水溶性蜂胶加工工艺研究

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摘要：蜂胶具有广泛的生物学活性，但蜂胶在水中的溶解度极低，稳定性差，生物利用度低，因此其应用受到限制。如何使蜂胶均匀地分散于水中，对于蜂胶产品的开发和发挥蜂胶的保健功效有着重要的价值。该文介绍了水溶性蜂胶加工工艺的研究进展，重点介绍了使用乳化剂制备水溶性蜂胶的技术方法，评价了该技术用于蜂胶的适用性和存在的问题，旨在为蜂胶的深入研究和加工利用提供参考。

关键词：水溶性蜂胶；加工工艺；乳化；溶解度；生物学活性

蜂胶的应用历史悠久，化学成分复杂，生物学活性广泛，是近20年来国内外蜂产品研究开发的热点。蜂胶是一种天然胶黏性物质，温度低时变脆，温度高时变黏，且难溶或不溶于水，在胃肠道中吸收较差，生物利用度较低。蜂胶中大多数物质是脂溶性和醇溶性成分，疏水性强，而在乙醇中具有良好的溶解性。蜂胶中的黄酮类化合物一般在水中的溶解度极低，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。由于水溶性制品更容易被吸收，还可以减少乙醇作为蜂胶溶剂引起的过敏、刺激胃肠道、增加肝脏负担等。因此，蜂胶的水溶工艺一直受到人们的关注，研究和应用前景十分广阔。本文介绍了水溶性蜂胶加工工艺的研究进展，重点介绍使用乳化剂制备水溶性蜂胶的技术方法，评价了该技术用于蜂胶的适用性和存在的问题，旨在为蜂胶的深入研究和加工利用提供参考。

