加工過程對蜂蜜品質的影響

應劍，郝彬秀，王黎明，王春玲

(中糧營養健康研究院 營養與代謝中心，北京，102209)

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，與自身分泌物混合后，經充分釀造而成的天然甜物質［1］，也是一種歷史悠久的藥食同源物品，不僅含有多種營養素，而且具有抗菌、抗炎、抗潰瘍、促進傷口愈合等功能。本文根據國內外的研究，綜述了加工方式對蜂蜜成分與功能活性的影響。

1 蜂蜜加工的主要步驟與目的

蜂蜜加工的主要步驟為:原料蜜→預熱→過濾→冷卻→預包裝→檢驗→成品。不同國家實際加工流程不盡相同。

國外蜂蜜加工的原材料主要為天然成熟蜂蜜，即經過蜜蜂5～7 d的充分釀造、含水量低于20%的蜂蜜。其主要加工步驟為預熱和過濾。預熱的目的是解晶，使液態的蜂蜜易于從巢中分離;過濾的主要目的是除去蜂蜜中的雜質，如蜜蜂死尸、灰塵等。為了延長蜂蜜的貨架期，部分商品蜂蜜通過加壓過濾的方式濾去結晶核，抑制蜂蜜結晶;并在過濾后進行巴氏殺菌或快速高溫殺菌操作［3］。對于醫藥級蜂蜜，從保證安全性和維持活性2個角度出發，通常用γ射線照射進行滅菌［4］。

由于多種因素的限制，我國商品蜂蜜的原料多為非成熟蜜，釀造3 d左右即從蜂巢中取出。這種原料蜜水分含量高，蜂蜜中的耐糖酵母在適宜溫度下易于發酵，從而使蜂蜜脹罐、變質。因此，通常在預包裝前在60℃左右維持30 min進行加熱滅菌，并在真空度0.09 MPa以上、溫度55℃以下進一步濃縮蜂蜜。

2 傳統加工方式對蜂蜜的影響

2.1 外觀與風味

加工過程中溫度的升高通常使蜂蜜顏色加深，原因包括:蜂蜜中的氨基化合物(氨基酸、胺、蛋白質、肽)、羰基化合物(糖類)和被氧化的抗壞血酸發生美拉德反應生成羥甲基糠醛、類黑精等有色物質;單寧酸鹽、被氧化的多酚與鐵鹽相互作用;果糖發生焦糖化反應［5-6］。

加工過程還影響蜂蜜的香氣。蜂蜜中含醇類、醛類、酮類、酯類、酸類等揮發性芳香物質，是其主要風味物質。加熱溶解或巴氏滅菌對蜂蜜揮發性物質的影響有限，不顯著改變蜂蜜的味道和芳香［7］，而過度加熱可導致蜂蜜香氣的喪失［6］。國內一些蜂蜜加熱過程利用香味回收裝置，盡可能回收蜂蜜中的揮發性物質。然而，加工蜜的風味與原蜜仍然存在較大的差異。

2.2 成分

加熱和過濾是影響蜂蜜成分的主要加工因素。加熱影響蜂蜜的酶活性、羥甲基糠醛和植物化合物的含量;還會促使葡萄糖從α形式向β形式轉變，并導致某些蜂蜜中的蛋白質失活［8］。過濾對蜂蜜成分的影響則主要體現為花粉及維生素的丟失。

2.2.1 羥甲基糠醛

羥甲基糠醛由蜂蜜中的果糖和葡萄糖在高溫條件下脫水生成，其含量是衡量蜂蜜新鮮度的一個指標。在新鮮分離的蜂蜜中，羥甲基糠醛的含量通常低于10 mg/kg。隨著溫度增加，蜂蜜中的羥甲基糠醛含量增加，且溫度越高，增加速度越快，從而使蜂蜜顏色加深［9］。當溫度低于60℃時，羥甲基糠醛的含量不會有顯著增加［6］。

