王 殷 尹會(huì)偉 陳 龍 羅施中 姜建輝
(1新疆兵團(tuán)南疆化工資源利用工程實(shí)驗(yàn)室/塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾843300)(2北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,北京市朝陽(yáng)區(qū) 100029)
蜂蜜中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分[1,2],其中,糖類占75%,其它還包括蛋白質(zhì)、維生素、有機(jī)酸、微量元素等[3]。蜂蜜中的各種成分協(xié)同作用,賦予了蜂蜜抗菌、抗氧化、促進(jìn)傷口愈合、延緩細(xì)胞衰老等多種活性[4]。
天然蜂蜜可視為糖的飽和水溶液,呈現(xiàn)酸性,這種高糖高滲和酸性的特征是蜂蜜抗菌活性的基礎(chǔ)[4]。此外,蜂蜜中還含有許多抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的酶,如:溶菌酶、抗氧化酶等,同時(shí)還含有許多來(lái)自蜜源植物的抗菌物質(zhì)[5]。研究表明,麥盧卡蜂蜜的抗菌能力相較于其他蜂蜜更好,其原因可能是麥盧卡蜂蜜中丙酮醛的含量較高[6]。另外,研究人員對(duì)桉樹(shù)蜜、紫云英蜜等7種蜂蜜進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)桉樹(shù)蜜對(duì)幽門螺桿菌的抑制作用最強(qiáng),這可能是由于其中黃酮含量較高所致[7]。
蜂蜜還含有豐富的礦物質(zhì)、多肽和酚酸,這些成分賦予了蜂蜜良好的抗氧化活性[8]。酚酸類物質(zhì)與蜂蜜的抗氧化作用相關(guān)性最高,因?yàn)榉铀嵊幸种苼喯趸淖饔茫瑫r(shí)能夠增加血漿中抗氧化物的含量[9],另外,蜂蜜中含有的過(guò)氧化氫酶也具有抗氧化自由基的作用。此外,蜂蜜中的礦物質(zhì)含量與人體礦物質(zhì)含量基本相似,因此極易被人體吸收,這些礦物質(zhì)可以在抗氧化過(guò)程中作為電子供體,與蛋白質(zhì)、酚酸共同作用,從而使得蜂蜜的抗氧化活性大大增強(qiáng)[4]。Escuredo等人研究比較了山花蜜、石楠蜜、甘露蜜等5種蜂蜜的抗氧化作用,同時(shí)發(fā)現(xiàn)石楠蜜中酚酸含量最高,但甘露蜜和栗子蜜中含有的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)與酚酸共同產(chǎn)生了協(xié)同作用,因而抗氧化活性高于石楠蜜[10]。
蜂蜜的主要分類依據(jù)是蜜源的種類,并以此為出發(fā)點(diǎn)推測(cè)蜂蜜功效,例如:市面上常見(jiàn)的紫云英蜜,清熱解毒,潤(rùn)燥補(bǔ)中;槐花蜜可降血壓,涼血止血等等。新疆伊犁尼勒克地區(qū)植被豐茂,盛產(chǎn)百花蜜。當(dāng)?shù)厣交òㄞ挂虏?、牛至、百里香、突厥益母草、西域黨參、甘草、柳蘭、一枝黃等近二百種野生蜜源植物,因此可能賦予百花蜜更多的功效。然而,蜂蜜的釀造過(guò)程與蜜蜂本身存在密不可分的關(guān)系[11],不同蜂種所釀的同種蜂蜜可能存在成分和功效的不同。因此,本文對(duì)新疆伊犁州新源縣、尼勒克縣地區(qū)的三種主要蜂種所釀的百花蜜的主要成分進(jìn)行比較,并分析可能存在的功能差異,為更好地開(kāi)發(fā)和利用蜂種資源提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)所用的新疆黑蜂蜂蜜、中華蜜蜂蜂蜜、喀爾巴阡蜂蜂蜜由伊犁紅郡蜂業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)采集,為這三個(gè)蜂種釀造的百花蜜,采自新疆伊犁州新源縣、尼勒克縣山區(qū)的山花,采集時(shí)間為2015年7-8月。取蜜后,將蜂蜜在4℃保存于密閉容器中。
主要試劑:氫氧化鈉、酚酞、碘、碘化鉀、亞鐵氰化鉀、醋酸鋅、堿性酒石酸銅溶液、濃硫酸、蔗糖、苯酚、連苯三酚、碳酸鈉、福林酚試劑、亞硝酸鈉、蘆丁、亞硝酸鋁、考馬斯亮藍(lán)、牛血清蛋白均購(gòu)自Sigma-Aldrich公司。
Multiskan Spectrum全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀,Thermo Fisher Scientific公司。
