*Magdalena Woźniak1, Lucyna Mrówczyńska2, Anna Sip3, Izabela Ratajczak1
Aktywność biologiczna roślinnych produktów pszczelich pochodzących z Gór Sowich**
Biological activity of herbal bee products collected from the Sowie Mountains
1Katedra Chemii, Wydział Technologii Drewna, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Kierownik Katedry: prof. UPP dr hab. Izabela Ratajczak
2Zakład Biologii Komórki, Wydział Biologii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Kierownik Zakładu: prof. UAM dr hab. Andrzej Lesicki
3Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Kierownik Katedry: prof. UPP dr hab. Wojciech Białas
Streszczenie
Wstęp. Roślinne produkty pszczele, do których zaliczają się: miód, propolis oraz pyłek kwiatowy, ze względu na naturalne pochodzenie oraz korzystne właściwości biologiczne są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Produkty te wykazują m.in. aktywność przeciwutleniającą, przeciwbakteryjną oraz przeciwgrzybiczą. Ponadto miód, propolis oraz pyłek kwiatowy charakteryzują się zróżnicowanym i złożonym składem chemicznym.
Cel pracy. Celem pracy było określenie aktywności przeciwutleniającej oraz przeciwbakteryjnej miodu, propolisu i pyłku kwiatowego pochodzących z obszaru Gór Sowich.
Materiał i metody. W badaniach wykorzystano miód, propolis oraz pyłek kwiatowy, zebrane z pasieki zlokalizowanej na terenie Gór Sowich. Badane produkty pszczele poddano ekstrakcji alkoholem etylowym, a otrzymane ekstrakty wykorzystano do określenia ich aktywności przeciwutleniającej i przeciwbakteryjnej. Potencjał przeciwutleniający produktów oceniano, określając ich zdolność do zmiatania kationorodnika DPPH·. Aktywność przeciwbakteryjną badanych produktów pszczelich oznaczano metodą punktowo-dyfuzyjną wobec 13 szczepów bakterii chorobotwórczych i potencjalnie chorobotwórczych. Ponadto, w badanych produktach pszczelich oznaczano całkowitą zawartość związków fenolowych metodą Folin-Ciocalteu.
Wyniki. Spośród badanych produktów pszczelich propolis wykazywał najwyższą aktywność przeciwutleniającą. Aktywność przeciwrodnikowa propolisu odpowiadała około 96% aktywności Troloksu, standardowego środka przeciwutleniającego. Propolis charakteryzował się także najwyższą całkowitą zawartością związków fenolowych. Produkty te hamowały wzrost wszystkich badanych szczepów bakterii, jednak najwyższą aktywnością przeciwbakteryjną charakteryzował się propolis.
Wnioski. Uzyskane rezultaty wykazały, że spośród badanych produktów pszczelich (miód, propolis, pyłek kwiatowy) najwyższą aktywnością przeciwutleniającą i przeciwbakteryjną charakteryzował się propolis. Wysoką aktywność biologiczną propolisu warunkuje duża zawartość związków fenolowych.
Summary
Introduction. Herbal bee products, including honey, propolis and pollen, are wide applied in various branches of industry due to their natural origin and biological activities. Bee products exhibit e.g. antioxidant, antibacterial and antifungal activity. In addition, honey, propolis and pollen characterize diverse and complex chemical composition.
Aim. The aim of the study was to determine antioxidant and antibacterial activity of honey, propolis and pollen from the Sowie Mountains.
Material and methods. In the study, honey, propolis and pollen collected from an apiary located in the Sowie Mountains were used. The tested bee products were extracted with ethanol, and the obtained extracts from bee products were used to determine their antioxidant and antibacterial activity. The antioxidant potential of bee products were evaluated applying DPPH· free radical scavenging activity assay. The antimicrobial activity of the tested bee products was determined by the point-diffusion method against 13 strains of pathogenic and potentially pathogenic bacteria. In addition, the total content of phenolic compounds in the tested bee products was determined by the Folin-Ciocalteu method.
Results. Among the tested bee products, propolis exhibited the highest antioxidant activity. The antiradical activity of propolis was equal to 96% approx. activity of Trolox, the standard antioxidant used in this study. Propolis had the highest total phenol content. All bee products showed antagonistic activity against all tested bacterial strains, however, propolis was characterized by the highest antibacterial activity.
Conclusions. The obtained results indicate that among the tested bee products (honey, propolis and pollen), the highest antioxidant and antibacterial activity showed propolis. The high biological activity of propolis is associated with the high content of phenolic compounds.
Wprowadzenie
Produkty pszczele, ze względu na swoje naturalne pochodzenie oraz właściwości biologiczne, są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu, głównie w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i kosmetycznym (1-3).
