不同贮藏条件对3种花粉源蜂王浆品质的影响

肖立涵,辛美果,卢文静,叶 沁,张 岑,肖朝耿,谌 迪,*

(1.佛山科学技术学院 食品科学与工程学院,广东 佛山 528231; 2.浙江省农业科学院 食品科学研究所,浙江 杭州 310021)

蜂王浆(royal jelly),也称蜂皇浆,是由哺育工蜂的咽下腺及上颚腺分泌的淡黄色浆状物质[1]。蜂王浆不仅能调节蜂群的相关生理功能,还在各种疾病预防中发挥其独特的生物学作用,是一种广泛应用于医药和化妆品等领域的蜂产品。蜂王浆中含有60%～70%的水,12%～15%的粗蛋白质,10%～16%的总糖,3%～6%的脂类、维生素、盐和游离氨基酸,pH值为3.6～4.2。蜂王浆生物活性广泛且有悠久的应用历史,是仅次于蜂蜜的重要蜂产品[2-3]。青年工蜂通过食用花粉和花蜜等营养来促进咽下腺和下颌腺的发育,故而蜂王浆按花粉源可以分为椴树浆、油菜浆、洋槐浆等。蜂王浆主要用于饲养蜂王以及1到3日龄的蜜蜂幼虫,终生食用蜂王浆的蜂王,其寿命可达到1～5年之久,而只在幼虫时期短暂食用蜂王浆的工蜂只能存活大约35 d,因此蜂王浆是一种应用前景非常广泛的食品原料[4-6]。

中国蜂王浆年产量约为4 000 t,是全球第一生产国,也是第一出口国,全球超过90%的蜂王浆来自中国。在蜂王浆的应用日益广泛的情况下,世界各地对蜂王浆的品质要求越来越高,而生产运输及贮藏过程对蜂王浆品质会有显著的影响。李健科等[7-9]通过在不同温度下对新鲜的蜂王浆进行不同时间的贮藏,发现蜂王浆蛋白质的含量会随着环境温度的升高和贮藏时间的增加而减少,活性成分蜂王浆主蛋白1(MRJP1)的降解也和贮藏温度和时间呈正相关。蜂王浆中的蛋白肽对ABTS自由基、1, 1-二苯基-2-苦甲基肼基(DPPH)自由基以及羟基自由基的清除有明显的效果[10],此外,蜂王浆多肽还表现出改善DNA的氧化损伤、降低过氧化产物丙二醛(MDA)和蛋白质羰基含量等体内抗氧化活性[11-12]。作为一种功能性食品原料,其活性物质包括水溶性蛋白、10-羟基-2-癸烯酸(10-HDA)和各种酚类化合物等[13-15]。因此,本文研究了贮藏时间及温度对椴树浆、油菜浆、洋槐浆3种不同来源蜂王浆总蛋白、10-HDA、游离糖、游离氨基酸和游离脂肪酸含量等的变化,及对抗氧化能力等营养品质的影响,为蜂产品的产业化生产及贮藏提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

洋槐浆购自徽峰堂,产自安徽省滁州市,属意蜂分泌的春浆;油菜浆购自浙江江山健康蜂业有限公司,产自浙江衢州,属意蜂分泌的春浆;椴树浆购自黑龙江北大荒,产自黑龙江省双鸭山市,属黑蜂分泌的春浆。葡萄糖标准品、蔗糖标准品和麦芽糖标准品购自上海原叶生物科技有限公司,其他均为国产分析纯试剂,购自上海凌峰化学试剂有限公司;DPPH购自杭州泽衡生物科技有限公司;ABTS试剂盒购自碧云天生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

ALB-224电子天平,Eppendorf Centrifuge 5424R高速冷冻离心机,安捷伦Agilent1260高效液相色谱仪,KQ-100E超声仪,RE-52AA旋转蒸发仪,DF-101S磁力搅拌器,SPECTRA MAX190酶标仪,Costar3599 96孔细胞培养板。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 总蛋白和10-HAD 的检测