1乳化剂法

乳化是指一种或多种液体以微粒的形式均匀分散在另一种不相混溶的液体中以形成相对稳定的乳状液的过程。乳化剂可以改变乳化体系中各组成相之间的表面张力，形成均匀分散的乳状液。乳化剂的复合使用更有助于降低界面张力，阻止液滴的聚集倾向，有助于改善乳化效果，增加乳液的稳定性。目前大多使用有机溶剂和乳化剂来配制蜂胶乳化液。蜂胶乳化工艺的研究概况见表1。1.1乳化剂的单一使用与复合使用。Tween系列乳化剂对蜂胶的乳化作用研究最多，实验结果均表明Tween系列乳化剂对蜂胶具有良好的乳化效果。使用一种乳化剂不如多种乳化剂复合使用对蜂胶的乳化效果好[1]。使用乳化剂所得的蜂胶乳液保持了较高的抗菌活性和抗氧化活性，但是抗菌效果低于蜂胶乙醇溶液[4]。蜂胶还可以与一些抗菌活性物质（如银离子、壳聚糖）结合配制成抗菌乳液[6-8]。Yang等[9]用Tween-80和亲水性磷脂组成的复合乳化剂乳化蜂胶PEG-400溶液，乳液中蜂胶的浓度为0.02g/mL。该蜂胶乳液显示出对细菌生长和L-抗坏血酸降解的显著抑制作用，并且有效保持了橙汁pH值、可滴定酸度、总酚含量、色泽和抗氧化能力，说明作为化学防腐剂的替代，蜂胶乳液有希望用作橙汁或其他果汁的天然添加剂。除Tween系列外，亲水性磷脂[9]、蔗糖酯、黄原胶和明胶[4]都可以乳化蜂胶，配制成非常稳定的乳状液。明胶对蜂胶有良好的乳化效果，原因可能是：明胶是一种亲水性基团较多的蛋白质，蜂胶中含有许多酚羟基化合物，两者能够构成复合物。而Span系列非离子型乳化剂和分子蒸馏单甘酯不能使蜂胶均匀分散在水中[16]，这可能是因为其亲水亲油平衡值（HLB值）偏低。羧甲基纤维素钠和阿拉伯胶同样对蜂胶的乳化效果较差。陈崇羔[5]的研究表明，HLB值与对蜂胶的乳化效果没有呈正相关或负相关。而曹炜[16]研究发现随着Tween系列乳化剂HLB值的增加，其对蜂胶的乳化能力也随之增加，并给出了解释。Tween系列乳化剂的乳化机理是分散相与聚氧乙烯基结合，分散相分散在胶团的栅状结构中，HLB值大的Tween-20可以复合更多的蜂胶。而Tween-60比Tween-20疏水性强，当与蜂胶络合时，其HLB值比Tween-20下降快，因此Tween-20对蜂胶的乳化能力最强。使用HLB法作为乳化剂的粗略选择依据是目前常见的筛选方法，但是也具有局限性。蜂胶的组成复杂，不能简单地从HLB值推断出具体乳化剂的选择，还需要通过实验加以确定。由于蜂胶水溶性很差，现在一般使用有机溶剂（如乙醇、聚乙二醇等）和乳化剂（Tween-80、磷脂等）来制备蜂胶溶液，所用的物质大部分为非常用物质，国家对这些物质的添加有严格的规定和限制，同时这些物质的添加可能会降低蜂胶的药理作用，增加毒副作用和产品成本。因此，探索有机溶剂或乳化剂添加量少甚至不添加、制备简单、机体吸收率高的水溶性蜂胶的加工工艺是目前高效利用蜂胶资源的难点之一。1.2微乳化。微乳是一种透明或半透明、低黏度、各向同性且热力学稳定的油-水混合体系，其通过油相、水相、乳化剂和助乳化剂以适当的比例自发形成。乳化剂可降低油相和水相之间的界面张力，然而，此条件下的界面张力只能形成乳液，助乳化剂可进一步帮助乳化剂降低油相和水相之间的界面张力，从而促进微乳液自发形成，并提高其稳定性。蜂胶微乳的制备一般先借助伪三元相图筛选出乳化剂、助乳化剂和油相。至今已有许多学者研究了蜂胶微乳的制备方法，发现所得乳液具有良好的愈合烧伤的能力[19]，可用于治疗口腔和咽喉炎症[25]等。蜂胶还可与黄芪多糖复配形成复合蜂胶微乳[26]。蜂胶微乳对大肠杆菌O157、金黄色葡萄球菌、痢疾志贺氏菌等细菌的抑菌效果优于蜂胶乙醇溶液，对酵母菌、霉菌具有相同的抑菌作用[14]。但也有研究发现乳化后的蜂胶抑菌作用降低显著[11]。由蜂胶醇提物制备的微乳液具有良好的抑制致龋细菌生长的能力和使牙釉质表面再矿化的能力，可代替氟化铵用以防止龋齿[23]。Fan等[21,22]以RH-40、无水乙醇、乙酸乙酯和蜂胶黄酮为原料制备蜂胶黄酮微乳（propolisflavonemi-croemulsion，PFM），在最佳制备条件下，蜂胶黄酮浓度为3.0mg/mL；透射电镜下呈球形，平均粒径为12.70±0.63nm，zeta电位为-3.27±0.15mV；在体外，PFM能够显著促进淋巴细胞增殖，促进IL-2、IFN-γ的分泌；在体内，高、中剂量的PFM可以明显增强淋巴细胞活性，提高血清中IgG、IgM、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的含量，并降低丙二醛含量。结果表明，PFM能够显著提高蜂胶黄酮的免疫和抗氧化活性，有望开发成新型的蜂胶黄酮制剂。微乳液的物理化学性质主要取决于乳化剂、助乳化剂、油和水的比例[19]。微乳的优势是能够同时增溶溶解性有差异的组分，并且具有良好的分散性，有利于吸收，提高生物利用度。传统的蜂胶乳化方法，加入乳化剂并通过高剪切、超声波、高压均质等方式进行乳化，但其稳定性问题至今还没有解决。蜂胶乳化液颗粒粒径较大，不稳定，易分层，而且蜂胶乳化液的稳定性易受温度、杂质等环境因素的影响，所以必须寻找合适的乳化剂或复合乳化剂，以形成较宽范围下稳定的蜂胶乳化液。与传统的乳化方式相比，微乳化蜂胶具有以下优势：①制备相对简单，只需把有机相、水相、乳化剂、助剂等以相应的比例混合，经搅拌均匀．即可自发形成；②稳定性高，具有较宽的储藏温度，长时间贮存不分层；③黏度增大不显著，流动性好，便于雾化。1.3纳米乳化。纳米乳液是一种非热力学稳定体系，通过混合不同比例的水相、油相、乳化剂和助乳化剂制备而成。与微乳液相比，纳米乳液中使用的助乳化剂和乳化剂的量小于微乳液中的添加量，并且类型不只局限于小分子量的化合物，还包括高分子量化合物，如蛋白质、多糖等，所以不易使油水两相界面间的能值降低至最优值，需要通过超声[27]或高压均质[28]等外力加入。而微乳中添加的乳化剂和助乳化剂通常为低分子量化合物，并且添加量大，由于负界面张力而自发形成微乳体系。Chae和Park[29]使用脂质和卵磷脂通过高压均质化制备了含维生素C、维生素E和蜂胶的纳米乳液，通过体内和体外实验证实了该纳米乳剂对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有很好的抗菌性，还可以降低白细胞介素-1β的表达。由此可以期望该纳米乳液对牙龈疾病具有良好的治疗效果。Chae等[30]还应用此纳米乳液制成了一种凝胶型功能性牙膏。患者使用牙膏后，软组织、牙龈组织和黏膜伤口上的溃疡和炎症的情况得到有效改善，伤口愈合迅速，且没有显示出任何副作用。Mauludin等[17]制得的蜂胶纳米乳液透明，颗粒几乎为球形，粒径为23.7nm，多分散指数为0.338。蜂胶纳米乳液经过6个循环的冻融试验和稳定性试验，表现出良好的稳定性；与原始蜂胶提取物相比，纳米乳液对DPPH自由基的清除率下降不明显，并且被证明是安全的。

