2021 年国内外蜂胶研究概况(一)

2022-11-21 11:11彭诗琴范埃米祝梅斐李婧妍李珊珊张翠平胡福良
蜜蜂杂志 2022年4期
关键词:蜂胶提取物活性

彭诗琴,范埃米,祝梅斐,李婧妍,李珊珊,张翠平,胡福良

(浙江大学动物科学学院,杭州 310058)

蜂胶是近二十多年来蜂产品乃至天然产物研究开发的热点,已被广泛应用于食品、医药、日化等行业。本文以2021 年国内外发表的有关蜂胶研究的中英文文献,以及发布公告的蜂胶专利为依据,对本年度的蜂胶研究概况进行综述。

1 论文分布情况

据维普、中国知网、万方数据资源系统等中文数据库公布的数据显示,2021 年共发表涉及蜂胶的中文论文61 篇,其中综述2 篇。据Web of Science、Scopus、Pubmed 等外文数据库公布的数据显示,2021 年共发表涉及蜂胶的英文论文433 篇,其中研究性论文354篇,综述类79 篇。

1.1 研究领域

2021 年国内外发表的蜂胶论文研究方向十分广泛,主要包括蜂胶的生物学活性研究、蜂胶的地理来源及化学成分分析、蜂胶中有效活性成分的提取与鉴定、蜂胶及蜂胶产品的质量控制、蜂胶产品的开发以及蜂胶在医药、食品、农业等领域的应用等多个方面。其中,蜂胶生物学活性相关研究的论文数量最多,占全部论文的69.66%,与去年相比有较大幅度的增加;蜂胶在食品、口腔保健、畜禽疾病控制等应用方面的论文占总数的24.14%,相较于去年的占比有小幅度的下降;有关蜂胶化学成分的研究较去年有较大上升,占总数的18.28%;有关蜂胶质量控制方面的论文占总数的9.31%。

1.2 地域分布

发表英文论文作者所在国家和地区共有34 个,遍及世界各地。包括:巴西(85 篇),土耳其(54 篇),英国(35 篇),埃及(27篇),沙特阿拉伯(27 篇),印度尼西亚(25篇),中国(22 篇,其中大陆20 篇、台湾2篇),日本(20 篇),波兰(17 篇),西班牙(15 篇),印度(12 篇),美国、意大利、马来西亚(均为11 篇),阿尔及利亚(10 篇),墨西哥、葡萄牙、保加利亚、韩国(均为9 篇),澳大利亚、泰国(均为8 篇),罗马尼亚(7篇),新西兰(6 篇),伊拉克、摩洛哥、加拿大、匈牙利、越南(均为5 篇),其余均在5篇以下。

1.3 刊物分布

由于蜂胶相关研究主题很多,除了少量有关蜂胶药理活性方面的研究较为集中发表在相关专业杂志外,大多数论文根据自身研究重点不同,零散发表在各类杂志上。2021 年蜂胶研究相关的397 篇SCI 论文发表在200 多种杂志上,其中超过5 篇的有:《Molecules》(20篇)、《Molecules Basel Switzerland》 (19 篇)《Journal of Apicultural Research》(12 篇)、《Plants》 《Plants Basel》 《Plants BASEL SWITZERLAND》(均为8 篇)、《Journal of Ethnopharmacology》 《Biomedicine Pharmacotherapy》(均为7 篇)、《Biomedicine Pharmacotherapy Biomedicine》 《Foods》 《LWT Food Seience and technology》 《Scientific Reports》(均为6 篇)、《Antioxidants》 《Antioxidants Basel Switzerland》 《Food Bioscience》《Nutrients》 《Saudi Journal of Biological Sciences》(均为5 篇)。61 篇中文论文发表在33 种期刊上,包括:《蜜蜂杂志》(11 篇)、《中国蜂业》(8 篇)、《吉林畜牧兽医》(2篇),其余均为1 篇。本年度蜂胶相关的中文论文数量较往年有小幅度的下降。

