超声波处理后蜂蜜中蛋白质和硒含量变化

　　摘要：超声波处理可以对蜂蜜中的花粉进行破壁，从而释放花粉中的营养，研究旨在研究超声波处理后蜂蜜中蛋白质和硒含量的变化。蜂蜜经过超声波处理后再经200目尼龙布过滤，采用国标GB 5009.5—2016测定蜂蜜溶液中的蛋白质含量，用盐酸-硝酸-高氯酸三酸消煮后采用氢化物- 原子荧光法测定硒含量。结果表明，经过超声波处理后的蜂蜜溶液中蛋白质含量提高了4倍，硒含量提高了近10倍。

　　关键词：超声波;蜂蜜;蛋白质含量;硒含量;氢化物-原子荧光法

　　蜂蜜作为最原始的人类食物之一，上千年来都受到人类的重视。除了作为食物之外还被作为传统的保健品[1-4]。新鲜天然蜂蜜经过滤渣蜡，溶液中主要是糖类和花粉。花粉作为蜂蜜中重要的营养物质提供了主要的矿物质、维生素、氨基酸和蛋白质等营养[5]，所以在联合国国际食品法典委员会(CAC)CODEX STAN 12-1981的蜂蜜标准[6] 的3.1中明确约定了不能过滤掉花粉，在此标准的 6.1.12中规定，过滤掉花粉的蜂蜜应当标识为过滤蜂蜜。

　　蜂蜜被人食用之后进入口腔和胃，消化系统可以进行较好的消化，其中的花粉壁在一定程度上也得到了消化，其营养物质应该能够被人体吸收[2,7-8]。蜂蜜在很多爱美女士的眼里还是纯天然的护肤佳品[9-11]，我们的皮肤没有消化系统，所以蜂蜜含有的花粉中的矿物质、维生素、氨基酸、蛋白质等营养物质就不能被皮肤吸收。因此，对蜂蜜花粉进行破壁处理就可以更好促进肠胃对营养的吸收。而蜂蜜花粉的破壁可以使天然蜂蜜发挥美容护肤的作用。

　　本研究遵循CAC CODEX STAN 12-1981蜂蜜标准[6]的非加热的要求设计了超声波处理机来解决蜂蜜的防腐、贮运安全和花粉破壁释放花粉营养的问题。此超声波处理机已经申请了国家发明专利，而关于超声波处理解决防腐和贮运的安全问题已经在其他文章进行了论述。本文将通过实验检测分析来揭示经超声波处理，再过滤掉花粉之后，蜂蜜溶液的硒和蛋白质含量的变化情况。

　　1 材料方法

　　1.1 实验材料

　　蜂蜜：陕西安康市汉滨区恒口镇蜂元蜂产品加工坊的意大利蜜蜂的蜂养元牌百花蜜。

　　1.2 实验仪器

　　BSA-CW电子分析天平：上海赛多利斯仪器系统有限公司;KGB-2型电热板：北京市森华理化仪器研究所;电热恒温水浴箱：广州市化户电器有限公司;SA-10型原子荧光形态分析仪(配硒空心阴极灯)：深圳吉天仪器有限公司;玻璃仪器。

　　依据作者的专利定制的超声波处理机参数为：频率21 kHz，功率(100～600)W;超声波处理机与一般的超声波清洗机类似，仍然是一台发生器连接一个带震子不锈钢容器组成，与普通的超声波清洗机不同的参数是频率和功率。

　　1.3 药品试剂及配制

　　硝酸-高氯酸混合酸(3:2)：将300 mL硝酸与 200 mL高氯酸混合均匀。

　　盐酸溶液(5+95)：向475 mL水中缓慢地倒入25 mL的37%盐酸，并搅拌匀，得到1.85%盐酸溶液。硒标准储备液[GBW(E)080215]。

　　20 µg/L的硒标准使用液：量取2 mL硒标准储备液[GBW(E)080215]于100 mL容量瓶，用5% 盐酸至80 mL，加5 mL，再用5%盐酸定容到100 mL。再取新配制的2 mg/L溶液10 mL于1 L容量瓶中，用5%盐酸定容至1 L备用。

　　氢氧化钾溶液(5 g/L)：在1000 mL蒸馏水里，倒进5 g的氢氧化钠，并混合均匀。

　　硼氢化钾碱溶液(15 g/L)：向氢氧化钾溶液(5 g/L)里，加入15 g硼氢化钾，搅拌均匀，需要用时配制。

　　盐酸溶液(1:1)：量取50 mL盐酸，缓慢地加进40 mL水中，温度降低后用水定容到100 mL，并搅拌匀。

　　1.4 蛋白质测定

　　蛋白质测定采用GB 5009.5—2016，试剂和测定程序均采用GB 5009.5—2016方法。

　　1.5 蜂蜜硒含量测定

　　采用氢化物-原子荧光法，主要根据参考文献 [12]上的参数和条件进行测定。

　　1.6 蜂蜜处理

　　在室温下，将频率为21 kHz的超声波处理机设置到600 W功率进行超声波处理，每次处理的蜂蜜量280 mL。分别处理0(对照)、3、6、9 min，每个样品再经200目尼龙布过滤除去60%左右的花粉[13]，重复3次，最后得到共计12个样品。蜂蜜经过过滤之后，在本研究中统称为蜂蜜溶液。

