固態與液態發酵生產蜂糧的營養成分對比

張 娟，李 丹，王順喜，夏曉華，段傳人

（1.重慶大學 生物工程學院，重慶 400030；2.重慶蜂谷美地生態養蜂有限公司，重慶 404508）

蜂糧顧名思義為蜜蜂的食物，是幼蜂的主要食物來源，對于蜂群的繁衍生息具有重要作用[1]。蜜蜂在蜂巢中將采集到的花粉團咬碎后用蜂蠟封藏，封藏的花粉團在微生物的作用下，經過一定時間的發酵便形成了蜂糧[2-3]。蜂糧的保健作用是近年來才被開發的，蜂糧具有豐富的營養并且能夠提高人體抵抗力，目前已經成為一種極具開發前景的產品[4-5]。近些年，蜂糧商品在巴西、新加坡等國家已有上市，但是蜂糧商品在我國市場幾乎沒有。

雖然天然蜂糧的產量比較穩定，但是由于以下原因無法像其他蜂產品一樣可以容易地獲取：一是因為天然蜂糧被蜜蜂封在蜂房中，人為收集會破壞蜂房結構，影響蜂群的生活習性；二是天然蜂糧的產量低，僅僅只是供應幼蟲的營養，人為強取會影響整個蜂群的繁衍生息；三是天然蜂糧的成分復雜，且含有蜂卵等不易去除的雜質，因而對生產加工要求高[6-7]。所以要進行人工發酵蜂糧，人工發酵蜂糧的優點有以下幾個方面：一是人工發酵蜂糧的原料是花粉，來源不受限制，可進行大規模生產；二是人工發酵蜂糧是用純天然花粉進行發酵，不添加任何添加劑，從而保證發酵產品營養成分貼近于天然蜂糧。本研究對人工蜂糧的兩種發酵方式（固態發酵和液態發酵）的乳酸菌活菌數以及主要的營養成分進行了對比分析，為后續人工蜂糧大規模生產提供參考依據[8-10]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菌種：從天然蜂糧中提取出植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）為發酵菌株。

MRS固體培養基：蛋白胨10g/L，牛肉5g/L，葡萄糖20g/L，吐溫-80 1 mL，酵母粉4 g/L，瓊脂粉15 g/L，乙酸鈉5 g/L，檸檬酸三銨2 g/L，硫酸鎂0.2 g/L，磷酸氫二鉀2 g/L，硫酸錳0.05 g/L，pH 6.2。

硫酸、乙醇、硼酸、蒽酮、氫氧化鈉（分析純）：重慶川東化工廠。

1.2 儀器與設備

SW-CJ-1BU/18U型超凈工作臺：蘇州安泰空氣技術有限公司；SHP-250型生化培養箱：上海精宏實驗設備有限公司；LDZX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；THZ-C型搖床：北京寅韜興業科技有限公司；30L-7000c發酵罐：上海保興生物設備有限公司；日立835-50型氨基酸自動分析儀：日本日立公司；723N 型可見分光光度計：上海光學儀器一廠；SHZ-D真空泵：上海暉創化學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 菌種培養

在超凈工作臺內挑取1～2環保藏在斜面上的植物乳桿菌接種于MRS平板上，置于37 ℃的生化培養箱中倒置培養12 h。然后挑取2～3環已經活化的菌株到30 mL MRS液體培養基中，在37 ℃條件下搖床培養12 h，制成濃度約為106個/mL的菌懸液[11]。

1.3.2 固態發酵方法

稱取50 g花粉倒入錐形瓶內，與20%的無菌水混勻高壓滅菌之后，待溫度降至40 ℃左右加入9%的乳酸菌培養液后置于35 ℃的生化培養箱中發酵8 d，發酵結束后對發酵產品進行冷凍真空干燥[9，12]。

