印度东北部丘陵地区不同蜂种蜂蜜的理化特性与抗氧化活性：揭示无刺蜂蜂蜜的卓越品质

本研究针对印度东北部丘陵地区不同蜂种蜂蜜的品质特性展开系统研究，通过分析六种蜂种（包括意大利蜂、喜马拉雅蜜蜂、大蜜蜂、小蜜蜂及两种无刺蜂）蜂蜜的理化指标和抗氧化活性，首次发现无刺蜂蜂蜜（Lepidotrigona arcifera和Tetragonula sp.）在总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)、脯氨酸含量(PC)及CUPRAC/DPPH抗氧化活性方面表现卓越。研究通过主成分分析(PCA)和聚类分析揭示了不同蜂种蜂蜜的独特特征，为高品质蜂蜜的产地认证和质量标准建立提供科学依据，对推动地区养蜂产业发展和特色蜂蜜品牌建设具有重要意义。

　　

在印度东北部丘陵地区，丰富的生物多样性和独特的生态环境孕育了多种具有地方特色的蜂蜜资源。蜂蜜作为一种天然甜味剂，不仅含有丰富的葡萄糖和果糖，还包含酶类、色素、维生素、氨基酸、有机酸和矿物质等多种生物活性成分，具有重要的营养价值和药用价值。然而，蜂蜜的组成和质量受到蜜源植物、地理区域、季节变化、加工技术和储存条件等多种因素的影响，不同蜂种生产的蜂蜜在理化特性和生物活性方面存在显著差异。

印度作为全球第七大蜂蜜生产国和出口国，在2021-2022年出口了74,413.05公吨天然蜂蜜，价值1.6377亿美元。尽管蜂蜜产量从2013-2014年的76,150公吨增加到2019-2020年的120,000公吨，增长了57.58%，但东北部丘陵地区每年仅生产约50万公斤蜂蜜，拥有4万名养蜂人，其中大多数规模较小，只有一两个蜂箱。该地区具有成为"蜂蜜之都"的潜力，但由于缺乏科学的养蜂实践和品牌建设，这一潜力尚未得到充分开发。

为了解决这一问题，研究人员对印度东北部丘陵地区不同蜂种的蜂蜜进行了全面的理化和抗氧化活性评估，包括Apis dorsata（大蜜蜂）、A. florea（小蜜蜂）、A. cerana himalaya（喜马拉雅蜜蜂）、A. mellifera（意大利蜜蜂）、Lepidotrigona arcifera和Tetragonula sp.（两种无刺蜂）。这项研究首次揭示了无刺蜂蜂蜜在多个品质指标上的卓越表现，为开发高品质蜂蜜产品和推动地区养蜂业发展提供了科学依据。

本研究采用了一系列标准化的分析方法。蜂蜜样品采集自印度东北部丘陵地区三个封盖蜂房的蜂群，代表不同蜂种。物理性质分析包括折射率(RI)和水分含量(MC)测定、电导率(EC)测量、普方特(Pfund)色度测定、pH值检测、总可溶性固形物(TSS)和总固体(TS)含量测定以及比重(SG)测量。化学性质分析涵盖总还原糖(TRS)、表观蔗糖(AS)、果糖/葡萄糖比率(F/G Ratio)、总灰分(TA)、酸度(以甲酸计)(FC)、羟甲基糠醛(HMF)和总蛋白(TP)含量测定。抗氧化特性评估包括总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)、CUPRAC法总抗氧化活性(TAAC)、DPPH法总抗氧化活性(TAAD)和脯氨酸含量(PC)测定。数据通过R软件进行统计分析，包括Pearson相关性分析、主成分分析(PCA)和层次聚类分析。

物理性质

研究发现，不同蜂种蜂蜜的物理性质存在明显差异。Tetragonula sp.蜂蜜(TSH)和Lepidotrigona arcifera蜂蜜(LAH)的比重最高，表明密度更大。TSH的水分含量最低(15.87%)，显示出更强的抗腐败能力，而A. florea蜂蜜(AFH)的水分含量最高(18.12%)，接近可接受上限。电导率方面，AFH和A. mellifera蜂蜜(AMH)最低(0.280和0.300 mS/cm)，TSH最高(0.770 mS/cm)，所有值都在FSSAI限值内(≤0.8 mS/cm)。pH值范围在3.48-4.41之间，显示蜂蜜的酸性特性，其中无刺蜂蜂蜜的pH值最低。普方特值将A. cerana himalaya蜂蜜(ACHH)归类为琥珀色(93 mm)，ADH稍深(94 mm)，AFH为浅琥珀色(84 mm)，AMH在琥珀色范围内(89 mm)，LAH为深琥珀色(115 mm)，TSH为琥珀色(102 mm)，展示了蜂蜜颜色的多样性。

