中国蜂胶胶源植物研究

王雪++罗照明++张红城等

摘要：蜂胶的主要成分是树脂，因此树脂来源决定了蜂胶的理化性质，最终影响蜂胶功效。采集了杨属植物中毛白杨、钻天杨、河北杨、小叶杨、加拿大杨、青杨、欧洲黑杨、中华红叶杨、大青杨、响叶杨等10种杨树的树芽，松科植物中白皮松、华山松、美人松、油松、雪松分泌的树脂，另外还有来自杨柳、桦树的树芽，通过HPLC-DAD方法对以上各种树脂进行分析，将得到的液相图谱与中国蜂胶的指纹图谱进行对比，发现中国蜂胶的指纹图谱与杨属黑杨派中欧洲黑杨与美洲黑杨的杂交品种——加拿大杨的树芽分泌物（即芽脂），无论在多酚类化合物种类还是各成分含量上都非常相似。因此，中国蜂胶的胶源植物是欧洲黑杨及其杂交品种——加拿大杨。

关键词：蜂胶；树脂；胶源植物；加拿大杨

中图分类号： S896.6；S897文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0385-07

收稿日期：2014-12-09

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2011BAD33B04）。

作者简介：王雪（1989—），女，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：917688016@qq.com。

通信作者：张根生，硕士，教授，研究方向为食品科学。E-mail：zhgsheng@163.com。蜂胶是工蜂采集植物幼芽或其他组织部位分泌的树胶，并混入蜂蜡、花粉和自身分泌物等物质而得到的一种具有特殊芬芳味的黏性物质[1]。蜂胶化学成分复杂，其中大部分成分来自树脂，不同植物来源的树脂会使其化学成分有所差异，并最终影响其功效[1-3]。目前可用3种方法鉴定蜂胶的植物来源，分别是蜜蜂行为学观察、胶源植物碎片形态学观察、蜂胶与植物化学组分比较。已知的蜂胶胶源植物有杨属、酒神菊属、桦木属、黄檀属、柏科、克鲁西亚属、血桐属等，不同植物来源的蜂胶存在一定地域差异[4-5]。杨树型蜂胶主要来自欧洲、北美洲、亚洲、大洋洲等地，胶源植物是欧洲黑杨[6-7]；巴西绿蜂胶的胶源植物是酒神菊属植物[8]；俄罗斯的蜂胶是桦树型[9]；古巴、巴西、墨西哥的红蜂胶胶源植物是黄檀属植物[10]；来自希腊和意大利的蜂胶属于地中海型，胶原植物是柏科[11]；古巴和委内瑞拉地区的蜂胶属于克鲁西亚型，胶源植物是书带木属（Clusia）植物[12-13]；太平洋区域的蜂胶则来自于血桐属植物[14-15]。中国地域广阔，植物种类繁多，因而中国蜂胶成分复杂，蜂胶植物来源多样。目前一般认为中国蜂胶的植物来源是杨属植物，也有研究者提出松树、柳树、桦树等植物也可能是蜂胶来源[16-17]。然而目前缺少对中国蜂胶胶源植物的系统研究，例如中国蜂胶是采自单一植物还是几种植物、采自不同省份蜂胶的胶源植物是否存在差异，这些问题尚没有定论。本研究采用高效液相色谱-二极管陈列检测器（HPLC-DAD）方法，从化学组分上分析中国蜂胶和植物树脂的差异，旨在找出中国蜂胶的胶源植物。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1样品5种杨树芽采自北京植物园内加拿大杨（Populus canadensis Moench）、钻天杨（Populus nigra varitalica）、毛白杨 （Populus tomentosa Carr）、河北杨（Populus hopeiensis Huet Chow）、小叶杨（Populus simonii Carr），另外3种杨树芽采自江苏省泗阳县杨树博物馆内欧洲黑杨（Populus nigra L.）、青杨（Populus cathayana）、中华红叶杨（Populus deftadides），而大青杨（Populus ussuriensis）、响叶杨（Populus adenopoda Maxim）的杨树芽来自伊春小兴安岭植物园。5种松树树脂采自北京植物园内白皮松（Pinus bungeana Zucc）、华山松（Pinus armandii Franch）、美人松（Pinus sylvestris var. sylvestriformis）、油松（Pinus tabulaeformis Carr）、雪松（Cedrus）。柳树芽、桦树芽采自北京植物园垂柳（Salix babylonica L.）、桦树（Betula）。

