热加工对蜂蜜质量影响的研究进展

马天琛，王倩，程妮,3，曹炜,3*

1(西北大学 食品科学与工程学院，陕西 西安，710069)2 (西北大学 化工学院，陕西 西安，710069)3(陕西省蜂产品工程技术研究中心，陕西 西安，710065)

热加工是食品生产与保存中用于改善食品品质、延长食品贮藏期的最重要且最常用的处理方法之一[1]。它能够杀灭致病菌和有害微生物，钝化酶类，破坏食品中多余或有害的成分，从而改善食品的品质与特性，提高食品中营养成分的消化率和吸收率[2-3]。然而，过度热加工不仅会导致食品中的热敏性营养素和生物活性成分的损失，同时还会产生有害物质，破坏食品的内在品质和特性[4]。

蜂蜜是一种药食两用的天然食品，它不仅能够促进组织生成[4]、辅助治疗创伤烧伤[5]，还具有润肺止咳、促进消化、润肠通便等功效[6]，深受消费者的喜爱。原料蜂蜜中含有蜂蜡、蜂巢、蜂蛹等杂质，对蜂蜜的质量产生不良影响，不能作为商品出售，因而蜂蜜在出售前要进行融蜜、过滤、浓缩等一系列加工[1]，其中融蜜、浓缩等热加工处理不仅能够杀死蜂蜜中嗜渗酵母，同时能防止蜂蜜结晶和发酵，延长保质期[7]。然而，过度热加工常常伴随着美拉德反应和焦糖化反应的发生，使蜂蜜的颜色变深、挥发性芳香物质损失、酶活性降低，严重影响蜂蜜的质量和安全性[3]。本文综述了热加工对蜂蜜中的美拉德反应生成物、酶活性、抗氧化活性、微生物等影响蜂蜜质量因素的影响。

1 热加工对蜂蜜中美拉德反应生成物的影响

加热的方式可能也会影响HMF的生成。KOWALSKI等[20]研究发现，在90℃下水浴加热60 min和在1.26 W/g微波功率条件下加热6 min，发现微波加热使蜂蜜中的HMF的生成速度明显比水浴加热快。BARTKOV等[21]选用不同的功率(90、350、500和800 W)和不同的加热时间(15、30和45 s)对捷克蜂蜜中HMF含量的变化进行研究，发现随着微波功率的提高和加热时间的延长，HMF的含量在急剧增加。尽管微波作为食品热加工的一种重要方式，但是微波加热会使蜂蜜生成大量的HMF，因而在蜂蜜加工中尚未被应用。

综上所述，蜂蜜在热加工过程中应严格控制加热温度和时间，为了防止HMF超标，建议将加热温度控制在65 ℃以下，时间不超过30 min，达到减少HMF生成的目的。另外，不同植物来源的蜂蜜，HMF含量随加热时间和温度的变化有较大差异。

2 热加工对蜂蜜中酶活性的影响

酶是活细胞产生的，对底物具有高度特异性和催化作用的蛋白质或RNA，使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应[22]。作为生命活动的催化剂，酶支配机体内多种生化反应，参与食物的消化吸收，营养物质的转换，生物能量的利用和控制，影响生物的新陈代谢[23]。蜂蜜中的酶大多数是有由蜜蜂的咽下腺分泌产生的，主要有淀粉酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶，还有少量的类蛋白酶、还原酶、脂酶等[24]。其中淀粉酶和蔗糖酶是评价蜂蜜是否过度加热的重要指示酶之一[25]，当热加工的温度<40 ℃时，淀粉酶和蔗糖酶未失活，若热加工温度高于此临界值时，这两种酶开始失活。葡萄糖氧化酶可以将蜂蜜中的葡萄糖氧化分解成H2O2和葡萄糖酸，前者是蜂蜜发挥抗菌功效的重要物质之一。酸性磷酸脂酶能够反映蜂蜜的发酵程度，与其他酶相比，该酶的活性较低，也不耐热[26]。由于酶对温度十分敏感，因此在蜂蜜的热加工过程中十分关注其对酶活性的影响。

