蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露,混合自身分泌物后酿造而成[1],含有K、Ca、Na、Mg、Zn、Fe、Cu、Al、Cr、Mn 等多种元素[2],可维持人体细胞功能和新陈代谢过程[3]。蜂蜜因蜜源植物及产地的不同,其矿物质元素种类和含量存在较大差异[4]。蜂蜜除含有糖类、蛋白质、矿物质外,还富含具有抗氧化、抗自由基、抗炎等作用的多种生物活性物质[5],其中蜂蜜中的总酚含量可以确定蜂蜜的植物源和地理来源,是用于评价蜂蜜真伪的重要指标[6]。
蜂蜜的品质与多种因素有关,如蜜源植物种类、地理来源以及采收时间等[7]。蜂蜜按蜜源植物分类可分为两种,一是以蜜蜂采集的主要植物名称来命名的单花蜜,二是蜜蜂从不同植物上采集花蜜酿造成的百花蜜[8]。由于我国蜂业资源布局不平衡,存在缺乏合理利用、蜜粉资源富余等情况,多年来市场销售蜂蜜品种仍以洋槐蜂蜜、荆条蜜、枣花蜜、椴树蜜、荔枝蜜、紫云英蜜、龙眼蜜和柑橘蜜等为主[9]。海南省拥有十分丰富的蜜源植物,加上其独特的地理、气候和土壤条件,形成了许多海南本地特色蜜源。结合海南蜂蜜市场供货情况发现,百花蜜为主要蜂蜜品种之一[10]。水锦树(Wendlandia uvariifolia Hance)既可以作为蜜源植物,又可药用、观赏。在云南,水锦树是重要野生蜜源,流蜜量大,流蜜期为3 月~4 月[11],经感官指标和几种化学成分测定,证实云南红皮水锦树蜜具有较高的商业价值[12]。但目前水锦树蜜还没有作为商品蜜销售,而且对水锦树蜜的研究报道较少。因此,本研究通过对海南水锦树蜜的理化指标、元素成分及抗氧化活性测定,探讨水锦树蜜的品质特性,旨在为具有区域特色的优质蜂蜜开发利用及市场推广提供参考。
试验所用水锦树蜜和百花蜜均于2020 年3 月初和3 月底由意大利蜜蜂采自儋州松涛水库,蜂蜜收集后于室温(25 ℃左右)保存待测。
芦丁标准品(>98%)、没食子酸标准品(>98%):上海源叶生物科技有限公司;福林-西奥卡特(Folin-Ciocalteu)试剂:美国Sigma-Aldrich 公司;甲醇(分析纯):广州化学试剂厂;碳酸钠:西陇科学股份有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;氯化铝:上海麦克林生化科技有限公司。HNO3(68%,UP 级)、H2O2(30%,UP 级):苏州晶瑞化学股份有限公司;实验室用水为超纯水。Rh 和Re 元素的单元素标准储备液、混合标准储备液(1 000 μg/mL):国家有色金属及电子材料分析测试中心。
色度测定仪(H196785):汉钠仪器(上海)有限公司;手持折光仪(model ATC-005):温州科尔特计量检测仪器有限公司;高效液相色谱仪(ALLIANCE e2695):沃特世科技(上海)有限公司;pH 计(雷磁PHSJ-4A)、电导率仪(雷磁DDS-307A):上海仪电科学仪器股份有限公司;酶标仪(200 PRO):瑞士帝肯公司;电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS NeXION 300):珀金埃尔默股份有限公司;微波消解系统(MARS):美国CEM 公司;电热板(EH35-B):北京莱伯泰科仪器股份有限公司。
1.3.1 蜂蜜理化指标测定
参考Wu 等[13]方法测定蜂蜜pH 值、水分含量、色度、葡萄糖含量、电导率等指标。
1.3.2 元素含量测定
1.3.2.1 溶液配制
参照林宏等[14]方法配制内标标准工作液与多元素标准工作液。
1.3.2.2 样品前处理
准确称取0.5 g 蜂蜜于微波消解罐中,加入1 mL H2O2 和5 mL HNO3,置于电热板(110 ℃)上40 min,然后进行微波消解,冷却至室温,超纯水定容至50 mL 后待测[14]。
