應(yīng)劍，郝彬秀，王黎明，王春玲

(中糧營養(yǎng)健康研究院 營養(yǎng)與代謝中心，北京，102209)

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，與自身分泌物混合后，經(jīng)充分釀造而成的天然甜物質(zhì)［1］，也是一種歷史悠久的藥食同源物品，不僅含有多種營養(yǎng)素，而且具有抗菌、抗炎、抗?jié)儭⒋龠M(jìn)傷口愈合等功能。本文根據(jù)國內(nèi)外的研究，綜述了加工方式對蜂蜜成分與功能活性的影響。

1 蜂蜜加工的主要步驟與目的

蜂蜜加工的主要步驟為:原料蜜→預(yù)熱→過濾→冷卻→預(yù)包裝→檢驗→成品。不同國家實際加工流程不盡相同。

國外蜂蜜加工的原材料主要為天然成熟蜂蜜，即經(jīng)過蜜蜂5～7 d的充分釀造、含水量低于20%的蜂蜜。其主要加工步驟為預(yù)熱和過濾。預(yù)熱的目的是解晶，使液態(tài)的蜂蜜易于從巢中分離;過濾的主要目的是除去蜂蜜中的雜質(zhì)，如蜜蜂死尸、灰塵等。為了延長蜂蜜的貨架期，部分商品蜂蜜通過加壓過濾的方式濾去結(jié)晶核，抑制蜂蜜結(jié)晶;并在過濾后進(jìn)行巴氏殺菌或快速高溫殺菌操作［3］。對于醫(yī)藥級蜂蜜，從保證安全性和維持活性2個角度出發(fā)，通常用γ射線照射進(jìn)行滅菌［4］。

由于多種因素的限制，我國商品蜂蜜的原料多為非成熟蜜，釀造3 d左右即從蜂巢中取出。這種原料蜜水分含量高，蜂蜜中的耐糖酵母在適宜溫度下易于發(fā)酵，從而使蜂蜜脹罐、變質(zhì)。因此，通常在預(yù)包裝前在60℃左右維持30 min進(jìn)行加熱滅菌，并在真空度0.09 MPa以上、溫度55℃以下進(jìn)一步濃縮蜂蜜。

2 傳統(tǒng)加工方式對蜂蜜的影響

2.1 外觀與風(fēng)味

加工過程中溫度的升高通常使蜂蜜顏色加深，原因包括:蜂蜜中的氨基化合物(氨基酸、胺、蛋白質(zhì)、肽)、羰基化合物(糖類)和被氧化的抗壞血酸發(fā)生美拉德反應(yīng)生成羥甲基糠醛、類黑精等有色物質(zhì);單寧酸鹽、被氧化的多酚與鐵鹽相互作用;果糖發(fā)生焦糖化反應(yīng)［5-6］。

加工過程還影響蜂蜜的香氣。蜂蜜中含醇類、醛類、酮類、酯類、酸類等揮發(fā)性芳香物質(zhì)，是其主要風(fēng)味物質(zhì)。加熱溶解或巴氏滅菌對蜂蜜揮發(fā)性物質(zhì)的影響有限，不顯著改變蜂蜜的味道和芳香［7］，而過度加熱可導(dǎo)致蜂蜜香氣的喪失［6］。國內(nèi)一些蜂蜜加熱過程利用香味回收裝置，盡可能回收蜂蜜中的揮發(fā)性物質(zhì)。然而，加工蜜的風(fēng)味與原蜜仍然存在較大的差異。

2.2 成分

加熱和過濾是影響蜂蜜成分的主要加工因素。加熱影響蜂蜜的酶活性、羥甲基糠醛和植物化合物的含量;還會促使葡萄糖從α形式向β形式轉(zhuǎn)變，并導(dǎo)致某些蜂蜜中的蛋白質(zhì)失活［8］。過濾對蜂蜜成分的影響則主要體現(xiàn)為花粉及維生素的丟失。

