彭詩琴,范埃米,祝梅斐,李婧妍,李珊珊,張翠平,胡福良
(浙江大學動物科學學院,杭州 310058)
蜂膠是近二十多年來蜂產品乃至天然產物研究開發(fā)的熱點,已被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、日化等行業(yè)。本文以2021 年國內外發(fā)表的有關蜂膠研究的中英文文獻,以及發(fā)布公告的蜂膠專利為依據,對本年度的蜂膠研究概況進行綜述。
據維普、中國知網、萬方數據資源系統(tǒng)等中文數據庫公布的數據顯示,2021 年共發(fā)表涉及蜂膠的中文論文61 篇,其中綜述2 篇。據Web of Science、Scopus、Pubmed 等外文數據庫公布的數據顯示,2021 年共發(fā)表涉及蜂膠的英文論文433 篇,其中研究性論文354篇,綜述類79 篇。
2021 年國內外發(fā)表的蜂膠論文研究方向十分廣泛,主要包括蜂膠的生物學活性研究、蜂膠的地理來源及化學成分分析、蜂膠中有效活性成分的提取與鑒定、蜂膠及蜂膠產品的質量控制、蜂膠產品的開發(fā)以及蜂膠在醫(yī)藥、食品、農業(yè)等領域的應用等多個方面。其中,蜂膠生物學活性相關研究的論文數量最多,占全部論文的69.66%,與去年相比有較大幅度的增加;蜂膠在食品、口腔保健、畜禽疾病控制等應用方面的論文占總數的24.14%,相較于去年的占比有小幅度的下降;有關蜂膠化學成分的研究較去年有較大上升,占總數的18.28%;有關蜂膠質量控制方面的論文占總數的9.31%。
發(fā)表英文論文作者所在國家和地區(qū)共有34 個,遍及世界各地。包括:巴西(85 篇),土耳其(54 篇),英國(35 篇),埃及(27篇),沙特阿拉伯(27 篇),印度尼西亞(25篇),中國(22 篇,其中大陸20 篇、臺灣2篇),日本(20 篇),波蘭(17 篇),西班牙(15 篇),印度(12 篇),美國、意大利、馬來西亞(均為11 篇),阿爾及利亞(10 篇),墨西哥、葡萄牙、保加利亞、韓國(均為9 篇),澳大利亞、泰國(均為8 篇),羅馬尼亞(7篇),新西蘭(6 篇),伊拉克、摩洛哥、加拿大、匈牙利、越南(均為5 篇),其余均在5篇以下。
由于蜂膠相關研究主題很多,除了少量有關蜂膠藥理活性方面的研究較為集中發(fā)表在相關專業(yè)雜志外,大多數論文根據自身研究重點不同,零散發(fā)表在各類雜志上。2021 年蜂膠研究相關的397 篇SCI 論文發(fā)表在200 多種雜志上,其中超過5 篇的有:《Molecules》(20篇)、《Molecules Basel Switzerland》 (19 篇)《Journal of Apicultural Research》(12 篇)、《Plants》 《Plants Basel》 《Plants BASEL SWITZERLAND》(均為8 篇)、《Journal of Ethnopharmacology》 《Biomedicine Pharmacotherapy》(均為7 篇)、《Biomedicine Pharmacotherapy Biomedicine》 《Foods》 《LWT Food Seience and technology》 《Scientific Reports》(均為6 篇)、《Antioxidants》 《Antioxidants Basel Switzerland》 《Food Bioscience》《Nutrients》 《Saudi Journal of Biological Sciences》(均為5 篇)。61 篇中文論文發(fā)表在33 種期刊上,包括:《蜜蜂雜志》(11 篇)、《中國蜂業(yè)》(8 篇)、《吉林畜牧獸醫(yī)》(2篇),其余均為1 篇。本年度蜂膠相關的中文論文數量較往年有小幅度的下降。