李静媛等[27]测定了9种未加工天然蜂蜜和热加工后蜂蜜中的淀粉酶、蔗糖转化酶、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的含量，对比分析发现，不同植物来源的天然蜂蜜中，4种酶的含量有显著差异，而加热导致各种酶的含量均显著降低。曾哲灵等[28]研究了热加工对蜂蜜淀粉酶活性的影响，考察了4种蜂蜜中的淀粉酶对热加工温度和时间的耐受能力，结果表明，在蜂蜜的热加工过程中，加热的温度是影响淀粉酶值的主要因素，时间为次要的；当加热温度<40 ℃时,洋槐、紫云英、枣花和椴树4种蜂蜜的淀粉酶值随贮存时间的延长而变化较小，活性基本稳定，表明蜂蜜可在40 ℃以下长时间保存；另外不同蜜源植物蜂蜜的淀粉酶的耐热性存在显著差异，因此对不同蜂蜜的热加工工艺条件应有区别。TOSI等[29]研究了瞬时加热和恒温加热对蜂蜜中淀粉酶活性的影响，发现在恒温加热条件下，芥子蜜淀粉酶的活性低于瞬时加热，但2种加热方式的淀粉酶活性均低于未加热的蜂蜜，表明无论采用哪种加热方式均会对淀粉酶的活性造成破坏。OIMINS等[30]还比较了微波加热和传统加热对蜂蜜淀粉酶活性的影响，发现微波加热使蜂蜜中的淀粉酶活性损失更大，因而在实际生产中不建议采用微波加热蜂蜜。

蜂蜜中酶类物质不仅是蜂蜜中的生物活性成分，而且与蜂蜜的内在质量有关。无论是哪种热加工方式均会破坏酶的活性，影响蜂蜜的质量。蜂蜜中的各种酶的耐热性存在较大差异，哪种酶能够作为蜂蜜是否受到过度加工的指示酶尚不清楚，有待进一步研究。总之，为了最大程度保证蜂蜜的品质，降低加热温度、缩短加热时间是蜂蜜加工的最好选择。

3 热加工对蜂蜜抗氧化活性的影响

细胞在代谢过程中会不断产生自由基，含有未成对电子的自由基要产生强烈的配对倾向，并引发一系列的自由基连锁反应，从而导致体内的氧化平衡被破坏，对细胞膜结构、酶、蛋白质和DNA造成损伤，导致细胞凋亡和机体衰老[31-32]。蜂蜜中的多酚类化合物、维生素、氨基酸和抗氧化酶等功能因子能够协同作用，清除自由基，激活抗氧化体系，起到抗氧化的作用[33]。过度热加工会使这些功能成分发生改变，影响蜂蜜的抗氧化活性。李菁[34]模拟蜂蜜的工业热加工条件，采用高效液相色谱-电化学联用技术，研究了热加工对蜂蜜抗氧化活性的影响，发现实验油菜蜜在经过加热后，没食子酸、咖啡酸和阿魏酸含量分别下降了52.2%，48.9%，33.4%，但清除DPPH自由基的能力有所提高，蜂蜜的抗氧化活性明显增强，表明热加工可能导致蜂蜜中新的抗氧化成分生成。TURKMEN等[35]也对不同加热温度的蜂蜜抗氧化活性进行研究，将蜂蜜在50、60、70℃下加热12 d，以DPPH自由基清除能力和蜂蜜中棕色色素形成(BPF)为指标，并利用动力学模型对数据进行拟合，发现DPPH自由基清除能力和BPF随处理温度和时间的增加而增加，而且温度越高，抗氧化能力增加越快，蜂蜜的抗氧化活性越强。

NAYIK等[36]采用响应面法研究了加热温度、时间和pH对蜂蜜抗氧化活性的综合影响，结果表明3种因素对蜂蜜的DPPH自由基清除能力、总酚含量、总黄酮含量均有显著影响。随着加热温度上升和加热时间的延长，蜂蜜的颜色加重，褐色素增多，抗氧化活性增强。TURKVT等[37]也做过类似的研究，将蜂蜜在50、70、80 ℃条件下进行加热，发现蜂蜜的颜色随着加热温度的升高而变深，抗氧化性提高。

热加工能够提高蜂蜜的抗氧化活性与美拉德产物的大量生成有关，尽管加热可以提高蜂蜜的抗氧化活性，但是所有的抗氧化实验均采用体外评价方法，不能反映体内的情况。大量的研究表明，美拉德产物具有明显的细胞毒性作用，可诱导很多慢性疾病的发生与发展[38-39]。因而，为了保证蜂蜜的质量和食用安全性，除非工艺需要，尽可能降低热加工强度。

