油菜蜂花粉及其蜂糧的營養成分

牛德芳,王 波,陳玉勇,張 靜,殷 玲,*,戰旭梅,徐傳松,王一峰

(1.江蘇農牧科技職業學院食品科技學院,江蘇泰州 225300; 2.黑龍江省蠶業研究所,黑龍江哈爾濱 150086)

國內外學者對杏仁、蘆薈和茶等不同植物來源的蜂糧進行了研究。Loper等[6]測定杏仁蜂糧在釀制過程中滴定酸度、泛酸、煙酸和肌醇含量增加。Human[7]等測定蘆薈蜂糧水分、脂肪含量高于蜂花粉,必需氨基酸含量均滿足蜜蜂發育所需的最低水平。蘇松坤等[8-9]測定茶蜂糧中蛋白質、總糖、水解氨基酸含量比蜂花粉高,證實茶蜂糧比茶蜂花粉更易于被消化。Tavdidishvili等[10]測定蜂糧的黃酮類化合物含量高于蜂花粉。此外,研究表明蜂糧具有明顯的抑菌[11-12]、抗氧化[3]和抗腫瘤功效[4,13-14]。蜂糧作為一種天然的健康食品,越來越受到人們的重視。

油菜蜂花粉作為我國主要的商品蜂花粉之一,在食品、醫療保健等領域有著廣泛的應用,但關于油菜蜂糧的研究甚少。本文以油菜蜂花粉和蜂糧為研究對象,對其水分、灰分、還原糖、蛋白質、粗脂肪和總黃酮的含量、氨基酸和脂肪酸組成等進行比較分析,這對深入了解油菜蜂糧的營養價值具有重要意義,為其在食品和制藥等領域的開發利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

油菜蜂花粉、油菜蜂糧 云南蜂知道蜂業科技有限公司;蘆丁、色氨酸、17種氨基酸酸混合標準品 Sigma公司;乙腈、甲醇、正庚烷(色譜純),其他(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司。

AL204電子天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;DHG-9101-2SD電熱鼓風干燥箱 常州智博瑞儀有限公司;SXL-1200C 1200 ℃箱式電爐 上海鉅晶精密儀器制造有限公司;T6新世紀紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;HHS-11-2電熱恒溫水浴鍋 上海簡譜儀器有限公司;7980A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀、Agilent 1260 高效液相色譜儀 安捷倫科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 將油菜蜂花粉和蜂糧樣品研磨成粉末狀儲存于玻璃瓶中,密閉、避光、-18 ℃保存,待用。

1.2.2 常規營養成分的測定 水分含量測定參照GB5009.3-2016中直接干燥法[15];灰分含量測定參照GB/T 5009.4-2016中灼燒法[16];還原糖含量測定參照GB/T 5009.7-2016中直接滴定法[17];蛋白質含量測定參照GB/T 5009.5-2016法[18];粗脂肪含量測定參照GB/T 5009.6-2003法[19]。

1.2.3 總黃酮含量的測定 總黃酮含量參照GB/T 30359-2013中黃酮類化合物的測定法[20]。

1.2.4 氨基酸的測定 取0.1 g樣品于20 mL水解管中,加入8 mL的 6 mol/L鹽酸溶液,真空脫氣30 min,充氮封管,110 ℃下水解24 h,取出冷卻開管,用去離子水無損轉移到50 mL容量瓶中定容。準確移取1 mL 水解液于小瓶中,在真空中脫酸抽干,加1 mL水再抽干,再加1 mL水再抽干,備用。準確加入10 mL的0.02 mol/L鹽酸溶液,充分溶解,準確移取鹽酸溶解液500 μL,置于5 mL塑料離心管中,精密加入1 mol/L三乙胺乙腈溶液250 μL,混勻,準確加入0.1 mol/L異硫氰酸苯酯乙腈溶液250 μL,混勻,室溫放置1 h,加2 mL正己烷,劇烈振搖,放置10 min,取下層溶液用0.45 μm的濾膜過濾上機分析。