相关性分析显示，折射率(RI)与总可溶性固形物(TSS)之间存在中等正相关(0.68)，折射率与比重(SG)之间也存在中等正相关(0.72)。比重与总固体(TS)之间呈正相关(0.50)，而总固体与pH值之间呈负相关(-0.69)，表明随着总糖含量增加，pH值降低，与蜂蜜的酸性特性一致。pH值与水分含量之间呈正相关(0.58)，表明随着pH值变得更酸性，水分含量趋于减少。

化学性质

化学分析揭示了不同蜂种蜂蜜的独特特征。Lepidotrigona arcifera蜂蜜(LAH)的总还原糖含量最高(79.56 g/100g)，其次是Tetragonula sp.蜂蜜(TSH)(78.98 g/100g)。TSH的表观蔗糖含量最高(4.77%)，而AFH最低(1.95%)，所有样品都低于FSSAI的5%限值，确认没有掺假。LAH和TSH的果糖/葡萄糖比率值显著较高，在FSSAI范围内(0.950-1.500)。AFH的总灰分最低(0.180%)，而TSH约为0.210%。ACHH的总灰分最高(0.334%)，所有样品的总灰分都在FSSAI最大限值内(0.5%)。TSH、LAH和ACHH的酸度显著较高，分别为0.20、0.19和0.19，而AFH的酸度最低(0.10)。所有样品的酸度都低于FSSAI限值(0.2%)，表明新鲜度较高。TSH的羟甲基糠醛(HMF)水平最低(10.88 mg/kg)，而ADH最高(34.21 mg/kg)。所有蜂蜜样品的HMF水平都在允许限值内(80 mg/kg)，表明通过避免加热或加工保持了新鲜度。TSH的总蛋白含量最高(3.59 g/kg)，其次是LAH(3.42 g/kg)，AFH的TP水平最低(0.51 g/kg)。

相关性分析显示，HMF与总酸度之间存在显著的强负相关(-0.80)，表明较高的HMF水平可能与较低的酸度相关。HMF与表观蔗糖之间呈显著负相关(-0.55)，HMF与F/G比率之间也呈显著负相关(-0.76)，表明随着HMF水平增加，表观蔗糖和F/G比率都显著减少。表观蔗糖与F/G比率之间呈显著正相关(0.58)，表明富含蔗糖的蜂蜜在成熟过程中可能更有效地将蔗糖转化为果糖和葡萄糖。HMF与总蛋白之间呈显著负相关(-0.89)，F/G比率与总蛋白之间呈正相关(0.87)，表明随着HMF和表观蔗糖增加，总蛋白可能会强烈和中度减少。HMF与总还原糖之间呈强显著负相关(-0.85)，强化了老化或加热过程可能导致蜂蜜中还原糖减少的观点。

抗氧化特性

抗氧化特性比较分析揭示了不同蜂蜜品种的独特特征。在总酚含量(TPC)方面，ACHH和ADH的值接近，分别为785.21 mg GAEs/kg和791.42 mg GAEs/kg，表明具有中等的抗氧化潜力。AFH的酚含量显著最低但仍值得注意(677.60 mg GAEs/kg)，而AMH表现出显著的酚存在(704.40 mg GAEs/kg)。在无刺蜂蜂蜜中，LAH的TPC最高(886.15 mg GAEs/kg)，其次是TSH(847.18 mg GAEs/kg)，展示了丰富的酚含量和强大的抗氧化能力。

ACHH蜂蜜表现出中等的抗氧化活性，CUPRAC法总抗氧化活性(TAAC)为878.32 mg AAE/kg。AFH蜂蜜的抗氧化活性显著最低(584.58 mg AAE/kg)。而LAH蜂蜜的CUPRAC法总抗氧化活性最高(968.94 mg AAE/kg)。TSH也表现出显著的抗氧化活性，CUPRAC值为921.90 mg AAE/kg。在DPPH法总抗氧化活性(TAAD)方面，ACHH具有中等值(163.09 mg AAE/kg)，而ADH为149.23 mg AAE/kg。AFH的活性最低(103.58 mg AAE/kg)。在无刺蜂蜂蜜中，LAH以171.81 mg AAE/kg领先，而TSH显示出显著功效(173.24 mg AAE/kg)。