2.2.1 羥甲基糠醛

羥甲基糠醛由蜂蜜中的果糖和葡萄糖在高溫條件下脫水生成，其含量是衡量蜂蜜新鮮度的一個指標(biāo)。在新鮮分離的蜂蜜中，羥甲基糠醛的含量通常低于10 mg/kg。隨著溫度增加，蜂蜜中的羥甲基糠醛含量增加，且溫度越高，增加速度越快，從而使蜂蜜顏色加深［9］。當(dāng)溫度低于60℃時，羥甲基糠醛的含量不會有顯著增加［6］。

2.2.2 酶

蜂蜜中含蔗糖酶、淀粉消化酶、葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶等多種酶，其活性均受加工溫度的影響。淀粉消化酶的活性是檢測蜂蜜是否過度加熱的指標(biāo)之一［3］，蔗糖轉(zhuǎn)化酶對熱的敏感性更高于淀粉消化酶。當(dāng)熱處理溫度分別低于40℃和30℃時，蜂蜜中的淀粉酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性受溫度影響小，不發(fā)生熱失活;而當(dāng)熱處理溫度高于以上溫度時，隨溫度升高和受熱時間延長，這2種酶發(fā)生熱失活［6］。50℃加熱2h，淀粉酶損失不到1/2，而蔗糖轉(zhuǎn)化酶幾乎損失2/3［10］。蜂蜜中的葡萄糖氧化酶可以將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸和過氧化氫(H2O2)，后者是蜂蜜發(fā)揮抗菌活性的主要成分之一。葡萄糖氧化酶的活性可被加熱、光照、微波、過濾等因素削弱，最終使蜂蜜產(chǎn)生H2O2的能力下降。酸性磷酸酯酶存在于部分蜂蜜中，其酶值反映了蜂蜜的發(fā)酵程度。蜂蜜中的酸性磷酸脂酶比其他酶的活性低，對熱的抵抗力也較小。

蜂蜜的整體組成成分也是影響酶穩(wěn)定性的一個因素，故而不同品種的蜂蜜，酶的耐熱溫度范圍和失活速率存在差異［6］。較強的酸性有助于維持蜂蜜中淀粉酶的活性［9］。

2.2.3 植物化合物

蜂蜜所含的植物化合物主要是源于蜜源植物的酚類化合物。由于酚酸和黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)中含羥基，因此在有氧狀態(tài)下加熱容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)。對洋槐蜜中7種酚類化合物的研究發(fā)現(xiàn)，45℃解晶1 h、200目過濾、55℃真空濃縮45 min、80℃滅菌15 min這一系列加工過程使酚類化合物含量發(fā)生不同程度的下降，其中以p-香豆酸、阿魏酸和槲皮素含量下降最為明顯，分別減少了 38.2%、32.5% 和21.6%;解晶和滅菌步驟的影響最大，過濾步驟的影響相對較小。雖然濃縮步驟可使酚類化合物的濃度增加，但不足以抵消其他加工步驟的破壞程度［11］。加熱對蜂蜜中黃酮和酚酸類化合物的影響低于收集年份、收獲環(huán)境和蜜源植物的影響，因此在描述這一變化時須針對同一種蜂蜜［12］。

2.2.4 固體顆粒、花粉與維生素

過濾是影響蜂蜜中固體顆粒、花粉及維生素含量的主要加工步驟。蜂蜜的粗孔過濾應(yīng)用孔徑為10～1 000 μm的金屬篩、尼龍布、粗棉布等過濾材料，除去氣泡、昆蟲肢體、灰塵、碎片、晶體等肉眼可見的雜質(zhì);由于花粉的尺寸為5～200 μm，這種過濾方式可以保留一部分花粉。微孔過濾的孔徑為0.1～10 μm，可除去酵母菌、細(xì)菌及煤灰等雜質(zhì)，并移除所有花粉，有助于抑制結(jié)晶，使其盡可能長久地保持清澈的液體狀態(tài)，延長貨架期［13］。

