《Foods》:Determination of Bioactive Components and Antimicrobial Activity of Bee Pollen and Investigation of Food Safety Hazards in Terms of Microplastics-Related Chemical Markers
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这项研究评估了从土耳其七个地理区域获得的35个商业蜂花粉样品的微生物质量、酚类化合物谱、对食源性病原体的抗菌活性以及与微塑料聚合物相关的潜在化学标记物的存在。微生物学分析包括总嗜温需氧菌(Total Mesophilic Aerobic Bacteria, T
这项研究评估了从土耳其七个地理区域获得的35个商业蜂花粉样品的微生物质量、酚类化合物谱、对食源性病原体的抗菌活性以及与微塑料聚合物相关的潜在化学标记物的存在。微生物学分析包括总嗜温需氧菌(Total Mesophilic Aerobic Bacteria, TMAB)、大肠菌群(coliforms)、酵母菌和霉菌、乳杆菌(lactobacilli)、乳球菌(lactococci)和嗜冷菌(psychrophilic bacteria)的计数。采用纸片扩散法(disk diffusion method)测定对大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和肠炎沙门氏菌(Salmonella Enteritidis)的抗菌活性。采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(High-Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detector, HPLC-DAD)分析酚类化合物,同时采用热裂解气相色谱/质谱联用(Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry, PY-GC/MS)分析与微塑料相关的特征热解产物。结果表明,花粉样品通常表现出较低的微生物污染水平和因地理来源而异的抗菌活性。槲皮素(quercetin)被鉴定为主要的酚类化合物,酚类含量较高的样品往往表现出更强的抗菌效果,尤其对金黄色葡萄球菌。PY-GC/MS分析显示,相当比例的样品中存在几种可能与塑料聚合物相关的化学标记物。斯皮尔曼相关分析(Spearman correlation analysis)显示总酚含量与金黄色葡萄球菌抑制之间存在正相关。这些发现强调了蜂花粉的营养和功能价值,同时也引起了对与可能的塑料相关环境污染物暴露相关的新兴食品安全问题的关注。因此,建议定期监测蜂花粉以确保产品质量和消费者安全。
蜂花粉作为一种营养丰富的天然蜂产品,含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂质、维生素、矿物质及酚酸(如绿原酸、咖啡酸、对香豆酸)和类黄酮(如芦丁、槲皮素、山奈酚)等生物活性成分,具有抗氧化、抗菌等特性。然而,随着工业化和塑料生产的快速增长,微塑料(<5 mm的颗粒)已成为环境污染物,可能通过空气、水和土壤进入食物链,包括天然产品。蜜蜂(Apis mellifera)在觅食过程中可能收集微塑料,从而将其引入蜂产品。此前关于蜂花粉中微塑料污染的研究多集中于视觉或光谱识别颗粒,而基于热解化学标记物的数据有限。同时,同步评估商业蜂花粉的微生物质量、酚类组成、抗菌活性及微塑料相关化学标记物的研究尚缺。因此,本研究旨在对来自土耳其七个地理区域的35个商业蜂花粉样品进行全面的食品安全评估,包括微生物质量、酚类化合物谱、对食品中重要病原菌(大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌肠炎亚种、金黄色葡萄球菌)的抗菌活性以及潜在微塑料聚合物相关化学标记物的存在。论文发表在《Foods》。
