蜂花粉營養活性成分研究進展

趙國建，趙悅菡，徐悅，陳瑩瑩，侯召華※

〔1.齊魯工業大學(山東省科學院)食品科學與工程學院，山東 濟南 250353；2.山東英特力生物科技有限公司，山東 濟寧 272000〕

蜂花粉是指蜜蜂從采集顯花植物的花蕊內采集花粉粒，采集過程中加入腺體分泌物后，在蜂巢內經過儲藏和發酵后形成的天然產品[1]。蜂花粉含有多種氨基酸、脂肪酸、多糖、黃酮類化合物和礦物質等成分，具有很高的營養價值，因其具有抗氧化、降血脂、增強機體免疫力和抗菌性等生理保健功能，被譽為“全能的營養品”和“濃縮的天然藥庫”[2]。

隨著社會的發展，人們對食品的色澤、風味和安全等要求嚴格的同時，對食品營養成分的全面性要求也越來越嚴格。蜂花粉的營養成分中，水分含量為30%～40%，蛋白質含量在15%～35%，總糖含量在20%～50%，脂肪含量為1%～10%，黃酮類化合物≥4 mg/g[2-3]。蜂花粉中這些化合物的含量與自然界其他食源相比要豐富得多。近些年來，不斷對蜂花粉的深入研究，使人們十分清晰地認識到蜂花粉對人體的醫療和保健作用[4]。

1 蜂花粉的營養成分及藥理活性

蜂花粉的主要活性成分有蛋白質、糖類、脂肪、黃酮類化合物和礦物質等。對于不同的國家和地區，蜂花粉的營養成分、植物來源和植物化學成分各不相同。蜂花粉蛋白質含量哥倫比亞（24%）和意大利（22%）的高于西班牙的（14%）；脂類含量西班牙卻高于意大利和哥倫比亞；所含的脂肪酸中，n-3 脂肪酸在哥倫比亞蜂花粉中含量最多，而在意大利和西班牙中卻是n-6 脂肪酸[5]。

由于蜂花粉營養含量豐富，所以蜂蜜中容易滋生多種腐敗微生物，尤其是在處理不當時更容易滋生。測定水分活度（Aw）、pH值、總可滴定酸（TTA）和細菌真菌數量就可以評估蜂花粉理化性質和微生物特征[6]。Beev 等[7]測定了13 個新鮮蜂花粉和9 個干燥蜂花粉樣品中的以上4 項指標，結果表明，新鮮和干燥蜂花粉的平均Aw差異顯著，干燥蜂花粉的Aw明顯低于新鮮蜂花粉；干燥樣品的pH 值低于新鮮樣品；同時，新鮮樣品TTA 為36.9 g/kg，明顯高于干燥樣品（20.9 g/kg）；新鮮樣品的菌落數也明顯高于干燥樣品，但一些菌沒有顯著差異。與干燥蜂花粉相比較，新鮮蜂花粉更需注意，要用適當的方法阻止其被污染。

1.1 蛋白質

蜂花粉是促進蜜蜂生長發育的關鍵食料，是重要的蛋白質供應源。蜂花粉中蛋白質的種類和來源與粉源植物的種類關系密切[8]。張金振[9]等分析了13 種粉源植物蜂花粉中蛋白質和氨基酸的含量，采用國際通用的營養價值評估方法，對不同粉源植物蜂花粉進行評估，結果表明，茶花蜂花粉的蛋白質含量、化學評分（CS）、必需氨基酸指數（EAAI）、氨基酸比值系數分（SRCAA）、生物價（BV）和營養指數（NI）均高于13 種花粉的平均值，是13 種蜂花粉中營養價值最均衡的蜂花粉。雖然不同植物和不同地域來源的蜂花粉中氨基酸組成和含量有所差異，但優質蛋白質和氨基酸使其成為優良的人類食物營養增強劑[10]。

蜂花粉雖蛋白質含量豐富，但因其堅硬的外壁影響其中蛋白質的溶出，若對其進行破壁會使壁內的營養成分充分流出，大大提高營養物質的得率和利用率[11]。酶解與包合技術對破壁與未破壁蜂花粉中的蛋白質有一定的影響，也是目前應用廣泛的蛋白質改性技術，不僅能提高蛋白質的水溶性而且還能改善物料的口感和性狀。在這項技術中，采用 -環糊精處理破壁花粉，產物的水溶性蛋白質含量最高；堿性蛋白酶處理未破壁的蜂花粉，水溶性蛋白質含量最高[12]。

