蜂胶有效成分检测的研究进展
2019-01-06彭立影刘功良李南薇赵文红白卫东蔡金鑫谭东山
彭立影,刘功良,李南薇,赵文红,白卫东,蔡金鑫,谭东山
(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州 510225;2.安徽盼盼食品有限公司,安徽滁州 239001;3.广州市谭山蜂业有限公司,广东广州 510925)
蜂胶是蜜蜂从植物叶芽或树干破皮伤处采集的树脂类与其上颚腺、蜡腺的分泌物混合而成的具有芳香气味的物质。蜂胶是一种黄酮类物质含量高达10%的独特而宝贵的纯天然保健食品资源和药物资源,具有丰富而独特的生物活性物质。蜂胶的化学成分复杂多样,主要有黄酮类、萜烯类、酚酸类、醇类、香豆素类和脂类等,生物活性广泛,已成为国内外蜂产品研究与开发的热点。已有研究表明,其功效成分具有抑菌消炎、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、护肝等作用[1-5]。近几年,蜂胶市场出现产品品质问题,以次充好、以假当真的案例屡见不鲜。现行标准对蜂胶品质的评价方法采用传统的定性定量方法,难以全面评价蜂胶的品质和判别蜂胶产品的真伪优劣。因此,有必要对蜂胶有效成分检测深入研究。对蜂胶主要有效成分检测方法的最新研究进展进行综述,并对今后的进一步研究提出展望。
1 蜂胶的有效成分
蜂胶的化学成分取决于蜜蜂采集树脂的地区和植物,不同地区的蜂胶化学成分有所不同。大多数天然蜂胶[6-8]的基本成分有树脂树香复合物40%~53%,多酚类12%~17%,多糖类2%~3%,蜂蜡30%~35%,花粉5%~10%。目前,蜂胶中已分离鉴定出的化学成分有300多种[9],主要包含黄酮类化合物、酸酯类化合物、酚醇类化合物、醛酮类化合物、氨基酸、脂肪酸与脂肪酸酯、糖类化合物、烃类化合物、维生素和矿物质等[10-11]。
2 多酚类化合物的检测
多酚类化合物是蜂胶中的主要活性物质,包括黄酮类化合物和酚酸类化合物,以及它们的缩合体。多酚类含量随蜂胶来源的不同而有很大变化,这些差异可能会影响蜂胶的生物活性及临床作用。研究蜂胶中多酚类成分,不仅有利于控制蜂胶品质,还能为蜂胶功能活性的研究提供理论依据。
2.1 黄酮类化合物的检测
黄酮类化合物是蜂胶中酚类化合物的主要有效成分,其生物活性成分有杨梅素、槲皮素、白杨素、山萘酚和高良姜素等,具有抗菌、保护心血管、抗氧化和抗肿瘤等作用。研究蜂胶中黄酮类化合物的分析方法对蜂胶及其制品的质量控制十分重要。目前,蜂胶中黄酮的分析方法主要有分光光度法、液相色谱法、液相色谱-串联质谱法。
杨亚飞等人[12]利用3种分光光度法对国产蜂胶和巴西绿蜂胶中总黄酮检测方法进行回收率和含量测定,3种方法测定结果偏差较大,其中GB/T 20574—2006的方法最适合蜂胶中总黄酮的检测。王烁等人[13]将蜂胶囊液体经过聚酰胺粉吸附,真空泵抽滤处理后,以NaNO2-Al(NO3)3-NaOH为显色剂、芦丁为对照品,在分光光度计上,于波长510 nm处测定蜂胶中总黄酮的含量。该方法和国家标准《GB/T 20574—2006蜂胶中总黄酮含量的测定方法分光光度比色法》无显著性差异,但准确度和精密度高,更适用于蜂胶胶囊等脂溶性样品中总黄酮的测定。