蜂花粉营养活性成分研究进展

赵国建，赵悦菡，徐悦，陈莹莹，侯召华※

〔1.齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学院，山东 济南 250353；2.山东英特力生物科技有限公司，山东 济宁 272000〕

蜂花粉是指蜜蜂从采集显花植物的花蕊内采集花粉粒，采集过程中加入腺体分泌物后，在蜂巢内经过储藏和发酵后形成的天然产品[1]。蜂花粉含有多种氨基酸、脂肪酸、多糖、黄酮类化合物和矿物质等成分，具有很高的营养价值，因其具有抗氧化、降血脂、增强机体免疫力和抗菌性等生理保健功能，被誉为“全能的营养品”和“浓缩的天然药库”[2]。

随着社会的发展，人们对食品的色泽、风味和安全等要求严格的同时，对食品营养成分的全面性要求也越来越严格。蜂花粉的营养成分中，水分含量为30%～40%，蛋白质含量在15%～35%，总糖含量在20%～50%，脂肪含量为1%～10%，黄酮类化合物≥4 mg/g[2-3]。蜂花粉中这些化合物的含量与自然界其他食源相比要丰富得多。近些年来，不断对蜂花粉的深入研究，使人们十分清晰地认识到蜂花粉对人体的医疗和保健作用[4]。

1 蜂花粉的营养成分及药理活性

蜂花粉的主要活性成分有蛋白质、糖类、脂肪、黄酮类化合物和矿物质等。对于不同的国家和地区，蜂花粉的营养成分、植物来源和植物化学成分各不相同。蜂花粉蛋白质含量哥伦比亚（24%）和意大利（22%）的高于西班牙的（14%）；脂类含量西班牙却高于意大利和哥伦比亚；所含的脂肪酸中，n-3 脂肪酸在哥伦比亚蜂花粉中含量最多，而在意大利和西班牙中却是n-6 脂肪酸[5]。

由于蜂花粉营养含量丰富，所以蜂蜜中容易滋生多种腐败微生物，尤其是在处理不当时更容易滋生。测定水分活度（Aw）、pH值、总可滴定酸（TTA）和细菌真菌数量就可以评估蜂花粉理化性质和微生物特征[6]。Beev 等[7]测定了13 个新鲜蜂花粉和9 个干燥蜂花粉样品中的以上4 项指标，结果表明，新鲜和干燥蜂花粉的平均Aw差异显著，干燥蜂花粉的Aw明显低于新鲜蜂花粉；干燥样品的pH 值低于新鲜样品；同时，新鲜样品TTA 为36.9 g/kg，明显高于干燥样品（20.9 g/kg）；新鲜样品的菌落数也明显高于干燥样品，但一些菌没有显著差异。与干燥蜂花粉相比较，新鲜蜂花粉更需注意，要用适当的方法阻止其被污染。

1.1 蛋白质

蜂花粉是促进蜜蜂生长发育的关键食料，是重要的蛋白质供应源。蜂花粉中蛋白质的种类和来源与粉源植物的种类关系密切[8]。张金振[9]等分析了13 种粉源植物蜂花粉中蛋白质和氨基酸的含量，采用国际通用的营养价值评估方法，对不同粉源植物蜂花粉进行评估，结果表明，茶花蜂花粉的蛋白质含量、化学评分（CS）、必需氨基酸指数（EAAI）、氨基酸比值系数分（SRCAA）、生物价（BV）和营养指数（NI）均高于13 种花粉的平均值，是13 种蜂花粉中营养价值最均衡的蜂花粉。虽然不同植物和不同地域来源的蜂花粉中氨基酸组成和含量有所差异，但优质蛋白质和氨基酸使其成为优良的人类食物营养增强剂[10]。

蜂花粉虽蛋白质含量丰富，但因其坚硬的外壁影响其中蛋白质的溶出，若对其进行破壁会使壁内的营养成分充分流出，大大提高营养物质的得率和利用率[11]。酶解与包合技术对破壁与未破壁蜂花粉中的蛋白质有一定的影响，也是目前应用广泛的蛋白质改性技术，不仅能提高蛋白质的水溶性而且还能改善物料的口感和性状。在这项技术中，采用 -环糊精处理破壁花粉，产物的水溶性蛋白质含量最高；碱性蛋白酶处理未破壁的蜂花粉，水溶性蛋白质含量最高[12]。

