劉楠楠 于 丹 王延卓
(1吉林省養蜂科學研究所,吉林 132108;2長春市動物疫病預防控制中心,長春 130061;3烏蘭察布職業學院生物技術系,烏蘭察布 012000)
蜂膠(propolis)又名蜂巢蠟膠,是蜜蜂從各種植物(楊樹、樺樹、柳樹、櫟樹、馬栗及針葉樹等)的嫩芽中采集的樹脂,混有蜜蜂上腭腺分泌的和蜂蠟形成的一種固體膠狀物。蜜蜂用它來加固巢脾,填補蜂巢縫隙與孔洞,粘連巢框,涂擦巢房壁,密封已被蜇死而不能清除出巢外的敵害,防止其腐爛,并摻和在蜂蠟中作封蓋子脾及封蓋成熟蜜脾用[1]。蜂膠為不透明、不規則的固體,其外觀顏色有較大差異,從黃綠到深棕及黑褐色不等,一般以色深為質佳,主要取決于樹脂的來源、采集時間及保存年份。其特點是在低溫時變硬變脆,隨溫度的升高逐漸變軟,且具有粘性。常溫時散發出植物的芳香氣味,燃燒時由于樹脂和揮發性成分的存在而發出蜂膠的特殊香氣。
蜂膠是一味動、植物雙性的蜂產品,芳香、味甘、性平,已載于《本草綱目》(第九卷),具有抗菌、抗病毒、抗原生物、消炎、抗氧化、增強免疫、降血糖、降血脂、抗腫瘤以及免疫增強等多種生物學活性功能。作為一種新興的保健品,蜂膠已是國內外專家學者研究的熱點,尤其是黃酮類化合物被認為是產生蜂膠藥效的活性成分,目前已從世界各地蜂膠樣品分離的黃酮化合物就達44種之多,其品種和含量之豐富非植物藥所能比擬。蜂膠也是自然界中總酚含量最多的天然產物之一,也是蜂膠的主要成分,發揮著重要的生理功效[2],其含量高出蔬菜、水果、藥材的幾萬倍至幾百萬倍。因此,蜂膠被譽為“紫色黃金”、“藥材隊伍的新兵”、“珍貴的動物性醫療保健藥材”、“黃酮化合物的寶庫”等,在農業生產、醫藥衛生、食品及化妝品加工等多種領域中都備受青睞。本文就近年來對蜂膠的有效成分、提取技術及藥理作用等研究概況作一簡要綜述。
蜂膠的成分相當復雜,對蜂膠化學成分的研究本世紀初始于德國,Kustenmacher在1910年從蜂膠中鑒定出肉桂醇和肉桂酸,Dietrich于次年從蜂膠中鑒定出香草醛[3]。但之后由于受技術等條件的限制,在相當長一段時間內,對蜂膠成分的研究處于停滯狀態,無法深入開展。隨著各種色譜技術的發展和質譜技術的出現,為蜂膠的化學成分研究提供了有力工具,在各國學者的共同努力下,目前為止,已從蜂膠中分離鑒定出數百種天然成分。其中,類黃酮化合物71種,芳香酸與芳香酸酯類化合物59種,酚類、醇類和其他化合物24種,醛與酮類化合物17種,氨基酸25種,脂肪酸與脂肪酸酯50種,萜類化合物19種,甾類化合物6種,碳水化合物9種,烴類化合物25種[4],醛與酮類化合物17個,醇、酚類和其他化合物24個[3]。
蜂膠具有廣泛的生物學活性,有研究表明,蜂膠原塊中含有50%的樹脂、膠狀物質,30%左右蜂蠟,10%左右揮發油,5%花粉,5%其他成分(包括有機酸、脂肪酸、氨基酸、礦物元素、維生素、植物殺菌素和酶等)。這些物質的含量及相互之間比例與采集地植物的特異性及當地的地理環境密切相關,依蜂膠的采集地、采集時間不同而異,具有指紋特征。產自歐洲、北美洲、南美洲、亞洲和非洲的蜂膠,其化學成分都不相同,但在北溫帶地區蜂膠的化學成分相差不大[5]。
由于蜂膠的化學成分十分復雜,受收取條件和環境的影響,粗膠含有蜂蠟等較多雜質,所以必須進行提純,目前蜂膠主要通過乙醇進行提取,甲醇、乙醚、丙酮、正己烷、氯仿、水等也可作為提取溶劑使用。濃度70%和80%的乙醇是最常用的提取溶劑,它可以很容易使蜂膠脫蠟并且可以保護一些多酚類物質,溶解于酒精的這部分物質被稱為“蜂膠香脂類”。水醇溶液的提取可以使蜂蠟更快的游離出來,同時提取液中還富含大量的多酚類物質,用60%的乙醇提取出的最多黃酮類物質是異櫻花素、槲皮素和莰非醇,70%的乙醇可以提取出最多的喬松素和櫻花素,用純水可以提取出一些易溶于水的多酚類物質。
