蜂花粉保健功能及产品开发研究进展

2019-06-03 03:48梁倩倩陈希平崔昭伟李银霞李顺祥
食品与机械 2019年4期
关键词:蜂花粉油菜小鼠

郑 慧 梁倩倩 陈希平 崔昭伟 李银霞 李顺祥 杨 勇

(1.湖南中医药大学药学院食品药品工程系,湖南 长沙 410208;2.湖南省中药活性物质筛选工程技术研究中心,湖南 长沙 410208)

蜂花粉作为蜜蜂为农作物授粉的副产物之一,是蜜蜂从显花植物花蕊中采集到的花粉(植物的雄性细胞),经蜜蜂加入花蜜及其唾液混合而成的一种不规则的扁圆形团状物[1]。中国是世界上认识和应用花粉最早的国家,药食兼用的历史至少可追溯到2 000年前,《神农本草经》《唐本草》《本草纲目》等古籍中均有蜂花粉的应用记载。初期,国内外学者[2-4]对蜂花粉的研究多集中于蜜蜂发育特点、信息交换特性和生活环境等生物学相关方面。近年来依托丰富的蜂花粉资源,同时随着蜂箱取粉设备的开发应用,对蜂花粉食用性研究更加广泛、深入。

中国是世界养蜂大国,蜜粉源植物资源丰富、花期漫长,蜂花粉品种较多,近两年年产量在4 500 t左右[5]。目前,在中国蜂花粉可作为普通食品进行生产、销售和管理,产品开发门槛相对较低。故随着近年来蜂花粉保健功能及其作用机制的进一步研究,相关产品的开发热度也日益升温。但同时其细胞壁坚硬、致敏、口感等问题又制约其开发应用,至今中国的蜂花粉加工利用率低,产品多为初加工,产品附加值低,蜂花粉资源优势还远远未体现出来。本文在查阅大量文献的基础上,对蜂花粉的保健功能、开发中存在的问题、相关产品开发现状及技术储备状况进行了阐述,以期为蜂花粉的开发利用提供依据和参考。

1 蜂花粉的保健功能

1.1 增强免疫

El-Bialy等[6]研究发现蜂花粉能够恢复正常中性粒细胞与淋巴细胞比例,增加中性粒细胞吞噬活性、淋巴细胞增殖能力和谷胱甘肽(GSH)含量,降低脾脏H2O2水平,维持NO的正常生成,使大鼠的免疫保护作用升高。Wang等[7]研究发现蜂花粉可提高肉鸡免疫器官的重量及指数,促进中枢免疫器官胸腺的早期发育,增强脾的免疫应答反应,延缓腔上囊退化。目前蜂花粉免疫增强的研究多集中在蜂花粉多糖成分上[8-10]。其中,吴盼盼等[10]研究发现油菜蜂花粉多糖可显著提高小鼠免疫活性,且纯化后对免疫抑制小鼠的血清免疫球蛋白G(IgG)水平、脾脏指数及胸腺指数分别比粗品增加了9.38%,10.86%,11.35%。

1.2 抗氧化

Rzepecka-Stojko等[11]报道了蜂花粉黄酮、多酚类组分具有较高的抗氧化性。孙丽萍等[12]研究发现蜂花粉黄酮醇苷能够明显降低脂质过氧化小鼠肝组织和血清中丙二醛(MDA)的含量,提高小鼠超氧化物酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC),降低小鼠肝组织细胞脂质过氧化的速度,对CCl4所致的肝线粒体脂质过氧化损伤有明显保护作用。并通过体外抗氧化分析发现其苷元成分的抗氧化活性强于蜂花粉黄酮醇。Zhang等[13]研究发现油菜蜂花粉及其乙醇提取物均能显著降低意大利腊肠的MDA,提高SOD、过氧化氢酶(CAT),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及T-AOC,从而改善氧化稳定性,具有良好的抗脂质氧化能力。同时,除研究较多的蜂花粉多酚类化合物外,另有研究[14-15]报道油脂类、活性酶组分也是蜂花粉抗氧化活性成分。徐响等[15]研究发现类胡萝卜素是蜂花粉油脂类组分发挥抗氧化作用的主要成分之一。

