国际蜂产品研究动态
——第44届国际养蜂大会蜂产品论文介绍
2016-01-30申小阁胡福良浙江大学动物科学学院杭州310058
申小阁 胡福良(浙江大学动物科学学院,杭州310058)
国际蜂产品研究动态
——第44届国际养蜂大会蜂产品论文介绍
申小阁胡福良
(浙江大学动物科学学院,杭州310058)
2015年9月15~20日在韩国大田举行的第44届国际养蜂大会(The 44th International Apimondia Congress)吸引了包括亚洲、欧洲、非洲、美洲及大洋洲60多个国家和地区9000多名蜂业同仁。本文对参加此次学术交流蜂产品相关的论文进行介绍与评述,旨在为关注该领域学术动态与产业发展的同仁提供参考。
1 学术交流大会概况
此次学术交流大会的主题是“Bees!Connecting the World!”(蜜蜂-连动世界),旨在阐明养蜂业的国际化发展与影响。学术交流大会从9月15日开始一直持续到19日,大会论文集共收录了涵盖7个不同领域的659篇学术论文。这七个专题论坛分别为:蜂业经济、蜜蜂生物学、蜜蜂健康、授粉与蜜粉源植物、养蜂技术及蜂产品品质、蜂疗、养蜂业与农村发展,与此同时,各专题资深专家还就不同领域组织了一系列全体大会及圆桌会议,针对养蜂业关注的热点问题进行了深入的探讨。
在交流的论文中,与蜂产品相关的论文共计222篇,占论文总数的1/3。这222篇论文大部分集中于蜂疗和养蜂技术与蜂产品品质这两个专题中,其中口头报告131篇,墙报91篇;口头报告中涉及蜂蜜(包括无刺蜂蜂蜜,48篇)、蜂胶(包括无刺蜂蜂胶,39篇)、蜂毒(12篇)、蜂花粉(包括蜂粮,12篇)、蜂王浆(14篇)、蜂蜡(4篇)、雄蜂幼虫/蛹(2篇)。论文作者来自多个国家和地区,其中论文最多的国家是土耳其(19篇),其次是韩国(17篇)、中国(15篇,包括台湾1篇),其他零星分布于多个国家。这131篇论文从蜂产品的植物来源、理化指标、生物学活性、质量控制及其开发利用等不同方面,展示了全球蜂产品的研究概况。
2 蜂产品的植物来源、理化性质及其质量控制
蜂产品具有广泛的生理药理学活性,自古以来就应用于食品及民间医药。近年来,随着人们保健意识的增强,蜂产品也越来越多地引起人们的关注。国内外研究者围绕蜂产品的植物来源、理化性质及其质量控制展开了大量的研究。
来自土耳其Altparmak食品有限公司的Ufuk Alpat等对爱琴海岸2010~2014年间采集到的8750个松树蜂蜜样进行了理化及功能性质的检测。测定指标有含水量、电导率、游离酸度、淀粉酶、羟甲基糠醛、脯氨酸、糖类组成、C4糖值、淀粉粒/花粉粒、矿物元素、总酚酸含量、抗氧化活性及抑菌活性。结果显示,含水量、电导率、游离酸度、淀粉酶、羟甲基糠醛及脯氨酸的平均含量分别为17.03%、1.12 mS/cm、24.75 meq/kg、18.53 DN、2.92 mg/kg以及589.9 mg/kg;松树蜂蜜中含有丰富的钾、钙、铁、锌,其中钾是最为重要的矿物元素。此外,他们还利用高效液相色谱-示差折光检测技术对蜂蜜中的低聚果糖进行了分析测定。研究发现,所有蜂蜜中均含有棉籽糖、1-蔗果三糖以及霉菌赤藓醛糖,这三者的平均含量分别为0.5%、0.6%和1.8%;果糖和葡萄糖的总和最低为45.4%,平均为58.32%;而果糖/葡萄糖最大为1.41,平均为1.21;而稳定同位素比率-质谱的检测结果显示,88.5%的蜂蜜样中C4糖的含量低于7%,而22.3%的蜂蜜样不含C4糖。生物学活性测定结果显示,松树蜂蜜具有一定的DPPH自由基清除活性,并对多种细菌、真菌都有一定的抑制作用。