蜂膠具有多種生物學活性,圍繞蜂膠生物學活性相關研究一直都是國內外研究者關注的熱點。2021 年圍繞蜂膠的抗氧化與抗炎、抗微生物與寄生蟲、抗腫瘤、新冠肺炎治療、血糖調節(jié)及抗糖尿病、保護臟器等生物學活性方面的研究有很多新發(fā)現、新進展。
蜂膠因含有大量黃酮類、酚酸類物質而具有良好的抗氧化作用,從而達到抗炎效果。Wahyuni 等[1]研究發(fā)現,蜂膠可以通過去除活性氧和抑制處理細胞中CYP2E1 的表達來對抗4-氨基聯(lián)苯誘導的氧化性DNA 損傷。Park等[2]評估了山竹和蜂膠提取物(MAEC)對牙齦炎和初期牙周炎的臨床和免疫學療效,發(fā)現8 周后試驗組的IL-6 降低,MMP-9 升高,表明口服MAEC 有可能在臨床和免疫學上減少牙齦炎和初期牙周炎患者的牙齦炎癥。Conte等[3]研究發(fā)現,每天服用蜂膠可以改善抗逆轉錄病毒療法(ART)下無癥狀HIV/AIDS 感染者的免疫反應并降低炎癥狀態(tài)。Ferreira 等[4]研究發(fā)現綠蜂膠中的baccharin 通過抑制細胞因子和類二十烷酸的產生直接影響炎癥,而對香豆酸可能通過刺激體內調節(jié)效應物的產生對炎癥產生直接和間接的影響。Rivera-Yanez 等[5]對蜂膠黃酮類成分對抗光老化和銀屑病的機制進行總結,認為蜂膠中黃酮類成分可以通過調控各炎癥因子的產生,發(fā)揮抗氧化活性,提高SOD、CAT 水平,降低GSH 水平,減輕光老化和銀屑病癥狀。
蜂膠具有很好的抗微生物活性,對細菌、真菌的生長均有良好的抑制作用,同時也具有良好的抗寄生蟲活性。Sthli 等[6]研究了市售的巴西蜂膠和歐洲蜂膠的乙醇提取物(EEP)對與齲齒、牙周病和念珠菌感染相關的微生物物種的抗菌活性,發(fā)現巴西EEP 對微生物的抑制作用較強,歐洲EEP 的抗微生物活性略低于巴西EEP。Vic等[7]研究了來自羅馬尼亞中部的5 種蜂膠水提取物對淋病奈瑟菌(NG)的抗菌活性,結果表明所有蜂膠樣品都具有抗菌活性,包括對耐藥菌株。Santos 等[8]研究了巴西紅蜂膠的抗真菌活性,結果首次發(fā)現巴西紅蜂膠在實驗性副球孢子菌病中具有4 種保護機制:激活中性粒細胞;發(fā)揮直接抗真菌作用;防止真菌傳播和控制過度炎癥過程。Grecka 等[9]評估了常用退熱劑和防腐劑與蜂膠乙醇提取物(EEP)的聯(lián)合作用對金黃色葡萄球菌的生長抑制作用,結果表明,所有研究的解熱劑(阿司匹林、布洛芬和對乙酰氨基酚)與EEP 樣品之間存在相互協(xié)同作用;而在考慮防腐劑(氯己定、奧替尼定二鹽酸鹽和2-苯氧乙醇)的情況下,僅在2-苯氧乙醇上證實了正相互作用,其他兩種藥物與所有EEP樣本的組合都產生了拮抗作用。Vadillo-Rodríguez 等[10]探究了蜂膠與革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌的相互作用模式,發(fā)現蜂膠的初始作用機制很可能是結構性的,這是由于不同蜂膠成分與細菌細胞壁結構之間的充分相互作用所致。Alotaibi 等[11]測試了溫帶蜂膠樣品的乙醇提取物對三種布氏錐蟲的作用,結果表明溫帶蜂膠能夠產生多種具有抗錐蟲活性的化合物。Silva 等[12]通過體外和體內研究證明了巴西紅蜂膠具有對抗曼氏鏈球菌感染的潛在驅蟲特性。