2 蜂胶生物学活性研究进展

蜂胶具有多种生物学活性,围绕蜂胶生物学活性相关研究一直都是国内外研究者关注的热点。2021 年围绕蜂胶的抗氧化与抗炎、抗微生物与寄生虫、抗肿瘤、新冠肺炎治疗、血糖调节及抗糖尿病、保护脏器等生物学活性方面的研究有很多新发现、新进展。

2.1 抗氧化与抗炎活性

蜂胶因含有大量黄酮类、酚酸类物质而具有良好的抗氧化作用,从而达到抗炎效果。Wahyuni 等[1]研究发现,蜂胶可以通过去除活性氧和抑制处理细胞中CYP2E1 的表达来对抗4-氨基联苯诱导的氧化性DNA 损伤。Park等[2]评估了山竹和蜂胶提取物(MAEC)对牙龈炎和初期牙周炎的临床和免疫学疗效,发现8 周后试验组的IL-6 降低,MMP-9 升高,表明口服MAEC 有可能在临床和免疫学上减少牙龈炎和初期牙周炎患者的牙龈炎症。Conte等[3]研究发现,每天服用蜂胶可以改善抗逆转录病毒疗法(ART)下无症状HIV/AIDS 感染者的免疫反应并降低炎症状态。Ferreira 等[4]研究发现绿蜂胶中的baccharin 通过抑制细胞因子和类二十烷酸的产生直接影响炎症,而对香豆酸可能通过刺激体内调节效应物的产生对炎症产生直接和间接的影响。Rivera-Yanez 等[5]对蜂胶黄酮类成分对抗光老化和银屑病的机制进行总结,认为蜂胶中黄酮类成分可以通过调控各炎症因子的产生,发挥抗氧化活性,提高SOD、CAT 水平,降低GSH 水平,减轻光老化和银屑病症状。

2.2 抗微生物、寄生虫活性

蜂胶具有很好的抗微生物活性,对细菌、真菌的生长均有良好的抑制作用,同时也具有良好的抗寄生虫活性。Sthli 等[6]研究了市售的巴西蜂胶和欧洲蜂胶的乙醇提取物(EEP)对与龋齿、牙周病和念珠菌感染相关的微生物物种的抗菌活性,发现巴西EEP 对微生物的抑制作用较强,欧洲EEP 的抗微生物活性略低于巴西EEP。Vic等[7]研究了来自罗马尼亚中部的5 种蜂胶水提取物对淋病奈瑟菌(NG)的抗菌活性,结果表明所有蜂胶样品都具有抗菌活性,包括对耐药菌株。Santos 等[8]研究了巴西红蜂胶的抗真菌活性,结果首次发现巴西红蜂胶在实验性副球孢子菌病中具有4 种保护机制:激活中性粒细胞;发挥直接抗真菌作用;防止真菌传播和控制过度炎症过程。Grecka 等[9]评估了常用退热剂和防腐剂与蜂胶乙醇提取物(EEP)的联合作用对金黄色葡萄球菌的生长抑制作用,结果表明,所有研究的解热剂(阿司匹林、布洛芬和对乙酰氨基酚)与EEP 样品之间存在相互协同作用;而在考虑防腐剂(氯己定、奥替尼定二盐酸盐和2-苯氧乙醇)的情况下,仅在2-苯氧乙醇上证实了正相互作用,其他两种药物与所有EEP样本的组合都产生了拮抗作用。Vadillo-Rodríguez 等[10]探究了蜂胶与革兰氏阳性和革兰氏阴性菌的相互作用模式,发现蜂胶的初始作用机制很可能是结构性的,这是由于不同蜂胶成分与细菌细胞壁结构之间的充分相互作用所致。Alotaibi 等[11]测试了温带蜂胶样品的乙醇提取物对三种布氏锥虫的作用,结果表明温带蜂胶能够产生多种具有抗锥虫活性的化合物。Silva 等[12]通过体外和体内研究证明了巴西红蜂胶具有对抗曼氏链球菌感染的潜在驱虫特性。

