2020年国内外蜂胶研究概况
2021-12-05彭诗琴范埃米于心雨张翠平李珊珊胡福良
彭诗琴,范埃米,于心雨,张翠平,李珊珊,胡福良
(浙江大学动物科学学院,浙江 杭州 310058)
蜂胶的化学成分复杂,生物学活性丰富,是近二十多年来蜂产品研究开发的热点,被广泛应用于食品、药品、化妆品等行业。本文以2020年国内外发表的有关蜂胶研究的中英文文献,以及国内外发布公告的蜂胶专利为依据,对本年度的蜂胶研究概况进行综述。
1 论文分布情况
据维普、中国知网、万方数据资源系统等中文数据库公布的数据显示,2020年共发表涉及蜂胶的中文论文67 篇,硕士论文6 篇,博士论文2 篇。据Web of Science、Scopus、Pubmed 等外文数据库公布的数据显示,2020年共发表涉及蜂胶的英文论文375 篇,其中公开发表的研究性论文占发表论文的绝大多数,共有207 篇,综述类19 篇。
1.1 研究领域
2020年国内外发表的蜂胶论文研究方向十分广泛,主要包括蜂胶的生物学活性研究、蜂胶的地理来源及化学成分分析、蜂胶中有效活性成分的提取与鉴定、蜂胶及蜂胶产品的质量控制、蜂胶产品的开发以及蜂胶在口腔、农业、畜牧兽医行业的应用等多个方面。其中,蜂胶生物学活性相关研究的文章数量最多,占全部论文的48.19%,与去年的占比相近,略有上升;蜂胶在食品保鲜、口腔保健、畜禽疾病控制等应用方面的论文占总数的26.02%;蜂胶化学成分的研究较去年有较大幅度的上升,占总数的18.78%;蜂胶质量控制方面的论文占总数的11.39%,与去年相比也有较大幅度的上升;蜂胶营养成分、蜂胶产品开发方面的论文数量有所增加,二者占论文总数的16.97%。
2020年有2 篇蜂胶相关的博士学位论文,研究内容分别为蜂胶醇提物对高脂饮食诱导肥胖小鼠糖脂代谢及肠道菌群的作用、蜂胶黄酮对小鼠铅中毒的保护作用及其机制研究;6 篇蜂胶相关的硕士学位论文,研究内容分别为蜂胶黄酮类化合物的提取分离及其生物活性研究、咖啡酸间硝基苯乙酯的合成优化及其抗动脉粥样硬化作用研究、基于代谢组学技术分析蜂胶中的差异性代谢物、伊犁黑蜂蜂胶对早期根面龋矿化作用的实验研究、pH 偏移法构建两亲性FA-CMCS 纳米粒子运载蜂胶及其特性研究。
1.2 地域分布
发表英文论文作者所在国家和地区共有34 个,遍及世界各地,较往年有所上升。包括:巴西(53 篇)、土耳其(40 篇)、中国(32 篇,其中大陆28 篇、台湾4 篇)、伊朗(23 篇)、美国(19 篇)、波兰(18 篇)、沙特阿拉伯(15 篇)、墨西哥(14 篇)、希腊(12篇)、意大利、印度尼西亚(均为11 篇)、阿根廷(7 篇)、葡萄牙、西班牙、英国(均为7 篇)、马来西亚(6 篇)、加拿大、法国、印度、日本、罗马尼亚(均为5 篇)、澳大利亚、喀麦隆(均为4 篇)。其余国家均在3 篇及以下。
1.3 刊物分布
