蜂花粉破壁及蜂花粉產(chǎn)品研究進(jìn)展

阿依努爾·熱西提，努爾比亞·亞力坤，阿不都拉·阿巴斯*

（新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000）

花粉（pollen）是植物有性繁殖的雄性配子體，是植物繁衍后代的“精子”，來自于蜜源植物和專門的粉源植物[1]。蜂花粉是蜜蜂采集花蜜過程中粘在后腳上的花粉團(tuán)狀物，不僅包含了花粉還被加入了蜜蜂腺上分泌物和唾液。蜂花粉營養(yǎng)極其豐富，幾乎包含了人體所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)。其主要營養(yǎng)成分包括蛋白質(zhì)、氨基酸、碳水化合物、維生素、脂類等，還含有酶、輔酶、激素、黃酮、多肽、微量元素等生物活性物質(zhì)，因此有“微型營養(yǎng)庫”之美譽(yù)[2-3]。豐富的營養(yǎng)和多種的生物活性物質(zhì)賦予了蜂花粉多種醫(yī)療效用。蜂花粉能夠改善心腦血管疾病、增強(qiáng)免疫、防癌、抑菌、防治輻射損傷、抑制前列腺增生及增強(qiáng)體力，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)[4]。但是蜂花粉具有堅(jiān)硬的細(xì)胞壁，其結(jié)構(gòu)中的孢粉素耐壓、耐堿、耐酸、耐溫，其性質(zhì)堅(jiān)固，能抗化學(xué)及生物分解，同時(shí)也不溶于無機(jī)和有機(jī)溶劑，這樣既影響了蜂花粉內(nèi)容物的釋放又影響了營養(yǎng)成分的吸收，因此蜂花粉破壁與蜂花粉產(chǎn)品的開發(fā)同時(shí)成了研究熱點(diǎn)。

1 花粉細(xì)胞結(jié)構(gòu)及破壁形態(tài)

1.1 細(xì)胞結(jié)構(gòu)

花粉粒的形狀大體分為圓形、扁圓形、橢圓形、三角形等，直徑介于10～200μm之間，一般為40～50μm。不同的花粉粒形態(tài)、大小各異，但其基本結(jié)構(gòu)有共性?；ǚ奂?xì)胞由細(xì)胞壁及其內(nèi)容物兩大部分構(gòu)成，細(xì)胞壁分為內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁上存在萌發(fā)孔和萌發(fā)溝，是物質(zhì)交換和管萌發(fā)的起點(diǎn)，在通常條件下萌發(fā)孔的閉鎖點(diǎn)是閉鎖的[5]。內(nèi)壁的主要成分為纖維素、果膠質(zhì)、半纖維素及蛋白質(zhì)等，較薄、較軟，而且有彈性，抗性較差，在地表容易腐爛，經(jīng)酸堿處理則分解。其外壁較厚，很堅(jiān)硬，缺乏彈性，其主要成分為孢粉素，此外還有纖維素、類胡蘿卜素、類黃酮素、脂類物質(zhì)及蛋白質(zhì)等。孢粉素是一種類似角質(zhì)或木栓質(zhì)的脂類物質(zhì)，具有很強(qiáng)的抗水、抗?jié)B透性、抗腐蝕性、抗酸堿性、抗生物分解性能，與絕大多數(shù)的化學(xué)物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)[6]。

1.2 花粉細(xì)胞破壁形態(tài)

目前有關(guān)花粉細(xì)胞破壁的研究認(rèn)為花粉破壁有以下幾種方式：花粉細(xì)胞壁的萌發(fā)孔裂開，有大部分或者部分內(nèi)容物由萌發(fā)孔處溢出；花粉細(xì)胞壁除了萌發(fā)孔以外的部位也發(fā)生破裂；花粉細(xì)胞壁完全裂開，變成碎片，原生質(zhì)完全露出。

