油菜蜂花粉及其蜂糧的揮發(fā)性成分研究

牛德芳　王波　殷玲　陳玉勇　王一峰

摘要：采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HS-SPME-GC-MS）對(duì)油菜蜂花粉及其蜂糧的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，油菜蜂花粉和蜂糧中共分離鑒定出108種揮發(fā)性成分，主要包括烴類60種、酯類15種、醛類10種、胺類5種、酮類5種、醚類5種、酸類4種、醇類1種和雜環(huán)類化合物3種。油菜蜂花粉和蜂糧中分離鑒定出29種共有揮發(fā)性成分，分別占各自總揮發(fā)性成分的71.33%、59.60%，特有揮發(fā)性成分分別為40、39種。與油菜蜂花粉相比，蜂糧中酯類、芳香烴類、酮類和雜環(huán)類化合物的種類數(shù)明顯增加;烷烴類、酯類、醛類、酮類以及雜環(huán)類化合物的相對(duì)含量明顯增加。

關(guān)鍵詞：蜂花粉;蜂糧;揮發(fā)性成分;頂空固相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

中圖分類號(hào)： S896.4? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）03-0164-05

蜂花粉是指蜜蜂從有花植物的雄蕊采集的花粉粒，經(jīng)過加入少量的花蜜、腺體分泌物混合而成的花粉團(tuán)狀物[1-2]。蜂糧是蜜蜂將采集的蜂花粉與少量的蜂蜜和腺體分泌物混合后儲(chǔ)存在巢房?jī)?nèi)，經(jīng)過微生物發(fā)酵而來，是蜂群主要的蛋白質(zhì)來源，供大幼蟲食用和青年工蜂生產(chǎn)蜂王漿用[3-4]。蜂花粉富含蛋白質(zhì)、脂類、維生素、礦物質(zhì)、微量元素、酚類、類黃酮等多種生物活性物質(zhì)，被譽(yù)為“微型營(yíng)養(yǎng)庫”[5-6]。蜂花粉具有抗氧化、抗癌、抗衰老、降低膽固醇和增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功能，對(duì)心腦血管疾病、癌癥、肝病、胃腸系統(tǒng)疾病等有很好的預(yù)防和改善作用[7-9]。盡管蜂花粉營(yíng)養(yǎng)如此豐富，功效如此之多，但是在正常蜂群中蜜蜂一般不直接食用蜂花粉，而是將蜂糧作為主要的營(yíng)養(yǎng)源，說明蜂糧在某些方面可能更具有優(yōu)越性[10]。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于蜂糧的研究主要是營(yíng)養(yǎng)成分和釀制過程中微生物的變化規(guī)律。國(guó)外學(xué)者對(duì)不同粉源植物和地域分布蜂糧的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定，包括水分、水分活度、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸、氨基酸、糖、礦物質(zhì)元素、膳食纖維、淀粉等的含量[11-13]。蘇松坤等對(duì)我國(guó)茶的手采花粉、蜂花粉、不同釀制時(shí)間蜂糧中的營(yíng)養(yǎng)成分和菌落變化進(jìn)行測(cè)定，證實(shí)了茶蜂糧比茶蜂花粉更易于消化[14-16]。關(guān)于蜂糧的功能性成分和化學(xué)組成成分的研究也有開展。不同產(chǎn)地蜂糧的黃酮類化合物種類和含量存在差異[7，17]。格魯吉亞新鮮蜂糧的類黃酮（包括蘆丁、槲皮素和柚皮苷）含量高于蜂花粉，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，總含量降低5.03～6.17 g/kg[18]。Isidorov等從波羅的海蜂糧中獲得200多種化學(xué)成分，并測(cè)定香豆酸、山奈酚、異鼠李素等具有抗氧化性能的酚類化合物的含量[19]。蜂糧的生物活性研究表明，它具有明顯的抑菌[20-21]、抗氧化[3]和抗腫瘤等功效[22-23]。

花粉的揮發(fā)性成分可能是吸引蜜蜂采集花蜜、花粉的誘導(dǎo)物質(zhì)[24]。蜂花粉中的揮發(fā)性成分是其品質(zhì)的重要組成部分，它的種類和含量具有蜜粉源植物的特異性[25]。蜂花粉揮發(fā)性成分的研究已有報(bào)道，楊開等從12種常見蜂花粉中共鑒定出74種揮發(fā)性化學(xué)成分，主要由烷烴類、烯炔烴類、醛酮類、醇類、脂類、芳香烴類、酚類、羧酸類等物質(zhì)組成，且具有蜂花粉的品種特異性[26]。徐響等分析新鮮油菜花粉油脂特殊風(fēng)味物質(zhì)的主要成分為D-檸檬烯、3-蒈烯、二甲基富烯、β-水芹烯、苯甲醛、氧化石竹烯、苯乙醇、β-蒎烯等化合物;常溫貯藏半年油脂的主要揮發(fā)性成分為醛類和酯類化合物[27]。蜂糧作為一種重要的天然藥物和功能性食品的原料來源，目前，關(guān)于其揮發(fā)性成分的研究尚未見報(bào)道。

