《Journal of Chromatography A》:Honey microbiome as a source of bioactive metabolites: the role of the microorganisms and the influence of physicochemical parameters
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蜂蜜微生物组作为活性成分影响其健康功效,当前评估多依赖化学及微生物学分析,但整合物理化学、微生物组及代谢组数据的标准化流程尚未建立。未来需结合传统分析与多组学技术,以揭示微生物-代谢物-功能特性关联,促进新型抗菌疗法及质量控制的创新。
多米尼卡·布隆斯卡(Dominika B?ońska)| 米哈乌·舒姆斯基(Micha? Szumski)| 博古斯瓦夫·布谢夫斯基(Bogus?aw Buszewski)
波兰托伦尼古拉·哥白尼大学化学系环境化学与生物分析实验室,地址:Gagarina 7, 87-100, 托伦
摘要
除了具有营养价值和治疗作用外,蜂蜜还包含独特的微生物群,这些微生物群可能作为额外的活性成分发挥作用。微生物群的组成和活性取决于诸如糖分组成、pH值和水分活度等物理化学参数,这些参数反映了蜂蜜的来源和真实性。蜂蜜中的微生物会产生具有健康促进作用的代谢物,包括抗菌作用,这些代谢物可能是治疗性化合物的潜在来源。目前评估蜂蜜质量的方法主要依赖于化学分析和微生物分析。先进色谱技术发挥着越来越重要的作用,当与化学计量学工具、机器学习和多组学技术结合使用时,可以更精确、更全面地评估蜂蜜的真实性与质量。然而,目前尚缺乏整合物理化学、微生物学和代谢组学数据的标准化方案,这限制了对蜂蜜生物活性潜力的全面评估。未来的研究应采用综合方法,将传统分析方法与现代技术(包括组学和计算工具)相结合,以便快速、全面地研究微生物群及其代谢物。这将有助于识别具有治疗潜力的生物活性化合物,同时支持蜂蜜的真实性验证、质量控制以及蜜蜂健康保护。本研究重点评估了关于蜂蜜微生物群及其代谢物的现有知识,指出了关键的研究空白和未来研究的方向。蜂蜜微生物群与其性质之间的关联也是一个重要方面。
引言
近年来,由于蜂蜜的高营养价值和健康促进作用,人们对蜂蜜的兴趣日益增加。健康生活方式的重视、传统疗法的普及以及消费者意识的提高,使得对高质量、真实蜂蜜的需求不断增长。因此,准确的分类和鉴定变得至关重要。蜂蜜复杂的成分(包括细菌、真菌、酵母、花粉以及各种有机和无机化合物)因其对产品稳定性、生物活性和治疗潜力的影响而受到科学界的关注。
鉴于细菌感染带来的日益严重威胁以及抗生素耐药性的增加,尤其是多重耐药性病原体的出现,迫切需要开发快速、灵敏且高度选择性的诊断方法和治疗方法[1]。因此,生物分析技术越来越被认为是现代临床诊断、个性化医学和食品分析中的重要工具[2]。
对蜂蜜的化学和生物特性的全面分析,结合其植物学和地理来源及真实性,可以提供有关这些参数与蜂蜜产品中微生物群之间关系的宝贵信息。这种方法在科学和实践领域都具有重要意义,例如可以发现蜂蜜的新健康促进应用,包括对次级细菌代谢物的研究。
本综述旨在批判性地分析蜂蜜的物理化学性质、植物学和地理来源、真实性及其微生物组成之间的关系。尽管上述特征看似普遍,但对其进行评估通常需要使用先进的分析技术。因此,本文特别强调了现代分析方法的进展——从色谱法和光谱学到基于化学计量学和组学的方法,以表征生物活性成分并验证蜂蜜的真实性。此外,不同于大多数与蜂蜜相关的综述,本文还探讨了蜂蜜微生物群及其次级代谢物,因为我们认为它们是影响功能特性、保质期和治疗潜力的关键因素。据我们所知,这是第一篇将这些参数整合到一个统一框架中的综述,结合了化学、微生物学和分析视角。这种整体方法可以为蜂蜜的健康促进作用提供新的见解,并为改进研究策略和实际质量控制指明方向。
