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不同花粉蜜之间蜂蜜成分的差异性探究

来源:山东农业大学 作者:鞠锋清
发布于:2020-03-26 共6046字
  中 文 摘 要
  
  蜂蜜是蜜蜂将采集的植物的花蜜或蜜露,或昆虫排泄物以及自身分泌物,经过充分酿造而储藏在巢脾内的天然甜味物质。现已发现大约有 320 种不同种类的蜂蜜,它们来自不同的植物来源,蜂蜜化学成分复杂;蜂蜜属于药食同源的营养物质,具有很高的营养价值,含多种生理活性物质,具有调节人体生理机能,增强体质,提高免疫力,增强记忆力,抗疲劳,抗衰老以及美容等功效。但现阶段蜂蜜加工利用和品质监控非常不完善,本文通过多种分析手段,对蜂蜜中主要成分进行检验分析,意在探究不同花粉蜜之间蜂蜜成分的差异性,为蜂蜜的深加工、合理发挥其保健药用价值、蜂蜜的溯源性研究以及蜂蜜品质的监控提供理论基础,主要研究内容如下:

不同花粉蜜之间蜂蜜成分的差异性探究
  
  根据研究内容和山东地区盛产蜜种类情况,选取山东地区蜂蜜样品 27 种,有枣花蜜 9 种,洋槐蜜 9 种,荆条蜜 9 种作为本实验样品理化指标、成分分析考察。
  
  1. 通过检测蜂蜜中 pH、电导率,水分、色值、总蛋白质、总黄酮、酯酸、游离酸、总酸、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖等的含量,比较不同花粉蜂蜜间各指标的相同处和差异性,蜂蜜中电导率、色值(L)、pH 值;内酯酸、游离酸、总酸;总蛋白、总黄酮;果糖、葡萄糖、果糖/葡萄糖等指标在三种蜂蜜间存在差异性,可作为三种蜂蜜种类鉴别的参考指标。
  
  2. 应用电感耦合等离子体质谱法对样品中 Cr、Cd、Pb、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、Na、Mg、K 和 Ca 十二种金属元素含量进行测定,结果分析表明 Pb、Cd 两种元素在蜂蜜中含量较低,Cu 元素含量在不同花粉蜜之间没有明显性差异,Cr、Fe、Mn、Zn、Sr、Na、Mg、K、Ca 9 种金属元素含量在不同花粉蜜之间有着明显差异性,通过聚类分析和建立判模型表明蜂蜜中以上 9 种元素含量指标可以作为鉴别三种蜂蜜种类的参考指标。
  
  3. 应用 SDS-PAGE 电泳法对蜂蜜中蛋白质组分分析,结果表明同一种花粉蜜和不同花粉蜜之间没有明显的差异性;应用离子色谱法对蜂蜜中氨基酸进行分析研究,发现天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸等 16 种氨基酸在不同种花粉蜜中氨基酸含量存在特征性差异,通过聚类分析和建立判别模型分析表明蜂蜜中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸等 16种氨基酸含量可以达到鉴别三种蜂蜜种类的目的。
  
  4. 采用气相色谱-质谱法对提取的挥发物进行分析鉴定,并与不同蜂蜜相对应的花的挥发性成分进行比对探究,得到蜂蜜中挥发性化合物存在一定的差异性和专属性可以作为鉴别三种蜂蜜种类的参考指标。
  
  关键词: 蜂蜜,品种,差异性,鉴别。
  
  Abstract
  
  Honey is a kind of natural sweetness substance which is stored in the spleen of the nest after fully brewing the nectar or nectar of the collected plants, or the excreta of insects and their own secretions. It has been found that there are about 320 different kinds of honey, which come from different plant sources, and the chemical composition of honey is complex; honey is a kind of nutrient substance with the same source of medicine and food, which has a highnutritional value, contains a variety of physiological active substances, and has the functions of regulating human physiological function, strengthening physique, improving immunity,enhancing memory, anti fatigue, anti-aging and beauty. However, at present, honey processing and quality monitoring are not perfect. This paper analyzes the main components of honey through various analysis methods, aiming to explore the differences of honey components between different pollen honey, and provide theoretical basis for further processing of honey,reasonable development of its health value, traceability of honey and honey quality monitoring The following are:
  
  According to the research content and the honey species in Shandong Province, 27 honey samples were selected, including 9 jujube honey, 9 locust honey and 9 Jingtiao honey.
  
