摘要:蜂王浆是工蜂上颚分泌的专供蜂王和蜜蜂幼虫食用的乳白色或淡黄色的浆状物质。文中重点介绍蜂王浆中的蛋白类、氨基酸、有机酸和低聚糖等主要活性成分,以及其对人体保健所发挥的作用。
关键词:蜂王浆;蛋白质;氨基酸;有机酸;低聚糖
作者:黄盟盟,薄文飞,张林军,岳宗翠,周广田(山东轻工业学院食品与生物工程学院,山东 济南 250353)
蜂王浆的成分相当复杂:水分含量为60.0%~70.0%, 蛋白质含量为12.0%~15.0%,脂类物质为3.0 %~6.0%,碳水化合物为10.0%~16.0 %,小分子物质(如维生素、矿物质、游离氨基酸)为2%~3%。
1、蜂王浆的理化性质
新鲜的蜂王浆的颜色以乳白色和淡黄色为上乘,颜色均一,有胶状粒子物,并有一定的光泽,不得有菌泡。鲜蜂王浆用手捏应有细腻感;用鼻闻,具有清香的王浆特殊气味;品尝,应有明显的酸、涩、辛、辣味[1]。
经实验,蜂王浆能明显提高小鼠血液白细胞、中性粒细胞的数量及百分数;提高血红蛋白的浓度,减少红细胞压积;降低血小板数量及血小板压积,因此得出:蜂王浆能显著改善运动小鼠的血液成分,提高运动小鼠免疫力,延缓疲劳产生[2]。
蜂王浆中富含合成黑色素所需的维生素A和B族元素(B1、B2、B6、B12等),同时还有铁、锰、铜、锌、钠、钙、镁、铬、钾、钼等20多种矿物质,其中铁、锰、铜等是合成黑色素颗粒的必要成分 [3]。印度浦那的蜜蜂研究中心和培训学会(CBRTI)与当地的军事医学院(AFMC)着手进行蜂王浆的 临床实验,这种形似奶油、味酸涩、产自蜂巢的物质可以提高人机体免疫力,能对HIV感染者提供有效的治疗[4]。
2 蜂王浆的活性成分
2.1蛋白质和氨基酸
王浆蛋白包括水溶性蛋白和水不溶性蛋白,水溶性蛋白占总蛋白含量的46%~89%,为王浆蛋白的主要部分,称为MRJPS(Major Royal Jelly Proteins)。水溶性蛋白的研究方法主要是用层析法和电泳分析,主要研究内容为水溶性蛋白的成分、免疫学特性以及进化,而对于王浆蛋白的个体成分特征有较少研究,一些酶的活性已经测定出来[5]。第一个被测出来的王浆蛋白是抗菌肽,随后进行了一系列克隆和序列分析以及表达。
2.1.1 MRJPS家族
主要王浆蛋白的分子量为49kDa~87kDa,纯化蛋白的 N端和cDNA序列有高度的同源性,MRJPS包含MRJP1、 MRJP2、MRJP3、MRJP4和MRJP5共5种蛋白,占总蛋白的82%。从医学角度来看,蜂王浆过敏者的主要过敏原是长度为47kDa和55kDa的蜂王浆蛋白,蜂王浆过敏者有哮喘, 湿疹等症状,这2 种蛋白在患者的血清中呈阳性反应。并有研究表明55kDa的蛋白可以明显提高原代培养的小鼠肝细胞活性[6]。
2.1.2 Royalisin
Royalisin是蜂王浆中的一种抗菌蛋白,长度为5523Da。在生物检测中,在低浓度下具有抑制革兰氏阳性细菌的潜力,但对革兰氏阴性菌不起作用[7]。
2.1.3 SOD
SOD是抗氧化活性蛋白的典型代表。温度对该酶活力的影响较小,该酶仅与Cu和Zn结合而存在。该酶经圆二色谱测定后,其α螺旋、β折叠和无规则卷曲蛋白构型的含量分别为26.1%、53.8%和22.0%。等电聚焦电泳测得酶的等电点为4.69、4.85 和5.01。NRPR单向和双向SDS—PAGE表明该酶含有链内二硫键[7]。氨基酸组成分析发现该酶由约402个氨基酸残基组成,其中Asp、Gly、Leu、Ala、Glu和Val的含量较高。
2.2 乙酰胆碱
老年性痴呆与大脑内胆碱能系统的异常关系最为密切,胆碱能异常表现在乙酰胆碱水平及合成的异常,以及高亲和力胆碱摄入减少,造成记忆力损伤[8]。普通的乙酰胆碱因其在水溶液中易水解,不易通过血-脑脊液屏障,而蜂王浆中的乙酰胆碱能被人直接吸收。提高脑内乙酰胆碱含量有可能改善脑外伤患者的认知功能,减轻和改善脑外伤性痴呆。中枢性胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐对神经胆碱酯酶有高度选择性,近来已应用于治疗老年性痴呆,对改善患者的认知功能、提高生存质量已经获得了肯定的疗效[9-10]。
2.3 牛磺酸
