蜂花粉破壁及蜂花粉产品研究进展

阿依努尔·热西提，努尔比亚·亚力坤，阿不都拉·阿巴斯*

（新疆大学 生命科学与技术学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

花粉（pollen）是植物有性繁殖的雄性配子体，是植物繁衍后代的“精子”，来自于蜜源植物和专门的粉源植物[1]。蜂花粉是蜜蜂采集花蜜过程中粘在后脚上的花粉团状物，不仅包含了花粉还被加入了蜜蜂腺上分泌物和唾液。蜂花粉营养极其丰富，几乎包含了人体所需的所有营养物质。其主要营养成分包括蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素、脂类等，还含有酶、辅酶、激素、黄酮、多肽、微量元素等生物活性物质，因此有“微型营养库”之美誉[2-3]。丰富的营养和多种的生物活性物质赋予了蜂花粉多种医疗效用。蜂花粉能够改善心脑血管疾病、增强免疫、防癌、抑菌、防治辐射损伤、抑制前列腺增生及增强体力，调节神经系统[4]。但是蜂花粉具有坚硬的细胞壁，其结构中的孢粉素耐压、耐碱、耐酸、耐温，其性质坚固，能抗化学及生物分解，同时也不溶于无机和有机溶剂，这样既影响了蜂花粉内容物的释放又影响了营养成分的吸收，因此蜂花粉破壁与蜂花粉产品的开发同时成了研究热点。

1 花粉细胞结构及破壁形态

1.1 细胞结构

花粉粒的形状大体分为圆形、扁圆形、椭圆形、三角形等，直径介于10～200μm之间，一般为40～50μm。不同的花粉粒形态、大小各异，但其基本结构有共性。花粉细胞由细胞壁及其内容物两大部分构成，细胞壁分为内壁和外壁，内壁上存在萌发孔和萌发沟，是物质交换和管萌发的起点，在通常条件下萌发孔的闭锁点是闭锁的[5]。内壁的主要成分为纤维素、果胶质、半纤维素及蛋白质等，较薄、较软，而且有弹性，抗性较差，在地表容易腐烂，经酸碱处理则分解。其外壁较厚，很坚硬，缺乏弹性，其主要成分为孢粉素，此外还有纤维素、类胡萝卜素、类黄酮素、脂类物质及蛋白质等。孢粉素是一种类似角质或木栓质的脂类物质，具有很强的抗水、抗渗透性、抗腐蚀性、抗酸碱性、抗生物分解性能，与绝大多数的化学物质不发生反应[6]。

1.2 花粉细胞破壁形态

目前有关花粉细胞破壁的研究认为花粉破壁有以下几种方式：花粉细胞壁的萌发孔裂开，有大部分或者部分内容物由萌发孔处溢出；花粉细胞壁除了萌发孔以外的部位也发生破裂；花粉细胞壁完全裂开，变成碎片，原生质完全露出。

2 蜂花粉破壁的主要方法

目前在国内外的花粉破壁方法主要有：机械破壁、物理破壁及生物破壁。

2.1 机械破壁

机械破壁就是通过利用超微粉碎、高压气流粉碎等机械的方法对花粉细胞进行破壁。余勃等[7]利用超微粉碎技术对茶花粉进行了破壁研究，确定破壁最佳工艺参数：转速520～590r/min，粉碎时间36～38min，球料比6.8～7.0（w/w），花粉含水率＜5%，此时花粉破壁率达100%。赫功元等[8]研究了银杏花粉不同的破壁方法，研究发现其中机械破壁方法的破壁率最高，可以达到99.6%。机械破壁方法具有操作简单、破壁率高、成本低等优点；可是由于强烈的挤压、剪切等原因会使营养成分损失比较大。