1.3.1 蜂蜜基本質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)
根據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》中對(duì)蜂蜜所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)[12]對(duì)三種蜂蜜的各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),包括糖度、酸度、淀粉和糊精、5-羥甲基糠醛含量、還原糖含量五項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。
蜂蜜的糖度使用糖度計(jì)測(cè)定。
蜂蜜的酸度測(cè)定采用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定法,以酚酞作為終點(diǎn)指示劑。計(jì)算滴定100 g樣品相當(dāng)于加入1 N(當(dāng)量)氫氧化鈉溶液的毫升數(shù)。
淀粉和糊精的檢測(cè)根據(jù)藥典規(guī)定,采用碘液顯色方法,不得顯藍(lán)色、綠色或紅褐色。
5-羥甲基糠醛含量檢測(cè)采用UV法。將樣品與亞鐵氰化鉀和醋酸鋅反應(yīng),利用酶標(biāo)儀檢測(cè)溶液在284 nm和336 nm處吸光度的差值。藥典規(guī)定其差值不可超過(guò)0.34。
還原糖含量采用酒石酸銅滴定法進(jìn)行檢測(cè)。
1.3.2 可溶性糖含量測(cè)定[13]
可溶性糖含量采用硫酸苯酚法進(jìn)行測(cè)定。取一定量的三種蜂蜜樣品溶于蒸餾水中,煮沸30 min,將提取液稀釋定容,搖勻后向試管中先加入1 mL 9%的苯酚溶液,混合搖勻后再向其中緩緩加入5 mL濃硫酸,在室溫條件下靜置30 min,測(cè)定485 nm波長(zhǎng)處的吸光度。配制100μg/mL蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液,稀釋配制不同濃度的蔗糖溶液,按照上述方法測(cè)定溶液吸光度值,制作蔗糖標(biāo)準(zhǔn)曲線用于計(jì)算蜂蜜樣品中的可溶性糖含量。
1.3.3 總酚酸含量測(cè)定[14]
蜂蜜中總酚酸含量的測(cè)定采用Folin-Ciocucalteu比色法。取三種蜂蜜樣品各1 g左右,加入50%乙醇10 mL,超聲提取30 min,提取液經(jīng)稀釋定容后,取0.10 mL置于試管中。向每支試管中加入95%乙醇至0.5 mL,再向其中加入0.25 mol/L福林酚試劑0.5 mL,靜置30 min后加入1 mL 15%NaCO3,繼續(xù)靜置30 min后,將試管內(nèi)液體移至5 mL離心管中,3 500 r/min離心3 min,取上清液測(cè)定其在760 nm波長(zhǎng)的吸光度。配制0.2 mg/mL連苯三酚標(biāo)準(zhǔn)液,稀釋配制不同濃度的連苯三酚溶液,按照上述方法測(cè)定溶液吸光度值,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線用于計(jì)算蜂蜜樣品中的酚酸含量。
1.3.4 黃酮含量測(cè)定[15-17]
蜂蜜中總黃酮的含量采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法測(cè)定。稱取三種蜂蜜各25 g于錐形瓶中,加入無(wú)水乙醇25 mL,常溫下超聲萃取30 min,重復(fù)3次,合并三次萃取所得上清液,旋干,用甲醇溶解并定容于10 mL容量瓶中,作為樣品溶液。取0.3 mL樣品溶液,加0.32 mL水,搖勻后加入0.08 mL 50 g/L亞硝酸鈉溶液,搖勻后靜置6 min,加入100 g/L硝酸鋁溶液0.08 mL,搖勻后靜置6 min,再加人40 g/L氫氧化鈉0.80 mL,加水稀釋至2 mL,搖勻,靜置15 min,檢測(cè)510 nm波長(zhǎng)下的吸光度。配制10 mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,稀釋配制不同濃度的蘆丁溶液,按照上述方法測(cè)定溶液的吸光度值,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線用于計(jì)算蜂蜜樣品中的黃酮含量。