其次，大數據下的開放性創新實驗室能夠為學生提供實現自身價值的平臺。大數據下的開放性創新性實驗教學管理，可以更好地為學生營造一個發散思維、實現自身創新想法的平臺，這樣也就為理工類學生提供了一個實現夢想的機會，從這一個層面上展開分析可知，這對于學生的吸引力仍然是非常重要的。從這個方面再次與傳統的實驗教學管理模式展開比較可知，很顯然傳統的實驗室教學管理模式與這樣的目標是背道而馳的。充分采用大數據開放性創新實驗教學管理模式，可以很好地節省人力成本，同時還能更加規范化以及高效化地對實驗室設施展開科學化的保管以及使用，所以這樣的模式受到了當前全國范圍內大部分業內專家學者的廣泛關注與研究。

色譜條件:色譜柱為Aglient C18液相色譜柱(4.6×250 mm×5 μm);流動相為乙腈-0.1 mol/L乙酸鈉(3∶97)(用乙酸調節pH6.5);柱溫為40 ℃;紫外檢測波長為254 nm。

1.2.5 脂肪酸的測定 參照GB 5009.168-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》方法[21],稱取0.1 g左右樣品于250 mL平底燒瓶中,加入100 mg焦性沒食子酸,幾粒沸石,2 mL的95%乙醇混勻,加入10 mL鹽酸溶液,并將燒瓶置于70～80 ℃的水浴鍋中加熱,水解后加入10 mL的95%乙醇,混勻。將水解液倒入分液漏斗中,用50 mL乙醚石油醚混合溶液沖洗蓋子及瓶子,振搖5 min,靜置10 min,將提取液收集到250 mL 燒瓶中,重復上述操作3次。將提取液旋轉蒸發濃縮致干后,加入8 mL的2%氫氧化鈉甲醇溶液,在79～81 ℃水浴上用回流冷凝器回流,直至油滴消失。從回流器上端加入7 mL的三氟化硼甲醇溶液,繼續在79～81 ℃水浴上回流2 min,取下燒瓶并冷卻至室溫后加入20 mL正庚烷,振搖,加入飽和氯化鈉水溶液,靜置分層,吸取上層提取液5 mL于25 mL的試管中,加3～5 g無水硫酸鈉,振搖1 min,吸取上清液待測。氣相色譜條件、質譜條件參照董志儉等的方法[22]。

1.3 數據分析

數據以“平均值±標準差”表示,統計檢驗采用SPSS 25.0軟件,差異顯著性水平為p<0.05,所有表格均采用Microsoft Excel 2003軟件繪制。

2 結果與討論

2.1 油菜蜂花粉與蜂糧常規營養成分的檢測結果

表1中列出了本研究中油菜蜂花粉及其蜂糧,以及已有文獻中不同植物源蜂花粉和蜂糧的常規營養成分含量。由表1列出的本研究中油菜蜂花粉與蜂糧的常規營養成分含量可知,油菜蜂糧的水分含量、還原糖含量和粗脂肪含量顯著高于蜂花粉(p<0.05);而灰分含量和蛋白質含量含量顯著低于蜂花粉(p<0.05)。

由表1列出的已有文獻[7-8,23-26]中不同植物源蜂花粉和蜂糧的常規營養成分含量可知,油菜蜂花粉和油菜蜂糧的營養成分組成與茶蜂花粉、蘆薈蜂花粉及其同種植物源的蜂糧營養成分比較規律一致[7-8]。不同植物、不同產地蜂花粉和蜂糧的營養成分組成存在差異。蜂花粉的水分含量<20%,與Roulston等[27]的研究結果一致;蜂糧的水分含量顯著高于蜂花粉(p<0.05),符合蜂糧是由蜜蜂將采集的蜂花粉添加少量花蜜和腺體分泌物后發酵而成的特點。

蜂花粉和蜂糧的粗脂肪含量為2.34%～7.60%,蛋白質的含量為15.79%～31.40%,具有低脂肪、高蛋白的特點。蜂花粉中蛋白質含量是衡量其營養價值一種最直接而有效的方法[28-29]。由表1可知,不同植物源蜂花粉的蛋白質含量差異較大,最高為蘆薈蜂花粉(31.40%),最低為荷花蜂花粉(15.79%),而蜂糧的蛋白質含量均顯著低于蜂花粉(p<0.05)。

表1 蜂花粉和蜂糧的常規營養成分Table 1 Comparison of the basic nutritional content of bee pollen and bee bread