2.2.2 酶

蜂蜜中含蔗糖酶、淀粉消化酶、葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶等多種酶，其活性均受加工溫度的影響。淀粉消化酶的活性是檢測蜂蜜是否過度加熱的指標之一［3］，蔗糖轉化酶對熱的敏感性更高于淀粉消化酶。當熱處理溫度分別低于40℃和30℃時，蜂蜜中的淀粉酶和蔗糖轉化酶活性受溫度影響小，不發生熱失活;而當熱處理溫度高于以上溫度時，隨溫度升高和受熱時間延長，這2種酶發生熱失活［6］。50℃加熱2h，淀粉酶損失不到1/2，而蔗糖轉化酶幾乎損失2/3［10］。蜂蜜中的葡萄糖氧化酶可以將葡萄糖轉化為葡萄糖酸和過氧化氫(H2O2)，后者是蜂蜜發揮抗菌活性的主要成分之一。葡萄糖氧化酶的活性可被加熱、光照、微波、過濾等因素削弱，最終使蜂蜜產生H2O2的能力下降。酸性磷酸酯酶存在于部分蜂蜜中，其酶值反映了蜂蜜的發酵程度。蜂蜜中的酸性磷酸脂酶比其他酶的活性低，對熱的抵抗力也較小。

蜂蜜的整體組成成分也是影響酶穩定性的一個因素，故而不同品種的蜂蜜，酶的耐熱溫度范圍和失活速率存在差異［6］。較強的酸性有助于維持蜂蜜中淀粉酶的活性［9］。

2.2.3 植物化合物

蜂蜜所含的植物化合物主要是源于蜜源植物的酚類化合物。由于酚酸和黃酮類化合物的結構中含羥基，因此在有氧狀態下加熱容易發生氧化還原反應。對洋槐蜜中7種酚類化合物的研究發現，45℃解晶1 h、200目過濾、55℃真空濃縮45 min、80℃滅菌15 min這一系列加工過程使酚類化合物含量發生不同程度的下降，其中以p-香豆酸、阿魏酸和槲皮素含量下降最為明顯，分別減少了 38.2%、32.5% 和21.6%;解晶和滅菌步驟的影響最大，過濾步驟的影響相對較小。雖然濃縮步驟可使酚類化合物的濃度增加，但不足以抵消其他加工步驟的破壞程度［11］。加熱對蜂蜜中黃酮和酚酸類化合物的影響低于收集年份、收獲環境和蜜源植物的影響，因此在描述這一變化時須針對同一種蜂蜜［12］。

2.2.4 固體顆粒、花粉與維生素

過濾是影響蜂蜜中固體顆粒、花粉及維生素含量的主要加工步驟。蜂蜜的粗孔過濾應用孔徑為10～1 000 μm的金屬篩、尼龍布、粗棉布等過濾材料，除去氣泡、昆蟲肢體、灰塵、碎片、晶體等肉眼可見的雜質;由于花粉的尺寸為5～200 μm，這種過濾方式可以保留一部分花粉。微孔過濾的孔徑為0.1～10 μm，可除去酵母菌、細菌及煤灰等雜質，并移除所有花粉，有助于抑制結晶，使其盡可能長久地保持清澈的液體狀態，延長貨架期［13］。

國際上對蜂蜜過濾并無統一的標準。國際食品法典委員會(CODEX)認為蜂蜜不應特意除去花粉或其他天然成分，除非在除去雜質時無法避免［2］。歐盟認為只有在必須除去外來雜質時才允許通過過濾方式移除花粉;如過濾導致大量花粉被移除，需在標簽上注明［14］。而美國則要求蜂蜜濾至移除大多數微粒、花粉粒、氣泡及其他常見懸浮物，A級蜂蜜應僅含微量花粉粒、氣泡或其他微粒，并且具有良好的澄清度［15］。

