油菜蜂花粉及其蜂粮的挥发性成分研究

牛德芳　王波　殷玲　陈玉勇　王一峰

摘要：采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法（HS-SPME-GC-MS）对油菜蜂花粉及其蜂粮的挥发性成分进行分析。结果显示，油菜蜂花粉和蜂粮中共分离鉴定出108种挥发性成分，主要包括烃类60种、酯类15种、醛类10种、胺类5种、酮类5种、醚类5种、酸类4种、醇类1种和杂环类化合物3种。油菜蜂花粉和蜂粮中分离鉴定出29种共有挥发性成分，分别占各自总挥发性成分的71.33%、59.60%，特有挥发性成分分别为40、39种。与油菜蜂花粉相比，蜂粮中酯类、芳香烃类、酮类和杂环类化合物的种类数明显增加;烷烃类、酯类、醛类、酮类以及杂环类化合物的相对含量明显增加。

关键词：蜂花粉;蜂粮;挥发性成分;顶空固相微萃取;气相色谱-质谱联用

中图分类号： S896.4  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）03-0164-05

蜂花粉是指蜜蜂从有花植物的雄蕊采集的花粉粒，经过加入少量的花蜜、腺体分泌物混合而成的花粉团状物[1-2]。蜂粮是蜜蜂将采集的蜂花粉与少量的蜂蜜和腺体分泌物混合后储存在巢房内，经过微生物发酵而来，是蜂群主要的蛋白质来源，供大幼虫食用和青年工蜂生产蜂王浆用[3-4]。蜂花粉富含蛋白质、脂类、维生素、矿物质、微量元素、酚类、类黄酮等多种生物活性物质，被誉为“微型营养库”[5-6]。蜂花粉具有抗氧化、抗癌、抗衰老、降低胆固醇和增强机体免疫力等功能，对心脑血管疾病、癌症、肝病、胃肠系统疾病等有很好的预防和改善作用[7-9]。尽管蜂花粉营养如此丰富，功效如此之多，但是在正常蜂群中蜜蜂一般不直接食用蜂花粉，而是将蜂粮作为主要的营养源，说明蜂粮在某些方面可能更具有优越性[10]。

国内外关于蜂粮的研究主要是营养成分和酿制过程中微生物的变化规律。国外学者对不同粉源植物和地域分布蜂粮的营养成分进行测定，包括水分、水分活度、碳水化合物、蛋白质、脂肪、脂肪酸、氨基酸、糖、矿物质元素、膳食纤维、淀粉等的含量[11-13]。苏松坤等对我国茶的手采花粉、蜂花粉、不同酿制时间蜂粮中的营养成分和菌落变化进行测定，证实了茶蜂粮比茶蜂花粉更易于消化[14-16]。关于蜂粮的功能性成分和化学组成成分的研究也有开展。不同产地蜂粮的黄酮类化合物种类和含量存在差异[7，17]。格鲁吉亚新鲜蜂粮的类黄酮（包括芦丁、槲皮素和柚皮苷）含量高于蜂花粉，随着储存时间的延长，总含量降低5.03～6.17 g/kg[18]。Isidorov等从波罗的海蜂粮中获得200多种化学成分，并测定香豆酸、山奈酚、异鼠李素等具有抗氧化性能的酚类化合物的含量[19]。蜂粮的生物活性研究表明，它具有明显的抑菌[20-21]、抗氧化[3]和抗肿瘤等功效[22-23]。

花粉的挥发性成分可能是吸引蜜蜂采集花蜜、花粉的诱导物质[24]。蜂花粉中的挥发性成分是其品质的重要组成部分，它的种类和含量具有蜜粉源植物的特异性[25]。蜂花粉挥发性成分的研究已有报道，杨开等从12种常见蜂花粉中共鉴定出74种挥发性化学成分，主要由烷烃类、烯炔烃类、醛酮类、醇类、脂类、芳香烃类、酚类、羧酸类等物质组成，且具有蜂花粉的品种特异性[26]。徐响等分析新鲜油菜花粉油脂特殊风味物质的主要成分为D-柠檬烯、3-蒈烯、二甲基富烯、β-水芹烯、苯甲醛、氧化石竹烯、苯乙醇、β-蒎烯等化合物;常温贮藏半年油脂的主要挥发性成分为醛类和酯类化合物[27]。蜂粮作为一种重要的天然药物和功能性食品的原料来源，目前，关于其挥发性成分的研究尚未见报道。

