花粉破壁方法的研究进展

唐维!
张星海"!
(四川省岳池师范学校,岳池,(浙江大学农业与生物技术学院,杭州,$!
&&"')摘要综述了近年来国内关于花粉破壁方法,并对其进行了归类比较,分别阐述了每种方法的优缺点,又分析了花粉破壁带来的问题,对人们的疑问给予剖析,最后指出花粉的深层开发前景广阔,但破壁是首要和关键的环节.
关键词花粉,花粉壁,破壁第一作者:学士,讲师.
收稿时间:改回时间:花粉(*+,,-.
)是植物雄性配子体,存在于雄性花粉囊内,不仅具有低脂肪、高蛋白的特点,而且含有人体生存所需的多种营养物质,如多种维生素、酶、微量元素、生物活性物质等,人们称花粉为营养素的浓缩体,完全的营养源,植物高度浓缩的"微型营养库",因此被誉为"完全营养品"[!
].
近代科学研究和临床应用充分肯定了花粉的医疗保健作用,蜂花粉对心脑血管疾病、前列腺癌、前列腺增生、肝病、习惯性便秘、贫血、糖尿病、哮喘等均有一定的治疗作用["/)].
此外,蜂花粉还有抗疲劳、增强体力、增强记忆力、改善脑功能、增强耐缺氧能力、调节内分泌、改善性功能及抗衰延寿养颜等作用.
但是,由于花粉具有坚韧的细胞壁(由孢粉素、果胶质、纤维素等组成),其结构中的孢粉素具有耐酸、耐碱、耐温、耐压以及对胃酸和其他消化系统酶非常稳定的理化特性,这样既影响了花粉营养成分的吸收利用,也阻止了提取时营养物质的释放,大大限制了花粉的深层开发和利用,因此花粉的破壁就显得尤为重要[#].
目前随着国内外对花粉研究的深入,人们在花粉的破壁上也进行了不少的研究,取得了一定的进展.
本文主要根据近年来国内文献报道,对花粉的破壁方法作一综述,以期为花粉的深层研究和开发提供帮助.
!
花粉的成分与结构花粉是指"细胞或$细胞时期的雄配子体,花粉成熟后,花药裂开散出大量的花粉[0].
花粉粒的形状大体分圆形、椭圆形、三角形$类.
花粉粒的直径最小的只有!
&!
1,个别大的(如南瓜花粉)有"&&!
1,一般在2&/)&!
1之间.
花粉的营养成分[%,']主要包括蛋白质、氨基酸、糖类、脂类、各种活性酶、激素、纤维素、矿质营养、木质素等,例如蜂花粉除含有人体所需的营养物质外,还含有多种对人体生理机能具有特殊功能的物质,如:(!
)蛋白质.
蜂花粉中的蛋白质含量很丰富,而且组成蛋白质的各种氨基酸的比例也较合理,含量大约在"!
3/"%3,因粉源植物的品种和产地不同,蜂花粉中的蛋白质含量有所差异.
(")氨基酸.
氨基酸是组成蛋白质的基本单位,也是蛋白质的分解产物,蜂花粉中氨基酸的含量在!
)3/"&3.
($)脂类.
蜂花粉中脂类含量为!
3/03,包括0种饱和脂肪酸和!
2种不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸占脂肪总量的")4"$3,不饱和脂肪酸占#24)"3.
(2)微量元素.
蜂花粉中的微量元素多达"&多种,有钾、钠、钙、镁、锌、铜、铁、锰、硒、镍、铬、钴等,人体!
2种必需的微量元素在蜂花粉中都存在,其中钾的含量最高.
())维生素.
蜂花粉中含有维生食品与发酵工业5++67.
65-81-.
979:+.
;.
6+,4"'+4"素有!
"多种,虽然含量很少,但种类十分齐全,都是维持人体正常生理功能所必需的一类化合物.
(#)糖类.
蜂花粉中糖类约占干物质的!
$%,含量为主要种类为葡萄糖,果糖和淀粉等.
(*)酶类.
蜂花粉中含有&"多种酶,主要为还原酶、转化酶、淀粉酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、胃蛋白酶和脂酶等.
(&)黄酮类化合物.
花粉中含的黄酮类化合物平均值为!
+*,#'.
(-)纤维素.
蜂花粉中含纤维素约占!
'(,'.
花粉粒的结构如下[!
",!