1.1.2试剂3，4-二羟基苯甲醛、香草酸、 咖啡酸、香兰素、p-香豆酸、阿魏酸、异阿魏酸、苯甲酸、3，4-二甲氧基肉桂酸、肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、咖啡酸苯乙酯、肉桂酸肉桂酯、短叶松素、槲皮素、山姜素、山奈酚、芹菜素、异鼠李素、松属素、柯因、高良姜素来自Sigma公司；亚桂皮乙酸、咖啡酸卞酯来自Funakoshi公司；短叶松素-3-乙酸酯、球松素、柚木柯因来自BioBioPha公司；p-香豆酸卞酯、5-甲氧基短叶松素是笔者所在实验室从蜂胶中收集获得的。

1.1.3主要仪器与设备Milli-Q Intergral纯水/超纯水一体化系统，美国Merk Millipore公司；AL204型分析天平，梅特勒-托利多（上海）仪器有限公司；KQ-50DB型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；TDL-5 型低速离心机，上海安亭科学仪器厂；微量移液器，德国Eppendorf公司；HZS-H型水浴摇床，哈尔滨市东明医疗仪器厂；LC-6AD高效液相色谱仪[配有二极管阵列紫外检测器（PDA）、SIL-自动进样器、CTO-10A柱温箱、LCsolution数据处理系统]，日本岛津公司。

1.2方法

1.2.1植物树脂的处理称取0.5 g各种杨树芽及松树树脂、柳树芽、桦树芽于10 mL容量瓶中，用75%乙醇溶液定容到10 mL。超声3 h，功率100 W，温度25 ℃。超声后，在40 ℃、100 r/min水浴摇床中提取12 h。离心收集提取液，0.22 μm微孔膜过滤，待用；上样前稀释6倍。

1.2.2加拿大杨芽脂的处理采集加拿大杨的树芽，用镊子把分泌在芽表面的红色芽脂剥下收集，即为加拿大杨芽脂。按照“1.2.1”节中的方法提取芽脂。

1.2.3HPLC色谱条件HPLC条件：Shim-Pack PREP-ODS （250 mm×4.6 mm，5 μm）色谱柱；柱温箱温度35 ℃；检测波长280 nm；进样量10 μL；流动相：B相为甲醇（0.1%乙酸），A相为水（0.1%乙酸），梯度洗脱程序如下：0 ～25 min，22%～36%B；25 ～55 min，36%～52%B；55 ～90 min，52%～63%B；90 ～115 min，63%～70%B；115 ～135 min，70%～75%B；135 ～150 min，75%～80%B；流速为 1 mL/min。

2结果与分析

2.1中国蜂胶醇提物的HPLC指纹图谱

蜂胶含有约55%树脂、30%蜂蜡、10%挥发性油、5%花粉等[1]。蜂胶中超过一半的成分是树脂，所以其成分差异主要是由不同植物来源的树脂造成的。树脂是由植物特定组织合成分泌、具有重要生理活性的一类物质，包含挥发、非挥发2大部分，有萜烯类和酚类2种类型[18]。萜烯类树脂中的挥发性成分较多，主要是单萜、倍半萜；不挥发成分是二萜、三萜及其聚合物。萜烯类树脂一般由松柏科植物分泌，但也广泛分布在被子植物中。酚类树脂中的非挥发性成分占主导地位，主要是黄酮类，挥发性成分是酚酸和酯类，常出现于被子植物中，且与萜烯类物质一起分泌在植物幼嫩的部位上[18]。

本研究采用的中国蜂胶指纹图谱来自笔者所在实验室前人的研究结果[19]。在全国25个省（市、自治区）采集了105个蜂胶毛胶样品，通过HPLC-DAD方法得到每个样品的紫外图谱，运用中药色谱指纹图谱相似度评价系统软件计算得到中国蜂胶的指纹图谱（图1-A），标准品图谱见图1-B。试验结果表明，中国蜂胶的化学成分主要是咖啡酸、p-香豆酸、3，4-二甲氧基肉桂酸等酚酸及相应的酯类和短叶松素、松属素、柯因、高良姜素等黄酮类物质[19]。这些成分与酚类树脂中的化学成分相似，因此中国蜂胶的胶源植物应该是富含酚类树脂的植物，而不是分泌萜烯类树脂的植物。

