油菜蜂花粉及其蜂糧的揮發性成分研究

牛德芳　王波　殷玲　陳玉勇　王一峰

摘要：采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（HS-SPME-GC-MS）對油菜蜂花粉及其蜂糧的揮發性成分進行分析。結果顯示，油菜蜂花粉和蜂糧中共分離鑒定出108種揮發性成分，主要包括烴類60種、酯類15種、醛類10種、胺類5種、酮類5種、醚類5種、酸類4種、醇類1種和雜環類化合物3種。油菜蜂花粉和蜂糧中分離鑒定出29種共有揮發性成分，分別占各自總揮發性成分的71.33%、59.60%，特有揮發性成分分別為40、39種。與油菜蜂花粉相比，蜂糧中酯類、芳香烴類、酮類和雜環類化合物的種類數明顯增加;烷烴類、酯類、醛類、酮類以及雜環類化合物的相對含量明顯增加。

關鍵詞：蜂花粉;蜂糧;揮發性成分;頂空固相微萃取;氣相色譜-質譜聯用

中圖分類號： S896.4? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）03-0164-05

蜂花粉是指蜜蜂從有花植物的雄蕊采集的花粉粒，經過加入少量的花蜜、腺體分泌物混合而成的花粉團狀物[1-2]。蜂糧是蜜蜂將采集的蜂花粉與少量的蜂蜜和腺體分泌物混合后儲存在巢房內，經過微生物發酵而來，是蜂群主要的蛋白質來源，供大幼蟲食用和青年工蜂生產蜂王漿用[3-4]。蜂花粉富含蛋白質、脂類、維生素、礦物質、微量元素、酚類、類黃酮等多種生物活性物質，被譽為“微型營養庫”[5-6]。蜂花粉具有抗氧化、抗癌、抗衰老、降低膽固醇和增強機體免疫力等功能，對心腦血管疾病、癌癥、肝病、胃腸系統疾病等有很好的預防和改善作用[7-9]。盡管蜂花粉營養如此豐富，功效如此之多，但是在正常蜂群中蜜蜂一般不直接食用蜂花粉，而是將蜂糧作為主要的營養源，說明蜂糧在某些方面可能更具有優越性[10]。

國內外關于蜂糧的研究主要是營養成分和釀制過程中微生物的變化規律。國外學者對不同粉源植物和地域分布蜂糧的營養成分進行測定，包括水分、水分活度、碳水化合物、蛋白質、脂肪、脂肪酸、氨基酸、糖、礦物質元素、膳食纖維、淀粉等的含量[11-13]。蘇松坤等對我國茶的手采花粉、蜂花粉、不同釀制時間蜂糧中的營養成分和菌落變化進行測定，證實了茶蜂糧比茶蜂花粉更易于消化[14-16]。關于蜂糧的功能性成分和化學組成成分的研究也有開展。不同產地蜂糧的黃酮類化合物種類和含量存在差異[7，17]。格魯吉亞新鮮蜂糧的類黃酮（包括蘆丁、槲皮素和柚皮苷）含量高于蜂花粉，隨著儲存時間的延長，總含量降低5.03～6.17 g/kg[18]。Isidorov等從波羅的海蜂糧中獲得200多種化學成分，并測定香豆酸、山奈酚、異鼠李素等具有抗氧化性能的酚類化合物的含量[19]。蜂糧的生物活性研究表明，它具有明顯的抑菌[20-21]、抗氧化[3]和抗腫瘤等功效[22-23]。

花粉的揮發性成分可能是吸引蜜蜂采集花蜜、花粉的誘導物質[24]。蜂花粉中的揮發性成分是其品質的重要組成部分，它的種類和含量具有蜜粉源植物的特異性[25]。蜂花粉揮發性成分的研究已有報道，楊開等從12種常見蜂花粉中共鑒定出74種揮發性化學成分，主要由烷烴類、烯炔烴類、醛酮類、醇類、脂類、芳香烴類、酚類、羧酸類等物質組成，且具有蜂花粉的品種特異性[26]。徐響等分析新鮮油菜花粉油脂特殊風味物質的主要成分為D-檸檬烯、3-蒈烯、二甲基富烯、β-水芹烯、苯甲醛、氧化石竹烯、苯乙醇、β-蒎烯等化合物;常溫貯藏半年油脂的主要揮發性成分為醛類和酯類化合物[27]。蜂糧作為一種重要的天然藥物和功能性食品的原料來源，目前，關于其揮發性成分的研究尚未見報道。