由于蜂胶相关研究主题很多,除了少量有关蜂胶药理活性方面的研究较为集中发表在相关专业杂志外,大多数蜂胶方面的研究性论文根据自身研究重点不同,零散发表在各类杂志上。2020年蜂胶研究相关的192 篇SCI 论文发表在100 种杂志上,其中超过5 篇的有:《Molecules》(17 篇),《Journal of Apicultural Research》(11 篇),《Antioxidants》(7 篇),《Journal of Food Science and Technology》 (6 篇),《Nutrients》 (6 篇),《International Journal of Molecular Sciences》 (5 篇),《Journal of Food Safety》 (5篇),《Saudi Journal of Biological Sciences》 (5篇),《Antibiotics Basel Switzerland》(5 篇),66篇中文论文发表在40 种期刊上,包括《蜜蜂杂志》(10 篇)、《中国蜂业》(8 篇)、《食品安全质量检测学报》(5 篇)、《现代食品科技》 《轻工科技》 《新疆医科大学》(各2篇),其余均为1 篇。本年度蜂胶相关的中文论文数量较往年有所增加。
2 蜂胶生物学活性研究新进展
蜂胶具有十分丰富的生物活性物质。2020年围绕蜂胶抗氧化、抗炎、抗肿瘤、缓解肥胖等生物学活性方面的研究有很多新发现和新进展。
2.1 抗氧化和抗炎
蜂胶中具有大量黄酮类和酚酸类等生物活性物质,这些物质能发挥良好的抗氧化作用,达到抗炎效果。研究发现,巴西红蜂胶提取物增加了HEK293 细胞及小鼠肝脏中Nrf2 调控基因的表达,并抑制HEK293 细胞中ROS 的生成,起到预防氧化应激的作用[1]。蜂胶提取物能抑制炎症因子IL-1β 和IL-6 的分泌,降低LPS 刺激的巨噬细胞中产生的NO 水平[2],调节ICAM-1、VCAM-1 和MCP-1 的表达来减少LPS 诱导的炎症反应[3]。蜂胶中重要的黄酮类物质高良姜素能显著改善DSS 引起的组织病理学改变和组织损伤,抑制Toll 样受体4的表达,抑制NF-κB p65 的激活,降低小鼠体内炎性细胞因子的水平[4]。
2.2 抗肿瘤
蜂胶在人乳腺癌MCP-7 细胞系中表现出显著的抗增殖活性,具有显著的细胞毒性[5],使细胞周期停滞在G1 期,通过增加促凋亡蛋白(p21、Bax、p53、p53-ser46和p53-ser15)水平,降低MMP,改变特异性肿瘤抑制子和致癌RNA 水平,提高MCF-7 细胞系的凋亡[5]。在动物模型中,通过甲亚硝基脲诱导大鼠产生乳腺肿瘤,蜂胶干预后,肿瘤发病率、肿瘤体积以及肿瘤重量均显著性下降[6]。古巴棕色蜂胶及其主要成分奈莫罗松对结肠癌癌细胞具有抗增殖作用,奈莫罗松能通过靶向作用M2 巨噬细胞干扰结肠癌细胞和肿瘤相关结肠癌细胞之间的关系,缓解结肠癌病情的产生及发展[7]。蜂胶对香豆酸和EGCG 具有DNMTi 活性,可以逆转肿瘤抑制基因RASSF1A 的表观遗传沉默[8]。
2.3 抑菌、抗寄生虫
蜂胶在蜂巢中用于封存易腐物以免变质,避免病菌感染,防治幼虫病害,保护蜂巢内所贮存花粉、蜂蜜等饲料,可防止发生霉变,故蜂胶的抑菌活性受到广泛关注。巴西红蜂胶醇提物对白色念珠菌的MIC 为0.29 mg/mL,MFC 为1.17 mg/mL[9]。新型隐球菌是一种威胁人类生命的酵母菌,是导致隐球菌致病的常见毒力因子之一。Mamoon 等研究发现蜂胶能以剂量依赖的方式降低黑色素的产生,调控隐球菌黑色素化途径中CDA1、IPC1-PKC1 和LAC1 基因的表达,具有很强的抑制隐球菌的活性[10]。蜂胶在25μg/mL 的浓度下能使曼氏血吸虫的死亡率到达100%,改变血吸虫表面发生形态学的改变,在动物模型中,蜂胶能显著降低早期和慢性曼氏吸血虫数量和虫卵产量[11]。