蜂膠具有良好的抗腫瘤活性,也是蜂膠一直以來備受人們關注的生物活性之一,近年來對蜂膠抗腫瘤活性的報道大部分都有了相關機制的研究。Zingue 等[13]研究發(fā)現喀麥隆蜂膠通過細胞凋亡的內在途徑表現出抗乳腺腫瘤作用,能夠降低乳腺腫瘤發(fā)生率、減輕腫瘤負荷。Li 等[14]研究了蜂膠在脂多糖刺激的炎癥微環(huán)境中對人乳腺癌MDA-MB-231 細胞的作用,結果表明,蜂膠通過靶向糖酵解的關鍵酶來抑制炎癥微環(huán)境中MDA-MB-231 細胞的增殖。Rodrigues 等[15]從綠蜂膠中分離出3 種異戊二烯化合物:Artepillin C、Drupanin 和Baccharin,并通過與不同氨基酸的偶聯(lián)反應合成新的衍生物,評估了它們對癌細胞和正常細胞的細胞毒性,結果表明來自巴西綠蜂膠的化合物具有抗腫瘤活性,可以選擇性抑制在激素依賴性前列腺和乳腺腫瘤中過度表達AKR1C3 酶。Tao 等[16]研究發(fā)現,中國蜂膠通過調節(jié)上皮間充質轉化抑制人胰腺癌細胞系Panc-1 的遷移,激活Hippo 通路發(fā)揮抗胰腺癌作用。Aldana-Mejía等[17]研究發(fā)現,從巴西紅蜂膠中分離出的11種化合物中,medicarpin 顯示出對宮頸癌HeLa細胞系具有選擇性細胞毒作用。
蜂膠與臨床藥物的組合為提高療效或減少不良反應提供了一種有前景的策略。Alsherbiny 等[18]確定了治療乳腺癌的標準藥物多柔比星(DOX)與澳大利亞蜂膠提取物(AP-1)之間的協(xié)同作用,并強調了乳腺癌細胞中AP-1 和DOX 與AP-1 抗癌代謝物之間相互作用的關鍵分子途徑。Sameni 等[19]研究了5-氟尿嘧啶和蜂膠對小鼠模型中結直腸癌的綜合影響,結果表明蜂膠提高了5-氟尿嘧啶的效率,可以考慮作為結直腸癌的輔助治療藥物。
新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)是由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒-2(SARS-CoV-2)引起的全球大流行疾病。到目前為止,還沒有治療這種疾病的特效藥。而蜂膠具有免疫調節(jié)、抗炎、抗病毒等多種生物學活性,有研究人員認為蜂膠可能是COVID-19 潛在的治療藥物。Fatriansyah 等[20]通過分子對接和動力學模擬,研究蜂膠蘇拉比林α 抑制SARS-CoV-2 病毒的活性,結果表明,如果使用一種新的受體SARS-CoV-2 結構,蘇拉西比素α 有可能作為一種替代抑制劑。Sahlan 等[21]通過分子對接分析蘇拉威西蜂膠化合物與SARS-CoV-2 主蛋白酶的相互作用譜,結果表明glyasperin A 和broussoflavonol F 的結合親和力以及與催化位點的His 41 和Cys 145 相互作用能力都較好,是COVID-19的潛在候選藥物。Kosari 等[22]研究發(fā)現,含有蜂膠和莨菪提取物的糖漿在改善COVID-19 疾病的體征和癥狀方面起到有益作用,可減少胸痛、發(fā)燒、頭暈、頭痛、腹痛和腹瀉等癥狀。Yosri 等[23]通過分子對接研究發(fā)現蜂膠衍生物與多種SARS-CoV-2 蛋白具有高結合親和力,藥物相似性參數也證明了蜂膠具有作為對抗COVID-19 的有效藥劑的潛力。Silveira 等[24]通過臨床研究證明在標準護理程序中添加蜂膠可為COVID-19 患者帶來臨床益處,尤其是可縮短住院時間。
