© Borgis - Postępy Fitoterapii 2/2016, s. 130-138
*Bogdan Kędzia, Elżbieta Hołderna-Kędzia
Skład i właściwości biologiczne pyłku kwiatowego zbieranego przez pszczoły ze szczególnym uwzględnieniem możliwości zastosowania go w kosmetyce
Composition and biological properties of bee pollen particular regard to the possibility of use in cosmetics
Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. n. ekon. Grzegorz Spychalski
Summary
The formation and obtaining of bee pollen (pollen grains), physicochemical properties including antibiotic, antioxidative, anti-inflammatory, antiallergic, nutritive, anticoagulant and fibrinolytic activities were discussed. The data were compiled for possible application in cosmetics. Pollen in the form of pollen grains also in form of extracts is used to the production of care products (masks, lotions and cremes) also health cosmetics (cosmeceuticals).
Powstawanie i pozyskiwanie
Pyłek kwiatowy zbierany jest przez pszczoły w postaci tzw. obnóża pyłkowego. W tej formie przenoszony jest on do ula i tam następuje jego składowanie w komórkach plastra i wykorzystywanie przez pszczoły.
Pyłkiem kwiatowym nazywane są męskie komórki rozrodcze roślin kwiatowych. Powstają one w woreczkach pyłkowych zlokalizowanych na końcu pręcików. Dojrzałe ziarna pyłku otoczone są podwójną ścianą. Ściana zewnętrzna, zwana egzyną, zbudowana jest ze sporopoleniny i wykazuje dużą odporność na czynniki fizykochemiczne. Natomiast ściana wewnętrzna, nazywana intyną, składa się z celulozy oraz pektyn i odznacza się dużą wrażliwością na czynniki fizykochemiczne. Ponadto w egzynie i intynie znajdują się cienkie kanaliki (pory). Ich liczba może wynosić od 1 do 40. Wielkość ziaren pyłku waha się od 2,5 do 250 μm.
Zewnętrzna postać, kształt i powierzchnia ziaren pyłku jest zróżnicowana i charakterystyczna dla danego gatunku rośliny. Ziarna pyłku mogą być okrągłe, elipsoidalne, trójkątne, wrębne, wielopłaszczyznowe i in. Ich powierzchnia może być pokryta kolcami, może być chropowata, żeberkowana, haczykowata itp. Pyłek niektórych roślin pokryty jest lepką substancją. Barwa pyłku zależna jest od obecności w egzynie barwników roślinnych, takich jak karotenoidy, flawonoidy, antocyjany i chlorofil. Najczęściej pyłek zabarwiony jest na kolor żółty z różnymi odcieniami tej barwy. Jednak zabarwienie ziaren pyłku może być rozmaite – od białego do czarnego włącznie.
Pszczoła po dotarciu do kwiatu zbiera pyłek swoim ciałem, a następnie sczesuje go za pomocą szczoteczek pyłkowych umieszczonych na przednich odnóżach i formuje pakiety z udziałem wydzieliny z gruczołów ślinowych i gardzielowych, tzw. obnóża, które umieszcza w specjalnych koszyczkach znajdujących się na trzeciej parze nóg. Po przylocie do ula zbieraczki pyłku umieszczają obnóża w komórkach plastra. Następnie inne pszczoły zalewają obnóża świeżym miodem i zamykają komórki plastra wieczkiem woskowym. Produkt ten nosi nazwę pierzgi i służy do karmienia larw pszczelich w wieku 4-9 dni.
W celu pozyskania obnóża pyłkowego dla celów spożywczych, leczniczych i kosmetycznych, w ulu umieszcza się tzw. poławiacze pyłku o różnej konstrukcji. Ogólna zasada pozyskiwania obnóża pyłkowego za pomocą poławiaczy polega na tym, że zbieraczki pyłku wracając do ula, muszą przejść przez specjalną, tzw. przegrodę strącającą, z otworami o średnicy ich ciała. W trakcie tej czynności pszczoła zahacza obnóżami o brzegi otworów i gubi je. Spadają one do zasobnika umieszczonego poniżej. Tak pozyskane obnóża suszy się w specjalnych suszarkach w temp. 40°C. Wysuszony produkt nie powinien zawierać więcej niż 6% wody.
Opis powstawania i pozyskiwania pyłku kwiatowego (obnóża pyłkowego) oparto głównie na pracach Tichonowa i wsp. (1), Szapiro i wsp. (2), Klepacz-Boniek (3), Donadieu (4), Bieńkowskiej (5), Bobrzeckiego i Wilde (6), Trzybińskiego (7) oraz Wilde (8).