我國蜂蜜通常采用200目(孔徑為74 μm)的過濾材料處理。不同種類蜂蜜濾除花粉的效果差異較大，油菜花蜜中的花粉濾除率為10.8%左右，而苕子蜜和刺槐蜜中的花粉則可被全部濾除［16］。

蜂蜜中的維生素主要來自花粉，在酸性條件下較為穩定。濾除花粉使蜂蜜中的維生素大量丟失，但過濾方式對不同蜂蜜維生素含量的影響目前尚無具體數據。

2.3 保質期

造成蜂蜜變質的主要原因是發酵，發酵程度與蜂蜜中初始微生物含量及含水量有關［4］。蜂蜜結晶時，液態層游離水含量增加，可為耐糖酵母發酵提供便利條件。當蜂蜜的含水量低于17.1%時，即便結晶也不會發酵;而含水量高于這一限度，則取決于微生物含量［17］，因此，一些含水量極低的成熟蜂蜜即便未經巴氏殺菌也能有較長的保質期。加熱是滅菌的有效手段，蜂蜜分別在63、65或68℃加熱35、25或7.5 min，可完全殺滅酵母菌［18］，確保蜂蜜不發酵，從而受到超市的歡迎。

2.4 蜂蜜的特殊活性

2.4.1 抗菌

蜂蜜的抗菌作用自古得到認識。首先，蜂蜜天然的高滲和酸性環境不利于細菌滋生;其次，蜂蜜中還存在可量化的抗菌成分，如H2O2、多酚類化合物、溶菌酶等［19-21］。不同蜂蜜的抗菌機制存在差異，如新西蘭麥奴卡蜂蜜中的抗菌成分以丙酮醛(MGO)為代表［22-23］，英國的 Revamil? 蜂蜜中，H2O2和蜜蜂防御素則是代表性的抗菌成分［24-25］。以上成分與其他未知抗菌物質的協同作用賦予蜂蜜抗菌能力。

H2O2來自于蜂蜜中葡萄糖氧化酶的作用，這一轉化主要發生在蜂蜜釀造及稀釋過程中［26］。溫度對蜂蜜抗菌活性的影響程度與蜂蜜的主要抗菌成分是否為H2O2有關。葡萄糖氧化酶活性強、H2O2含量高的蜂蜜，其抗菌能力對溫度敏感，62.8℃加熱15 min可使蜂蜜抗菌活性降低10%，加熱4.5 h則可降低一半以上［9，26］。反之，葡萄糖氧化酶活性弱、H2O2含量低、抗菌能力主要源自其他物質的蜂蜜，對溫度的敏感性相對較低［27］。比如:新西蘭麥奴卡蜂蜜的抗菌活性主要來自 MGO［22，28］，且與 MGO 含量存在正線性關系［29］，而加熱可能使蜂蜜中的MGO含量增加［30］。

2.4.2 免疫刺激

在對蜂蜜促進傷口愈合的研究中發現，高溫殺菌蜂蜜顯著增加單核細胞TNF-α的產生［31］，增加單核細胞系MM6的TNF-α，IL-1β和IL-6的釋放，其作用強于麥奴卡蜂蜜，低于Jelly Bush蜂蜜［32］。表明一些品種的蜂蜜經高溫滅菌處理后仍具備較強的免疫刺激的活性。

2.4.3 抗氧化

蜂蜜的抗氧化能力是一系列物質聯合作用的結果，主要與蛋白質、礦物質、酚類化合物、美拉德反應產物等有關。多酚類化合物起主要作用，礦物質起到了很大的協同作用［33-35］。研究表明，加熱促進蜂蜜中酚酸類化合物氧化分解，卻使具有抗氧化活性的美拉德反應產物增加，因此，加熱后蜂蜜的抗氧化活性可能增強［36-38］。

