蜂蜜:它是糖,是蜜蜂的良药

对勤劳的小蜜蜂们而言,甜甜的蜂蜜只是食物吗?实际上,植物花蜜中的化学物质还具有药效,有助于蜜蜂保持健康。从解杀虫剂之毒到延年益寿,蜂蜜的好处远不止是“犒劳”蜂巢中辛勤工作的小蜜蜂。图源:pexels.com

撰文 | Berly McCoy

翻译 | 王雨丹

校译|于茗骞

没有谁比蜜蜂更了解蜂蜜了。它们不仅是蜂蜜的生产者,也是经验十足的消费者:例如,给一只生病的蜜蜂提供不同种类的蜂蜜,它会从中选出最能抵抗感染的那一种。

人类还没有完全弄清楚不同蜂蜜营养的细微差别。来自伊利诺伊大学香槟分校的昆虫学家梅·贝伦鲍姆表示,几十年前,大多数的“功能性食品”(能提供除基本营养之外的健康益处)都没有提及这一点。“养蜂人和研究蜜蜂的科学家都认为蜂蜜只不过是糖水。”

已有大量的研究表明,蜂蜜中充满了影响蜜蜂健康的植物化学物质,可以帮助蜜蜂延长寿命,提高它们对严寒等恶劣条件的耐受性,并增强它们抵抗感染和伤口愈合的能力。近年来,蜜蜂的生存状况愈发艰难,它们经受着寄生虫、杀虫剂和栖息地丧失等严重打击,而这些研究发现则揭示了自然界“帮助”蜜蜂的神奇之法:蜂蜜。

对于蜂蜜,贝伦鲍姆表示:“这是一种奇妙的物质,但我想目前人们可能还没认识到它的全部价值。”

蜂蜜中的植物成分能为蜜蜂带来各种健康益处。

01 蜂巢中的秘密

无论是抹在吐司上,还是加在茶里,不同吃法下的蜂蜜都是美味可口的,但它并不仅仅只是一种甜味剂。诚然,这一粘稠的液体主要成分是糖,但同时它也含有多种酶、维生素、矿物质和有机分子,这些成分使得每种蜂蜜都独一无二,并为蜜蜂带来了一系列健康益处。

许多蜜蜂都可以产蜂蜜:熊蜂、蚁蜂甚至黄蜂,但只有真正的“蜜蜂”才能产出足量的蜂蜜,摆满超市货架。这种产蜜能力并非一日之功,而是历经数百万年进化而成的。

大约1.2亿年前,开花植物开始了一场进化和传播的浪潮。在这场浪潮中,蜜蜂从黄蜂中分化出来。花卉植物的多样性及蜜蜂喂食行为的转变(向幼虫喂食花粉而非昆虫),促成了如今已知的约2万种蜜蜂的进化。

站在养蜂场前的梅·贝伦鲍姆,她是植物与昆虫(尤其是蜜蜂)相互作用方面的专家。图源:COURTESY OF MAY BERENBAUM。

对于蜜蜂而言,成为一名专业的“造蜜者”需要更多的行为和化学技巧:往花粉中添加一点花蜜,使其形成更便于运输的束状,它们还发育出蜂蜡分泌腺,可以分别储存液体花蜜和固体花粉。

“蜂蜡是一种灵活柔韧的建筑材料,” 来自宾夕法尼亚州立大学的昆虫学家 克里斯蒂娜·格罗辛格表示,她致力于研究蜜蜂的社会行为及健康的潜在机制。建筑蜂巢时,蜜蜂会将蜂蜡塑造成一个个六边形,事实证明这是储存东西最有效的形状,因为六边形能互相紧密地挤在一起。“这是一项工程学奇迹,” 格罗辛格说。

建造这般许多小而均匀的小格子还有另一个优势:它们拥有的更大的表面积意味着水分蒸发更快,而水分变少意味着更少的微生物生长。

当觅食的蜜蜂开始大口吮吸花蜜时,生产蜂蜜的过程就开始了。虽然看起来蜜蜂正在“吃”花蜜,但至少就传统意义上而言,花蜜并没有进入胃中,它将花蜜储存在蜜囊中,使其在此与各种酶混合。

最先发挥作用的是一种转化酶,它将花蜜中的蔗糖分子“剪”成两半,产生单糖葡萄糖和果糖(奇怪的是,研究表明蜜蜂没有产生这种蔗糖剪切酶的基因,这可能是一种生活在其肠道中的微生物所产生的)。返回蜂巢后,蜜蜂将采好的蜜吐出并传递给“流水线”上的第一只蜜蜂。而随后的口对口传递方式能降低花蜜中的水含量并添加进更多的酶,这一过程会继续分解花蜜并阻止微生物生长。