蜂膠具有良好的血糖調節(jié)和抗糖尿病活性,服用蜂膠也被廣泛用于糖尿病的輔助治療。Watanabe 等[24]研究發(fā)現,巴西綠蜂膠的一個主要成分baccharin 通過激活PPARγ 促進脂肪細胞分化,對葡萄糖代謝紊亂(如2 型糖尿?。┚哂薪笛亲饔?。Cardinault 等[26]研究發(fā)現,楊樹型蜂膠提取物粉末補充劑減少了高脂肪介導的體重增加和肥胖指數,改善了葡萄糖穩(wěn)態(tài)。Nna 等[27]研究發(fā)現,馬來西亞蜂膠可減輕糖尿病腎病癥狀,并且與二甲雙胍的聯(lián)合治療效果良好。
Silveira 等[28]研究發(fā)現,巴西綠蜂膠治療減少了腎和肺組織中末端脫氧核苷酸轉移酶介導的脫氧尿苷三磷酸缺口末端標記陽性細胞的數量,并保護了腎線粒體的形態(tài),為巴西綠蜂膠在膿毒癥的臨床應用提供了理論依據。Laaroussi 等[29]研究發(fā)現單獨或聯(lián)合使用蜂膠或蜂蜜提取物治療可預防慶大霉素給藥引起的變化,并改善肝腎功能。Khaled 等[30]研究發(fā)現,蜂膠提取物顯著減弱了肺和肝組織中的氧化應激,并通過激活Nrf2/HO-1 信號傳導對尼古丁誘導的肺和肝損傷表現出保護潛力。Ruiz-Hurtado 等[31]在小鼠模型中評估墨西哥蜂膠對吲哚美辛誘導的胃潰瘍的胃保護活性,結果表明,蜂膠乙醇提取物通過其抗氧化活性和抗炎作用顯示出胃保護作用,并通過維持黏膜含量和PGE2 水平來促進潰瘍保護。
蜂膠的質量控制一直是蜂膠領域的研究重點,本年度又有了許多新的研究進展。
蜂膠的化學成分十分復雜,來自不同地方的蜂膠,由于膠源植物的差異,蜂膠化學成分具有多樣性。Vieira de Morais 等[32]通過LC-ESI-QTOF-MS/MS 檢測巴西紅蜂膠,初步鑒定出了32 種酚類化合物,其中有13 種是首次在巴西紅蜂膠中發(fā)現,包括4 種黃酮、1 種黃烷醇、2 種黃酮酮、2 種查爾酮和4 種異黃酮物質。Naik 等[33]通過GC-FID 對約旦蜂膠的脂肪酸組成進行分析,發(fā)現經過正己烷提取得到蜂膠提取物中含有不同種類的脂肪酸,鑒定出的主要脂肪酸有棕櫚酸、油酸、花生酸、硬脂酸、亞油酸、辛酸、木質素酸、順-11,14-二十碳二烯酸、棕櫚油酸、順-11-二十碳酸、α-亞麻酸、順-13,16-二十二碳酸等。Alanazi 等[34]利用LC-MS 和HPLC-ELSD 檢測沙特阿拉伯蜂膠的化學成分和光譜特征,得到兩種主要活性成分:非瑟酮醇和阿魏酸。Popova 等[35]對非洲無刺蜂(Meliponulaferruginea)蜂膠的化學成分采用GC-MS 分析,發(fā)現主要為萜類化合物(二萜和三萜),但在物質種類和含量上具有差異,說明非洲無刺蜂對用于筑巢和防御的樹脂來源沒有嚴格的偏好,故蜂膠化學成分呈現多樣性。Surek 等[36]從非洲化蜜蜂蜂膠中檢測出63 種化學成分,對腫瘤細胞具有選擇性的細胞毒性作用,對阿霉素和慶大霉素有干擾作用。Oliveira 等[37]通過GC-MS 和GC-FID 對巴西帕拉州東北地區(qū)的蜂膠揮發(fā)性化合物進行了檢測,化合物以倍半萜和碳氫化合物為主,其中α-古巴烯和β-石竹烯的含量分別為8.20%~22.19%和6.20%~21.7%。