ADH的脯氨酸含量为342.63 mg/kg，表明稳定性良好。AFH维持了286.13 mg/kg的脯氨酸含量，有助于稳定性。AMH的脯氨酸含量为354.26 mg/kg，与ADH相当。在无刺蜂中，LAH的脯氨酸含量突出(587.12 mg/kg)，TSH显示出649.28 mg/kg的脯氨酸含量，两者都显著超过其他蜂蜜，表明增强了稳定性和抗结晶性。所有蜂蜜品种都超过了FSSAI的180 mg/kg限值，强调了它们抗结晶的韧性。

比较分析显示，LAH在总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)和总抗氧化活性(CUPRAC和DPPH)方面 consistently表现优异。AMH和ADH蜂蜜也表现出中等的抗氧化特性，而AFH蜂蜜显示出较低的抗氧化活性。这些抗氧化特性的变化强调了蜂蜜多样化的健康促进潜力，受到蜂种、蜜源和环境条件等因素的影响。

相关性分析表明，总黄酮含量(TFC)与DPPH法测定的抗氧化活性(TAAD)之间存在显著正相关(r=0.76)，表明黄酮含量较高的蜂蜜样品可能会强烈增加DPPH测定中的抗氧化活性。TAAD和TAAC之间观察到显著的强正相关关系(r=0.90)，表明一种测定中较高的活性可能导致另一种测定中强烈较高的活性，受到测定方法差异的影响。TAAD与总酚含量(TPC)之间确定了强正相关关系(相关系数为0.84)，TAAC与TPC之间的相关系数为0.96。这强调总酚含量较高的蜂蜜样品在DPPH和CUPRAC测定中都表现出更大的抗氧化活性，突出了酚类化合物在蜂蜜中的重要性。此外，TAAD与脯氨酸含量(PC)之间的显著强正相关关系(r=0.78)，以及TAAC与脯氨酸之间的(r=0.80)关系表明，脯氨酸含量较高的蜂蜜样品在CUPRAC和DPPH测定中显示出增强的抗氧化活性。这强调了稳定性相关因素，特别是脯氨酸含量，对蜂蜜观察到的抗氧化特性的潜在贡献。总黄酮含量(TFC)与脯氨酸含量之间的显著中等正相关关系(r=0.67)表明，黄酮含量增加的蜂蜜样品也表现出更高水平的脯氨酸，突出了黄酮和脯氨酸对蜂蜜整体抗氧化潜力和稳定性的综合影响。

多元分析

蜂蜜品种参数的主成分分析(PCA)揭示了基于理化和抗氧化特性的物种明显聚类。第一个PCA(Dim1)占总方差的74.4%，而第二个PCA(Dim2)解释了额外的12.9%，共同捕获了数据集中87.3%的变异。像Apis florea蜂蜜(AFH)和Apis dorsata蜂蜜(ADH)这样的物种显示出不同的参数特征，Apis dorsata蜂蜜与水分含量(MC)、羟甲基糠醛(HMF)和pH值(pH)有强关联，而Apis cerana himalaya蜂蜜(ACHH)与总抗氧化状态等特征相关。另一方面，Tetragonula sp.蜂蜜(TSH)与折射率(RI)和总可溶性固形物(TSS)有密切关系。PCA还基于这些生化标记突出了物种之间的明显区别，表明不同物种的蜂蜜具有独特的组成特征，可能影响其质量和功能特性。

脯氨酸含量(PC)、pH、SG(比重)、RI(折射率)和TS(总固体)是塑造蜂蜜数据集模式的关键因素。PC以蓝色突出显示，具有特殊意义。SG也以蓝色显示，发挥着重要作用，反映了其作为受糖浓度和水分含量等因素影响的物理特性的重要性。TS是另一个蓝色变量，具有高度影响力，表明总固体的变化有助于观察到的模式。表观蔗糖(AS)和总黄酮含量(TFC)对观察到的模式有中等影响，AS以深蓝色突出显示，表明具有中等代表性。虽然不如蓝色变量有影响力，但AS有助于数据集的模式，是与蜂蜜组成和纯度相关的重要参数。TFC也以深蓝色显示，具有中等影响，表明黄酮在塑造数据集变异性中的作用。TAAD和电导率(EC)在数据集中代表性较少，表明它们对主要模式的影响较小。TAAD以深色描绘，表明其变化与蓝色和深蓝色变量相比影响有限。EC也以深色显示，提供了关于蜂蜜中离子电导率的信息，但对观察到的数据集模式影响较小。