1.2 糖類

糖類是蜂花粉的主要活性成分之一，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖和提高機體免疫力等作用。多糖主要通過抑制人結腸癌細胞系HT29 和HCT116 細胞的活性來體現其抗腫瘤活性，而蜂花粉中中性糖的活性主要通過抑制腫瘤細胞增殖來體現[13]。魏淑飛等[14]將云南產油菜蜂花粉分成不同的劑量組，開展對小鼠灌胃試驗研究，結果表明，多糖通過提高肝組織超氧化物歧化酶（SOD）活性、降低丙二醛（MDA）含量來起到抗疲勞和抗氧化的作用。另有研究顯示，蕎麥蜂花粉多糖能提高肉仔雞血清免疫球蛋白含量，并且能夠降低血清膽固醇含量，能夠防止動脈粥樣硬化，并且能夠較好地清除體內的自由基，達到抗氧化的效果[15]。還有研究表明，果膠蜂花粉多糖（RBPP-P）可以減輕高脂飲食（HFD）誘導的脂質積聚肝細胞來影響小鼠，還可以降低HFD 小鼠的血清甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白（LDL）膽固醇。而且RBPP-P 能夠特異性增加脂解基因（Ppar、Cpt1 和 Acox1）表達，但不增加脂解基因，所以RBPP-P可能是通過刺激脂酶基因的表達來促進脂解作用肝細胞，體現對HFD 肝損傷的保護作用[16]。

蜂花粉中多糖含量豐富，提取方法有溶劑提取法、酶解法、超聲波、微波輔助提取法和超聲波復合酶法等，溶劑提取法中水提取法和酸、堿提取法較為常見[17]。李月等[18]用微波提取法和水提醇沉法分別對紅花蜂花粉多糖進行提取，結果發現微波提取法與水提醇沉法相比多糖得率低了3.4%，并且確定了水提醇沉法提取紅花蜂花粉多糖的最優溫度、料液比、時間和提取次數。利用液相質譜聯用儀檢測蜂花粉中的12 種葡萄糖苷是一種新的方法，這種高效提取方法先是熱水的固液提取（SLE），接著固相（SPE）提取，然后利用弱陰離子交換吸附，平均回收率為85%～96%，此方法能分析蜂花粉中intact-GLSs[19]。

1.3 黃酮類化合物

黃酮類化合物屬于植物次生代謝產物，是一類重要的天然有機化合物，在蜂花粉中不低于4 mg/g，蜂花粉降血壓、清除自由基、糖尿病的治療和預防等藥理作用均與黃酮類化合物有直接關系[20]。不同的蜂花粉中所含的黃酮類化合物的含量和種類不同，所以其消除自由基的能力也是不同的[21]。楊悅等[22]用超聲醇提取大孔樹脂純化的方法提取青海油菜蜂花粉、河南虞美人蜂花粉和吉林柳樹蜂花粉中總黃酮提取物（TFBP），并用分光光度法測得黃酮含量，經DPPH·、·OH、·O2 ·、ABTS+自由基清除活性測定后，結果表明，針對不同的自由基，3 種蜂花粉TFBP 自由基清除的能力不同，菜油蜂花粉在3 種蜂花粉中有最強清除自由基的能力。

糖尿病患者體內的丙二醛含量明顯高于常人，研究證實蜂花粉中的黃酮正是通過降低2 型糖尿病患者的丙二醛和血糖來預防和治療糖尿病[23]。孫巖等[24]則是通過研究油菜蜂花粉黃酮對-葡萄糖苷酶活性的影響試驗、對-葡萄糖苷酶抑制動力學的分析試驗、對非酶糖基化反應的影響試驗以及油菜蜂花粉黃酮對非酶糖基化反應的影響試驗，最后確定了黃酮通過對-葡萄糖苷酶活性和非酶糖基化終產物形成的抑制作用來防治糖尿病。