3 新型加工方式對蜂蜜的影響

為滿足蜂蜜滅菌的需求，并減少傳統加熱過程對蜂蜜品質的破壞，科學工作者們試圖應用微波加熱、紅外加熱、超聲處理等方式對蜂蜜進行滅菌處理［3］。

微波處理能延緩蜂蜜的結晶時間，從而延長貨架期［39］，與傳統加熱方式相比，還可保留較多的酚類物質，維持蜂蜜的抗氧化活性［40］。微波加工的溫度及持續時間至關重要［41］。隨著微波功率的增加和加熱時間的延長，其殺滅酵母菌的能力增強，但是對淀粉酶活性的破壞程度也隨之增加，且蜂蜜中羥甲基糠醛的含量隨之升高。綜合考慮以上因素，16 W/g微波加熱15 s最為適宜。在這一條件下，蜂蜜中的酵母菌數可減少至450 CFU/ml，羥甲基糠醛僅為3.8 mg/kg，而淀粉酶活性高達 12.0，是未加工對照組的72.3%［42］。遠紅外照射的溫度和持續時間的組合同樣重要。110℃加熱8 min才能除去所有酵母菌，此時淀粉酶已近痕量;如在47℃加熱2 min，則對羥甲基糠醛、淀粉酶活性的影響較小，而酵母菌數為500 CFU/mL。因此，使用微波和遠紅外加熱滅菌，需要綜合考慮收益，對處理時間和加工強度進行組合［42］。

鈷-60γ射線輻照是一種安全無污染的食品冷加工方式，也是醫用級蜂蜜滅菌研究中常用的方法。研究表明，10 kGy的輻照劑量安全有效，對蜂蜜的外觀、水分、灰分、酸度、含糖量、淀粉酶活性等性質影響小［43］;9.3 kGy的輻照還能降解蜂蜜中的氯霉素殘留，降解率達 99.12%［44］。因此，10 kGy左右的鈷-60γ輻照是適宜食用蜂蜜品質的加工方式。醫用級蜂蜜用作促進創傷修復的敷料時，須具備較強的抗菌活性，并避免蜂蜜中的梭菌孢子引起傷口肉毒癥。通過考察抗菌活性分別來自H2O2和MGO的2種新西蘭蜂蜜對金黃色葡萄球菌的抑制作用，發現高達25 kGy和50 kGy的輻照強度均不影響其抗菌活性，且25 kGy的輻射強度即可殺滅蜂蜜中產氣莢膜梭菌和破傷風梭菌的孢子［45］，滿足臨床用于創傷修復的需要。

4 展望

蜂蜜作為一種天然的藥食同源物品，具有特殊的外觀、風味、成分、營養價值與功能活性。為了提高可操作性、延長貨架期，蜂蜜的加工不可避免。但是，加熱、濃縮和過濾等加工過程會影響蜂蜜品質，因此，須將這些影響降至最低。為開發高品質蜂蜜，我國有關科研工作者及食品加工界應客觀而充分地考察實際加工條件對特定蜂蜜品質的影響，開發新的加工工藝，獲得足夠可信的數據，并探索適合我國現狀的成熟蜜產業化途徑，最終提升蜂蜜的品質和附加值。

［1］ 中華人民共和國衛生部.食品安全國家標準蜂蜜［S］.GB 14963-2011.2011.

［2］ The Codex Alimentarius Commission.Codex standard for honey［S/OL］.file://c:/Documents%20and20Setings/Administrator/My%20Documents/Down-loads/cxs_012e.pdf.

［3］ Subramanian R，Hebbar H U，Rastogi N K.Processing of honey:A review［J］.International Journal of Food Properties，2007，10(1):127-143.

［4］ White Jr J W.Physical characteristics of honey.In:Crane E.Honey，a comprehensive survey［M］.United Kindom:Heinemann，1975:207-239.

［5］ Lynn E G，Englis D T，Milum V G.Effect of processing and storage on composition and color of honey［J］.Journal of Food Science，1936，1(3):255-261.

［6］ 曾哲靈.蜂蜜的熱穩定性及流變和真空脫水特性研究［D］.江西:南昌大學，2007:6-112.