2 蜂花粉破壁的主要方法

目前在國內(nèi)外的花粉破壁方法主要有：機(jī)械破壁、物理破壁及生物破壁。

2.1 機(jī)械破壁

機(jī)械破壁就是通過利用超微粉碎、高壓氣流粉碎等機(jī)械的方法對(duì)花粉細(xì)胞進(jìn)行破壁。余勃等[7]利用超微粉碎技術(shù)對(duì)茶花粉進(jìn)行了破壁研究，確定破壁最佳工藝參數(shù)：轉(zhuǎn)速520～590r/min，粉碎時(shí)間36～38min，球料比6.8～7.0（w/w），花粉含水率＜5%，此時(shí)花粉破壁率達(dá)100%。赫功元等[8]研究了銀杏花粉不同的破壁方法，研究發(fā)現(xiàn)其中機(jī)械破壁方法的破壁率最高，可以達(dá)到99.6%。機(jī)械破壁方法具有操作簡(jiǎn)單、破壁率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)；可是由于強(qiáng)烈的擠壓、剪切等原因會(huì)使?fàn)I養(yǎng)成分損失比較大。

2.2 物理破壁

目前研究比較多的物理方法有溫差破壁法、超臨界二氧化碳破壁法、超聲波破壁法等。胡筱波等[9]研究了溫差破壁法對(duì)油菜蜂花粉的營養(yǎng)素的影響，研究結(jié)果表明，溫差破壁法破壁的蜂花粉中蛋白質(zhì)、維生素、脂肪含量都比未破壁蜂花粉中的增加。孫麗萍等[10]研究了超臨界二氧化碳處理對(duì)油菜蜂花粉的影響，經(jīng)過超臨界二氧化碳處理后蜂花粉的花粉壁自萌發(fā)溝處裂開，細(xì)胞破碎率隨著二氧化碳?jí)毫Φ脑黾佣岣?，?jīng)45MPa破壁后效果極為顯著，電鏡觀察結(jié)果表明破壁率達(dá)100%。超臨界二氧化碳破壁率很高但成本高。邱泰球等[11]研究了花粉細(xì)胞超聲波破壁技術(shù)，結(jié)果表明超聲功率與細(xì)胞破壁率有明顯的相關(guān)性，破壁率可以達(dá)到70%。雖然物理破壁相對(duì)于機(jī)械破壁法比較溫和，處理過程中營養(yǎng)成分的損失比較少，但是物理破壁法一般很難達(dá)到較高的破壁率，若要提高破壁率就需要重復(fù)操作過程導(dǎo)致加工工藝復(fù)雜。

2.3 生物破壁

酶解破壁、微生物破壁、仿生破壁等都屬于生物法破壁。楊文超等[12]研究了蓮花蜂花粉酶解破壁工藝條件的優(yōu)化，蓮花蜂花粉酶解破壁的最佳條件為：酶解pH 4.0、復(fù)合酶加入量12%、酶解溫度45℃、料水比1∶14（g/mL），破壁率89.21%。張星海等[13]研究了油菜花粉的微生物破壁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2種曲霉產(chǎn)生的混合酶液的破壁效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2種單獨(dú)酶液，破壁率≥97%。生物破壁法可以使蜂花粉破壁還可以使內(nèi)容物中的大分子物質(zhì)降解成小分子物質(zhì)，變得更容易被人體吸收。生物破壁法具有操作方便、加工流程簡(jiǎn)單、破壁率高等優(yōu)點(diǎn)，但是酶解破壁成本較高。

3 蜂花粉產(chǎn)品

3.1 蜂花粉飲料

我國學(xué)者對(duì)蜂花粉飲料有了一定的研究，以不同的蜂花粉為原料研究了花粉飲料的加工工藝。任順成等[14]研究了玉米花粉保健飲料加工工藝，研究發(fā)現(xiàn)2種加工工藝生產(chǎn)的花粉飲料在色澤、風(fēng)味、口感等方面差別不大，但是未經(jīng)過破壁的的蜂花粉飲料組織狀態(tài)比較好。邱堅(jiān)[15]研究了云南松花粉飲料的研制，加工工藝中多加了一步脫敏脫臭處理使飲料口感更佳。通過2次的均質(zhì)處理可以提高花粉破壁率。營養(yǎng)保健型花粉飲料的研制，對(duì)我國預(yù)防和治療老年性疾病，延緩衰老，有一定的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值[16]?；ǚ埏嬃系纳a(chǎn)具有加工工藝簡(jiǎn)單、成本較低、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。