2.3 抗肿瘤活性

蜂胶具有良好的抗肿瘤活性,也是蜂胶一直以来备受人们关注的生物活性之一,近年来对蜂胶抗肿瘤活性的报道大部分都有了相关机制的研究。Zingue 等[13]研究发现喀麦隆蜂胶通过细胞凋亡的内在途径表现出抗乳腺肿瘤作用,能够降低乳腺肿瘤发生率、减轻肿瘤负荷。Li 等[14]研究了蜂胶在脂多糖刺激的炎症微环境中对人乳腺癌MDA-MB-231 细胞的作用,结果表明,蜂胶通过靶向糖酵解的关键酶来抑制炎症微环境中MDA-MB-231 细胞的增殖。Rodrigues 等[15]从绿蜂胶中分离出3 种异戊二烯化合物:Artepillin C、Drupanin 和Baccharin,并通过与不同氨基酸的偶联反应合成新的衍生物,评估了它们对癌细胞和正常细胞的细胞毒性,结果表明来自巴西绿蜂胶的化合物具有抗肿瘤活性,可以选择性抑制在激素依赖性前列腺和乳腺肿瘤中过度表达AKR1C3 酶。Tao 等[16]研究发现,中国蜂胶通过调节上皮间充质转化抑制人胰腺癌细胞系Panc-1 的迁移,激活Hippo 通路发挥抗胰腺癌作用。Aldana-Mejía等[17]研究发现,从巴西红蜂胶中分离出的11种化合物中,medicarpin 显示出对宫颈癌HeLa细胞系具有选择性细胞毒作用。

蜂胶与临床药物的组合为提高疗效或减少不良反应提供了一种有前景的策略。Alsherbiny 等[18]确定了治疗乳腺癌的标准药物多柔比星(DOX)与澳大利亚蜂胶提取物(AP-1)之间的协同作用,并强调了乳腺癌细胞中AP-1 和DOX 与AP-1 抗癌代谢物之间相互作用的关键分子途径。Sameni 等[19]研究了5-氟尿嘧啶和蜂胶对小鼠模型中结直肠癌的综合影响,结果表明蜂胶提高了5-氟尿嘧啶的效率,可以考虑作为结直肠癌的辅助治疗药物。

2.4 新冠肺炎治疗

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是由严重急性呼吸综合征冠状病毒-2(SARS-CoV-2)引起的全球大流行疾病。到目前为止,还没有治疗这种疾病的特效药。而蜂胶具有免疫调节、抗炎、抗病毒等多种生物学活性,有研究人员认为蜂胶可能是COVID-19 潜在的治疗药物。Fatriansyah 等[20]通过分子对接和动力学模拟,研究蜂胶苏拉比林α 抑制SARS-CoV-2 病毒的活性,结果表明,如果使用一种新的受体SARS-CoV-2 结构,苏拉西比素α 有可能作为一种替代抑制剂。Sahlan 等[21]通过分子对接分析苏拉威西蜂胶化合物与SARS-CoV-2 主蛋白酶的相互作用谱,结果表明glyasperin A 和broussoflavonol F 的结合亲和力以及与催化位点的His 41 和Cys 145 相互作用能力都较好,是COVID-19的潜在候选药物。Kosari 等[22]研究发现,含有蜂胶和莨菪提取物的糖浆在改善COVID-19 疾病的体征和症状方面起到有益作用,可减少胸痛、发烧、头晕、头痛、腹痛和腹泻等症状。Yosri 等[23]通过分子对接研究发现蜂胶衍生物与多种SARS-CoV-2 蛋白具有高结合亲和力,药物相似性参数也证明了蜂胶具有作为对抗COVID-19 的有效药剂的潜力。Silveira 等[24]通过临床研究证明在标准护理程序中添加蜂胶可为COVID-19 患者带来临床益处,尤其是可缩短住院时间。

