摘要：超聲波處理可以對蜂蜜中的花粉進行破壁，從而釋放花粉中的營養，研究旨在研究超聲波處理后蜂蜜中蛋白質和硒含量的變化。蜂蜜經過超聲波處理后再經200目尼龍布過濾，采用國標GB 5009.5—2016測定蜂蜜溶液中的蛋白質含量，用鹽酸-硝酸-高氯酸三酸消煮后采用氫化物- 原子熒光法測定硒含量。結果表明，經過超聲波處理后的蜂蜜溶液中蛋白質含量提高了4倍，硒含量提高了近10倍。
關鍵詞：超聲波;蜂蜜;蛋白質含量;硒含量;氫化物-原子熒光法
蜂蜜作為最原始的人類食物之一，上千年來都受到人類的重視。除了作為食物之外還被作為傳統的保健品[1-4]。新鮮天然蜂蜜經過濾渣蠟，溶液中主要是糖類和花粉。花粉作為蜂蜜中重要的營養物質提供了主要的礦物質、維生素、氨基酸和蛋白質等營養[5]，所以在聯合國國際食品法典委員會(CAC)CODEX STAN 12-1981的蜂蜜標準[6] 的3.1中明確約定了不能過濾掉花粉，在此標準的 6.1.12中規定，過濾掉花粉的蜂蜜應當標識為過濾蜂蜜。
蜂蜜被人食用之后進入口腔和胃，消化系統可以進行較好的消化，其中的花粉壁在一定程度上也得到了消化，其營養物質應該能夠被人體吸收[2,7-8]。蜂蜜在很多愛美女士的眼里還是純天然的護膚佳品[9-11]，我們的皮膚沒有消化系統，所以蜂蜜含有的花粉中的礦物質、維生素、氨基酸、蛋白質等營養物質就不能被皮膚吸收。因此，對蜂蜜花粉進行破壁處理就可以更好促進腸胃對營養的吸收。而蜂蜜花粉的破壁可以使天然蜂蜜發揮美容護膚的作用。
本研究遵循CAC CODEX STAN 12-1981蜂蜜標準[6]的非加熱的要求設計了超聲波處理機來解決蜂蜜的防腐、貯運安全和花粉破壁釋放花粉營養的問題。此超聲波處理機已經申請了國家發明專利，而關于超聲波處理解決防腐和貯運的安全問題已經在其他文章進行了論述。本文將通過實驗檢測分析來揭示經超聲波處理，再過濾掉花粉之后，蜂蜜溶液的硒和蛋白質含量的變化情況。
1 材料方法
1.1 實驗材料
蜂蜜：陜西安康市漢濱區恒口鎮蜂元蜂產品加工坊的意大利蜜蜂的蜂養元牌百花蜜。
1.2 實驗儀器
BSA-CW電子分析天平：上海賽多利斯儀器系統有限公司;KGB-2型電熱板：北京市森華理化儀器研究所;電熱恒溫水浴箱：廣州市化戶電器有限公司;SA-10型原子熒光形態分析儀(配硒空心陰極燈)：深圳吉天儀器有限公司;玻璃儀器。
依據作者的專利定制的超聲波處理機參數為：頻率21 kHz，功率(100～600)W;超聲波處理機與一般的超聲波清洗機類似，仍然是一臺發生器連接一個帶震子不銹鋼容器組成，與普通的超聲波清洗機不同的參數是頻率和功率。
1.3 藥品試劑及配制
硝酸-高氯酸混合酸(3:2)：將300 mL硝酸與 200 mL高氯酸混合均勻。
鹽酸溶液(5+95)：向475 mL水中緩慢地倒入25 mL的37%鹽酸，并攪拌勻，得到1.85%鹽酸溶液。硒標準儲備液[GBW(E)080215]。
20 µg/L的硒標準使用液：量取2 mL硒標準儲備液[GBW(E)080215]于100 mL容量瓶，用5% 鹽酸至80 mL，加5 mL，再用5%鹽酸定容到100 mL。再取新配制的2 mg/L溶液10 mL于1 L容量瓶中，用5%鹽酸定容至1 L備用。
氫氧化鉀溶液(5 g/L)：在1000 mL蒸餾水里，倒進5 g的氫氧化鈉，并混合均勻。
硼氫化鉀堿溶液(15 g/L)：向氫氧化鉀溶液(5 g/L)里，加入15 g硼氫化鉀，攪拌均勻，需要用時配制。
鹽酸溶液(1:1)：量取50 mL鹽酸，緩慢地加進40 mL水中，溫度降低后用水定容到100 mL，并攪拌勻。
1.4 蛋白質測定
蛋白質測定采用GB 5009.5—2016，試劑和測定程序均采用GB 5009.5—2016方法。
1.5 蜂蜜硒含量測定
采用氫化物-原子熒光法，主要根據參考文獻 [12]上的參數和條件進行測定。
1.6 蜂蜜處理
在室溫下，將頻率為21 kHz的超聲波處理機設置到600 W功率進行超聲波處理，每次處理的蜂蜜量280 mL。分別處理0(對照)、3、6、9 min，每個樣品再經200目尼龍布過濾除去60%左右的花粉[13]，重復3次，最后得到共計12個樣品。蜂蜜經過過濾之后，在本研究中統稱為蜂蜜溶液。
2 結果
2.1 超聲波處理后蜂蜜溶液蛋白質含量的變化
