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不同花粉蜜之間蜂蜜成分的差異性探究

時間:2020-03-26 來源:山東農業大學 作者:鞠鋒清 本文字數:6046字
  中 文 摘 要
  
  蜂蜜是蜜蜂將采集的植物的花蜜或蜜露,或昆蟲排泄物以及自身分泌物,經過充分釀造而儲藏在巢脾內的天然甜味物質。現已發現大約有 320 種不同種類的蜂蜜,它們來自不同的植物來源,蜂蜜化學成分復雜;蜂蜜屬于藥食同源的營養物質,具有很高的營養價值,含多種生理活性物質,具有調節人體生理機能,增強體質,提高免疫力,增強記憶力,抗疲勞,抗衰老以及美容等功效。但現階段蜂蜜加工利用和品質監控非常不完善,本文通過多種分析手段,對蜂蜜中主要成分進行檢驗分析,意在探究不同花粉蜜之間蜂蜜成分的差異性,為蜂蜜的深加工、合理發揮其保健藥用價值、蜂蜜的溯源性研究以及蜂蜜品質的監控提供理論基礎,主要研究內容如下:

不同花粉蜜之間蜂蜜成分的差異性探究
  
  根據研究內容和山東地區盛產蜜種類情況,選取山東地區蜂蜜樣品 27 種,有棗花蜜 9 種,洋槐蜜 9 種,荊條蜜 9 種作為本實驗樣品理化指標、成分分析考察。
  
  1. 通過檢測蜂蜜中 pH、電導率,水分、色值、總蛋白質、總黃酮、酯酸、游離酸、總酸、果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖等的含量,比較不同花粉蜂蜜間各指標的相同處和差異性,蜂蜜中電導率、色值(L)、pH 值;內酯酸、游離酸、總酸;總蛋白、總黃酮;果糖、葡萄糖、果糖/葡萄糖等指標在三種蜂蜜間存在差異性,可作為三種蜂蜜種類鑒別的參考指標。
  
  2. 應用電感耦合等離子體質譜法對樣品中 Cr、Cd、Pb、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、Na、Mg、K 和 Ca 十二種金屬元素含量進行測定,結果分析表明 Pb、Cd 兩種元素在蜂蜜中含量較低,Cu 元素含量在不同花粉蜜之間沒有明顯性差異,Cr、Fe、Mn、Zn、Sr、Na、Mg、K、Ca 9 種金屬元素含量在不同花粉蜜之間有著明顯差異性,通過聚類分析和建立判模型表明蜂蜜中以上 9 種元素含量指標可以作為鑒別三種蜂蜜種類的參考指標。
  
  3. 應用 SDS-PAGE 電泳法對蜂蜜中蛋白質組分分析,結果表明同一種花粉蜜和不同花粉蜜之間沒有明顯的差異性;應用離子色譜法對蜂蜜中氨基酸進行分析研究,發現天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸等 16 種氨基酸在不同種花粉蜜中氨基酸含量存在特征性差異,通過聚類分析和建立判別模型分析表明蜂蜜中天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸等 16種氨基酸含量可以達到鑒別三種蜂蜜種類的目的。
  
  4. 采用氣相色譜-質譜法對提取的揮發物進行分析鑒定,并與不同蜂蜜相對應的花的揮發性成分進行比對探究,得到蜂蜜中揮發性化合物存在一定的差異性和專屬性可以作為鑒別三種蜂蜜種類的參考指標。
  
  關鍵詞: 蜂蜜,品種,差異性,鑒別。
  
  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。

  
  蜂蜜屬于一種藥食同源的營養物質,含有豐富的營養價值,含多種生理活性物質,具有調節人體生理機能,增強體質,提高免疫力,增強記憶力,抗疲勞,抗衰老以及美容等功效。自古以來被推崇,在《皇帝內經》、《本草綱目》中均記載過蜂蜜的藥用價值,合理地食用蜂蜜,能夠起到抗腫瘤(Zakariaetal.,2018)、消炎殺菌(Werneretal.,2011)、增強人體免疫力、抗衰老、止咳、傷口愈合、提高生育能力及促進糖代謝等方面的作用,營養價值以及藥用極高(樊永華等,2015); Alvarez-Suarez 等人(2012)確定了單花蜂蜜對人體紅細胞(rbc)的抗氧化損傷的作用。結果表明,蜂蜜限制了紅細胞的氧化損傷,最可能的原因是它與細胞膜的同化,以及進入和到達細胞溶膠的能力。
  
