超聲波處理后蜂蜜中蛋白質(zhì)和硒含量變化

　　摘要：超聲波處理可以對蜂蜜中的花粉進(jìn)行破壁，從而釋放花粉中的營養(yǎng)，研究旨在研究超聲波處理后蜂蜜中蛋白質(zhì)和硒含量的變化。蜂蜜經(jīng)過超聲波處理后再經(jīng)200目尼龍布過濾，采用國標(biāo)GB 5009.5—2016測定蜂蜜溶液中的蛋白質(zhì)含量，用鹽酸-硝酸-高氯酸三酸消煮后采用氫化物- 原子熒光法測定硒含量。結(jié)果表明，經(jīng)過超聲波處理后的蜂蜜溶液中蛋白質(zhì)含量提高了4倍，硒含量提高了近10倍。

　　關(guān)鍵詞：超聲波;蜂蜜;蛋白質(zhì)含量;硒含量;氫化物-原子熒光法

　　蜂蜜作為最原始的人類食物之一，上千年來都受到人類的重視。除了作為食物之外還被作為傳統(tǒng)的保健品[1-4]。新鮮天然蜂蜜經(jīng)過濾渣蠟，溶液中主要是糖類和花粉。花粉作為蜂蜜中重要的營養(yǎng)物質(zhì)提供了主要的礦物質(zhì)、維生素、氨基酸和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)[5]，所以在聯(lián)合國國際食品法典委員會(CAC)CODEX STAN 12-1981的蜂蜜標(biāo)準(zhǔn)[6] 的3.1中明確約定了不能過濾掉花粉，在此標(biāo)準(zhǔn)的 6.1.12中規(guī)定，過濾掉花粉的蜂蜜應(yīng)當(dāng)標(biāo)識為過濾蜂蜜。

　　蜂蜜被人食用之后進(jìn)入口腔和胃，消化系統(tǒng)可以進(jìn)行較好的消化，其中的花粉壁在一定程度上也得到了消化，其營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)該能夠被人體吸收[2,7-8]。蜂蜜在很多愛美女士的眼里還是純天然的護(hù)膚佳品[9-11]，我們的皮膚沒有消化系統(tǒng)，所以蜂蜜含有的花粉中的礦物質(zhì)、維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)就不能被皮膚吸收。因此，對蜂蜜花粉進(jìn)行破壁處理就可以更好促進(jìn)腸胃對營養(yǎng)的吸收。而蜂蜜花粉的破壁可以使天然蜂蜜發(fā)揮美容護(hù)膚的作用。

　　本研究遵循CAC CODEX STAN 12-1981蜂蜜標(biāo)準(zhǔn)[6]的非加熱的要求設(shè)計了超聲波處理機(jī)來解決蜂蜜的防腐、貯運(yùn)安全和花粉破壁釋放花粉營養(yǎng)的問題。此超聲波處理機(jī)已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利，而關(guān)于超聲波處理解決防腐和貯運(yùn)的安全問題已經(jīng)在其他文章進(jìn)行了論述。本文將通過實驗檢測分析來揭示經(jīng)超聲波處理，再過濾掉花粉之后，蜂蜜溶液的硒和蛋白質(zhì)含量的變化情況。

　　1 材料方法

　　1.1 實驗材料

　　蜂蜜：陜西安康市漢濱區(qū)恒口鎮(zhèn)蜂元蜂產(chǎn)品加工坊的意大利蜜蜂的蜂養(yǎng)元牌百花蜜。

　　1.2 實驗儀器

　　BSA-CW電子分析天平：上海賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;KGB-2型電熱板：北京市森華理化儀器研究所;電熱恒溫水浴箱：廣州市化戶電器有限公司;SA-10型原子熒光形態(tài)分析儀(配硒空心陰極燈)：深圳吉天儀器有限公司;玻璃儀器。

　　依據(jù)作者的專利定制的超聲波處理機(jī)參數(shù)為：頻率21 kHz，功率(100～600)W;超聲波處理機(jī)與一般的超聲波清洗機(jī)類似，仍然是一臺發(fā)生器連接一個帶震子不銹鋼容器組成，與普通的超聲波清洗機(jī)不同的參數(shù)是頻率和功率。

　　1.3 藥品試劑及配制

　　硝酸-高氯酸混合酸(3:2)：將300 mL硝酸與 200 mL高氯酸混合均勻。

　　鹽酸溶液(5+95)：向475 mL水中緩慢地倒入25 mL的37%鹽酸，并攪拌勻，得到1.85%鹽酸溶液。硒標(biāo)準(zhǔn)儲備液[GBW(E)080215]。