值得注意的是，脯氨酸含量(PC)、pH、比重(SG)、折射率(RI)和总固体(TS)表现出最高的Cos2分数，使它们成为对PCA1和PCA2贡献最大的前五个变量。这些变量影响这些主成分所代表的特征，如表1所示。载荷值和矩阵提供了对主成分内变量关系的全面洞察。对于PCA1，比重(SG)、总固体(TS)、折射率(RI)和脯氨酸含量(PC)的强正载荷与水分、pH和羟甲基糠醛(HMF)的高负载荷形成对比。这突出了权衡，增加SG和TS与较高的PC相关，但较低的水分、pH和HMF。第二个主成分(PCA2)突出了总灰分(TA)和DPPH法总抗氧化活性(TAAD)的高负载荷的独特关系，表明它们之间存在反向关联。相反，电导率(EC)和折射率(RI)显示正载荷，表明正相关关系。

层次聚类

聚类分析旨在揭示不同蜂蜜样品之间的模式和相似性，根据其化学组成将它们分类为不同的簇。这些样品揭示了特定的关联和差异，使得能够解释它们的理化特征。在层次聚类分析中，研究中的蜂蜜样品基于其理化和抗氧化特征形成了五个簇。值得注意的是，A. cerana himalaya蜂蜜(ACHH)和A. dorsata蜂蜜(ADH)在簇1中表现出相似性，而A. florea蜂蜜(AFH)和A. mellifera蜂蜜(AMH)在簇2中共享相似性。Tetragonula sp.蜂蜜(TSH)与Lepidotrigona arcifera蜂蜜(LAH)在簇3中显示出相似的生化组成。聚类分析有效地基于理化特性对蜂蜜样品进行分类，揭示了每个簇内的独特特征。选择的簇数量有助于全面理解样品之间的关系，强调了共享和独特的理化特征。

本研究通过系统分析印度东北部丘陵地区六种不同蜂种蜂蜜的理化和抗氧化特性，得出了重要结论。所有蜂蜜样品通常符合FSSAI在比重、电导率、水分含量、pH、总可溶性固形物、总固体和折射率方面的特定标准。Lepidotrigona arcifera、Tetragonula sp.和A. cerana himalaya蜂蜜样品表现出理想的化学特性，用于评估新鲜度和甜度。最高的抗氧化潜力、酚类和黄酮类含量在L. arcifera蜂蜜中观察到，提供了更大的健康促进特性。这项研究首次揭示，无刺蜂蜂蜜，L. arcifera蜂蜜(LAH)和Tetragonula sp.蜂蜜(TSH)在总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)、脯氨酸和总抗氧化活性(CUPRAC和DPPH)方面持续优异。与黄酮含量的正相关可能略微增加抗氧化活性，而负相关表明不同抗氧化测定之间的潜在差异。观察到强关系，TAAD与负相关，与TAAC的强正相关(0.97)显示，较高的总酚含量与蜂蜜样品中较大的抗氧化活性相关。脯氨酸含量与TAAC呈强正相关(0.80)，表明其对抗氧化潜力和稳定性的影响。A. c. himalaya和L. arcifera蜂蜜表现出较低的HMF水平，因此证明了该地区驯养物种蜂蜜的新鲜度。

这项研究揭示了印度NEH地区蜂蜜，特别是无刺蜂蜂蜜的卓越潜力。蜂蜜的卓越抗氧化特性、新鲜度和独特特征为区域发展提供了引人注目的机会。通过建立独特的品牌身份，关注出口潜力，并激励养蜂，特别是无刺蜂物种，该地区可以创建一个蓬勃发展的蜂蜜产业。通过增值产品如营养药品和化妆品可以实现进一步的经济效益。为了充分实现这一潜力，养蜂人的能力建设、基础设施发展和建立市场联系至关重要。这项研究为将养蜂转变为印度NEH地区经济和社会增长的驱动力铺平了道路。