  蜂蜜中的氧化劑起到了防御和增加紅細胞的功能;實驗證明,蜂蜜對炭疽桿菌、白喉桿菌網和糞鏈球菌的生長有顯著的抑制作用。新西蘭和澳大利亞的科學家對澳洲的麥蘆卡蜜進行了研究,研究發現,該蜂蜜對促進傷口愈合有顯著作用,它與蜂毒混合,對關節炎和風濕性關節炎等炎癥的治療,有很好的治療效果;蜂蜜可增強免疫系統,增強免疫細胞的活性,并具有調節體內的特異性以及非特異性免疫能力(李琦智等,2014)。研究表明蜂蜜的治療特性主要是由于它的抗菌活性,維持了傷口的潮濕狀況和高粘度,有助于為防止感染提供保護屏障(郭春蘭等,2012)。可見蜂蜜具有非常高的食用和藥用價值,隨著社會經濟水平的發展和人民生活水平的不斷提高,蜂蜜被越來越多的消費者的青睞。如何合理的食用蜂蜜,如何根據自我需要原則蜂蜜種類成為了蜂蜜食用中的首要問題。
  
  我國養蜂歷史悠久,3000 多年前的甲骨文中就出現過“蜜”,養蜂業的發展帶動了蜂產品產量的增長,我國蜂蜜產量從 2005 年的 29.32 萬噸上升到 2014 年的 46.82 萬噸,十年增長 17.5 萬噸。2016 年我國蜂蜜行業產量 70 萬噸,2017 年、2018 年我國蜂蜜行業產量均超過 80 萬噸,我國的蜂蜜產量超過世界總產量的四分之一。隨著經濟發展,蜂蜜的內銷市場迅速發展,國內消費總量躍居世界首位,十年內人均消費量翻了一番。同時我國蜂蜜出口量世界第一,每年出口量超過 10 萬噸,然而蜂蜜出口主要以原料為主,缺乏深加工,使得產品出口單價較低(林可全等,2014)。在蜂蜜的科研方面,近幾年取得了較大發展,截止到 2019 年 8 月,有關蜂蜜方面的專利達到 7512項。本文通過對不同蜂蜜的成分研究,為規范蜂蜜安全質量,優化蜂蜜品級分類以及蜂蜜的深加工提供理論支持。
  
  1.2 蜂蜜的種類。
  
  研究發現大約有 320 種不同種類的蜂蜜,它們來自不同的植物來源。蜂蜜的味道、顏色、氣味取決于蜜蜂所造訪的花朵和植物(李帥等,2017;Ndife et al, 2014)。受溫度、降雨量、季節和氣候變化的影響各種蜂蜜又有一定的區別。蜂蜜的顏色從淺棕色到深棕色不等,不同的顏色決定著蜂蜜的種類、產地和品質。
  
  我國地大物博,地形復雜,氣候特征多樣,物產富饒,蜜源植物種類繁多,因此蜂蜜多種多樣。根據蜜源植物分為混合蜜(百花蜜)和單花蜜和,單花蜜指蜜源植物為單一某種植物,通常單一花蜜成分純度超過 80%,即稱為單花蜜,單花蜜受地理環境有一定的影響,通常受地形、溫濕度影響,植被存在區域特色,不同區域蜜源存在較大差異(Chakir et al., 2016)。比較常見的蜂蜜有油菜蜜、椴樹蜜、洋槐蜜、棗花蜜、荊花蜜等。油菜蜜是我國產量最多蜜種,蜜源植物種植面積大,分布廣、花期長。分布于四川、江蘇、浙江、湖南、湖北等 25 個省市地區。洋槐蜜分布教廣、面積大,蜜質優良,是夏季的主要蜜種,主要分布在山東、河南、河北、陜西、北京、遼寧等 6 省市。棗花蜜主要集中在山東、山西、河南、河北等省份,屬于高溫型植物。荊花蜜蜜源植物比較集中,與棗花蜜分布區域相近,主要分布在河北、北京、山西、山東、河南等地,花期在六七月份。而椴樹蜜植被主要東北地區,有強烈地域特征,花期較短,在 20 天左右。除此長江中下游的紫云英蜜,南方的荔枝蜜、枇杷蜜、野桂花蜜、龍眼蜜,西北地區的枸杞、黨參,新疆地區的棉花、葵花和內蒙地區的蕎麥等都是具有一定產量、很有特色的蜂蜜品種。
  
  洋槐蜜、棗花蜜、荊條蜜、荔枝蜜被稱為我國的四大名蜜,四種蜂蜜中洋槐蜜、棗花蜜和荊條蜜三種在山東境內產量巨大,棗花蜜,生產季節在 5-6 月,呈琥珀色,粘稠透明狀,具有中草藥的芳香氣味,味濃甜,久藏不易壞,而且不易結晶。若與其他蜜種混雜則結晶,結晶粒呈粗粒(或雪花狀),現微黃色。棗花蜜作用補中益氣、養血安神、促進血液循環、養胃通便、補血養顏,益于久咳、頭暈目眩、記憶力減退、產婦手術恢復,老少皆宜,有助于人體系統功能改善,宜于脾胃虛弱者;洋槐蜜,生產季節 5-6 月,呈水白色,清澈透明,氣息清香,不易結晶,味甜潤而不膩。具有護脾養胃、清熱解毒、排毒清脂、祛皺消斑的功效,能有效促進毛細血管正常的抵抗能力、舒張血管、降低血壓、改善血液循環、防止血管硬化,較適用于心血管病人的保健食用,并用于預防中風。
  