　　20 µg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)使用液：量取2 mL硒標(biāo)準(zhǔn)儲備液[GBW(E)080215]于100 mL容量瓶，用5% 鹽酸至80 mL，加5 mL，再用5%鹽酸定容到100 mL。再取新配制的2 mg/L溶液10 mL于1 L容量瓶中，用5%鹽酸定容至1 L備用。

　　氫氧化鉀溶液(5 g/L)：在1000 mL蒸餾水里，倒進(jìn)5 g的氫氧化鈉，并混合均勻。

　　硼氫化鉀堿溶液(15 g/L)：向氫氧化鉀溶液(5 g/L)里，加入15 g硼氫化鉀，攪拌均勻，需要用時配制。

　　鹽酸溶液(1:1)：量取50 mL鹽酸，緩慢地加進(jìn)40 mL水中，溫度降低后用水定容到100 mL，并攪拌勻。

　　1.4 蛋白質(zhì)測定

　　蛋白質(zhì)測定采用GB 5009.5—2016，試劑和測定程序均采用GB 5009.5—2016方法。

　　1.5 蜂蜜硒含量測定

　　采用氫化物-原子熒光法，主要根據(jù)參考文獻(xiàn) [12]上的參數(shù)和條件進(jìn)行測定。

　　1.6 蜂蜜處理

　　在室溫下，將頻率為21 kHz的超聲波處理機(jī)設(shè)置到600 W功率進(jìn)行超聲波處理，每次處理的蜂蜜量280 mL。分別處理0(對照)、3、6、9 min，每個樣品再經(jīng)200目尼龍布過濾除去60%左右的花粉[13]，重復(fù)3次，最后得到共計12個樣品。蜂蜜經(jīng)過過濾之后，在本研究中統(tǒng)稱為蜂蜜溶液。

　　2 結(jié)果

　　2.1 超聲波處理后蜂蜜溶液蛋白質(zhì)含量的變化

　　蜂蜜中主要的成分為葡萄糖和果糖，占總量的75%以上，其他如蛋白質(zhì)含量都很少，但是蛋白質(zhì)卻在營養(yǎng)價值中具有重要作用。蜂蜜蛋白質(zhì)主要來自于蜜蜂在釀造過程中蜜蜂自身的酶和花粉，花粉所帶來的蛋白質(zhì)的比例更大。為了測定超聲波處理后不含或含量較少的蜂蜜溶液蛋白質(zhì)的變化情況，將優(yōu)質(zhì)蜂蜜按照0、3、6、9 min的時間梯度進(jìn)行了處理，然后再用200目的尼龍布進(jìn)行了過濾，然后再采用GB 5009.5—2016的方法測定了蜂蜜的蛋白質(zhì)含量。圖1即為超聲波處理前后并且過濾了部分花粉的蛋白質(zhì)含量變化情況。

　　數(shù)據(jù)經(jīng)過單因素方差分析，經(jīng)F統(tǒng)計檢驗表明，P3,11<0.01，達(dá)到極顯著水平。

　　從圖1可以看出，蜂蜜經(jīng)過超聲波處理后，蜂蜜溶液的蛋白質(zhì)含量產(chǎn)生了明顯的變化，經(jīng)過 200目尼龍布的過濾，較大部分的花粉被過濾掉，所以未經(jīng)處理的蜂蜜溶液的蛋白質(zhì)含量明顯比較少，但是經(jīng)過超聲波處理之后，蛋白質(zhì)含量逐步增加，到達(dá)6 min后，基本達(dá)到了穩(wěn)定水平。

　　2.2 超聲波處理后蜂蜜溶液的硒含量變化

　　蜂蜜中的硒等礦物質(zhì)基本都是來源于花粉，超聲波處理可以破壞花粉壁從而可以將硒等礦物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)釋放到蜂蜜溶液中。本項研究將蜂蜜進(jìn)行超聲波處理后再過濾，過濾得到的蜂蜜溶液按照氫化物-原子熒光法來測定硒的含量。測定結(jié)果如圖2所示。

　　數(shù)據(jù)重復(fù)3次，進(jìn)行單因素方差分析，經(jīng)F檢驗，P3,11<0.01，達(dá)到極顯著水平。

　　從圖2可以看出，蜂蜜經(jīng)過超聲波，再經(jīng)過200目的尼龍布過濾之后，蜂蜜溶液中的硒含量顯示出了很大差異。經(jīng)過超聲波處理后，蜂蜜溶液的硒含量從0 min未處理的1.456 µg/kg提高到了處理9 min后的11.936 µg/kg水平，含量提高近10倍。分析其原因是陜西安康市大部分地區(qū)都是土壤富硒區(qū)。