2.5 血糖调节及抗糖尿病活性

蜂胶具有良好的血糖调节和抗糖尿病活性,服用蜂胶也被广泛用于糖尿病的辅助治疗。Watanabe 等[24]研究发现,巴西绿蜂胶的一个主要成分baccharin 通过激活PPARγ 促进脂肪细胞分化,对葡萄糖代谢紊乱(如2 型糖尿病)具有降血糖作用。Cardinault 等[26]研究发现,杨树型蜂胶提取物粉末补充剂减少了高脂肪介导的体重增加和肥胖指数,改善了葡萄糖稳态。Nna 等[27]研究发现,马来西亚蜂胶可减轻糖尿病肾病症状,并且与二甲双胍的联合治疗效果良好。

2.6 保护人体器官

Silveira 等[28]研究发现,巴西绿蜂胶治疗减少了肾和肺组织中末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记阳性细胞的数量,并保护了肾线粒体的形态,为巴西绿蜂胶在脓毒症的临床应用提供了理论依据。Laaroussi 等[29]研究发现单独或联合使用蜂胶或蜂蜜提取物治疗可预防庆大霉素给药引起的变化,并改善肝肾功能。Khaled 等[30]研究发现,蜂胶提取物显著减弱了肺和肝组织中的氧化应激,并通过激活Nrf2/HO-1 信号传导对尼古丁诱导的肺和肝损伤表现出保护潜力。Ruiz-Hurtado 等[31]在小鼠模型中评估墨西哥蜂胶对吲哚美辛诱导的胃溃疡的胃保护活性,结果表明,蜂胶乙醇提取物通过其抗氧化活性和抗炎作用显示出胃保护作用,并通过维持黏膜含量和PGE2 水平来促进溃疡保护。

3 蜂胶质量控制研究进展

蜂胶的质量控制一直是蜂胶领域的研究重点,本年度又有了许多新的研究进展。

3.1 蜂胶化学成分研究

蜂胶的化学成分十分复杂,来自不同地方的蜂胶,由于胶源植物的差异,蜂胶化学成分具有多样性。Vieira de Morais 等[32]通过LC-ESI-QTOF-MS/MS 检测巴西红蜂胶,初步鉴定出了32 种酚类化合物,其中有13 种是首次在巴西红蜂胶中发现,包括4 种黄酮、1 种黄烷醇、2 种黄酮酮、2 种查尔酮和4 种异黄酮物质。Naik 等[33]通过GC-FID 对约旦蜂胶的脂肪酸组成进行分析,发现经过正己烷提取得到蜂胶提取物中含有不同种类的脂肪酸,鉴定出的主要脂肪酸有棕榈酸、油酸、花生酸、硬脂酸、亚油酸、辛酸、木质素酸、顺-11,14-二十碳二烯酸、棕榈油酸、顺-11-二十碳酸、α-亚麻酸、顺-13,16-二十二碳酸等。Alanazi 等[34]利用LC-MS 和HPLC-ELSD 检测沙特阿拉伯蜂胶的化学成分和光谱特征,得到两种主要活性成分:非瑟酮醇和阿魏酸。Popova 等[35]对非洲无刺蜂(Meliponulaferruginea)蜂胶的化学成分采用GC-MS 分析,发现主要为萜类化合物(二萜和三萜),但在物质种类和含量上具有差异,说明非洲无刺蜂对用于筑巢和防御的树脂来源没有严格的偏好,故蜂胶化学成分呈现多样性。Surek 等[36]从非洲化蜜蜂蜂胶中检测出63 种化学成分,对肿瘤细胞具有选择性的细胞毒性作用,对阿霉素和庆大霉素有干扰作用。Oliveira 等[37]通过GC-MS 和GC-FID 对巴西帕拉州东北地区的蜂胶挥发性化合物进行了检测,化合物以倍半萜和碳氢化合物为主,其中α-古巴烯和β-石竹烯的含量分别为8.20%~22.19%和6.20%~21.7%。