本試驗(yàn)以油菜蜂花粉及其蜂糧為研究對(duì)象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-GC-MS）技術(shù)對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行比較研究，這對(duì)深入了解油菜蜂花粉和蜂糧的化學(xué)成分和生物活性物質(zhì)組成具有重要意義，以期為它們?cè)谑称?、化妝品和制藥等領(lǐng)域的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)，將大大提高蜂糧的綜合利用率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

油菜蜂花粉、油菜蜂糧均購(gòu)自云南蜂知道蜂業(yè)科技有限公司，于-20 ℃保藏。

AL204電子天平，購(gòu)自瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;DFY高速粉碎機(jī)，購(gòu)自溫嶺市林大機(jī)械有限公司;固相微萃取裝置（PA、DVB/CAR、PDMS），購(gòu)自美國(guó)Supelco公司;7980A/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，購(gòu)自安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

樣品預(yù)處理及揮發(fā)性成分的提取：將油菜蜂花粉和蜂糧樣品研磨成粉末狀于-20 ℃保存待用。分別稱取0.5 g低溫保存的樣品于20 mL頂空瓶中，60 ℃水浴條件下頂空吸附 30 min 后，將固相微萃取裝置插入GC汽化室，在250 ℃條件下解吸10 min。

色譜條件：色譜柱為DB-5MS（30 mm×250 μm×0.25 μm）;進(jìn)樣口溫度為250 ℃;升溫程序：40 ℃保持5 min，以8 ℃/min升至250 ℃保持10 min;載氣為氦氣;流速為 9.0 mL/min，壓力為48.745 2 kPa;分流比為5 ∶ 1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源（EI）;電子能量為70 eV;離子源溫度為230 ℃;質(zhì)量分析器溫度為150 ℃;質(zhì)量掃描范圍：質(zhì)荷比為40.0～400.0。

定性和定量分析方法：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索進(jìn)行定性分析，用它的峰面積的百分比來表示單個(gè)化合物的相對(duì)含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)采用SPSS 25.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析（P<0.05），分析圖表繪制均采用Excel 2003軟件。

2 結(jié)果與分析

采用頂空固相微萃取法對(duì)油菜蜂花粉及其蜂糧萃取后，經(jīng)過GC-MS檢測(cè)獲得的總離子色譜圖見圖1和圖2。各色譜峰的質(zhì)譜圖經(jīng)NIST 11質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索，并結(jié)合相對(duì)保留時(shí)間，確定各化學(xué)組分，利用峰面積歸一化法分別從總離子色譜圖中計(jì)算各組分的相對(duì)含量，結(jié)果見表1。

由表1可知，從油菜蜂花粉與蜂糧中共分離鑒定出108種揮發(fā)性成分，主要包括烴類60種、酯類15種、醛類10種、胺類5種、酮類5種、醚類5種、酸類4種、醇類1種和雜環(huán)類化合物3種。油菜蜂花粉中共鑒定出69種揮發(fā)性成分，主要是烷烴類、烯烴類、醛類、酯類等化合物，其中相對(duì)含量較高（﹥2.00%）的是苯并環(huán)丁烯、乙酸、間二甲苯、（+）-檸檬烯、乙苯、己酸、十一烷、5-氰基-1-戊烯等;油菜蜂糧中共鑒定出68種揮發(fā)性成分，主要是烷烴類、酯類、醛類、芳香烴類等化合物，其中相對(duì)含量較高的是乙酸、六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、苯并環(huán)丁烯、1，5-二甲 基-1，5-環(huán)辛二烯、間二甲苯、壬醛、萘等。

進(jìn)一步比較油菜蜂花粉和蜂糧的揮發(fā)性成分（表1）可知，油菜蜂花粉和蜂糧的共有揮發(fā)性成分有29種，分別占各自總揮發(fā)性成分的71.79%、59.10%，包括乙酸丁酯、草酸異丁基壬酯、己二酸二異辛酯、苯并環(huán)丁烯、蒎烯、八甲基環(huán)四硅氧烷、癸烷、3-甲基十一烷、十一烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、5-甲基-十一烷、4-甲基-十三烷、硅氧烷、十四烷、正十六烷、十五烷、乙苯、間二甲苯、苯乙酮、（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮、異戊醛、正己醛、庚醛、苯甲醛、正辛醛、壬醛、乙酸、O-癸基-羥胺和二丁醚。油菜蜂花粉特有揮發(fā)性成分有40種，含量較多的有（+）-檸檬烯（4.73%）、己酸（3.61%）、5-己腈（2.73%）等;蜂糧特有揮發(fā)性成分有39種， 含量較多的有六甲基環(huán)三硅氧烷（15.86%）、1，5-二甲基-1，5-環(huán)辛二烯（4.50%）、萘（2.06%）等。油菜蜂糧中新增的特有揮發(fā)性成分主要是烷烴、酯類、芳香烴、烯烴、酮類、醛類、醚類和雜環(huán)類化合物。