2.2 物理破壁

目前研究比较多的物理方法有温差破壁法、超临界二氧化碳破壁法、超声波破壁法等。胡筱波等[9]研究了温差破壁法对油菜蜂花粉的营养素的影响，研究结果表明，温差破壁法破壁的蜂花粉中蛋白质、维生素、脂肪含量都比未破壁蜂花粉中的增加。孙丽萍等[10]研究了超临界二氧化碳处理对油菜蜂花粉的影响，经过超临界二氧化碳处理后蜂花粉的花粉壁自萌发沟处裂开，细胞破碎率随着二氧化碳压力的增加而提高，经45MPa破壁后效果极为显著，电镜观察结果表明破壁率达100%。超临界二氧化碳破壁率很高但成本高。邱泰球等[11]研究了花粉细胞超声波破壁技术，结果表明超声功率与细胞破壁率有明显的相关性，破壁率可以达到70%。虽然物理破壁相对于机械破壁法比较温和，处理过程中营养成分的损失比较少，但是物理破壁法一般很难达到较高的破壁率，若要提高破壁率就需要重复操作过程导致加工工艺复杂。

2.3 生物破壁

酶解破壁、微生物破壁、仿生破壁等都属于生物法破壁。杨文超等[12]研究了莲花蜂花粉酶解破壁工艺条件的优化，莲花蜂花粉酶解破壁的最佳条件为：酶解pH 4.0、复合酶加入量12%、酶解温度45℃、料水比1∶14（g/mL），破壁率89.21%。张星海等[13]研究了油菜花粉的微生物破壁，结果发现，2种曲霉产生的混合酶液的破壁效果远远高于2种单独酶液，破壁率≥97%。生物破壁法可以使蜂花粉破壁还可以使内容物中的大分子物质降解成小分子物质，变得更容易被人体吸收。生物破壁法具有操作方便、加工流程简单、破壁率高等优点，但是酶解破壁成本较高。

3 蜂花粉产品

3.1 蜂花粉饮料

我国学者对蜂花粉饮料有了一定的研究，以不同的蜂花粉为原料研究了花粉饮料的加工工艺。任顺成等[14]研究了玉米花粉保健饮料加工工艺，研究发现2种加工工艺生产的花粉饮料在色泽、风味、口感等方面差别不大，但是未经过破壁的的蜂花粉饮料组织状态比较好。邱坚[15]研究了云南松花粉饮料的研制，加工工艺中多加了一步脱敏脱臭处理使饮料口感更佳。通过2次的均质处理可以提高花粉破壁率。营养保健型花粉饮料的研制，对我国预防和治疗老年性疾病，延缓衰老，有一定的开发应用价值[16]。花粉饮料的生产具有加工工艺简单、成本较低、易实现工业化等特点。

3.2 花粉蜂蜜酒、花粉酸奶

蜂花粉蜂蜜酒是蜂蜜在发酵的过程中加入蜂花粉酿制成的酒。利用发酵的方法既可以达到蜂花粉破壁的目的又可以实现抑菌的效果[17]。由于蜂花粉进行发酵破壁时的温度较低，所以破壁的花粉营养成分不易被破坏。蜂蜜酒色泽自然，清亮透明、蜜香中透出酒香、酒度较低，口感细腻微苦、微酸、微涩，是一种低度保健饮料酒，其是随着消费结构变化而发展起来的产物，适应市场的需求[18]。陈钢等[19]以蜂蜜为原料，经稀释后加蜂蜜酵母、阿米诺酶和各种花粉，发酵生产出各种风味的蜂蜜酒。孔瑾[20]对红枣蜂蜜发酵饮料进行了澄清剂的选择实验，得出在蜂蜜中加入0.5%的碳酸钠和0.05%的单宁澄清效果最佳，并对发酵条件进行选择，得出最佳发酵条件是发酵液糖度为38°Bx、酵母液接种量为7%、发酵时间为60h。

花粉酸奶是牛乳发酵过程中加入蜂花粉继续发酵所得的产品，营养丰富。蜂花粉的加入可以使酸奶营养价值提高的同时增添了酸奶的花色品种。赵贵红[21]进行了牡丹花粉山药酸奶的研究，以山药、花粉、牛奶为原料制备花粉山药酸奶，通过正交试验、极差分析等方法确定了牡丹花粉山药酸奶的最佳加工工艺为花粉添加量0.5%、山药汁添加量35%、蜂蜜添加量1.3%、稳定剂添加量0.6%。