  1. By detecting the content of pH, conductivity, water, color value, total protein, total flavone, ester acid, free acid, total acid, fructose, glucose, sucrose, maltose, lactose, etc. in honey, comparing the same and different indexes among different pollen honey, the conductivity, color value (L), pH value in honey, lactone acid, free acid, total acid, total protein,total flavone, fructose, etc Glucose, fructose / glucose and other indicators are different amongthe three kinds of honey, which can be used as reference indicators for the identification of the three kinds of honey.
  
  2. The contents of 12 metal elements Cr, Cd, Pb, Fe, Mn, Cu, Zn, Sr, Na, Mg, K and Ca in the samples were determined and analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry.The results showed that the contents of Pb and Cd in the honey were relatively low, while the contentsofCuinthehoneywerenotsignificantlydifferent.Thecontentsofninemetalelements (E, Mn, Zn, Sr, Na, Mg, K, Ca) in different pollen nectar have obvious differences. Through cluster analysis and establishment of judgment model, the content indexes of the above nine elements in honey can be used as reference indexes to identify three kinds of honey。
  
  3. SDS-PAGE electrophoresis was used to analyze the protein components in honey, and it was found that there was no significant difference between the same kind of pollen honey and different kinds of pollen honey; ion chromatography was used to analyze the amino acids in honey, and it was found that cysteine and methionine were not detected in honey, and 16 amino acids such as aspartic acid, serine and glutamic acid were not detected in different kinds ofhoney The results of cluster analysis and discriminant model analysis showed that 16 amino acids such as aspartic acid, serine and glutamic acid in honey could identify three kinds of honey.
  
  4. Using headspace solid-phase microextraction to extract the volatile matter from honey and optimize the extraction conditions, using gas chromatography-mass spectrometry to analyze and identify the extracted volatile matter, and comparing with the volatile components of flowers corresponding to different honey, we can find that there are certain differences and special properties of the volatile compounds in honey, which can be used as the reference indexto identify three kinds of honey 。
  
  Keywords:   Honey, Variety, Differentiation, Identification。
  
  1 前 言
 
  
  1.1 蜂蜜概述。

  
  蜂蜜属于一种药食同源的营养物质,含有丰富的营养价值,含多种生理活性物质,具有调节人体生理机能,增强体质,提高免疫力,增强记忆力,抗疲劳,抗衰老以及美容等功效。自古以来被推崇,在《皇帝内经》、《本草纲目》中均记载过蜂蜜的药用价值,合理地食用蜂蜜,能够起到抗肿瘤(Zakariaetal.,2018)、消炎杀菌(Werneretal.,2011)、增强人体免疫力、抗衰老、止咳、伤口愈合、提高生育能力及促进糖代谢等方面的作用,营养价值以及药用极高(樊永华等,2015); Alvarez-Suarez 等人(2012)确定了单花蜂蜜对人体红细胞(rbc)的抗氧化损伤的作用。结果表明,蜂蜜限制了红细胞的氧化损伤,最可能的原因是它与细胞膜的同化,以及进入和到达细胞溶胶的能力。
  
  蜂蜜中的氧化剂起到了防御和增加红细胞的功能;实验证明,蜂蜜对炭疽杆菌、白喉杆菌网和粪链球菌的生长有显着的抑制作用。新西兰和澳大利亚的科学家对澳洲的麦芦卡蜜进行了研究,研究发现,该蜂蜜对促进伤口愈合有显着作用,它与蜂毒混合,对关节炎和风湿性关节炎等炎症的治疗,有很好的治疗效果;蜂蜜可增强免疫系统,增强免疫细胞的活性,并具有调节体内的特异性以及非特异性免疫能力(李琦智等,2014)。研究表明蜂蜜的治疗特性主要是由于它的抗菌活性,维持了伤口的潮湿状况和高粘度,有助于为防止感染提供保护屏障(郭春兰等,2012)。可见蜂蜜具有非常高的食用和药用价值,随着社会经济水平的发展和人民生活水平的不断提高,蜂蜜被越来越多的消费者的青睐。如何合理的食用蜂蜜,如何根据自我需要原则蜂蜜种类成为了蜂蜜食用中的首要问题。
  