陈刚等人[14]采用蜂胶总黄酮测定中聚酰胺粉吸附层析、乙醇提取后显色和甲醇直接提取这3种方法处理样品,利用分光光度计测定样品处理液。甲醇直接提取可获得较高的回收率,操作方法也相对方便快捷。高效液相色谱法(HPLC)是测定黄酮类化合物的有效方法。陈文等人[15]采用高效液相色谱法,在以甲醇-0.4%磷酸(55/45,V/V) 为流动相,测定蜂胶中7种黄酮类化合物的含量,发现甲醇溶剂超声溶解浸出法处理样品操作简单快捷,与常规分析方法相比,HPLC法测定简便快速、回收率高、检出限低、精密度高、受干扰影响小、准确性好。王小平等人[16]利用HPLC法对蜂胶黄酮类物质中的芦丁、槲皮素、白杨素、高良姜素进行检测,建立了蜂胶药材的指纹图谱分析方法,用以鉴别蜂胶和树胶。朱恩圆等人[17]采用RP-HPLC测定不同来源蜂胶所含的黄酮类成分,在色谱分析的基础上以相对稳定的10个峰作为共有峰,建立了蜂胶指纹图谱,可对蜂胶及其保健品的真伪进行鉴别。
液相色谱-串联质谱法是以色谱作为分离手段,质谱作为检测手段。王伟楠等人[18]采用高分辨液质联用技术对蜂胶总黄酮滴丸进行系统的成分分析,从中指认了5个含量最高的黄酮类化合物,包括山奈酚、乔松素、3-O-乙酰基短松素、白杨素和高良姜素,该方法可在未知提取物中快速分析和推断主要的化学成分。赵晓亚等人[19]利用线性离子阱-静电场轨道阱高分辨质谱,建立了蜂胶中杨梅酮、乔松素、芹菜素、苛因、山奈素、高良姜素、槲皮素、芦丁、桑黄素等9种黄酮类物质的快速筛选和确证方法,该方法具有准确快速的特点,可用于日常蜂胶中杨梅酮等9种黄酮类物质的定性和定量检测。刘波静[20]用GC/MS分析方法分离鉴定出蜂胶中的黄酮类化合物有白杨素、杨牙黄素、良姜素、高良姜素、球松素、乔松素、柚本杨素、5,7-二羟基-3′、4′-二甲基黄酮、5-羟基-4′和7-二甲氧基双氢黄酮。
高效毛细管电泳(CE)是一种离子域和电离子在电场驱动下,在毛细管中按淌度和分配系数不同而进行高效快速分离的新技术,具有高效快速、分辨率高、成本低,最重要的是具有使用寿命长、易洗脱等优点。彭友元[21]采用毛细管电泳电化学检测法(CE-ED),在最优条件下同时测定蜂胶中的黄酮和酚酸的含量。通过重现性、线性范围及检测限;回归方程、线性范围及检测下限;样品测定及回收率等比较,该方法高效灵敏,检测限为1.0×10-8~1.0×10-7g/mL,检测限与有关研究人员使用的HPLC方法[22-23]相比降低接近1个数量级,为蜂胶中的黄酮和酚酸的测定提供了一种更为有效简便的方法。
2.2 酚酸化合物的检测
罗照明等人[24]用高效液相色谱方法分析9种河南蜂胶醇提物中的多酚类化合物,并定量分析其中25种成分,发现蜂胶中的多酚类化合物主要有咖啡酸苯乙酯、亚桂皮乙酸、p-香豆酸、苯甲酸、异阿魏酸、咖啡酸、3,4-二甲氧基肉桂酸。符军放[25]采用高效液相色谱法测定中国蜂胶中酚类化合物咖啡酸、香豆酸、阿魏酸、山奈酚、芹菜素、白杨素、高良姜素、乔松素、松鼠素的含量,建立了中国蜂胶的高效液相色谱指纹图谱;同时采用电喷雾质谱法分析了中国蜂胶中的化学成分,初步确认出50个酚类化合物。罗照明[26]建立了中国蜂胶醇提物中多酚类化合物的HPLC分离方法,能同时对蜂胶中50多种多酚类物质进行分离;通过HPLC-MS及标准品对照等方法,从我国蜂胶中鉴定出55种成分,包括30种黄酮类物质、20种酚酸及其酯类物质和5种酚酸甘油酯类物质;利用高效液相色谱法对105个蜂胶中多酚类物质进行定量分析,根据蜂胶的成分特征进行分类,建立了每一类蜂胶的HPLC指纹图谱及总的蜂胶样品指纹图谱。
