蜂蜜是蜜蜂采集植物花蜜、植物体分泌物或吸食植物中昆虫排泄物后经过反复酿造并贮存于蜂巢中的天然甜味物质[1]。蜜蜂通过酶的作用将花蜜中的蔗糖转化为更容易消化的单糖,并通过挥发水分来浓缩其糖分,使蜂蜜具有较长的保存时间和独特的风味。蜂蜜作为天然甜味物质不仅可以直接冲饮食用,还被广泛用来制作蜂蜜茶饮,应用于传统医学、保健品和美容产品中。蜂蜜中含有多种活性成分包括碳水化合物、蛋白质、酶、矿物质、氨基酸、多酚、维生素等[2],这些化合物赋予了蜂蜜多种功能活性,包括抗菌、抗氧化、抗炎、调节胃肠道和促进伤口愈合等[3]。蜂蜜的理化性质和功能活性受蜜源、季节差异、气候条件、地理因素等影响[4]。
蜂蜜作为天然功能食品,其抗菌特性及益生元作用在疾病辅助治疗领域展现出重要潜力[5]。研究表明,蜂蜜中富含酚酸类有机化合物、溶菌酶及特殊碳氮结构,通过协同作用可有效抑制蜂蜜中菌类的增殖并维持肠道菌群稳态[6]。现有分析证实,这些活性成分对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等常见致病菌具有显著抑制作用[7]。本文系统分析了蜂蜜多种营养成分及其功效,重点探讨其多维度抑菌机制,为开发基于蜂蜜的新型抗菌策略提供理论依据。
蜂蜜的主要营养成分
01
当前,文献记载的蜂蜜中的成分包括数百种,其中主要的营养成分包括碳水化合物、蛋白质、有机酸、矿物质和多酚类化合物等。蜂蜜中的营养成分含量会因蜜源植物和地理条件的不同而产生成分和含量上的差异。
碳水化合物
蜂蜜中葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等碳水化合物所占的比例在80%左右[8]。葡萄糖和果糖是蜂蜜中含量最为丰富的糖,占蜂蜜碳水化合物总量的85%~90%[9]。不同蜜源的蜂蜜中,葡萄糖和果糖的比例存在差异。洋槐蜜中果糖含量高,而油菜蜜或椴树蜜中葡萄糖含量高。
蜂蜜的品质与其碳水化合物密切相关。葡萄糖、果糖这两种单糖不仅赋予蜂蜜甜味,还会参与美拉德反应,生成独特的风味物质,从而影响蜂蜜的色泽、香气和口感。此外,蜂蜜易受到温度的影响出现结晶现象,这是因为葡萄糖在低温时会因溶解度降低而形成晶格结构,从蜂蜜溶液中析出,导致结晶现象[10],因此葡萄糖含量高的蜂蜜更容易结晶。高浓度的碳水化合物是蜂蜜抗菌活性的关键因素之一,其作用机制主要依赖于高糖环境形成的高渗透压,造成水分活度降低,从而抑制其微生物的生长繁殖[11]。蜂蜜的抑菌效果因细菌对渗透压的耐受性不同以及蜂蜜中碳水化合物的浓度差异而有一定变化。一些耐高渗酵母可以在蜂蜜高渗透压下生存,造成蜂蜜发酵[12]。因此,蜂蜜的抗菌活性与其碳水化合物浓度密切相关,这一特性为其在抗菌领域的应用提供了重要的科学依据[13]。
水分
蜂蜜的含水量约占13%~25%,水分含量是衡量蜂蜜质量与稳定性的关键指标之一[14]。水分含量与蜂蜜的物理特性、储存期限以及营养价值密切相关。适量的水分能够促进葡萄糖分子在合适的条件下有序排列形成晶核,从而促进蜂蜜的结晶过程[15]。水分含量直接关系到蜂蜜的黏稠度,当水分含量较低时,蜂蜜呈现出高黏度的液态或半固态。水分会作为溶剂参与到蜂蜜的许多化学反应中,水分含量过高会加速酶促反应和非酶褐变反应的发生,同时还有可能引发蜂蜜的发酵变质[16],从而影响蜂蜜的营养价值和食用安全。
含水量与水分活度Aw高度相关,是决定蜂蜜是否易受微生物腐败的关键因素。微生物生长需要有非结合水即Aw在0.7以上才能生长发育,故水分活度过高会促进微生物的生长繁殖,进而影响蜂蜜的品质[17];霉菌对水分活度值(0.7)的耐受性最强,其次是酵母菌(0.8)和细菌(0.9)。蜂蜜的水分活度通常介于0.49~0.65之间,远低于微生物生长所需要的最低水分活度,这是蜂蜜具有耐藏性的重要原因,蜂蜜的这一特性使其能够在适宜条件下长期保存而不易变质。
蛋白质
蛋白质在蜂蜜中含量约0.2%~1.0%,主要有多种酶类,如葡萄糖氧化酶、α- 葡萄糖苷酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶、淀粉酶和过氧化物酶等[18]。这些酶的含量与蜂蜜的蛋白质含量密切相关,它们在蜂蜜的酿造过程以及人体消化吸收过程中发挥着关键作用。淀粉酶能够分解淀粉,葡萄糖氧化酶能催化葡萄糖氧化产生过氧化氢,从而使蜂蜜具有一定的抗菌消炎能力,对蜂蜜的功能特性和保健作用具有重要贡献,并且淀粉酶含量与蜂蜜新鲜程度和营养价值呈正相关。此外,蜂蜜中还含有少量的蜂王浆,在蜂蜜生产过程中被少量混入的,这也是蜂蜜中蛋白质的另一个来源。
