蜂蜜中几种常见酶的研究进展

发布时间:2011-08-28 21:54    文章来源:湖北天马养蜂场    浏览量:2370 次    【字体大小:正常 偏大 最大

摘要:蜂蜜具有多种生理活性,在食品、医药、化工等领域有广泛的应用基础。蜂蜜中活性酶类的研究是蜂蜜研究中的一个热点。对蜂蜜中的淀粉酶、蔗糖转化酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和酸性磷酸脂酶等5种主要酶类的来源、作用机制、检测方法等研究进展进行了综述,以期为蜂蜜质量控制中酶活性的检测提供依据。

关键词:蜂蜜;酶;检测

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露,与自身分泌物结合后,经过在巢脾内转化、脱水、贮存至成熟的过程而成的天然甜物质。蜂蜜的成分复杂,营养丰富,是人类传统而古老的天然营养保健品。现代医学通过微生物和临床试验证实,蜂蜜在抑制细菌生长和治疗疾病中具有得天独厚的优点。用蜂蜜进行治疗,易于伤口的护理,且不含抗生素,在缓解胃痛和治疗腹泻时无副作用,因此在现代医学上,蜂蜜疗法仍占有一席之地。蜂蜜独特的医疗保健作用,其机理之一就是与酶及酶的功能有关。蜂蜜中含有多种酶,如蔗糖酶、淀粉酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶,此外还有还原酶、脂酶、类蛋白酶等,这些酶在新陈代谢过程中具有十分重要的作用。酶作为蜂产品营养素中的活性物质,其功能见效快、效果显著。酶是生物活性细胞产生的具有催化作用的蛋白质,生物体内的生物反应都是在酶的催化下进行的。

酶参与食物的消化,蛋白质的生物合成,生物能量的控制与利用以及其他生命活动的化学变化。酶是生命活动的催化剂,如果没有酶,生物的新陈代谢运动会被抑制,生命也将停止。蜂蜜中的酶来自于蜜蜂本身及其采集的蜜源植物和排泄甘露的某些昆虫。本文对蜂蜜中的淀粉酶、蔗糖转化酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和酸性磷酸脂酶等5种主要酶类的来源、作用机制、检测方法等研究进展进行了综述,以期为蜂蜜质量控制中酶活性的检测提供依据。

1淀粉酶(Amylase)

蜂蜜中淀粉酶的发现已有120多年之久,淀粉酶能将淀粉和糖原水解成糊精和麦芽糖。蜂蜜中的淀粉酶含量很低,有些巢蜜中甚至不含淀粉酶。蜂蜜中不含淀粉酶,或含量偏低,对蜜味和纯度并没有影响,也不能因此认定是由于过热加工或搀杂的缘故。Hrassnigg等(2003)的研究表明,蜂蜜或者蜂蜜的前体物中实际上可能不合淀粉,蜜蜂之所以向蜂蜜中分泌淀粉酶是因为其生理上的需要。研究还表明,淀粉酶由工蜂的咽下腺分泌,能提高二糖的利用率,增加能量的供应,使工蜂能飞行更长的时间。此外,淀粉酶对花粉的预消化也非常重要,因为蜂群中的蜂王和雄蜂并不产生淀粉酶,而是通过蜂蜜或者其他工蜂加工过的食物来获得淀粉酶,从而对食物进行进一步的处理。

由于淀粉酶易于测定和对热的不稳定性,常以其含量作为衡量蜂蜜受热程度和贮存时间的质量指标。分光光度法测定蜂蜜中的酶值是现行的国际通用方法之一,而在实验室中常采用试管法。因现有的检测方法都是以非特异性物质作为检测对象,因而很容易造假。近年来发展起来的同工酶凝胶电泳技术,可根据同工酶的特征酶谱来鉴别是天然蜂蜜中的淀粉酶还是工业淀粉酶,从而填补了标准中的检测“盲区”,防止在蜂蜜中添加工业淀粉酶来蒙蔽检验部门,损害消费者利益。

2蔗糖转化酶(Sucrosetransteras)

蜂蜜中几种常见酶的研究进展

蔗糖转化酶又称蔗糖酶,是蜂蜜中最重要的酶。在酿造过程中它能将采集来的二糖转化为具有旋光性的单糖N,且在蜂蜜贮存过程中继续作用,使蔗糖含量持续下降,转化糖含量相应升高1,转化酶由此得名。蜂蜜和花蜜中都含有蔗糖酶,主要是由蜜蜂的咽下腺产生,流入口腔,加到花蜜里,其作用是把含12个碳原于的蔗糖分解成只含6个碳原子的单糖(葡萄糖和果糖)。这一转化过程是消化过程的第一步,它使蜂蜜中的分子数增加了一倍,即渗透压增加了一倍,也促使另一种酶(葡萄糖氧化酶)对一小部分葡萄糖起化学反应。像大多数生物过程一样,蔗糖转化为两种单糖的过程永远不会完成,所以大多数蜂蜜仍有1%~3%的蔗糖。