1.3.3 液態發酵方法

稱取花粉500 g經研磨、過篩后，倒入發酵罐內，加入料液比為0.13∶1（g∶mL）的無菌水充分混勻后高壓滅菌30 min。冷卻后，接入10%的乳酸菌培養液，設定發酵罐溫度為33 ℃，攪拌轉速為445 r/min，待發酵罐顯示屏上連續2 d之內的pH變化＜0.02時停止發酵，發酵結束后對發酵產品進行離心、冷凍真空干燥處理[6，13]。

1.3.4 蜂糧中乳酸菌活菌數的測定

稱取5.0 g蜂糧倒入三角瓶（裝有適量玻璃珠）中，然后加入15 mL蒸餾水進行振蕩，使樣品被研磨成均勻的稀釋液。用梯度稀釋法再次進行稀釋，稀釋梯度分別為10-1，10-2，10-3，……10-9，在超凈工作臺內吸取100 μL各個梯度的樣品到MRS固體培養基上，涂布均勻后將平板放入37 ℃培養箱內培養2 d后選擇蜂糧含菌量大概在10個/cm2的梯度平板為適宜濃度，兩個平板為一個濃度，結果取平均值[14-15]。

1.3.5 蜂糧感官評定

（1）感官評定評價標準

感官評定主要考慮蜂糧產品的顏色、香氣、口感，具體的評價方法為：采用標準比色卡對蜂糧的顏色進行對比之后，在距離鼻子0.5 cm處通過嗅覺感受香氣，然后稱取5 g蜂糧取食感受蜂糧的口感。每項指標滿分5分，請5名專業的食品評判員對這三個指標進行打分，評分標準如表1所示[16]。

表1 蜂糧感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of bee bread

（2）感官評定指標權重

為了把握單個指標在總評價中的相對水平，請8名從事食品檢測和評價的工作人員對以上三個感官評價因素進行打分，從而確定蜂糧感官評價時各因素的權重。

1.3.6 蜂糧中總糖含量的測定

采用蒽酮比色法[17-18]對蜂糧中的總糖含量進行測定。在試管中加入0.2 g新鮮蜂糧，加入5 mL蒸餾水，振蕩均勻后管口加蓋在沸水浴煮沸10 min，流水冷卻至室溫，過濾，將濾液配制成25 mL的水溶液。然后取上述溶液0.1 mL，然后加0.9 mL的蒸餾水進行稀釋，按標準曲線測定的方法，測定溶液的吸光度值，并重復操作3次。總糖含量的計算公式如下：

1.3.7 總蛋白含量的測定

采用凱氏定氮法對花粉、天然蜂糧、固態以及液態發酵的蜂糧進行蛋白質含量的測定[19]。

1.3.8 氨基酸含量的測定對花粉、天然蜂糧、固態以及液態發酵的蜂糧進行氨基酸含量的測定[20]。

2 結果與分析

2.1 固態發酵與液態發酵蜂糧中乳酸菌活菌數的曲線分析

對固態及液態發酵過程中每一天的蜂糧進行乳酸菌活菌數的測定，連續測定8 d，測定結果如圖1所示。

圖1 兩種發酵方式蜂糧中乳酸菌活菌數的曲線Fig.1 Curve of viable lactic acid bacteria count in bee bread by two fermentation methods

根據圖1的曲線可以觀察到，固態發酵過程中蜂糧中乳酸菌的活菌數在發酵第7天達到最大值為1.65×107CFU/g，液態發酵條件下，蜂糧中乳酸菌活菌數在發酵第3天達到最大值為2.12×107CFU/g，且遠遠高于固態發酵。這說明液態發酵條件更有利于乳酸菌的生長繁殖，因而經液態發酵的蜂糧中的活菌數更多。

2.2 兩種發酵方式發酵蜂糧的感官評分

8名工作人員對蜂糧3個感官因素的評價結果見表2。

表2 感官評定的指標權重Table 2 Index weight of sensory evaluation

綜合表1和表2，經過計算，蜂糧的顏色、香味、口味的權重系數分別為0.29、0.27、0.44。設蜂糧顏色評分為X，香味評分為Y，口味評分為Z，則蜂糧綜合感官評分公式為：蜂糧綜合感官評分=0.29X+0.27Y+0.44Z。