韩国农业振兴厅的Hye-Kyung Kim等通过电喷雾质谱以及核磁共振技术对栗子蜜的化学成分进行分析测定,首次从该蜂蜜中分离鉴定出了3-二氢-螺旋[2 (1H),3(1H)-二喹啉]-3,4,4-三酮(螺环二喹啉酮)以及3-(2-哌啶)-犬尿酸和2-羧基-4(1H)-喹啉铜两种化合物,同时还首次从该蜂蜜中分离到了天然化合物2,3-二氢吡咯并[1,2-a]喹唑啉-5(1H)-酮;并进一步通过多反应监测模式对这3种化合物进行了定量,从而提出了栗子蜜有效的质控指标。
韩国农科院的Segun Kim等采用反向-超高效液相色谱法对刺槐、栗子、椴树、柑橘及苏合香5种不同蜜源类型的蜂蜜进行化学指纹图谱的分析测定。结果显示,210nm条件下检测到9个共有色谱成分峰,其中5号峰具有最强效的紫外吸收;研究还发现,栗子、椴树及苏合香蜜也具有各自的特征成分峰。因此,基于色谱指纹图谱的相似性以及特征成分峰的差异性研究为鉴别不同蜜源类型的蜂蜜提供思路。韩国江原国立大学Hee-Woong Kim等还利用蜂蜜中主蛋白的抗原-抗体免疫反应建立了一种新的中、意蜂蜂蜜快速鉴别方法。
享有“紫色软黄金”之称的蜂胶也因其多样而复杂的化学成分而备受关注。土耳其养蜂研究站Fazil Guney等采用气相色谱-质谱联用技术对2013~2014年间产自锡诺普、穆腊河、锡瓦斯、奥尔杜、梅尔辛市的5种不同植物来源(杨树、桉树、栗树、刺槐和松树)的蜂胶样进行测定,结果显示总多酚类物质的含量分别为177.49、126.12、119.25、112.16和48.73 mg/g,脂肪酸的平均含量(%)分别为6.58、7.76、6.45、6.03和2.28;芳香酸的平均含量(%)分别为15.04、11.37、4.53、6.40和3.88;而黄酮类物质的平均含量(%)分别为2.95、2.26、0.57、1.43和0.19。此外,研究还发现蜂胶的化学成分在这两年间发生了显著变化,并论证了差异性的原因在于胶源植物、蜂种及气候条件等多种因素的影响。
澳大利亚悉尼大学的King DI等对比分析了袋鼠岛400多个蜂胶乙醇提取物的薄层色谱、高相液相色谱以及核磁共振氢谱的检测图谱,结果发现共有6种不同植物来源的蜂胶类型,并检测到了该地区蜂胶的特征性化学成分-异戊烯基肉桂酸及羟基二苯乙烯类化合物;同时结合核磁共振氢谱的相似度计算方法识别到了两种主要的胶源植物Lepidospermaviscidum和Acacia paradoxa。
蜂王浆作为一种蜜蜂自身分泌物,富含蛋白质、氨基酸、脂肪、糖类、维生素、矿物质及其他活性物质。其中,王浆主蛋白家族及王浆酸(10-羟基-2-癸烯酸)是研究最多的活性物质,也是蜂王浆最为重要的质控指标。而由王浆主蛋白1与蜂王浆多肽组成的糖蛋白复合体apisin,是王浆蛋白的主要组成成分。