目前国际上有一种新的观点,认为应将蔗糖酶作为蜂蜜质量的检测对象。主要是因为淀粉酶不能很好地反映蜂蜜中真正酶的主流,作为活性物指标亦比蔗糖转化酶稳定得多。有试验证明,在加热阶情况下,蔗糖转化酶活性变化比淀粉酶大。在贮存时间长的情况下也易被破坏,因此建立蜂蜜中蔗糖转化酶的测定方法,对判定蜂蜜是否经过加热处理,具有实际意义。有些国家如德国、意大利、瑞典等都采用测定蔗糖酶作为确定蜂蜜是否新鲜的标志。张忠义等(2002)确定了3,5-二硝基水杨酸比色法测定蜂蜜中蔗糖转化酶的最佳条件。该法操作简便,快速且杂质干扰少,可以借鉴。

3葡萄糖氧化酶(GlucoseOxidase)

早在20世纪60年代初,人们就发现蜂蜜中含有葡萄糖氧化酶。此酶能使花蜜中的少量葡萄糖起化学反应,转化成葡萄糖酸和过氧化氢。葡萄糖酸是蜂蜜中的主要酸类,过氧化氢是蜂蜜中的抗菌成分之一。因此葡萄糖氧化酶能保护新采集来的蜜汁不受细菌侵害。此酶对光不稳定,遇光消失,而且只在稀蜜里有活性,一旦蜂蜜的含水量达到正常(18%~19%),此酶就停止活动。同样,当蜜蜂从蜜房中吮吸蜂蜜,加水稀释,饲喂幼虫时,此酶又恢复了活性。1963年,White等研究发现,蜂蜜被稀释时,其活性增强2500~50000倍。葡萄糖氧化酶不耐热,pH=3时活性最强,花粉中的过氧化氢酶可影响此酶的活性。

Kazuaki等(1999)通过分子生物学技术证实葡萄糖氧化酶和淀粉酶一样,是由采集蜂的咽下腺分泌,而非哺育蜂分泌。

由于葡萄糖氧化酶对光敏感,且对过氧化氢酶具有依赖性,因此不适合作为酶活性的指示剂。

4过氧化氢酶(Catalase)

如前所述,在葡萄糖氧化酶的作用下,当蜂蜜中的过氧化氢积累到一定浓度时就会产生杀菌和抑菌作用。过氧化氢是一种不稳定的化合物,寿命短,但作用力强,能保护稀蜜(成熟蜜中一般不合过氧化氢)。过氧化氢酶可以将过氧化氢分解为水并放出氧气。

Dtlstman(1971)研究发现蜂蜜中存在的过氧化氢酶来自植物,主要来自花粉,极少部分来自花蜜。Weston(2000)认为某一特定的蜂蜜所具有的过氧化氢含量取决于蜂蜜中的过氧化氢酶含量和葡萄糖氧化酶含量,蜂蜜中过氧化氢酶含量越低,葡萄糖氧化酶含量越高,则其过氧化氢的含量越高,抗菌作用也就越强。

5酸性磷酸脂酶(Acidphosphatase)

磷酸脂酶的作用是水解磷酸酯类。蜂蜜中的磷酸脂酶主要是酸性磷酸脂酶,其酶值反映了蜂蜜的发酵程度。

Alonso-Torre等(2006)利用对硝基苯磷酸二钠和水在酸性磷酸脂酶营造的酸性环境下发生反应,借助氘灯双光束光栅分光光度计在400nm的波长下对酸性磷酸脂酶的活性进行了测定。结果表明,蜂蜜中的造粒对酸性磷酸脂酶的活性没有影响,只对酸性磷酸脂酶活性发生改变的时间有影响,而pH值对它的影响则非常大。pH值越高,酸性磷酸脂酶活性降低就越慢。

1938年,Giri首次发现蜂蜜中存在酸性磷酸脂酶,它是一种水解酶,将磷酸酯水解为无机磷酸盐。酸性磷酸脂酶主要存在于花粉中,少量存在于花蜜中,虽然在蜂蜜中酸性磷酸脂酶比其他酶的活性低,对热和贮存时间的抵抗力也较小,但是它的含量反映了蜂蜜发酵阶情况,因此对其活性的测定是非常有实际意义的。更多养蜂技术和蜂产品知识请关注湖北天马养蜂场官方微信公众号:"honeymarket",或者加QQ号2969169050,欢迎投稿和交流讨论蜜蜂文化。

6研究展望

现有的蜂蜜国家标准中关于酶的检测只有淀粉酶值这一项,但生物学功能不可能只由单种成分就能完成,而必须有多种物质的协同作用。在具有营养保健功能的蜂蜜中,淀粉酶值不能代表全部酶的生物活性。因此,为有效控制蜂蜜质量,在测定淀粉酶活性的同时测定其他酶的活性是必要的。限于目前蜂蜜中其他酶的检测方法比较烦琐,且重复性差,未被列入检测指标。因此,研究简单易行的蜂蜜中酶的检测方法也是未来蜂蜜研究的方向之一。

参考文献(略)引自《蜜蜂杂志》2007(6)

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