請專業的食品評判員對固態和液態發酵的蜂糧進行感官評分，再根據綜合計算公式得到感官評分，結果如表3所示。

表3 兩種發酵方式蜂糧感官評分對比Table 3 Comparison of sensory score of bee bread between two fermentation methods

根據表3的結果可知，從顏色來看，經固態發酵的蜂糧顏色較液態發酵的顏色淺；從香味來看，液態發酵的蜂糧香氣更濃；從口感分析，液態發酵的蜂糧的口感更好。綜合分析，相比于固態發酵，液態發酵的蜂糧的感官評分更高，得分為4.44分。

2.3 總糖含量

為了研究發酵對花粉中總糖含量的影響，對天然花粉、天然蜂糧、固態發酵以及液態發酵的人工蜂糧進行總糖含量的測定，測定結果如表4所示。

表4 花粉、天然蜂糧、固態發酵蜂糧以及液態發酵蜂糧的總糖含量對比Table 4 Comparison of total sugar content of pollen,natural bee bread,solid-state and liquid-state fermented bee bread

由表4可知，經過發酵后的花粉的總糖含量升高，且人工發酵的蜂糧中的總糖含量高于天然蜂糧；液態發酵的蜂糧中的總糖含量略微高于固態發酵。這可能是因為液態發酵更為徹底，使得蜂糧中的可溶性糖含量尤其是果糖含量增多。

2.4 總蛋白含量

為了探究發酵對花粉中總蛋白含量的影響，對花粉、天然蜂糧、固態以及液態發酵的蜂糧進行總蛋白含量的測定，測定的結果如表5所示。

表5 花粉、天然蜂糧、固態以及液態發酵蜂糧中總蛋白含量的對比Table 5 Comparison of total protein content in pollen,natural bee bread,solid-state and liquid-state fermented bee bread

根據表5的數據可以得知，經過發酵后的蜂糧總蛋白的含量有輕微上升，并且可以看出液態發酵的蜂糧中總蛋白含量略高于固態發酵。分析可能是因為液態發酵加入的乳酸菌培養液較多，而培養液中有含氮物質，經過發酵后轉變成了某種有機氮分子，從而使得總蛋白含量升高。

2.5 氨基酸含量

為了探究發酵對花粉中氨基酸含量的影響，對花粉、天然蜂糧、固態以及液態發酵的蜂糧中氨基酸含量進行測定，測定的結果如表6所示。

表6 花粉、天然蜂糧、固態以及液態發酵蜂糧中氨基酸含量的對比Table 6 Comparison of amino acid contents in pollen,natural bee bread,solid-state and liquid-state fermented bee bread g/100 g

根據表6的結果可以發現，人工發酵蜂糧中各種氨基酸含量豐富，尤其是天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸含量較高，而這些氨基酸對增強免疫能力有很大幫助。并且可以看出固態發酵的蜂糧中氨基酸含量不及液態發酵氨基酸含量高。原因可能為乳酸菌培養液中的含氮分子經過一系列反應生成了各種氨基酸。

3 結論

通過考察蜂糧發酵產品的品質，對蜂糧的總糖含量、總蛋白含量以及氨基酸含量進行了分析測定。實驗證明了人工發酵蜂糧中的總糖、總蛋白含量以及氨基酸含量均優于天然蜂糧和花粉；使用同樣的乳酸菌對同種花粉進行發酵的結果表明，無論是蜂糧中總糖含量、總蛋白含量還是氨基酸含量，液態發酵的蜂糧的結果都明顯高于固態發酵。這是由于液態發酵經過攪拌，乳酸菌與花粉的接觸面積變大，有利于花粉的充分發酵。從大規模生產的角度上來考慮，液態發酵乳酸菌繁殖快，能夠提高生產效率；另一方面液態發酵生產的蜂糧感官評分以及主要營養成分，如總糖、總蛋白以及氨基酸含量都高于固態發酵，保證了人工發酵蜂糧的質量。因此用液態發酵蜂糧的方式具有更多的優勢，可用此進行蜂糧的大規模生產。