浅析江西省3 种药用蜜源植物及其蜂蜜的生物学活性※

2023-06-09 12:19张雪琦周伟良张串联席芳贵夏晓翠伊作林师丰丰
特种经济动植物 2023年6期
关键词:乌桕花蜜蜜源

●张雪琦 周伟良 张串联 席芳贵 夏晓翠※※ 伊作林※※ 师丰丰

(1.江西省养蜂研究所 江西 南昌 330201;2.伊犁州农业科学研究所 新疆 伊犁 835000)

我国是世界养蜂大国,养蜂历史悠久。在我国的养蜂大省中,江西省比较有代表性。它是中国现代养蜂的发源地之一[1]。目前,江西省养蜂规模达119.93 万群,蜜源丰富,覆盖面积广,一年四季都有蜜源植物开花,蜂蜜产量也逐年上升,2011 年蜂蜜产量为11 786 t,2017 年蜂蜜产量上升至17 366 t,增产率可达47.34%[1]。虽然蜂蜜的产量可观,但对于研究江西省蜂蜜成分及活性报道相对较少。有研究指出蜂蜜中的部分化学成分与蜜蜂采集的蜜源植物种类及蜜源产地密切相关,不同的化学成分赋予了蜂蜜多种功效[2-3]。因此研究江西省的蜜源植物及蜂蜜生物学特性,对于提高蜂业特色、促进江西蜂业高质量发展具有重要意义,同时为蜂蜜产地溯源、蜂蜜品质鉴定提供依据。

1 江西主要蜜源植物

蜜源植物是为蜜蜂提供花蜜的植物,是养蜂的物质基础。除了为蜜蜂提供花蜜,蜜源植物资源的丰富度在一定程度上决定了一个地区养蜂业的发展水平[1]。江西省的蜜源植物覆盖全省,品种多达130 多种,一年四季都有蜜源植物开花流蜜,主要蜜粉源植物有油菜、柑橘、山乌桕等13种,详见表1[4]。随着农业经济发展,蜜源也有所改变。早春蜜蜂繁殖时期,蜜源较少,夏秋冬季生产季节,蜜源缓慢增加。无论是从生态环境还是物种多样性考虑,江西省蜜源植物都为养蜂带来了巨大的优势,同时也可以保证养蜂收入的可持续性。

表1 江西省主要蜜源植物及花期

2 江西主要药用蜜源植物

2.1 山乌桕

山乌桕(Sapium discolor)又名野乌桕、山柳、山杠、红心乌桕,属于大戟科(Euphorbiaceae)乌桕属(Sapium sebiferum)植物,广泛分布于我国热带和亚热带地区。多数山乌桕分布于山区中,是南方夏季的主要蜜源树种,无明显大小年现象,被称为赣南中蜂的“救命”蜜源[5]。

山乌桕的花富含糖分,茎叶中主要含有黄酮、香豆素、二萜、三萜、及其它酚酸类成分[6],而根中β-谷甾醇的含量较高[7]。贾靓和闵知大[8]采用柱层析和波谱学方法对山乌桕的茎枝进行了提取、分离和结构鉴定,证明山乌桕茎枝主要成分为三萜类、香豆素类及酚酸类;张永丽等[9]从山乌桕茎和叶的乙醇提取物中分离得到17 个化合物,且首次分离得到Sapiumin F、Kadsulignan C、刺五加酮、7-羟基-6-甲氧基香豆素、秦皮素、秦皮定、异秦皮定、6,7,8-三甲氧基香豆素、5,6,7,8-四甲氧基香豆素、3,3’-二甲氧基鞣花酸、3’-甲氧基鞣花酸-4’-鼠李糖苷、4,5-去氢诃子裂酸三乙酯、Ent-kaurane-3-oxo-16α,17-diol 和脱落酸。

民间常将山乌桕作为一种药用植物,取其叶、根入药,主治毒蛇咬伤,痈肿,皮肤湿痒等病症[10]。近几年,也有研究报道山乌桕对抗嗜血放线伴生杆菌有抑制作用,与含有香草酸和短叶苏木酚酸乙酯有关[11];从山乌桕茎叶中分离出的秦皮定和4,5-去氢诃子裂酸三乙酯成分具有抗神经炎症的作用,对脂多糖(LPS)激活的BV-2小胶质细胞释放一氧化氮具有显著抑制作用[8]。