Miód jest najlepiej poznanym i powszechnie stosowanym produktem pszczelim pochodzenia roślinnego. Jest on wytwarzany przez pszczoły miodne z nektaru kwiatowego lub spadzi. Skład chemiczny miodu jest bardzo zróżnicowany, a jego głównymi składnikami są węglowodany, spośród których glukoza i fruktoza występują w najwyższych stężaniach (1, 4). Ponadto, miód zawiera związki fenolowe, m.in. kwercetynę, apigeninę, galanginę, kemferol, pinocembrynę, chryzynę, kwas kawowy, kumarowy i ferulowy, a także ich estry (1, 4-6). W różnych gatunkach miodów została także stwierdzona obecność enzymów, witamin, mikro- i makroelementów, lipidów i związków lotnych (1, 7, 8).
Kolejnym produktem pszczelim o szerokim zastosowaniu jest propolis – żywiczny materiał o złożonym składzie chemicznym. Wśród składników propolisu pochodzącego z różnych obszarów geograficznych najczęściej wymieniane są związki fenolowe, które charakteryzują się aktywnością biologiczną, w tym m.in. aktywnością przeciwutleniającą. W próbkach propolisu polskiego zidentyfikowano takie związki fenolowe, jak: apigenina, naryngenina, kemferol, pinostrobina, kwas kawowy, kwas ferulowy czy kwas cynamonowy (9, 10). W skład propolisu wchodzą także związki lotne, witaminy, biopierwiastki i węglowodany (11-13). Do grupy produktów pszczelich stosowanych w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym należy pyłek kwiatowy, który także jest zróżnicowanym produktem roślinnym. Pyłek kwiatowy zawiera węglowodany, białka, lipidy, związki fenolowe, witaminy, a także biopierwiastki (14, 15).
Szerokie zastosowanie produktów pszczelich jest związane z ich aktywnością biologiczną. Miód, propolis oraz pyłek kwiatowy wykazują m.in. aktywność przeciwutleniającą oraz zdolność hamowania rozwoju wielu chorobotwórczych gatunków bakterii i grzybów. Ponadto, miód oraz propolis charakteryzuje aktywność przeciwnowotworowa, przeciwwirusowa oraz przeciwzapalna (1-3, 6, 15).
Cel pracy
Celem pracy było określenie aktywności przeciw-utleniającej oraz przeciwbakteryjnej miodu, propolisu i pyłku kwiatowego, pochodzących z obszaru Gór Sowich.
Materiał i metody
Ekstrakcja propolisu
W badaniach wykorzystano miód, propolis oraz pyłek kwiatowy, które pochodziły z pasieki zlokalizowanej na obszarze Gór Sowich. Badane produkty pszczele zostały poddane ekstrakcji alkoholem etylowym (Avantor Performance Materials), w stosunku 1:10 (m/v). Proces ekstrakcji prowadzono przez 24 godziny w temperaturze pokojowej, z wykorzystaniem wytrząsarki (Biosan). Następnie otrzymane ekstrakty przesączono i rozpuszczalnik odparowano, wykorzystując wyparkę próżniową (Buchi Labortechnik AG). Pozostałości po odparowaniu rozpuszczono ponownie w alkoholu etylowym, w celu uzyskania określonych stężeń związków biologicznie aktywnych w ekstraktach.
Aktywność przeciwutleniająca
Aktywność przeciwutleniającą ekstraktów z miodu, propolisu i pyłku kwiatowego oznaczono, określając ich zdolność do zmiatania kationorodnika DPPH•. Do 0,2 ml ekstraktu o stężeniu 0,1 mg/ml dodawano 0,2 ml świeżo przygotowanego etanolowego roztworu 0,1 mol DPPH (2,2-difenylo-1-pikrylo-hydrazyl) (Sigma-Aldrich) i inkubowano przez 30 min w temperaturze pokojowej, bez dostępu światła. Następnie mierzono absorbancję roztworów z wykorzystaniem spektrofotometru EPOLL 2000 ECO (PZ EMCO), przy długości fali λ = 517 nm. Jako związek referencyjny zastosowano Trolox (Sigma-Aldrich). Na podstawie uzyskanych wartości absorbancji obliczono aktywność przeciwrodnikową (AP), stosując następujące równanie:
AP (%) = [(A0 – A1) / A0] x 100%
gdzie: A0 – absorbancja próby kontrolnej, A1 – absorbancja ekstraktu z badanego produktu pszczelego.
Analizę aktywności przeciwrodnikowej ekstraktów z produktów pszczelich w teście z kationorodnikiem DPPH• wykonano trzykrotnie, a przedstawione wyniki są wartością średnią.
Aktywność przeciwbakteryjna
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Alvarez-Suarez JM. Bee products – chemical and biological properties, Springer 2017.
2. Kroyer G, Hegedus N. Evaluation of bioactive properties of pollen extracts as functional dietary food supplements. Innov Food Sci Emerg 2001; 2:171-4.
3. Wagh VD. Propolis: A wonder bees product and its pharmacological potentials. Evid Based Compl Alt 2013; 308249.
4. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Produkty pszczele w żywieniu i suplementacji diety. Post Fitoter 2006; (4):213-22.
5. Hossen MS, Ali MY, Jahurul MHA i wsp. Beneficial roles of honey polyphenols against some human degenerative diseases: A review. Pharmacol Rep 2017; 69:1194-205.
6. Cianciosi D, Forbes-Hernandez TY, Afrin S i wsp. Phenolic composition in honey and their associated health benefits: A review. Molecules 2018; 23:2322.