除了蜂胶中新成分的发现,也有许多研究报道不同地理来源的蜂胶的鉴定方法。Bhuyan等[38]利用超高效液相色谱结合四极杆高分辨率飞行质谱(UPLC-qTOF-MS)和化学计量学对来自澳大利亚、巴西和中国的蜂胶样品进行代谢组学分析,发现了67 个可用于区分的关键代谢物,属于7 个主要化学类目,包括黄酮类、三萜类、酸类衍生物、二苯乙烯类、甾类衍生物、二萜类和其他化合物。Touzani 等[39]通过高效液相色谱-光电二极管阵列检测器(HPLC-PDA)测定巴勒斯坦蜂胶和摩洛哥蜂胶的化学成分,以及评价两种蜂胶的抗氧化和抗菌活性。结果显示,巴勒斯坦蜂胶的肉桂酸含量高于摩洛哥蜂胶,且二者抗菌和抗氧化活性较好,这归功于较高的总酚和黄酮醇含量。Soos 等[40]用电感耦合等离子体光学发射光谱(ICP-OES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析36 种元素,建立了一个包括252 个匈牙利蜂胶样品的元素组成信息的数据库,有助于探究蜂胶的地理识别方法。Stavropoulou 等[41]建立UHPLC-HRMS 方法比较希腊和中国蜂胶提取物的化学特征,发现希腊蜂胶中含有的槲皮素、二甲基槲皮素等黄酮类物质,阿魏酸、咖啡酸酯等芳香类化合物与杨树型蜂胶具有一致性。中国蜂胶具有杨树型蜂胶的特征化合物,希腊蜂胶具有地中海蜂胶的特征化合物——萜类物质。Okinczyc 等[42]采用UPLC-DAD-MS 检测19 种欧亚蜂胶(主要来自俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、波兰、乌克兰和斯洛伐克)的成分;根据标记化合物将19 种蜂胶分为白杨树型、山杨树-桦树型、山杨树-白杨树型、山杨树-桦树-白 杨 树 型。Stavropoulou 等[43]利 用HPTLC 和NMR 方法探索希腊蜂胶提取物的代谢谱。观察到岛屿组Ⅰ以黄酮类化合物为特征,希腊大陆组Ⅱ以萜类化合物为特征,希腊大陆组Ⅲ以黄酮类化合物和/或萜类化合物含量较低为特征。另外,根据核磁共振多元统计分析(PCA,OPLS-DA),观察到来自岛屿(组I)和希腊大陆(组II,组III)的两个单独蜂胶簇,证明它们的地理来源不同。

3.2 提取方法和检测方法的新应用

提取方法的优化,是蜂胶有效成分得以利用的重要前提。Suran 等[44]采用非水溶剂聚乙二醇提取蜂胶,对比乙醇提取物,发现提取率和总酚含量相似,抗菌性和抗氧化活性强度相差不大,而且非水溶剂聚乙二醇更为安全,可以在一定程度上替代乙醇。Dos Santos 等[45]采用水溶性的离子液体和低共熔溶剂为红蜂胶的提取溶剂,可获得较高的总黄酮含量,且抗氧化和抗菌性能较好。Soos 等[40]在聚四氟乙烯(PTFE)容器中使用小石英瓶,利用微波辅助提高了匈牙利蜂胶的提取率。Yu 等[46]提出低温辅助均质液-液萃取蜂胶中多种酚类化合物的高通量样品制备方法。在这种高通量的方法中,样品阵列的HLLE 可在5 min 内完成,每个样品的平均制备时间大大缩短;与传统的液体萃取相比,高通量萃取法能减少样品用量和化学试剂的用量。

检测方法是蜂胶成分和活性分析的重要支撑。Lima 等[47]采用近红外(NIR)和中红外(MIR)光谱预测巴西红蜂胶的酚类成分、总黄酮、没食子酸、山柰酚、邻苯二酚和槲皮素成分。该方法快速、简便,可同时进行红蜂胶的9 种质量指标分析,避免传统色谱和分光光度法测试的烦琐程序。Papp 等[48]采用便携式光电鼻子技术检测匈牙利蜂胶的抗真菌活性,准确性高达95%以上,有助于快速选择有效的抗真菌蜂胶样品。