［7］ Escriche I，Visquert M，Juan-Borrás M，et al.Influence of simulated industrial thermal treatments on the volatile fractions of different varieties of honey［J］.Food Chemistry，2009，112(2):329-338.

［8］ Ivanova I K，Shits EIu，Koriakina V V.Determination of authenticity and thermal transformation of bee products by NMR spectroscopy［J］.Voprosy Pitaniia.2013，82(3):72-76.

［9］ Schade J E，Marsh G L，Eckert J E.Diastase activity and hydroxy-methyl-furfural in honey and their usefulness in detecting heat alteration［J］.Journal of Food Science，1958，23(5):446-463.

［10］ 張忠義，陳輝，劉振林.蜂蜜中蔗糖轉化酶測定方法探討［J］.食品科學，2002，23(11):116-118.

［11］ 劉海豐.洋槐蜜的色譜指紋圖譜構建與加工貯藏對其酚類化合物含量的影響［D］.陜西:西北大學，2012:33-39.

［12］ Escriche I，Kadar M，Juan-Borrás M，et al.Suitability of antioxidant capacity，flavonoids and phenolic acids for floral authentication of honey.Impact of industrial thermal treatment［J］.Food Chemistry，2014，142:135-143.

［13］ National Honey Board.Brief review of honey filtration method［EB/PL］.http://honeg.com/images/downloads/filtration.pdf.

［14］ Official Journal of the European Communitites.Council Directive 2001/110/EC relating to honey［DB/OL］.http://www.wipo.int/wipolex/en/textjsp?file_id =236319.

［15］ United States Department of Agriculture.USDA’s United States Standards for Grades of Extracted Honey，1985.

［16］ 魏麗，曾志將.不同目數的濾布過濾對蜂蜜中植物花粉含量及濃度的影響［J］.蜜蜂雜志，2009，29(4):6-8.

［17］ Sanz S，Gradillas G，Jimeno F，et al.Fermentation Problem in Spanish North-Coast Honey［J］.Journal of Food Protection，1995，58(5):515-518.

［18］ Wakhle D M，Phadke R P，Pais D V E，et al.Design for honey processing unit Part II［J］.Indian Bee Journal，1996，58(1)，5-9.

［19］ Estevinho L，Pereira A P，Moreira L，et al.Antioxidant and antimicrobial effects of phenolic compounds extracts of Northeast Portugal honey［J］.Food and Chemical Toxicology，2008，46(12):3 774-3 779.

［20］ Irish J，Carter D A，Blair S E，et al.Antibacterial activity of honey from the Australian stingless bee Trigona carbonaria［J］.International Journal of Antimicrobial A-gents，2008，32(1):89-90.

［21］ Peter J，Taormina A，Brendan A.Inhibitory activity of honey against foodborne pathogens as influenced by the Presence of hydrogen Peroxide and level of antioxidant Power［J］.Joumal of Food Microbiology，2001，69(3):217-225.

［22］ Mavric E，Wittmann S，Barth G，et al.Identification and quantification of methylglyoxal as the dominant antibacterial constituent of Manuka(Leptospermum scoparium)honeys from New Zealand［J］.Food and Nutrition Research，2008，52(4):483-489.

［23］ Adams C J，Manley-Harris M，Molan P C.The origin of methylglyoxal in New Zealand manuka(Leptospermum scoparium)honey［J］.Carbohydrate Research，2009，344(8):1 050-1 053.

［24］ Kwakman P H，te Velde A A，de Boer L，et al.How honey kills bacteria［J］.The FASEB Journal，2010，24(7):2 576-2 582.

［25］ Kwakman P H，Velde A A，Boer L，et al.Two major medicinal honeys have different mechanisms of bactericidal activity［J］.PLoS One，2011，6(3):e17709.

