蜂胶提取技术与应用研究进展
2010-02-11刘晓琳缪晓青
刘晓琳 缪晓青
(福建农林大学蜂疗研究所,福州350001)
蜂胶是蜜蜂将从植物幼芽与树干上采集来的树胶与其上颚腺分泌物和蜂蜡等混合加工而成的一种具有芳香气味的胶状固体物[1],是蜜蜂献给人类的一种最独特、最神奇的天然物质,被称为“紫色黄金”[2]。欧洲称蜂胶为“神奇的药物”、“上帝的恩赐”,亚洲称其为“天外之物”、“现代万能药”、“本世纪最伟大的天然药物”等。蜂胶是一种极为稀少的天然资源,目前只能靠人工采集,产量十分有限,一群蜂一年只能生产50~100 g左右[3]。蜂胶中含有30多种人体必需的微量元素和丰富的萜烯类、黄酮类、酯类物质,具有很强的抗菌防腐、调节血糖和增强机体免疫力等功能,在药品、化妆品和食品方面具有广阔的应用前景。
1 蜂胶的使用渊源
人类使用蜂胶已有数千年的历史,2000多年前,古希腊亚里士多德的《动物史》记载:“蜂胶这种具有刺激性气味的黑蜡可用于治疗皮肤病、刀伤和化脓症。”1000年前的阿拉伯医学家阿维森纳在《医典》中详细描述了蜂胶的特征和用途,指出“当拔出身上的残刺断箭后涂以蜂胶,消毒伤口、消肿止痛,神效”。古埃及的祭祀利用蜂胶的防腐性制造木乃伊。上个世纪初,布尔人就利用蜂胶具有促进组织再生作用来治疗创伤。
近半个多世纪以来,随着各种先进技术的出现,人们对蜂胶的生理药理功能进行了系统深入的研究。2003年4月,日本东京世界蜂胶年会肯定了蜂胶具有增强免疫力,抗病原微生物,调节人体内分泌,降低血糖、血脂、血压,降低血液黏滞度,改善微循环、净化血液,清除自由基,促进组织修复,抗癌,保肝护肝等多种功效。
2 蜂胶的化学成分
常温下,蜂胶为固体,呈褐色、黄褐或绿褐、黑色,长时间保存可变为红棕色不透明,折断面呈砂粒状,切面与大理石外观相似,品尝时味微苦。温度较高时有黏性,熔点为65℃,比重1.127,不溶于水,易溶于甘醇、苯以及氢氧化钠溶液和酒精。
蜂胶集动植物之精华,其化学组成复杂而独特。现已证实,蜂胶含有100多种化学成分[4],其中有多种生物活性物质,在生物生存所必需的38种化学物质中,蜂胶含34种之多,蜂胶成分的具体含量与产地植物等密切相关。目前,从蜂胶中分离出的主要成分有黄酮类化合物和萜烯类化合物,其他成分有对苯二酚、咖啡酸、脂类、槲皮素和木脂素[5-7],此外还有丰富的维生素、有机酸、多糖等具有生物活性的天然成分。
3 蜂胶的提取方法探究与比较
3.1 蜂胶的提取方法
3.1.1 乙醇冷浸法:大规模的蜂胶提取一般采用乙醇冷浸法,将冷冻的蜂胶碾磨成细粉状,加入一定比例的乙醇,冷浸或回流浸提。目前,所用的乙醇浓度最好是60%~70%,冷浸法就是在常温或较低温度下将蜂胶粉末浸入乙醇,并不定时地进行搅拌。一段时间后,进行过滤取上清液,并用乙醇冲洗滤渣,冲洗液一起加入到过滤液中,再进行稀释或浓缩,最后用棕色瓶来贮存。而回流浸提法,就是用回流装置对其进行加热,其他操作与冷浸法相类似。
