黄 帅 胡福良
(浙江大学动物科学学院,杭州310058)
亚洲蜂产品研究动态
——第12届亚洲养蜂大会蜂产品论文评析
黄 帅 胡福良
(浙江大学动物科学学院,杭州310058)
第12届亚洲养蜂大会(12th Asian Apicultural Association Conference)于2014年4月24~27日在土耳其美丽的海滨城市安塔利亚隆重举行。本次大会以“拯救全世界的蜜蜂(Save the Bees Worldwide)”为主题,吸引了亚洲以及欧洲、美洲、非洲30多个国家和地区的420多名蜂业同仁参会。
大会主办方从征集的论文中筛选了115篇作为大会口头报告,并将其分为蜜蜂生物学、养蜂技术与发展、蜜蜂授粉、蜜蜂疾病、蜂产品、熊蜂以及亚洲蜜蜂等八个专题论坛。另有56篇论文作为墙报展示。在交流的论文中,与蜂产品相关的论文共计28篇,涉及蜂蜜(8篇)、蜂胶(10篇)、蜂毒(4篇)、蜂花粉(3篇)和蜂王浆(3篇)。论文作者来自6个国家,其中论文最多的国家是中国(11篇,包括台湾4篇),其次是韩国(10篇)、土耳其(5篇)、沙特阿拉伯、菲律宾、阿尔及利亚(均为1篇)。这28篇论文从蜂产品的植物来源、理化指标、化学组成、生物学活性、真假鉴别以及产品开发利用等不同方面,展示亚洲蜂产品的研究进展。本文对参加此次学术交流的蜂产品相关的论文进行介绍与评析,旨在为关注该领域学术动态与产业发展的同仁提供参考。
近年来,随着蜂产品研究的不断深入,其广泛的生物活性也不断被证实,其理化性质以及特征性化学成分等质量评价指标也吸引了相关研究者的广泛关注。
土耳其穆斯塔法凯末尔大学的Aziz Gül对不同地理来源的600多个土耳其蜂蜜以及10个市场上销售的蜂蜜样本进行了理化性质检测。测定指标有水分、灰分、总酸、淀粉酶、羟甲基糠醛、蛋白质、果糖、葡萄糖、转化糖、蔗糖含量以及pH值、电导率。此外,他利用电感耦合等离子体—原子发射光谱法对蜂蜜中的矿物元素进行了测定。研究发现,土耳其蜂蜜中均含有铝、钡、钙、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、磷、铅等15种矿物元素,其理化指标以及矿物元素的含量因蜂蜜地理来源的不同而呈现一定的差异性。
土耳其卡拉德尼兹科技大学的Huseyin Sahin等人利用液相色谱-质谱联用技术对杜鹃花蜂蜜的化学成分进行分析。研究发现,该种蜂蜜中含有高活性毒素——木藜芦毒素(GTXs)。该化合物具有20多种同分异构体,其中Ⅰ型和Ⅱ型木藜芦毒素在杜鹃花蜂蜜中含量较少,而Ⅲ型木藜芦毒素含量较高,在所检测的样本中,其含量范围为10.583~68.754 μg/g。该物质会对人体机能造成损害并使人中毒,因此杜鹃花蜂蜜产品加工前要进行Ⅲ型木藜芦毒素含量的检测,去除含量高于人体可接受阈值的蜂蜜样本,从而确保产品安全。