1.3.2.3 ICP-MS 测定条件
选择103Rh 作为K、Na、Ca、Mg 和Fe 内标,187Re 作为Cu、Mn 和Sr 内标。内标模式:VIS,采用在线加入法。其中K、Na、Ca、Mg、Fe 的测定采用KED 模式下的RPQ智能电子稀释功能,Cu、Mn、Sr 的测定采用KED 模式。其他参数设置同林宏等[14]方法。
1.3.3 总酚含量测定
采用Folin-Ciocalteu 比色法[15],准确吸取0.1 g/mL蜂蜜溶液1.00 mL 至10.0 mL 容量瓶中,加入Folin-Ciocalteu 显色剂1.00 mL,混匀后加入1 mol/L 碳酸钠溶液5.0 mL,用蒸馏水定容,避光放置1 h,于760 nm波长处测定吸光度[16]。按照上述方法绘制没食子酸标准曲线,根据标准曲线得出样品中总酚含量。
1.3.4 总黄酮含量测定
参照裴咏萍等[17]方法,将3 mL 蜂蜜溶液(0.1 g/mL)与1.0 mL AlCl3 乙醇溶液(1%)混合,用95%乙醇定容,混匀并静置10 min 后,于405 nm 波长处测定吸光度。按照上述方法绘制芦丁标准曲线,根据标准曲线得出样品中总黄酮含量。
1.3.5 DPPH 自由基清除能力测定
参照Cheng 等[18]方法,分别吸取1 mL 蜂蜜溶液(40.0、20.0、10.0、5.0、2.5 mg/mL),加入4 mL DPPH 甲醇溶液(0.025 mg/mL)。混匀后在暗处静置1 h,于517 nm波长处测定吸光度。空白对照(超纯水)吸光度按上述方法测定。DPPH 自由基清除率按下式计算,计算出清除50% DPPH 自由基时所需样品的质量浓度(IC50)。
式中:R 为DPPH 自由基清除率,%;A0 为空白对照的吸光度;A1 为样品溶液的吸光度。
所有样品均测定3 次,采用SPSS 24 软件对试验数据进行t 检验,采用GraphPad Prism 7 软件计算IC50,结果以平均值±标准差表示。采用Origin 2021 软件作图。
蜂蜜pH 值一般呈酸性,是影响蜂蜜货架期的重要因素,采收和贮存蜂蜜过程会造成pH 值的变化[19]。两种蜂蜜的理化特征见表1。
表1 水锦树蜜和百花蜜的理化特征
Table 1 The physicochemical parameters of W.uvariifolia honey and multifloral honey
注:同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01);同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);-表示未检出。
电导率/(μS/cm)水锦树蜜3.65±0.07B18.10±0.00a34.05±0.07a36.65±0.49a-74.00±0.00a0.20±0.02B342.33±2.89B百花蜜3.88±0.02A18.80±0.00a32.40±0.42b33.75±0.49b6.50±0.1444.00±0.00a0.36±0.01A456.67±1.53A样品pH 值水分含量/%葡萄糖含量/(g/100 g)果糖含量/(g/100 g)蔗糖含量/(g/100 g)色度/(mm Pfund)灰分含量/(g/100 g)
由表1 可知,水锦树蜜pH 值极显著低于百花蜜(P<0.01),可能酸类物质含量较高。蜂蜜中水分含量过高会引起蜂蜜发酵,生成醇和酸,造成蜂蜜变质[20]。因此,水分含量作为蜂蜜成熟度的判别指标[21]。同一地区的水锦树蜜与百花蜜水分含量之间差异不显著,均低于20%,符合GH/T 18796—2012《蜂蜜》的要求。红皮水锦树蜜水分含量(21.1%)[12],高于本研究中水锦树蜜水分含量(18.10%)。