1.3.5 蛋白質(zhì)含量測(cè)定
蜂蜜中的蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定。取三種蜂蜜精確配制40 mg/mL溶液,在試管中加入1.0 mL蜂蜜溶液,并加入5 mL考馬斯亮藍(lán)染液,搖勻后測(cè)定595 nm波長(zhǎng)的吸光度。配制1 mg/mL牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)液,稀釋配制同濃度的牛血清蛋白溶液,按照上述方法測(cè)定溶液的吸光度值,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線用于計(jì)算蜂蜜樣品中的蛋白質(zhì)含量。
1.3.6 淀粉酶活性測(cè)定[18]
稱取三種蜂蜜樣品各10 g,加入50 mL蒸餾水溶解,置于40℃水浴鍋中放置1 h。隨后向三種蜂蜜溶液中滴加1滴酚酞指示劑,用0.05 mol/L氫氧化鈉中和至呈現(xiàn)淺粉色。轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,加入蒸餾水稀釋至刻度。取4支試管,分別加入3.0 mL、2.3 mL、1.8 mL、1.4 mL上述蜂蜜溶液,加入蒸餾水至5 mL。震蕩搖勻后分別加入0.02 mol/L乙酸溶液、0.1 mol/L氯化鈉溶液各0.5 mL,震蕩搖勻,加入1%淀粉溶液2.5 mL。再次震蕩搖勻后,立即將所有試管浸入40℃水浴中放置1 h,取出后立即放入沸水浴中煮沸。取出后在每一個(gè)試管中滴加1滴碘液,觀察各試管顏色。此時(shí)試管顏色呈現(xiàn)黃色、紫紅色、藍(lán)色三種,根據(jù)紫紅色管號(hào)數(shù)查得淀粉酶值。
用糖度儀測(cè)定三種蜂蜜的波美度,結(jié)果顯示三種蜂蜜的波美度均高于37.0,其中新疆黑蜂蜂蜜的波美度最高,達(dá)到40.4,而喀爾巴阡蜂蜂蜜的波美度最低,僅為37.0(表1)。一般認(rèn)為,天然蜂蜜經(jīng)過(guò)采集后需釀造至少7天,使含水量降低至20%以下,稱為成熟蜜。糖度測(cè)試結(jié)果顯示,這三種蜂蜜均未達(dá)到成熟蜜標(biāo)準(zhǔn),可能是蜂農(nóng)取蜜的時(shí)間較短所致。但是,仍然可以看出新疆黑蜂蜂蜜的波美度明顯高于其它兩種蜂蜜(P<0.05)。
三種蜂蜜中新疆黑蜂蜂蜜的酸度最低,而中華蜜蜂蜂蜜和喀爾巴阡蜂蜂蜜的酸度相差不多,酸度明顯高于新疆黑蜂蜂蜜(P<0.05)(表1)。酸度主要是由于葡萄糖降解產(chǎn)生。中華蜜蜂蜂蜜和喀爾巴阡蜂蜂蜜的糖度較低,說(shuō)明其含水量較高,這使葡萄糖更容易降解,因此產(chǎn)生較高的酸度。
三種蜂蜜依法檢測(cè)均不顯藍(lán)色、綠色或紅褐色。根據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以判斷這三種蜂蜜中幾乎不含淀粉和糊精(表1)。
根據(jù)藥典規(guī)定方法檢測(cè),三種蜂蜜中的5-羥甲基糠醛均未超標(biāo)(表1)。
三種蜂蜜的還原糖含量檢測(cè)結(jié)果與糖度檢測(cè)的結(jié)果基本一致,其中新疆黑蜂蜂蜜中還原糖含量最高,達(dá)到80.3%,明顯高于其它兩種蜂蜜(P<0.05)(表1)。三種蜂蜜的還原糖含量均高于藥典規(guī)定的≥64.0%的要求。
表1 三種蜂蜜基本質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果
綜上所述,三種蜜蜂所產(chǎn)的百花蜜基本合格,但是新疆黑蜂蜂蜜的質(zhì)量明顯優(yōu)于其它兩種蜂蜜。
2.2.1 可溶性糖含量
采用硫酸苯酚法測(cè)定可溶性糖含量,結(jié)果顯示新疆黑蜂蜂蜜中的可溶性糖含量最高,達(dá)到51.86%,而中華蜜蜂蜜的可溶性糖含量次之,喀爾巴阡蜂蜂蜜的可溶性糖含量最低(圖1)。結(jié)合前述測(cè)定的糖度和還原性糖結(jié)果,三者在三種蜂蜜中的含量趨勢(shì)基本一致,且在新疆黑蜂蜂蜜中的含量最高。
圖1 三種蜂蜜中可溶性糖含量
圖2 (A)三種蜂蜜中的總酚酸含量;(B)三種蜂蜜中的總黃酮含量。*P<0.05
2.2.2總酚酸和黃酮含量