3.3 蜂胶植物来源的研究

King 等[49]研究了澳大利亚蜂胶的植物来源,发现它们起源于鳞籽莎属(Lepidosperma species)和坡柳属(Dodonaea humilis)植物。Aldana-Mejia 等[50]利用HPLC-UV 检测和定量巴西红蜂胶的酚类化合物,发现主要植物源是黄檀属植物Dalbergia ecastaphyllum,包含甘草素、毛蕊异黄酮、异甘草素、刺芒柄花素、vestitol、新雌二醇、美迪紫檀素、鹰嘴豆芽素A 和7-O-methylvestitol 等9 种标志性成分。

3.4 蜂胶残留物和工业污染分析

随着各国对生态环境的重视和绿色友好可持续的发展要求,需要考虑工业生产加工过程对蜂胶产品的影响。Ikeda 等[51]研究发现,从工业生产加工产生的蜂胶残留物中提取的精油,具有抗菌和抗氧化活性,可以取代抗生素和合成抗氧化剂,作为天然抗菌/抗氧化添加剂用于生猪生产。Matuszewska 等[52]采集了波兰中西部的蜂胶,采用ICP-MS 和ICP-OES定量检测了蜂胶中24 种元素(包括Ca、K、Mg、Na、P 和S 等常量元素和Co、Cu、Fe、Mn、Mo、Se 和Zn 等微量元素),发现与其他文献中报道的巴西和西班牙收集的蜂胶相比,受到的污染更小,这可能反映了波兰中西部的环境状况较好。

4 蜂胶的应用研究

蜂胶具有抗氧化、抗菌、抗炎等广泛的生物学活性,在医疗、伤口愈合、食品、口腔健康等领域有着广泛的应用。

4.1 蜂胶在医疗上的应用

Arguelles 等[53]研究发现中国蜂胶具有抑制新型隐球菌的活性,蜂胶与鼠尾草酸以1﹕4的比例混合时可协同杀菌。Martin 等[54]在治疗异位性皮肤炎的冷霜中添加蜂胶,体外实验中发现34~120 ng/mL 的绿色蜂胶提取物降低了LPS 诱导的巨噬细胞炎症模型中TNF-α 的水平,体内实验显示添加蜂胶降低了疾病的严重程度。

随着制备纳米材料技术的发展和功能开发,越来越多的新型纳米材料在众多领域中得到广泛的应用。蜂胶与纳米材料结合已被证明具有更好的生物性能,应用范围更广。Thammasit 等[55]为改善蜂胶低水溶性同时提高生物利用度,制备了一种新型的负载蜂胶的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒子(PBCA-NP)。它能够通过体外血脑屏障模型,可被细胞内化并在单层细胞中转运。PBCA-NP 可有效降低新型隐球菌在动物模型中的毒性,提高存活率。

金黄色葡萄球菌作为常见的眼部病原体,有可能感染结膜、泪管和角膜等外部组织。Ulag 等[56]采用静电纺丝技术,制备了聚乙烯醇(PVA)/ 明胶(GEL)/ 蜂胶(Ps)生物相容性纳米纤维贴片后,证实其对金黄色葡萄球菌有抗菌活性,有潜力用于角膜炎治疗。

Botteon 等[57]设计了含有巴西红蜂胶提取物的金纳米颗粒(AuNPs)并评估了它们的结构特性及其对抗微生物和癌细胞的潜力。AuNP二氯甲烷和AuNP 环己烷对测试的所有菌株均表现出抗菌活性,表明它们作为抗菌药物治疗传染病的有效性。二者对膀胱癌细胞(T24 细胞)和前列腺癌细胞(PC-3 细胞)均显示具有抗真菌活性和剂量依赖性的细胞毒活性。

蜂胶体内的有效输送可能受到萃取物的粘性和树脂性质的阻碍。Refaat 等[58]优化了运载埃及蜂胶的脂质体配方,得出脂质体摩尔浓度60 mM、胆固醇百分率20%、载药量为5 mg/mL 时对目标细胞的传递增强和细胞对蜂胶的摄取提高。

(未完待续)

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