除了蜂膠中新成分的發(fā)現,也有許多研究報道不同地理來源的蜂膠的鑒定方法。Bhuyan等[38]利用超高效液相色譜結合四極桿高分辨率飛行質譜(UPLC-qTOF-MS)和化學計量學對來自澳大利亞、巴西和中國的蜂膠樣品進行代謝組學分析,發(fā)現了67 個可用于區(qū)分的關鍵代謝物,屬于7 個主要化學類目,包括黃酮類、三萜類、酸類衍生物、二苯乙烯類、甾類衍生物、二萜類和其他化合物。Touzani 等[39]通過高效液相色譜-光電二極管陣列檢測器(HPLC-PDA)測定巴勒斯坦蜂膠和摩洛哥蜂膠的化學成分,以及評價兩種蜂膠的抗氧化和抗菌活性。結果顯示,巴勒斯坦蜂膠的肉桂酸含量高于摩洛哥蜂膠,且二者抗菌和抗氧化活性較好,這歸功于較高的總酚和黃酮醇含量。Soos 等[40]用電感耦合等離子體光學發(fā)射光譜(ICP-OES)和電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)分析36 種元素,建立了一個包括252 個匈牙利蜂膠樣品的元素組成信息的數據庫,有助于探究蜂膠的地理識別方法。Stavropoulou 等[41]建立UHPLC-HRMS 方法比較希臘和中國蜂膠提取物的化學特征,發(fā)現希臘蜂膠中含有的槲皮素、二甲基槲皮素等黃酮類物質,阿魏酸、咖啡酸酯等芳香類化合物與楊樹型蜂膠具有一致性。中國蜂膠具有楊樹型蜂膠的特征化合物,希臘蜂膠具有地中海蜂膠的特征化合物——萜類物質。Okinczyc 等[42]采用UPLC-DAD-MS 檢測19 種歐亞蜂膠(主要來自俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、波蘭、烏克蘭和斯洛伐克)的成分;根據標記化合物將19 種蜂膠分為白楊樹型、山楊樹-樺樹型、山楊樹-白楊樹型、山楊樹-樺樹-白 楊 樹 型。Stavropoulou 等[43]利 用HPTLC 和NMR 方法探索希臘蜂膠提取物的代謝譜。觀察到島嶼組Ⅰ以黃酮類化合物為特征,希臘大陸組Ⅱ以萜類化合物為特征,希臘大陸組Ⅲ以黃酮類化合物和/或萜類化合物含量較低為特征。另外,根據核磁共振多元統(tǒng)計分析(PCA,OPLS-DA),觀察到來自島嶼(組I)和希臘大陸(組II,組III)的兩個單獨蜂膠簇,證明它們的地理來源不同。
提取方法的優(yōu)化,是蜂膠有效成分得以利用的重要前提。Suran 等[44]采用非水溶劑聚乙二醇提取蜂膠,對比乙醇提取物,發(fā)現提取率和總酚含量相似,抗菌性和抗氧化活性強度相差不大,而且非水溶劑聚乙二醇更為安全,可以在一定程度上替代乙醇。Dos Santos 等[45]采用水溶性的離子液體和低共熔溶劑為紅蜂膠的提取溶劑,可獲得較高的總黃酮含量,且抗氧化和抗菌性能較好。Soos 等[40]在聚四氟乙烯(PTFE)容器中使用小石英瓶,利用微波輔助提高了匈牙利蜂膠的提取率。Yu 等[46]提出低溫輔助均質液-液萃取蜂膠中多種酚類化合物的高通量樣品制備方法。在這種高通量的方法中,樣品陣列的HLLE 可在5 min 內完成,每個樣品的平均制備時間大大縮短;與傳統(tǒng)的液體萃取相比,高通量萃取法能減少樣品用量和化學試劑的用量。
檢測方法是蜂膠成分和活性分析的重要支撐。Lima 等[47]采用近紅外(NIR)和中紅外(MIR)光譜預測巴西紅蜂膠的酚類成分、總黃酮、沒食子酸、山柰酚、鄰苯二酚和槲皮素成分。該方法快速、簡便,可同時進行紅蜂膠的9 種質量指標分析,避免傳統(tǒng)色譜和分光光度法測試的煩瑣程序。Papp 等[48]采用便攜式光電鼻子技術檢測匈牙利蜂膠的抗真菌活性,準確性高達95%以上,有助于快速選擇有效的抗真菌蜂膠樣品。