2.4 缓解肥胖
全球人均BMI 逐年上升,肥胖已成为当今社会严峻健康问题之一。中国蜂胶能减轻高脂饮食小鼠的体重,改善由肥胖引起的胰岛素抵抗[12],通过增强脂质分解代谢和线粒体生物生成相关的mRNA 的表达,抑制炎症标志物相关的mRNA 的表达,激活Nrf2 应答元件和Nrf2 DNA,调控由肥胖引起的炎症反应[13]。对肠道菌群的16S rRNA 分析表明,中国蜂胶增加如玫瑰松属、肠杆菌属等抗肥胖和消炎细菌,改善小鼠胰岛素抵抗和肥胖[14]。巴西绿蜂胶的主要成分——阿替匹林C 可以通过与肌酸代谢相关的途径诱导白色脂肪组织中米色脂肪细胞中的热生成,从而起到缓解肥胖作用[15]。
2.5 口腔健康
龋齿是一种严重的慢性牙齿公共健康问题,蜂胶具有较强的抑菌活性,能有效抑制龋齿致病菌——白色念珠菌菌丝的形成,引起细胞膜和细胞壁的损伤[16],降低白色念珠菌的代谢活性[17]。巴西红蜂胶能降低与牙龈疾病相关细菌的代谢活性,减少细菌数量。在处理7 天后,巴西红蜂胶对生物膜病原体的杀灭效果与阿莫西相当,可以替代阿莫西作为牙周治疗的辅助药物[18]。
2.6 神经保护
蜂胶及其提取物具有神经保护作用。帕金森病(PD)患者表现为非运动和运动症状。自主性心血管失调是一种常见的非运动性表现,与疾病风险增加有关。蜂胶可以减轻由6-羟基多巴胺损伤的大鼠黑质神经元损伤,减少纹状体纤维变性,对帕金森大鼠具有心脏保护和神经保护作用[19]。咖啡酸苯乙酯(CAPE)是一种酚类化合物,是蜂胶的生物活性成分之一。CAPE 对蛛网膜下腔出血后早期脑损伤有预防作用,对减少脑血管痉挛有积极作用[20]。
2.7 其他活性
除上述活性外,蜂胶对于肝脏、肾脏等器官的保护作用、免疫调节等活性也受到关注。对于双酚A 引起的啮齿动物的肝脏纤维化,蜂胶能通过降低IL-1β 与IL-10 的比例改善体内炎症状态,增加肝细胞中B 细胞淋巴瘤的免疫表达和降低肝脏Capase-3 的含量发挥凋亡作用。蜂胶还可以通过下调基质金属蛋白酶-6 和上调基质金属蛋白酶-2 组织抑制因子的基因表达,改善细胞外基质翻转[21]。六价铬[Cr (VI)]化合物已被证明在人和动物中诱发与氧化应激相关的肾毒性,通过肌酐清除率评估肾小球滤过性的急剧下降,蜂胶通过改善铬酸盐的毒性作用,显示出对色素致肾毒性的保护潜力。蜂胶在处理重铬酸钾引起的肾毒性中是一种有效的化学保护剂[22]。Brilhante 等研究发现单独使用巴西红蜂胶醇提物具有特异性的细胞免疫应答免疫刺激特性,与重组蛋白rCP01850 联合使用可诱导细胞和体液免疫应答,并能显著提高接种小鼠的存活率[23]。
3 蜂胶质量控制研究进展
蜂胶的化学成分是蜂胶质量控制领域研究的热点,今年的研究成果相比于去年更为丰富。
3.1 蜂胶化学成分研究
