蜂花粉破壁及蜂花粉產品研究進展

阿依努爾·熱西提，努爾比亞·亞力坤，阿不都拉·阿巴斯*

（新疆大學 生命科學與技術學院，新疆 烏魯木齊 830000）

花粉（pollen）是植物有性繁殖的雄性配子體，是植物繁衍后代的“精子”，來自于蜜源植物和專門的粉源植物[1]。蜂花粉是蜜蜂采集花蜜過程中粘在后腳上的花粉團狀物，不僅包含了花粉還被加入了蜜蜂腺上分泌物和唾液。蜂花粉營養(yǎng)極其豐富，幾乎包含了人體所需的所有營養(yǎng)物質。其主要營養(yǎng)成分包括蛋白質、氨基酸、碳水化合物、維生素、脂類等，還含有酶、輔酶、激素、黃酮、多肽、微量元素等生物活性物質，因此有“微型營養(yǎng)庫”之美譽[2-3]。豐富的營養(yǎng)和多種的生物活性物質賦予了蜂花粉多種醫(yī)療效用。蜂花粉能夠改善心腦血管疾病、增強免疫、防癌、抑菌、防治輻射損傷、抑制前列腺增生及增強體力，調節(jié)神經系統(tǒng)[4]。但是蜂花粉具有堅硬的細胞壁，其結構中的孢粉素耐壓、耐堿、耐酸、耐溫，其性質堅固，能抗化學及生物分解，同時也不溶于無機和有機溶劑，這樣既影響了蜂花粉內容物的釋放又影響了營養(yǎng)成分的吸收，因此蜂花粉破壁與蜂花粉產品的開發(fā)同時成了研究熱點。

1 花粉細胞結構及破壁形態(tài)

1.1 細胞結構

花粉粒的形狀大體分為圓形、扁圓形、橢圓形、三角形等，直徑介于10～200μm之間，一般為40～50μm。不同的花粉粒形態(tài)、大小各異，但其基本結構有共性。花粉細胞由細胞壁及其內容物兩大部分構成，細胞壁分為內壁和外壁，內壁上存在萌發(fā)孔和萌發(fā)溝，是物質交換和管萌發(fā)的起點，在通常條件下萌發(fā)孔的閉鎖點是閉鎖的[5]。內壁的主要成分為纖維素、果膠質、半纖維素及蛋白質等，較薄、較軟，而且有彈性，抗性較差，在地表容易腐爛，經酸堿處理則分解。其外壁較厚，很堅硬，缺乏彈性，其主要成分為孢粉素，此外還有纖維素、類胡蘿卜素、類黃酮素、脂類物質及蛋白質等。孢粉素是一種類似角質或木栓質的脂類物質，具有很強的抗水、抗?jié)B透性、抗腐蝕性、抗酸堿性、抗生物分解性能，與絕大多數的化學物質不發(fā)生反應[6]。

1.2 花粉細胞破壁形態(tài)

目前有關花粉細胞破壁的研究認為花粉破壁有以下幾種方式：花粉細胞壁的萌發(fā)孔裂開，有大部分或者部分內容物由萌發(fā)孔處溢出；花粉細胞壁除了萌發(fā)孔以外的部位也發(fā)生破裂；花粉細胞壁完全裂開，變成碎片，原生質完全露出。

2 蜂花粉破壁的主要方法

目前在國內外的花粉破壁方法主要有：機械破壁、物理破壁及生物破壁。

2.1 機械破壁

機械破壁就是通過利用超微粉碎、高壓氣流粉碎等機械的方法對花粉細胞進行破壁。余勃等[7]利用超微粉碎技術對茶花粉進行了破壁研究，確定破壁最佳工藝參數：轉速520～590r/min，粉碎時間36～38min，球料比6.8～7.0（w/w），花粉含水率＜5%，此時花粉破壁率達100%。赫功元等[8]研究了銀杏花粉不同的破壁方法，研究發(fā)現其中機械破壁方法的破壁率最高，可以達到99.6%。機械破壁方法具有操作簡單、破壁率高、成本低等優(yōu)點；可是由于強烈的擠壓、剪切等原因會使營養(yǎng)成分損失比較大。