本试验以油菜蜂花粉及其蜂粮为研究对象，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术对其挥发性成分进行比较研究，这对深入了解油菜蜂花粉和蜂粮的化学成分和生物活性物质组成具有重要意义，以期为它们在食品、化妆品和制药等领域的开发利用提供科学依据，将大大提高蜂粮的综合利用率。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

油菜蜂花粉、油菜蜂粮均购自云南蜂知道蜂业科技有限公司，于-20 ℃保藏。

AL204电子天平，购自瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司;DFY高速粉碎机，购自温岭市林大机械有限公司;固相微萃取装置（PA、DVB/CAR、PDMS），购自美国Supelco公司;7980A/5975C气相色谱-质谱联用仪，购自安捷伦科技有限公司。

1.2 试验方法

样品预处理及挥发性成分的提取：将油菜蜂花粉和蜂粮样品研磨成粉末状于-20 ℃保存待用。分别称取0.5 g低温保存的样品于20 mL顶空瓶中，60 ℃水浴条件下顶空吸附 30 min 后，将固相微萃取装置插入GC汽化室，在250 ℃条件下解吸10 min。

色谱条件：色谱柱为DB-5MS（30 mm×250 μm×0.25 μm）;进样口温度为250 ℃;升温程序：40 ℃保持5 min，以8 ℃/min升至250 ℃保持10 min;载气为氦气;流速为 9.0 mL/min，压力为48.745 2 kPa;分流比为5 ∶ 1。

质谱条件：电子轰击离子源（EI）;电子能量为70 eV;离子源温度为230 ℃;质量分析器温度为150 ℃;质量扫描范围：质荷比为40.0～400.0。

定性和定量分析方法：依据标准谱库检索进行定性分析，用它的峰面积的百分比来表示单个化合物的相对含量。

1.3 数据分析

本试验采用SPSS 25.0软件对数据进行显著性分析（P<0.05），分析圖表绘制均采用Excel 2003软件。

2 结果与分析

采用顶空固相微萃取法对油菜蜂花粉及其蜂粮萃取后，经过GC-MS检测获得的总离子色谱图见图1和图2。各色谱峰的质谱图经NIST 11质谱数据库检索，并结合相对保留时间，确定各化学组分，利用峰面积归一化法分别从总离子色谱图中计算各组分的相对含量，结果见表1。

由表1可知，从油菜蜂花粉与蜂粮中共分离鉴定出108种挥发性成分，主要包括烃类60种、酯类15种、醛类10种、胺类5种、酮类5种、醚类5种、酸类4种、醇类1种和杂环类化合物3种。油菜蜂花粉中共鉴定出69种挥发性成分，主要是烷烃类、烯烃类、醛类、酯类等化合物，其中相对含量较高（﹥2.00%）的是苯并环丁烯、乙酸、间二甲苯、（+）-柠檬烯、乙苯、己酸、十一烷、5-氰基-1-戊烯等;油菜蜂粮中共鉴定出68种挥发性成分，主要是烷烃类、酯类、醛类、芳香烃类等化合物，其中相对含量较高的是乙酸、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、苯并环丁烯、1，5-二甲 基-1，5-环辛二烯、间二甲苯、壬醛、萘等。

进一步比较油菜蜂花粉和蜂粮的挥发性成分（表1）可知，油菜蜂花粉和蜂粮的共有挥发性成分有29种，分别占各自总挥发性成分的71.79%、59.10%，包括乙酸丁酯、草酸異丁基壬酯、己二酸二异辛酯、苯并环丁烯、蒎烯、八甲基环四硅氧烷、癸烷、3-甲基十一烷、十一烷、十甲基环五硅氧烷、5-甲基-十一烷、4-甲基-十三烷、硅氧烷、十四烷、正十六烷、十五烷、乙苯、间二甲苯、苯乙酮、（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮、异戊醛、正己醛、庚醛、苯甲醛、正辛醛、壬醛、乙酸、O-癸基-羟胺和二丁醚。油菜蜂花粉特有挥发性成分有40种，含量较多的有（+）-柠檬烯（4.73%）、己酸（3.61%）、5-己腈（2.73%）等;蜂粮特有挥发性成分有39种， 含量较多的有六甲基环三硅氧烷（15.86%）、1，5-二甲基-1，5-环辛二烯（4.50%）、萘（2.06%）等。油菜蜂粮中新增的特有挥发性成分主要是烷烃、酯类、芳香烃、烯烃、酮类、醛类、醚类和杂环类化合物。