利用气相色谱、液相色谱、质谱联用以及代谢组学等多种方法,对蜂胶进行成分分析和质量评估是研究者广泛认同的研究手段。Araújo 等通过RPHPLC-DAD-ESI-MS/MS 对巴西南部伊塔帕地区的棕色蜂胶提取物进行分析,鉴定出蜂胶的典型成分苯丙酸和咖啡酰奎宁酸等[24]。Popova 等在哥伦比亚蜂胶中首次发现藤酸作为蜂胶的组成成分[25]。Pavlovic 等从意大利北部高山蜂胶中发现新化合物4-乙基-7-羟基-3-(对甲氧基苯基)香豆素和4-羟基-4-甲氧基查耳酮[26]。Pena 等采用气相色谱火焰电离检测器(GC-FID)对巴西棕色蜂胶挥发油中的化合物进行定量分析,分离得到化合物1,8-桉树油、萜烯-4-醇、丁石竹烯、内毒素多酚、鸡血藤烯醇、棕榈内酯等用于方法验证,具有抑菌活性,结果表明气相色谱-FID 法可作为检测蜂胶的有效手段[27]。
除了蜂胶中新型化合物的发现,本年度也有许多研究报道了不同地理来源蜂胶的鉴定方法。Svenjak 等用顶空固相微萃取(HS-SPME)、水蒸馏(HD)和气相色谱-质谱联用对来自亚得亚里海沿岸的蜂胶样品进行挥发物分离,根据挥发物的不同可将蜂胶样品分为非杨树型和极性型[28]。Wang 等采集63 个来自不同温带地区的中国蜂胶样品,进行代谢组学分析,发现对植物来源及不同气候的长期适应引起了成分的区别及生物活性的差异,为中国蜂胶的质量控制提供了合理的指导[29]。Ristivojevi 等采用UHPLC-qqqMS 对不同地区酚类化合物进行定量分析,除俄罗斯和中国蜂胶样品外,其余地理来源的杨属蜂胶的主要酚酸化合物为咖啡酸和对香豆酸[30]。Yuan 等通过LC-MS 代谢谱分析区分中国蜂胶和巴西绿蜂胶,虽然两种蜂胶具有相似的抗氧化活性和抗炎活性,但其乙醇提取物、总黄酮和总酚酸含量差异很大[31]。Jiang 等利用高效液相色谱分析来自中国不同地区的蜂胶样品,并测定总黄酮、总酚酸含量及抗氧化活性,结果发现中国蜂胶的分组和光谱效应关系与其化学成分有关,采用测定咖啡酸、咖啡酸苯乙酯、柯因、芹黄素等化合物可能比总酚酸和总黄酮更好地标志中国蜂胶抗氧化活性,有助于探索不同地理来源蜂胶质量的评估方法[32]。Chi 等采用水蒸气蒸馏法提取采自中国25 个地区的蜂胶,用气相色谱-质谱联用鉴定出中国蜂胶挥发油中主要成分为雪松醇、丁二酚、苯甲醇、苯乙醇、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、3,4-二甲氧基苯乙烯和愈创木酚,蜂胶挥发油成分与来源之间存在显著相关性,与蜂胶颜色之间存在一定的相关性[33]。
3.2 蜂胶中重金属的检测
Hodel 等对巴西原料蜂胶样品(棕色、绿色、红色、黄色)的有毒金属(砷、镉和铅)的含量进行测定,发现大部分样品超过了巴西法规规定的砷和铅的限值[34]。
4 蜂胶的应用研究
4.1 蜂胶在医疗上的应用
蜂胶具有丰富的活性物质,在医疗领域具有广泛的应用前景。Esposito 等研究了蜂胶口服液在临床上的治疗效果,发现可改善呼吸道感染患者细菌性和病毒性症状[35]。Al-Hariri 等利用大鼠伤害性疼痛模型,证明了巴西绿色蜂胶醇提取物可显著抑制乙酸引起的疼痛,显著提高针对红外和福尔马林测试的疼痛阈值[36]。