  常服此種蜂蜜能改善人的情緒,達到安心安神效果,是孕婦和兒童的首先蜜種;荊條蜜,生產季節在 6-7 月,也叫荊花蜜,呈淺琥珀色,氣味清香,口感甜潤,微酸,易結晶,結晶后細膩乳白,久置后色澤加重。荊條蜜具有美容健體、祛風解毒、潤暢通便的功效、能促進消化助吸收、開胃健脾、調理腸胃、益氣補中、發汗散熱、散寒清目。適合氣血不足、傷風頭痛、目赤、失眠者。是腦力工作者、學生、上班族和體力消耗大、精神壓力大的消費者使者。所以對于消費者而言,原則合適的蜂蜜種類及其重要,又因為國內蜂蜜研究遠落后國外發達國家、國內蜂蜜市場巨大但缺乏同一監控,造成現階段市場上蜂蜜稂莠不齊,摻假現象泛濫,導致蜂蜜分類鑒別、品質監控難以提升,國內蜂蜜產業發展緩慢,消費者獲得合適的蜂蜜難度大大增加。
  
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  1.3 蜂蜜的化學成分
  1.3.1 糖類
  1.3.2 多酚類物質
  1.3.3 礦物質
  1.3.4 蛋白質和氨基酸
  1.3.5 揮發性化合物
  1.4 論文研究的目的和意義
  1.5 論文研究的內容
  
  2 材料與方法
  
  2.1 實驗材料
  2.1.1 樣品來源和篩選
  2.1.2 主要試劑試藥
  2.1.3 實驗儀器和設備
  2.2 實驗方法
  2.2.1 蜂蜜性狀研究
  2.2.2 蜂蜜總蛋白和總黃酮研究
  2.2.3 蜂蜜中酸類研究
  2.2.4 蜂蜜中糖類研究
  2.2.5 蜂蜜中金屬元素含量差異性的研究
  2.2.6 蜂蜜中蛋白差異性研究
  2.2.7 蜂蜜中氨基酸的分析和差異性研究
  2.2.8 蜂蜜中揮發性物質分析和差異性研究
  
  3 結果與分析
  
  3.不同蜂蜜基本理化指標差異性研究
  3.1.1 不同蜂蜜 pH 差異性研究
  3.1.2 不同蜂蜜電導率差異性研究
  3.1.3 不同蜂蜜水分差異性研究
  3.1.4 不同蜂蜜色值差異性研究
  3.2 不同蜂蜜總蛋白和總黃酮差異性研究
  3.2.1 不同蜂蜜蛋白質總量差異性研究
  3.2.2 不同蜂蜜總黃酮差異性研究
  3.3 不同蜂蜜酸類差異性
  3.4 不同蜂蜜糖類差異性研究
  3.5 不同蜂蜜金屬元素差異性研究
  3.6 不同蜂蜜蛋白質差異性研究
  3.7 不同蜂蜜氨基酸差異性研究
  3.8 不同蜂蜜揮發性化合物差異性研究
  
  4 討論

  5 結論

  (1)蜂蜜中水分含量、蛋白質分子量大小和金屬元素 Cu 含量差異性不明顯,不能對蜂蜜種類鑒別的條件。

  (2)蜂蜜中電導率、色值(L)、pH 值;內酯酸、游離酸、總酸;總蛋白、總黃酮;果糖、葡萄糖、果糖/葡萄糖等指標在三種蜂蜜間存在差異性,可為三種蜂蜜種類鑒別提供數據參考。

  (3)蜂蜜中 Cr、Fe、Mn、Zn、Sr、Na、Mg、K、Ca 9 種元素指標可為三種蜂蜜種類鑒別提供數據參考。

  (4)蜂蜜中天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸 16種氨基酸能準確對 3 種蜂蜜進行有效分類鑒別。

  (5)蜂蜜中揮發性物質種類多樣,對于三種蜂蜜存在專屬性成分,能對三種蜂蜜進行鑒別;對于三種蜂蜜存在的差異性成分,能為三種蜂蜜種類鑒別提供數據參考。

  參 考 文 獻

    鞠鋒清. 三種蜂蜜差異性探究與鑒別[D].山東農業大學,2019.
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