對(duì)油菜蜂花粉與蜂糧中揮發(fā)性成分的種類進(jìn)行比較分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，油菜蜂花粉與蜂糧中揮發(fā)性成分的種類差異明顯，與油菜蜂花粉相比，蜂糧經(jīng)過微生物發(fā)酵后，酯類、芳香烴類、酮類和雜環(huán)類化合物種類數(shù)增加，醇類、酸類、胺類、烯烴類和烷烴類化合物種類數(shù)減少，醛類和醚類化合物種類數(shù)沒有發(fā)生明顯變化。因此，油菜蜂糧的特殊風(fēng)味可能主要來自于酯類、芳香烴類、酮類和雜環(huán)類化合物。

對(duì)油菜蜂花粉及其蜂糧中各類揮發(fā)性成分的相對(duì)含量進(jìn)行比較分析，結(jié)果見圖4。由圖4可知，油菜蜂花粉中烯烴類化合物的相對(duì)含量最高，為29.67%，其次是酸類（19.12%）、 烷烴類（19.09%）、芳香烴類（17.01%）、 酯類（3.80%）以及

醛類化合物（5.29%）。蜂糧中烷烴類化合物的相對(duì)含量明顯高于其他種類化合物，其次是酸類（18.11%）、烯烴類（13.11%）、芳香烴類（9.87%）、酯類（6.91%）以及醛類化合物（5.73%）。蜂糧中烷烴類、酯類、醛類、酮類以及雜環(huán)類化合物的相對(duì)含量較蜂花粉中明顯增加，芳香烴類化合物雖然相對(duì)含量沒有增高，但新增了4種特有化合物。結(jié)合表1、圖3的分析結(jié)果，進(jìn)一步推測(cè)酯類、芳香烴類、酮類和雜環(huán)類化合物可能是蜂糧風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HS-SPME-GC-MS）對(duì)油菜蜂花粉及其蜂糧的揮發(fā)性成分進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，油菜蜂花粉與蜂糧中共分離鑒定出108種揮發(fā)性成分，主要包括烴類60種、酯類15種、醛類10種、胺類5種、酮類5種、醚類5種、酸類4種、醇類1種和雜環(huán)類化合物3種。已有研究表明，常見蜂花粉的揮發(fā)性成分主要由烷烴類、烯炔烴類、醛酮類、醇類、酯類、芳香烴類、酚類和羧酸類等物質(zhì)組成，且具有品種特異性[26-28]，本試驗(yàn)的研究結(jié)果與之基本一致，也進(jìn)一步說明蜂花粉的揮發(fā)性成分受粉源植物種類和地域的影響。油菜蜂花粉與蜂糧的共有揮發(fā)性成分有29種，特有揮發(fā)性成分分別為40、39種。花粉的揮發(fā)性成分可能是吸引蜜蜂采集花蜜、花粉的誘導(dǎo)物質(zhì)[24]。油菜蜂花粉中特有揮發(fā)性成分可能與其成為最主要的粉源植物密切相關(guān)。油菜蜂糧中特有揮發(fā)性成分由烷烴、酯類、芳香烴、烯烴、酮類、醛類、醚類和雜環(huán)類化合物組成。與油菜蜂花粉相比，蜂糧中酯類、芳香烴類、酮類和雜環(huán)類化合物的種類數(shù)增加，并且差異明顯，蜂糧中烷烴類、酯類、醛類、酮類以及雜環(huán)類化合物的相對(duì)含量明顯增加。綜上推測(cè)，酯類、芳香烴類、酮類和雜環(huán)類化合物可能在油菜蜂糧的特殊風(fēng)味中發(fā)揮重要作用。

蜂糧是蜜蜂將采集的花粉儲(chǔ)存在巢房?jī)?nèi)，通過混入腺體分泌物、少量的花蜜或蜂蜜后，經(jīng)過發(fā)酵而成，并且蜂糧在某些方面較蜂花粉可能更具有優(yōu)越性。本試驗(yàn)首次探討了油菜蜂糧的揮發(fā)性成分組成，對(duì)深入了解其化學(xué)組成和生物活性物質(zhì)具有重要意義，也豐富了蜂糧風(fēng)味化學(xué)的研究?jī)?nèi)容，為它在食品、化妝品和制藥等領(lǐng)域的開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)。

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