加工过程对蜂蜜品质的影响

应剑，郝彬秀，王黎明，王春玲

(中粮营养健康研究院 营养与代谢中心，北京，102209)

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，与自身分泌物混合后，经充分酿造而成的天然甜物质［1］，也是一种历史悠久的药食同源物品，不仅含有多种营养素，而且具有抗菌、抗炎、抗溃疡、促进伤口愈合等功能。本文根据国内外的研究，综述了加工方式对蜂蜜成分与功能活性的影响。

1 蜂蜜加工的主要步骤与目的

蜂蜜加工的主要步骤为:原料蜜→预热→过滤→冷却→预包装→检验→成品。不同国家实际加工流程不尽相同。

国外蜂蜜加工的原材料主要为天然成熟蜂蜜，即经过蜜蜂5～7 d的充分酿造、含水量低于20%的蜂蜜。其主要加工步骤为预热和过滤。预热的目的是解晶，使液态的蜂蜜易于从巢中分离;过滤的主要目的是除去蜂蜜中的杂质，如蜜蜂死尸、灰尘等。为了延长蜂蜜的货架期，部分商品蜂蜜通过加压过滤的方式滤去结晶核，抑制蜂蜜结晶;并在过滤后进行巴氏杀菌或快速高温杀菌操作［3］。对于医药级蜂蜜，从保证安全性和维持活性2个角度出发，通常用γ射线照射进行灭菌［4］。

由于多种因素的限制，我国商品蜂蜜的原料多为非成熟蜜，酿造3 d左右即从蜂巢中取出。这种原料蜜水分含量高，蜂蜜中的耐糖酵母在适宜温度下易于发酵，从而使蜂蜜胀罐、变质。因此，通常在预包装前在60℃左右维持30 min进行加热灭菌，并在真空度0.09 MPa以上、温度55℃以下进一步浓缩蜂蜜。

2 传统加工方式对蜂蜜的影响

2.1 外观与风味

加工过程中温度的升高通常使蜂蜜颜色加深，原因包括:蜂蜜中的氨基化合物(氨基酸、胺、蛋白质、肽)、羰基化合物(糖类)和被氧化的抗坏血酸发生美拉德反应生成羟甲基糠醛、类黑精等有色物质;单宁酸盐、被氧化的多酚与铁盐相互作用;果糖发生焦糖化反应［5-6］。

加工过程还影响蜂蜜的香气。蜂蜜中含醇类、醛类、酮类、酯类、酸类等挥发性芳香物质，是其主要风味物质。加热溶解或巴氏灭菌对蜂蜜挥发性物质的影响有限，不显著改变蜂蜜的味道和芳香［7］，而过度加热可导致蜂蜜香气的丧失［6］。国内一些蜂蜜加热过程利用香味回收装置，尽可能回收蜂蜜中的挥发性物质。然而，加工蜜的风味与原蜜仍然存在较大的差异。

2.2 成分

加热和过滤是影响蜂蜜成分的主要加工因素。加热影响蜂蜜的酶活性、羟甲基糠醛和植物化合物的含量;还会促使葡萄糖从α形式向β形式转变，并导致某些蜂蜜中的蛋白质失活［8］。过滤对蜂蜜成分的影响则主要体现为花粉及维生素的丢失。

2.2.1 羟甲基糠醛

羟甲基糠醛由蜂蜜中的果糖和葡萄糖在高温条件下脱水生成，其含量是衡量蜂蜜新鲜度的一个指标。在新鲜分离的蜂蜜中，羟甲基糠醛的含量通常低于10 mg/kg。随着温度增加，蜂蜜中的羟甲基糠醛含量增加，且温度越高，增加速度越快，从而使蜂蜜颜色加深［9］。当温度低于60℃时，羟甲基糠醛的含量不会有显著增加［6］。

2.2.2 酶

蜂蜜中含蔗糖酶、淀粉消化酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等多种酶，其活性均受加工温度的影响。淀粉消化酶的活性是检测蜂蜜是否过度加热的指标之一［3］，蔗糖转化酶对热的敏感性更高于淀粉消化酶。当热处理温度分别低于40℃和30℃时，蜂蜜中的淀粉酶和蔗糖转化酶活性受温度影响小，不发生热失活;而当热处理温度高于以上温度时，随温度升高和受热时间延长，这2种酶发生热失活［6］。50℃加热2h，淀粉酶损失不到1/2，而蔗糖转化酶几乎损失2/3［10］。蜂蜜中的葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2)，后者是蜂蜜发挥抗菌活性的主要成分之一。葡萄糖氧化酶的活性可被加热、光照、微波、过滤等因素削弱，最终使蜂蜜产生H2O2的能力下降。酸性磷酸酯酶存在于部分蜂蜜中，其酶值反映了蜂蜜的发酵程度。蜂蜜中的酸性磷酸脂酶比其他酶的活性低，对热的抵抗力也较小。