索氏提取法是利用索氏提取器加有機溶劑的方法進行提取。此法較簡單,并且溫度不高,某些揮發和失活的有效黃酮類不易失去,但是一般耗時數小時或十幾小時,提取效率低。
水蒸氣蒸餾提取法是揮發油成分提取的經典方法,根據蜂膠產地的不同及蒸餾時間等工藝參數的不同,蜂膠揮發性成分的得率也不同。它具有設備簡單、操作容易且成本低廉等特點。
超聲波能有效破碎細胞壁或者包埋結構的外層,改變物質擴散,釋放內容物,從而提高提取率。通過超聲波的發射、振動使蜂膠的有效成分溶解在溶劑中,從而達到分離提純的目的。此法一般耗時十幾分鐘至一小時,具有省時、節能、提取率高等特點,推廣應用價值非常高。目前,超聲波技術已在中藥有效成分和功能因子提取中被廣泛應用,呈現出良好的發展潛力[6]。但現階段研究還僅限于單頻超聲技術,復頻或雙頻超聲提取的研究還處于初始階段。
超臨界流體萃取是近幾十年來迅速發展起來的一項新技術,是指在臨界溫度和臨界壓力以上,以流體形式存在的物質,這種流體同時具有液體的高密度和氣體的低粘度雙重特性。利用超臨界流體的這種特殊性能,在超臨界狀態下,采用CO2作溶劑,乙醇作夾帶劑進行萃取,強極性的鉛等重金屬、農殘被排除在外。此法具有提取純度高,工藝流程簡單、生產周期短、效率高等優點,但對技術工藝的要求較高,設備投資大,能耗大。
微波萃取實際上是微波對萃取溶劑和物料的加熱過程。微波能直接穿透溶劑和物料內部,加速分子運動,使物料充分并快速溶解于溶劑從而達到萃取目的。超臨界萃取復合微波輔助萃取法是把兩者結合起來,發揮各自優勢,通過不同萃取技術分階段的把蜂膠中的活性物質多糖、萜烯類、黃酮類物質、多環脂類逐漸提取出來,使得萃取更徹底,萃取效率更高,萃取產物多,可以制作不同的保健產品或天然藥物,從而實現有效成分的充分利用。其缺點是,由于它是兩種工藝的結合,工藝流程相對復雜,設備昂貴,能耗極大[7]。
日本采用硼高分子電解質法提取蜂膠。將硼的電解物的稀釋精制水溶液與含有蜂膠的纖維素充分混溶,高分子電解物的稀釋精制水溶液可不分解蜂膠,然后加入乙醇和以海藻為原料的纖維素,從而可提取出含有效成分的親水性凝膠體,經提煉后結晶具有很強的除菌力,用這種方法得到的提取物具有很好的活性[7]。
蜂膠的藥理作用很多,主要是對人體免疫功能的影響。由于蜂膠中含有大量的類黃酮、芳香酸及酯、有機酸、萜烯類、醇類、酶類等物質,具有抗細菌、抗氧化、消炎、抗病毒、護肝、抗腫瘤等多種藥理學活性,臨床研究證明,這些物質還可抑制胸腺嘧啶、尿嘧啶和亮氨酸的結合,影響DNA合成,從而抑制癌細胞的新陳代謝。
蜂膠的抗菌作用是各種有機成分間相互協調和巧妙組合的結果。古希臘藥典中記載,3000年前古埃及制作木乃伊時就用蜂膠做防腐劑,現代醫學證明,蜂膠是一種天然的光譜抗菌素。蜂膠中含有的酮類和酚物質能夠損傷細胞的質膜和細胞壁,抑制特異性酶系統,阻礙細胞正常代謝;醛類能與蛋白質中的氨基酸結合而變性,從而破壞菌體的細胞質。實驗研究表明,蜂膠提取液的濃度越高,其抑菌率越高[8],尤其對革蘭氏陽性細菌和耐酸細菌作用敏感,對金黃色葡萄球菌、綠色鏈球菌、溶血性鏈球菌、變形桿菌等作用強于青霉素和四環素[9]。Ghisalberti等在1979年至1984年先后報道蜂膠在試管內對多種細菌抗菌作用研究,實驗表明,蜂膠對霉菌有直接抑制作用,且能抑制它們對細胞的粘附。
此外,蜂膠在皮膚科的應用較廣,可用于毛囊炎、神經性皮炎、癤、濕疹、銀屑病等皮膚病,還可用于帶狀皰疹、扁平疣等病毒性疾病。蜂膠油膏或滴劑能治療中耳炎、鼻炎、咽炎、扁桃體炎及口腔糜爛和十二指腸潰瘍等。