2.2 物理破壁

目前研究比較多的物理方法有溫差破壁法、超臨界二氧化碳破壁法、超聲波破壁法等。胡筱波等[9]研究了溫差破壁法對油菜蜂花粉的營養(yǎng)素的影響，研究結果表明，溫差破壁法破壁的蜂花粉中蛋白質、維生素、脂肪含量都比未破壁蜂花粉中的增加。孫麗萍等[10]研究了超臨界二氧化碳處理對油菜蜂花粉的影響，經過超臨界二氧化碳處理后蜂花粉的花粉壁自萌發(fā)溝處裂開，細胞破碎率隨著二氧化碳壓力的增加而提高，經45MPa破壁后效果極為顯著，電鏡觀察結果表明破壁率達100%。超臨界二氧化碳破壁率很高但成本高。邱泰球等[11]研究了花粉細胞超聲波破壁技術，結果表明超聲功率與細胞破壁率有明顯的相關性，破壁率可以達到70%。雖然物理破壁相對于機械破壁法比較溫和，處理過程中營養(yǎng)成分的損失比較少，但是物理破壁法一般很難達到較高的破壁率，若要提高破壁率就需要重復操作過程導致加工工藝復雜。

2.3 生物破壁

酶解破壁、微生物破壁、仿生破壁等都屬于生物法破壁。楊文超等[12]研究了蓮花蜂花粉酶解破壁工藝條件的優(yōu)化，蓮花蜂花粉酶解破壁的最佳條件為：酶解pH 4.0、復合酶加入量12%、酶解溫度45℃、料水比1∶14（g/mL），破壁率89.21%。張星海等[13]研究了油菜花粉的微生物破壁，結果發(fā)現，2種曲霉產生的混合酶液的破壁效果遠遠高于2種單獨酶液，破壁率≥97%。生物破壁法可以使蜂花粉破壁還可以使內容物中的大分子物質降解成小分子物質，變得更容易被人體吸收。生物破壁法具有操作方便、加工流程簡單、破壁率高等優(yōu)點，但是酶解破壁成本較高。

3 蜂花粉產品

3.1 蜂花粉飲料

我國學者對蜂花粉飲料有了一定的研究，以不同的蜂花粉為原料研究了花粉飲料的加工工藝。任順成等[14]研究了玉米花粉保健飲料加工工藝，研究發(fā)現2種加工工藝生產的花粉飲料在色澤、風味、口感等方面差別不大，但是未經過破壁的的蜂花粉飲料組織狀態(tài)比較好。邱堅[15]研究了云南松花粉飲料的研制，加工工藝中多加了一步脫敏脫臭處理使飲料口感更佳。通過2次的均質處理可以提高花粉破壁率。營養(yǎng)保健型花粉飲料的研制，對我國預防和治療老年性疾病，延緩衰老，有一定的開發(fā)應用價值[16]。花粉飲料的生產具有加工工藝簡單、成本較低、易實現工業(yè)化等特點。

3.2 花粉蜂蜜酒、花粉酸奶

蜂花粉蜂蜜酒是蜂蜜在發(fā)酵的過程中加入蜂花粉釀制成的酒。利用發(fā)酵的方法既可以達到蜂花粉破壁的目的又可以實現抑菌的效果[17]。由于蜂花粉進行發(fā)酵破壁時的溫度較低，所以破壁的花粉營養(yǎng)成分不易被破壞。蜂蜜酒色澤自然，清亮透明、蜜香中透出酒香、酒度較低，口感細膩微苦、微酸、微澀，是一種低度保健飲料酒，其是隨著消費結構變化而發(fā)展起來的產物，適應市場的需求[18]。陳鋼等[19]以蜂蜜為原料，經稀釋后加蜂蜜酵母、阿米諾酶和各種花粉，發(fā)酵生產出各種風味的蜂蜜酒。孔瑾[20]對紅棗蜂蜜發(fā)酵飲料進行了澄清劑的選擇實驗，得出在蜂蜜中加入0.5%的碳酸鈉和0.05%的單寧澄清效果最佳，并對發(fā)酵條件進行選擇，得出最佳發(fā)酵條件是發(fā)酵液糖度為38°Bx、酵母液接種量為7%、發(fā)酵時間為60h。

花粉酸奶是牛乳發(fā)酵過程中加入蜂花粉繼續(xù)發(fā)酵所得的產品，營養(yǎng)豐富。蜂花粉的加入可以使酸奶營養(yǎng)價值提高的同時增添了酸奶的花色品種。趙貴紅[21]進行了牡丹花粉山藥酸奶的研究，以山藥、花粉、牛奶為原料制備花粉山藥酸奶，通過正交試驗、極差分析等方法確定了牡丹花粉山藥酸奶的最佳加工工藝為花粉添加量0.5%、山藥汁添加量35%、蜂蜜添加量1.3%、穩(wěn)定劑添加量0.6%。