蜂蜜中蛋白质含量相对较低但氨基酸种类较为丰富,相关研究表明,蜂蜜中的蛋白质主要来源于花蜜以及蜜蜂腺体分泌物。因此可通过蜂蜜蛋白质中氨基酸的组成来判定蜂蜜的植物来源。中国农业科学院蜜蜂研究所张金振等人结合蜂蜜蛋白中氨基酸的指纹图谱,运用偏最小二乘判别分析法建立了区分油菜蜜和荆条蜜的判定方法。他们对不同地理来源的29个油菜蜜和27个荆条蜜样本进行分析,结果表明该方法操作简便,并且能够准确地区分两种不同植物来源的蜂蜜。但由于其只适用于油菜蜜和荆条蜜,并不能对其他种类的蜂蜜进行判断,因此需要进一步的深入研究以期开发适用于多种蜂蜜蜜源植物的判定方法。脯氨酸是蜂蜜中含量最高的氨基酸。相关研究表明,蜂蜜中脯氨酸的含量可为蜂蜜的蜜源植物以及其成熟度的判定提供重要的理论依据。土耳其奥都古兹玛伊斯大学的Cevat Nisbet等人,采用分光光度法对土耳其不同植物来源的蜂蜜进行脯氨酸含量的测定,结果发现,不同植物来源的蜂蜜其含量有着较大的差异,并且天然生产的蜂蜜中的脯氨酸含量远远大于掺假蜂蜜,因此该研究为建立新的蜂蜜质量控制方法提供了思路。
韩国国家农业科学院Hye-Kyung Kim等通过对栗子蜜的化学成分分析,首次从该蜂蜜中分离鉴定出3,4-二羟基苯甲酸、4-(2-羟乙基)-苯酚和2-羧基-4 (1H)-喹啉铜三种化合物,并且通过实时聚合酶链式反应分析,发现这三种化合物对蜜蜂免疫基因的表达具有一定的调控作用。
蜂胶的化学成分一直是国内外蜂胶研究的一个热点。蜂胶的化学组成受胶源植物、采胶季节、蜂种、气候条件以及储存时间等多种因素的影响而呈现出一定的差异性。土耳其乌克沙大学Nuray Sahinler等采用气相色谱-质谱联用技术对产自地中海东部以及安纳托利亚东南部的蜂胶进行分析发现,肉桂酸苄酯、肉桂酸甲酯、咖啡酸、桂皮酸桂皮醇酯含量较高,此外蜂胶中常见的萜烯类、脂肪酸、氨基酸、碳氢类以及酯类化合物均存在于这两种蜂胶中。来自中国农业科学院蜜蜂研究所张金振等人对四种不同植物(杨树属、桉树属、桦木属以及栎树属植物)来源的蜂胶样本进行了8种黄酮(芦丁、杨梅酮、槲皮素、山奈酚、芹菜素、松属素、柯因、高良姜素)含量的测定。研究发现,杨树属和桦木属植物来源的蜂胶中松属素(28.52g/kg和42.90g/kg)、柯因(55.505 g/kg和12.52 g/kg)以及高良姜素(33.72 g/kg和14.85g/kg)含量较高,而桉树属和栎树属植物来源的蜂胶其总黄酮含量较低。该研究再一次验证蜂胶化学组成受植物来源的影响而具有一定的差异性。
蜂胶的生产受多种自然因素的影响,其产量相对较低,由于蜂胶原料的紧俏和利益的驱动促使不法厂家利用胶源植物组织提取物掺入到蜂胶中或直接冒充蜂胶,然后加入类黄酮类物质人为随意提升总黄酮含量以达到以次充好的目的。其中用杨树芽熬制出杨树胶掺入到蜂胶中或直接以杨树胶冒充蜂胶的造假现象最为普遍。按照目前以总黄酮以及总酚酸含量为指标的蜂胶质量评价方法,无法将其区分开来。因此建立有效的杨属型蜂胶真伪鉴别以及其质量评价方法,进一步改进和完善蜂胶质量标准,非常必要。来自中国浙江大学的黄帅等通过对杨属型蜂胶和杨树胶化学成分进行研究,筛选二者差异性成分,并利用分光光度法、红外光谱、液相色谱、质谱色谱联用、核磁共振等不同色谱光谱技术分离纯化并鉴定特征性成分的化学信息。他们从杨树胶中分离纯化出一个特征性成分─邻苯二酚,并以此为标志性成分利用高效液相色谱技术建立简便、快捷、准确的杨属型蜂胶与杨树胶的检测方法。在此基础上,他们从植物和蜜蜂双源角度进行深入分析,探究其在蜜蜂加工蜂胶过程中的转化机理。研究发现,蜂胶中存在多酚氧化酶,该酶能够将胶源植物杨树芽中的邻苯二酚氧化,从而使蜂胶中不含有该物质。该研究不仅开发了以邻苯二酚为标志物的蜂胶真假鉴别的新方法,而且为蜂胶的质量评价体系的建立以及实现蜂胶的标准化提供了重要的理论依据。
