干燥蜜蜂（Apis mellifera L.）podmore的化学成分与体外生物活性潜力：作为候选功能食品配料的评价

《Food Science & Nutrition》：Chemical Composition and In Vitro Bioactive Potential of Dried Honeybee (Apis mellifera L.) Podmore as a Candidate Functional Food Ingredient

　　

蜜蜂（Apis mellifera L.）podmore是一种未充分利用的养蜂副产物，可作为营养素和生物活性化合物的来源。本研究评价了干燥蜜蜂podmore的近似组成（proximate composition）及其调节胰岛素分泌的潜力。结果表明，podmore含有高蛋白质水平（47.13 g/100 g干重（dry weight, DW））和可观脂质含量（19.28 g/100 g DW）。氨基酸谱（amino acid profile）均衡，以谷氨酸（glutamic acid）和天冬氨酸（aspartic acid）为主，并含有大量必需氨基酸（essential amino acids），尤其是亮氨酸（leucine）、赖氨酸（lysine）和缬氨酸（valine）。高效液相色谱法（HPLC）分析显示，没食子酸（gallic acid，818.06 μg/g）和绿原酸（chlorogenic acid，225.04 μg/g）为主要化合物。podmore提取物表现出显著抗氧化活性（antioxidant activity），并呈浓度依赖性抑制胰脂肪酶（pancreatic lipase）和α-葡萄糖苷酶（α-glucosidase），在1000 μg/mL时抑制率分别达到96.9%和83.7%。该提取物在低糖和高糖条件下均增强MIN6胰腺β细胞（MIN6 pancreatic β cells）的胰岛素分泌（insulin secretion），高糖条件下500 μg/mL时响应最高。这些发现提示，干燥蜜蜂podmore可能是营养和生物活性化合物的有前景来源，具有用于开发功能食品（functional foods）或营养保健品（nutraceuticals）的潜在应用。然而，在实际应用前，仍需进一步研究，包括安全性评估（safety assessment）、生物利用度（bioavailability）评价和体内（in vivo）验证。

研究人员围绕干燥蜜蜂（Apis mellifera L.）podmore（蜂群清理时回收的自然死亡成年工蜂）作为候选功能食品配料的潜力展开研究。研究背景：膳食生物活性化合物在食品科学与营养学中受到关注，蜂产品如蜂蜜、蜂胶、蜂花粉、蜂王浆和蜂粮因复杂化学组成及抗氧化、抗菌、抗炎和代谢效应被广泛研究。然而，podmore作为未充分利用的养蜂副产物研究较少。已有工作多聚焦于蜂体化学组成、从死蜂回收甲壳素（chitin，昆虫外骨骼中的结构多糖）和壳聚糖（chitosan，甲壳素部分脱乙酰化衍生物），或特定生物活性。Draczyński证明自然死亡Apis mellifera尸体可作甲壳素替代来源；Ixtiyarova et al.描述从死蜂获得甲壳素和壳聚糖的化学流程；Melo da Cunha et al.显示A. mellifera bee tea具有抗氧化、抗糖化、抗高血糖和抗糖尿病作用；Lapynina显示podmore水提物中元素转移受预干燥、研磨和提取温度影响；Sharaf et al.研究死蜂来源壳聚糖纳米粒作为apitoxin载体；Abedelmaksoud et al.显示干燥A. mellifera成虫和蛹的近似组成、氨基酸、矿物、酚类和抗氧化活性受级型（caste）和发育阶段影响。问题在于缺乏将营养和植物化学组成与抗氧化、消化酶抑制及胰腺β细胞功能关联的综合评价。因此研究人员评估干燥蜜蜂podmore的化学组成和体外生物活性，包括近似分析、氨基酸谱、矿物、甲壳素和壳聚糖、HPLC酚类和黄酮、抗氧化、胰脂肪酶和α-葡萄糖苷酶抑制、几丁质酶活性以及MIN6胰腺β细胞胰岛素分泌。结论是podmore营养密集，富含蛋白质、脂质、矿物、粗纤维、甲壳素、壳聚糖和酚类；氨基酸均衡，含必需氨基酸；没食子酸和绿原酸为主；具有抗氧化、浓度依赖性酶抑制和增强胰岛素分泌的潜力。意义在于提供初步科学证据，支持其作为未来功能食品、饲料或营养保健品配料的候选价值，同时强调安全性、生物利用度和体内验证的必要性。

主要关键技术方法：样本采自埃及开罗大学农学院蜂场，2024年春季，三群，每群五个子样混合为三个独立复合样本，每群一个生物学重复；死蜂经40°C干燥24 h、研磨过50目筛。近似组成按AOAC程序；氨基酸和酚类/黄酮用HPLC，酚类经超声辅助甲醇提取；矿物经湿酸消解后用原子吸收或等效元素分析和钼蓝比色测磷；甲壳素/壳聚糖经酸水解、FMOC Cl衍生、HPLC测葡萄糖胺；DPPH和FRAP测抗氧化；α-葡萄糖苷酶（pNPG底物，阿卡波糖对照）和胰脂肪酶（pNPP底物，奥利司他对照）测抑制；几丁质酶用商业试剂盒；MIN6胰腺β细胞在低糖3.3 mM和高糖11.1 mM下测胰岛素分泌；XLSTAT单因素ANOVA和Duncan多重比较。

3.1 化学组成（Chemical Composition）：近似组成分析显示，干燥podmore蛋白质47.13 g/100 g干重（DW），总脂质19.28 g/100 g DW，灰分6.45，粗纤维17.61，总碳水23.63，可利用碳水6.02，水分3.51%，甲壳素10.26，壳聚糖6.00，估算能量386.12 kcal/100 g DW。结论：podmore是营养密集副产物，但蛋白质量、消化率和安全性需评估。