本試驗以油菜蜂花粉及其蜂糧為研究對象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用（HS-SPME-GC-MS）技術對其揮發性成分進行比較研究，這對深入了解油菜蜂花粉和蜂糧的化學成分和生物活性物質組成具有重要意義，以期為它們在食品、化妝品和制藥等領域的開發利用提供科學依據，將大大提高蜂糧的綜合利用率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

油菜蜂花粉、油菜蜂糧均購自云南蜂知道蜂業科技有限公司，于-20 ℃保藏。

AL204電子天平，購自瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;DFY高速粉碎機，購自溫嶺市林大機械有限公司;固相微萃取裝置（PA、DVB/CAR、PDMS），購自美國Supelco公司;7980A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀，購自安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗方法

樣品預處理及揮發性成分的提取：將油菜蜂花粉和蜂糧樣品研磨成粉末狀于-20 ℃保存待用。分別稱取0.5 g低溫保存的樣品于20 mL頂空瓶中，60 ℃水浴條件下頂空吸附 30 min 后，將固相微萃取裝置插入GC汽化室，在250 ℃條件下解吸10 min。

色譜條件：色譜柱為DB-5MS（30 mm×250 μm×0.25 μm）;進樣口溫度為250 ℃;升溫程序：40 ℃保持5 min，以8 ℃/min升至250 ℃保持10 min;載氣為氦氣;流速為 9.0 mL/min，壓力為48.745 2 kPa;分流比為5 ∶ 1。

質譜條件：電子轟擊離子源（EI）;電子能量為70 eV;離子源溫度為230 ℃;質量分析器溫度為150 ℃;質量掃描范圍：質荷比為40.0～400.0。

定性和定量分析方法：依據標準譜庫檢索進行定性分析，用它的峰面積的百分比來表示單個化合物的相對含量。

1.3 數據分析

本試驗采用SPSS 25.0軟件對數據進行顯著性分析（P<0.05），分析圖表繪制均采用Excel 2003軟件。

2 結果與分析

采用頂空固相微萃取法對油菜蜂花粉及其蜂糧萃取后，經過GC-MS檢測獲得的總離子色譜圖見圖1和圖2。各色譜峰的質譜圖經NIST 11質譜數據庫檢索，并結合相對保留時間，確定各化學組分，利用峰面積歸一化法分別從總離子色譜圖中計算各組分的相對含量，結果見表1。

由表1可知，從油菜蜂花粉與蜂糧中共分離鑒定出108種揮發性成分，主要包括烴類60種、酯類15種、醛類10種、胺類5種、酮類5種、醚類5種、酸類4種、醇類1種和雜環類化合物3種。油菜蜂花粉中共鑒定出69種揮發性成分，主要是烷烴類、烯烴類、醛類、酯類等化合物，其中相對含量較高（﹥2.00%）的是苯并環丁烯、乙酸、間二甲苯、（+）-檸檬烯、乙苯、己酸、十一烷、5-氰基-1-戊烯等;油菜蜂糧中共鑒定出68種揮發性成分，主要是烷烴類、酯類、醛類、芳香烴類等化合物，其中相對含量較高的是乙酸、六甲基環三硅氧烷、八甲基環四硅氧烷、苯并環丁烯、1，5-二甲 基-1，5-環辛二烯、間二甲苯、壬醛、萘等。

進一步比較油菜蜂花粉和蜂糧的揮發性成分（表1）可知，油菜蜂花粉和蜂糧的共有揮發性成分有29種，分別占各自總揮發性成分的71.79%、59.10%，包括乙酸丁酯、草酸異丁基壬酯、己二酸二異辛酯、苯并環丁烯、蒎烯、八甲基環四硅氧烷、癸烷、3-甲基十一烷、十一烷、十甲基環五硅氧烷、5-甲基-十一烷、4-甲基-十三烷、硅氧烷、十四烷、正十六烷、十五烷、乙苯、間二甲苯、苯乙酮、（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮、異戊醛、正己醛、庚醛、苯甲醛、正辛醛、壬醛、乙酸、O-癸基-羥胺和二丁醚。油菜蜂花粉特有揮發性成分有40種，含量較多的有（+）-檸檬烯（4.73%）、己酸（3.61%）、5-己腈（2.73%）等;蜂糧特有揮發性成分有39種， 含量較多的有六甲基環三硅氧烷（15.86%）、1，5-二甲基-1，5-環辛二烯（4.50%）、萘（2.06%）等。油菜蜂糧中新增的特有揮發性成分主要是烷烴、酯類、芳香烴、烯烴、酮類、醛類、醚類和雜環類化合物。