國際上對蜂蜜過濾并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。國際食品法典委員會(CODEX)認(rèn)為蜂蜜不應(yīng)特意除去花粉或其他天然成分，除非在除去雜質(zhì)時無法避免［2］。歐盟認(rèn)為只有在必須除去外來雜質(zhì)時才允許通過過濾方式移除花粉;如過濾導(dǎo)致大量花粉被移除，需在標(biāo)簽上注明［14］。而美國則要求蜂蜜濾至移除大多數(shù)微粒、花粉粒、氣泡及其他常見懸浮物，A級蜂蜜應(yīng)僅含微量花粉粒、氣泡或其他微粒，并且具有良好的澄清度［15］。

我國蜂蜜通常采用200目(孔徑為74 μm)的過濾材料處理。不同種類蜂蜜濾除花粉的效果差異較大，油菜花蜜中的花粉濾除率為10.8%左右，而苕子蜜和刺槐蜜中的花粉則可被全部濾除［16］。

蜂蜜中的維生素主要來自花粉，在酸性條件下較為穩(wěn)定。濾除花粉使蜂蜜中的維生素大量丟失，但過濾方式對不同蜂蜜維生素含量的影響目前尚無具體數(shù)據(jù)。

2.3 保質(zhì)期

造成蜂蜜變質(zhì)的主要原因是發(fā)酵，發(fā)酵程度與蜂蜜中初始微生物含量及含水量有關(guān)［4］。蜂蜜結(jié)晶時，液態(tài)層游離水含量增加，可為耐糖酵母發(fā)酵提供便利條件。當(dāng)蜂蜜的含水量低于17.1%時，即便結(jié)晶也不會發(fā)酵;而含水量高于這一限度，則取決于微生物含量［17］，因此，一些含水量極低的成熟蜂蜜即便未經(jīng)巴氏殺菌也能有較長的保質(zhì)期。加熱是滅菌的有效手段，蜂蜜分別在63、65或68℃加熱35、25或7.5 min，可完全殺滅酵母菌［18］，確保蜂蜜不發(fā)酵，從而受到超市的歡迎。

2.4 蜂蜜的特殊活性

2.4.1 抗菌

蜂蜜的抗菌作用自古得到認(rèn)識。首先，蜂蜜天然的高滲和酸性環(huán)境不利于細(xì)菌滋生;其次，蜂蜜中還存在可量化的抗菌成分，如H2O2、多酚類化合物、溶菌酶等［19-21］。不同蜂蜜的抗菌機制存在差異，如新西蘭麥奴卡蜂蜜中的抗菌成分以丙酮醛(MGO)為代表［22-23］，英國的 Revamil? 蜂蜜中，H2O2和蜜蜂防御素則是代表性的抗菌成分［24-25］。以上成分與其他未知抗菌物質(zhì)的協(xié)同作用賦予蜂蜜抗菌能力。

H2O2來自于蜂蜜中葡萄糖氧化酶的作用，這一轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在蜂蜜釀造及稀釋過程中［26］。溫度對蜂蜜抗菌活性的影響程度與蜂蜜的主要抗菌成分是否為H2O2有關(guān)。葡萄糖氧化酶活性強、H2O2含量高的蜂蜜，其抗菌能力對溫度敏感，62.8℃加熱15 min可使蜂蜜抗菌活性降低10%，加熱4.5 h則可降低一半以上［9，26］。反之，葡萄糖氧化酶活性弱、H2O2含量低、抗菌能力主要源自其他物質(zhì)的蜂蜜，對溫度的敏感性相對較低［27］。比如:新西蘭麥奴卡蜂蜜的抗菌活性主要來自 MGO［22，28］，且與 MGO 含量存在正線性關(guān)系［29］，而加熱可能使蜂蜜中的MGO含量增加［30］。

2.4.2 免疫刺激

在對蜂蜜促進(jìn)傷口愈合的研究中發(fā)現(xiàn)，高溫殺菌蜂蜜顯著增加單核細(xì)胞TNF-α的產(chǎn)生［31］，增加單核細(xì)胞系MM6的TNF-α，IL-1β和IL-6的釋放，其作用強于麥奴卡蜂蜜，低于Jelly Bush蜂蜜［32］。表明一些品種的蜂蜜經(jīng)高溫滅菌處理后仍具備較強的免疫刺激的活性。