2.2各种植物树脂的HPLC图谱

2.2.1松树树脂、杨柳芽、桦树芽醇提物的HPLC图谱由图2可见，保留时间短的是酚酸类等极性大的物质，保留时间长的是黄酮和一些酯类物质。由图1、图2可见，松树树脂的醇溶性成分少，而蜂胶醇提物中富含大量的酚酸、黄酮，二者差别很大。除雪松外，另4种松树树脂醇提物HPLC图谱中

前3个较大的峰都相似，说明它们是3种相同的酚酸类物质；通过比较蜂胶中酚酸类物质的保留时间和DAD紫外光谱图，表明蜂胶中并不具有这3种酚酸类物质。白皮松和雪松树脂中黄酮及酯类成分较多，但与蜂胶中的成分并不一样。运用图谱相似度评价系统软件得出，各种松树树胶与蜂胶醇提物的相似度均低于0.1，进一步说明中国蜂胶与松树树脂的成分相差大。此外，松属植物的树脂属于萜烯类[18]，而中国蜂胶的化学组分与酚类树脂相似。因此，中国蜂胶的植物来源并不是松属植物。

另外，垂柳芽醇提物中的酚酸类成分较多，基本不含黄酮；而桦树芽中同时含有酚酸和黄酮，但明显与蜂胶中各物质的保留时间不同。运用图谱相似度评价系统软件得出，中国蜂胶与杨柳、桦树的相似度也都低于0.1。有人认为中国蜂胶可能来自柳树、桦树的树脂[19]，通过本试验结果（图2）可知，柳树和桦树的树脂成分与中国蜂胶存在差异，说明它们并不是中国蜂胶的胶源植物。

2.2.2杨树芽醇提物HPLC图谱杨树是杨柳科杨属植物落叶乔木的统称，是世界上广泛栽培的重要造林树种之一[20]。杨树种类非常多，分为黑杨派、白杨派、青杨派、胡杨派、大叶杨派[21]。杨树嫩芽中富含酚类树脂，为次级代谢产物，可保护嫩芽免受虫害和恶劣气候的伤害[22]。我国杨树资源丰富，现已成为世界上杨树人工林面积最大的国家，在 20°～54°N、80°～134°E，海拔3 800m以下的地区均有杨树生长[23]。如图3所示，杨属中9种杨树芽的酚酸和黄酮种类都相对较多。它们虽然同属于杨属，但是不同种间的树芽醇提物具有很大差异。中华红叶杨属于黑杨派中人工培育的杂交品种，其芽中多酚类物质比较齐全，与蜂胶的指纹图谱相似度高达0.812。这可能是由于中华红叶杨树芽醇提物中有3个大峰与蜂胶中的接近，对相似度贡献度大造成的，实际上蜂胶与中华红叶杨芽脂的化学成分还是有一定差异。同属于黑杨派的钻天杨、欧洲黑杨、响叶杨，与蜂胶的相似度分别为 0.518、0.595、0.706，其酚酸类物质较多。属于白杨派的毛白杨和属于青杨派的青杨、大青杨中的黄酮及酯类物质多，它们与蜂胶的相似度分别是0.201、0.569、0.737。在保留时间 90 min 以前，白杨派的杂交品种——河北杨的酚类物质很多，其与蜂胶的相似度为0.326。属于青杨派的小叶杨中酚类物质很少，与蜂胶的相似度仅为0.097。综上，虽然这几种杨树芽醇提物与中国蜂胶的指纹图谱有一定差异，但与松树树脂、杨柳芽及桦树芽的醇提物相比，相似度都更高。其中黑杨派和青杨派中的响叶杨和大青杨的树芽醇提物与蜂胶指纹图谱最为接近，说明中国蜂胶很可能来自杨属黑杨派或青杨派中杨树的树芽。