蜂蜜:健康促进作用及其在难愈合伤口中的潜在治疗应用
蜂蜜是一种过饱和溶液,主要由糖分(主要是葡萄糖和果糖)组成,由蜜蜂(Apis mellifera)产生[3]。它是在蜜蜂消化道中通过特定酶的催化作用将花蜜或蜜露中的蔗糖转化而来的,这一过程还受到甲酸的影响[4][5][6]。蜂蜜的成分因其地理来源和原料的不同而大相径庭,这直接影响了其营养价值、生物活性和健康促进作用。
蜂蜜质量评估的物理化学参数及其植物学/地理来源
物理化学参数是蜂蜜质量评估的关键因素,因为它们直接影响蜂蜜的稳定性、真实性和生物活性。不同来源的蜂蜜在成分上存在差异,尤其是在挥发性有机化合物(如酚类、多酚类、酮类和醛类)、黄酮类以及酶(淀粉酶、转化酶、葡萄糖氧化酶)方面。这种天然产物富含必需矿物质(钾、钙、镁、磷)和维生素(C、硫胺素、烟酸、核黄素)。
蜂蜜的真实性——掺假方法及其检测
蜂蜜微生物群的多样性(包括有益微生物和潜在病原体)也与蜂蜜的储存、加工和掺假过程有关。向蜂蜜中添加各种外来物质会显著改变其物理化学参数。当非蜂蜜成分的比例增加时,这些物理化学和生化参数会偏离预期值,从而可能影响蜂蜜的质量。
蜂蜜制品的微生物群:蜂蜜、蜂胶、蜂粮
蜂蜜的质量和特性受到其物理化学性质、植物学和地理来源以及真实性的影响。这些因素不仅决定了蜂蜜的营养价值和质量,还影响了某些微生物的生存和发展环境。蜂蜜中存在的许多微生物可能是尚未发现的抗菌物质的潜在生产者。
值得注意的是,这些微生物还参与了所需生物活性物质的生成。
蜂蜜微生物群产生的次级代谢物
蜂蜜、蜂胶和蜂粮中的微生物不仅有助于蜜蜂和人类的健康,还产生多种次级代谢物。这些化合物可能具有抗菌活性。因此,全面分析蜂蜜及其他蜜蜂产品的微生物群(考虑其组成及影响微生物群的环境因素)对于寻找有用的抗菌物质至关重要。
蜂蜜微生物群的生态学作用
除了烹饪和药用价值外,蜂蜜还在支持生物多样性方面发挥着关键作用,尤其是在授粉过程中。蜜蜂数量的减少对全球粮食供应和价格产生了严重影响[204]。了解蜜蜂的微生物群有助于预防和控制影响这些昆虫的疾病。在蜜蜂数量下降的背景下,这一点尤为重要,因为蜜蜂肠道微生物群的失衡可能进一步加剧这一问题。
蜂蜜生物分析研究的未来方向
本综述表明,蜂蜜的营养价值和治疗作用不仅取决于其植物学和地理来源,还取决于其微生物群,后者应被视为影响蜂蜜新鲜度、安全性和生物活性的关键因素。特别是乳酸菌的代谢活动有助于产生有机酸、抗生素和其他增强蜂蜜抗菌作用的代谢物。
资金来源
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。
作者贡献声明
多米尼卡·布隆斯卡(Dominika B?ońska):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、概念构建。
米哈乌·舒姆斯基(Micha? Szumski):撰写——审稿与编辑、指导、概念构建。
博古斯瓦夫·布谢夫斯基(Bogus?aw Buszewski):撰写——审稿与编辑、指导、概念构建。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文工作的已知财务利益冲突或个人关系。