水锦树蜜中葡萄糖和果糖含量均显著高于百花蜜(P<0.05),符合行业标准GH/T 18796—2012 规定范围(总含量超过60%)。水锦树蜜中未检测到蔗糖含量,符合GB 14963—2011《食品安全国家标准蜂蜜》要求(≤5%),而百花蜜的蔗糖含量为(6.50±0.14)g/100 g,虽高于GB 14963—2011 要求,但低于国际食品法典委员会规定(≤8%)。这两种蜂蜜中蔗糖含量的差异可能是由于水锦树蜜中的蔗糖全部转化成果糖及葡萄糖。此外,红皮水锦树蜜中的蔗糖含量2.15%、葡萄糖含量38.64%[12],均高于本研究中水锦树蜜的蔗糖和葡萄糖含量。
蜂蜜色泽一般由种类决定,也会受一些外源因素的影响,如矿物元素的含量、花粉含量、热处理程度、贮存时间长短等[22]。从表1 中可知,水锦树蜜的颜色比百花蜜颜色深。
蜂蜜灰分含量与蜂蜜种类、季节、气候、养蜂技术、地理因素有关,可用于分辨植物源[23]。水锦树蜜的灰分含量为(0.20±0.02)g/100 g,极显著低于百花蜜的灰分含量[(0.36±0.01)g/100 g],均符合国际食品法典委员会和欧盟的标准(≤0.6%)。而且水锦树蜜的灰分比红皮水锦树蜜灰分(0.075 2%)高[18]。
蜂蜜电导率与植物源、矿物元素含量、蛋白质浓度及有机酸含量相关[24]。水锦树蜜的电导率为(342.33±2.89)μS/cm,极显著低于百花蜜电导率[(456.67±1.53)μS/cm],且均符合国际食品法典委员会和欧盟规定蜂蜜的电导率范围(≤0.8 mS/cm)。
蜂蜜中矿物质主要来自于植物源,因而不同种类蜂蜜中矿物元素组成及其含量有所差异[25]。
由图1 可知,K、Ca、Na 及P 元素含量在两种蜂蜜中存在差异,百花蜜中K 元素含量为(1 052.00±19.97)mg/kg,极显著高于水锦树蜜K 元素含量[(583.33±3.06)mg/kg](P<0.01)。水锦树蜜中Ca 与Na 的含量极显著高于百花蜜(P<0.01),但两种蜂蜜中Mg 元素的含量差异不显著。
图1 水锦树蜜和百花蜜中常量元素的含量
Fig.1 The content of macro-elements in W.uvariifolia honey and multifloral honey
**表示差异极显著(P<0.01);*表示差异显著(P<0.05);ns 表示差异不显著。
除了常量元素外,Co、Cr、Cu、Fe、Mn 与Zn 是人类必不可少的营养元素。水锦树蜜和百花蜜中微量元素的含量见表2。
表2 水锦树蜜和百花蜜中微量元素的含量
Table 2 The content of micro-elements in W.uvariifolia honey and multifloral honey mg/kg
注:同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01);同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);-表示未检出。
样品CrVAlBZnCuNiCoFeMnPbBaCdMoAsHg水锦树蜜 0.08±0.00A 0.01±0.00a 1.61±0.02A 5.02±0.07A 0.89±0.02A 0.16±0.01a 0.08±0.00b 0.01±0.00A 3.47±0.10A 3.48±0.01B 0.01±0.00B 0.37±0.02B-0.02±0.00A 0.02±0.00A-百花蜜0.05±0.00B 0.01±0.00a 1.01±0.04B 4.52±0.06B 0.69±0.02B 0.15±0.00a 0.11±0.01a 0.01±0.00B 1.66±0.09B 4.86±0.14A 0.02±0.00A 1.05±0.01A-0.00±0.00B 0.01±0.00B-