1.2 糖类

糖类是蜂花粉的主要活性成分之一，具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖和提高机体免疫力等作用。多糖主要通过抑制人结肠癌细胞系HT29 和HCT116 细胞的活性来体现其抗肿瘤活性，而蜂花粉中中性糖的活性主要通过抑制肿瘤细胞增殖来体现[13]。魏淑飞等[14]将云南产油菜蜂花粉分成不同的剂量组，开展对小鼠灌胃试验研究，结果表明，多糖通过提高肝组织超氧化物歧化酶（SOD）活性、降低丙二醛（MDA）含量来起到抗疲劳和抗氧化的作用。另有研究显示，荞麦蜂花粉多糖能提高肉仔鸡血清免疫球蛋白含量，并且能够降低血清胆固醇含量，能够防止动脉粥样硬化，并且能够较好地清除体内的自由基，达到抗氧化的效果[15]。还有研究表明，果胶蜂花粉多糖（RBPP-P）可以减轻高脂饮食（HFD）诱导的脂质积聚肝细胞来影响小鼠，还可以降低HFD 小鼠的血清甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白（LDL）胆固醇。而且RBPP-P 能够特异性增加脂解基因（Ppar、Cpt1 和 Acox1）表达，但不增加脂解基因，所以RBPP-P可能是通过刺激脂酶基因的表达来促进脂解作用肝细胞，体现对HFD 肝损伤的保护作用[16]。

蜂花粉中多糖含量丰富，提取方法有溶剂提取法、酶解法、超声波、微波辅助提取法和超声波复合酶法等，溶剂提取法中水提取法和酸、碱提取法较为常见[17]。李月等[18]用微波提取法和水提醇沉法分别对红花蜂花粉多糖进行提取，结果发现微波提取法与水提醇沉法相比多糖得率低了3.4%，并且确定了水提醇沉法提取红花蜂花粉多糖的最优温度、料液比、时间和提取次数。利用液相质谱联用仪检测蜂花粉中的12 种葡萄糖苷是一种新的方法，这种高效提取方法先是热水的固液提取（SLE），接着固相（SPE）提取，然后利用弱阴离子交换吸附，平均回收率为85%～96%，此方法能分析蜂花粉中intact-GLSs[19]。

1.3 黄酮类化合物

黄酮类化合物属于植物次生代谢产物，是一类重要的天然有机化合物，在蜂花粉中不低于4 mg/g，蜂花粉降血压、清除自由基、糖尿病的治疗和预防等药理作用均与黄酮类化合物有直接关系[20]。不同的蜂花粉中所含的黄酮类化合物的含量和种类不同，所以其消除自由基的能力也是不同的[21]。杨悦等[22]用超声醇提取大孔树脂纯化的方法提取青海油菜蜂花粉、河南虞美人蜂花粉和吉林柳树蜂花粉中总黄酮提取物（TFBP），并用分光光度法测得黄酮含量，经DPPH·、·OH、·O2 ·、ABTS+自由基清除活性测定后，结果表明，针对不同的自由基，3 种蜂花粉TFBP 自由基清除的能力不同，菜油蜂花粉在3 种蜂花粉中有最强清除自由基的能力。

糖尿病患者体内的丙二醛含量明显高于常人，研究证实蜂花粉中的黄酮正是通过降低2 型糖尿病患者的丙二醛和血糖来预防和治疗糖尿病[23]。孙岩等[24]则是通过研究油菜蜂花粉黄酮对-葡萄糖苷酶活性的影响试验、对-葡萄糖苷酶抑制动力学的分析试验、对非酶糖基化反应的影响试验以及油菜蜂花粉黄酮对非酶糖基化反应的影响试验，最后确定了黄酮通过对-葡萄糖苷酶活性和非酶糖基化终产物形成的抑制作用来防治糖尿病。