蜂花粉中的花粉粒具有堅硬的細胞壁,經過破壁后,其營養成分在人體的吸收和利用大大提高[30]。蜂花粉經過物理、機械及生物等方法充分破壁后可以提高其吸收利用率,但破壁處理不僅增加了成本,還容易造成部分營養成分和生物活性物質的損失。自然發酵的蜂糧經過復雜的微生物變化造成萌發孔處的裂痕明顯增大,導致內含物的吐露數量顯著增加,相當于細胞壁受到破壞[31],因而推斷蜂糧的蛋白質含量會明顯高于蜂花粉。但本研究及已有文獻報道顯示,蜂糧蛋白質的含量明顯低于蜂花粉,這是否與發酵過程中蛋白質大分子被分解為小分子類物質有關,還需進一步深入研究。

2.2 油菜蜂花粉與蜂糧總黃酮的檢測結果

黃酮類化合物是油菜蜂花粉的基本標志性成分,主要包括槲皮素、山奈酚、異鼠李素和柚皮素等,具有明顯的體外抗氧化功能[32]。以蘆丁為標準品,本實驗獲得標準曲線的回歸方程為:C=0.0012A-0.0149,相關系數R2=0.9995。在0.20～1.20 mg/mL范圍內對照品的量與吸光度有良好的線性關系。

通過計算本研究測得油菜蜂花粉總黃酮含量為3.72%±0.01%,與青海油菜蜂花粉中總黃酮含量為3.70%接近[33],顯著高于油菜蜂糧中的總黃酮含量2.46%±0.01%(p<0.05)。該結果與Tavdidishvili等[10]測得蜂花粉和蜂糧總黃酮含量分別為10.1%和8.2%的規律一致,但文中沒有給出該種黃酮含量較高花粉源植物的名稱。

2.3 油菜蜂花粉與蜂糧氨基酸組成的檢測結果

蜂花粉的營養價值一定程度上取決于其蛋白質的含量和質量,而氨基酸組成是衡量蛋白質優劣的重要指標[26]。表2列出了本研究中油菜蜂花粉及其蜂糧的氨基酸含量,以及已有文獻[9,23,26,34]報道的不同植物源蜂花粉和蜂糧的氨基酸含量。由表2可知,本研究中油菜蜂花粉和蜂糧中均檢測到17種水解氨基酸和色氨酸,包含成人全部所需的8種必需氨基酸。其中,亮氨酸和賴氨酸是主要的必需氨基酸,谷氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、脯氨酸和胱氨酸是主要的非必需氨基酸,但不同種植物源蜂花粉和蜂糧中氨基酸的含量存在差異(表2)。在油菜蜂花粉中,谷氨酸的含量最高,為2.52 g/100 g,其次為天冬氨酸,為1.80 g/100 g,與Yang Kai等[23]測定的該品種蜂花粉的氨基酸組成結果一致。同種植物源蜂花粉因產地不同，總氨基酸含量也會差異明顯,青海油菜蜂花粉的總氨基酸含量為21.68 g/100 g[23],明顯高于本研究中云南油菜蜂花粉的總氨基酸含量19.72 g/100 g。在油菜蜂糧中,谷氨酸的含量最高,與蘇松坤等[9]研究的茶蜂糧結果一致,分別為1.84和2.82 g/100 g。

本研究中油菜蜂花粉和蜂糧的總必需氨基酸(EEA)含量分別為6.85和6.77 g/100 g,與荷花蜂花粉的總必需氨基酸含量接近[23];二者差異不顯著(p>0.05),與茶蜂花粉和茶蜂糧的必需氨基酸組成規律一致[9]。從營養學角度考慮,蜂花粉是必需氨基酸的良好來源。依據聯合國糧食及農業組織和世界衛生組織(FAO/WHO)提出的參考蛋白模式,食品中總必需氨基酸占總氨基酸(EAA/TAA)的0.4(百分含量比計為40%)左右[35]。本研究測定油菜蜂花粉和蜂糧的EAA/TAA為34.74%～37.80%,但是青海產油菜蜂花粉的EAA/TAA為41.70%,明顯高于其他蜂花粉和蜂糧。表2中列出的不同植物來源蜂花粉的EAA/TAA為34.74%～41.70%,蜂糧的EAA/TAA為35.29%～37.80%,與FAO/WHO提出的參考蛋白模式接近。Szezesna[36]認為蜂花粉的氨基酸和蛋白質含量與粉源植物有關,而EAA/TAA相對穩定,與植物來源無關,但同種植物源的蜂花粉是否與產地有關還需要進一步研究。