蜂花粉由于具有广泛的生物学活性而被大量应用于食品、保健食品和医药行业中。蜂花粉的广泛应用大大推动了其化学成分的研究。韩国的In-Pyo Hong等人对橡子树和软枣猕猴桃树来源的蜂花粉的化学组成进行研究,其粗蛋白和粗脂肪含量分别为24.1%、11.85%和35.8%、8.78%。对两种蜂花粉进行冻干处理后,橡子树来源的蜂花粉的粗蛋白含量为26.5%,其主要脂肪酸亚麻油酸含量高达37.3%。而软枣猕猴桃树来源的蜂花粉中主要的脂肪酸均为多不饱和脂肪酸,其中亚麻酸约占总脂肪酸含量的48.3%。埃及Kafrelsheikh大学的EL-Kazafy Abdou Taha对枣椰树蜂花粉的化学成分进行了测定,其水分、灰分、粗纤维、脂肪、碳水化合物以及粗蛋白含量分别为9.16%、4.27%、0.17%、1.00%、61.05%和19.79%;枣椰树蜂花粉中含有16种氨基酸,其总含量达101.02 mg/g,其中必需氨基酸总量为63.66 mg/g;油酸、二十二碳烷酸、软脂酸以及二十四碳烷酸为枣椰树蜂花粉主要的脂肪酸类化合物,其含量分为39.46、18.34、13.34和9.36mg/g。
近年来,随着蜂产品研究的不断深入,其生物学活性以及开发利用也成为蜂产品的研究热点。
阿尔及利亚Badji Mokhtar大学的Wahida Ayad-Loucif等人对产自阿尔及利亚的土蜂蜜进行了抗菌活性的检测,受菌株包括大肠杆菌(ATTC25922R)、克雷白氏肺炎菌 (IPA)、金黄色酿脓葡萄秋菌(ATCC25923R)。该研究不仅从科学角度证明阿尔及利亚土蜂蜜具有较好的抗菌效果,而且为蜂蜜未来在替代以及补充疗法中的应用提供了依据。
近年来,蜂胶已被大量开发成医药保健食品用于预防和治疗心脏病、糖尿病、类风湿、关节炎以及各种口腔疾病,大大推动了蜂胶生活学活性的研究。菲律宾大学的Dessa Camille R.Batoctoy等对菲律宾无刺蜂(Tetragonula sp.)所采集的蜂胶分别用水和乙醇进行有效成分的提取,然后测定其总黄酮、总酚酸含量,并通过对三价铁离子还原能力、DPPH自由基、过氧化氢清除能力的测定,来评价其抗氧化性能。结果表明,蜂胶醇提液中总黄酮和总酚酸含量远远高于蜂胶水提液,其含量分别为:71.54±21.15 μg/mg和 307.72± 169.49 μg/mg;蜂胶水提液的DPPH自由基、过氧化氢清除能力均高于蜂胶醇提液,而三价铁离子还原能力却弱于蜂胶醇提液。