程伟贤等[8]发现用70%的乙醇浸泡36h的提取率较高,而王启发等[9]通过试验确定最佳工艺为:乙醇质量分数为80%,溶剂与蜂胶的质量配比(液固比)为8∶1,搅拌下提取温度为40℃,提取时间为6 h,在此条件下,提取液中黄酮类化合物的质量分数可达 21.5%。
此方法较简单,并且温度不高,某些易挥发和失活的有效黄酮类不易失去,但是提取率受时间限制,一般在两周内随时间的延长而升高。
3.1.2 水提取(AEP):该方法与乙醇提取法基本相同,只是溶剂变为水,也可用冷浸回流提取,提取率同样也受浸提时间和温度的影响[10]。胡福良等[11]通过动物实验发现,在相同剂量的情况下,蜂胶水提液的抗炎和抗肿瘤效果与醇提液相比差异不大,甚至优于醇提液。由于水提蜂胶易被机体吸收,副作用小且容易调味,故极具开发潜力。
3.1.3 超声波提取法:蜂胶中的功能性成分常以乙醇为溶剂,采用静置或加热回流的方法进行提取。但此法存在提取时间过长和温度过高等缺点,从而导致黄酮类醇溶功能性物质受到不同程度的破坏,因此越来越多的研究者转向开发利用新技术和新工艺。超声波能有效破碎细胞壁或者包埋结构的外层,改变物质扩散,释放内容物,从而提高提取率。目前,超声波技术已在中药有效成分和功能因子提取中被广泛应用,呈现出良好的发展潜力。实验结果表明,超声波提取蜂胶黄酮最佳工艺为:乙醇浓度 79.51%,提取时间 19.31min,提取功率 538.28w,液料比39.48∶1,此时,可获得最大的黄酮提取量为5.859%[12]。
3.1.4 超临界CO2流体提取法:将冷冻的蜂胶碾磨成细粉状投入萃取釜中。开启超临界CO2萃取装置,使其以超临界流体状态在萃取缸中对蜂胶进行萃取。萃取压力为36MPa,萃取温度为50℃;分离器1压力为6MPa,温度35℃;分离器2压力为3MPa之间选取,温度为25℃;萃取时间为6~8小时,获得粗提取物[13]。
3.1.5 乙酸乙酯法:将蜂胶用乙酸乙酯溶解成浸膏状,静置数小时后,用质量分数为5%的NaHCO3溶液提取,得到蜂胶乙酸乙酯提取物(I)和蜂胶酸性物质,再将蜂胶酸性物质用盐酸酸化,先乙醚提取(II),再用乙酸乙酯提取(III),最后用正丁醇提取,可得到正丁醇提取物(IV)。其中乙酸乙酯提取物中,蜂胶有效物浸膏的质量分数可达57.8%,正丁醇提取物中总黄酮的质量分数可达22.5%。
3.1.6 其他方法:日本采用硼高分子电解质法提取蜂胶。将阴离子型高分子化合物——硼的电解物的稀释精制水溶液与含有蜂胶的纤维素充分混溶,高分子电解物的稀释精制水溶液可不断分解蜂胶,然后加入乙醇和以海藻为原料的纤维素,从而可提取出含有有效成分的亲水性凝胶体,经提炼后的结晶具有很强的除菌力,用这种方法得到的提取物具有很好的活性。
3.2 各种提取方法的优缺点
目前采用最多的是乙醇冷浸法,但提取物在抗菌性上有很大损失,而用超声波、超临界CO2流体、乙酸乙酯提取法可以较好地保存有效抗菌成分。水提法的提取率比乙醇提取率要低,但是已证实水提法也具有较好的抗菌性。乙醇冷浸提取工艺有利于提取蜂胶中的黄酮类物质,超临界CO2流体提取工艺有利于蜂胶中化学成分的分析。超声波提取工艺所需时间短,且在室温下进行,都有利于那些对热不稳定的黄酮化合物的提取。