有机酸
蜂蜜中含有约0.5%的有机酸,其pH介于3.5~4.5之间、呈中度酸性。蜂蜜中的有机酸种类丰富,包括甲酸、乙酸、葡萄糖酸和柠檬酸等[19]。蜂蜜中主要的有机酸是葡萄糖酸和柠檬酸,被用作区分花蜜的重要指标;甲酸和乙酸具有挥发性,对蜂蜜的特殊气味具有一定贡献[20]。不同种类和含量的有机酸相互作用,使蜂蜜的口感更加丰富协调,增加了其风味的复杂性。蜂蜜中的有机酸具有一定的生物活性,如抗氧化、抗菌、抗炎等作用。大多数微生物生长的最佳 pH为7.2~7.4,因此酸性环境是蜂蜜发挥抑菌功效的一个重要因素[2],例如黑曲霉可在 pH值为1.2的条件下繁殖,酵母菌白色念珠菌可在 pH值为2的条件下生长,并且低pH可有效抑制大肠杆菌、链球菌和痢疾杆菌等微生物的生长。
矿物质
蜂蜜中含有多种矿物质,主要有钾、钙、钠、镁、铁、锌、铜、锰、磷等常量和微量元素[8]。不同蜜源和产地的蜂蜜,其矿物质含量存在显著差异。
蜂蜜中的铁、铜等金属离子可作为催化剂,促进糖类和酚类物质的氧化反应,从而形成独特的风味物质;除此之外,矿物质在维持人体正常生理功能中发挥重要作用,例如参与酶活性调节、维持电解质平衡以及支持代谢反应等。在蜂蜜中,矿物质通过调节渗透压和水分活度,有助于维持蜂蜜的水分稳定性,从而有效抑制微生物的滋生和发酵变质。
维生素
蜂蜜中含有多种维生素,主要包括维生素B族(如 B1、B2、B6、烟酸、泛酸、生物素等)、维生素 C、维生素 K 以及少量的维生素 A、D、E,其中维生素C含量最高,其浓度范围为 0.34~75.9mg/100g,几乎存在于所有蜂蜜中。维生素C[21] 具有很好的抗氧化活性,能够增强免疫力,促进胶原蛋白合成;维生素K[22] 对骨骼健康以及凝血功能具有一定作用。蜂蜜可以作为日常饮食中补充维生素的重要食物来源,为人体提供多种必需营养素。
多酚类化合物
蜂蜜中约含有0.03%~0.06%的多酚化合物,蜂蜜中的多酚类物质种类繁多,主要包括酚酸类物质和黄酮类物质,酚酸类物质有咖啡酸、肉桂酸、没食子酸、绿原酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸和丁香酸等;黄酮类化合物有芹菜素、槲皮素、白杨素、山奈酚、木犀草素、木黄酮和儿茶酚等[8],这些物质共同构成了蜂蜜中多酚的主要成分。多酚可以作为蜂蜜植物来源的标记物,例如槲皮素和山奈酚被认为是油菜蜂蜜和向日葵蜂蜜的生物标志物[23]。
蜂蜜中的多酚类物质能够清除体内自由基[24],如超氧阴离子自由基、羟基自由基等,抑制脂质过氧化,保护细胞免受氧化损伤,从而预防多种慢性疾病,如心血管疾病、癌症等。而且这类物质可以通过调节炎症相关信号通路,抑制炎症介质的释放,减轻炎症反应。对一些炎症相关的疾病,如关节炎、炎症性肠病等具有潜在的预防和辅助治疗作用。
蜂蜜中的多酚类化合物能提高蜂蜜的抗菌活性,因为它们能与H2O2的产物相结合,将铁(III) 还原成铁 (II),还能产生更强的超氧阴离子。Kassym[25] 等人通过测试蜂蜜中的一些多酚(3- 苯基乳酸和对香豆酸)对大肠杆菌(E.coli)的作用,发现3-苯基乳酸是最有效的抗菌剂。多酚类物质可以破坏细菌的细胞膜结构,抑制细菌的生长和繁殖,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌有一定的抑制作用,有助于维持人体肠道微生态平衡和预防感染。
其他
蜂蜜中除了多酚类物质外,还含有一些其他植物化合物(见表1),如萜类、醇类、醛类和生物碱[26]。
萜类物质有脱落酸、椴树素、红花菜豆酸、柠檬烯、石竹烯、α- 蒎烯等[27],醇类物质有苯乙醇、香叶醇等。甲基乙二醛(MGO)被认为是麦卢卡蜂蜜中独特的化学成分,此外蜂蜜中还含有苯甲醛、香草醛等醛类[28]。多项研究报道了蜂蜜中的酚胺类物质,如三-对香豆酰亚精胺[29]。
【参考文献】(以上图片来源网络)
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