3.3 蜂花粉保健品

目前蜂花粉保健品有含片、胶囊、咀嚼片、口服液等。王丽霞[22]研究了微胶囊技术加工蜂花粉，总结出了蜂花粉微胶囊技术在应用过程中的优缺点：微胶囊化具有使破壁的蜂花粉提高稳定性而且具有很好的流动性、可以节省包装和贮藏费用、采用β-环状糊精包合法消除花粉内部某些特异气味的成分，使产品无不良气味等优点。具有装载量（一般为9%～14%）、能够包埋的物质大小和极性受到限制、蜂花粉含率较低等缺点。常建勇[23]对参芪花粉片生产工艺的发酵法破壁和灭菌进行了研究与改进。采用体积分数为75%的乙醇作为花粉破壁、制粒的润湿剂，同时又兼作灭菌剂，采用有机溶剂加胶体磨的新工艺方法替代直接发酵法对花粉进行破壁。通过改进工艺，缩短生产周期，灭菌效率显著提高，生产成本降低，产品的外观和品质得到了改善；并且新工艺可提高片剂的稳定性和有效成分的均匀度。

3.4 其他

目前也有学者研究蜂花粉保健面条、蜂花粉面包、蜂花粉纤维饼干等食品，赵贵红[24]研究了牡丹花粉制作保健面条的技术，其工艺流程为丹花粉浸提液、面粉、辅料→计量→和面→静置→压面→切条→干燥→称量→包装。研究结果表明，蜂花粉面条与普通面条相比，花粉面条品质略高于普通面条，但是花粉面条带有天然的花香和花色。龚蜜等[25]研究了蜂花粉纤维饼干的研制，试验以蜂花粉滤渣、低筋面粉、食用油脂等为材料，利用正交试验设计研究添加蜂花粉滤渣的纤维饼干的最佳配方，结果表明，12%蜂花粉滤渣、20%大豆油、15%黄奶油，其余原辅料与基本配方相同，所制得的饼干感官最佳，色泽棕黄，口感酥松，香味浓郁，膳食纤维含量为6.5%。蜂花粉滤渣的主要成分是人体不可消化吸收的纤维素、孢粉素、半纤维素和果胶质等，如果将其作为膳食纤维的天然来源添加到食品中可以提高食品膳食纤维的营养价值，有助于改善目前多数人因膳食纤维摄入的不足而引起的不健康问题。耿越[26]研究了富含α-亚麻酸油菜蜂花粉保健品，研究表明油菜蜂花粉含有丰富的α-亚麻酸和膳食纤维，所以油菜蜂花粉保健品具有降低高血脂的功能。

4 结论

目前国内外学者对于蜂花粉是否需要破壁仍存在争议[27]。认为蜂花粉必须破壁的研究人员强调蜂花粉具有非常坚硬的细胞壁结构，尤其细胞壁中的孢粉素能够抗酸、抗碱、抗压、抗温，所以人体胃液不能消化蜂花粉细胞壁。吃未破壁的蜂花粉会影响其内容物的释放及吸收。JOHNSON S A等[28]进行了新鲜花粉、蜜蜂采集花粉和蜂巢储藏花粉的形态变化及营养成分研究，结果表明，蜂花粉和蜂巢储藏花粉在形态上发生了明显的变化。与新鲜花粉相比其萌发孔处的裂痕明显变大，相当于细胞壁被受到破坏。这3种花粉的水分含量依次升高、而蛋白质的含量依次降低，但是必需氨基酸和非必需氨基酸的含量依次明显升高。所以作者提出蜂巢储藏花粉中的营养物质最易被人体所吸收。但是国内外有学者分别进行了人体和动物实验，结果表明未破壁的蜂花粉也能被消化吸收[29]。阳小兰等[30]研究了人体对未破壁花粉消化过程实验分析，结果表明，花粉不需破壁即可被人体消化，消化率≥90%，人体保健花粉的最佳用量为5g/d。现在多数学者认为蜂花粉在加工时应根据其产品需要而定。比如提取花粉内容物制作花粉口服液、花粉饮料、花粉酒花、粉化妆品等就必须使用破壁花粉才便于提取花粉精，反之把花粉作为高能食品就可用不破壁花粉制成产品[5]。

我国是世界第一养蜂大国，蜜源花粉种类多，分布面积广，四季开花，我国蜂花粉资源非常丰富，蜂花粉中活性成分是最好的天然食物、药物资源，研究开发蜂花粉新产品将会是很有价值的研究方向，蜂花粉破壁应该往既能达到破壁的效果又很少损失营养成分的方向发展。

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