蜂胶中含有游离酸如水杨酸、苯甲酸、咖啡酸和阿魏酸等,能抑制病原微生物及保护肝脏,其含量的变化也会影响蜂胶质量。贺峥嵘等人[27]采用紫外分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪和核磁共振谱仪等技术分析贵州蜂胶中的有机酸成分。周立东等人[28]采用返滴定法测定蜂胶中的游离酸含量,以弱碱溶解再酸化萃取样品,该方法可有效减少系统误差,可对蜂胶的质量进行鉴别。孟霞等人[29]采用HPLC法同时分离测定蜂胶中的苯甲酸、咖啡酸、阿魏酸、香草酸、肉桂酸、绿原酸,为测定蜂胶液中有机酸类物质提供了方法依据。
3 挥发性成分的检测
蜂胶中的挥发性成分主要为萜烯类及其含氧衍生物,具有丰富的生物活性[30-31]。蜂胶的挥发性成分可作为一个重要的品质指标,具有指纹特征[32]。目前,蜂胶中挥发性成分的分析方法主要有气相色谱-质谱分析法(GC-MS) 和固相微萃取(SPME) 技术。
黄帅等人[33]利用GC-MS分析法比较巴西绿蜂胶原胶、乙醇提取液及蜂胶渣中的挥发性成分在化学组成及含量上的差异,分析鉴定出蜂胶原胶挥发性成分中主要活性物质14种,主要是芳香酸及烯萜类化合物;蜂胶乙醇提取液及蜂胶渣挥发性成分中主要活性物质分别为14种和11种,主要为烯萜类化合物和有机酸酯类,蜂胶乙醇提取物中主要挥发性物质还含有烷烃类化合物。田文礼等人[34]通过顶空-固相微萃取法 (HS-SPME) 和气相色谱-质谱(GC-MS)比较分析中国和马来西亚蜂胶的挥发性成分,分别检测到蜂胶中的挥发性化合物为60种和29种,中国醇提蜂胶挥发性成分含量高出马来西亚醇提蜂胶约10倍,且二者挥发性成分共有物质的含量不同,该结果为进一步对不同来源蜂胶的标准化提供一定的理论依据。李季刚等人[35]采用GC-MS法结合内标法测定蜂胶挥发性香味成分,以同时蒸馏萃取法(SDE)提取挥发性成分,鉴定出70种成分,包括萜烯类、醇、酸及酯等化合物。程焕等人[36]采用GC-MS法检测蜂胶和杨树树胶挥发性成分,以固相微萃取法及动态顶空法对挥发性成分进行提取,鉴定出蜂胶和杨树胶各自特有的成分,从而为蜂胶的真伪鉴别及其标准制定提供理论依据。
蜂胶挥发油是蜂胶中具有芳香气味的挥发性物质,其含量约为蜂胶的10%,具有抗氧化和抗菌的作用。杨文超等人[37]采用GC-MS技术对石油醚、正己烷、乙醚、四氯化碳等4种溶剂提取的蜂胶挥发油(分别为 PEP,HEP,TEP,DEP) 的成分进行鉴定分析。其中PEP鉴定出60种化合物,HEP 49种化合物,TEP 46种化合物,DEP 47种化合物,4种精油共有的物质有22种。杨书珍等人[38]采用气相色谱-质谱联用法分析湖北蜂胶挥发油中的化学成分,以不同溶剂对蜂胶中挥发油成分进行提取,分析得到蜂胶挥发油中共有64种挥发性化合物,蜂胶挥发油中的主要成分为萜类物质和有机酸,且石油醚是最佳提取蜂胶挥发油的溶剂。Eleni Melliou等人[39]用水蒸气蒸馏法提取蜂胶挥发油,GC/MS分析,识别出希腊5个不同地区的蜂胶挥发油成分94种,且5种蜂胶组成存在差异。赵强[40]比较了5种提取方式方法对蜂胶挥发油提取率的影响,分析得出5种提取方法的提取率由高到低依次为微波辅助法>超声辅助法>常温搅拌法>超临界CO2萃取法>水蒸气蒸馏法。微波辅助提取和超声辅助提取蜂胶挥发油需要的时间最短,且温度较低;超临界萃取法与水蒸气蒸馏法提取率低,效率低,操作过程复杂,但是提取物以外观、性状品评,香味与蜂胶原料气味相符,颜色和流动性较好,较符合油的特征[41]。