蜂蜜的整体组成成分也是影响酶稳定性的一个因素，故而不同品种的蜂蜜，酶的耐热温度范围和失活速率存在差异［6］。较强的酸性有助于维持蜂蜜中淀粉酶的活性［9］。

2.2.3 植物化合物

蜂蜜所含的植物化合物主要是源于蜜源植物的酚类化合物。由于酚酸和黄酮类化合物的结构中含羟基，因此在有氧状态下加热容易发生氧化还原反应。对洋槐蜜中7种酚类化合物的研究发现，45℃解晶1 h、200目过滤、55℃真空浓缩45 min、80℃灭菌15 min这一系列加工过程使酚类化合物含量发生不同程度的下降，其中以p-香豆酸、阿魏酸和槲皮素含量下降最为明显，分别减少了 38.2%、32.5% 和21.6%;解晶和灭菌步骤的影响最大，过滤步骤的影响相对较小。虽然浓缩步骤可使酚类化合物的浓度增加，但不足以抵消其他加工步骤的破坏程度［11］。加热对蜂蜜中黄酮和酚酸类化合物的影响低于收集年份、收获环境和蜜源植物的影响，因此在描述这一变化时须针对同一种蜂蜜［12］。

2.2.4 固体颗粒、花粉与维生素

过滤是影响蜂蜜中固体颗粒、花粉及维生素含量的主要加工步骤。蜂蜜的粗孔过滤应用孔径为10～1 000 μm的金属筛、尼龙布、粗棉布等过滤材料，除去气泡、昆虫肢体、灰尘、碎片、晶体等肉眼可见的杂质;由于花粉的尺寸为5～200 μm，这种过滤方式可以保留一部分花粉。微孔过滤的孔径为0.1～10 μm，可除去酵母菌、细菌及煤灰等杂质，并移除所有花粉，有助于抑制结晶，使其尽可能长久地保持清澈的液体状态，延长货架期［13］。

国际上对蜂蜜过滤并无统一的标准。国际食品法典委员会(CODEX)认为蜂蜜不应特意除去花粉或其他天然成分，除非在除去杂质时无法避免［2］。欧盟认为只有在必须除去外来杂质时才允许通过过滤方式移除花粉;如过滤导致大量花粉被移除，需在标签上注明［14］。而美国则要求蜂蜜滤至移除大多数微粒、花粉粒、气泡及其他常见悬浮物，A级蜂蜜应仅含微量花粉粒、气泡或其他微粒，并且具有良好的澄清度［15］。

我国蜂蜜通常采用200目(孔径为74 μm)的过滤材料处理。不同种类蜂蜜滤除花粉的效果差异较大，油菜花蜜中的花粉滤除率为10.8%左右，而苕子蜜和刺槐蜜中的花粉则可被全部滤除［16］。

蜂蜜中的维生素主要来自花粉，在酸性条件下较为稳定。滤除花粉使蜂蜜中的维生素大量丢失，但过滤方式对不同蜂蜜维生素含量的影响目前尚无具体数据。

2.3 保质期

造成蜂蜜变质的主要原因是发酵，发酵程度与蜂蜜中初始微生物含量及含水量有关［4］。蜂蜜结晶时，液态层游离水含量增加，可为耐糖酵母发酵提供便利条件。当蜂蜜的含水量低于17.1%时，即便结晶也不会发酵;而含水量高于这一限度，则取决于微生物含量［17］，因此，一些含水量极低的成熟蜂蜜即便未经巴氏杀菌也能有较长的保质期。加热是灭菌的有效手段，蜂蜜分别在63、65或68℃加热35、25或7.5 min，可完全杀灭酵母菌［18］，确保蜂蜜不发酵，从而受到超市的欢迎。

2.4 蜂蜜的特殊活性

2.4.1 抗菌

蜂蜜的抗菌作用自古得到认识。首先，蜂蜜天然的高渗和酸性环境不利于细菌滋生;其次，蜂蜜中还存在可量化的抗菌成分，如H2O2、多酚类化合物、溶菌酶等［19-21］。不同蜂蜜的抗菌机制存在差异，如新西兰麦奴卡蜂蜜中的抗菌成分以丙酮醛(MGO)为代表［22-23］，英国的 Revamil® 蜂蜜中，H2O2和蜜蜂防御素则是代表性的抗菌成分［24-25］。以上成分与其他未知抗菌物质的协同作用赋予蜂蜜抗菌能力。