对油菜蜂花粉与蜂粮中挥发性成分的种类进行比较分析，结果如图3所示。由图3可知，油菜蜂花粉与蜂粮中挥发性成分的种类差异明显，与油菜蜂花粉相比，蜂粮经过微生物发酵后，酯类、芳香烃类、酮类和杂环类化合物种类数增加，醇类、酸类、胺类、烯烃类和烷烃类化合物种类数减少，醛类和醚类化合物种类数没有发生明显变化。因此，油菜蜂粮的特殊风味可能主要来自于酯类、芳香烃类、酮类和杂环类化合物。

对油菜蜂花粉及其蜂粮中各类挥发性成分的相对含量进行比较分析，结果见图4。由图4可知，油菜蜂花粉中烯烃类化合物的相对含量最高，为29.67%，其次是酸类（19.12%）、 烷烃类（19.09%）、芳香烃类（17.01%）、 酯类（3.80%）以及

醛类化合物（5.29%）。蜂粮中烷烃类化合物的相对含量明显高于其他种类化合物，其次是酸类（18.11%）、烯烃类（13.11%）、芳香烃类（9.87%）、酯类（6.91%）以及醛类化合物（5.73%）。蜂粮中烷烃类、酯类、醛类、酮类以及杂环类化合物的相对含量较蜂花粉中明显增加，芳香烃类化合物虽然相对含量没有增高，但新增了4种特有化合物。结合表1、图3的分析结果，进一步推测酯类、芳香烃类、酮类和杂环类化合物可能是蜂粮风味的主要贡献物质。

3 结论与讨论

本试验采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法（HS-SPME-GC-MS）对油菜蜂花粉及其蜂粮的挥发性成分进行比较。结果显示，油菜蜂花粉与蜂粮中共分离鉴定出108种挥发性成分，主要包括烃类60种、酯类15种、醛类10种、胺类5种、酮类5种、醚类5种、酸类4种、醇类1种和杂环类化合物3种。已有研究表明，常见蜂花粉的挥发性成分主要由烷烃类、烯炔烃类、醛酮类、醇类、酯类、芳香烃类、酚类和羧酸类等物质组成，且具有品种特异性[26-28]，本试验的研究结果与之基本一致，也进一步说明蜂花粉的挥发性成分受粉源植物种类和地域的影响。油菜蜂花粉与蜂粮的共有挥发性成分有29种，特有挥发性成分分别为40、39种。花粉的挥发性成分可能是吸引蜜蜂采集花蜜、花粉的诱导物质[24]。油菜蜂花粉中特有挥发性成分可能与其成为最主要的粉源植物密切相关。油菜蜂粮中特有挥发性成分由烷烃、酯类、芳香烃、烯烃、酮类、醛类、醚类和杂环类化合物组成。与油菜蜂花粉相比，蜂粮中酯类、芳香烃类、酮类和杂环类化合物的种类数增加，并且差异明显，蜂粮中烷烃类、酯类、醛类、酮类以及杂环类化合物的相对含量明显增加。综上推测，酯类、芳香烃类、酮类和杂环类化合物可能在油菜蜂粮的特殊风味中发挥重要作用。

蜂粮是蜜蜂将采集的花粉储存在巢房内，通过混入腺体分泌物、少量的花蜜或蜂蜜后，经过发酵而成，并且蜂粮在某些方面较蜂花粉可能更具有优越性。本试验首次探讨了油菜蜂粮的挥发性成分组成，对深入了解其化学组成和生物活性物质具有重要意义，也丰富了蜂粮风味化学的研究内容，为它在食品、化妆品和制药等领域的开发利用提供了科学依据。

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