总蛋白和10-HAD的检测参考GB9697—2008《蜂王浆》。

1.3.2 游离糖的检测

游离糖的检测参照文献[16],并稍作修改。加入9 mL蒸馏水溶解1 g的蜂王浆样品,用0.22 μm过滤器过滤混合物,注入配备RID检测器的高效液相色谱。采用Carbopa (10 μm, 2 mm×250 mm)色谱柱进行洗脱,洗脱程序由A、B两种溶液组成。A为含0.15 mol·L-1NaOH的水,B为含0.15 mol·L-1NaOH和0.15 mol·L-1NaAc的水;注射量为20 μL,流速为0.5 mL·min-1。葡萄糖标准品、蔗糖标准品和果糖标准品作为内标。

1.3.3 抗氧化性检测

参考文献[17]方法并作适当修改,乙醇DPPH溶液浓度为0.1 mmol·L-1,蜂王浆样品用蒸馏水稀释到适当的浓度。然后25 μL蜂王浆样本与250 μL乙醇DPPH溶液混合,黑暗中孵化30 min后,12 000 r·min-1离心15 min, 4 ℃使用Max 190酶标仪在517 nm处测量吸光度。用等体积蒸馏水代替样品作为对照。DPPH自由基清除率=(D对照组—D处理组)/D对照组。羟基自由基的检测按其说明书进行实验操作。

1.3.4 氨基酸含量检测

蜂王浆氨基酸含量用氨基酸自动分析仪进行测定。

1.3.5 脂肪酸含量检测

脂肪酸含量检测采用外标法,参考文献[18]的方法并作适当修改。

1.3.6 数据处理与分析

SPSS 20.0软件进行单因素方差分析,P<0.05表示组间具有显著性差异,实验平行测定3次,实验数据表示形式为平均值±标准差,采用Excel 2010软件绘图。

2 结果与分析

2.1 总蛋白和10-HAD测定

由图1可知,3种花粉源蜂王浆中的总蛋白含量在14.52%～15.17%,在贮藏前,椴树浆、油菜浆和洋槐浆3种花粉源蜂王浆中的总蛋白含量均未发生显著改变(P>0.05)。然而不同蜜源会显著影响蜂王浆中总蛋白含量,椴树浆、油菜浆和洋槐浆3种花粉源蜂王浆的总蛋白含量存在明显差异,其中洋槐浆贮藏3 d后其总蛋白含量显著高于椴树浆和油菜浆(P<0.05)。

*与#分别表示贮藏前后与其他2种蜂王浆存在差异显著。下同。* and # respectively indicate significant differences from the other two kinds of royal jelly. The same as below.图1 不同花粉源蜂王浆中总蛋白及10-HDA含量Fig.1 Contents of total protein and 10-HDA in royal jelly from different pollen sources

不同蜜源蜂王浆中10-HAD含量存在显著差异(P<0.05),油菜浆10-HAD含量最高,其次为椴树浆,其中洋槐浆中的10-HAD含量无论是在贮藏前还是贮藏后均显著低于椴树浆和油菜浆(P<0.05)。在本实验条件下,短期室温贮藏前后对3种花粉源蜂王浆中10-HAD含量的影响不显著(P>0.05)。

2.2 游离糖含量

由图2可以看出,洋槐浆的葡萄糖和果糖含量明显低于椴树浆和油菜浆的含量,而洋槐浆的蔗糖含量却显著高于椴树浆和油菜浆的含量(P<0.05),表明洋槐浆中糖类物质可能更多以双糖的形式存在。贮藏后,椴树浆的葡萄糖和果糖含量有略微下降,而蔗糖含量并没有明显变化。相比之下,油菜浆和洋槐浆的葡萄糖和果糖含量却有所上升、蔗糖含量降低,表明25 ℃短期贮藏后,油菜浆和洋槐浆的蔗糖可能部分分解成葡萄糖、果糖等单糖。

