编者按:
蜂蜜因营养丰富、健康,近年来受到了越来越多的消费者追捧。然而,不同的蜂蜜营养成分并不相同,其所具备的好处也远不止我们所了解的这些。它们不仅对于人体健康具有一定的益处,对于蜜蜂而言也好处多多。
今天,我们共同关注超级食物——蜂蜜。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。
① 糖水而已?
蜜蜂不仅是蜂蜜的生产者,也是蜂蜜的消费者,而且是个“老顾客”,所以它们十分了解蜂蜜这一点并没什么好奇怪的。例如,给一只生病的蜜蜂提供不同品种的蜂蜜,它会选择最能抗感染的那种。
不过要说到不同蜂蜜营养方面的差异,人类对此的了解程度与蜜蜂相比,还有很大差距。就在几十年前,大多数“功能食品”,也就是能够提供基本营养之外的健康益处的食品清单中都没有提到蜂蜜,昆虫学家 May Berenbaum 说:“甚至养蜂人,当然还有蜜蜂学科学家,都认为它不过是糖水而已。”
不过后来,大量的研究表明蜂蜜中充满了影响蜜蜂健康的植物化学物。蜂蜜中的成分可以延长蜜蜂的寿命,提高它们对严寒等恶劣环境的耐受性,增强它们抵抗感染和愈合伤口的能力。这些发现暗藏了如何帮助受到寄生虫、杀虫剂和栖息地丧失等严重打击的蜜蜂的秘密。
“它是一种非凡的生物,我认为人们可能还是不够欣赏它。”来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的 Berenbaum 说。
图. 蜂蜜和其中的植物化合物给蜂蜜带来了多种健康益处。
② 潜入蜂巢
把蜂蜜抹在吐司上或添到茶中都很美味,但它不仅仅是一种甜味剂。当然,这些粘性液体的主要成分是糖——蜜蜂们利用它来提供营养,但蜂蜜中也含有酶、维生素、矿物质和有机小分子,这使得每种蜂蜜都很独特,并为蜜蜂带来一系列健康益处。
多种昆虫可以生产蜂蜜——大黄蜂、无刺蜂,甚至产蜜黄蜂,但只有蜜蜂(Apis)的产量足以填满杂货店货架。这种能力不是一夜之间突然有的,而是历经了数百万年的酝酿。
大约 1.2 亿年前,在开花植物进化和激增的时期,蜜蜂才从黄蜂中分离出来。花的多样性,以及蜜蜂将花粉(而不是昆虫)喂食给蜜蜂幼虫的行为转变,诱导了目前已知的大约 20,000 种蜜蜂物种的进化。
成为一名酿蜜专家需要更多行为和化学方面的技巧:蜜蜂会向花粉中添加一点花蜜,将其变得更易运输。蜜蜂还发育出了蜡腺,为分别储存液体花蜜和固体花粉提供了一种途径。
“蜂蜡是一种非常灵活的建筑材料。”宾夕法尼亚州立大学昆虫学家 Christina Grozinger 说。她主要研究蜜蜂社会行为和健康的潜在机制。在搭建蜂巢时,蜜蜂会将蜡塑造成六边形。经证实,这是储存东西最有效的形状,因为六边形会紧紧地挤在一起。
“这绝对是一项工程壮举。”Grozinger 说。
构建许多均匀的小室还有另一个优势:表面积越大意味着水分蒸发得越快,而水分越少意味着微生物生长得越少。
当一只觅食的蜜蜂啜饮花蜜的时候,产蜜的过程就开始了,这些蜂蜜终将填满蜂巢。虽然看起来蜜蜂正在吃它,但含糖物质不会进入它们传统意义上的胃。它们会将它储存在蜜囊或蜜胃中,在那里与各种酶混合。
最先发挥作用的酶是转化酶,它将花蜜的蔗糖分子剪切成两半,生成单糖葡萄糖和果糖。奇怪的是,研究表明蜜蜂没有生成这种蔗糖剪切酶的基因,所以可能是由一种生活在蜜蜂肠道中的微生物实现的。返回蜂巢后,蜜蜂会将储存的蜜汁吐出来,吐给蜜蜂流水线的第一只。随后的口对口传输降低了水分含量并引入了更多的酶,这一过程会继续分解花蜜并阻止微生物生长。