蜂花粉中黃酮檢測有多種方法，常用的有分光光度法、高效液相色譜法、比色法、超聲法和酶解法等，通過黃酮檢測結果可以來鑒定蜂花粉的植物來源，以辨別市場上蜂花粉的真假[25]。Zhou 等[26]用HPLC-ESIMS/MS 技術對10 種蜂花粉進行了分離鑒定，通過對槲皮素-3-O- -d-葡糖基-（2→l）- -葡糖基、山奈酚-3，4′-二-O- -d-葡糖基和山奈酚-3-O- -d-葡糖基-（2→l）--d-葡糖基（3 種黃酮苷）的分析，能一致地鑒別蜂花粉。另有研究提供了一種索氏輔助基質固相分散法提取油菜蜂花粉黃酮的新方法，利用乙醇和硅膠為提取條件，在6 個不同蜂花粉黃酮的提取中，提取量達10mg/g，為蜂花粉中黃酮的提取提供了簡單有效的方法[27]。

1.4 脂肪酸

脂肪酸是人體必不可少的營養成分，是生物體代謝必需的重要物質，而多不飽和脂肪酸又具有抗炎癥、促進嬰幼兒生長發育、降低心血管疾病發生和提高免疫力等功效[28]。蜂花粉中脂肪酸含量豐富，目前蜂花粉中常見的脂肪提取方法為索氏提取法，常見的檢測方法為GC-MS法[29]。張紅城等[30]研究了茶花蜂花粉、罌粟蜂花粉和蓮花蜂花粉等8 種蜂花粉中脂肪酸的含量，GC-MS法測得8 種蜂花粉的粗脂肪含量以蓮花最高，蠶豆花最低，平均在1%～6%；不飽和酸的含量除蓮花外其余7 種均在40%以上；當不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比例大于1 時，對心腦血管疾病具有十分重要的保健作用。亞麻酸在不飽和脂肪酸中占有非常重要的地位，丁小麗等[31]在黨參蜂花粉中檢測出8 種脂肪酸，其中亞麻酸的相對含量達57.16%-亞麻酸可以轉化為前列腺素PG-Ⅲ的前驅物二十五烯酸，對前列腺炎、關節炎、心臟病和精神分裂癥等有治療作用。

1.5 磷脂

蜂花粉中磷脂的測定方法有薄層掃描法、紅外光譜法、高效液相色譜法和薄層色譜法等[32]。徐響等[33]利用GC-FID檢測了不同蜂花粉中磷脂脂肪酸的組成，得到磷脂的主要成分為磷脂酰肌醇、腦磷脂、卵磷脂、磷脂酰絲氨酸和溶血卵磷脂；其中卵磷脂占總磷脂的43%以上，是磷脂的主要成分；且多元不飽和磷脂能起到降血壓、治療慢性疾病等功效。

1.6 礦物質

蜂花粉含有 Fe、Mg、Zn、P 和 Ca 等多種礦物質元素，這些在人體生長發育中都有重要的作用[34]。董文濱等[35]研究了油菜蜂花粉和茶花蜂花粉中礦物質的含量及種類，其中包含5 種微量元素和5 種常量元素，分析結果顯示，鉀元素在2 種花粉中含量最多，油菜花粉中鈣含量高于茶花花粉，而鉀、錳等含量低于油菜花粉。塞爾維亞蜂花粉中最多的礦物質元素是鉀，平均為3 391 mg/kg；其次是鈣，含量達1 425 mg/kg；第三是鎂元素，含量約為749 mg/kg，這也是蜂花粉中最常見的3 種元素[36]。另有研究表明，土耳其蜂花粉中磷、硒、錳、鐵、鉻和銅等微量元素含量高，中國和韓國的蜂花粉中K、Ca 和Mg 三種元素的含量較為豐富，與其相比土耳其蜂花粉中Mn 較高，P 元素更為常見[37]。

2 蜂花粉的加工方法

2.1 超臨界流體萃取破壁法

超臨界流體萃取是流體在超臨界狀態下處于液體和氣體之間的狀態，利用其兼具兩者優點的條件，作為較好的溶劑來萃取溶質。因二氧化碳價格低、無污染、易制取和性質穩定等優點，常作為超臨界流體萃取的材料，目前超臨界萃取廣泛應用于食品、醫藥、化妝品等行業[38]。孫麗萍等[39]利用超臨界二氧化碳技術對油菜蜂花粉進行破壁處理，經過45 MPa 的超臨界二氧化碳處理后，二氧化碳滲透到細胞內使細胞內外壓力平衡，降壓后，細胞內外壓力平衡被破壞，膨脹使細胞發生破裂，達到破壁的效果，并且破壁前后蜂花粉中脂肪酸組成存在明顯差異。

