油菜蜂花粉的生物活性及其开发利用现状

闫文睿 冀 乐 胡颖俊 陈思敏 郑红星 祁珊珊

(1. 陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西 汉中 723000;2. 陕西省资源生物重点实验室,陕西 汉中 723000;3. 陕西理工大学秦巴生物资源与生态环境省部共建国家重点实验室,陕西 汉中 723000;4. 陕西秦巴山区资源综合开发协同创新中心,陕西 汉中 723000)

蜂花粉是蜜蜂将采集的被子植物雄蕊药或裸子植物小孢子囊内花粉与其唾液和花蜜混合而形成的团状物[1],具有一系列的生理功能,如抗氧化、抗炎、保肝、胰岛素抵抗等[2]。油菜属于十字花科芸苔属植物,具有广泛营养和治疗特性,主要应用在食品、饲料等行业[3]。

油菜蜂花粉是指花粉由蜜蜂从油菜花的花药内采集所得,具有独特气味,是油菜产业和蜂产业结合的重要产物,是中国最常见的蜂花粉之一,油菜蜂花粉调节卵巢功能、治疗高尿酸血症、调节和保护肠道等功能已被证实,在保健品、食品、医药、化妆品等领域,油菜蜂花粉作为天然原料被人们广泛利用。文章就油菜蜂花粉的生物活性及其产品的开发现状等进行综述,以期为油菜蜂花粉的开发、应用提供依据和参考。

1 油菜蜂花粉的营养成分

油菜蜂花粉中蛋白质含量丰富,高达27.27%,富含17种氨基酸,包括异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸[4],而粗脂肪含量仅为6.56%,具有低脂肪、高蛋白的特点[5];生物元素包括钠、镁、钙、磷等常量元素,以及锌、铜、锰、铁和硒等对人体具有重要意义的微量元素;多糖主要由阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成。黄酮主要为黄酮醇苷类,主要包括槲皮素、山奈酚、异鼠李素、柚皮素、芦丁[6]。上述活性物质使油菜蜂花粉在人体生长和健康方面可以发挥积极作用,具有开发成功能性食品或活性药物的应用价值。

2 油菜蜂花粉的功能特性

2.1 抗氧化

研究[7]发现,油菜蜂花粉中酚类物质和黄酮物质有较强的抗氧化活性,是天然抗氧化剂,其酚类物质抗氧化活性高于黄酮类物质,具有清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基,降低细胞中活性氧、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化物酶水平的能力,对质粒(pBR322)DNA、肝癌细胞(HepG2)等氧化损伤具有保护作用。此外,杨悦等[8]研究发现,低质量浓度(≤10 mg/L)油菜蜂花粉黄酮对氧化损伤的人脐静脉内皮融合细胞系(EA.hy926)表现出的保护作用呈浓度依赖性,而质量高浓度(≥14 mg/L)处理EA.hy926细胞时,细胞存活率明显降低。因此,油菜蜂花粉作为抗氧化功能食品、预防心血管疾病等天然活性原料深入开发的同时,也应注意其最佳作用浓度范围。

2.2 抗炎

油菜蜂花粉萃取物具有良好的抗炎能力,其氯仿萃取组分与水萃取组分对小鼠耳肿胀均有显著抑制作用[9]。陈立府等[10]研究发现,油菜蜂花粉乙醇提取物处理损伤心肌细胞(H9c2)后,可明显降低心肌细胞肥大标志物心钠素(ANP)、脑钠肽(BNP)和β-肌球蛋白重链(β-MHC)以及炎症相关指标白细胞介素2(IL-2)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的mRNA表达水平,表明油菜蜂花粉可通过抑制炎症反应起到预防心肌细胞肥大的作用。

2.3 增强免疫

油菜蜂花粉对增强机体的免疫功能具有积极作用。张荣标等[11]研究表明,油菜蜂花粉可明显增强BALB/c小鼠非特异性免疫功能(碳廓清能力、小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力、自然杀伤细胞活力)、细胞免疫功能(脾淋巴细胞增殖能力、二硝基氟苯诱导小鼠迟发型变态反应水平),以及体液免疫功能(抗体生成细胞的生成作用、血清溶血素含量),且均具有剂量依赖关系,但对小鼠脾脏、胸腺和体重无影响。杜迎雪等[12]研究发现,油菜蜂花粉可通过提高血清中免疫球蛋白G和免疫球蛋白A含量来增强芦花鸡免疫力。上述结果表明,油菜蜂花粉可作为原料开发增强免疫力的功能保健食品,或作为天然、绿色饲料添加剂应用于牲畜喂养。