對油菜蜂花粉與蜂糧中揮發性成分的種類進行比較分析，結果如圖3所示。由圖3可知，油菜蜂花粉與蜂糧中揮發性成分的種類差異明顯，與油菜蜂花粉相比，蜂糧經過微生物發酵后，酯類、芳香烴類、酮類和雜環類化合物種類數增加，醇類、酸類、胺類、烯烴類和烷烴類化合物種類數減少，醛類和醚類化合物種類數沒有發生明顯變化。因此，油菜蜂糧的特殊風味可能主要來自于酯類、芳香烴類、酮類和雜環類化合物。

對油菜蜂花粉及其蜂糧中各類揮發性成分的相對含量進行比較分析，結果見圖4。由圖4可知，油菜蜂花粉中烯烴類化合物的相對含量最高，為29.67%，其次是酸類（19.12%）、 烷烴類（19.09%）、芳香烴類（17.01%）、 酯類（3.80%）以及

醛類化合物（5.29%）。蜂糧中烷烴類化合物的相對含量明顯高于其他種類化合物，其次是酸類（18.11%）、烯烴類（13.11%）、芳香烴類（9.87%）、酯類（6.91%）以及醛類化合物（5.73%）。蜂糧中烷烴類、酯類、醛類、酮類以及雜環類化合物的相對含量較蜂花粉中明顯增加，芳香烴類化合物雖然相對含量沒有增高，但新增了4種特有化合物。結合表1、圖3的分析結果，進一步推測酯類、芳香烴類、酮類和雜環類化合物可能是蜂糧風味的主要貢獻物質。

3 結論與討論

本試驗采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（HS-SPME-GC-MS）對油菜蜂花粉及其蜂糧的揮發性成分進行比較。結果顯示，油菜蜂花粉與蜂糧中共分離鑒定出108種揮發性成分，主要包括烴類60種、酯類15種、醛類10種、胺類5種、酮類5種、醚類5種、酸類4種、醇類1種和雜環類化合物3種。已有研究表明，常見蜂花粉的揮發性成分主要由烷烴類、烯炔烴類、醛酮類、醇類、酯類、芳香烴類、酚類和羧酸類等物質組成，且具有品種特異性[26-28]，本試驗的研究結果與之基本一致，也進一步說明蜂花粉的揮發性成分受粉源植物種類和地域的影響。油菜蜂花粉與蜂糧的共有揮發性成分有29種，特有揮發性成分分別為40、39種?；ǚ鄣膿]發性成分可能是吸引蜜蜂采集花蜜、花粉的誘導物質[24]。油菜蜂花粉中特有揮發性成分可能與其成為最主要的粉源植物密切相關。油菜蜂糧中特有揮發性成分由烷烴、酯類、芳香烴、烯烴、酮類、醛類、醚類和雜環類化合物組成。與油菜蜂花粉相比，蜂糧中酯類、芳香烴類、酮類和雜環類化合物的種類數增加，并且差異明顯，蜂糧中烷烴類、酯類、醛類、酮類以及雜環類化合物的相對含量明顯增加。綜上推測，酯類、芳香烴類、酮類和雜環類化合物可能在油菜蜂糧的特殊風味中發揮重要作用。

蜂糧是蜜蜂將采集的花粉儲存在巢房內，通過混入腺體分泌物、少量的花蜜或蜂蜜后，經過發酵而成，并且蜂糧在某些方面較蜂花粉可能更具有優越性。本試驗首次探討了油菜蜂糧的揮發性成分組成，對深入了解其化學組成和生物活性物質具有重要意義，也豐富了蜂糧風味化學的研究內容，為它在食品、化妝品和制藥等領域的開發利用提供了科學依據。

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