1.3 抗肿瘤

目前,有关蜂花粉抗肿瘤保健功能多集中在对蜂花粉多糖组分的研究上。Wang等[16]研究发现蜂花粉多糖对肿瘤细胞人结直肠癌细胞株HCT116和人大肠癌细胞株HT29的增殖具有显著的抑制作用。Yang等[17]研究发现油菜蜂花粉多糖能够显著提高自然杀伤细胞活性、单核细胞吞噬功能、淋巴细胞增殖能力、血清溶血素数量,增加脾脏和胸腺相对重量,明显减少荷瘤小鼠的肿瘤形成,改善外周血异常和贫血症状,并发现油菜蜂花粉多糖的抗肿瘤活性是由免疫调节、白细胞和抗血管作用介导的。杨晓萍等[18-19]研究发现油菜蜂花粉多糖可通过增强机体抗氧化能力、提高机体脾细胞白细胞介素-2、肿瘤坏死因子mRNA的表达发挥抗肿瘤作用。

1.4 降血糖

Mohamed等[20]研究发现蜂花粉能显著抑制链脲霉素诱导的糖尿病雄性大鼠血糖、睾丸NO和MDA水平的升高,并通过其抗氧化特性和效率改善血液胰岛素水平及β细胞功能,从而对糖尿病诱导的垂体睾丸轴功能障碍和与抗高血糖作用相关的睾丸组织学有害变化具有潜在的保护作用。孙岩等[21-22]研究发现油菜蜂花粉黄酮能够抑制α-葡萄糖苷酶活性和非酶糖基化终产物的形成,从而降低血糖水平,对于糖尿病及其并发症的防治有着重要的作用。另有学者[23-24]认为蜂花粉多糖组分也是蜂花粉降血糖的活性成分。其中,林春榕等[24]研究发现荞麦蜂花粉多糖对四氧嘧啶(ALX)性糖尿病大鼠的血糖水平有显著降低作用。

1.5 防治前列腺增生

研究[25-26]表明蜂花粉具有很好的抗前列腺增生活性,主要成分为生物碱、黄酮类、脑苷脂类、吲哚乙酸、甾体化合物及长链脂肪酸类,其中长链脂肪酸类的作用最显著。钱伯初等[27]研究发现食用蜂花粉能明显减小老年犬前列腺腺腔直径,降低腺上皮细胞的高度,减少腺体乳头数量,显著减轻老年犬前列腺增生程度。楚元奎等[28]研究发现枸杞蜂花粉水提物和醇提物能够明显降低丙酸睾酮复制大鼠的前列腺脏器系数,以及前列腺体积和重量,对前列腺增生有一定的抑制作用。Xuan等[29]研究发现油菜蜂花粉可通过抑制线粒体融合蛋白Mfn1在前列腺中的作用来治疗大鼠良性前列腺增生。

1.6 对肝细胞损伤的保护

多项研究[30-31]表明蜂花粉通过减轻肝脏脂质过氧化、细胞坏死程度以及肝纤维化水平对化学性肝损伤起保护作用,其活性成分主要为黄酮醇苷、槲皮素、山奈酚、异鼠李素、β-胡萝卜素、VC和VE等。孙丽萍等[32-33]研究发现蜂花粉溶剂分级提取物能明显减轻模型大鼠肝脏损伤程度,对稳定肝细胞膜,保护肝细胞起到一定作用。其中,蜂花粉乙酸乙酯、正丁醇和蒸馏水3组提取物作用效果强于蜂花粉原料。Huang等[34]研究发现蜂花粉提取物能够增加大鼠肝肾组织中SOD、过氧化氢酶的活性,降低尿素氮(BUN)、肌酐、MDA和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的含量,以及提升谷草转氨酶和丙谷转氨酶的活性,减轻肝脏和肾脏的病理变化。郑喜灿等[35]研究发现对CCl4引起的急性化学性肝损伤,破壁蜂花粉比原料蜂花粉预防作用更显著。