2.2 树参

树 参[Dendropanax dentiger(Harms)Merr.]又名枫荷梨、鸭掌菜等,属于五加科(Araliaceae)树参属(Dendropanax)植物,植物为灌木或常绿乔木,因其花似人参花,树叶一半像荷树叶一半像枫树叶,形似鸭脚板而得名[12]。全国约有16种,主要分布于我国西南部至东南部。江西省将树参属植物统称为树参,是夏季山区的主要蜜源植物。

早在1975 年,日本学者对树参属植物进行分离,得到2 个多炔类化合物[13]。目前,从该属植物中已分离鉴定出多炔类[14-17]、苯丙素类[18]、黄酮类[19]、萜类[16,20-21]、挥发油类[22]、蔗糖[23]、硬脂酸[23]和多种皂荚类[20]等多种成分。其中研究分离得到最多的是倍半萜类物质[16,20-21],Setzer[17]对树参的叶进行蒸馏分离,经GC-MS确定其成分为萜类化合物。此外,从树参属的根和茎中也成功分离出鹅掌楸、丁香甙、蔗糖、β-谷甾醇和硬脂酸[23]。Yang 等[24]从树参属的根中分离鉴定出78 种化合物,包括15种苯丙烷类、15 种生物碱、14 种黄酮类、14种脂肪酸、7 种酚类、4 种甾体、4 种环肽、3种萜类和2 种其他化合物;在植物的茎、叶、花、树皮及果实中还可以得到倍半萜、挥发油类物质和花青苷[25-26],且多数倍半萜具有手性[26],含量受季节影响显著[21];树参嫩芽中皂荚的含量高达8.79%,是人参根中皂苷含量的3 倍[27]。树参作为人参、三七等名贵药材的近缘植物,其广泛的药用价值引起人们的关注。树参在民间是常用草药,在《贵州民间药物》《浙江民间药物》《广西本草选编》《福建药物志》《江西草药》《全国中草药汇编》中均有记载[12]。树参属植物提取物有多种功效:一是抑制环磷酸腺苷C-AMP 的合成,加强体质,从而抵抗疲劳[23];二是对巨噬细胞释放炎的症介质一氧化氮(NO)产生抑制作用[14];三是抑制大鼠中性粒细胞(PMN)呼吸爆发[28-29];四是增强心肌的耐缺氧能力,具有良好的抗心律失常作用[30];五是显著降低小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白胆固醇水平,对降血脂[31]和血糖[32]有显著功效。

除上述作用外,树参叶中提取的多炔类物质 可 以 抗 补 体 活 性,其IC50值 为56.98 µM[16];Kawazun[13]从树参叶中提取出的Cis-9 等7 种多炔类物质抗真菌效果也十分显著;从树参叶和花中提取出来的挥发油类成分可以有效杀死氯喹敏感型恶性疟原虫、埃及伊蚊幼虫[25,33];三萜烯类成分羽扇豆醇从树参叶中提取出来,能够有效抑制DNA 拓扑异构酶Ⅱ的活性,达到抗肿瘤细胞、抗癌的作用[34-35];从树参根的提取物中分离鉴定出的酚衍生物对类风湿炎中的炎症介子COX-2 表现出显着的抑制作用,并具有很强的抗氧化性,绿原酸衍生物尤为突出(COX-2抑制:IC50=5.1~93.4 µM;抗氧化:IC50= 13.2~31.9 µM)[24,36-37]。但目前国内外仅对六种植物有化学成分及药理活性报道,且多以总提取物为研究对象。

2.3 柃木

柃木(Eurya japonicaThnnb)又名野桂花,属于山茶科、柃木属,分布于江西省绝大部分地区,常见于铜鼓、分宜、修水、吉安等山区,是江西省重要的特色蜜源植物[38]。

研究表明从柃木枝叶的乙醇提取物中分离得到甾体、三萜、咖啡酰奎尼酸丁酯和半萜类化合物[39]。

柃木是一种稀有中草药。“柃木桂花,巧风除湿,治关节疼痛,除此还可以治水肿,腹水,外伤出血,发热口干等症状”[38]。目前,关于柃木属植物化学成分的药理作用报道不多,已报道研究内容多集中在其抗氧化方面。