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]:)花粉破壁方法分类花粉的外壁主要是由孢粉素、纤维素等成分组成,耐酸碱、耐高压高温,对消化酶也非常稳定,不少研究表明当花粉进入人体的消化道时,虽然可以通过表面的萌发孔释放一些营养成分,但为数极少,因此为了提高花粉的利用价值,必须对其进行特殊的破壁处理.
花粉破壁是指花粉的细胞受到不同程度的损伤,以便花粉内含营养物质的释放、吸收和利用,常有%种破壁形式[!
)](根据花粉形态破壁程度类分):花粉壁自萌发孔处裂开,内容物自萌发孔处溢出;花粉壁除萌发孔处,其他部分也有破裂,内容物自萌发孔和其他破裂处大部分出;花粉壁完全分解为数块残片,内容物全部溢出.
往往在同一种破壁方法的过程中,%种破壁形式都有,目前文献报道的破壁方法主要分如下几类.
!
"#物理方法)+!
+!
超声波破壁法由于花粉表面有一层非常坚硬的外膜,通过冷热的急剧变化使花粉的外膜因破坏而产生裂痕,在裂痕的周围由于超声空化产生的气泡进行强烈的振动,其振动力克服了花粉外膜与花粉之间的结合力,起到了扯裂的作用.
为了使外膜被"扯"下来,则在外膜上要用微冲击波,而超声波在空化气泡的爆裂过程中是可以产生微冲击波.
该技术的工艺流程是:花粉!
加水润湿!
冷冻!
升温融化!
超声作用!
重复后%个环节该方法中冷冻所用的仪器是可以制冷到.
),/的可控温的冰箱,升温融化是在温度低于0,/的恒温水浴锅中进行,另外超声波的功率与细胞的破壁率在一定的范围内呈线性关系,常用,""1、%"234,一次超声作用时间不能超过!
"567,否则会由于作用时间过长而引起破壁花粉溶液的温度过高破坏花粉的营养成分.
该方法的最大的优点是操作简单,作用时间短,无须复杂的工艺条件,破壁率在*,'左右,基本可以满足生产工艺上的要求.
李道平等研究表明:花粉加入0"'(#"'的软水,搅拌均匀,浸渍)(%8,超声波发生器功率,""1,采用9:;电压换能器,装有变幅杆,在温度时进行超声波处理!
"()"567,破壁率可达*,'.
)+!
+)温差破壁法[!
&,!
-]由于花粉在低温下容易脆化,在根据细胞内的胞内水在低温下结成冰而在骤然的升温条件下来不及与细胞壁同时融胀的特性,这样便容易引起胞内的冰刺破花粉细胞壁,从而得到破壁的目的,如果再加其他外力的作用更促进了破壁率的增加.
该方法是将花粉灭菌后,置于.
!
"/冰箱内存放)08以上,迅速投入&"/的热水中搅拌,迅速冷却至0"(0,/,并在恒温连续搅拌提取&(!
"8,过滤,滤液减压浓缩可得到高营养的花粉提取液,提取率达*)+%'.
另有报道提出:花粉,"@A6@>B6#5,间歇搅拌35保存">=";(每隔将盘内花粉上下翻动一次),发酵完毕后低温干燥、粉碎即得食用花扮.
用本法处理的花粉有效成分不受破坏且易保存.
酵母发酵法.
取麦麸皮加水搅拌均匀后,上锅熏几分钟,取出摊开,冷至4$.
的发酵室内发酵4>!
";即成培养基,接种酵母菌,继续发酵64;后取出,放入适量温水浸泡!
;,于布袋内充分压榨则为酵母液.
另取花粉预检后过!
4>"$目筛,用体积分数4$.
酒精喷洒灭菌,按!
$.
的比例加入酵母液搅匀,放入发酵室发酵,温度不超过6#5,一般64>3$;可达到破壁要求.
该法破壁率高,又可灭菌,简单易行,缺点是时间长,速度慢.
也有报道,花粉3的柠檬酸盐缓冲液(柠檬酸和柠檬酸钠配制);($)制备引发子粗提液(称取已洗净的含有引发子的新鲜动植物原料,加入缓冲液,比例为&/@(4,混合捣碎,滤渣再用缓冲液浸提("456,物液比为)/@$4,重复$次,合并滤液即为引发子提取液);(()清除引发子粗提液中的蛋白质,将上述粗提液用)4=>3的或'$%L='$!
"#倍,然后按的比例将湿润的花粉与引发子抽提液混合,在常温下反应)"*+,反应过程中要间歇搅动,然后放在,-以下保存).
).
