油菜蜂花粉的生物活性及其開發利用現狀

閆文睿 冀 樂 胡穎俊 陳思敏 鄭紅星 祁珊珊

(1. 陜西理工大學生物科學與工程學院,陜西 漢中 723000;2. 陜西省資源生物重點實驗室,陜西 漢中 723000;3. 陜西理工大學秦巴生物資源與生態環境省部共建國家重點實驗室,陜西 漢中 723000;4. 陜西秦巴山區資源綜合開發協同創新中心,陜西 漢中 723000)

蜂花粉是蜜蜂將采集的被子植物雄蕊藥或裸子植物小孢子囊內花粉與其唾液和花蜜混合而形成的團狀物[1],具有一系列的生理功能,如抗氧化、抗炎、保肝、胰島素抵抗等[2]。油菜屬于十字花科蕓苔屬植物,具有廣泛營養和治療特性,主要應用在食品、飼料等行業[3]。

油菜蜂花粉是指花粉由蜜蜂從油菜花的花藥內采集所得,具有獨特氣味,是油菜產業和蜂產業結合的重要產物,是中國最常見的蜂花粉之一,油菜蜂花粉調節卵巢功能、治療高尿酸血癥、調節和保護腸道等功能已被證實,在保健品、食品、醫藥、化妝品等領域,油菜蜂花粉作為天然原料被人們廣泛利用。文章就油菜蜂花粉的生物活性及其產品的開發現狀等進行綜述,以期為油菜蜂花粉的開發、應用提供依據和參考。

1 油菜蜂花粉的營養成分

油菜蜂花粉中蛋白質含量豐富,高達27.27%,富含17種氨基酸,包括異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、色氨酸等人體必需氨基酸[4],而粗脂肪含量僅為6.56%,具有低脂肪、高蛋白的特點[5];生物元素包括鈉、鎂、鈣、磷等常量元素,以及鋅、銅、錳、鐵和硒等對人體具有重要意義的微量元素;多糖主要由阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成。黃酮主要為黃酮醇苷類,主要包括槲皮素、山奈酚、異鼠李素、柚皮素、蘆丁[6]。上述活性物質使油菜蜂花粉在人體生長和健康方面可以發揮積極作用,具有開發成功能性食品或活性藥物的應用價值。

2 油菜蜂花粉的功能特性

2.1 抗氧化

研究[7]發現,油菜蜂花粉中酚類物質和黃酮物質有較強的抗氧化活性,是天然抗氧化劑,其酚類物質抗氧化活性高于黃酮類物質,具有清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基,降低細胞中活性氧、丙氨酸氨基轉移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉移酶(AST)水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化物酶水平的能力,對質粒(pBR322)DNA、肝癌細胞(HepG2)等氧化損傷具有保護作用。此外,楊悅等[8]研究發現,低質量濃度(≤10 mg/L)油菜蜂花粉黃酮對氧化損傷的人臍靜脈內皮融合細胞系(EA.hy926)表現出的保護作用呈濃度依賴性,而質量高濃度(≥14 mg/L)處理EA.hy926細胞時,細胞存活率明顯降低。因此,油菜蜂花粉作為抗氧化功能食品、預防心血管疾病等天然活性原料深入開發的同時,也應注意其最佳作用濃度范圍。

2.2 抗炎

油菜蜂花粉萃取物具有良好的抗炎能力,其氯仿萃取組分與水萃取組分對小鼠耳腫脹均有顯著抑制作用[9]。陳立府等[10]研究發現,油菜蜂花粉乙醇提取物處理損傷心肌細胞(H9c2)后,可明顯降低心肌細胞肥大標志物心鈉素(ANP)、腦鈉肽(BNP)和β-肌球蛋白重鏈(β-MHC)以及炎癥相關指標白細胞介素2(IL-2)、白細胞介素6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的mRNA表達水平,表明油菜蜂花粉可通過抑制炎癥反應起到預防心肌細胞肥大的作用。

2.3 增強免疫

油菜蜂花粉對增強機體的免疫功能具有積極作用。張榮標等[11]研究表明,油菜蜂花粉可明顯增強BALB/c小鼠非特異性免疫功能(碳廓清能力、小鼠腹腔巨噬細胞吞噬雞紅細胞能力、自然殺傷細胞活力)、細胞免疫功能(脾淋巴細胞增殖能力、二硝基氟苯誘導小鼠遲發型變態反應水平),以及體液免疫功能(抗體生成細胞的生成作用、血清溶血素含量),且均具有劑量依賴關系,但對小鼠脾臟、胸腺和體重無影響。杜迎雪等[12]研究發現,油菜蜂花粉可通過提高血清中免疫球蛋白G和免疫球蛋白A含量來增強蘆花雞免疫力。上述結果表明,油菜蜂花粉可作為原料開發增強免疫力的功能保健食品,或作為天然、綠色飼料添加劑應用于牲畜喂養。