由表2 可知,两种蜂蜜中主要微量元素是B、Mn 与Fe,且在两种蜂蜜中的含量均呈极显著差异(P<0.01)。在所检测的微量元素中,水锦树蜜中B 元素的含量最高,为(5.02±0.07)mg/kg,百花蜜中Mn 元素的含量最高,为(4.86±0.14)mg/kg。蜂蜜中一些元素含量也是环境污染的重要指示物[26],如Cd、Hg、Pb 等。两种蜂蜜中均未检测到Cd 与Hg 元素,另外Zn 和Pb 元素含量符合GB 14963—2011 规定的限量要求。
2.3.1 总黄酮含量和总酚含量
酚类和黄酮类化合物与蜜源植物和蜜蜂种类有关[27]。水锦树蜜和百花蜜总黄酮和总酚含量见图2。
图2 水锦树蜜和百花蜜总黄酮和总酚含量
Fig.2 Total flavonoid content and total phenolic content of W.uvariifolia honey and multifloral honey
**表示差异极显著(P<0.01);*表示差异显著(P<0.05)。
由图2 可知,水锦树蜜的总黄酮含量为(10.38±0.41)mg/100 g,极显著高于百花蜜总黄酮含量[(7.92±0.38)mg/100 g](P<0.01);在总酚含量上,水锦树蜜为(33.10±0.57)mg/100 g,显著高于百花蜜[(32.06±0.24)mg/100 g](P<0.05)。此外,水锦树蜜颜色比百花蜜深,这与深色蜜的酚酸含量更高相吻合[28]。
2.3.2 DPPH 自由基清除能力
DPPH 自由基非常稳定,在甲醇溶液中呈现深紫色,加入蜂蜜后,颜色越浅说明自由基被清除得越彻底。水锦树蜜和百花蜜DPPH 自由基清除能力见图3。
图3 水锦树蜜和百花蜜DPPH 自由基清除能力
Fig.3 DPPH free radical scavenging activity of W.uvariifolia honey and multifloral honey
ns 表示差异不显著。
由图3 可知,两种蜂蜜均具有清除DPPH 自由基的能力,水锦树蜜IC50 为(2.97±0.36)mg/mL,百花蜜IC50 为(3.48±0.09)mg/mL,两者无显著差异。IC50 越低,清除效果越好,可见水锦树蜜具有更强的抗氧化性。
各种蜂蜜之间的化学成分种类和含量不同,其抗氧化能力也存在明显差异[24]。张敏等[29]研究发现椴树、油菜、枣花、洋槐、荆条、荞麦、龙眼、荔枝、黄芪、树参10 种蜂蜜的DPPH 自由基清除能力具有差异性,IC50为16.25~674.22 mg/mL,其中洋槐蜜IC50 值最高,其清除DPPH 自由基能力显著低于其他蜂蜜(P<0.05)。水锦树蜜IC50 远低于上述10 种蜂蜜IC50,可见其DPPH自由基清除能力更强。
通过对水锦树蜜的理化指标、元素和抗氧化活性(总酚、总黄酮、DPPH 自由基清除能力)进行测定,结果表明,影响蜂蜜理化性质的因素很多,同一地区的蜜源植物对蜂蜜理化性质有较大影响。蜂蜜中元素含量差别较大,主要依赖于蜜源植物的种类,可用于蜂蜜品种鉴别以及品质评价。水锦树蜜的总黄酮和总酚含量较高,使得其具有较强的抗氧化能力。通过对蜂蜜植物来源鉴别和蜂蜜差异化优势比较,对挖掘和利用我国特色蜂蜜以及拓展我国蜂蜜的销售市场具有十分重要的意义。
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Analysis of Quality Characteristics and Antioxidant Activity of Wendlandia uvariifolia Hance Honey
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