蜂蜜的理化性质和化学成分

(1)水分

水分是蜂蜜的重要特征之一,约占20%。蜂蜜中的水分含量取决于植物来源、气候和采蜜时的处理方式,且其含量的多少会影响蜂蜜的粘度、成熟度、结晶和风味等特征,当蜂蜜中水分含量较高时,容易促进霉菌的生长,导致蜂蜜变质、丧失风味和货架期剪短,而当蜂蜜水分含量较低时,可使蜂蜜中微生物不易生长,从而使保存时间增长。我国蜂蜜国家标准(GB14963—2011)规定:一级蜂蜜水分含量≤20%,二级蜂蜜水分含量≤24。Rodríguez等人研究的墨西哥柑橘蜜水分值范围为16.5-19.2%,Feás等人研究的葡萄牙柑橘蜜的水分值范围为17.10-19.50%。

(2)pH和酸度

蜂蜜呈弱酸性,其pH值一般在3.0至4.5之间,如Isla等人研究的阿根廷柑橘蜜pH范围为3.18-4.09。由于适合大多微生物的最佳pH为7.30左右,所以蜂蜜的弱酸性可以抑制微生物的生长,使蜂蜜不容易变质。研究人员在巴西蜂蜜中加入玉米糖浆后,发现其相比纯蜂蜜的pH值显著升高,因此蜂蜜的pH值或许可以成为判别蜂蜜掺假的指标之一。蜂蜜的酸度与其含有的酚酸、蛋白质和维生素C含量有关,且随着蜂蜜中的糖类和醇类不断转化,酸度会逐渐增高。

(3)有机酸和电导率

有机酸是蜂蜜的重要组成部分之一,其在蜂蜜中约占总质量的0.5-0.6%。主要是植物花蜜及蜜蜂分泌的酶对糖类物质的消化所产生,如葡萄糖氧化酶催化葡萄糖形成的葡萄糖酸,通常就是蜂蜜中含量最高的有机酸。蜂蜜中的电导率受矿物质含量和酸度大小影响,若矿物质含量越高、酸度越大,则其电导率就越高,反之则越低。目前,有关柑橘蜜的有机酸研究比较少,Campo研究了西班牙柑橘蜜和Ohmenhaeuser研究的德国柑橘蜜有机酸,结果显示,甲酸浓度为60mg·kg-1,苹果酸浓度为250mg·kg-1,琥珀酸浓度为20mg·kg-1。通常,蜂蜜中主要的有机酸为葡萄糖酸,但目前柑橘蜜中的葡萄糖酸没有相关报道,还需进一步研究。柑橘蜜的电导率值一般在0.12-0.41mS·cm-1之间浮动。

(4)糖类

蜂蜜中主要的单糖为葡萄糖和果糖,除此之外,还含有少量的寡糖,如麦芽糖、蔗糖、海藻糖、松二糖等等。其中蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖通过α-1,4糖苷键链接而成,麦芽糖则是两个葡萄糖单元在转化酶、葡萄糖苷酶的作用下通过α-1,4糖苷键链接而成,能被人体直接吸收的主要是单糖。蜂蜜中的果糖含量一般高于葡萄糖,国家标准要求一、二级蜂蜜需达到:葡萄糖和果糖总含量≥60,蔗糖含量≤5%。研究显示,蔗糖和葡萄糖的浓度及比例能区分蜜源。

Ouchemoukh等人对阿尔及利亚的柑橘蜜进行检测,共检出6种糖:果糖、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、松二糖以及吡喃葡糖基蔗糖。Costa等人在柑橘蜜中检测出12种糖:果糖、葡萄糖、松二糖、麦芽三糖、异麦芽糖、蔗糖、黑曲霉糖、麦芽糖、松三糖、潘糖、蜜二糖、棉子糖。Rosa等人在意大利柑橘蜜中检出3种糖:果糖、葡萄糖、蔗糖。柑橘蜜中的糖类比较丰富,且不同地区柑橘蜜中糖种类和含量有一定差异,但大部分柑橘蜜中都含有果糖、葡萄糖、蔗糖。
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(5)5-羟甲基糠醛

蜂蜜中的5-羟甲基糠醛(5-HMF)通常是因为蜂蜜加热或储存时间较长通过还原糖的分解作用产生的,所以在新鲜蜂蜜中,5-HMF的含量一般较少,因此它可以作为评价蜂蜜是否新鲜的标准之一。国家蜂蜜标准规定,蜂蜜中的5-HMF应小于40mg·kg-1,而柑橘蜜这种浅色蜂蜜5-HMF应小于15mg·kg-1。不同条件下,柑橘蜜5-HMF含量也不同,在Chakir等研究显示摩洛哥柑橘蜜中的5-HMF含量最低为0.08mg·kg-1,最高达到32.6mg·kg-1,但都小于40mg·kg-1,符合我国蜂蜜行业标准。