2.4 抗菌

油菜蜂花粉的抗菌活性与其黄酮类化合物、酚类化合物有关。Bridi等[13]研究证实,槲皮素、山奈酚是油菜蜂花粉中的主要抑菌活性成分,能够抑制化脓性链球菌(I.S.P.364-00)的生长,但对金黄色葡萄球菌(ATCC25923)、铜绿假单胞菌(ATCC27853)和大肠杆菌(ATCC25922)无任何生物学活性。Fatrcová-ramková等[14]研究发现,油菜蜂花粉甲醇提取物和乙醇提取物对李斯特菌(CCM4699)、铜绿假单胞菌(CCM1960)、金黄色葡萄球菌(CCM3953)、肠炎沙门氏菌(CCM4420)、大肠杆菌(CCM3988)均具有抗菌活性。Olczyk等[15]将含有油菜蜂花粉的软膏用于烧伤猪后,烧伤处愈合特征明显,炎症反应明显改善,创面细菌、真菌、霉菌数量均减少。

2.5 对前列腺的保护作用

前列腺增生(BPH)是一种由前列腺体积增大而导致患者出现排尿异常的良性疾病,多发于中老年男性群体。油菜蜂花粉能明显降低前列腺湿重和前列腺指数,以及血清中二氢睾酮(DHT)、睾酮(T)、雌二醇(E2)的含量和前列腺酸性磷酸酶(PAP)的活性[16]。Chen等[17]研究表明,向丙酸睾酮诱导的BPH大鼠喂食油菜蜂花粉后,可在大鼠前列腺后叶检测到多种油菜蜂花粉microRNA和差异表达的rattus norvegicus-microRNA-184(rno-miR-184),结果表明,rno-miR-184的表达水平在油菜蜂花粉组和正常对照组之间无显著性差异,在BPH组中表达量显著降低,且随着RBP对BPH的治疗而增加。因此,油菜蜂花粉可能通过调节大鼠前列腺中rno-miR-184等miRNA的表达来改善BPH。

2.6 对糖尿病及其并发症的治疗

油菜蜂花粉中黄酮类物质在抑制α-葡萄糖苷酶活性和非酶糖基化反应中起主要作用,且抑制效果随黄酮浓度增大而增强,可以作为天然、高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂[18]。油菜蜂花粉黄酮类化合物可降低血脂紊乱及2型糖尿病患者的甘油三酯(TG)、血糖(BG)、总胆固醇(TCHO)、低密度脂蛋白胆固醇水平[19]。Martiniakova等[20]研究发现,油菜蜂花粉能够改善由糖尿病引起的骨质疏松,显著增加糖尿病大鼠的骨小梁相对体积、骨小梁厚度和继发骨密度,加速骨膜结合,此外,高剂量油菜蜂花粉对股骨重量和皮质骨厚度表现出积极影响。总而言之,油菜蜂花粉在治疗糖尿病、改善糖尿病相关并发症方面具有巨大潜力。

2.7 抗肿瘤

油菜蜂花粉提取物具有体外或体内抗肿瘤作用。Wu等[21]用油菜蜂花粉类固醇组分对9种不同来源的癌细胞系(PC-3、LNCaP、MCF-7、Hela、BEL-7402、BCG-823、KB、A549和HO8910)进行处理,发现其诱导细胞死亡的主要模式是细胞凋亡,并在前列腺癌PC-3细胞中显示出最强的细胞毒性,明显增强细胞中半胱氨酸蛋白酶-3活性,降低B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)表达的时间依赖性。杨晓萍等[22]研究表明,油菜蜂花粉多糖对荷瘤小鼠肝、肾、脾、胸腺组织无明显毒副作用,在与抗肿瘤药物环磷酰胺合用后,不仅抗肿瘤效果增强,还可缓解环磷酰胺对肝组织的损害。上述研究表明,油菜蜂花粉可开发为预防或治疗肿瘤的有效药物。

2.8 肝保护作用

研究[23]表明,油菜蜂花粉对多种原因导致的肝损伤均具有干预改善作用。其酚类物质和黄酮类物质可提高由CCl4诱导的人正常肝细胞(L-02)存活率,其中槲皮素为主要保肝活性组分。在CCl4诱导的小鼠急性肝损伤模型中,油菜蜂花粉多酚粗提物可提高小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶/天冬氨酸氨基转移酶(ALT/AST)活性,减少炎症因子出现,从而起到保肝作用[24]。在酒精性肝损伤大鼠模型中,油菜蜂花粉可明显降低大鼠血清中天冬氨酸氨基转移酶(AST)和甘油三酯(TG)水平,减轻大鼠肝脏脂肪变性和坏死等病理改变[25]。

2.9 缓解疲劳

油菜蜂花粉具有抗氧化和保护缺氧损伤细胞能力,可改善由于长时间运动出现的氧化应激和缺氧现象。喂食小鼠油菜蜂花粉后,小鼠肌糖原和肝糖原含量明显提高,肝组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高,丙二醛(MDA)含量降低[26],并在负重游泳、跑台运动训练中有效延长小鼠运动时间,增强其运动能力[27]。因此,油菜蜂花粉具有缓解疲劳的功效,是开发为功能性保健品的天然活性原料。