2.4 抗菌

油菜蜂花粉的抗菌活性與其黃酮類化合物、酚類化合物有關。Bridi等[13]研究證實,槲皮素、山奈酚是油菜蜂花粉中的主要抑菌活性成分,能夠抑制化膿性鏈球菌(I.S.P.364-00)的生長,但對金黃色葡萄球菌(ATCC25923)、銅綠假單胞菌(ATCC27853)和大腸桿菌(ATCC25922)無任何生物學活性。Fatrcová-ramková等[14]研究發現,油菜蜂花粉甲醇提取物和乙醇提取物對李斯特菌(CCM4699)、銅綠假單胞菌(CCM1960)、金黃色葡萄球菌(CCM3953)、腸炎沙門氏菌(CCM4420)、大腸桿菌(CCM3988)均具有抗菌活性。Olczyk等[15]將含有油菜蜂花粉的軟膏用于燒傷豬后,燒傷處愈合特征明顯,炎癥反應明顯改善,創面細菌、真菌、霉菌數量均減少。

2.5 對前列腺的保護作用

前列腺增生(BPH)是一種由前列腺體積增大而導致患者出現排尿異常的良性疾病,多發于中老年男性群體。油菜蜂花粉能明顯降低前列腺濕重和前列腺指數,以及血清中二氫睪酮(DHT)、睪酮(T)、雌二醇(E2)的含量和前列腺酸性磷酸酶(PAP)的活性[16]。Chen等[17]研究表明,向丙酸睪酮誘導的BPH大鼠喂食油菜蜂花粉后,可在大鼠前列腺后葉檢測到多種油菜蜂花粉microRNA和差異表達的rattus norvegicus-microRNA-184(rno-miR-184),結果表明,rno-miR-184的表達水平在油菜蜂花粉組和正常對照組之間無顯著性差異,在BPH組中表達量顯著降低,且隨著RBP對BPH的治療而增加。因此,油菜蜂花粉可能通過調節大鼠前列腺中rno-miR-184等miRNA的表達來改善BPH。

2.6 對糖尿病及其并發癥的治療

油菜蜂花粉中黃酮類物質在抑制α-葡萄糖苷酶活性和非酶糖基化反應中起主要作用,且抑制效果隨黃酮濃度增大而增強,可以作為天然、高效的α-葡萄糖苷酶抑制劑[18]。油菜蜂花粉黃酮類化合物可降低血脂紊亂及2型糖尿病患者的甘油三酯(TG)、血糖(BG)、總膽固醇(TCHO)、低密度脂蛋白膽固醇水平[19]。Martiniakova等[20]研究發現,油菜蜂花粉能夠改善由糖尿病引起的骨質疏松,顯著增加糖尿病大鼠的骨小梁相對體積、骨小梁厚度和繼發骨密度,加速骨膜結合,此外,高劑量油菜蜂花粉對股骨重量和皮質骨厚度表現出積極影響。總而言之,油菜蜂花粉在治療糖尿病、改善糖尿病相關并發癥方面具有巨大潛力。

2.7 抗腫瘤

油菜蜂花粉提取物具有體外或體內抗腫瘤作用。Wu等[21]用油菜蜂花粉類固醇組分對9種不同來源的癌細胞系(PC-3、LNCaP、MCF-7、Hela、BEL-7402、BCG-823、KB、A549和HO8910)進行處理,發現其誘導細胞死亡的主要模式是細胞凋亡,并在前列腺癌PC-3細胞中顯示出最強的細胞毒性,明顯增強細胞中半胱氨酸蛋白酶-3活性,降低B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)表達的時間依賴性。楊曉萍等[22]研究表明,油菜蜂花粉多糖對荷瘤小鼠肝、腎、脾、胸腺組織無明顯毒副作用,在與抗腫瘤藥物環磷酰胺合用后,不僅抗腫瘤效果增強,還可緩解環磷酰胺對肝組織的損害。上述研究表明,油菜蜂花粉可開發為預防或治療腫瘤的有效藥物。

2.8 肝保護作用

研究[23]表明,油菜蜂花粉對多種原因導致的肝損傷均具有干預改善作用。其酚類物質和黃酮類物質可提高由CCl4誘導的人正常肝細胞(L-02)存活率,其中槲皮素為主要保肝活性組分。在CCl4誘導的小鼠急性肝損傷模型中,油菜蜂花粉多酚粗提物可提高小鼠血清中丙氨酸氨基轉移酶/天冬氨酸氨基轉移酶(ALT/AST)活性,減少炎癥因子出現,從而起到保肝作用[24]。在酒精性肝損傷大鼠模型中,油菜蜂花粉可明顯降低大鼠血清中天冬氨酸氨基轉移酶(AST)和甘油三酯(TG)水平,減輕大鼠肝臟脂肪變性和壞死等病理改變[25]。

2.9 緩解疲勞

油菜蜂花粉具有抗氧化和保護缺氧損傷細胞能力,可改善由于長時間運動出現的氧化應激和缺氧現象。喂食小鼠油菜蜂花粉后,小鼠肌糖原和肝糖原含量明顯提高,肝組織中超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著提高,丙二醛(MDA)含量降低[26],并在負重游泳、跑臺運動訓練中有效延長小鼠運動時間,增強其運動能力[27]。因此,油菜蜂花粉具有緩解疲勞的功效,是開發為功能性保健品的天然活性原料。