图2 不同花粉源蜂王浆中游离糖含量Fig.2 Content of free sugars in royal jelly from different pollen sources

2.3 抗氧化活性

从图3可以看出,3种不同蜜源的蜂王浆中,油菜浆对DPPH自由基和羟自由基的清除能力显著高于洋槐浆和椴树浆(P<0.05),椴树浆DPPH自由基和对羟自由基的清除能力最弱。3种不同蜜源的蜂王浆贮藏后会导致羟自由基清除能力降低,但与贮藏前无显著性差异(P>0.05),然后DPPH自由基的清除能力在贮藏后均出现显著性降低(P<0.05)。

图3 不同花粉源蜂王浆抗氧化活性Fig.3 Antioxidant activity of royal jelly from different pollen sources

2.4 氨基酸含量测定

同表1可知,不同花粉来源蜂王浆的氨基酸整体组成类似,油菜浆谷氨酸含量贮藏前明显低于洋槐浆和椴树浆,但贮藏后谷氨酸含量趋同于洋槐浆和椴树浆。椴树浆中丙氨酸含量贮藏后出现降低,洋槐浆中亮氨酸和组氨酸含量贮藏后出现降低。

表1 不同花粉源蜂王浆贮藏前后氨基酸含量分析Table 1 Analysis of amino acid contents of royal jelly from different pollen sources before and after storage

2.5 脂肪酸含量测定

由表2可知,3种不同花粉源蜂王浆贮藏后癸酸均出现显著增加,而棕榈酸在油菜浆中含量明显增加,椴树浆中棕榈酸出现轻微降低。硬脂酸在3种不同花粉源蜂王浆中因检测阈值过低大多未检测出,但贮藏后其含量在油菜浆明显增加,达0.007 130 g·kg-1。椴树浆中油酸含量在贮藏后显著降低,但在油菜浆中油酸含量出现显著增加的现象。亚油酸和α-亚麻酸贮藏后在椴树浆和油菜浆中含量明显增加,而在洋槐浆中变化不明显。

表2 不同花粉源蜂王浆贮藏前后脂肪酸含量分析Table 2 Analysis of fat acid contents of royal jelly from different pollen sources before and after storage

3 结论与讨论

蜂王浆蛋白主要包括蜂王浆水溶性蛋白(MRJPs),它在蜂王浆总蛋白含量中的比例超过80%,MRJPs主要包括9个同源性蛋白且MRJPs各成员多以糖蛋白的形式存在,具有一定的抗氧化作用。在本研究中,椴树浆、油菜浆和洋槐浆中总蛋白和10-HDA在贮藏3 d后并未显著降低,但其DPPH自由基和羟自由基的清除能力均出现不同程度的降低,表明蜂王浆的抗氧化活性并非完全由MRJPs和10-HDA含量决定,MRJPs的糖基化状态及水解程度均能影响蜂王浆的抗氧化性[19-21]。

本研究中,椴树浆、油菜浆、洋槐浆在室温贮藏3 d前后总蛋白含量和10-HAD含量没有发生显著改变,表明短期贮藏对蜂王浆总蛋白含量和10-HAD含量影响不明显,但不同花粉源蜂王浆在总蛋白、游离糖、游离脂肪酸和10-HAD含量仍然存在显著差异,这与前人所报道的研究结果类似,即蜂花粉的不同会影响西方蜜蜂分泌蜂王浆的产量,虽然不同来源蜂花粉对蜂王浆的整体化学成分组成的影响不明显[22],且蜂王浆中糖蛋白不受花粉原糖及蛋白等干扰,因此不同蜂王浆样品中游离糖等理化指标的差异主要归因于蜂种和贮藏条件的差异[23-24]。但近年来,随着高分辨质谱技术和组学技术的发展,研究人员基于气相色谱-四极杆飞行时间质谱的代谢组学技术分析发现,人工糖饲料饲喂仍然会导致蜜蜂所分泌蜂王浆成分的差异,并对蜂王浆品质产生一定的影响[25-26]。