2.10 其他功能特性

油菜蜂花粉其他功能特性及作用机制如表1所示。

表1 油菜蜂花粉的其他功能特性[28-32]

3 油菜蜂花粉产品开发现状

3.1 蜂产品

蜂产品包括蜂王浆、蜂胶、蜂蜜、蜂花粉、蜂毒等。其中,蜂花粉在国内外都有着良好的销售形势,韩国是中国最大的蜂花粉出口国,中国主要销售产品为油菜蜂花粉和茶花蜂花粉,约占总产量的40%～50%[33]。目前已上市的油菜蜂花粉多为粗加工产品,采集后经辐射杀菌直接销售,在各互联网购物平台或蜂业特产店均可购买[34]。由于油菜的生产地区、季节等客观因素的影响,油菜蜂花粉营养成分、气味、色泽等感官和理化指标存在一定差异,但对产品的功效影响不大。

3.2 保健品

通过“特殊食品信息查询平台”检索,中国获批保健食品中,以油菜蜂花粉为主要原料的保健品共有48种,申报功能以增强免疫力、祛黄褐斑、免疫调节、调节血糖血脂、延缓衰老为主,如表2所示。在专利数据库中,检索到620条有关油菜蜂花粉专利,其中预防和治疗前列腺疾病的专利居多,例如,毛日文[35]开发的油菜蜂花粉和玛咖粉的保健片剂,具有防止前列腺肥大、改善前列腺功能紊乱、增强男性性功能、提高生育能力和调节内分泌的作用;张勇[36]研制的以油菜蜂花粉提取物为主要原料的复合型产品,可改善尿频、尿急、急迫性尿失禁症状。这些专利为后续开发油菜蜂花粉系列保健品提供了思路和技术支持。

表2 中国注册以油菜蜂花粉为主要原料的保健食品

3.3 食品添加剂

油菜蜂花粉具有良好的抗氧化和抑菌作用,将其添加至蜂蜜酒中,可抑制幽门螺杆菌等危险细菌的生长和繁殖[37]。在加工萨拉米香肠时添加油菜蜂花粉或其黄酮类化合物,可延缓香肠中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性降低,使香肠的过氧化值和硫代巴比妥酸反应物质显著降低,并对抑制脂质氧化具有积极作用[38]。徐向波等[39]研究发现,添加油菜蜂花粉的青稞司康饼中的总黄酮、总多酚均高于空白组,具有较高的营养价值。

3.4 药品

甘肃、福建、浙江、吉林、四川等省份将油菜蜂花粉作为中药材收录在省级中药材标准中。2020版《中国药典》收录了以油菜蜂花粉为处方的单味制剂——普乐安片、普乐安胶囊,其功效为补肾固本,用于肾气不固所致腰膝疫软、排尿不畅、尿后余沥或失禁、慢性前列腺炎及前列腺增生症见上述证候者。通过药智数据和国家药品监督管理局网站查询得知,以油菜蜂花粉为主要原料的中药上市产品有22种,主要功效为清热利湿,活血散结,适用于慢性前列腺炎湿热挟瘀证,主要剂型为胶囊剂,此外,还有片剂、颗粒剂。

3.5 化妆品

蜂花粉具有清除自由基的能力,美容效果明显,能够防止皮肤衰老。翟科峰等[40]开发了以油菜蜂花粉中黄酮类物质为原料的涂抹式面膜,具有一定保湿和抗氧化性,质体细腻、黏度适宜、有微微的清香、使用便捷。徐志军等[41]开发了添加油菜蜂花粉提取物的护肤品,包括抗衰老爽肤水、抗衰老面霜和抗衰老乳液等,产品天然环保,无毒性或其他副作用,具有去除黄褐斑以及保持皮肤水分的效果。

4 结论与展望

油菜蜂花粉具有很高的实用价值和广阔的应用前景,已经吸引了研究人员以及各行业的广泛关注,它可以预防和治疗许多疾病,如增强免疫、保护前列腺、抗糖尿病并发症、抗肿瘤、调节保护肠道、保护卵巢等,长期食用可以改善健康、延缓衰老、增强免疫力。油菜蜂花粉已被应用在保健品、食品、医药、化妆品等领域,并开发出了一系列产品。中国油菜资源丰富,蜂花粉的开发利用对蜂业、农业的发展有着积极作用,但大多数产品为原料型或简单加工,产品技术含量和附加值低,品质参差不齐。富含油菜蜂花粉的药品和保健品存在雷同程度高、创新性产品少、市场选择性差等问题。因此,只有提升质量检测手段、加强新产品、新技术的研究,油菜蜂花粉相关产品才能得到更好的发展。此外,还应进一步加大对油菜蜂花粉抗糖尿病、保护前列腺等功能机制的深入研究、进一步开发具有辅助治疗、复方配伍等高附加价值的油菜蜂花粉系列功能性食品、精深加工产品,实现其资源的高值化利用。