3.2 花粉蜂蜜酒、花粉酸奶

蜂花粉蜂蜜酒是蜂蜜在發(fā)酵的過程中加入蜂花粉釀制成的酒。利用發(fā)酵的方法既可以達(dá)到蜂花粉破壁的目的又可以實(shí)現(xiàn)抑菌的效果[17]。由于蜂花粉進(jìn)行發(fā)酵破壁時(shí)的溫度較低，所以破壁的花粉營養(yǎng)成分不易被破壞。蜂蜜酒色澤自然，清亮透明、蜜香中透出酒香、酒度較低，口感細(xì)膩微苦、微酸、微澀，是一種低度保健飲料酒，其是隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化而發(fā)展起來的產(chǎn)物，適應(yīng)市場(chǎng)的需求[18]。陳鋼等[19]以蜂蜜為原料，經(jīng)稀釋后加蜂蜜酵母、阿米諾酶和各種花粉，發(fā)酵生產(chǎn)出各種風(fēng)味的蜂蜜酒?？阻猍20]對(duì)紅棗蜂蜜發(fā)酵飲料進(jìn)行了澄清劑的選擇實(shí)驗(yàn)，得出在蜂蜜中加入0.5%的碳酸鈉和0.05%的單寧澄清效果最佳，并對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行選擇，得出最佳發(fā)酵條件是發(fā)酵液糖度為38°Bx、酵母液接種量為7%、發(fā)酵時(shí)間為60h。

花粉酸奶是牛乳發(fā)酵過程中加入蜂花粉繼續(xù)發(fā)酵所得的產(chǎn)品，營養(yǎng)豐富。蜂花粉的加入可以使酸奶營養(yǎng)價(jià)值提高的同時(shí)增添了酸奶的花色品種。趙貴紅[21]進(jìn)行了牡丹花粉山藥酸奶的研究，以山藥、花粉、牛奶為原料制備花粉山藥酸奶，通過正交試驗(yàn)、極差分析等方法確定了牡丹花粉山藥酸奶的最佳加工工藝為花粉添加量0.5%、山藥汁添加量35%、蜂蜜添加量1.3%、穩(wěn)定劑添加量0.6%。

3.3 蜂花粉保健品

目前蜂花粉保健品有含片、膠囊、咀嚼片、口服液等。王麗霞[22]研究了微膠囊技術(shù)加工蜂花粉，總結(jié)出了蜂花粉微膠囊技術(shù)在應(yīng)用過程中的優(yōu)缺點(diǎn)：微膠囊化具有使破壁的蜂花粉提高穩(wěn)定性而且具有很好的流動(dòng)性、可以節(jié)省包裝和貯藏費(fèi)用、采用β-環(huán)狀糊精包合法消除花粉內(nèi)部某些特異氣味的成分，使產(chǎn)品無不良?xì)馕兜葍?yōu)點(diǎn)。具有裝載量（一般為9%～14%）、能夠包埋的物質(zhì)大小和極性受到限制、蜂花粉含率較低等缺點(diǎn)。常建勇[23]對(duì)參芪花粉片生產(chǎn)工藝的發(fā)酵法破壁和滅菌進(jìn)行了研究與改進(jìn)。采用體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇作為花粉破壁、制粒的潤(rùn)濕劑，同時(shí)又兼作滅菌劑，采用有機(jī)溶劑加膠體磨的新工藝方法替代直接發(fā)酵法對(duì)花粉進(jìn)行破壁。通過改進(jìn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，滅菌效率顯著提高，生產(chǎn)成本降低，產(chǎn)品的外觀和品質(zhì)得到了改善；并且新工藝可提高片劑的穩(wěn)定性和有效成分的均勻度。