蜂花粉中黄酮检测有多种方法，常用的有分光光度法、高效液相色谱法、比色法、超声法和酶解法等，通过黄酮检测结果可以来鉴定蜂花粉的植物来源，以辨别市场上蜂花粉的真假[25]。Zhou 等[26]用HPLC-ESIMS/MS 技术对10 种蜂花粉进行了分离鉴定，通过对槲皮素-3-O- -d-葡糖基-（2→l）- -葡糖基、山奈酚-3，4′-二-O- -d-葡糖基和山奈酚-3-O- -d-葡糖基-（2→l）--d-葡糖基（3 种黄酮苷）的分析，能一致地鉴别蜂花粉。另有研究提供了一种索氏辅助基质固相分散法提取油菜蜂花粉黄酮的新方法，利用乙醇和硅胶为提取条件，在6 个不同蜂花粉黄酮的提取中，提取量达10mg/g，为蜂花粉中黄酮的提取提供了简单有效的方法[27]。

1.4 脂肪酸

脂肪酸是人体必不可少的营养成分，是生物体代谢必需的重要物质，而多不饱和脂肪酸又具有抗炎症、促进婴幼儿生长发育、降低心血管疾病发生和提高免疫力等功效[28]。蜂花粉中脂肪酸含量丰富，目前蜂花粉中常见的脂肪提取方法为索氏提取法，常见的检测方法为GC-MS法[29]。张红城等[30]研究了茶花蜂花粉、罂粟蜂花粉和莲花蜂花粉等8 种蜂花粉中脂肪酸的含量，GC-MS法测得8 种蜂花粉的粗脂肪含量以莲花最高，蚕豆花最低，平均在1%～6%；不饱和酸的含量除莲花外其余7 种均在40%以上；当不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比例大于1 时，对心脑血管疾病具有十分重要的保健作用。亚麻酸在不饱和脂肪酸中占有非常重要的地位，丁小丽等[31]在党参蜂花粉中检测出8 种脂肪酸，其中亚麻酸的相对含量达57.16%-亚麻酸可以转化为前列腺素PG-Ⅲ的前驱物二十五烯酸，对前列腺炎、关节炎、心脏病和精神分裂症等有治疗作用。

1.5 磷脂

蜂花粉中磷脂的测定方法有薄层扫描法、红外光谱法、高效液相色谱法和薄层色谱法等[32]。徐响等[33]利用GC-FID检测了不同蜂花粉中磷脂脂肪酸的组成，得到磷脂的主要成分为磷脂酰肌醇、脑磷脂、卵磷脂、磷脂酰丝氨酸和溶血卵磷脂；其中卵磷脂占总磷脂的43%以上，是磷脂的主要成分；且多元不饱和磷脂能起到降血压、治疗慢性疾病等功效。

1.6 矿物质

蜂花粉含有 Fe、Mg、Zn、P 和 Ca 等多种矿物质元素，这些在人体生长发育中都有重要的作用[34]。董文滨等[35]研究了油菜蜂花粉和茶花蜂花粉中矿物质的含量及种类，其中包含5 种微量元素和5 种常量元素，分析结果显示，钾元素在2 种花粉中含量最多，油菜花粉中钙含量高于茶花花粉，而钾、锰等含量低于油菜花粉。塞尔维亚蜂花粉中最多的矿物质元素是钾，平均为3 391 mg/kg；其次是钙，含量达1 425 mg/kg；第三是镁元素，含量约为749 mg/kg，这也是蜂花粉中最常见的3 种元素[36]。另有研究表明，土耳其蜂花粉中磷、硒、锰、铁、铬和铜等微量元素含量高，中国和韩国的蜂花粉中K、Ca 和Mg 三种元素的含量较为丰富，与其相比土耳其蜂花粉中Mn 较高，P 元素更为常见[37]。

2 蜂花粉的加工方法

2.1 超临界流体萃取破壁法

超临界流体萃取是流体在超临界状态下处于液体和气体之间的状态，利用其兼具两者优点的条件，作为较好的溶剂来萃取溶质。因二氧化碳价格低、无污染、易制取和性质稳定等优点，常作为超临界流体萃取的材料，目前超临界萃取广泛应用于食品、医药、化妆品等行业[38]。孙丽萍等[39]利用超临界二氧化碳技术对油菜蜂花粉进行破壁处理，经过45 MPa 的超临界二氧化碳处理后，二氧化碳渗透到细胞内使细胞内外压力平衡，降压后，细胞内外压力平衡被破坏，膨胀使细胞发生破裂，达到破壁的效果，并且破壁前后蜂花粉中脂肪酸组成存在明显差异。