(6)酶

蜂蜜中的酶如α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)、α-淀粉酶(α-Amylase)、β-淀粉酶(β-Amylase)、葡萄糖氧化酶(Glucoseoxidase)、蛋白酶(Proteases)等,主要来自蜜蜂的消化腺。α-葡萄糖苷酶也被称作转化酶,其在蜂蜜中的主要作用是将蔗糖转化为葡萄糖和果糖,有文献报道,这种转化酶在花蜜成熟为蜂蜜的过程中起着重大作用。α-淀粉酶和β-淀粉酶的作用为将淀粉转化为碳水化合物,葡萄糖氧化酶则是将葡萄糖氧化为葡萄糖酸内酯后,再转化为过氧化氢和葡萄糖酸,从而降低蜂蜜的pH值。

研究发现过氧化氢和葡萄糖酸的含量影响蜂蜜的抑菌作用。蜂蜜中的酶活性会随着加热、存放时间变长而降低,因此可以通过酶的活性判断蜂蜜的新鲜程度。柑橘蜜的酶活性相比其他蜂蜜大部分种类更低,一般蜂蜜中酶活性不得低于8mL·(g·h)-1,国家标准/行业标准规定柑橘蜜的酶活性不得低于3mL·(g·h)-1。淀粉酶、转化酶和葡萄糖氧化酶是柑橘蜜中最重要的三种酶,但目前许多研究发现柑橘蜜中检测不到葡萄糖氧化酶,关于葡萄糖氧化酶还需进一步研究。

(7)矿物质

蜂蜜中含有丰富的矿物质,约占蜂蜜总质量的0.2%左右,如常量矿元素:钠、钾、钙、镁、磷、硫、氯和微量元素:铁、铜、锌、镍、硒、硅等等,研究发现,这些矿元素中,钾的含量最高,约为矿物质总含量的1/2,其次是钙、镁、钠,且不同植物源或者不同地区都会影响矿物质的种类和含量,如在巴基斯坦、土耳其蜂蜜中可以检测到镍元素,但在埃及蜂蜜中则没有发现。另外,Miret等人发现深色蜂蜜比浅色蜂蜜中的矿物含量更多。

除此之外,环境污染也会影响蜂蜜中的矿物质成分,在重金属污染地区,蜂蜜中的矿物质种类繁杂,Berinde等人发现蜂蜜中的矿物质含量与空气、灰尘、土壤中的矿物质含量呈现正相关的关系。柑橘蜜中已经发现近十种矿物质,且在这些矿物质中,锌、钙、铁、镁、钾、钠等元素含量比较高;微量元素中,铁和锶含量较高。Mahmood等人在巴基斯坦柑橘蜜中发现钙含量特别高,可能是巴基斯坦土壤自然盐碱化导致的。
Yücel等人对土耳其蜂蜜中的矿物质进行检测,共检测出8种矿物质,其中铁含量高达59.89mg·kg-1,而在Nanda的研究中,印度蜂蜜的钠含量则相对其他地区的高得多,达到301.4mg·kg-1。因不同地区的蜂蜜的矿物质代表物有很大不同,因此有学者认为可以通过矿物质的种类和含量作为判断蜂蜜的产地来源的依据。
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(8)氨基酸和蛋白质

蜂蜜中约含有1%的游离氨基酸,种类丰富,如人体必须的八种氨基酸:赖氨酸、缬氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸,还含有一些非必需氨酸,如丝氨酸、谷氨酸等,蜂蜜中含量比较高的为脯氨酸,约为蜂蜜中氨基酸总量的55%,这种氨基酸影响蜜蜂的代谢作用,其主要存在于蜜蜂的血液和淋巴中,因其重要地位,有些学者提出把脯氨酸作为评判蜂蜜是否成熟的标准之一,且欧盟规定脯氨酸在蜂蜜中的含量要大于180mg·kg-1。

柑橘蜜中的氨基酸含量会因地区不同而相差很大,例如Gulfraz等人研究发现巴基斯坦柑橘蜜氨基酸的含量为0.19mg·g-1,但Kivrak等人研究发现土耳其柑橘蜜中的氨基酸含量为112.11mg·g-1。目前柑橘蜜中,除脯氨酸外,还发现其它19种氨基酸:丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、羟脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸。

蛋白质在蜂蜜中的含量约为0.3%,主要来源于蜜源植物和蜜蜂,且蜜源植物和蜜蜂种类的不同会影响蜂蜜中的蛋白质种类和含量,因此其可以用以判别蜂蜜是否掺假。蜂蜜中的有部分蛋白来自蜜源植物的花粉,因此蛋白质的种类和含量还可以判断蜂蜜的种类。

Marshall等人使用SDS-PAGE检测了澳大利亚的蜂蜜,得出了19个特征蛋白条带,以此来验证蜂蜜的蜜源植物,所以通过蛋白图谱鉴别蜂蜜的蜜源是一项有效的工作。Roby等人的研究显示埃及蜂蜜中的总蛋白质含量为6mg·g-1,Aazza等人研究的葡萄牙柑橘蜜中,总蛋白质含量为0.28mg·g-1,Liu等人研究的台湾蜂蜜中的蛋白质含量为1.21mg·g-1。