1.7 抗炎症

Maruyama等[36]研究发现蜂花粉乙醇提取物通过抑制环氧化酶-2的活性和NO的产生,对卡拉胶诱导的大鼠爪水肿具有很强的抑制作用,其中黄酮类化合物可能是抗炎的成分之一。孙丽萍等[37]研究发现油菜蜂花粉水和氯仿提取组分能够显著抑制二甲苯所致的小鼠炎症,并发现蜂花粉氯仿提取物抗炎作用的物质基础可能是其中的邻苯二甲酸二丁酯。平舜等[38]研究发现茶蜂花粉乙酸乙酯提取物能显著抑制小鼠巨噬细胞RAW264.7释放NO,增强应激反应蛋白血红素氧合酶-1mRNA的表达,抑制iNOS、白介素-1β和白介素-10等炎症因子的表达,从而起到体外抗炎作用。另有学者[39-40]研究发现油菜蜂花粉黄酮类化合物及其代谢产物斛皮素通过其抗氧化作用抑制炎性因子的释放,从而起到抗炎作用。

1.8 抑制褐色素的产生

Liu等[41]研究发现喂食蜂花粉可明显抑制小鼠体内由于老龄、注射ALX或喂饲过氧化玉米油所致的脂褐素含量的增高。Sun等[42]研究发现油菜蜂花粉游离酚酸提取物能够抑制细胞内酪氨酸酶活性,降低黑色素含量,促进细胞中GSH合成,以保护细胞免于异常黑色素产生。蜂花粉对褐色素的抑制作用为蜂花粉抗衰老研究提供了试验依据。

1.9 其他功效作用

蜂花粉除了以上常见的功效外,还具有抗辐射、降血脂、抗病毒、参与钙磷代谢、调节消化功能、提高生产和繁殖能力、镇静等作用[43-46]。Dudov等[47]研究发现蜂花粉能使大鼠红血球氧化还原系统中GSH和总巯基化合物含量增加,促进GSH-Px、谷胱甘肽还原酶和CAT活性增加,减轻因辐射引起的氧化损伤。Li等[48]研究发现蜂花粉多糖通过减轻高脂饲料诱导的小鼠肝细胞脂质积聚,降低小鼠血清甘油三酯和LDL-胆固醇含量,促进脂解基因的表达来抑制小鼠肝脂肪变性。孙丽萍等[49]以对铜绿假单胞菌、大肠埃希氏菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力为活性,跟踪指标研究了油菜蜂花粉水提物分离部位的抑菌作用,发现乙醚萃取部分的抑菌活性最强,且油菜蜂花粉抑菌作用的主要物质基础是山奈酚。Kafadar等[50]研究发现,蜂花粉能够提高大鼠骨组织钙和磷酸盐水平,减轻大鼠骨质疏松症状。Attia等[51]研究发现蜂花粉能显著提高精液质量和生育率,改善血液生化指标,并增加家兔体重和成活率。Wang等[52]研究发现喂食蜂花粉能使肉鸡十二指肠、空肠和回肠的小肠绒毛更长、更厚,促进肉鸡消化系统的早期发育。杨文超等[53]研究发现破壁蜂花粉能够显著延长小鼠负重游泳时间、减少肝糖原的消耗量,降低血乳酸和血清BUN水平,缓解小鼠体力疲劳。