日本的Takako Furusawa等采用高效液相色谱法对多个蜂王浆制品中的apisin进行了分离检测;首先通过等电点沉淀及排阻色谱分离纯化出apisin纯品并结合高效液相色谱法、聚丙烯酰胺凝胶电泳及液相-质谱联用技术验证其纯度及结构;随后添加海藻糖对其进行冻干处理得到稳定的apisin标准品;并采用高效液相色谱凝胶排阻层析法测定多个蜂王浆制品中的apisin含量。该研究为蜂王浆质量控制特征性指标的筛选评价提供了新的思路。来自希腊亚里士多德大学的Andreas Thrasyvoulou等针对蜂王浆的标准化进行了初步摸索,分析测定了希腊34个地区的176个蜂王浆样品中水分、总蛋白含量、含糖量(果糖、葡萄糖、蔗糖及总糖)、总脂肪以及10-羟基-2-癸烯酸的含量,并与阿根廷、保加利亚、巴西、波兰、日本、塞尔维亚及土耳其等多个国家的限制标准,国际蜂蜜委员会工作小组的提案以及国际标准化组织的提案草案相比较。结果表明,不同蜂王浆中化学组成及含量差异较大,现行标准化体系均不适用。因此,基于国家立法、科研团队的提案、实验数据及最新公布的信息设立统一的蜂王浆国际化标准势在必行。
蜂花粉是一种天然的高级保健食品和滋补药品,被誉为“全能的营养食品”、“浓缩的天然药库”及“内服的化妆品”等,其化学成分因粉源植物和地理位置的不同而不同。土耳其的Fazil Guney等对2013年春季奥尔杜地区的蜂花粉进行植物来源、蛋白质、钙、钾、镁、钠、铁及铜的分析测定。通过显微镜检发现3月蜜蜂偏爱采集桂樱属,石蚕花属及蒲公英属;4月偏爱采集胡桃及雏菊属;5月偏爱采集软枣及白三叶草属植物。同时,研究发现上述植物来源的花粉中蛋白含量最高的为野芝麻属。斯洛文尼亚养蜂协会的Natasa Lilek分析研究了2014年4~9月由卡尼鄂拉蜂采集的12个混合蜂花粉样,测定了其中水分、蛋白质、脂肪、灰分、重金属含量、总碳水化合物及总能量。结果显示,新鲜蜂花粉中水分、蛋白质、脂肪、灰分、总碳水化合物及总能量值分别为25.0%、20.2%、7.2%、2.0%、45.0%和13.7 MJ/kg。而重金属的含量分别为铝(38.50 mg/kg)、铜(9.37 mg/ kg)、锌(32.20 mg/kg)、镉(0.09 mg/kg)、钴(0.12 mg/kg)、铅(0.18 mg/kg)、铁(69.24 mg/kg)、钯(<1.0 mg/kg)、铂(<0.10 mg/kg)、铑(<5.0 mg/kg)、银(<0.05 mg/kg)、金(<0.05 mg/ kg)。此外,检测结果显示上述花粉中多环芳烃、多氯联苯及农药残留量均低于检测限(<0.05 mg/kg)。该研究结果为蜂花粉的质量控制提供了有效的数据信息。
中国福建农林大学的陈文斌等建立了一种新的反向高效液相色谱法并结合色氨酸残基的荧光信号分离检测蜂毒中有效成分-蜂毒肽。结果显示,该方法灵敏度高、准确性好,可用于单个蜜蜂个体内蜂毒肽的检测;同时研究发现不同蜜蜂个体间蜂毒肽的含量存在着显著差异。
3 蜂产品的生物学活性及其开发利用
蜂产品具有多种药理活性,在疾病预防、治疗中应用广泛。