接下来,蜜蜂将这一花蜜与酶的混合物放入蜂巢中,然后通过扇动翅膀来蒸发掉更多的水分。然后,另一种酶(葡萄糖氧化酶)也开始起作用:将部分葡萄糖转化为有助于蜂蜜保存的葡萄糖酸。这种化学反应会降低花蜜的 pH 值(增加酸度,并产生过氧化氢,过氧化氢可以阻止微生物生长,但在高浓度时会产生毒性)。此外,花粉和酵母菌可能还会带来更多的酶,分解一些过氧化物,保持其处于可控范围内。

最后一步,是用蜂蜡覆盖这些六边形的小房间。保育蜂会把加工过的蜂蜜喂给蜂巢中的其他成员,剩下的就储存起来以备寒冷或雨天使用。

流水线般的一系列的化学反应,将花蜜最终转化为蜂蜜。图源:ADDUCI STUDIOS。

02 是糖,更是药

神奇的花蜜使得贝伦鲍姆对蜂蜜产生了兴趣,这一兴趣萌生于上世纪90年代中期。当时她得知,植物花蜜中充满了大量叫做植物素的化学物质,这是一种能阻止害虫并帮助植物生长和新陈代谢的化合物。她有一种预感:当蜜蜂将花蜜变成蜂蜜时,这些植物化学物质就会随之而来。如果猜想成真的话,她想知道植物素可能对蜜蜂起到什么作用。

于是,贝伦鲍姆开始探索蜂蜜中化学物质的多样性。1998 年,她的研究团队发现,不同的蜂蜜中含有不同程度的抗氧化剂,这取决于蜂蜜的花卉来源。“这激起了我的兴趣,” 她说。团队后来发现,用混合了两种蜂蜜植物素(对香豆酸和强效抗氧化剂槲皮素的糖水所喂养的蜜蜂,比只喝单一糖水的蜜蜂更耐杀虫剂。此外,她和合作者还在2017年的《昆虫》杂志上发表文章说,食用含有植物素的水的蜜蜂比对照组的蜜蜂寿命更长[1]。

不仅如此,其他研究也发现了蜂蜜中其他一些植物素的作用。研究表明,脱落酸可以增强蜜蜂的免疫反应,加快伤口愈合时间并改善其对低温的耐受性。其他的一些植物素可以削弱寄生虫的影响,而寄生虫是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(从百里香植物中提取的一种植物素)的糖浆,可以减少其体内一半以上的真菌孢子数量。植物素甚至已经被证明能抑制一种导致在欧洲和美国产生污仔病(蜜蜂幼虫常见疾病)的细菌,这种细菌具有强大的破坏力和传染性,一旦在蜂群中传播,人们往往会直接烧掉整个蜂巢以防止其继续扩散。

一些植物素似乎通过增强与解毒和免疫相关基因的活性来发挥作用[2]。2017年,一个研究团队在《经济昆虫学杂志》上发表报告称,当蜜蜂被喂食含有植物素(如新烟碱)的花蜜时,一种负责产生抗菌蛋白的基因就会加速生产。

植物素还可能通过保持蜜蜂体内及身上的微生物群落的欣欣向荣而让蜜蜂更健康。去年,研究人员在《应用微生物学杂志》上报道,咖啡因、没食子酸、对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]。蜜蜂体内肠道微生物越健康,频繁寄生虫感染的强度就越低。

不仅如此,蜜蜂在生病时甚至会选出对自身健康有益的蜂蜜。现就职于德国朱利叶斯·库恩研究所的昆虫学家西尔维奥·埃勒和他的团队展示了四种被寄生虫感染的蜜蜂。“我们只是给了它们一个选择,” 埃勒说。他们在《行为生态学和社会生物学》杂志上发表文章称,患病的蜜蜂更喜欢葵花蜜[4],这是治疗感染的最佳药物,并且具有超高的抗生素活性。

研究表明,蜜蜂会选择最好的蜂蜜来治疗自己的疾病。埃勒及其同事用能引起孢子虫病的寄生虫感染蜜蜂,然后用图示中的嗅觉仪让蜜蜂自行选择不同种类的蜂蜜。实验显示,感染越严重,蜜蜂选择葵花蜜的次数就越多。6天后,这些蜜蜂体内的微孢子虫数量远远少于其他蜜蜂。