7. Grembecka M, Szefer P. Evaluation of honeys and bee products quality based on their mineral composition using multivariate techniques. Environ Monit Assess 2013; 185:4033-47.
8. Szczęsna T, Rybak-Chmielewska H, Waś E i wsp. Characteristics of Polish unifloral honeys. I Rope honey (Brassica napus L. var. oleifera Metzger). J Apic Sci 2011; 55(1):111-9.
9. Woźniak M, Mrówczyńska L, Waśkiewicz A i wsp. The role of seasonality on the chemical composition, antioxidant activity and cytotoxicity of Polish propolis in human erythrocytes. Rev Bras Farmacogn 2019; 29:301-8.
10. Woźniak M, Mrówczyńska L, Waśkiewicz A i wsp. Zawartość związków fenolowych w ekstrakcie z propolisu oraz ocena jego aktywności przeciwutleniającej i cytoochronnej względem erytrocytów ludzkich w warunkach stresu oksydacyjnego in vitro. Post Fitoter 2019; 20(1):18-24.
11. Popova M, Giannopolou E, Skalicka-Woźniak K i wsp. Characterization and biological evaluation of propolis from Poland. Molecules 2017; 22:1159.
12. Kalogeropoulos N, Konteles SJ, Troullidou E i wsp. Chemical composition, antioxidant activity and antimicrobial properties of propolis extracts from Greece and Cyprus. Food Chem 2009; 116:452-61.
13. Kędzia B. Skład chemiczny propolisu polskiego. Cz. I. Początkowy okres badań. Post Fitoter 2009; (1):39-44.
14. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Nowe badania nad biologicznymi właściwościami pyłku kwiatowego. Post Fitoter 2012; (1):48-54.
15. Denisow B, Denisow-Pietrzyk M. Biological and therapeutical properties of bee pollen: a review. J Sci Food Agr 2016; 96:4303-9.
16. Parandowska K, Zielińska A, Krawiec N. Skład i właściwości antyoksydacyjne barwnych frakcji wyodrębnionych z pszczelego pyłku kwiatowego. Post Fitoter 2014; (4):209-15.
17. Gasic U, Keckes S, Dabic D. Phenolic profile and antioxidant activity of Serbian polyfloral honeys. Food Chem 2014; 145:599-607.
18. Kumazawa S, Hamasaka T, Nakayama T. Antioxidant activity of propolis of various geographic origins. Food Chem 2004; 84:329-39.
19. Zaidi H, Ouchemoukh S, Amessis-Ouchemoukh N i wsp. Biological properties of phenolic compound extracts in selected Algerian honeys – The inhibition of acetylcholinesterase and α-glucosidase activities. Eur J Integr Med 2019; 25:77-84.
20. Socha R, Gałkowska D, Bugaj M i wsp. Phenolic composition and antioxidant activity of propolis from various regions of Poland. Nat Prod Res 2015; 29(5):416-22.
21. Woźniak M, Mrówczyńska L, Waśkiewicz A i wsp. Phenolic profile and antioxidant activity of propolis extracts from Poland. Nat Prod Commun 2019; 1-7.
22. Majewska E, Trzanek J. Właściwości przeciwutleniające miodów wielokwiatowych i innych produktów pszczelich. Brom Chem Toksykol 2009; 4:1089-94.
23. Wieczyńska A, Weżgowiec J, Więckiewicz W i wsp. Antimicrobial activity, cytotoxicity and total phenolic content of different extracts of propolis from the West Pomerian region in Poland. Acta Pol Pharm 2017; 74(2):715-22.
24. Silverio-Valdes LA, Iturralde G, Garcia-Tenesaca M i wsp. Phytochemical parameters, chemical composition, antioxidant capacity, microbial contamination and antimicrobial activity of Eucalyptus honey from the Andean region of Ecuador. J Apic Res 2018; 57(3):382-94.
25. Alvarez-Suarez JM, Tulipani S, Diaz D i wsp. Antioxidant and antimicrobial capacity of several monofloral Cuban honeys and their correlation with color, polyphenol content and their chemical compound. Food Chem Toxicol 2010; 48:2490-9.
26. Kucuk M, Kolayh S, Karaoglu S i wsp. Biological activities and chemical composition of three honeys of different types from Anatolia. Food Chem 2007; 100:526-34.
27. Khider M, Elbanna K, Mahmoud A i wsp. Egyptian honeybee pollen as antimicrobial, antioxidant agents and dietary food supplements. Food Sci Biotechnol 2013; 22(5):1461-9.
28. Uzel A, Sorkun K, Oncag O i wsp. Chemical compositions and antimicrobial activities of four different Anatolian propolis samples. Microbiol Res 2005; 160:189-95.
29. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Aktywność antybiotyczna propolisu krajowego i europejskiego. Post Fitoter 2013; (2):97-107.
30. Kacaniova M, Vukovic N, Chlebo R i wsp. The antimicrobial activity of honey, bee pollen loads and beeswax from Slovakia. Arch Biol Sci 2012; 64(3):927-34.