接下来,蜜蜂将混合物存放在蜂巢中,然后通过扇动翅膀蒸发更多的水。另一种酶——葡萄糖氧化酶开始发挥作用,将葡萄糖转化为有助于蜂蜜储存的葡萄糖酸。
其中的化学反应还会降低 pH 值,增加酸度,并产生过氧化氢,这可以防止微生物生长,但在高浓度时会变得有毒。不过还存在一些其他酶,能分解掉一些过氧化物,控制其水平。
最后,蜂巢可以用蜡密封了。保育蜂会将加工过的蜂蜜喂给蜂巢的其他成员,并将其余的储存起来,以备寒冷或下雨天使用。
图. 一条化学反应的流水线将从花中采集的花蜜转化为蜂蜜,以滋养蜂巢。
③ 甜甜的药
花蜜使 Berenbaum 对蜂蜜产生了兴趣,这种兴趣在 20 世纪 90 年代中期悄悄萌发。她知道花蜜中含有大量的植物性化学物质,这些物质被称为植物化学物:可以阻止害虫,并帮助植物生长和新陈代谢。
她有一种预感,当蜜蜂将花蜜变成蜂蜜时,这些植物化学物也会存在。如果是这样,她想知道对蜜蜂而言,这些植物化学物有什么作用。于是 Berenbaum 开始探索蜂蜜中化学物质的多样性。
1998 年,她的团队发现,不同的花源所产生的不同蜂蜜含有不同水平的抗氧化物。“这激起了我的兴趣。”她说。
她的团队后来发现,与仅喂食糖水的蜜蜂相比,喂食混合了两种蜂蜜植物化学成分——反式香豆酸和强效抗氧化剂槲皮素的蜜蜂,更能耐受杀虫剂。最重要的是,她和她的同事在 2017 年在Insects杂志上报道称[1],接受含有植物化学成分的水的蜜蜂比没有接受的蜜蜂活得更久。
还有研究发现了蜂蜜中额外植物化学物质的影响。研究表明,脱落酸可增强蜜蜂的免疫反应,改善伤口愈合时间和对低温的耐受性。
其他植物化学物质可以减弱寄生虫的影响——造成蜜蜂数量减少的主要原因之一:例如,给受真菌感染的蜜蜂喂食一种含有百里酚(源自百里香植株的植物化学物)的糖浆,可以将真菌孢子的数量减少一半以上。
甚至,某些植物化学物已被证明可以抑制导致欧洲和美洲蜜蜂幼虫腐臭病的细菌,后者极具破坏性和传染性,以至于一旦发生,必须要烧掉整个蜂箱,以防止其传播。
一些植物化学物似乎通过增强与解毒和免疫相关的基因的活性来发挥作用[2]。2017 年发表在Journal of Economic Entomology上的一项研究报告称,当蜜蜂被喂食如毒藜碱(anabasine)这样的花蜜植物化学物时,负责制造抗菌蛋白的基因产量会增加。
植物化学物可能通过让生活在蜜蜂体内和身体表面的微生物组保持活力来帮助蜜蜂维持健康。研究人员去年在Journal of Applied Microbiology杂志上报道称,咖啡因、没食子酸、反式香豆酸和山奈酚都能改善蜜蜂肠道微生物的多样性和数量[3]。
蜜蜂中肠道微生物组的健康与多种寄生虫感染强度低相关。
蜜蜂生病时甚至会选择一种有益健康的蜂蜜。昆虫学家 Silvio Erler 和他的团队展示了被寄生虫感染的蜜蜂和四种蜂蜜类型。“我们只是给了他们一个选择。”现在在德国 Julius Kühn 研究所的 Erler 说。
他们团队在Behavioral Ecology and Sociobiology杂志上发文称,生病的蜜蜂更喜欢向日葵蜂蜜[4],这也是治疗感染的最佳药物,抗生素活性是最高的。
④ 蜜蜂,能否自愈?