H2O2来自于蜂蜜中葡萄糖氧化酶的作用，这一转化主要发生在蜂蜜酿造及稀释过程中［26］。温度对蜂蜜抗菌活性的影响程度与蜂蜜的主要抗菌成分是否为H2O2有关。葡萄糖氧化酶活性强、H2O2含量高的蜂蜜，其抗菌能力对温度敏感，62.8℃加热15 min可使蜂蜜抗菌活性降低10%，加热4.5 h则可降低一半以上［9，26］。反之，葡萄糖氧化酶活性弱、H2O2含量低、抗菌能力主要源自其他物质的蜂蜜，对温度的敏感性相对较低［27］。比如:新西兰麦奴卡蜂蜜的抗菌活性主要来自 MGO［22，28］，且与 MGO 含量存在正线性关系［29］，而加热可能使蜂蜜中的MGO含量增加［30］。

2.4.2 免疫刺激

在对蜂蜜促进伤口愈合的研究中发现，高温杀菌蜂蜜显著增加单核细胞TNF-α的产生［31］，增加单核细胞系MM6的TNF-α，IL-1β和IL-6的释放，其作用强于麦奴卡蜂蜜，低于Jelly Bush蜂蜜［32］。表明一些品种的蜂蜜经高温灭菌处理后仍具备较强的免疫刺激的活性。

2.4.3 抗氧化

蜂蜜的抗氧化能力是一系列物质联合作用的结果，主要与蛋白质、矿物质、酚类化合物、美拉德反应产物等有关。多酚类化合物起主要作用，矿物质起到了很大的协同作用［33-35］。研究表明，加热促进蜂蜜中酚酸类化合物氧化分解，却使具有抗氧化活性的美拉德反应产物增加，因此，加热后蜂蜜的抗氧化活性可能增强［36-38］。

3 新型加工方式对蜂蜜的影响

为满足蜂蜜灭菌的需求，并减少传统加热过程对蜂蜜品质的破坏，科学工作者们试图应用微波加热、红外加热、超声处理等方式对蜂蜜进行灭菌处理［3］。

微波处理能延缓蜂蜜的结晶时间，从而延长货架期［39］，与传统加热方式相比，还可保留较多的酚类物质，维持蜂蜜的抗氧化活性［40］。微波加工的温度及持续时间至关重要［41］。随着微波功率的增加和加热时间的延长，其杀灭酵母菌的能力增强，但是对淀粉酶活性的破坏程度也随之增加，且蜂蜜中羟甲基糠醛的含量随之升高。综合考虑以上因素，16 W/g微波加热15 s最为适宜。在这一条件下，蜂蜜中的酵母菌数可减少至450 CFU/ml，羟甲基糠醛仅为3.8 mg/kg，而淀粉酶活性高达 12.0，是未加工对照组的72.3%［42］。远红外照射的温度和持续时间的组合同样重要。110℃加热8 min才能除去所有酵母菌，此时淀粉酶已近痕量;如在47℃加热2 min，则对羟甲基糠醛、淀粉酶活性的影响较小，而酵母菌数为500 CFU/mL。因此，使用微波和远红外加热灭菌，需要综合考虑收益，对处理时间和加工强度进行组合［42］。

钴-60γ射线辐照是一种安全无污染的食品冷加工方式，也是医用级蜂蜜灭菌研究中常用的方法。研究表明，10 kGy的辐照剂量安全有效，对蜂蜜的外观、水分、灰分、酸度、含糖量、淀粉酶活性等性质影响小［43］;9.3 kGy的辐照还能降解蜂蜜中的氯霉素残留，降解率达 99.12%［44］。因此，10 kGy左右的钴-60γ辐照是适宜食用蜂蜜品质的加工方式。医用级蜂蜜用作促进创伤修复的敷料时，须具备较强的抗菌活性，并避免蜂蜜中的梭菌孢子引起伤口肉毒症。通过考察抗菌活性分别来自H2O2和MGO的2种新西兰蜂蜜对金黄色葡萄球菌的抑制作用，发现高达25 kGy和50 kGy的辐照强度均不影响其抗菌活性，且25 kGy的辐射强度即可杀灭蜂蜜中产气荚膜梭菌和破伤风梭菌的孢子［45］，满足临床用于创伤修复的需要。

4 展望

蜂蜜作为一种天然的药食同源物品，具有特殊的外观、风味、成分、营养价值与功能活性。为了提高可操作性、延长货架期，蜂蜜的加工不可避免。但是，加热、浓缩和过滤等加工过程会影响蜂蜜品质，因此，须将这些影响降至最低。为开发高品质蜂蜜，我国有关科研工作者及食品加工界应客观而充分地考察实际加工条件对特定蜂蜜品质的影响，开发新的加工工艺，获得足够可信的数据，并探索适合我国现状的成熟蜜产业化途径，最终提升蜂蜜的品质和附加值。

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