King 等[49]研究了澳大利亞蜂膠的植物來源,發(fā)現它們起源于鱗籽莎屬(Lepidosperma species)和坡柳屬(Dodonaea humilis)植物。Aldana-Mejia 等[50]利用HPLC-UV 檢測和定量巴西紅蜂膠的酚類化合物,發(fā)現主要植物源是黃檀屬植物Dalbergia ecastaphyllum,包含甘草素、毛蕊異黃酮、異甘草素、刺芒柄花素、vestitol、新雌二醇、美迪紫檀素、鷹嘴豆芽素A 和7-O-methylvestitol 等9 種標志性成分。
隨著各國對生態(tài)環(huán)境的重視和綠色友好可持續(xù)的發(fā)展要求,需要考慮工業(yè)生產加工過程對蜂膠產品的影響。Ikeda 等[51]研究發(fā)現,從工業(yè)生產加工產生的蜂膠殘留物中提取的精油,具有抗菌和抗氧化活性,可以取代抗生素和合成抗氧化劑,作為天然抗菌/抗氧化添加劑用于生豬生產。Matuszewska 等[52]采集了波蘭中西部的蜂膠,采用ICP-MS 和ICP-OES定量檢測了蜂膠中24 種元素(包括Ca、K、Mg、Na、P 和S 等常量元素和Co、Cu、Fe、Mn、Mo、Se 和Zn 等微量元素),發(fā)現與其他文獻中報道的巴西和西班牙收集的蜂膠相比,受到的污染更小,這可能反映了波蘭中西部的環(huán)境狀況較好。
蜂膠具有抗氧化、抗菌、抗炎等廣泛的生物學活性,在醫(yī)療、傷口愈合、食品、口腔健康等領域有著廣泛的應用。
Arguelles 等[53]研究發(fā)現中國蜂膠具有抑制新型隱球菌的活性,蜂膠與鼠尾草酸以1﹕4的比例混合時可協(xié)同殺菌。Martin 等[54]在治療異位性皮膚炎的冷霜中添加蜂膠,體外實驗中發(fā)現34~120 ng/mL 的綠色蜂膠提取物降低了LPS 誘導的巨噬細胞炎癥模型中TNF-α 的水平,體內實驗顯示添加蜂膠降低了疾病的嚴重程度。
隨著制備納米材料技術的發(fā)展和功能開發(fā),越來越多的新型納米材料在眾多領域中得到廣泛的應用。蜂膠與納米材料結合已被證明具有更好的生物性能,應用范圍更廣。Thammasit 等[55]為改善蜂膠低水溶性同時提高生物利用度,制備了一種新型的負載蜂膠的聚氰基丙烯酸正丁酯納米粒子(PBCA-NP)。它能夠通過體外血腦屏障模型,可被細胞內化并在單層細胞中轉運。PBCA-NP 可有效降低新型隱球菌在動物模型中的毒性,提高存活率。
金黃色葡萄球菌作為常見的眼部病原體,有可能感染結膜、淚管和角膜等外部組織。Ulag 等[56]采用靜電紡絲技術,制備了聚乙烯醇(PVA)/ 明膠(GEL)/ 蜂膠(Ps)生物相容性納米纖維貼片后,證實其對金黃色葡萄球菌有抗菌活性,有潛力用于角膜炎治療。
Botteon 等[57]設計了含有巴西紅蜂膠提取物的金納米顆粒(AuNPs)并評估了它們的結構特性及其對抗微生物和癌細胞的潛力。AuNP二氯甲烷和AuNP 環(huán)己烷對測試的所有菌株均表現出抗菌活性,表明它們作為抗菌藥物治療傳染病的有效性。二者對膀胱癌細胞(T24 細胞)和前列腺癌細胞(PC-3 細胞)均顯示具有抗真菌活性和劑量依賴性的細胞毒活性。
蜂膠體內的有效輸送可能受到萃取物的粘性和樹脂性質的阻礙。Refaat 等[58]優(yōu)化了運載埃及蜂膠的脂質體配方,得出脂質體摩爾濃度60 mM、膽固醇百分率20%、載藥量為5 mg/mL 時對目標細胞的傳遞增強和細胞對蜂膠的攝取提高。
(未完待續(xù))