蜂蜜是最早为人们所开发利用的蜂产品,具有抗氧化、抗菌、润喉清肺、润肠通便、保肝等多种生物学活性。来自埃及法尤姆大学的Abdelhaliem Meshref测定了柑橘蜂蜜及洋葱蜂蜜对9种致病菌包括大肠杆菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌、蜡状芽孢杆菌亚种、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌以及白色念珠菌的抑制作用。打孔扩散法结果显示抑菌圈取决于蜂蜜的种类、浓度以及受试菌种。不同蜂蜜的抑菌活性分别为:成熟柑橘蜜>放置2年后的柑橘蜜>柑橘蜜冻干粉>洋葱蜜冻干粉>放置1年后的洋葱蜜。同时,研究发现,柑橘蜜对大肠杆菌的最低抑菌浓度为3 mg/ml,而对蜡状芽孢杆菌亚种的最低抑菌浓度为7 mg/ml;洋葱蜂蜜对大肠杆菌以及沙门氏菌的最低抑菌浓度分别为4 mg/ml和3 mg/ m l,对蜡状芽孢杆菌亚种的最高抑菌浓度为8 mg/ml,而对大肠杆菌、沙门氏菌以及金黄色葡萄球菌的最低杀菌浓度为5 mg/m l。该研究不仅从科学的角度证明了蜂蜜具有较好的抗菌效果,而且为蜂蜜未来在替代抗生素以及补充疗法中的应用提供了可靠的理论依据。
蜂胶的生物学活性及相关作用机制依旧是蜂胶研究中的一个热点。来自中国浙江大学的王凯等比较研究了中国杨树型蜂胶和巴西绿蜂胶抗炎活性的分子机制。结果发现,口服蜂胶可以降低脂多糖诱导的炎性小鼠血清中促炎细胞因子的含量,同时也能够抑制肺部NF-κB的活化;两种蜂胶醇提物均能调节炎性小鼠关键炎症介质以及RAW264.7巨噬细胞中促炎细胞因子的表达。巴西绿蜂胶能够以剂量及时间依赖性效应抑制活性氧以及炎性介质的产生。这两种蜂胶均能抑制人胚肾293细胞中NF-κB的活化,并进一步抑制IB磷酸化作用以及p65核移位经LPS活化的巨噬细胞。然而,仅巴西绿蜂胶能够抑制IB的降解。体外条件下,这两种蜂胶醇提物均能直接破坏由TRAF6调节的聚泛素合成。该研究结果表明尽管化学成分上存在差异,这两种蜂胶均通过抑制TRAF6依赖性NF-κB信号通路并进一步抑制NF-κB响应炎症基因表达。该研究为理解蜂胶的抗炎作用及其作用机制提供了新思路,并为蜂胶未来在替代及补充疗法中的应用提供依据。
针对蜂王浆生物学活性的研究,福建农林大学的张爽等就蜂王浆对乳腺癌的作用效果展开了研究,通过向BALB/c雌性小鼠注射4T1细胞株产生乳腺癌模型,随后连续28天给予其口服蜂王浆(0、0.5、1.0及1.5 g/kg)。检测小鼠血清、肝脏与肾脏的抗氧化活性以及血清的免疫力,同时还对肝脏、肾脏及肿瘤进行组织学分析。结果显示蜂王浆处理组与空白对照组间内脏的重量有显著的差异。蜂王浆处理组能够显著减弱乳腺肿瘤(p<0.05)、脾脏(p<0.01)及胸腺重量(p<0.01)的增加;而血清、肝脏及肾脏的抗氧化活性也有所增强;同时,研究还发现蜂王浆能够增强乳腺癌小鼠血清的免疫力。该研究表明蜂王浆的抗肿瘤生长作用与其抗氧化活性密切相关,并进一步证实将蜂王浆用于日常饮食中是科学合理的。此外,多个团队还就蜂王浆的护肝、雌激素样及抗菌活性展开了研究。
蜂王浆中“王浆酸”的研究也是近年来备受关注的一个热点。日本API股份有限公司Taketoshi Hata等研究蜂王浆、蜂王浆酶解产物及10-羟基-2-癸烯酸(10-HDA)对秀丽线虫寿命的影响及其作用机制。他们选用秀丽线虫突变体为研究对象,分别用不同浓度的蜂王浆溶液及10-HDA单体对其进行实验。结果发现,在2型突变体中,受热量限制的影响其延年益寿功效完全消失;此外,10-HDA对由daf-15基因编码活性调节转导子1调控的长寿突变体也没有延长寿命的作用;然而,研究发现10-HDA能通过减弱胰岛素样信号通路的表达诱导寿命延长。该研究表明10-HDA是通过热量限制调控基因网络从而延长寿命,并为基于蜂王浆的营养保健功效干扰人体老化进程研究提供了可能。