4 热加工对蜂蜜中微生物的影响

蜂蜜是一种高度复杂的糖类饱和溶液，可溶性糖类约占70%～75%，水分约占18%～23%。当蜂蜜水分含量较高时，微生物容易繁殖生长，引起蜂蜜发酵变质。为了防止蜂蜜在贮藏期间发生发酵，在生产中经常采用热加工方式杀灭酵母[40]。HEBBAR等[41]研究了近红外线加热方式对蜂蜜中酵母菌数量的影响，发现蜂蜜经短时间的红外线热处理，酵母菌数量显著减少。HASANAH等[42]研究了微波加热处理对杨桃蜂蜜贮藏稳定性的影响，研究表明，用微波炉将蜂蜜快速加热到71 ℃，然后将蜂蜜置于室温((28±2) ℃)和4 ℃两种不同的条件下贮藏16周，发现未加热的蜂蜜都会发生腐败变质，而经加热处理蜂蜜的外观透亮，无酸味、异味产生。另外，未加热的蜂蜜中酵母数量(1.02×105CFU/g)比加热的蜂蜜样品(5.90×102CFU/g)高5倍左右，而加热蜂蜜在贮藏过程中酵母数量无明显变化。DELEPAZMOLINÉ等[43]也发现，微波加热能够有效降低蜂蜜中的菌落总数，尤其对幼虫芽孢杆菌的抑制效果最好。但也有研究表明微波加热可能会对蜂蜜的抗菌性能产生负面影响。BUCEKOVA等[44]以油菜蜜为对象，考察了微波加热对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌抗菌性的影响，选用防卫素-1和H2O2作为评价指标。结果表明，微波加热完全消除了蜂蜜的抗菌活性，而45 ℃和55 ℃的常规热处理对蜂蜜样品的抗菌活性没有影响。在微波处理的蜂蜜样品中，葡萄糖氧化酶活性、H2O2的生成量和防卫素-1含量均显著下降。由此可见，尽管微波加热能有效杀灭微生物，但会破坏蜂蜜中与抑菌活性相关的酶(葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶)，从而影响蜂蜜的抑菌活性。

5 热加工对蜂蜜中其他成分的影响

热加工还对蜂蜜中的多酚类化合物、氨基酸、挥发性成分等其他营养成分也有影响。多酚类化合物是保证蜂蜜具有广泛生物学活性的物质基础，它主要包括酚酸类化合物和黄酮类化合物，协同蜂蜜中的其他成分共同发挥蜂蜜的抑菌、抗氧化、调节血糖等作用[45-46]。由于酚酸和黄酮类化合物的结构中都含有羟基，在有氧状态下加热容易发生氧化还原反应[47]。刘海丰[48]研究了热加工对洋槐蜜中 7种酚类化合物含量的影响，结果发现，80 ℃灭菌15 min、55 ℃浓缩45 min、45 ℃解晶1 h等热加工均使酚类化合物含量发生显著下降，其中p-香豆酸、阿魏酸和槲皮素含量下降最显著，分别降低了38.2%、32.5%和21.6%，这可能与热加工导致蜂蜜中的酚类化合物分解有关。氨基酸是组成蛋白质的基本单元，是评价食品营养价值的重要指标。蜂蜜中的氨基酸种类较多，主要用来鉴别蜂蜜花源、产地以及掺假。ZHAO等[49]模拟蜂蜜工业热加工条件，结合化学计量学方法分析荆条蜜和枣花蜜的氨基酸含量，发现热处理会引起总氨基酸含量发生显著性变化，且加热温度越高，加热时间越长，氨基酸损失越严重。ESCRICHE等[50]比较了热加工对西班牙蜂蜜挥发性成分的影响，发现热处理会导致某些挥发性化合物含量产生显著变化，建议应密切注意热处理对蜂蜜质量的影响。

6 结论

CAC蜂蜜标准规定，市场出售的蜂蜜不得过度加热或加工致使蜂蜜基本成分发生改变或质量受到破坏，但为了延长蜂蜜的保质期，蜂蜜在出售前的热加工不可避免。不合理的热加工会严重影响蜂蜜的质量，尤其是过度热加工导致美拉德产物大量生成、生物酶失活、热敏性营养素和生物活性成分的损失，影响蜂蜜的内在质量和商品价值。近年来非热加工已经在食品工业中得到广泛应用，但是在蜂蜜加工中鲜有报道，因而研究适合蜂蜜的非热加工关键技术和装备是当务之急，例如高压杀菌技术、射频杀菌、高压脉冲电场及非热等离子体等技术。