2.10 其他功能特性

油菜蜂花粉其他功能特性及作用機制如表1所示。

表1 油菜蜂花粉的其他功能特性[28-32]

3 油菜蜂花粉產品開發現狀

3.1 蜂產品

蜂產品包括蜂王漿、蜂膠、蜂蜜、蜂花粉、蜂毒等。其中,蜂花粉在國內外都有著良好的銷售形勢,韓國是中國最大的蜂花粉出口國,中國主要銷售產品為油菜蜂花粉和茶花蜂花粉,約占總產量的40%～50%[33]。目前已上市的油菜蜂花粉多為粗加工產品,采集后經輻射殺菌直接銷售,在各互聯網購物平臺或蜂業特產店均可購買[34]。由于油菜的生產地區、季節等客觀因素的影響,油菜蜂花粉營養成分、氣味、色澤等感官和理化指標存在一定差異,但對產品的功效影響不大。

3.2 保健品

通過“特殊食品信息查詢平臺”檢索,中國獲批保健食品中,以油菜蜂花粉為主要原料的保健品共有48種,申報功能以增強免疫力、祛黃褐斑、免疫調節、調節血糖血脂、延緩衰老為主,如表2所示。在專利數據庫中,檢索到620條有關油菜蜂花粉專利,其中預防和治療前列腺疾病的專利居多,例如,毛日文[35]開發的油菜蜂花粉和瑪咖粉的保健片劑,具有防止前列腺肥大、改善前列腺功能紊亂、增強男性性功能、提高生育能力和調節內分泌的作用;張勇[36]研制的以油菜蜂花粉提取物為主要原料的復合型產品,可改善尿頻、尿急、急迫性尿失禁癥狀。這些專利為后續開發油菜蜂花粉系列保健品提供了思路和技術支持。

表2 中國注冊以油菜蜂花粉為主要原料的保健食品

3.3 食品添加劑

油菜蜂花粉具有良好的抗氧化和抑菌作用,將其添加至蜂蜜酒中,可抑制幽門螺桿菌等危險細菌的生長和繁殖[37]。在加工薩拉米香腸時添加油菜蜂花粉或其黃酮類化合物,可延緩香腸中過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性降低,使香腸的過氧化值和硫代巴比妥酸反應物質顯著降低,并對抑制脂質氧化具有積極作用[38]。徐向波等[39]研究發現,添加油菜蜂花粉的青稞司康餅中的總黃酮、總多酚均高于空白組,具有較高的營養價值。

3.4 藥品

甘肅、福建、浙江、吉林、四川等省份將油菜蜂花粉作為中藥材收錄在省級中藥材標準中。2020版《中國藥典》收錄了以油菜蜂花粉為處方的單味制劑——普樂安片、普樂安膠囊,其功效為補腎固本,用于腎氣不固所致腰膝疫軟、排尿不暢、尿后余瀝或失禁、慢性前列腺炎及前列腺增生癥見上述證候者。通過藥智數據和國家藥品監督管理局網站查詢得知,以油菜蜂花粉為主要原料的中藥上市產品有22種,主要功效為清熱利濕,活血散結,適用于慢性前列腺炎濕熱挾瘀證,主要劑型為膠囊劑,此外,還有片劑、顆粒劑。

3.5 化妝品

蜂花粉具有清除自由基的能力,美容效果明顯,能夠防止皮膚衰老。翟科峰等[40]開發了以油菜蜂花粉中黃酮類物質為原料的涂抹式面膜,具有一定保濕和抗氧化性,質體細膩、黏度適宜、有微微的清香、使用便捷。徐志軍等[41]開發了添加油菜蜂花粉提取物的護膚品,包括抗衰老爽膚水、抗衰老面霜和抗衰老乳液等,產品天然環保,無毒性或其他副作用,具有去除黃褐斑以及保持皮膚水分的效果。

4 結論與展望

油菜蜂花粉具有很高的實用價值和廣闊的應用前景,已經吸引了研究人員以及各行業的廣泛關注,它可以預防和治療許多疾病,如增強免疫、保護前列腺、抗糖尿病并發癥、抗腫瘤、調節保護腸道、保護卵巢等,長期食用可以改善健康、延緩衰老、增強免疫力。油菜蜂花粉已被應用在保健品、食品、醫藥、化妝品等領域,并開發出了一系列產品。中國油菜資源豐富,蜂花粉的開發利用對蜂業、農業的發展有著積極作用,但大多數產品為原料型或簡單加工,產品技術含量和附加值低,品質參差不齊。富含油菜蜂花粉的藥品和保健品存在雷同程度高、創新性產品少、市場選擇性差等問題。因此,只有提升質量檢測手段、加強新產品、新技術的研究,油菜蜂花粉相關產品才能得到更好的發展。此外,還應進一步加大對油菜蜂花粉抗糖尿病、保護前列腺等功能機制的深入研究、進一步開發具有輔助治療、復方配伍等高附加價值的油菜蜂花粉系列功能性食品、精深加工產品,實現其資源的高值化利用。