文獻(xiàn)中報(bào)道[16,17],大部分蜂蜜中酚酸含量在0.133-1.485 mg/g,本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的酚酸含量,新疆黑蜂蜂蜜為1.035±0.021 mg/g,中華蜜蜂蜂蜜為1.180±0.014 mg/g,喀爾巴阡蜂蜂蜜則在0.935±0.007 mg/g(圖2A)。三種蜂蜜中的酚酸含量均有顯著性差異(P<0.05)。
黃酮也是蜂蜜中一種重要成分,主要來(lái)源于植物的花粉、花蜜和蜂膠。三種蜂蜜中,新疆黑蜂蜂蜜的總黃酮含量最高,達(dá)到13.2±0.3μg/g,是其它兩種蜂蜜黃酮含量的兩倍多(P<0.05)(圖2B)。
2.2.3 總蛋白含量及淀粉酶活性
蜂蜜中的蛋白質(zhì)主要來(lái)自蜜蜂的分泌,也是能夠反映三個(gè)蜂種所釀蜂蜜差異的重要指標(biāo)。從結(jié)果中可以看出,新疆黑蜂蜂蜜中蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)低于另外兩種蜂蜜(P<0.05),而中華蜜蜂蜂蜜和喀爾巴阡蜂蜂蜜中蛋白質(zhì)含量相差不大(P>0.05)(圖3)。
圖3 三種蜂蜜中的蛋白含量*P<0.05
蜂蜜中的淀粉酶采用比色法并根據(jù)顯色情況查對(duì)照表確定。新疆黑蜂蜂蜜和中華蜜蜂蜂蜜中淀粉酶值均為8.3,而喀爾巴阡蜂蜂蜜中的淀粉酶值高于另外兩種蜂蜜,為13.9。
根據(jù)2010版《中華人民共和國(guó)藥典》中對(duì)中華蜜蜂蜂蜜所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)[12]對(duì)三種蜂蜜的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。綜合考慮[19,20],新疆黑蜂蜂蜜不僅符合各項(xiàng)指標(biāo)而且質(zhì)量較優(yōu),且含糖量最高。中華蜜蜂蜂蜜與喀爾巴阡蜂蜂蜜的各項(xiàng)指標(biāo)基本相似,但中華蜜蜂蜂蜜中還原糖含量更高,相較于喀爾巴阡蜂蜂蜜也具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
三種蜂蜜的糖度、還原糖含量、可溶性糖含量的差異具有一致的趨勢(shì),在新疆黑蜂蜂蜜中最高,在喀爾巴阡蜂蜂蜜中最低。黃酮和酚酸都屬于多酚類化合物,在蜂蜜中的含量?jī)H次于糖,這些化合物與蜂蜜的抗氧化活性呈正相關(guān)[21,22]。曹煒[22]等人測(cè)定了槐花蜜、黃芪蜜、蘋果蜜、蕎麥蜜、枸杞蜜、山楂蜜、山花蜜、五味子蜜、菊花蜜和油菜蜜等十種蜂蜜的總酚酸含量和抗氧化活性。結(jié)果表明,十種蜂蜜的總酚酸含量在13.30±0.92 mg/100 g蜂蜜至148.46±2.34 mg/100 g蜂蜜之間。本文所研究的三種山花蜜的酚酸含量沒(méi)有特別明顯的差異,但均處于較高水平,提示三種蜂蜜可能都有較好的抗氧化能力。新疆黑蜂蜂蜜中黃酮的含量是另外兩種蜂蜜的二倍多,這提示新疆黑蜂蜂蜜可能具有較好的抗炎、抗菌等功效。蜂蜜中的蛋白質(zhì),特別是多種人體所需的酶類,主要來(lái)自蜜蜂釀蜜過(guò)程中混入的蜜蜂唾液分泌物。而酶的活性也常作為評(píng)價(jià)蜂蜜新鮮程度的一個(gè)指標(biāo)。三種蜂蜜中新疆黑蜂蜂蜜的蛋白含量相對(duì)較低,但是淀粉酶活性與中華蜜蜂蜂蜜相當(dāng);而喀爾巴阡蜂蜂蜜中的蛋白含量和酶活都相對(duì)較高。
綜上,結(jié)果顯示新疆黑蜂蜂蜜的多項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于中華蜜蜂蜂蜜和喀爾巴阡蜂蜂蜜。新疆黑蜂是新疆伊犁地區(qū)特有的蜜蜂品種,適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件,具有較強(qiáng)的采蜜、抗病和抗災(zāi)能力,這可能也是其蜂蜜質(zhì)量?jī)?yōu)于其它兩種蜂蜜的主要原因。不同蜂種釀制的蜂蜜主要成分存在一定的差異,這可能與蜜蜂的活動(dòng)能力及本身的分泌物質(zhì)有關(guān),導(dǎo)致所產(chǎn)的蜂蜜在功效上出現(xiàn)一定的差異。本研究為不同蜂種所產(chǎn)的百花蜜的比較提供了一定的參考。除蜜源植物造成的蜂蜜品質(zhì)的差異外,也可考慮不同蜂種采集釀制的作用,從而更深入地了解蜂蜜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物學(xué)功能。