熊剑2 曹喆1 郭军1 │编译
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蜂粮是蜜蜂把采集的花粉通过咀嚼并混入腺体分泌物后,填装到巢房内,加入少量的花蜜或蜂蜜,在34~36℃和一定湿度条件下在蜂箱内经过两个星期的发酵而成。蜂粮本身含有广泛的营养成分,主要含有水、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、碳水化合物、矿物盐、多酚、类黄酮及一些生物活性物质等。其中脂质、维生素和酚类化合物作为天然的抗氧化剂,可以作为一种有价值的食品添加剂。由于蜜蜂采集花粉来源不同,蜂粮的化学成分和生物活性也有所差异,但这并不影响蜂粮所隐藏的潜在价值。

蜜蜂将采集的花粉与自己的消化酶混合填埋至巢房中,然后用一层薄薄的蜂蜜和蜂蜡保存,经过自然发酵最后才成为蜂粮。花粉外壁由孢粉素(一种对花粉具有化学抗性的化合物)构成,而厌氧发酵过程能够将花粉外壁进行生物转化,在水分和温度适宜的条件下,通过不同酶的连续干预才最终完成这种生物转化。除酶以外,一些微生物物种,如假单胞菌、乳酸杆菌、酵母菌等也参与了发酵(一些微生物代谢产生的酶也可能参与)。发酵过程中花粉壁被破坏,这使得蜂粮具有更好的生物利用度。与蜜蜂花粉相比,蜂粮对人体的耐受性更好,其pH值较低(3.8~4.3),这是因为其乳酸含量在室温下储存期间具有良好的稳定性。蜂粮的化学成分取决于工蜂采集花粉的植物,并且可能有很大的差异;即使在同一个蜂房或蜂箱中,也可能找不到相同的蜂粮样本。蜂粮具有不同于花粉的营养价值和成分组成,并具有新的营养素,如维生素K。对于蜜蜂蜂群来说,蜂群发展并保持健康所需的营养素来自花蜜和花粉。花蜜提供碳水化合物,花粉提供剩余的膳食需求,如蛋白质、脂类、维生素和矿物质。然而,蜜蜂不直接食用花蜜或花粉,而是食用生物转化后形成的营养价值更高的蜂蜜和蜂粮。


一、蛋白质和氨基酸

蜂粮中的蛋白质含量是最受关注的营养特征之一。蜂粮中的蛋白质含量范围为14.1~37.3g/100g,平均值为23.1(±2.9)g/100g,从结果来看,蜂粮中的蛋白质含量与蜂花粉相似(约23.8g/100g),因为蜜蜂诱导的生化过程旨在降解花粉粒的外层,蜂粮中发现的酶包括淀粉酶、磷酸酶和葡萄糖氧化酶。蜂粮还含有谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸等氨基酸,其中精氨酸、缬氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨

酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸含量最多。脯氨酸和谷氨酸的存在与蜜蜂采集的花粉质量有关;当谷氨酸浓度大于20mg/g则表示该蜂粮是蜜蜂刚刚收集花粉发酵而成,而脯氨酸值较低表示该蜂粮是蜜蜂采集的花粉经过很长时间发酵而来。


二、脂质

蜂粮中的脂质含量因植物来源不同而有所差异。脂类是以脂肪酸为代表,脂肪酸是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化合物,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。脂肪酸有很多功能:(1)能提供热量,是很好的能量来源;(2)脂肪酸贮存在脂肪细胞中,以备动物体不时之需;(3)作为合成其他化合物的原料;(4)能保持细胞膜的相对流动性,以保证细胞的正常生理功能;(5)使胆固醇酯化,降低血液中胆固醇和甘油三酯含量;(6)提高脑细胞活性,增强记忆力和思维能力。但蜂粮中的脂肪酸含量相对于其他含量是较低的,但当蜜蜂采集油菜花粉时,其脂肪酸含量高于其他花粉,脂肪酸的存在有助于提高蜂产品的生物价值。2006年,Human和Nicolson一项研究报道了南非的一种本土蜜蜂的蜂粮中只有18种脂肪酸;Čeksterytæ等(2008)的研究发现春季和夏季采集的花粉发酵的蜂粮(含有>45%的油菜或柳树花粉)中鉴定出22种脂肪酸,包括5种ω-3、4种ω-6和3种ω-9多不饱和脂肪酸。十八碳烯酸和二十碳四烯酸是最丰富的不饱和脂肪酸,约占总脂肪酸的15%。Čeksterytä和Jansen在2012年的另一项研究中发现在春油菜和柳树花粉蜂粮中鉴定的22种脂肪酸中,十八碳三烯酸(ω-3)的含量最高(27%~43.8%)。脂肪酸是对蜜蜂的生育和健康具有重要意义的化合物。目前的文献表明,蜂粮是对人体营养至关重要的多不饱和脂肪酸(PUFA)的良好来源。PUFA不能在人体内内源性合成,必须从食物中获得。蜂粮和蜂花粉中的不饱和/饱和脂肪酸之间的比率与在生蛋黄和加工蛋黄中获得的相同指数密切相关,其值分别为0.58和0.64。蛋黄的PUFA成分与蜂粮和蜂花粉的PUFA组成的比较表明,所有这些产品都具有相同的脂肪酸。因此,蜂粮可以被认为是人类饮食中PUFA的潜在来源。然而,目前有关蜂粮各种特性的研究报道较少,因此需要对这一领域开展更多的研究。