3.4 其他

目前也有學(xué)者研究蜂花粉保健面條、蜂花粉面包、蜂花粉纖維餅干等食品，趙貴紅[24]研究了牡丹花粉制作保健面條的技術(shù)，其工藝流程為丹花粉浸提液、面粉、輔料→計(jì)量→和面→靜置→壓面→切條→干燥→稱量→包裝。研究結(jié)果表明，蜂花粉面條與普通面條相比，花粉面條品質(zhì)略高于普通面條，但是花粉面條帶有天然的花香和花色。龔蜜等[25]研究了蜂花粉纖維餅干的研制，試驗(yàn)以蜂花粉濾渣、低筋面粉、食用油脂等為材料，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究添加蜂花粉濾渣的纖維餅干的最佳配方，結(jié)果表明，12%蜂花粉濾渣、20%大豆油、15%黃奶油，其余原輔料與基本配方相同，所制得的餅干感官最佳，色澤棕黃，口感酥松，香味濃郁，膳食纖維含量為6.5%。蜂花粉濾渣的主要成分是人體不可消化吸收的纖維素、孢粉素、半纖維素和果膠質(zhì)等，如果將其作為膳食纖維的天然來源添加到食品中可以提高食品膳食纖維的營養(yǎng)價(jià)值，有助于改善目前多數(shù)人因膳食纖維攝入的不足而引起的不健康問題。耿越[26]研究了富含α-亞麻酸油菜蜂花粉保健品，研究表明油菜蜂花粉含有豐富的α-亞麻酸和膳食纖維，所以油菜蜂花粉保健品具有降低高血脂的功能。

4 結(jié)論

目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于蜂花粉是否需要破壁仍存在爭(zhēng)議[27]。認(rèn)為蜂花粉必須破壁的研究人員強(qiáng)調(diào)蜂花粉具有非常堅(jiān)硬的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，尤其細(xì)胞壁中的孢粉素能夠抗酸、抗堿、抗壓、抗溫，所以人體胃液不能消化蜂花粉細(xì)胞壁。吃未破壁的蜂花粉會(huì)影響其內(nèi)容物的釋放及吸收。JOHNSON S A等[28]進(jìn)行了新鮮花粉、蜜蜂采集花粉和蜂巢儲(chǔ)藏花粉的形態(tài)變化及營養(yǎng)成分研究，結(jié)果表明，蜂花粉和蜂巢儲(chǔ)藏花粉在形態(tài)上發(fā)生了明顯的變化。與新鮮花粉相比其萌發(fā)孔處的裂痕明顯變大，相當(dāng)于細(xì)胞壁被受到破壞。這3種花粉的水分含量依次升高、而蛋白質(zhì)的含量依次降低，但是必需氨基酸和非必需氨基酸的含量依次明顯升高。所以作者提出蜂巢儲(chǔ)藏花粉中的營養(yǎng)物質(zhì)最易被人體所吸收。但是國內(nèi)外有學(xué)者分別進(jìn)行了人體和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明未破壁的蜂花粉也能被消化吸收[29]。陽小蘭等[30]研究了人體對(duì)未破壁花粉消化過程實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明，花粉不需破壁即可被人體消化，消化率≥90%，人體保健花粉的最佳用量為5g/d?，F(xiàn)在多數(shù)學(xué)者認(rèn)為蜂花粉在加工時(shí)應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)品需要而定。比如提取花粉內(nèi)容物制作花粉口服液、花粉飲料、花粉酒花、粉化妝品等就必須使用破壁花粉才便于提取花粉精，反之把花粉作為高能食品就可用不破壁花粉制成產(chǎn)品[5]。

我國是世界第一養(yǎng)蜂大國，蜜源花粉種類多，分布面積廣，四季開花，我國蜂花粉資源非常豐富，蜂花粉中活性成分是最好的天然食物、藥物資源，研究開發(fā)蜂花粉新產(chǎn)品將會(huì)是很有價(jià)值的研究方向，蜂花粉破壁應(yīng)該往既能達(dá)到破壁的效果又很少損失營養(yǎng)成分的方向發(fā)展。

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