2 蜂花粉开发中存在的问题

蜜蜂产品包括蜂王浆、蜂胶、蜂蜜、蜂花粉、蜂毒等,多为蜜蜂采集加工或自身分泌而得的天然产品。近年来,蜜蜂产品因其特有的营养成分、保健功能和临床医疗效果,逐渐被广大消费者认可,已拥有一定的消费人群,其应用也日益广泛[54-56]。在中国,蜂胶被纳入原卫计委公布的“可用于保健食品的物品名单”,蜂蜜被纳入“既是食品又是药品的物品名单”,蜂王浆、蜂毒分别在保健食品及医药产品均有较多的应用[57-58]。与这些蜂产品相比,虽然原卫生部在2014年17号公告规定油菜花粉、玉米花粉、荞麦花粉等蜂花粉已被纳入“作为普通食品管理的食品新资源名单”,已有一定的开发基础,但同时也存在一些问题制约其产品的开发。

2.1 口感差异大

不同蜜粉源植物来源的蜂花粉口感差异较大,其中荷花、茶花等品种的蜂花粉口感相对较好,易于入口;油菜、五倍子等品种的蜂花粉口感相对较差,未经深加工直接食用时,消费者不易接受。

2.2 含砂含杂

蜂花粉是蜜蜂用触角足将自身绒毛上粘附的花粉梳刷在一起,再与自身分泌的唾液混合加工而成的花粉团。其中,粘附花粉的过程势必混入少许的杂质,例如风带来的细沙、植物的花蕊、昆虫的断翅等。这些杂质就不可避免的被包裹在蜂花粉团内部。若直接用水冲服蜂花粉,在水的浸湿下蜂花粉颗粒溶胀,其中的杂质被释放出来,对产品外观、食用口感均有影响,且加工不易去除[59]。

2.3 破壁

蜂花粉细胞外壁质地坚硬,主要成分为孢粉素,具有较强的抗水、抗渗透、抗腐蚀等特性,但同时外壁上又存在萌发孔和萌发沟。目前蜂花粉破壁与否对其在食品药品中的开发利用还存有不同观点,有研究[60]表明破壁增强了其降血脂、增强免疫力、抗氧化等功效;同时又有研究[61]表明蜂花粉营养组分在胃肠道可通过外壁上的萌发孔和萌发沟渗出而被人体吸收,破壁不利于蜂花粉贮藏期的质量控制。当蜂花粉作为化妆品的开发原料时,营养成分需要透皮吸收,则须进行破壁处理[62]。

2.4 致敏性

对于部分敏感性体质人群,天然花粉是十分常见的过敏源。花粉过敏主要因过敏者与花粉接触后会激活人体免疫球蛋白E(IgE)结合的肥大细胞等致敏细胞,出现致粘膜水肿、腺体分泌增加及平滑肌收缩等一系列临床表现,故来源于天然花粉的蜂花粉产品也可能会引起人体呼吸道的过敏反应,出现胃部不适、恶心呕吐、腹泻等常见不良症状[63]。但也有研究[64]表明,蜂花粉酚酸提取物对卵清蛋白诱导的小鼠过敏性休克反应有保护作用,而且发现蜂花粉酚酸提取物中的杨梅素是治疗过敏的潜在工具。

3 蜂花粉的产品开发现状

3.1 普通食品

目前已上市的蜂花粉深加工类食品较少,多为粗加工产品。其中绝大部分蜂花粉采集后经日光晒干直接销售。少许经蜂农略微去除颗粒间的杂质直接冷冻,作为冰鲜蜂花粉销售。此类产品生产工艺简单,易于操作,但口感相对较差。还有部分上市产品将蜂花粉粉碎后与蜂蜜调配,做成蜂花粉蜜膏,以此来改善蜂花粉的口感。也可将蜂花粉作为原料添加入酒、饮料、糖果、糕点、果酱中。郑慧等[65]以荷花蜂花粉为原料,经水溶除杂工艺,按绿茶茶汤与蜂花粉液体积比1∶2、蜂蜜1.50%、柠檬酸0.01%、CMC 0.20%、果胶0.20%的配比制备具有独特蜂花粉风味的蜜茶饮料。龚蜜等[66]添加12%的蜂花粉滤渣作为膳食纤维强化剂,与低筋面粉、食用油脂等为材料研制蜂花粉纤维饼干。通过国家知识产权局网站数据查询,近10年蜂花粉类食品相关发明专利共计253项,其中蜂花粉成分的提取、技术改进相关专利132项,产品研发及其生产工艺相关专利121项,包括蜂花粉类饮料、酸奶、口含片、酒、饼干等。由此可见,蜂花粉食品开发已进入蓄势待发的阶段。