蜂膠對許多病毒具有抗毒性,對A型流感病毒、骨髓灰質炎病毒、單純皰疹病毒、腺病毒、日本凝血病毒、假狂犬病毒、皰疹性口腔病毒及乙肝病毒有明顯的抑制作用。蜂膠對一些植物病毒也有抑制作用,Bojnansky[11]實驗證明,其對黃瓜葉病病毒、煙草斑點病病毒及馬鈴薯的S病毒、Y病毒和M病毒等都有作用。
蜂膠具有抗原蟲作用,尤其對鞭毛綱、孢子綱和纖維綱原蟲作用顯著,用以治療陰道毛滴蟲、宮頸內膜炎、陰道炎及婦科手術后陰道創傷面的愈合。
3.4.1 食品保鮮用抗氧化劑
國內外研究表明,蜂膠有抑制油脂氧化的作用,蜂膠作為天然的抗氧化劑,早已成功地應用在肉類、水產品和果蔬的保鮮,而且抗氧化效率并不低于常用的合成抗氧化劑。蜂膠已經成為被人們看好的一種天然抗氧化劑,它在0.01~0.05%的濃度下即有很強的抗氧化能力[11]。乞永艷等通過對豬油、核桃仁和色拉醬等易腐敗變質的食品抗氧化實驗,充分證明蜂膠對這些底物有很好的抗氧化作用。同時,蜂膠還能預防和治療多種疾病,若將其作為抗氧化劑添加到食品中,不但能起到抗氧化作用,而且還具有一定的食療保健作用。
3.4.2 天然的免疫強化劑
蜂膠中的蘆丁、槲皮素、高良姜素、咖啡酸、兒茶素等黃酮類化合物具有很強的抗氧化作用,可刺激免疫機能和丙種球蛋白活性,增加抗體生成量,增強巨噬細胞的吞噬能力,從而能增強機體的非特異性和特異性免疫功能。胡福良等[12]測定和比較了蜂膠水提液和醇提液對實驗性高血脂SD大鼠血液和肝臟脂質的影響,表明蜂膠能夠改善脂質代謝,并具有一定的抗氧化作用。于曉紅等[13]采用氫化考的松免疫功能低下小鼠模型(HC小鼠模型),觀察蜂膠乙醇提取液(EEP)對HC小鼠免疫功能的影響。結果表明,EEP能夠改善免疫功能低下小鼠的體液免疫功能,增強抗體形成細胞的功能活性,提高溶血素的含量,并可使之恢復正常水平。
蜜蜂醫療專家房柱發現蜂膠有降血脂效應[10]。在研究中發現,蜂膠對心血管系統亦有明顯的改善作用,能夠軟化血管、降低血管脆性及異常的通透性,改善微循環,防止血管硬化,還可以增強心肌收縮力和血管韌性,降低血脂血糖,清除血管內壁堆積物,有“心血管清道夫”之稱[,7]。動物實驗表明,蜂膠對高血壓能使心臟收縮力增強,可調整血壓,并可有效抑制血小板聚集。臨床驗證,蜂膠對高血壓、高膽固醇、動脈粥樣硬化有預防作用,有防止血管內膠原纖維和肝內膽固醇堆積的作用。因此,服用蜂膠對高血壓、心臟病、腦血栓、動脈硬化等心腦血管疾病有著特殊的醫療保健作用。
臨床與實驗研究證實,蜂膠中的黃酮類、萜烯類物質,尤其是多種倍萜類、二萜類、三萜類等是抗白血病、抗腫瘤的重要化合物,因此蜂膠具有顯著的抗腫瘤[14]作用。任峻峨等用2.5%、3.75%兩種濃度蜂膠丙二醇溶液對S180肉瘤細胞、EC艾氏癌細胞進行體外培養,結果表明,蜂膠對S180、EC細胞生長均有明顯抑制作用。
近年來,蜂膠產業發展迅猛,已在食品、藥品、保健品、飲料及化妝品行業得到廣泛關注與應用。縱觀近幾年各種技術在蜂膠提取加工中的應用進展,超臨界流體萃取工藝前景較好,有著新型綠色分離技術的美譽,提取物安全、無殘留、無污染,符合目前人們回歸原生態的需求,代表了未來蜂膠產業技術發展方向。
蜂膠成分復雜且生物學活性廣泛,除具有上述藥理作用外,還具有鎮痛及促進組織再生、促進生長發育、降血糖、抗過敏、治療胃腸疾病、防止肝硬化等作用。目前國內外對蜂膠藥理學作用的研究已經表現出令人興奮的效果,值得我們去深入探索。隨著對蜂膠有效成分提取純化、加工工藝、質量控制、給藥途徑、體內藥物作用和代謝途徑以及在農業應用等許多方面的研究與開發,它必將帶給我們更大更多的驚喜。
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