三、碳水化合物

根据花粉来源的不同,蜂粮的碳水化合物含量变化很大。根据化学分析,蜂粮碳水化合物的平均含量在24.40%~34.80%之间,果糖含量最高(占总鲜重的57.51%),其次是葡萄糖(占总鲜重的42.59%)和麦芽糖(占总鲜重的3.37%),蔗糖占0.12%,这也反映了花粉发酵过程中蔗糖在单糖中的水解分解及其在蜂粮中的转化。其余的双糖(海藻糖、图拉诺糖和异麦芽糖)约占总鲜重的1.82%。


四、矿物质

从化学成分上看,除上述化合物外,蜂粮还含有钙、镁、磷、铁、钠、钾、铝、锰、硫、铜等矿物质。在蜂粮中,铁、钾、锌含量最高,其次是钙和磷。其中比较蜂粮与花粉成分时,蜂粮中的钙、钾、磷、镁、铁含量均高于花粉,但锌、锰含量则有所下降,可能地理条件和土壤因素会影响蜂粮中的矿物质含量,此外,花粉经发酵转变为蜂粮中其微生物活性也发生了变化。总的来说蜂粮中的总成分含量比花粉增加了7.54%,这种成分的改变可能是发酵过程中微生物活性的变化和发生的各种化学反应引起的。


五、蜂粮的生物活性及其作用

由于蜜蜂采集的花粉来源不同,蜂粮中化合物含量和数量也因此不同。我们使用于制备提取物的不同溶剂,如甲醇、乙醇、己烷或水,以评估它们对蜂粮中的生物活性化合物的浓度及其生物活性特性的影响,其中以甲醇为溶剂萃取效率最佳,采用HPLC和GS-MS方法在牛肉面包中鉴定了不同的生物活性化合物,如香豆酸、山奈酚、两种槲皮素、芹菜素、异鼠李素、阿魏酸、咖啡酸、白菊素和柚皮素等,在蜂粮中还有亲脂性抗氧化剂,如α-生育酚和辅酶Q10,它们在生物体细胞中发挥着必要的调节和代谢功能,并参与生育酚自由基的再生。除此以外,蜂粮中含有很多酶和非酶抗氧化剂,主要包括葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸、类黄酮、酚类和其他有机物酸,还能产生抗微生物、抗氧化、抗炎等生物效应。蜂粮对人类和动物健康有益,当蜂粮与其他药物一起使用时,对慢性关节炎、心血管疾病和糖尿病等患者的免疫系统产生积极影响,参与脂质代谢,保护肝脏并且能改善肝脏功能,并且蜂粮对老年人神经衰弱等症状具有良好的治疗效果。


六、蜂粮消化率

人类和动物食用蜂粮,他们身体内部吸收其营养成分是有限的,并不能百分百完全吸收其中的有效成分,众所周知,花粉是由外壁和内壁两层组成,花粉外壁抵挡部分营养被吸收,通常花粉只有48%~59%可以被机体吸收,若去除花粉外壁,其中38.7%~85.3%的蛋白质会被吸收,蜂粮是花粉经过发酵而来,发酵作用转化了花粉外壁,因此食用蜂粮来替代蜂花粉,可以提高营养成分的消化率和生物利用度。因此,蜂粮在人类食品领域具有广泛的利用前景。


七、抗菌和抗肿瘤活性

蜂粮具有潜在的抗氧化和抗菌特性。近年来,蜂粮被认为是天然保健食品,是人类的潜在能量来源和功能食品,并对某些疾病具有广泛的治疗特性。从人体病理中分离出的耐药菌株,包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌和铜绿假单胞菌,经过稀释的蜂粮均对这些耐药菌株表现出较强的抗菌活性,其中革兰氏阳性菌对蜂粮的敏感性高于革兰氏阴性菌。

蜂粮对不同人类肿瘤细胞系的抗肿瘤活性具有中等抑制作用,如乳腺癌、非小细胞肺癌、宫颈癌、肝细胞癌以及非肿瘤肝细胞。


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