2.4.3 抗氧化

蜂蜜的抗氧化能力是一系列物質(zhì)聯(lián)合作用的結(jié)果，主要與蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、酚類化合物、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物等有關(guān)。多酚類化合物起主要作用，礦物質(zhì)起到了很大的協(xié)同作用［33-35］。研究表明，加熱促進(jìn)蜂蜜中酚酸類化合物氧化分解，卻使具有抗氧化活性的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物增加，因此，加熱后蜂蜜的抗氧化活性可能增強［36-38］。

3 新型加工方式對蜂蜜的影響

為滿足蜂蜜滅菌的需求，并減少傳統(tǒng)加熱過程對蜂蜜品質(zhì)的破壞，科學(xué)工作者們試圖應(yīng)用微波加熱、紅外加熱、超聲處理等方式對蜂蜜進(jìn)行滅菌處理［3］。

微波處理能延緩蜂蜜的結(jié)晶時間，從而延長貨架期［39］，與傳統(tǒng)加熱方式相比，還可保留較多的酚類物質(zhì)，維持蜂蜜的抗氧化活性［40］。微波加工的溫度及持續(xù)時間至關(guān)重要［41］。隨著微波功率的增加和加熱時間的延長，其殺滅酵母菌的能力增強，但是對淀粉酶活性的破壞程度也隨之增加，且蜂蜜中羥甲基糠醛的含量隨之升高。綜合考慮以上因素，16 W/g微波加熱15 s最為適宜。在這一條件下，蜂蜜中的酵母菌數(shù)可減少至450 CFU/ml，羥甲基糠醛僅為3.8 mg/kg，而淀粉酶活性高達(dá) 12.0，是未加工對照組的72.3%［42］。遠(yuǎn)紅外照射的溫度和持續(xù)時間的組合同樣重要。110℃加熱8 min才能除去所有酵母菌，此時淀粉酶已近痕量;如在47℃加熱2 min，則對羥甲基糠醛、淀粉酶活性的影響較小，而酵母菌數(shù)為500 CFU/mL。因此，使用微波和遠(yuǎn)紅外加熱滅菌，需要綜合考慮收益，對處理時間和加工強度進(jìn)行組合［42］。

鈷-60γ射線輻照是一種安全無污染的食品冷加工方式，也是醫(yī)用級蜂蜜滅菌研究中常用的方法。研究表明，10 kGy的輻照劑量安全有效，對蜂蜜的外觀、水分、灰分、酸度、含糖量、淀粉酶活性等性質(zhì)影響?。?3］;9.3 kGy的輻照還能降解蜂蜜中的氯霉素殘留，降解率達(dá) 99.12%［44］。因此，10 kGy左右的鈷-60γ輻照是適宜食用蜂蜜品質(zhì)的加工方式。醫(yī)用級蜂蜜用作促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)的敷料時，須具備較強的抗菌活性，并避免蜂蜜中的梭菌孢子引起傷口肉毒癥。通過考察抗菌活性分別來自H2O2和MGO的2種新西蘭蜂蜜對金黃色葡萄球菌的抑制作用，發(fā)現(xiàn)高達(dá)25 kGy和50 kGy的輻照強度均不影響其抗菌活性，且25 kGy的輻射強度即可殺滅蜂蜜中產(chǎn)氣莢膜梭菌和破傷風(fēng)梭菌的孢子［45］，滿足臨床用于創(chuàng)傷修復(fù)的需要。

4 展望

蜂蜜作為一種天然的藥食同源物品，具有特殊的外觀、風(fēng)味、成分、營養(yǎng)價值與功能活性。為了提高可操作性、延長貨架期，蜂蜜的加工不可避免。但是，加熱、濃縮和過濾等加工過程會影響蜂蜜品質(zhì)，因此，須將這些影響降至最低。為開發(fā)高品質(zhì)蜂蜜，我國有關(guān)科研工作者及食品加工界應(yīng)客觀而充分地考察實際加工條件對特定蜂蜜品質(zhì)的影響，開發(fā)新的加工工藝，獲得足夠可信的數(shù)據(jù)，并探索適合我國現(xiàn)狀的成熟蜜產(chǎn)業(yè)化途徑，最終提升蜂蜜的品質(zhì)和附加值。

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