图4是黑杨派中加拿大杨（以下简称加杨）树芽乙醇提取物及树芽芽脂的HPLC色谱图。图5为加杨树芽和树芽分泌的芽脂，在加杨树芽表面发现有一种红色的树脂分泌出来，即加杨芽脂，它具有和蜂胶相似的芬香气味及黏性。从图4可见，黑杨派的杂交品种——加杨芽脂与蜂胶的指纹图谱（图1-a）最相近，无论在物质种类上，还是各物质含量上都很相近，相似度高达0.814；而树芽醇提取物组分与蜂胶在成分种类和含量上也基本相似，相似度为0.724。这个差异可能是在人工提取杨树芽树脂的过程中，破坏了芽的细胞结构，导致其他非芽脂成分流出，而在自然条件下的杨树芽脂中是不存在这个物质的。蜜蜂在采集蜂胶时也是采集杨树芽表面分泌的树脂，而不会破坏杨树芽上皮细胞的结构。因此，蜂胶和加杨的芽脂成分最为一致。

2.3各种杨树芽醇提物中多酚类成分的定量

通过标准品建立标准曲线，对以上10种杨树的芽及加杨芽脂的醇提物成分进行定量分析。由表1可以看出，不同种类杨树芽醇提物在多酚类成分种类及含量上有很大差异，其中钻天杨、加杨、欧洲黑杨的多酚种类较多，含量也较高；而毛白杨、中华红叶杨、响叶杨的多酚种类少，毛白杨、中华红叶杨的多酚含量低。总体而言，杨树芽醇提物总黄酮含量较高，尤其是响叶杨、大青杨。杨树芽加杨芽脂的种类最丰富，总酚酸、总黄酮含量分别为135.98、153.92 mg/g，也是所有杨树芽醇提物中最高的，与蜂胶成分最接近。从组成成分上也可以看出，加杨芽脂是一种酚类树脂，也与中国蜂胶的成分吻合。

许多研究认为，温带地区蜂胶的植物来源是欧洲黑杨[19]。我国欧洲黑杨很少，仅在阿尔泰地区有天然林分布[21]。加拿大杨是欧洲黑杨和美洲黑杨的杂交品种，原产于美洲，19世纪中叶引入我国。我国采集蜂胶的蜂种主要是20世纪初引入的意大利蜜蜂（以下简称意蜂），其起源于欧洲，主要以欧洲黑杨作为胶源植物。近代引入我国的意蜂，可能还没有适应采集我国本土杨树品种的树脂，如毛白杨、钻天杨等，只能采集欧洲黑杨及其杂交品种——加拿大杨的树脂。此外，加杨生长范围广[20]，除广东、云南、西藏等地外，各省（区）均有引种栽培，这就为意蜂提供了充足的树脂来源。总之，由于欧洲黑杨在我国分布很少，意蜂引入我国后，可能自然选择了欧洲黑杨的杂交品种——加拿大杨作为其蜂胶的植物来源。

世界范围内的蜂胶具有多种植物来源。中国植物种类繁多，除杨属外，还生长着其他种类的胶源植物。因此有人认为中国蜂胶来源于多种胶源植物，笔者认为不存在这种情况。首先中国蜂胶的所有成分基本能和加杨芽脂的成分一一对应，含量比例也一致；其次，虽然采集到的某些树脂中个别成分与蜂胶的一些成分一致，但是这些成分是随机出现的，并且零星分布在树脂中[18]，并不能说明蜂胶来自这些树脂，只有与蜂胶成分完全对应才行；再次，假如中国蜂胶来源于多种植物，那么全国范围内不可能每一处都同时生长着加杨和其他胶源植物，肯定存在一些地区蜜蜂只能采集其他胶源植物的树脂，但在本研究收集的样品中并没有发现化学成分与加杨表1各种杨树芽醇提物中多酚类化合物含量芽脂存在很大差异的蜂胶[19]；最后，市场上蜂胶产品的原料来源比本研究收集的样品更广泛，具有非常大的代表性，笔者在分析北京地区市售的18个品牌蜂胶产品成分时，发现蜂胶产品的成分与加杨芽脂成分一致[24]，并不存在其他胶源植物树脂的特征成分。因此本研究认为，中国蜂胶的胶源植物是来自欧洲的黑杨及其杂交品种加拿大杨。

3结论

本研究将松属植物、垂柳、桦树及不同杨树树脂的醇提物高效液相图谱与中国蜂胶指纹图谱进行比较，发现中国蜂胶的化学成分无论在种类还是相对含量上都与加拿大杨树的芽脂相似，因此认为中国蜂胶的胶源植物是来自欧洲的黑杨及其杂交品种加拿大杨。

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