3.2 保健食品

通过原国家食品药品监督管理总局网站数据查询到中国已获批的含有蜂花粉原料的国产保健食品71项,进口保健食品4项。其中,单一蜂花粉原料的保健食品有8项,与蜂产品(蜂蜜、蜂胶、蜂王浆、蜂蛹)相配伍的有45项,和其他原料相配伍的有22项;胶囊类47项、粉类7项、片剂类12项、颗粒类4项、膏类2项和液体剂型类3项。

古籍中蜂花粉的应用记载主要集中在补中益气、养颜美容功效上。目前中国已获批的蜂花粉类保健食品的保健功能如表1所示,主要集中在增强免疫力、祛黄褐斑、辅助降血脂、缓解体力疲劳4种功能特性上,其中增强免疫力占42.86%、祛黄褐斑占17.86%、辅助降血脂占7.14%、缓解体力疲劳占7.14%。同时,通过网站数据也可知,蜂花粉类保健食品的标志性成分主要集中在多酚、黄酮、多糖类组分上。

3.3 药品

蜂花粉含有多种对健康有益的次生植物代谢物、酶和辅酶[67]。同时,蜜粉源植物来源不一样,使得蜂花粉与其他原料相比更具多样性和特异性,故不同品种的蜂花粉在医药领域应用也有所不同[68]。其中,孙毅等[26]研究表明油菜蜂花粉所含的生物碱、黄酮类、脑苷脂类、甾体化合物及长链脂肪酸类为抗良性前列腺增生的有效成分群。中国已上市多年,年销售上亿的浙江康恩贝公司的前列康产品,油菜蜂花粉为其唯一功效性原料,用于治疗前列腺增生、前列腺炎相关疾病[5]。

表1 蜂花粉类保健食品保健功能统计Table 1 Healthy function statistics of bee pollen health food

3.4 化妆品

依托于古籍古方,蜂花粉美容养颜的功效逐渐被消费者所知,近年来已有部分企业将蜂花粉应用于化妆品中。其中,部分产品将蜂花粉粉碎破壁后,与蜂蜜、蜂王浆等原料按一定比例调配蜂花粉面膜,洁面后直接涂抹在肌肤上。根据添加比例的不同,某些此类产品需要低温保存。还有部分产品将蜂花粉多酚、黄酮、多肽提取物添加到凝露、乳液、水、膏和面膜等产品中,用于美白、祛斑等作用,此类产品多可常温保存。

虽然仍存在一些问题制约蜂花粉的开发,但基于越来越多的消费者对蜂产品的认可,蜂花粉相关产品已逐渐应用于各个领域。同时花粉本身系植物的雄性细胞,不同蜜粉源植物来源的蜂花粉,其功效性成分、功能特性可能存在差异。常见的蜜粉源植物除油菜、茶花、玉米、山茶、荞麦等外,还有枸杞、荷花、党参等药食兼用资源植物。此类药食兼用资源的蜂花粉,其市场开发价值可能更高。

4 结束语

蜂产业是一个节工省本、增质增效、绿色环保的行业,蜜蜂授粉可极大提高农作物产量,其经济效益显著、生态意义深远。蜂花粉的开发利用对中国蜂产业、农业的发展具有积极的促进作用。近年来,国内外学者对蜂花粉的相关研究取得了一定的成果,主要集中在保健功能及其作用机制等基础性研究上。但蜂花粉的开发应用相关研究相对较少,尤其在降低蜂花粉致敏性、改善产品口感、延长产品贮藏期等方面。因此,加大对蜂花粉的开发应用研究,研发蜂花粉精深加工产品,提高产品价值,具有重要的实际意义。

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