  我国养蜂历史悠久,3000 多年前的甲骨文中就出现过“蜜”,养蜂业的发展带动了蜂产品产量的增长,我国蜂蜜产量从 2005 年的 29.32 万吨上升到 2014 年的 46.82 万吨,十年增长 17.5 万吨。2016 年我国蜂蜜行业产量 70 万吨,2017 年、2018 年我国蜂蜜行业产量均超过 80 万吨,我国的蜂蜜产量超过世界总产量的四分之一。随着经济发展,蜂蜜的内销市场迅速发展,国内消费总量跃居世界首位,十年内人均消费量翻了一番。同时我国蜂蜜出口量世界第一,每年出口量超过 10 万吨,然而蜂蜜出口主要以原料为主,缺乏深加工,使得产品出口单价较低(林可全等,2014)。在蜂蜜的科研方面,近几年取得了较大发展,截止到 2019 年 8 月,有关蜂蜜方面的专利达到 7512项。本文通过对不同蜂蜜的成分研究,为规范蜂蜜安全质量,优化蜂蜜品级分类以及蜂蜜的深加工提供理论支持。
  
  1.2 蜂蜜的种类。
  
  研究发现大约有 320 种不同种类的蜂蜜,它们来自不同的植物来源。蜂蜜的味道、颜色、气味取决于蜜蜂所造访的花朵和植物(李帅等,2017;Ndife et al, 2014)。受温度、降雨量、季节和气候变化的影响各种蜂蜜又有一定的区别。蜂蜜的颜色从浅棕色到深棕色不等,不同的颜色决定着蜂蜜的种类、产地和品质。
  
  我国地大物博,地形复杂,气候特征多样,物产富饶,蜜源植物种类繁多,因此蜂蜜多种多样。根据蜜源植物分为混合蜜(百花蜜)和单花蜜和,单花蜜指蜜源植物为单一某种植物,通常单一花蜜成分纯度超过 80%,即称为单花蜜,单花蜜受地理环境有一定的影响,通常受地形、温湿度影响,植被存在区域特色,不同区域蜜源存在较大差异(Chakir et al., 2016)。比较常见的蜂蜜有油菜蜜、椴树蜜、洋槐蜜、枣花蜜、荆花蜜等。油菜蜜是我国产量最多蜜种,蜜源植物种植面积大,分布广、花期长。分布于四川、江苏、浙江、湖南、湖北等 25 个省市地区。洋槐蜜分布教广、面积大,蜜质优良,是夏季的主要蜜种,主要分布在山东、河南、河北、陕西、北京、辽宁等 6 省市。枣花蜜主要集中在山东、山西、河南、河北等省份,属于高温型植物。荆花蜜蜜源植物比较集中,与枣花蜜分布区域相近,主要分布在河北、北京、山西、山东、河南等地,花期在六七月份。而椴树蜜植被主要东北地区,有强烈地域特征,花期较短,在 20 天左右。除此长江中下游的紫云英蜜,南方的荔枝蜜、枇杷蜜、野桂花蜜、龙眼蜜,西北地区的枸杞、党参,新疆地区的棉花、葵花和内蒙地区的荞麦等都是具有一定产量、很有特色的蜂蜜品种。
  
  洋槐蜜、枣花蜜、荆条蜜、荔枝蜜被称为我国的四大名蜜,四种蜂蜜中洋槐蜜、枣花蜜和荆条蜜三种在山东境内产量巨大,枣花蜜,生产季节在 5-6 月,呈琥珀色,粘稠透明状,具有中草药的芳香气味,味浓甜,久藏不易坏,而且不易结晶。若与其他蜜种混杂则结晶,结晶粒呈粗粒(或雪花状),现微黄色。枣花蜜作用补中益气、养血安神、促进血液循环、养胃通便、补血养颜,益于久咳、头晕目眩、记忆力减退、产妇手术恢复,老少皆宜,有助于人体系统功能改善,宜于脾胃虚弱者;洋槐蜜,生产季节 5-6 月,呈水白色,清澈透明,气息清香,不易结晶,味甜润而不腻。具有护脾养胃、清热解毒、排毒清脂、祛皱消斑的功效,能有效促进毛细血管正常的抵抗能力、舒张血管、降低血压、改善血液循环、防止血管硬化,较适用于心血管病人的保健食用,并用于预防中风。
  