　　2 结果

　　2.1 超声波处理后蜂蜜溶液蛋白质含量的变化

　　蜂蜜中主要的成分为葡萄糖和果糖，占总量的75%以上，其他如蛋白质含量都很少，但是蛋白质却在营养价值中具有重要作用。蜂蜜蛋白质主要来自于蜜蜂在酿造过程中蜜蜂自身的酶和花粉，花粉所带来的蛋白质的比例更大。为了测定超声波处理后不含或含量较少的蜂蜜溶液蛋白质的变化情况，将优质蜂蜜按照0、3、6、9 min的时间梯度进行了处理，然后再用200目的尼龙布进行了过滤，然后再采用GB 5009.5—2016的方法测定了蜂蜜的蛋白质含量。图1即为超声波处理前后并且过滤了部分花粉的蛋白质含量变化情况。

　　数据经过单因素方差分析，经F统计检验表明，P3,11<0.01，达到极显著水平。

　　从图1可以看出，蜂蜜经过超声波处理后，蜂蜜溶液的蛋白质含量产生了明显的变化，经过 200目尼龙布的过滤，较大部分的花粉被过滤掉，所以未经处理的蜂蜜溶液的蛋白质含量明显比较少，但是经过超声波处理之后，蛋白质含量逐步增加，到达6 min后，基本达到了稳定水平。

　　2.2 超声波处理后蜂蜜溶液的硒含量变化

　　蜂蜜中的硒等矿物质基本都是来源于花粉，超声波处理可以破坏花粉壁从而可以将硒等矿物质营养物质释放到蜂蜜溶液中。本项研究将蜂蜜进行超声波处理后再过滤，过滤得到的蜂蜜溶液按照氢化物-原子荧光法来测定硒的含量。测定结果如图2所示。

　　数据重复3次，进行单因素方差分析，经F检验，P3,11<0.01，达到极显著水平。

　　从图2可以看出，蜂蜜经过超声波，再经过200目的尼龙布过滤之后，蜂蜜溶液中的硒含量显示出了很大差异。经过超声波处理后，蜂蜜溶液的硒含量从0 min未处理的1.456 µg/kg提高到了处理9 min后的11.936 µg/kg水平，含量提高近10倍。分析其原因是陕西安康市大部分地区都是土壤富硒区。

　　3 讨论

　　蜂蜜中的花粉与独立于蜂蜜之外的蜂花粉显著的区别在于花粉是否进入蜂巢。一般的蜂花粉经蜜蜂采集，带在蜜蜂的足上，在进入蜂巢之前在巢门口被花粉采集器刮落到采集器而得以收集[14]。因此蜂花粉没有经过蜜蜂的酿造过程，此时，蜂花粉与通过人工收集的花粉没有质量差别，只是通过蜜蜂收集更为便捷。而蜂蜜中的花粉是蜜蜂在采集花蜜的过程中与花蜜裹挟在一起，进入蜜蜂的胃液中进行过几次蜜蜂口腔的淀粉酶和胃酶的酿造处理，封盖的成熟蜜可能酿造次数多些，而非成熟蜜可能酿造次数少些[15]。从本质上说，蜂花粉与蜂蜜中的花粉是同样的物质，只是蜂蜜中的花粉经过了蜜蜂的酿造而已。所以蜂花粉与蜂蜜中的花粉营养含量相同。

　　在CAC CODEX STAN 12-1981的蜂蜜标准的3.1中明确约定了不能过滤掉花粉，在此标准的 6.1.12中规定，过滤掉花粉的蜂蜜应当标识为过滤蜂蜜[6]。由此可见，蜂蜜中的花粉是蜂蜜营养的必需成分，不可或缺。但是如何有效利用蜂蜜中花粉的营养是一个问题。当蜂蜜被口服后，蜂蜜经过人的口腔再进入胃部，这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坏，其中的营养得以释放，从而被人体吸收[15-17]。但是在传统上，蜂蜜可作为美容护肤的佳品[18]，人体的面部皮肤不含有消化酶，不能吸收被花粉壁包裹的养分[19]。同时花粉过敏也是应用蜂蜜美容护肤中的一大障碍[20]，用超声波处理蜂蜜，同时希望能对花粉破壁，部分地解决花粉的过敏源问题。在本研究中采用超声波处理意在解决蜂蜜中酵母导致的发酵腐败及安全问题(另文论述)，同时发现了营养成分的变化。

　　从实验结果得知，蜂蜜中的蛋白质和硒都主要是来源于花粉，所以天然蜂蜜经过超声波破壁后，营养物质都可以被释放到蜂蜜溶液中，表现出超声波处理前后的差异。

　　在一般测定硒的过程中，蜂蜜的样品都经过了盐酸、硝酸和高氯酸的三酸无差别消化，所以测定的含量包括花粉在内的蜂蜜中所有的硒元素含量，但蜂蜜经过超声波处理后，再经过200 目筛孔的尼龙布过滤，把花粉与蜂蜜进行了分离，因此，蜂蜜溶液中的硒含量差异就能体现出来。

　　蛋白质含量测定的GB 5009.5—2016的国标方法测定中，蜂蜜样品也是经过了(0.5～1)h硫酸消煮，蜂蜜中的花粉养分全部被释放到溶液中，没有经过过滤的蜂蜜，其测定的蛋白质含量也是一个全量。在本研究中通过超声波处理和随后的过滤进一步表明了蜂蜜蛋白质主要来源于花粉，这与前人的文献[19]描述是一致的。蜜蜂除了采集花蜜之外，为了自身营养的需要还要采集大量的花粉，否则就不能满足自身的蛋白质、维生素和矿物质等的需要，所以花粉对于蜜蜂的自身营养是必需的。

　　对于蜂蜜的超声波处理，课题组进行了较为广泛的实验研究，本篇主要于描述营养的变化。通过系统的研究将找到更加合理高效的超声波处理条件，以及超声波处理蜂蜜所带来的优势。

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