表2 蜂花粉和蜂糧的氨基酸組成Table 2 The amino acid compositions of bee pollen and bee bread

2.4 油菜蜂花粉與蜂糧脂肪酸組成的檢測結果

蜂花粉作為一種特殊的保健食品,脂肪酸是其最重要的營養物質之一。本研究在油菜蜂花粉和蜂糧中共檢測到8種脂肪酸,而潘建國等[37]在油菜花粉中檢測到了10 種脂肪酸,楊藝婷[38]在油菜蜂花粉中共檢測到19種脂肪酸,與本研究差異較大,這種差異可能是因為定性方法的不同造成的。

脂肪酸分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。棕櫚酸具有降低血清中膽固醇含量的作用,而膳食中的月桂酸和肉豆蔻酸會增加血清膽固醇[39],用棕櫚酸和油酸替代膳食中的月桂酸和肉豆蔻酸可能對治療血栓有益[40]。由表3可知,油菜蜂花粉和蜂糧的飽和脂肪酸含量分別為50.39%、51.82%,其中棕櫚酸含量最高,分別達到33.81%、33.50%,與楊藝婷[38]分析的20種蜂花粉的結果一致。油菜蜂花粉和蜂糧中的油酸含量分別為5.68%、3.89%(表3)。因而,油菜蜂花粉和蜂糧可以用于改善血栓疾病的功能性食品的開發。

表3 油菜蜂花粉及其蜂糧的脂肪酸組成Table 3 The fatty acid compositions of rape bee pollen and rape bee bread

亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸是人體正常生長發育所必需,而自身又不能合成的多不飽和脂肪酸,稱為必需脂肪酸[41]。亞油酸是必需由食物提供的主要必需脂肪酸,亞麻酸在人體內能夠轉化為DHA 和 EPA,二者具有抗動脈粥樣硬化、降血脂和膽固醇、預防心腦血管疾病、減肥、抗氧化、抗腫瘤、促進嬰幼兒生長發育等生理功能[42-45]。由表3可知,油菜蜂花粉和蜂糧中不飽和脂肪酸含量分別為49.61%、48.18%,其中亞麻酸含量最高,分別為32.42%、38.22%,其次是亞油酸,含量分別為5.40%、6.07%,并且油菜蜂糧中的亞麻酸、亞油酸含量明顯高于油菜蜂花粉。綜上,油菜蜂花粉和蜂糧具有開發降低膽固醇、預防動脈粥樣硬化等疾病的功能性產品的潛力,可能是一種良好的原料來源。

3 結論

本研究分析油菜蜂花粉和蜂糧的營養成分,結果顯示,油菜蜂糧水分、還原糖和粗脂肪的含量高于油菜蜂花粉,灰分、蛋白質和黃酮的含量低于后者,差異顯著(p<0.05);油菜蜂花粉及其蜂糧包含8種必需氨基酸,蜂糧的EEA/TAA值顯著高于蜂花粉,分別為37.80%和34.74%(p<0.05);二者飽和脂肪酸中棕櫚酸含量最高,分別為33.81%、33.50%;不飽和脂肪酸中亞麻酸含量最高,大于30%,且油菜蜂糧的亞油酸、亞麻酸含量顯著高于油菜蜂花粉(p<0.05)。該結果與已有研究文獻中蜂花粉和蜂糧的營養成分比較規律一致,不僅充實了蜂花粉和蜂糧營養成分的研究內容,也進一步證實不同植物源、不同產地蜂花粉和蜂糧的營養成分組成存在差異。此外,油菜蜂花粉和蜂糧豐富的必需氨基酸組成和較高的必需脂肪酸含量既能滿足人體的需求,還可以作為一種良好的潛在原料用于功能性食品的開發。本文仍然存在不足,研究的油菜蜂花粉和蜂糧只是取自云南昭通地區,而同種植物源蜂花粉的營養成分與地域密切相關,因此還需要對全國范圍內其他地區的油菜蜂花粉和蜂糧進行取樣研究。