3.2 矿物质（Mineral Content）：湿酸消解和元素分析显示磷最高8100 ppm，钾6000，钙3500，镁1700，钠4.5，铁362，锌85，锰1.7。结论：含必需矿物，但生物利用度和污染物需评估。

3.3 甲壳素和壳聚糖（Chitin and Chitosan Content）：测得甲壳素10.26 g/100 g DW、壳聚糖6.00 g/100 g DW。与Draczyński等回收率不等价。结论：支持作为几丁质生物聚合物来源，但脱乙酰度、分子量、溶解度、消化率未测，不证明抗糖尿病或降脂。

3.4 氨基酸组成（Amino Acid Composition）：HPLC显示谷氨酸115.00 mg/g protein、天冬氨酸94.86、亮氨酸75.09、缬氨酸70.13、赖氨酸65.07、丙氨酸65.13、精氨酸50.57；甲硫氨酸19.94、胱氨酸15.16。结论：氨基酸均衡，含所有必需氨基酸和支链氨基酸（BCAAs），具完整蛋白潜力，但需消化率和DIAAS（可消化必需氨基酸评分）。

3.5 酚类和黄酮谱（Phenolic and Flavonoid Profile）：HPLC显示没食子酸818.06 μg/g、绿原酸225.04 μg/g，其他较低；儿茶素、芦丁、迷迭香酸未检出。结论：含多样低分子生物活性化合物，可能贡献抗氧化和酶抑制，但需相关性与生物可及性验证。

3.6 抗氧化活性（Antioxidant Activity）：DPPH显示74%自由基清除，FRAP为86.0 mg Trolox equivalent/g DW。结论：有显著抗氧化潜力，可能与酚类等有关，但化学试验不直接反映人体生物抗氧化。

3.7 体外酶抑制活性（In Vitro Enzyme Inhibitory Activity）：浓度依赖抑制，胰脂肪酶从21.2%（1.95 μg/mL）到96.9%（1000 μg/mL），α-葡萄糖苷酶从30.9%到83.7%。结论：有前景，但不能直接转化人体；需机制、消化、生物利用度和体内研究。

3.8 几丁质酶活性（Chitinase Activity）：测得47.21 U/mg protein。结论：为初步生化特征，酶未纯化表征，不能作为治疗证据。

3.9 MIN6 β细胞胰岛素分泌调节活性（Insulin Secretion Modulating Activity in MIN6 β Cells）：在低糖3.3 mM和高糖11.1 mM下，提取物均增加胰岛素分泌。高糖下500 μg/mL最高40.73 ng/mL，1000 μg/mL降至30.45；低糖下250 μg/mL最高14.71 ng/mL。结论：有调节胰岛素分泌潜力，但无细胞活力数据，1000 μg/mL下降需谨慎，不能证明体内抗糖尿病。

讨论部分总结：讨论指出，这些结果拓展了A. mellifera bee tea已有抗氧化和抗高血糖证据，并据研究人员所知，这三个终点此前未在蜜蜂podmore中一起评价；直接基准比较受方法差异限制。矿物、甲壳素、壳聚糖和酚类的生理相关性取决于生物利用度、分子量、脱乙酰度、溶解度、消化和代谢。未来需安全性、细胞毒性、过敏原性、微生物、农药和重金属评估，计算IC₅₀，纳入阳性和阴性对照，评价细胞活力，标准化采集、干燥、提取和储存，并进行多季节多蜂场采样以及与蜂胶、蜂花粉、蜂粮和代表性食用昆虫配料的并排比较。

研究结论翻译：本研究提供初步证据，表明干燥蜜蜂podmore是一种营养密集的养蜂副产物，含有可观的蛋白质、脂质、矿物质、粗纤维、甲壳素（chitin）、壳聚糖（chitosan）和酚类化合物。检出的氨基酸，尤其是谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、赖氨酸和缬氨酸，提示其蛋白质谱均衡且具有营养价值。这些必需氨基酸，尤其是支链氨基酸（BCAAs）和赖氨酸的显著存在，支持podmore作为可行蛋白质配料的潜力。然而，为完全验证其作为完整蛋白质来源的地位，建议进一步评价蛋白质质量、消化率和氨基酸评分，尤其针对含硫氨基酸。甲壳素、壳聚糖、没食子酸、绿原酸和其他酚类化合物的存在，可能贡献于所观察到的抗氧化活性、胰脂肪酶抑制、α-葡萄糖苷酶抑制以及MIN6胰腺β细胞中胰岛素分泌的调节。然而，这些发现主要基于化学、酶和细胞试验。因此，应将其解释为初步体外（in vitro）证据，而非抗糖尿病、抗肥胖或治疗功效的确认。在实际应用于功能食品、饲料或营养保健品（nutraceutical）配料之前，需要进一步研究评估安全性、细胞毒性、致敏性、微生物质量、农药残留、重金属、生物可及性（bioaccessibility）、生物利用度（bioavailability）和体内（in vivo）功效，尤其因为用于食品或饲料的昆虫来源材料需要仔细的安全性评价。未来工作还应计算酶抑制的IC₅₀值，纳入合适的阳性和阴性对照，评价细胞活力，并标准化podmore采集、干燥、提取和储存条件。此外，未来研究应使用协调的提取程序、浓度、表达单位和试验条件，将蜜蜂podmore与已确立的蜂源产品，包括蜂胶、蜂花粉和蜂粮，以及代表性食用昆虫配料进行并排比较。此类标准化比较对于确定podmore的相对功能效力和实用价值是必要的，因为已发表研究之间的方法差异目前妨碍可靠的直接基准比较。多季节和多蜂场采样将进一步增强发现的可靠性和适用性。