来自中国农科院蜜蜂研究所的孙丽萍等对油菜蜂花粉的保肝活性成分进行了深入的分析研究,通过CCl4刺激建立L-02肝细胞损伤模型,并给予不同溶剂提取的油菜蜂花粉处理。结果发现正丁醇提取物具有最强效的保肝活性,100 g/m l及200 g/ml处理组的细胞存活率分别为60.65%和76.98%。而进一步采用反向柱色谱分离技术从中分离得到的活性成分A具有极为显著的保肝效果;结合薄层色谱定性鉴定发现物质A是一种黄酮类化合物。
蜂毒及其组分蜂毒肽、托肽平和蜂毒明肽等具有明显的亲神经性,并具有抗皱纹、抗衰老、抗辐射及抗艾滋病毒等生物学活性。韩国农科院的Sangmi Han等研究了蜂毒液对人体面部皱纹的临床疗效,结果发现连续8周的蜂毒处理可以显著降低面部的皱纹总面积、皱纹总数及皱纹深度,且无毒副作用。这表明将蜂毒用于抗皱美容产品是安全有效的。此外,研究发现蜂毒对多种神经痛、慢性腰背痛、慢性骨髓炎及肝纤维化均具有较好的疗效。
随着现代生活水平的提高和生活节奏的加快,被称为“富贵病”的“三高症”也成为威胁人类健康的头号杀手,尤其是由高血糖诱发的糖尿病。研究发现,多种蜂产品对糖尿病具有较好的疗效。
来自俄罗斯下诺夫哥罗德国立大学的Vasily Krylov等比较研究了蜂胶、蜂王浆及蜂毒对1型及2型糖尿病的作用。他们分别通过口服40%葡萄糖及腹腔注射四氧嘧啶产生2型及1型糖尿病大鼠,随后分别给予口服相同剂量的蜂胶、蜂王浆(100 mg/kg)制品以及腹腔注射0.1 mg/kg的蜂毒。结果发现,蜂胶能够使2型糖尿病大鼠体内的血糖减少50%,而蜂王浆则可以减少58%;对1型糖尿病大鼠而言,蜂胶的减少量为38%,而蜂王浆为41%。其中,蜂毒对这两种类型的糖尿病均具有最为显著的降血糖作用,并使2型糖尿病大鼠体内的血糖含量恢复正常。这表明将蜂产品用于糖尿病的治疗具有广阔的前景。
来自韩国一蜂疗机构的Chung Nyun Ki还就蜂胶的降血糖作用及其机制进行了研究。通过腹腔注射链脲霉素诱导产生1型糖尿病大鼠模型,随后给予不同剂量浓度的蜂胶醇提物(总黄酮含量,1.13 w/v%);同时给予胰岛素依赖性2型糖尿病小鼠不同剂量浓度的水溶蜂胶液(总黄酮含量,1.06 w/v%)。并分析测定其体重、血糖水平,血脂水平(总胆固醇及甘油三酯)、口服糖耐量(OGTT)、胰腺组织病理学及免疫组化指标。结果发现,在1型糖尿病模型中,3个不同浓度蜂胶处理组大鼠的体重均有所增加,且血糖含量也有明显的下降;组织病理学分析显示,由链脲霉素诱导的郎格汉斯岛萎缩恢复至正常体积;同时,受损的β细胞也得以修复再生。在2型糖尿病模型中,3个不同浓度蜂胶处理组的抗血糖作用均较为显著,然而与空白对照组相比其免疫组化指标无明显的差异。因此,这一结果表明蜂胶乙醇提取物及水溶蜂胶液均具有降血糖作用,同时对糖尿病大鼠及小鼠受损细胞还具有再生效应。此外,来自印尼万隆理工学院Ahmad Ridwan等研究还发现蜂胶能够降低糖尿病小鼠体内活性氧的含量,同时还能增加其血浆胰岛素的水平。