除了直接使用蜂胶提取物外,更多的研究将蜂胶处理成新型材料,新型蜂胶材料被证明具有较好的生物性能,应用范围更广泛。Afrasiabi 等将叶绿素-藻蓝蛋白混合物或甲苯胺蓝与蜂胶纳米颗粒联用,可协同增强对变形链球菌的抗菌光能力[37]。Ceylan 等合成了一种明胶、海藻酸钠、壳聚糖(GEL/SA/CS)负载蜂胶乙醇提取物的新型pH 敏感水凝胶珠,研究体外释放和不同pH 条件下的溶胀行为,发现可作为蜂胶的可控释放载体用于治疗口腔黏膜炎、胃溃疡、溃疡性结肠炎等胃肠道疾病[38]。González-Masís 等将蜂胶纳米颗粒注入胶原蛋白支架,会影响胶原蛋白变性温度和拉伸强度,且胶原蛋白支架的性质取决于蜂胶纳米颗粒的浓度,可用于再生医学[39]。Elnaggar 等制备新型大肠菌素壳聚糖纳米粒子,与蜂胶提取物整合,以解决细菌对大肠菌素的抗性,结果表明合适的纳米载体可将细菌从对大肠菌素耐药的细菌还原为对大肠菌素敏感的细菌,可作为肺炎治疗中潜在的抗菌剂[40]。Eskandarinia 等制备了3 种不同浓度的蜂胶乙醇提取物,采用聚氨酯-透明质酸(PU-HA)纳米纤维创面敷料,结果表明富集1wt%EEP的PU-HA 纳米纤维支架具有良好的生物相容性、创面愈合能力和抗菌活性,可作为生物医学应用的候选材料[41]。
4.2 蜂胶在伤口愈合上的应用
蜂胶因其抑菌、抗炎等生物活性,在伤口愈合上的应用具有广阔的前景。Bayrami 等利用蜂胶提取物生物合成新型ZnO/Ag/Ext 纳米复合材料,发现将其涂敷在纱布上有利于伤口愈合[42]。Loureiro 等开发了一种含有红蜂胶提取物(HERP)的黏合剂聚合膜伤口敷料,通过对HERP 膜进行表征研究,发现0.5%的HERP 膜在伤口应用研究中具有潜力[43]。Stojko等采用静电纺丝法制备蜂胶-聚(乳酸-乙二醇)共聚物创面敷料,具有更好的性能,可作为严重烧伤的伤口敷料[44]。Baygar 等将生物金属纳米银用原位工艺浸渍在含有蜂胶的丝缝线上,发现其对致病性革兰氏阴性和革兰氏阳性菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌活性,与3T3 成纤维细胞具有生物相容性,可刺激成纤维细胞增殖[45]。
4.3 蜂胶在口腔健康上的应用
蜂胶具有良好的抗菌活性、抗炎活性和生物相容性,在口腔健康领域应用广泛。RojaRamya 等研究证明了蜂胶-氧化锌混合物可作为乳牙根管充填的替代材料[46]。Lim 等研究发现山竹和蜂胶复合提取物显著降低永生化人牙龈成纤维细胞的炎性细胞因子水平,可用于牙周病的防治[47]。Nakao 等在临床试验中证明蜂胶治疗能够显著改善牙周炎患者牙周袋的探袋深度和临床附着水平,并有助于减少龈沟液中牙龈菌负担,可成为慢性牙周炎的替代治疗选择[48]。Roelianto 等研究发现蜂胶提取物比氢氧化钙对牙本质表面的适应性和封口性更好[49]。Raheem 等将埃及蜂胶封装在聚合物纳米颗粒中,并评估密封能力和体内生物相容性,结果表明蜂胶纳米密封剂具有较好的生物相容性、更高的细胞再生和组织增殖潜力,可作为一种新型根管封闭剂用于牙齿治疗[50]。Abdallah 等将蜂胶乙醇提取物掺入陶瓷增强玻璃离聚物,发现用50%(v/v)蜂胶改性可提高陶瓷增强玻璃离聚物的机械性能,但不会损伤美观性,因此用50%(v/v)蜂胶改性的陶瓷增强玻璃离聚物可作为一种牙科修复材料[51]。Gargouri等研究发现富含蜂胶的木糖醇口香糖能以胞内方式增强脱矿牙本质的生物矿化,形成一种不同于羟基磷灰石封闭牙小管的矿物化合物,可作为牙本质调理剂、改善牙本质黏结的生物材料和再矿化剂[52]。Júnior 等在临床研究中发现含有巴西红蜂胶的牙粉对变形链球菌、革兰氏阴性菌具有较好的抑菌作用,在正畸治疗期间降低了边缘出血指数[53]。