［26］ White Jr J W，Subers M H，Schepartz A I.The identification of inhibine，the antibacterial factor in honey，as hydrogen peroxide and its origin in a honey glucose-oxidase system［J］.Biochimica et Biophysica Acta，1963，73(1):57-70.

［27］ Chen C L，Campbell L T，Blair S E，et al.The effect of standard heat and filtration processing procedures on antimicrobial activity and hydrogen peroxide levels in honey［J］.Frontiers in Microbiology，2012，3:265-283.

［28］ Adams C J，Boult C H，Deadman B J，et al.Isolation by HPLC and characterisation of the bioactive fraction of New Zealand manuka(Leptospermum scoparium)honey［J］.Journal of Carbohydrate Research，2008，343(4):651-659.

［29］ Atrott J，Henle T.Methylglyoxal in manuka honey-correlation with antibacterial properties［J］.Czech Journal of Food Sciences，2009，27:S163-S165.

［30］ Atrott J，Haberlau S，Henle T.Studies on the formation of methylglyoxal from dihydroxyacetone in Manuka(Leptospermum scoparium)honey［J］.Carbohydrate Research，2012，361:7-11.

［31］ Tonks A，Cooper R A，Price A J，et al.Stimulation of TNF-alpha release in monocytes by honey［J］.Cytokine，2001，14(4):240-242.

［32］ Tonks A J，Cooper R A，Jones K P，et al.Honey stimulates inflammatory cytokine production from monocytes［J］.Cytokine，2003，21(5):242-247.

［33］ Gheldof N，Wang X H，Engeseth N J.Identification and quantification of antioxidant components of honeys from various floral sources［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002，50(21):5 870-5 877.

［34］ Sant＇Ana L D，Sousa J P，Salgueiro F B，et al.Characterization of monofloral honeys with multivariate analysis of their chemical profile and antioxidant activity［J］.Journal of Food Science，2012，77(1):C135-140.

［35］ Escuredo O，Seijo M C，Salvador J，et al.Near infrared spectroscopy for prediction of antioxidant compounds in the honey［J］.Food Chemistry，2013，141(4):3 409-3 414.

［36］ Turkmen N，Sari F，Poyrazoglu E S，et al.Effects of prolonged heating on antioxidant activity and colour of honey［J］.Journal of Food Chemistry，2006，95(4):653-657.

［37］ Jing H，Kitts D D.Chemical and Biochemical Properties of Casein-Sugar Maillard Reaction products［J］.Food and Chemical Toxicology，2002，40(7):1 007-1 015.

［38］ XU Q P，TAO W Y，AO Z H.Antioxidant activity of vinegar Melanoidins［J］.Food Chemistry，2007，102(3):841-849.

［39］ Kaloyereas S A，Oertel E.Crystallization of honey as affected by ultrasonicwaves，freezing and inhibitors［J］.A-merican Bee Journal，1958，98(11)，442-443.

［40］ 李菁.加工對蜂蜜中酚酸含量及抗氧化活性的影響［D］.陜西:西北大學，2010:26-32.

［41］ Kowalski S.Changes of antioxidant activity and formation of 5-hydroxymethylfurfural in honey during thermal and microwave processing［J］.Food Chemistry，2013，141(2):1 378-1 382.

［42］ Hebbar H U，Nanhini K E，Lakshimi M C，et al.Microwave and infrared heat processing of honey and its quality［J］.Food Science and Technology Research，2003，9(1):49-53.

［43］ Bera A，Almeida-Muradian L B，Sabato S F.Effect of gamma radiation on honey quality control［J］.Radiation Physics and Chemistry，2009，78(7-8):583-584.

［44］ 王鋒，謝芳，周洪杰，等.輻照對蜂蜜中殘留氯霉素和理化指標的影響［J］.食品工業科技，2010，31(8):78-83.

［45］ Molan P C，Allen K L.The effect of gamma-irradiation on the antibacterial activity of honey［J］.Journal of Pharmacy and Pharmacology，1996，48(11):1 206-1 209.