这种方法不仅能使花粉破壁,且对革兰氏阳性、阴性细菌都有破坏作用,不需要昂贵的机械设备,在严格控制反应液的酸碱度时,能在常温常压下进行,破壁率达$,,/.
这种破壁技术的关键是抽提引发子,选择抽取引发子的原料及花粉的新鲜程度.
!
问题与展望花粉外壁的主要成分为孢粉素,而孢粉素是一种类似角质或木栓质的脂类物质,有抗酸、抗碱、抗水和抗渗透的特性,经动物试验,破壁花粉组比不破壁花粉组体重增加一倍多.
还有一些学者对其试验数据又进一步进行了分析,认为破壁的优越性更为充分,对于破壁是否会破坏花粉的营养成分,许多研究者[!
!
]认为:酶法破壁的复合酶是酶解花粉壁,特别是酶解萌发孔和萌发沟,而不是进入壁内去分解壁内成分,因此对花粉的主要营养成分不会产生破坏.
有文献报道称经过发酵方法破壁的花粉,其中某些营养成分还有增加的趋势.
已知花粉的破壁方法约有$0种,常见的有机械破壁法,急剧变温破壁法,仿生破壁法,酶破壁法等,仿生破壁法实质是不完全的酶破壁法.
对这几种破壁方法加以比较,以酶破壁法为最佳.
日本有关花粉加工技术的专利有1例,其中昭#*20,30!
专利、昭##2$3专利以及昭#*2$4314专利等,就是用不同形式的酶类处理花粉技术,567酶破壁法,是采用复合酶对花粉壁进行酶解的,它化繁为简,把破壁、脱敏、灭菌、除异味,采取一步而成的方法,其破壁率达$,,/,无有害的杂菌污染,能增多花粉营养成分,并有特殊香味,是当前国际上最先进的破够法.
从上世纪3,年代起,我国对花粉的开发利用较多,并取得了很大的进展.
我国是世界养蜂大国,蜂群数量达4,,多万群,花粉年产量约$#,,8.
均居世界首位.
如何合理开发利用我国的花粉资源,是非常值得人们去研究的课题.
随着人们生活水平的提高,花粉食品具有广阔的市场前景和巨大的潜在价值.
因此利用花粉的首步环节———破壁技术就显得尤为重要.
参考文献$9:;69@@A;=BCDEBBDF:GD733<:2@5/<<0H,452I3.
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P3/0TR.
新时期中国食物安全发展战略近日,国家科技部软科学重点项目"新时期中国食物安全发展战略研究"通过了评审.
评审委员会认为,该项目在食物发展阶段分析、食物安全指标与评价以及全面小康社会的食物与营养安全目标上达到国际先进水平.
研究成果对引导全面建设小康社会类型的食物结构、指导国家食物安全具有重要的科学价值.
该项研究从食物发展与食物安全战略高度出发,首次系统研究了我国食物发展历程,提出了包含食物数量安全、食物质量安全和食物持续性安全的食物安全整体性概念;在分析影响食物安全的主要因素后,首次提出了食物生产、供给、消费、贸易以及供需平衡等$类综合性食物安全评价指标体系与方法,并对我国主要食物安全性进行了较全面的分析与评价;运用生产预测模型,在科学分析国内外现状和预测未来我国国民经济发展总体趋势的基础上,首次提出了基本小康社会、全面小康社会和向富裕阶段过渡时期的食物发展与营养健康的基本目标;分析了食物安全与经济发展、食物生产、营养摄入、资源环境、区域发展以及与国际贸易的相互关系,提出了经济增长对食物数量扩增压力与食物数量增长动力的双重影响,以及经济增长后对食物质量安全的更为迫切和更高的要求;分析了耕地、水源等主要食物资源数量对食物安全的制约,以及环境条件对食物安全的影响.
提出了加入1-U条件下我国分类食物的出口产品结构、出口方向、进口食物的产品结构和进口来源以及食物安全贸易策略.
该项研究成果从#个方面提出了保证我国食物与营养安全的战略与对策:对食物资源的综合开发和利用,提高食物综合供给能力,完善食物标准体系,建立一体化的食品工业管理体制,加强农业基础设施建设与环境治理力度,建立国家食物安全保障制度,提高食物国际竞争力,普及营养知识,建立食物安全早期预警预报系统.
该项研究的多项成果目前已被国务院制定的《中国食物与营养发展纲要(!
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("(年)》直接吸收和采用.
食品与发酵工业V</GV29;2/:.
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