2.2 喷雾干燥法

食品喷雾干燥技术的原理是将需要干燥的物料进行破壁处理使之成粉末状，然后用雾化器将物料分散成雾状使之与热空气接触，使物料中的水分迅速除去[40]。董艺凝等[41]研究了利用喷雾干燥技术处理滁菊蜂花粉的破壁工艺，在选出最佳破壁工艺为胶体磨后，用压力式喷雾干燥法对蜂花粉进行喷雾干燥，通过正交试验，得到了喷雾干燥的最佳工艺为：进风温度为200℃，以料液比1∶15，进料流量200 mL/h的同时加入10%麦芽糊精。

2.3 酶解破壁法

酶解破壁是利用纤维素酶、果胶酶和淀粉酶等酶分解花粉壁上的某些成分，使萌发孔打开，从而使花粉内容物流出，以达到破壁的效果。酶解破壁有专一性、高效性、反应条件较温和等优点，但是因酶的产量低，所以价格昂贵[42]。还有研究利用复合蛋白酶水解、超声波处理以及复合蛋白酶水解和超声波处理联合方法对油菜花粉破壁的影响，复合酶水解降解花粉外皮且分解内皮，超声处理使外缘破碎但对内壁作用小。当2种方法联合使用后则能破碎内壁和外壁，把油菜花粉破碎成3 片[43]。董亚婷等[44]利用酶解法对茶花蜂花粉进行了破壁处理，先用纤维素酶进行破壁处理，再用碱性蛋白酶进行破壁处理，其结果与未破壁蜂花粉相比，清除DPPH 自由基的能力较好，且纤维素酶破壁效果好于碱性蛋白酶。

2.4 发酵破壁法

发酵破壁就是利用微生物和酶类进行发酵，达到破壁的效果，有自身发酵法、酵母发酵法和曲霉菌发酵法等方法[45]。冯慧等[46]用干性酵母对油菜蜂花粉进行了破壁处理，测定了破壁后油菜蜂花粉可溶性糖、游离氨基酸和总黄酮等含量，与未破壁的蜂花粉进行比较以后，发现破壁后蜂花粉的色、香、味都得到改善，并且通过单因素和正交试验得到了酵母发酵的最佳工艺条件。

2.5 温差破壁法

利用热胀冷缩的原理，让蜂花粉壁冷热交替，在极大的温差下发生破裂的方法就是温差破壁。若温差破壁过程中加以超声波辅助，则破壁效果更佳[47]。刘功良等[48]用温差破壁加以超声波辅助处理的方法，对山茶蜂花粉进行了破壁研究，破壁率为68.75%，测定可溶性糖、游离氨基酸的含量后，发现破壁效果较好，并且操作简单、成本低。胡筱波等[49]研究了油菜蜂花粉温差破壁前后主要营养素含量的变化，破壁后检测了水分、蛋白质、脂肪、还原糖和维生素，与未破壁的蜂花粉对比发现，破壁后油菜蜂花粉的水分含量降低4%，蛋白质含量增加4%，脂肪含量提高2%，Ca和Fe的含量明显高于破壁前，但还原糖和维生素含量与破壁前变化不大。

3 结语

近年来，人们对蜂花粉的关注日益密切，围绕蜂花粉发表的论文和开展的相关研究也越来越多，许多人对蜂花粉的营养成分和加工方法做了大量研究。随着对蜂花粉中糖类、蛋白质、脂肪、维生素、黄酮和矿物质等成分的研究越来越深入，它们的生物功能特性也越来越受到各界的关注。目前研究表明蜂花粉能够抗肿瘤、增强机体免疫力、抗氧化、治疗和预防糖尿病等，这些药理作用又都与蜂花粉中的营养物质密切相关。我国是养蜂大国，蜂花粉资源丰富，在蜂花粉的破壁加工方面已有酶解破壁和温差破壁等方法，但还应该向既能提高破壁效果又能提高营养成分提取率的方向发展，提高蜂花粉的利用率。因蜂花粉的药理活性和其重要的营养价值，蜂花粉组分生物活性的研究将会是很有价值的研究方向。