2.2 噴霧干燥法

食品噴霧干燥技術的原理是將需要干燥的物料進行破壁處理使之成粉末狀，然后用霧化器將物料分散成霧狀使之與熱空氣接觸，使物料中的水分迅速除去[40]。董藝凝等[41]研究了利用噴霧干燥技術處理滁菊蜂花粉的破壁工藝，在選出最佳破壁工藝為膠體磨后，用壓力式噴霧干燥法對蜂花粉進行噴霧干燥，通過正交試驗，得到了噴霧干燥的最佳工藝為：進風溫度為200℃，以料液比1∶15，進料流量200 mL/h的同時加入10%麥芽糊精。

2.3 酶解破壁法

酶解破壁是利用纖維素酶、果膠酶和淀粉酶等酶分解花粉壁上的某些成分，使萌發孔打開，從而使花粉內容物流出，以達到破壁的效果。酶解破壁有專一性、高效性、反應條件較溫和等優點，但是因酶的產量低，所以價格昂貴[42]。還有研究利用復合蛋白酶水解、超聲波處理以及復合蛋白酶水解和超聲波處理聯合方法對油菜花粉破壁的影響，復合酶水解降解花粉外皮且分解內皮，超聲處理使外緣破碎但對內壁作用小。當2種方法聯合使用后則能破碎內壁和外壁，把油菜花粉破碎成3 片[43]。董亞婷等[44]利用酶解法對茶花蜂花粉進行了破壁處理，先用纖維素酶進行破壁處理，再用堿性蛋白酶進行破壁處理，其結果與未破壁蜂花粉相比，清除DPPH 自由基的能力較好，且纖維素酶破壁效果好于堿性蛋白酶。

2.4 發酵破壁法

發酵破壁就是利用微生物和酶類進行發酵，達到破壁的效果，有自身發酵法、酵母發酵法和曲霉菌發酵法等方法[45]。馮慧等[46]用干性酵母對油菜蜂花粉進行了破壁處理，測定了破壁后油菜蜂花粉可溶性糖、游離氨基酸和總黃酮等含量，與未破壁的蜂花粉進行比較以后，發現破壁后蜂花粉的色、香、味都得到改善，并且通過單因素和正交試驗得到了酵母發酵的最佳工藝條件。

2.5 溫差破壁法

利用熱脹冷縮的原理，讓蜂花粉壁冷熱交替，在極大的溫差下發生破裂的方法就是溫差破壁。若溫差破壁過程中加以超聲波輔助，則破壁效果更佳[47]。劉功良等[48]用溫差破壁加以超聲波輔助處理的方法，對山茶蜂花粉進行了破壁研究，破壁率為68.75%，測定可溶性糖、游離氨基酸的含量后，發現破壁效果較好，并且操作簡單、成本低。胡筱波等[49]研究了油菜蜂花粉溫差破壁前后主要營養素含量的變化，破壁后檢測了水分、蛋白質、脂肪、還原糖和維生素，與未破壁的蜂花粉對比發現，破壁后油菜蜂花粉的水分含量降低4%，蛋白質含量增加4%，脂肪含量提高2%，Ca和Fe的含量明顯高于破壁前，但還原糖和維生素含量與破壁前變化不大。

3 結語

近年來，人們對蜂花粉的關注日益密切，圍繞蜂花粉發表的論文和開展的相關研究也越來越多，許多人對蜂花粉的營養成分和加工方法做了大量研究。隨著對蜂花粉中糖類、蛋白質、脂肪、維生素、黃酮和礦物質等成分的研究越來越深入，它們的生物功能特性也越來越受到各界的關注。目前研究表明蜂花粉能夠抗腫瘤、增強機體免疫力、抗氧化、治療和預防糖尿病等，這些藥理作用又都與蜂花粉中的營養物質密切相關。我國是養蜂大國，蜂花粉資源豐富，在蜂花粉的破壁加工方面已有酶解破壁和溫差破壁等方法，但還應該向既能提高破壁效果又能提高營養成分提取率的方向發展，提高蜂花粉的利用率。因蜂花粉的藥理活性和其重要的營養價值，蜂花粉組分生物活性的研究將會是很有價值的研究方向。