4.4 蜂胶在食品上的应用
良好的抗氧化活性和抑菌能力使蜂胶能在一定程度上取代工业用化学添加剂,作为天然添加剂受到人们的广泛认可。Safaei 等使用以蜂胶提取物为活性剂的聚乳酸膜包装干肉肠,发现对细菌特别是革兰氏阳性菌有较好的抑制作用[54]。Santos 等评价了用红蜂胶提取物生产的酸奶,结果表明其与商业酸奶对照组在口味、质地、香气方面基本一致,具有商业化潜力[55]。Coban 等使用添加了蜂胶提取物的芡欧鼠尾草胶浆涂料浸涂鲈鱼片,保质期可达20天,可作为加工鱼类冷藏过程中的安全替代防腐剂[56]。Dallabona 等封装从无刺蜂蜂胶和巴西莓果皮中提取的花色苷和酚类化合物以开发藻酸盐微珠,藻酸盐微珠在肠道pH 下完全分解,但对胃pH 具有抵抗力,是一种新型天然着色剂及抗氧化剂[57]。Keskin 等将蜂胶活性成分固定在花粉粒表面,蜂胶-花粉珠含有比蜂胶和花粉本身更多的酚类物质,具有较好的铁还原活性和释放性能,被认为是一种更有价值的健康产品[58]。Alsayed 等研究了蜂胶对食源性酵母菌的抑菌作用,生化分析结果显示蜂胶可作为天然食品防腐剂代替目前使用的化学防腐剂[59]。Rivero 等开发了一款含有蜂胶和蜂蜜的果冻,超过90%的消费者在接受度问卷中表示喜欢,且此果冻的抗氧化能力远高于同类商品[60]。
4.5 蜂胶在畜禽上的应用
蜂胶作为一种天然的添加剂和保护剂在畜禽领域也有一定的应用。Abbas 等将蜂胶施用于蛋鸡,显著降低了炎症因子水平及血浆皮质酮浓度,有助于改善内毒素引起的蛋鸡内源性氧化应激[61]。Oliveira 等用蜂胶乙醇提取物喷洒孵化蛋,经处理的鸡蛋失重率较低,产量理想[62]。
5 蜂胶专利公布情况
据中华人民共和国国家知识产权局公开的专利数据统计,2020年国内公开的蜂胶专利共有186 项,其中发明专利159 项,实用新型专利28 项,发明专利授权28 项。蜂胶专利和蜂胶的开发利用密切相关,涉及到多个领域,包括蜂胶的提取工艺及设备,如一种用乙醇低温提取巴西绿蜂胶的提取方法(CN202010382673.3),一种高效的蜂胶醇提取装置(CN201922129319.5),一种高效的蜂胶提纯设备(CN201922129374.4),一种蜂胶快速浓缩提取机(CN201921717314.8);蜂胶的质量控制,如一种能够快速的对蜂胶进行检测的蜂胶硬胶囊检测机(CN202020519874.9);蜂胶在医药上的应用,如蜂胶蜂毒按摩精油(CN202010632624.0),一种中医药止痒解毒保健品及其制备方法(CN202010738594.1);蜂胶在畜禽生产中的应用,如一种鳝鱼用营养饲料及其制备方法(CN201811630005.7);蜂胶在食品饮料生产中的应用,如蜂胶发酵酒及其制备方法(CN201811572177.3);蜂胶在日化用品中的应用,如一种可食用的海葡萄水凝胶面膜及其制备方法(CN202010811757.4),一种具有清洁防滑除味功能的消毒剂及其制备方法(CN202010480929.4)等。