  常服此种蜂蜜能改善人的情绪,达到安心安神效果,是孕妇和儿童的首先蜜种;荆条蜜,生产季节在 6-7 月,也叫荆花蜜,呈浅琥珀色,气味清香,口感甜润,微酸,易结晶,结晶后细腻乳白,久置后色泽加重。荆条蜜具有美容健体、祛风解毒、润畅通便的功效、能促进消化助吸收、开胃健脾、调理肠胃、益气补中、发汗散热、散寒清目。适合气血不足、伤风头痛、目赤、失眠者。是脑力工作者、学生、上班族和体力消耗大、精神压力大的消费者使者。所以对于消费者而言,原则合适的蜂蜜种类及其重要,又因为国内蜂蜜研究远落后国外发达国家、国内蜂蜜市场巨大但缺乏同一监控,造成现阶段市场上蜂蜜稂莠不齐,掺假现象泛滥,导致蜂蜜分类鉴别、品质监控难以提升,国内蜂蜜产业发展缓慢,消费者获得合适的蜂蜜难度大大增加。
  
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  1.3 蜂蜜的化学成分
  1.3.1 糖类
  1.3.2 多酚类物质
  1.3.3 矿物质
  1.3.4 蛋白质和氨基酸
  1.3.5 挥发性化合物
  1.4 论文研究的目的和意义
  1.5 论文研究的内容
  
  2 材料与方法
  
  2.1 实验材料
  2.1.1 样品来源和筛选
  2.1.2 主要试剂试药
  2.1.3 实验仪器和设备
  2.2 实验方法
  2.2.1 蜂蜜性状研究
  2.2.2 蜂蜜总蛋白和总黄酮研究
  2.2.3 蜂蜜中酸类研究
  2.2.4 蜂蜜中糖类研究
  2.2.5 蜂蜜中金属元素含量差异性的研究
  2.2.6 蜂蜜中蛋白差异性研究
  2.2.7 蜂蜜中氨基酸的分析和差异性研究
  2.2.8 蜂蜜中挥发性物质分析和差异性研究
  
  3 结果与分析
  
  3.不同蜂蜜基本理化指标差异性研究
  3.1.1 不同蜂蜜 pH 差异性研究
  3.1.2 不同蜂蜜电导率差异性研究
  3.1.3 不同蜂蜜水分差异性研究
  3.1.4 不同蜂蜜色值差异性研究
  3.2 不同蜂蜜总蛋白和总黄酮差异性研究
  3.2.1 不同蜂蜜蛋白质总量差异性研究
  3.2.2 不同蜂蜜总黄酮差异性研究
  3.3 不同蜂蜜酸类差异性
  3.4 不同蜂蜜糖类差异性研究
  3.5 不同蜂蜜金属元素差异性研究
  3.6 不同蜂蜜蛋白质差异性研究
  3.7 不同蜂蜜氨基酸差异性研究
  3.8 不同蜂蜜挥发性化合物差异性研究
  
  4 讨论

  5 结论

  (1)蜂蜜中水分含量、蛋白质分子量大小和金属元素 Cu 含量差异性不明显,不能对蜂蜜种类鉴别的条件。

  (2)蜂蜜中电导率、色值(L)、pH 值;内酯酸、游离酸、总酸;总蛋白、总黄酮;果糖、葡萄糖、果糖/葡萄糖等指标在三种蜂蜜间存在差异性,可为三种蜂蜜种类鉴别提供数据参考。

  (3)蜂蜜中 Cr、Fe、Mn、Zn、Sr、Na、Mg、K、Ca 9 种元素指标可为三种蜂蜜种类鉴别提供数据参考。

  (4)蜂蜜中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸 16种氨基酸能准确对 3 种蜂蜜进行有效分类鉴别。

  (5)蜂蜜中挥发性物质种类多样,对于三种蜂蜜存在专属性成分,能对三种蜂蜜进行鉴别;对于三种蜂蜜存在的差异性成分,能为三种蜂蜜种类鉴别提供数据参考。

  参 考 文 献

作者单位:山东农业大学
原文出处:鞠锋清. 三种蜂蜜差异性探究与鉴别[D].山东农业大学,2019.
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