在乙酸乙酯法的4种提取物中,组分I占浸膏的质量分数为57.8%,组分II次之,组分III质量分数较低,但总黄酮的质量分数组分III、IV最高。组分I主要是蜂胶中的芳香挥发油、萜类化合物和部分黄酮甙元,4种提取物中只有组分I香气与蜂胶相近,具有止咳、平喘、镇痛等作用。组分 I、III、IV 是蜂胶酸化后的提取物,主要是蜂胶中黄酮类化合物和酸类化合物。组分II中总黄酮质量分数相对较低,但含有香豆素和部分酸性物质,如苯甲酸、对羟基苯甲酸等,具有抗菌、消炎、防腐作用。组分III、IV是蜂胶中相对极性较大的提取物,其中总黄酮的质量分数较高,主要是黄酮甙类,目前蜂胶中已发现的黄酮类化合物有20多种,包括芦丁等,具有防高血压、降血脂等作用[14]。
4 蜂胶的功能应用[15]
4.1 治疗心血管疾病
蜂胶中的芦丁、槲皮素、高良姜素、咖啡酸、儿茶素等黄酮类化合物具有很强的抗氧化作用,能软化血管、降低血管脆性及异常的通透性,改善微循环,防治血管硬化;黄酮类、萜烯类成分还具有很好的降血糖、降血脂、降胆固醇以及抑制血小板聚集和血栓形成的作用,可以活血化瘀、清理血管、促进血液循环;黄酮类可抗菌、抗毒素、抗氧化[16],从而净化血液,减少自由基的损伤,预防过氧化脂质形成,排除体内毒素;蜂胶中的多种成分具有维生素P一样的作用,可软化、扩张血管,加快血流速度,减少红血球和血小板的聚集,有效地改善微循环,减少血栓形成。因此,服用蜂胶对高血压、心脏病、脑血栓、动脉硬化等心脑血管疾病有着特殊的医疗保健作用。
4.2 治疗糖尿病
糖尿病病因与病毒有关。蜂胶的抗病毒作用已得到世界各国学者的广泛认可。蜂胶中含有的胰蛋白酶等多种活性酶和抗病毒组分,有恢复胰脏功能的作用;蜂胶中的B族维生素,又可成为胰脏制造胰岛素的原料;蜂胶中的黄酮类、萜烯类物质,具有促进外源性葡萄糖合成肝糖原和双向调节血糖的作用。蜂胶能活化细胞,促进组织再生,修复病损的胰岛细胞和组织。据有关文献报道,蜂胶用于糖尿病治疗,总有效率达到94%。
4.3 治疗皮肤病
临床试验表明,蜂胶可治疗皮肤瘙痒症、神经性皮炎、射线皮炎、日光性皮炎、毛囊炎、脂溢性脱发、青年痤疮等;带状苞疹、寻常疣、扁平疣、体癣等感染性皮肤病;烧伤、烫伤、冻疮、手足皲裂、蚊虫叮咬等物理性皮肤病;以及意外皮肤伤害,如刀伤、枪伤、创伤、挫伤等。蜂胶抗菌消炎作用强,局部止血止痛快,能促使上皮组织增生和肉芽生长,改善皮下组织血液循环,限制疤痕形成。蜂胶还可以营养皮肤,保护皮肤不受酸碱等化学物质的伤害。生活中,可用少量蜂胶与蜂蜜、甘油调制成膏剂,直接敷于面部,用于治疗痤疮。
据联合国粮农组织(FAO)有关文献报道,国外已走向市场的蜂胶产品有蜂胶的各种提取液,促进组织再生的药膏,含蜂胶的洗发香波、肥皂、饴糖、面油、夜用面霜、面膜、牙膏、沐浴露等。
4.4 抑制肿瘤