3 江西主要药用蜂蜜

周尧[40]在《中国早期昆虫学研究史》中考证,早在四千年以前的殷商甲骨文中己有“蜜”的记载。在我国,食用蜂蜜的历史不迟于商代,《神农本草经》已将蜂蜜列为药中佳品。江西省蜂业发展具有良好基础,蜂产品消费市场潜力巨大。

3.1 山乌桕蜜

山乌桕蜜为江西省主要的蜂蜜品种之一。泌蜜量大,在稳定的自然条件下,每群蜂可以收取40~50 kg 蜂蜜,丰收年可以收取60~80 kg 蜂蜜。山乌桕蜜颜色呈浅琥珀色,甜中略带酸味,润喉较差,结晶粒粗[5]。为了改善山乌桕蜂蜜的口感,以山乌桕蜜为原料,酿造了蜂蜜酒[41-42]和蜂蜜醋[43],加以推广。

高源远等[44]利用电喷雾萃取电离质谱的方法测定了山乌桕蜂蜜中的成分,检测出4 种氨基酸,分别是苏氨酸、鸟氨酸、天冬氨酸和谷氨酸;6 种有机酸,分别是甘油酸、富马酸、琥珀酸、苹果酸、葡萄糖醛酸和葡萄糖酸;5 种酚类化合物,分别是苯甲酸、苯乙酸、原儿茶酸、没食子酸和槲皮素。在山乌桕蜂蜜中,苏氨酸是较为特殊的存在,在所有定性氨基酸中含量最高。苏氨酸是一种重要的氨基酸,同时也是一种营养强化剂,可以维持蛋白质的平衡,促进蛋白质的正常生长,还有利于心血管、肝脏、中枢神经和免疫系统的正常工作[45]。研究表明山乌桕蜜具有祛风祛湿、活血散瘀、消肿止痛等功效,可用于治疗风湿、痹痛、腰肌劳损、跌打损伤、瘀积肿痛和产后风瘫[46]。近年来,Luo 等[47]发现山乌桕蜂蜜中的多酚可以通过调节小鼠肠道微生物群来改善酒精所引起的肝病。

3.2 树参蜜

树参蜜又名半荷蜂蜜、扁荷枫蜜、鸭脚板蜜、红蜜。树参蜜呈黑红琥珀色,颜色比其他百花蜜稍深,不易结晶,有特别的蜜香,甜中带一丁点不易察觉的淡淡苦味和淡淡的中药香味。

树参蜜含有人体所需的多种氨基酸和微量元素,其中锰元素含量最为丰富,锰元素是人体不可缺少的元素之一,一旦缺乏就会引发很多疾病[48]。同时还含有促进儿童大脑发育、延缓脑细胞衰老的胡萝卜素、维生素B2、C、E 等。树参蜜纤维素的含量也较为丰富。树参蜜可以祛风湿、通经络、壮筋骨、活血,对瘫痪、偏头痛、臂丛神经炎、风湿性及类风湿性关节炎、拉伤扭伤、老年人手脚痛腰腿痛、痈疖、月经不调等都有不错的辅助治疗效果。作为可供孕妇、青少年、老年人和病人选用、食用的蜜种,树参蜜能促进骨骼的正常生长和发育,维持正常的糖代谢、脂肪代谢和脑功能,对抗衰老、抗氧化、预防肝癌和贫血、改善肌体造血功能、防止头发早白[49]有较好成效。

3.3 柃木蜜

柃木蜜为稀有蜜种,被称为“蜜中之王”。气味清香、清纯优雅,口味清爽鲜洁、甜而不腻,颜色呈水白透明,结晶白而细腻[50],受到消费者的关注与青睐。

近年来,越来越多的研究结果表明柃木蜂蜜富含多种游离氨基酸、丰富的蛋白质和酚类化合物[50-54]。柃木蜜有清热、解毒、润燥、消肿抗炎等功效[60],经常食用可以起到增强造血功能、加快血细胞再生、改善新陈代谢、延年益寿的功效[50],同时柃木蜜加醋食用可以减肥,与牛奶搅拌使用可以润肤[54],有研究表明柃木蜜可以提高动物免疫力以及降低血脂[38],这与其富含多种蛋白质和酚类化合物有密切关系。