尽管蜂蜜具有增强免疫力和其他的健康益处,但蜜蜂仍然处于困境中。美国养蜂人在 2020 年 4 月至 2021 年 4 月期间失去了 45%的蜂群,这是自非营利性组织 Bee Informed Partnership 从 2006 年开始调查以来第二差的一年。
虽然养蜂人经常在蜂巢中留下一些蜂蜜,但蜂蜜的多样性似乎很重要:研究表明,由蜜蜂在刺槐花、向日葵或混合花上觅食制成的多种蜂蜜,可以抵御不同类型的细菌[5]。
Erler将这种多样性比作药房。“我们去药房......说我们需要这个来治疗头痛,这个来治疗胃痛。而在药房里,所有这些药物将被放在一起。”
但是,只有在相关花朵可用的情况下——不仅在数量和多样性方面,而要在整个生长季节都可使用,蜜蜂才能建立他们的蜂蜜药房,Berenbaum 说道,他曾与他人共同在2021 Annual Review of Entomology上发表了关于“蜂蜜对蜜蜂健康影响”的综述[6]。
这种生物多样性对于每年被运往大片农田的蜜蜂来说是缺乏的,因为农田里只有杏仁、苹果、南瓜或梨等作物。
位于加利福尼亚州戴维斯的美国农业部蜜蜂健康实验室昆虫学家 Arathi Seshadri 说,改善花的多样性确实使蜜蜂更健康。“农业必须继续发展,”Seshadri 说,“但它也必须养活传粉者。”
更好的蜜蜂营养并不能解决蜜蜂面临的所有问题。但确保蜜蜂能够获得自己的药物可能会有所帮助,Erler 说。他建议养蜂人可以在蜂巢中留下由各种花朵制成的部分蜂蜜,这样蜜蜂就可以全年拥有储备充足的蜂蜜药房。
Berenbaum 从很多年前就开始研究蜂蜜了,因为她认为大家对蜂蜜的研究程度不够,她表示积累知识是朝着正确方向迈出的一步。“我很高兴,”她说,“因为看到它终于引起了一些关注。”
参考文献:
1.Ling-Hsiu L, Wen-Yen W, May B. Impacts of Dietary Phytochemicals in the Presence and Absence of Pesticides on Longevity of Honey Bees (Apis mellifera) [J]. Insects, 2017, 8(1):22.
2.Palmer-Young E C, Tozkar C, Schwarz R S, et al. Nectar and Pollen Phytochemicals Stimulate Honey Bee (Hymenoptera: Apidae) Immunity to Viral Infection [J]. Journal of Economic Entomology, 2017.
3.Geldert C, Abdo Z, Stewart J E, et al. Dietary Supplementation with Phytochemicals Improves Diversity and Abundance of Honey Bee Gut Microbiota [J]. Journal of Applied Microbiology, 2020.
4.Gherman, B.I., Denner, A., Bobi?, O. et al. Pathogen-associated self-medication behavior in the honeybee Apis mellifera. Behav Ecol Sociobiol 68, 1777–1784 (2014).
5.Erler S, Denner A, Bobi O, et al. Diversity of honey stores and their impact on pathogenic bacteria of the honeybee, Apis mellifer [J]. Ecology and Evolution, 2014, 4(20).
6.Berenbaum M R, Calla B. Honey as a Functional Food for Apis mellifera[J]. Annual Review of Entomology, 2021, 66(1).
原文链接:
https://knowablemagazine.org/article/living-world/2021/bee-gold-honey-superfood
作者 | Berly McCoy
翻译 | Dayu