中蜂巢脾与意蜂巢脾的化学组成及抑菌分析

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巢脾(Honeycomb)是蜂巢的组成部分,是蜜蜂栖息、繁殖和酿造储存食物的场所。蜂胶在维持巢脾环境清洁和蜜蜂健康方面发挥重要作用,中蜂(Apis cerana)不生产蜂胶,其抑制微生物的繁殖,保持环境清洁,维持卵和幼虫的健康成长的机制还未见文献报道。我们推测,与意蜂巢脾(A.mellifera hongycomb,AMC)相比中蜂巢脾(A ceranae honeycomb,ACC)中的特有或含量较高的化合物可能在保持巢脾清洁和抑制微生物繁殖方面起着重要作用。因此,本论文以ACC和AMC为研究材料,采用固相微萃取-气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)、高效液相色谱-紫外检测器(HPLC-UV)、超高液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS)、紫外-可见分光光度计对ACC和AMC中的挥发物和非挥发物进行分析。结合指纹图谱、主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)探究ACC和AMC中化学组成的差异。通过DPPH法对ACC和AMC的抗氧化能力进行评价。采用滤纸片扩散法分别对ACC、AMC和三香豆酰亚精胺的抑菌活性进行测定。主要结论如下:1.采用SPME-GC-MS从两种巢脾中鉴定出114个挥发性成分,包括:醛类11种,烃类13种,酮类11种,酯类26种,萜类38种,醇类3种,其他12种。ACC中主成分为苯乙醇、反式芳樟醇和氧化芳樟醇。AMC中主成分为正辛醛、氧化芳樟醇。PCA及OPLS-DA分析共发现了 ACC和AMC的20个差异性成分。其中,芳樟醇、丁香醛A、罗勒烯、α-松油醇、柠檬烯、正癸醛、苯甲醛、辛酸乙酯、正辛醛、1,1,6-三甲基-1,2-二氢萘、2-乙酰基呋喃和α-柏木烯的含量在AMC中显著高于ACC(p<0.05);苯乙醇、2,2,6-三甲基-1,4-环己二酮、苯乙酸乙酯、棕榈酸乙酯、水杨酸甲酯、乙酸苯乙酯、异佛尔酮、4-氧代异佛尔酮的含量在ACC中显著高于AMC(p<0.05)。2.AMC中的总酚和总黄酮要高于ACC。HPLC-UV结合25个酚类化合物标准品进行定性定量分析,3,4-二甲氧基肉桂酸、芹菜素、白杨素、高良姜素、鹰嘴豆芽素A、咖啡酸苯乙酯、绿原酸、对羟基苯甲酸和对香豆酸在AMC中显著高于ACC(p<0.05)。指纹图谱和PCA分析显示ACC和AMC之间化学组成存在明显差异,其中三香豆酰亚精胺是ACC中的的主成分,在ACC(中位数:296.40μg/g)中要显著高于AMC(中位数:156.84 μg/g)(p<0.05)。3.UPLC-QTOF-MS结合43个标准品、文献及在线数据库,从两种巢脾中鉴定出了 88个化合物,包括18个酚酸及其衍生物,35个黄酮类化合物,14个脂肪酸,16个含氮化合物,5个其他化合物。采用PCA和OPLS-DA进行差异分析,ANOVA p≤0.05,Max fold change≥2 和 VIP≥2 时 ACC 和 AMC 有 12 个差异性成分。5’-磷酸腺苷(AMP)和三香豆酰亚精胺在ACC中的含量更高。葡萄糖-1-磷酸、UDP-葡萄糖、樱花素、芹菜素、短叶松素、金圣草(黄)素、松属素、咖啡酸苯乙酯、短叶松素-3-乙酸酯和高良姜素-5-甲醚在AMC中含量更高。4.DPPH自由基清除能力结果显示:AMC的DPPH自由基清除能力优于ACC,抗氧化能力与总酚含量成正相关。抗菌活性测定结果表明,ACC、AMC对大肠杆菌、荧光假单胞菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都有一定的抑菌效应,AMC对大肠杆菌和荧光假单胞菌抑菌效果显著强于ACC(p<0.05),但对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌与ACC没有显著差异。三香豆酰亚精胺对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌有抑制作用,可能为ACC的有效抑菌成分之一。综上所述,意蜂生产蜂胶,蜂胶会使AMC中的的总酚、总黄酮和具体的酚类化合物增加,同时也增强了 AMC的抗氧化和抗菌能力。中蜂不产蜂胶,ACC也具有较强的抗氧化和抑菌活性,ACC中存在更高含量的苯乙醇、乙酸苯乙酯、三香豆酰亚精胺、AMP等挥发物和非挥发性成分,这些化合物对于维持ACC的清洁、增强蜜蜂免疫力可能发挥重要作用。
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