来自中国浙江大学的张江临等人研究了杨树型蜂胶与杨树胶的抗氧化作用机制。他们采用杨树型蜂胶和杨树胶乙醇提取物作为研究对象,分析其化学组成,并通过DPPH、ABTS、超氧阴离子自由基的清除活性以及氧自由基吸收能力的测定研究其体外抗氧化作用。高效液相色谱分析结果表明,杨树型蜂胶中酚酸类化合物含量远大于杨树胶,而二者黄酮类化合物含量却没有明显的差异;在此基础上,他们研究发现杨树型蜂胶和杨树胶的乙醇提取液可以诱导小鼠264.7巨噬细胞系抗氧化基因HO-1、γ-GCLM以及TrxR1的表达,并且这种效果具有时间依赖、计量依赖效应。实验结果表明,杨树型蜂胶的抗氧化活性高于杨树胶,结合二者化学组成来看,酚酸类化合物在抗氧化活性中发挥着重要的作用。
韩国Woo Soon-ok等人同样选取DPPH自由基清除能力作为评价指标,对58个来源于韩国五个省市的蜂胶样本进行抗氧化活性的研究。不同浓度的蜂胶溶液(10、50、100、500、1000 μg/ml),其DPPH自由基清除能力分别为:于江源道蜂胶43%、73%、78%、82%、73%;京畿道蜂胶57%、83%、83%、79%、71%;忠清道蜂胶55%、80%、80%、76%、68%;全罗道蜂胶48%、75%、78%、78%、71%;庆尚道蜂胶47%、77%、81%、79%、71%。研究发现,蜂胶的抗氧化活性具有计量依赖效应,当蜂胶浓度高于一定范围时,其抗氧化活性随之减弱。
肝纤维化是多种慢性肝脏疾病以及肝硬化的共同病理基础,在组织学上主要表现为肝脏细胞外基质合成增多,降解减少,从而导致纤维胶原、蛋白多糖以及纤维蛋白的大量沉积。其中,肝星状细胞(HSCs)发挥着主要作用,该细胞可以被激活转化为肌成纤维细胞从而增强细胞增殖、纤维增生以及细胞外基质的生成。大量研究表明,转化生长因子TGF-β是肝纤维化过程中一个重要的调节因子。通过下调Smad3或者上调Smad7基因破坏TGF-β/Smad信号因子使TGF-β合成通路受阻,从而阻碍肝纤维化的发生。台湾国立大学的苏康怡等通过对台湾绿蜂胶的化学组成进行分析,分离纯化出一个具有较高生物活性的化合物Propolin G,并利用肝星状细胞纤维化模型探究台湾绿蜂胶以及化合物PropolinG的抗纤维化作用机制。研究发现,台湾绿蜂胶和化合物Propolin G能够抑制α-SMA、胶原蛋白的表达以及HSC-T6细胞的增殖,并通过下调JNK信号来减少细胞外间质的生成。此外,化合物Propolin G能够下调Smad2/3 mRNA以及蛋白质的表达,从而能够显著诱导与细胞凋亡相关酶(半胱天冬酶-3以及半胱天冬酶-7)的表达,进而有利于肝纤维化细胞的死亡。通过相关体内实验证实,台湾绿蜂胶以及其生物活性物质Propolin G能够抑制血清谷丙转氨酶(ALT)的活性,并在不影响血浆蛋白、肝超氧化物歧化酶(SOD)以及谷胱甘肽过氧化酶(GPx)水平的前提下,降低机体内丙二醛(MDA)水平从而可以有效地预防酒精性肝硬化。该研究不仅探明了台湾绿蜂胶以及化合物Propolin G在肝纤维化过程中的抗纤维化机制,也为台湾绿蜂胶应用于肝脏疾病的预防和治疗领域提供了科学的理论依据。
在蜂王浆生物活性研究方面,韩国国家农业科学研究院的Sang Mi Han等人对蜂王浆进行了水溶处理去除过敏因子后对其抗黑色素生成活性进行了深入的研究。结果发现,蜂王浆水提取物可以显著地抑制酪氨酸酶的活性,从而在促黑激素刺激B16F1黑色瘤细胞生成黑色素的过程中使其合成受到抑制。此外,蜂王浆水提物可以明显抑制酪氨酸酶、酪氨酸酶相关蛋白-1(TRP-1)以及酪氨酸相关蛋白-2(TRP-2)的信使RNA和蛋白质的表达,从而起到抗黑色素生成的作用。