4 江西蜂蜜与质量安全调查

为调查江西省蜂蜜质量,江西省养蜂研究所科研人员在2016~2018 年测得江西省山乌桕蜜和树参蜜的平均波美度为39.8 和38.9[55]。2019 年和2020 年举办的蜂蜜大赛,从每年收集的90 个蜂蜜样品中,对水分含量、淀粉酶值、酸度、还原糖、羟甲基糠醛等理化指标;嗜渗酵母菌、四环素族、氯霉素、链霉素等安全性指标;掺入物C4 等真实性指标进行了检测,并请专家对蜂蜜的感官进行评价。结果显示,2019 年,全省蜂蜜样品整体品质良好,66.67%的蜂蜜样品浓度在波美40~42 度范围内;因蜂蜜品种因素,其中90%以上的山乌桕蜜样品的淀粉酶值偏低[56];2020 年,47 个蜂蜜样品表现为合格,合格率为52.22%,详见表2。江西省蜂蜜的浓度整体偏低,可能与气候有关。

表2 江西省3 种蜂蜜的理化指标

5 蜂蜜的活性与蜜源植物活性的关系

植物体上能泌蜜的腺体叫蜜腺,能够通过分泌花蜜来吸引蜜蜂。蜜蜂蜜囊细胞负责吸收花蜜中部分水分,然后通过血淋巴从马氏管进入直肠排泄到体外。被采回巢箱内的花蜜则分散地贮于许多巢房中,这样可以扩大蒸发面,此外,蜜蜂还通过在巢门口振动翅膀扇风,引起空气对流,以加速浓缩并将水分降到20%左右,最终便形成高浓度蜜,以抑制各种微生物的生长;同时蜜蜂在采集花蜜时分泌α-葡萄糖苷酶和淀粉酶等并将其混入花蜜内,而采回的花蜜被蜜蜂成功吮入蜜囊,并在口器中反复多次后,再将蜜汁移入另一巢房[57],形成蜂蜜。

蜂蜜是一种成分极其复杂的天然物质,其化学成分和属性受季节、蜂种、贮藏方式、采集技术条件、植物源和地理源等因素影响,导致其化学组成各不相同[58]。不同的蜜源植物生产出来的蜂蜜,除了在颜色的深浅、香味的差别、入口的口感等方面存在差异外,因蜂蜜中所含成分的组合变化不同,甚至有些蜂蜜含有其蜜源植物所具有的特殊成分,功效也大不相同[59]。

研究表明,不同的蜜源植物具有结构多样的次生代谢产物,通过蜜蜂酿造转化成蜂蜜中的特征代谢产物。蜂蜜中的特征代谢产物受植物源的生物合成途径、地理气候、储存方式等多种因素的影响[59-60];也有研究指出蜂蜜的香气来自于花蜜或蜜露中的挥发性化合物,香气成分受蜂蜜植物源和成熟状态的影响[57]。Gheldof 等[61]指出蜂蜜中的酚类化合物主要来源于蜜源植物,并可从蜜源植物转移到花蜜中。Jerkovid 等[62]采用GC-MS 和顶空固相微萃取技术检测薄荷花蜜、蜜囊蜜和蜂蜜的挥发性成分,发现花蜜中含有丁香酸甲酯、萜二醇等,这些成分主要与植物源有关。也有报道称蜂蜜的植物源与黄酮类物质有一定的相关性[63]。由此可见蜂蜜的成分受到花蜜、蜜囊蜜和蜜源植物等的成分影响,而蜂蜜的生物学活性主要取决与蜜源植物的成分。

6 展望

目前,国内外关于蜂蜜活性的研究相对成熟,但是蜂蜜的成分较复杂,且活性物质不单一,建立活性与特征成分之间的联系较困难,尤其是具有地方特色的单花蜂蜜,开发和研究较少。

选取我国比较有代表性的养蜂大省(江西),从蜜源植物的活性和特征成分着手,分析蜜的活性及特征成分,为开发江西特色蜜提供新的方向,也可为建立蜂蜜活性与特征成分之间的联系提供新的思路,同时为蜂蜜在医学中作为潜在的抗氧化剂和消炎剂等理论提供依据。

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