　　3 討論

　　蜂蜜中的花粉與獨立于蜂蜜之外的蜂花粉顯著的區(qū)別在于花粉是否進(jìn)入蜂巢。一般的蜂花粉經(jīng)蜜蜂采集，帶在蜜蜂的足上，在進(jìn)入蜂巢之前在巢門口被花粉采集器刮落到采集器而得以收集[14]。因此蜂花粉沒有經(jīng)過蜜蜂的釀造過程，此時，蜂花粉與通過人工收集的花粉沒有質(zhì)量差別，只是通過蜜蜂收集更為便捷。而蜂蜜中的花粉是蜜蜂在采集花蜜的過程中與花蜜裹挾在一起，進(jìn)入蜜蜂的胃液中進(jìn)行過幾次蜜蜂口腔的淀粉酶和胃酶的釀造處理，封蓋的成熟蜜可能釀造次數(shù)多些，而非成熟蜜可能釀造次數(shù)少些[15]。從本質(zhì)上說，蜂花粉與蜂蜜中的花粉是同樣的物質(zhì)，只是蜂蜜中的花粉經(jīng)過了蜜蜂的釀造而已。所以蜂花粉與蜂蜜中的花粉營養(yǎng)含量相同。

　　在CAC CODEX STAN 12-1981的蜂蜜標(biāo)準(zhǔn)的3.1中明確約定了不能過濾掉花粉，在此標(biāo)準(zhǔn)的 6.1.12中規(guī)定，過濾掉花粉的蜂蜜應(yīng)當(dāng)標(biāo)識為過濾蜂蜜[6]。由此可見，蜂蜜中的花粉是蜂蜜營養(yǎng)的必需成分，不可或缺。但是如何有效利用蜂蜜中花粉的營養(yǎng)是一個問題。當(dāng)蜂蜜被口服后，蜂蜜經(jīng)過人的口腔再進(jìn)入胃部，這些器官都具有淀粉酶和胃酶等的消化功能，蜂蜜中花粉的花粉壁被破壞，其中的營養(yǎng)得以釋放，從而被人體吸收[15-17]。但是在傳統(tǒng)上，蜂蜜可作為美容護(hù)膚的佳品[18]，人體的面部皮膚不含有消化酶，不能吸收被花粉壁包裹的養(yǎng)分[19]。同時花粉過敏也是應(yīng)用蜂蜜美容護(hù)膚中的一大障礙[20]，用超聲波處理蜂蜜，同時希望能對花粉破壁，部分地解決花粉的過敏源問題。在本研究中采用超聲波處理意在解決蜂蜜中酵母導(dǎo)致的發(fā)酵腐敗及安全問題(另文論述)，同時發(fā)現(xiàn)了營養(yǎng)成分的變化。

　　從實驗結(jié)果得知，蜂蜜中的蛋白質(zhì)和硒都主要是來源于花粉，所以天然蜂蜜經(jīng)過超聲波破壁后，營養(yǎng)物質(zhì)都可以被釋放到蜂蜜溶液中，表現(xiàn)出超聲波處理前后的差異。

　　在一般測定硒的過程中，蜂蜜的樣品都經(jīng)過了鹽酸、硝酸和高氯酸的三酸無差別消化，所以測定的含量包括花粉在內(nèi)的蜂蜜中所有的硒元素含量，但蜂蜜經(jīng)過超聲波處理后，再經(jīng)過200 目篩孔的尼龍布過濾，把花粉與蜂蜜進(jìn)行了分離，因此，蜂蜜溶液中的硒含量差異就能體現(xiàn)出來。

　　蛋白質(zhì)含量測定的GB 5009.5—2016的國標(biāo)方法測定中，蜂蜜樣品也是經(jīng)過了(0.5～1)h硫酸消煮，蜂蜜中的花粉養(yǎng)分全部被釋放到溶液中，沒有經(jīng)過過濾的蜂蜜，其測定的蛋白質(zhì)含量也是一個全量。在本研究中通過超聲波處理和隨后的過濾進(jìn)一步表明了蜂蜜蛋白質(zhì)主要來源于花粉，這與前人的文獻(xiàn)[19]描述是一致的。蜜蜂除了采集花蜜之外，為了自身營養(yǎng)的需要還要采集大量的花粉，否則就不能滿足自身的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等的需要，所以花粉對于蜜蜂的自身營養(yǎng)是必需的。

　　對于蜂蜜的超聲波處理，課題組進(jìn)行了較為廣泛的實驗研究，本篇主要于描述營養(yǎng)的變化。通過系統(tǒng)的研究將找到更加合理高效的超聲波處理條件，以及超聲波處理蜂蜜所帶來的優(yōu)勢。

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