3.3 蜂花粉保健品

目前蜂花粉保健品有含片、膠囊、咀嚼片、口服液等。王麗霞[22]研究了微膠囊技術加工蜂花粉，總結出了蜂花粉微膠囊技術在應用過程中的優(yōu)缺點：微膠囊化具有使破壁的蜂花粉提高穩(wěn)定性而且具有很好的流動性、可以節(jié)省包裝和貯藏費用、采用β-環(huán)狀糊精包合法消除花粉內部某些特異氣味的成分，使產品無不良氣味等優(yōu)點。具有裝載量（一般為9%～14%）、能夠包埋的物質大小和極性受到限制、蜂花粉含率較低等缺點。常建勇[23]對參芪花粉片生產工藝的發(fā)酵法破壁和滅菌進行了研究與改進。采用體積分數為75%的乙醇作為花粉破壁、制粒的潤濕劑，同時又兼作滅菌劑，采用有機溶劑加膠體磨的新工藝方法替代直接發(fā)酵法對花粉進行破壁。通過改進工藝，縮短生產周期，滅菌效率顯著提高，生產成本降低，產品的外觀和品質得到了改善；并且新工藝可提高片劑的穩(wěn)定性和有效成分的均勻度。

3.4 其他

目前也有學者研究蜂花粉保健面條、蜂花粉面包、蜂花粉纖維餅干等食品，趙貴紅[24]研究了牡丹花粉制作保健面條的技術，其工藝流程為丹花粉浸提液、面粉、輔料→計量→和面→靜置→壓面→切條→干燥→稱量→包裝。研究結果表明，蜂花粉面條與普通面條相比，花粉面條品質略高于普通面條，但是花粉面條帶有天然的花香和花色。龔蜜等[25]研究了蜂花粉纖維餅干的研制，試驗以蜂花粉濾渣、低筋面粉、食用油脂等為材料，利用正交試驗設計研究添加蜂花粉濾渣的纖維餅干的最佳配方，結果表明，12%蜂花粉濾渣、20%大豆油、15%黃奶油，其余原輔料與基本配方相同，所制得的餅干感官最佳，色澤棕黃，口感酥松，香味濃郁，膳食纖維含量為6.5%。蜂花粉濾渣的主要成分是人體不可消化吸收的纖維素、孢粉素、半纖維素和果膠質等，如果將其作為膳食纖維的天然來源添加到食品中可以提高食品膳食纖維的營養(yǎng)價值，有助于改善目前多數人因膳食纖維攝入的不足而引起的不健康問題。耿越[26]研究了富含α-亞麻酸油菜蜂花粉保健品，研究表明油菜蜂花粉含有豐富的α-亞麻酸和膳食纖維，所以油菜蜂花粉保健品具有降低高血脂的功能。

4 結論

目前國內外學者對于蜂花粉是否需要破壁仍存在爭議[27]。認為蜂花粉必須破壁的研究人員強調蜂花粉具有非常堅硬的細胞壁結構，尤其細胞壁中的孢粉素能夠抗酸、抗堿、抗壓、抗溫，所以人體胃液不能消化蜂花粉細胞壁。吃未破壁的蜂花粉會影響其內容物的釋放及吸收。JOHNSON S A等[28]進行了新鮮花粉、蜜蜂采集花粉和蜂巢儲藏花粉的形態(tài)變化及營養(yǎng)成分研究，結果表明，蜂花粉和蜂巢儲藏花粉在形態(tài)上發(fā)生了明顯的變化。與新鮮花粉相比其萌發(fā)孔處的裂痕明顯變大，相當于細胞壁被受到破壞。這3種花粉的水分含量依次升高、而蛋白質的含量依次降低，但是必需氨基酸和非必需氨基酸的含量依次明顯升高。所以作者提出蜂巢儲藏花粉中的營養(yǎng)物質最易被人體所吸收。但是國內外有學者分別進行了人體和動物實驗，結果表明未破壁的蜂花粉也能被消化吸收[29]。陽小蘭等[30]研究了人體對未破壁花粉消化過程實驗分析，結果表明，花粉不需破壁即可被人體消化，消化率≥90%，人體保健花粉的最佳用量為5g/d。現在多數學者認為蜂花粉在加工時應根據其產品需要而定。比如提取花粉內容物制作花粉口服液、花粉飲料、花粉酒花、粉化妝品等就必須使用破壁花粉才便于提取花粉精，反之把花粉作為高能食品就可用不破壁花粉制成產品[5]。

我國是世界第一養(yǎng)蜂大國，蜜源花粉種類多，分布面積廣，四季開花，我國蜂花粉資源非常豐富，蜂花粉中活性成分是最好的天然食物、藥物資源，研究開發(fā)蜂花粉新產品將會是很有價值的研究方向，蜂花粉破壁應該往既能達到破壁的效果又很少損失營養(yǎng)成分的方向發(fā)展。

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