气味活性成分是指具有气味活性的挥发性成分,通过鉴别气味活性成分可更全面地了解各种化合物对食品的贡献程度[42]。延莎等人[43]采用气相-质谱-嗅闻仪联用对3种蜂胶样品和杨树胶的气味活性成分分离鉴定,鉴别出48种气味活性物质,因此可从气味特征上区分高品质蜂胶、劣质胶和假胶。董捷等人[44]利用电子鼻对不同区域的蜂胶气味活性物质进行了分析,找到对气味活性物质响应显著的传感器,该方法为蜂胶品质的鉴定及鉴别掺假蜂胶提供了基础研究数据。
4 微量元素的检测
微量元素对人体的正常生理代谢具有至关重要的作用。蜂胶中含有人体必需的各种微量元素,可增强机体免疫机能,有效抑制人体生理的异常。因此,分析蜂胶中的微量元素有利于开发利用我国的蜂胶资源。庞海岩等人[45]采用全谱直读感耦等离子体发射光谱仪测定了蜂胶及蜂胶制品中的12种元素。杨理等人[46]用微波消解法和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)对同一地域不同时期蜂胶中的9种微量元素进行检测,该方法可高效准确地分析多种元素。苏莉等人[47]用浓硝酸-双氧水消解对蜂胶进行前处理,采用原子吸收光谱法测定蜂胶中Fe,Cr和Zn等11种金属元素含量,其含量均与人体所需微量元素相近,且重金属元素含量均符合国家标准。龚上佶[48]采用电感耦合等离子体发射仪测定不同地区的蜂胶中的15种微量元素的含量,利用主成分分析、聚类分析和判别分析等数学方法处理数据,得出蜂胶元素含量与颜色有密切关系;并采用红外光谱法得到蜂胶和树胶样品的红外光谱图,找出蜂胶和树胶的特征差异。李樱红等人[49]采用ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪,辅以原子荧光和原子吸收分析方法,对不同产地的蜂胶样本中元素分布特征及相关性进行测定和分析,从元素组学的角度为蜂胶建立无机元素的特征图谱提供理论支持,为深入研究蜂胶的元素谱与保健作用的关系提供依据,为蜂胶产品资源开发及品质评价奠定科学基础。王湘君等人[50]利用ICP-AES法和原子荧光法对五指山蜂产品中蜂蜜蜂胶进行了微量元素的检测,并与其他地区相关方面的数据进行比对,分析指出五指山蜂蜜产品微量元素优势明显,蜂胶微量元素含量方面优势不显著,但其中对人体有害元素含量极少。
5 结语
蜂胶成分复杂且生物学活性广泛,其功效作用的发挥与其品质有着紧密的联系。控制蜂胶的品质,有利于稳定发挥保健作用。近年来,随着分析仪器升级、检测方法改进,蜂胶及相关产品质量控制有了进一步的提升。但蜂胶化学成分复杂,至今尚无法分析得知所有的化学成分,给蜂胶的真伪鉴别带来很大的难度。可见,蜂胶及相关产品的化学成分标准化仍是蜂胶质量控制的难点。因此,有必要对蜂胶有效成分进一步深入研究,建立一种快速检测蜂胶品质的方法,进一步健全蜂胶品质检测体系,以期为今后蜂胶的进一步研究和开发利用提供参考。