03 利用蜂蜜自愈

尽管蜂蜜具有增强免疫力等一系列健康益处,但蜜蜂的生存现状仍然堪忧。从2020年4月到2021年4月,美国养蜂人失去了45%的蜂群[5],这是自2006年非营利性质的蜜蜂信息机构开展调查以来,情况倒数第二差的一年。虽然养蜂人通常会在蜂箱中留下一些蜂蜜,但拥有各种各样的蜂蜜似乎很重要:研究表明,蜜蜂采集于刺槐树花、向日葵或混合花朵不同的蜂蜜,可以抵御不同类型的细菌[5]。

埃勒将这种不同种类的蜂蜜比作一个药房。“生病时我们会去药房,然后说:我们需要这个来治疗头痛,需要那个来治疗胃痛……而多种多样的蜂蜜凑在一起,便组成了能治蜜蜂病的‘药房’。”

覆盖作物,例如图中这株绛车轴草,在农作物收割后被种植在裸露的土壤中。开花的覆盖作物有助于支持当地包括蜜蜂在内的授粉群体。

贝伦鲍姆在2021年的《昆虫学年鉴》上与他人合著了一篇关于蜂蜜对蜜蜂健康影响的综述[7],她说,蜜蜂只有在有合适花朵的情况下,才能建立起自己的蜂蜜“药房”[8]——这种配适度不仅体现在数量和多样性上,更与植株的整个生长季节都息息相关。蜜蜂每年飞往田野,为杏、苹果、南瓜和梨等作物授粉,但这些地方都缺乏花朵的生物多样性。

美国农业部在加利福尼亚州戴维斯市有一个蜜蜂健康实验室,昆虫学家阿拉提·塞沙德里任职于此。塞沙德里说,改善花朵的多样性确实有利于蜜蜂的健康。美国农业部还通过保护区计划鼓励土地所有者将部分耕地转变为野生动物保护区。“农业要继续发展,但也要让传粉者更好地存活。” 塞沙德里说。

让蜜蜂摄取更好的营养,并不能解决蜜蜂面临的所有问题。但埃勒认为,确保蜜蜂能获得足够的“药”,可能会对现状有所裨益。他建议,把从各种花朵中提取的蜂蜜留一部分在蜂箱中,这样蜜蜂一年四季都能有充足的蜂蜜储备。

早在几年前,贝伦鲍姆就开始了关于蜂蜜的调查,因为她觉得一直以来关于蜂蜜的研究都没有得到足够的重视。她认为,知识的积累也是成功必不可少的一环,“我很高兴,现在蜂蜜的话题终于引起了一些关注。”

译名对照表:

伊利诺伊大学香槟分校 University of Illinois at Urbana-Champaign

梅·贝伦鲍姆 May Berenbaum

功能性食品 functional foods

熊蜂 bumblebee

蚁蜂 stingless bee

黄蜂 wasp

蜜蜂 Apis

宾夕法尼亚州立大学 Penn State University

克里斯蒂娜·格罗辛格 Christina Grozinger

转化酶 invertase

葡萄糖氧化酶 glucose oxidase

植物素 phytochemicals

对香豆酸 p-coumaric acid

槲皮素 potent antioxidant quercetin

《昆虫》杂志 Insects

脱落酸 abscisic acid

百里酚 thymol

污仔病 foulbrood

《经济昆虫学杂志》 Journal of Economic Entomology

新烟碱 anabasine

《应用微生物学杂志》 Journal of Applied Microbiology

没食子酸 gallic acid

对香豆酸 p-coumaric acid

山奈酚 kaempferol

朱利叶斯·库恩研究所 Julius Kühn-Institut

西尔维奥·埃勒 Silvio Erler

行为生态学和社会生物学 Behavioral Ecology and Sociobiology

孢子虫病 nosema disease

蜜蜂信息机构 Bee Informed Partnership

覆盖作物 cover crops

绛车轴草 Trifolium incarnatum

《昆虫学年鉴》 Annual Review of Entomology

戴维斯市 Davis

阿拉提·塞沙德里 Arathi Seshadri

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本文授权翻译自Annual Reviews 旗下杂志 Knowable Magazine,可订阅其英文通讯。

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原文标题“Bee gold: Honey as a superfood”,作者Diana Kwon,发布于2021.10.20 Knowable Magazine。链接https://knowablemagazine.org/article/living-world/2021/bee-gold-honey-superfood。

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