临床与实验研究证实,蜂胶具有显著的抗肿瘤[17]作用,这可能与下列因素有关:药理实验证明,蜂胶中黄酮类、萜烯类物质,尤其是多种倍萜类、二萜类、三萜类等是抗白血病、抗肿瘤的重要化合物。一些多糖物质、苷类物质,尤其是β-1-3葡聚糖,具有强化免疫和抑瘤活性的作用,能显著提高小鼠白血球的吞噬功能,对抗由抗癌药引起的DNA转化率下降;有专家认为,病毒侵入人体时,可能引起基因变异,导致细胞中癌基因的恶性发展,而蜂胶具有很强的抗病毒活性;自由基是一种突变原因,是导致癌症的重要因素。蜂胶是一种很好的抗氧化剂,可以消除过剩自由基的伤害,抑制癌细胞,降低放疗、化疗引起的副作用。增强机体免疫功能可提高对肿瘤细胞的抑制率。蜂胶是一种天然的免疫强化剂,可刺激免疫机能和丙种球蛋白活性,增加抗体生成量,增强巨噬细胞吞噬能力。因此,利用蜂胶研制抗肿瘤产品有着广阔的前景。
4.5 治疗胃肠病
慢性胃肠炎患者经常服用抗生素,易导致人体消化道寄生菌群比例失调,引起继发性感染。实验表明,食用蜂胶没有此副作用,对慢性胃肠炎疗效显著。另外,蜂胶具有良好的成膜性,能在黏膜表层形成酸,不易渗透的薄膜。利用蜂胶这一特性治疗胃及十二指肠溃疡,多数患者可快速止痛,症状好转,胃酸和胃分泌机能恢复正常。奥地利医师弗克斯给溃疡患者服用蜂胶制剂,系统观察108例,两周内止痛者占92%;对照组186例常规药物治疗,同等时间止痛的只占55%。放射线检查表明,蜂胶组治愈率60%,而对照组仅30%。蜂胶可以促进溃疡愈合,缩短1/3~2/3病程。目前,已有报道证实,将蜂胶应用在抗胃溃疡病药物中,可显著抑制利血平溃疡的形成。
4.6 保护肝脏,防止肝硬化
蜂胶不仅能够杀灭肝炎病毒,且能强化机体免疫力,使乙肝转阴。1977年卡明斯基等报道,蜂胶提取物能提高大鼠肝脏中琥珀酸脱氢酶、还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶、三磷酸腺苷酶和酸性磷酸酶活性,促进肝细胞的能量代谢及蛋白质、核酶的合成。1991年Hollands等报道,蜂胶中的黄酮类等物质对肝有很强的保护作用,能够解除肝的毒素,减轻肝中毒。研究还证明,蜂胶中的木脂素可以改善毒物对肝脏的影响,促进肝细胞的恢复。萜烯类物质有降低转氨酶作用,对四氯化碳引起大鼠急性肝损伤有明显的保护作用,促进肝细胞再生,防止肝硬化。
此外,蜂胶还可以作为抗氧化剂用于动物饲料和食品防腐剂中,以蜂胶为原料制作的保鲜防腐剂[18],具有独特的优点:一是纯天然物质,对人体无毒无副作用,可以放心地应用于食品、饮料上;二是蜂胶中含有人体所必需的维生素、氨基酸、微量元素,有补充营养,促进健康的作用;三是蜂胶具有很强的抗菌能力,能抑制多种霉菌和微生物毒素。用蜂胶乙醇提取液处理的鲜肉保藏期明显延长,且高浓度组比低浓度组效果显著。此外,由于蜂胶含有多种活性成分,具有增强人体免疫、抗菌、抗肿瘤等特性,可作为保健品开发。
大量研究表明,蜂胶具有广泛的生理及药理功能,开发前景极为广阔,已被列为世界卫生组织营养与保健计划内的一种保健品,故对蜂胶的药理和临床的实验研究越来越受到重视。随着人们对其认识和研究的深入,经过足够时间的考验与考察,蜂胶因其资源丰富、效果显著、提取方便等优点,将成为很有前途的天然保健品。
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