蜂王浆中单体化合物活性的研究也是近年来蜂王浆研究方面的一个热点。台湾国立大学的彭及忠等人对蜂王浆中主要的脂肪酸物质10-羟基癸烯酸进行了抗炎症活性的研究。他们选用人类结肠癌细胞为研究对象,分别用不同浓度的蜂王浆溶液对其进行实验。结果发现,高浓度的10-羟基癸烯酸对细胞有细胞毒性效应,低浓度的10-羟基癸烯酸能抑制白介素-8、白介素-1β以及肿瘤坏死因子-α的生成。只有适当浓度的10-羟基癸烯酸才能够有效地抑制人类结肠癌细胞的生长,并在免疫调节方面发挥着重要的作用。
蜂毒能有效增强机体免疫力,并在抗皱纹、抗衰老、抗细菌以及抗真菌方面发挥着重要的作用。韩国农业科学院的Sang Mi Han等人研究发现,蜂毒可以有效地促进伤口愈合;台湾国立中兴大学的林峻贤等人对胡蜂蜂毒中的Mastoparan-B物质进行分离纯化,并对其抗细菌活性进行评价。研究发现,该物质具有较强的抗大肠杆菌活性;中国福建农林大学的刘杰等人研究发现蜂毒可用于治疗由阿霉素所诱导的慢性心力衰竭疾病。以上的研究将引起人们对蜂毒生物学活性的重视,对蜂学研究和药物开发都有潜在价值。
在蜂产品的开发利用方面,福建农林大学张爽等人将我国传统的中药灵芝与蜂蜜进行结合,开发了一种新有利于睡眠的保健食品。他们选用小鼠为实验对象进行活体实验,结果表明,该产品可以明显缩短睡眠潜伏期,提高睡眠质量。韩国韩巴国立大学的Ki-Duck Kim等人利用蜂胶广泛的生物学活性,将蜂胶应用于治疗由多种致病因子所引发的老年痴呆症(阿尔海默兹氏综合症)。中国福建农林大学的杨文超等将蜂胶提取物作为防腐剂,能够显著延长橙汁的保质期。此外,蜂产品在畜禽生产中有着非常广泛的应用。土耳其乌克沙大学Nuray Sahinler等根据土耳其蜂胶具有较高的抗真菌抗病毒的活性,将其用于治疗蜂群中因真菌感染所产生的疾病。此外,他们还将土耳其蜂胶应用于畜禽饲养中。结果表明,饲喂添加蜂胶提取物的日粮虽然不能提高鹌鹑的生长性能以及饲料利用率,但可以改善畜禽蛋类的营养价值,并提高其保质期限。土耳其阿塔图尔克大学的Ebru Emsen等研究了蜂王浆对绵羊生殖性能的影响。结果表明,蜂王浆能够有效促进母羊的发情,大大缩短发情间隔期,提高受精率以及产羔数量。
亚洲养蜂大会之行,让我们更多地了解亚洲各国蜂业的发展动态,掌握国际蜂业研究和关注的热点,领略亚洲蜂业取得的最新成果。蜂产品的基础与应用研究近年来发展很快,研究水平稳步提高,但亚洲各国目前对蜂产品的研究仍不够深入。具体表现为:在蜂产品化学组成研究方面,仅对大类物质进行含量的测定,并没有对具有生物活性的单体化合物进行深入研究;在蜂产品生物学活性研究方面,仅对其表观生物学活性进行评价,并没有对其作用的分子机制进行研究。相对世界发达国家的研究水平,亚洲各国仍有较大的差距。因此,蜂产品的研究可谓任重道远,亟需各位同仁的共同努力,将我国以至亚洲蜂产品的基础研究和开发利用推上新的更高的台阶。