2其他水溶性蜂胶加工工艺

除乳化方法外，还可通过以下加工工艺增加蜂胶在水中的溶解性。(1)微胶囊法：麦芽糊精[31]、β-环糊精[32]、明胶[33]、水溶性玉米蛋白等都是很好的蜂胶微胶囊壁材。壁材对蜂胶的有效成分进行包埋，可以提高蜂胶制品的保质期[31]，可掩盖蜂胶的特殊气味，并保持良好的抗菌作用[33]。蜂胶微胶囊化克服了蜂胶水溶性差、有异味、挥发性成分易损失的缺点，不但使蜂胶原有活性成分不会损失，且缓慢释放。李雅晶和胡福良[32]制备的粒径在纳米范围的蜂胶微胶囊能够显著降低血清胆固醇。(2)脂质体法：蜂胶中极性较大的化合物被包裹在脂质体的水相中，而一些极性较小的脂溶性化合物被包裹在脂质膜中，有利于防止光、热、氧气和金属离子等环境因素影响蜂胶的有效组分。蜂胶脂质体也能解决蜂胶稳定性差、水溶性差、气味强烈等问题。(3)水提取法：目前蜂胶的有效成分主要使用乙醇提取法提取，所得的蜂胶醇提物不易分散于水相中，具有刺激性，使用乳化剂制备的蜂胶乳化液作为功能性食品长期食用，可能存在着不良反应和生产成本增加的问题。而醇溶水提法克服了这些问题，并且生产工艺相对简单。用这种方法制备的水溶性蜂胶尽管活性物质的种类和数量少于蜂胶醇提物，但水提取物的许多生物学活性却明显强于醇提物[34]。但是也有一些研究有相反的结果[36]。(4)酶提法：选用合适的酶处理蜂胶以破坏蜂胶的结构，引起局部塌陷、溶解或松散等，加速活性物质的溶解，提高提取效率，缩短提取时间。酶法提取有效活性组分的新兴技术已经广泛应用于许多领域。与乳化法相比，酶法制备的水溶性蜂胶拥有无毒、高效、水解液透明及易调节控制等优点[35]。随着对酶技术的继续探索，酶技术与其他方法如超声、超高压、微波等方法的结合可以为水溶性蜂胶的加工工艺拓展新的思路。

3总结与展望

蜂胶中大多数成分是脂溶性和醇溶性的，在水中的溶解度极低。目前水溶性蜂胶一般通过添加乳化剂法来制备蜂胶乳化液，许多学者研究了蜂胶微乳液和纳米乳液的加工工艺。常用的乳化剂是Tween-80和其他Tween系列乳化剂。将蜂胶制备成微胶囊或脂质体增大其在水中的溶解度也有很多研究，还有学者研究了蜂胶的醇溶水提法和酶提法。这些研究为提高蜂胶深加工的技术水平、利用蜂胶开发相关功能性产品、丰富蜂胶产品多样化、增加蜂胶在医药和食品行业中的应用提供了重要的理论依据。基于目前蜂胶制品中存在的问题，要促进水溶性蜂胶产品的快速、健康、可持续发展，可以从以下三个方面入手，继续加强相关的研究与开发。3.1研究开发优质蜂胶乳化剂和复合乳化剂。乳化剂的类型很多，其作用也稍有差异。几种乳化剂的组合，能够起到协同功效，但其协同作用程度不同，有必要优化不同乳化剂的配比，进一步研究乳化剂对蜂胶的作用机理。3.2研究开发天然的蜂胶乳化剂。我国天然乳化剂的种类仍然偏少，而且我国作为小麦、玉米、马铃薯、茶叶、人工养殖海藻的生产大国，改性淀粉类、植物胶、茶皂素、海藻酸钠等天然的乳化剂却没有得到广泛使用，天然乳化剂和近年来新开发的乳化剂对蜂胶的乳化效果研究较少。为了适应消费者天然、安全、营养、健康的食品消费新趋势，加强天然乳化剂开发具有重要意义。3.3完善水溶性蜂胶的系统研究。不同工艺条件下制备的水溶性蜂胶与醇溶性蜂胶之间化学成分、体内体外功能活性、安全性、药理活性等的差异目前尚未有系统的研究。水溶性蜂胶的成分、活性、稳定性和人体吸收等问题有待深入系统的研究。

作者:黄莺莺 张翠平 胡福良 单位:浙江大学动物科学学院