**主要关键技术方法**:研究人员采用了微生物培养计数法(如总嗜温需氧菌、大肠菌群、酵母霉菌、乳酸菌等)进行微生物质量评估;使用纸片扩散法测定三种标准菌株的抑菌圈直径;使用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)分析18种酚类化合物;使用热裂解气相色谱/质谱联用(PY-GC/MS)检测微塑料聚合物的特征热解产物(如苯、酚、2,4-二甲基-1-庚烯等)。样本来自土耳其七个地理区域的35个商业蜂花粉样品,均为市售成品,原包装购买。
**研究结果**:
**3.1 微生物质量结果**:通过微生物培养计数发现,总嗜温需氧菌(TMAB)在77.1%的样品中检出,平均2.26±0.44 log CFU/g,最高为东部安纳托利亚地区样品(3.23 log CFU/g);大肠菌群在71.5%的样品中未检出(<1.00 log CFU/g);酵母霉菌检出率为74.2%,最高在东部安纳托利亚地区(4.49 log CFU/g);乳酸菌(如乳杆菌和乳球菌)在部分样品中存在。总体微生物污染水平较低,符合推荐标准。
**3.2 抗菌活性结果**:纸片扩散法显示,多数样品对大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌和肠炎沙门氏菌未出现抑菌圈(74.2%~85.7%),但部分样品表现出较强抑菌活性。例如,马尔马拉地区样品16对三种病原菌的抑菌圈直径分别为31 mm(大肠杆菌O157:H7)、36 mm(金黄色葡萄球菌)和33 mm(肠炎沙门氏菌),接近或高于阳性对照的庆大霉素抑菌圈。
**3.3 酚类化合物谱**:HPLC-DAD分析检出18种酚类化合物,总浓度范围153.89~793.94 ng/μL,平均406.25±162.40 ng/μL。槲皮素为主要酚类(16.58~580.37 ng/μL),其次为芦丁、t-阿魏酸、咖啡酸、水杨酸和t-肉桂酸。某些成分(如儿茶素水合物、柚皮苷、白杨素、白藜芦醇)仅在地理特定样品中检出。
**3.4 酚类与抗菌活性相关性**:Spearman相关分析显示,总酚含量与金黄色葡萄球菌抑制呈显著正相关(r=0.503, p<0.01),与大肠杆菌O157:H7和肠炎沙门氏菌无显著相关。柚皮苷浓度也与金黄色葡萄球菌抑制呈正相关(r=0.375, p<0.05)。t-阿魏酸与金黄色葡萄球菌抑制呈负相关(r=?0.377, p<0.05)。表明抗菌活性与酚类整体组成相关,而非单一成分。
**3.5 微塑料相关化学标记物存在**:PY-GC/MS分析在51.4%的样品中检出至少一种标记物,包括苯(13个样品,0.002~0.006 mg)、酚(12个样品,3.192~50.934 ppm)、2,4-二甲基-1-庚烯(2个样品,0.007 mg)、2,4,6,8-四甲基-1-十一碳烯(3个样品,0.002~0.003 mg)和萘(1个样品,痕量)。苯和酚为最常见标记物,可能与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等塑料聚合物相关。
**讨论总结**:研究人员指出,微生物质量结果表明样品符合安全标准,但酵母霉菌存在提示潜在的霉菌毒素风险。乳酸菌可能通过产酸维持微生物稳定性。酚类组成受地理来源影响显著,抗菌活性主要依赖于酚类的整体协同效应。PY-GC/MS检测到的塑料相关热解产物可能来源于环境沉积、养蜂实践(如塑料蜂框、包装材料)或加工阶段,但本研究无法确定具体来源。与国外研究相比,本研究未直接鉴定物理微塑料颗粒,而是通过化学标记物提供间接证据。从食品安全角度,这些发现呼吁对蜂产品中聚合物相关污染物进行更全面的监测和标准化管理,并建议改进养蜂和包装工艺。
**研究结论**:总之,所检查的商业蜂花粉样品在微生物标准上符合安全消费要求,未表明存在重大微生物食品安全问题。HPLC分析显示花粉样品具有富含槲皮素、芦丁和t-阿魏酸的酚类谱;抗菌活性似乎与复杂酚类组成的协同效应相关,而非单一酚类成分。然而,在一些样品中检测到聚合物相关化学标记物表明蜂花粉可作为环境污染物的敏感指示物。基于这些发现,建议对蜂产品中潜在微塑料存在和聚合物相关污染物及相关化学污染物开展更全面研究,并开发安全生产和包装过程。