牛磺酸学名是2-氨基乙磺酸,是1872年科学家首次从牛胆中分离出来的,由胱氨酸转化而来的β-氨基酸,分子式为NH2CH2CH2SO3H,分子量125.15[11]。牛磺酸是大脑神经元之间的信息传递物质,并兼有抗炎症,保护视网膜等功能,并且对治疗帕金森综合症疗效独特。牛磺酸及其类似物的抗炎症作用可归结为3条主要途径:(1) 和次氯酸反应生成毒性较低的抗炎症中间体-牛磺酸氯胺。(2)调节中枢神经系统兴奋性氨基酸谷氨酸的释放。(3)通过线粒体内的钙离子的运输来调节钙的平衡。牛磺酸在吞噬细胞如小神经胶质细胞和巨噬细胞中的含量为毫摩尔级, 在磷酸激酶的向下调节载体TAUT,使牛磺酸的含量降低,从而延长次氯酸的作用。小神经胶质细胞从突触空间除去潜在有害物质谷氨酸,同时释放对抗炎症的中间体[12]。
此外还有抑制高血压的抗高血压小肽;降血糖并具有免疫活性的胰岛素样多肽。
2.4 维生素
以B族维生素为最多,其中有维生素B1、B2、B6、烟酸、泛酸、肌醇、叶酸、生物素等。
维生素B1:在糖代谢中起重要作用,其在体内经酶的作用磷酸化生成的硫胺素焦磷酸酯(TPP),是丙酮酸脱羧酶系的辅酶,又是磷酸戊糖氧化支路转酮醇酶的辅酶。维生素B1 缺乏时,丙酮酸脱羧反应障碍,丙酮酸、乳酸堆积,导致主要由葡萄糖供能的心肌、骨骼肌和神经组织受损而出现相应的症状。丙酮酸脱羧反应障碍的同时乙酰辅酶A 合成减少,因而神经递质乙酰胆碱减少,引起神经传导障碍造成消化液、消化酶分泌减少,出现胃肠蠕动减弱,引起呕吐、厌食等消化道症状,时间长可致营养不良[13]。
维生素B2:又称核黄素,是黄素辅基的组成部分,它是人和动物维持机体正常结构与功能的必需营养物质。在机体组织中,维生素B2以辅酶形式参与脑的能量和物质代谢[14]。
叶酸和维生素B6:由于二者参与了高同型半胱氨酸(Hcy)在体内的代谢过程,有降低Hcy的作用,Hcy导致内皮损伤,抑制内皮细胞的增殖,NO释放减少,促进低密度脂蛋白的氧化,促进平滑肌细胞增殖、诱导单核细胞转变为泡沫细胞、激活血小板的黏附与聚集、破坏血栓素A2或前列腺素I2的动态平衡等,同时叶酸可改善冠心病人的内皮功能,NO合成增加,同时降低甘油三酯,总胆固醇水平[15]。
2.5 有机酸
蜂王浆的有机酸主要有脂肪酸、壬酸、癸酸、亚油酸等多种重要酸类物质。蜂王浆中还有含有丰富的10-羟基-2-癸烯酸,这种成分其他物质所没有,故被称作王浆酸。10-HDA 近年来称为研究的重点,源于其在杀菌、抗菌、抗辐射、抗癌等方面的功效,现在已经成为蜂王浆的标志性成分。10-羟基-2-癸烯酸(10-HDA)白色晶体,熔点64℃,溶于甲醇、乙醇、乙醚和氯仿,微溶于丙酮,不溶于水,分子量为186.25, 其分子式是HO-CH2(- CH2)6-CH=CH-COOH(C10H18O3)。以往认为9-氧代-2-癸烯酸(简称9-ODA)同是群居类生物的生物性信息素的主要物质,近年来的研究表明存在于蜂王上颚腺的10-HDA会促使蜂王吸引更多的雄蜂,证明10-HDA 是蜜蜂性信息素的组成部分[16]。
上海水产大学的肖瀛等[17]通过对脂肪酸、碳链长度的修饰、双键的形成,羟基的形成和10-HDA的转化等几个过程进行分析和讨论,确定了10-HDA的合成途径。现已有好多种化学方法合成10-HDA,基本上以辛二酸或蓖麻油为原料。王腾飞等[18]已经选育出产10-HDA的菌株,但10-HDA产率很小。检验10-HDA的方法已经有多种,主要包括分光光度法、色谱法、GC-MS法、酸度法以及酶联免疫吸附法[19]。现在已经有人以蜂王浆为原料,提取含10-HDA的上清液辅之以其他原料制得10-HDA饮料。
2.6 糖类
蜂王浆干物质中含有20%~39%糖类,主要有葡萄糖(占含糖总量的45%)、果糖(占52%)、麦芽糖(占1%)、龙胆二糖(占1%)、蔗糖(占1%)。其中最重要的是属于龙胆低聚糖的龙胆二糖,它是由葡萄糖以β-1,6糖苷键结合的低聚糖,不易被人体消化酶所消化,因此被用作低热值糖类[20]。摄取龙胆低聚糖,其粪便中的乳酸、醋酸等有机酸有增加的趋势,而氨含量有减少的趋势。龙胆低聚糖作为一种新近发展起来的食品添加剂, 对双歧杆菌的增殖效果明显,并且耐热、耐酸,于是可应用于其他一些低聚糖不适宜使用的保健食品中,如酸性和需高温处理的食品[21]。
3 展望
我国是一个产蜂王浆大国,而大部分是用来出口的, 积极探索,揭秘蜂王浆的新成分成为我们应当重视的课题。蜂王浆提取物已经被应用于食品医疗等行业,并取得了良好的效果,随着研究的深入,将有更多的例证将为蜂王浆的保健作用提供根据。
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