(9)维生素

蜂蜜中比较丰富的维生素为B族维生素,如硫胺素(B1)、核黄素(B2)、烟酸(B3)、泛酸(B5)呲哆醇(B6)、生物素(B8)和叶酸(B9),以及维生素C。蜂蜜中维生素的种类和含量与蜂蜜的植物来源有关,研究发现,市场上售卖的蜂蜜含有维生素较少,其主要原因是蜂蜜在商业加工过程中,将花粉基本过滤,导致维生素含量少,此外,蜂蜜中的过氧化氢也会将维生素C氧化。研究发现,埃及柑橘蜜和中国柑橘蜜中含有维生素B2和B3,含量为7.29、2.31mg/kg,且柑橘蜜的维生素远低于其他种类蜂蜜,如板栗蜜、桉树蜜等。

(10)多酚和类黄酮化合物

柑橘蜜的总酚含量在77.07±0.4mg/kg没食子酸。程巧鸳等采用UPLC-MS/MS同时分析油菜蜜、紫云英蜜和柑橘蜜及其蜜源花中的黄酮类组分,鉴定出柑橘蜜中含有大量槲皮素、山柰酚、汉黄芩素和高良姜素和少量的柚皮素、木犀草素、芹菜素和白杨素。

王笑笑等将不同蜜源蜂蜜经D101型大孔吸附树脂提取纯化后采用UPLC-MS进行分析,结果显示柑橘蜜中主要含有槲皮素、山柰酚、高良姜素和汉黄芩素,其次还含有木犀草素、芹菜素、柚皮素和白杨素。Mohamed等使用高效液相色谱法(HPLC)分析表明柑橘蜜中的酚类化合物有对香豆酸、儿茶素、绿原酸、槲皮素、没食子酸、和丁香酸,其中对香豆酸是柑橘蜜乙醇提取物中的主要酚类成分。
Gao等用高效液相色谱技术鉴定出柑橘蜜中含有没食子酸、原儿茶酸、对羟基苯甲酸、橙皮苷、绿原酸、芦丁、橙皮素、槲皮素和山奈酚,此外并使用EESI-HRMS鉴定出苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸、香草酸和异鼠李素、咖啡酸。Yan等使用HPLC-ECD鉴定了柑橘蜜中的4种酚类化合物:咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸和橙皮素。Sara等使用HPLC-DAD-ESI-MSn鉴定出柑橘蜜中含有对香豆酸、芦丁、脱落酸、槲皮素、木犀草素、山柰酚、松属素、白杨素、高良姜素。

Mohammad等使用固相萃取-LC法测定柑橘蜜中的黄酮类化合物,鉴定出三种化合物:槲皮素、橙皮素和白杨素。Isabel等使用HPLC评估了四种西班牙蜂蜜的黄酮和酚酸化合物,鉴定出柑橘蜜中含有8种酚类化合物:橙皮素、咖啡酸、对香豆酸、松属素、白杨素、高良姜素、槲皮素、山柰酚。Isabel等使用HPLC对柠檬和橙子蜂蜜进行分析,鉴定出9种酚类化合物:木犀草素、橙皮素、咖啡酸、对香豆酸、松属素、白杨素、高良姜素、槲皮素和山奈酚。

(11)挥发性化合物

蜂蜜挥发性成分的分离方法主要有溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法、同时蒸馏萃取法等,检测挥发性化合物的方法主要有电子鼻技术、气相质谱联用技术等。Melliou等使用溶剂萃取法(SE)分析了希腊柑橘蜜,发现其指纹标记物为:邻氨基苯甲酸甲酯、咖啡因和(±)-8-羟基氧化芳樟醇。Castro-Vázquez等利用同时蒸馏萃取(SDE)西班牙柑橘蜜,鉴定出66种组分,植物源标记物可能是芳樟醇、氧化芳樟醇、紫丁香醛类和酮类以及氨茴酸甲酯。Alissandrakis等使用超声波辅助萃取法(ultrasonic-assistedextraction,USE)鉴定了希腊柑橘蜜的34种组分,其主要物质为:(E)-2,6-二甲基-2,7-辛二烯-1,6-二醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇和(Z)-2,6-二甲基-2,7-辛二烯-1,6-二醇。

Soria等使用动态顶空法对柑橘蜜的挥发性成分进行了分析,其标记物为紫丁香醛异构体。Piasenzotto等使用85μm聚丙烯酸酯萃取头分析柑橘蜜,其标记物为紫丁香醛和紫丁香酮异构体、高浓度柠檬烯二酮和低浓度邻氨基苯甲酸甲酯。Alissandrakis等使用水蒸馏法(HD)、微型同时蒸馏萃取-溶剂萃取(MSDE)、超声波辅助萃取(USE)和固相微萃取(SPME)研究了柑橘蜜的挥发性成分,得出其特征性成分为紫丁香醛三个异构体、脱氢芳樟醇、呋喃型氧化芳樟醇以及氨基苯甲酸甲酯。

(来源:柑橘蜜的化学组成及其对急性酒精肝损伤的预防作用,谢妙龄,南昌大学)

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