在蜂产品的开发利用方面,蜜蜂幼虫尤其是雄蜂幼虫因具有较高的营养价值和保健功能备受人们的青睐。来自罗马尼亚国际养蜂大会蜂疗委员会的Cristina Aosan将磨碎后的雄蜂幼虫与蜂蜜混合使用,开发了一种能够有效缓解治疗呼吸综合症、遗尿症、性机能障碍及多发性硬化等多种病症的保健食品。
4 无刺蜂蜂产品研究
无刺蜂是热带地区植物的主要授粉蜂种之一,全世界已知的有500多种,广泛分布于热带和亚热带地区。近年来,无刺蜂蜂产品尤其是蜂蜜和蜂胶因其独特的化学成分和生物学活性而备受关注。
泰国Duangphakdee O等比较研究了泰国4种无刺蜂蜂蜜及蜂胶的产量及化学成分。结果发现无刺蜂蜂蜜的产量高低分别为T.pagdeni>T.laeviceps>T. terminata>T.fuscobalteata;无刺蜂蜂胶产量高低分别为T.terminata>T.pagdeni>T.laeviceps>T.fuscobalteata。同时,对无刺蜂蜂蜜中转化糖、含水量、表观蔗糖、水不溶性固形物、矿物质、酸度、淀粉酶活性、羟甲基糠醛以及食品添加剂含量的分析测定结果显示,无刺蜂蜂蜜的游离酸度及含水量均高于意蜂蜂蜜的最大限定值,而总还原糖含量则均低于意蜂蜂蜜的最低限定值。
在秘鲁、瓜地马拉、墨西哥、委内瑞拉等国家,无刺蜂蜂蜜不但被作为一种重要的甜味剂,也被广泛应用于民间医药。墨西哥的Elizabeth Ortiz-Vazquez等研究发现,产自尤卡坦半岛的无刺蜂蜂蜜能够有效抑制白色念珠菌的生长,对ATCC、LMAM-CAY以及LMAMCAS这三种菌株的最低抑制浓度分别为35%、30%和33%。显微分析结果显示无刺蜂蜂蜜处理组的细胞壁结构受到了破坏;然而,核型分析结果显示处理组与对照组之间无显著的差异。该研究首次揭示了无刺蜂蜂蜜对念珠菌的作用机制,并为其用于白色念珠菌的替代疗法提供了理论依据。
无刺蜂的产胶能力较强,无刺蜂蜂胶具有抗氧化、抗菌、抗炎、免疫调节及抗肿瘤等多种生物学活性。来自菲律宾的Elmer A.Polintan等对无刺蜂Tetragonula biroi蜂胶醇提液的化学成分进行分析检测,结果发现所有无刺蜂蜂胶样均不含有水杨苷。该研究为无刺蜂蜂胶的质量控制及临床应用提供了理论依据。泰国东方大学Guntima Suwannapong等研究发现,无刺蜂Trigona apicalis蜂胶能显著降低东方蜜蜂微孢子虫的感染率;同时能显著提高感染孢子虫病的小蜜蜂(Apis florea)的存活率,并呈现出剂量依赖效应;进一步研究发现该无刺蜂蜂胶对东方蜜蜂微孢子虫具有直接的毒性。此外,多个团队还就无刺蜂蜂胶的抗氧化、抗炎及对糖尿病的作用展开研究。
5 结语
国际养蜂大会之行,让我们更多地了解世界养蜂业的发展动态,掌握国际蜂业研究和关注的热点,领略了世界养蜂业已取得的丰硕成果。蜂产品作为养蜂生产的的主要经济来源,近年来在医药、保健品、化妆品等领域飞速发展,研究水平也得以逐步提高。我国作为蜂产品生产出口第一大国,在此次大会上也有很突出的表现,但对蜂产品的研究应用水平仍不够深入。具体表现在:化学成分的研究集中于某一类性质相似的物质,缺乏对活性成分和特征性成分的筛选评价;生物学活性的研究多停留在宏观活性评价,缺乏深入的作用机制及活性成分检测。因此,蜂产品的研究及其开发利用可谓任重道远,亟需各位同仁的共同努力,将蜂产品的基础研究和开发利用推上更高的台阶。