蜂蜜中主要的成分為葡萄糖和果糖，占總量的75%以上，其他如蛋白質含量都很少，但是蛋白質卻在營養價值中具有重要作用。蜂蜜蛋白質主要來自于蜜蜂在釀造過程中蜜蜂自身的酶和花粉，花粉所帶來的蛋白質的比例更大。為了測定超聲波處理后不含或含量較少的蜂蜜溶液蛋白質的變化情況，將優質蜂蜜按照0、3、6、9 min的時間梯度進行了處理，然后再用200目的尼龍布進行了過濾，然后再采用GB 5009.5—2016的方法測定了蜂蜜的蛋白質含量。圖1即為超聲波處理前后并且過濾了部分花粉的蛋白質含量變化情況。
數據經過單因素方差分析，經F統計檢驗表明，P3,11<0.01，達到極顯著水平。
從圖1可以看出，蜂蜜經過超聲波處理后，蜂蜜溶液的蛋白質含量產生了明顯的變化，經過 200目尼龍布的過濾，較大部分的花粉被過濾掉，所以未經處理的蜂蜜溶液的蛋白質含量明顯比較少，但是經過超聲波處理之后，蛋白質含量逐步增加，到達6 min后，基本達到了穩定水平。
2.2 超聲波處理后蜂蜜溶液的硒含量變化
蜂蜜中的硒等礦物質基本都是來源于花粉，超聲波處理可以破壞花粉壁從而可以將硒等礦物質營養物質釋放到蜂蜜溶液中。本項研究將蜂蜜進行超聲波處理后再過濾，過濾得到的蜂蜜溶液按照氫化物-原子熒光法來測定硒的含量。測定結果如圖2所示。
數據重復3次，進行單因素方差分析，經F檢驗，P3,11<0.01，達到極顯著水平。
從圖2可以看出，蜂蜜經過超聲波，再經過200目的尼龍布過濾之后，蜂蜜溶液中的硒含量顯示出了很大差異。經過超聲波處理后，蜂蜜溶液的硒含量從0 min未處理的1.456 µg/kg提高到了處理9 min后的11.936 µg/kg水平，含量提高近10倍。分析其原因是陜西安康市大部分地區都是土壤富硒區。
3 討論
蜂蜜中的花粉與獨立于蜂蜜之外的蜂花粉顯著的區別在于花粉是否進入蜂巢。一般的蜂花粉經蜜蜂采集，帶在蜜蜂的足上，在進入蜂巢之前在巢門口被花粉采集器刮落到采集器而得以收集[14]。因此蜂花粉沒有經過蜜蜂的釀造過程，此時，蜂花粉與通過人工收集的花粉沒有質量差別，只是通過蜜蜂收集更為便捷。而蜂蜜中的花粉是蜜蜂在采集花蜜的過程中與花蜜裹挾在一起，進入蜜蜂的胃液中進行過幾次蜜蜂口腔的淀粉酶和胃酶的釀造處理，封蓋的成熟蜜可能釀造次數多些，而非成熟蜜可能釀造次數少些[15]。從本質上說，蜂花粉與蜂蜜中的花粉是同樣的物質，只是蜂蜜中的花粉經過了蜜蜂的釀造而已。所以蜂花粉與蜂蜜中的花粉營養含量相同。
在CAC CODEX STAN 12-1981的蜂蜜標準的3.1中明確約定了不能過濾掉花粉，在此標準的 6.1.12中規定，過濾掉花粉的蜂蜜應當標識為過濾蜂蜜[6]。由此可見，蜂蜜中的花粉是蜂蜜營養的必需成分，不可或缺。但是如何有效利用蜂蜜中花粉的營養是一個問題。當蜂蜜被口服后，蜂蜜經過人的口腔再進入胃部，這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壞，其中的營養得以釋放，從而被人體吸收[15-17]。但是在傳統上，蜂蜜可作為美容護膚的佳品[18]，人體的面部皮膚不含有消化酶，不能吸收被花粉壁包裹的養分[19]。同時花粉過敏也是應用蜂蜜美容護膚中的一大障礙[20]，用超聲波處理蜂蜜，同時希望能對花粉破壁，部分地解決花粉的過敏源問題。在本研究中采用超聲波處理意在解決蜂蜜中酵母導致的發酵腐敗及安全問題(另文論述)，同時發現了營養成分的變化。
從實驗結果得知，蜂蜜中的蛋白質和硒都主要是來源于花粉，所以天然蜂蜜經過超聲波破壁后，營養物質都可以被釋放到蜂蜜溶液中，表現出超聲波處理前后的差異。
在一般測定硒的過程中，蜂蜜的樣品都經過了鹽酸、硝酸和高氯酸的三酸無差別消化，所以測定的含量包括花粉在內的蜂蜜中所有的硒元素含量，但蜂蜜經過超聲波處理后，再經過200 目篩孔的尼龍布過濾，把花粉與蜂蜜進行了分離，因此，蜂蜜溶液中的硒含量差異就能體現出來。
蛋白質含量測定的GB 5009.5—2016的國標方法測定中，蜂蜜樣品也是經過了(0.5～1)h硫酸消煮，蜂蜜中的花粉養分全部被釋放到溶液中，沒有經過過濾的蜂蜜，其測定的蛋白質含量也是一個全量。在本研究中通過超聲波處理和隨后的過濾進一步表明了蜂蜜蛋白質主要來源于花粉，這與前人的文獻[19]描述是一致的。蜜蜂除了采集花蜜之外，為了自身營養的需要還要采集大量的花粉，否則就不能滿足自身的蛋白質、維生素和礦物質等的需要，所以花粉對于蜜蜂的自身營養是必需的。
對于蜂蜜的超聲波處理，課題組進行了較為廣泛的實驗研究，本篇主要于描述營養的變化。通過系統的研究將找到更加合理高效的超聲波處理條件，以及超聲波處理蜂蜜所帶來的優勢。
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