Charakterystyka fizykochemiczna
Wśród parametrów sensorycznych obnóża pyłkowego wyróżnia się wygląd zewnętrzny, konsystencję, wielkość i kształt pakietów ziaren pyłku, a także barwę, zapach i smak tego produktu.
Obnóże pyłkowe stanowi ziarnistą masę o zwartej konsystencji, kruszącą się pod naciskiem twardych przedmiotów. Wielkość pakietów ziaren pyłku wynosi od 1 do 4 mm. Dopuszcza się rozpadające się pakiety ziaren pyłku w ilości nieprzekraczającej 1,5% całej masy obnóża.
Pakiety ziaren pyłku mają nieregularny kształt. Najczęściej są okrągłe, ale mogą przyjmować także formy owalne i wydłużone. Zabarwienie obnóża pyłkowego może być jednorodne, od białego, poprzez żółte, pomarańczowe, żółtobrązowe, fioletowe do czarnego. Niekiedy jest ono dwubarwne lub wielobarwne, jeśli pszczoły zbierają je z różnych roślin. Obnóże ma charakterystyczny zapach – miodowo-kwiatowy, zależny od roślin, z których jest pozyskiwane. Smak obnóża jest zazwyczaj przyjemny, może być słodkawy, gorzkawy, kwaskowaty, a nawet lekko piekący.
Wilgotność świeżo pozyskanego obnóża pyłkowego waha się w granicach 21,9-28,7% (średnio 25,1%). Aby zapobiec zepsuciu tego produktu na skutek szybkiego rozwoju bakterii i grzybów pleśniowych, musi on być wysuszony w krótkim czasie po pozyskaniu. Polska Norma (9) przewiduje wilgotność obnóża pyłkowego, jako produktu handlowego, niższą od 6%.
Odczyn pH wysuszonego obnóża pyłkowego według Szczęsnej (10) waha się od 4,3 do 5,4 (średnia wynosi 4,8). Wachonina i Bodrowa (11) podają liczbę zmydlenia obnóża pyłkowego w granicach 208-222 (średnio 214 mg KOH/g obnóża) oraz liczbę jodową w granicach 31,9-36,7 (średnio 34,5 g jodu/100 g obnóża).
Popiół ogólny w świetle danych piśmiennictwa mieści się w zakresie 1,5-4,4% (średnio 3,0%). Jest on miarą związków mineralnych zawartych w obnóżu pyłkowym.
Przy opracowywaniu charakterystyki fizykochemicznej pyłku kwiatowego zbieranego przez pszczoły opierano się w dużej mierze na publikacjach: Polskiej Normy (9), Szczęsnej (10), Wachoniny i Bodrowej (11) oraz Szczęsnej i wsp. (12).
Skład chemiczny obnóża pyłkowego
Zależnie od zastosowania do celów kosmetycznych, rozróżniamy skład wysuszonego obnóża pyłkowego oraz skład uzyskanych z tego surowca ekstraktów. Najpierw zostanie omówiony skład chemiczny obnóża pyłkowego jako surowca.
Do głównych składników biologicznie aktywnych obnóża pyłkowego należy zaliczyć: białko ogólne (w tym aminokwasy, kwasy nukleinowe, enzymy), hormony, lipidy całkowite (w tym kwasy tłuszczowe, fosfolipidy), węglowodany ogólne (w tym cukry redukujące, polisacharydy), związki fenolowe (w tym flawonoidy, kwasy fenolowe, leukoantocyjanidyny), związki triterpenowe, witaminy (rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w tłuszczach) oraz biopierwiastki (mikro- i makroelementy).
Białko ogólne
Zawartość białek ogólnych w obnóżu pyłkowym jest dość zróżnicowana i według licznych autorów może mieścić się w granicach 14,7-34,3%, a w skrajnych przypadkach nawet od 2,3 do 61,7%. Średnio w obnóżu pyłkowym znajduje się 22,4% białka ogólnego. Stwierdzono, że w skład białka obnóża pyłkowego wchodzą następujące frakcje: albuminy, globuliny, gluteliny, prolaminy oraz enzymy.
Ogólna zawartość aminokwasów, zarówno wchodzących w skład białek, jak i wolnych, wynosi średnio 20,5%, w tym wszystkie aminokwasy egzogenne (leucyna, lizyna, walina, fenyloalanina, treonina, izoleucyna i metionina). Aminokwasy egzogenne, które nie są syntetyzowane w organizmie człowieka i muszą być dostarczane z zewnątrz, stanowią 8,4% całej puli aminokwasowej. Poza tym w obnóżu pyłkowym występują wolne aminokwasy. Ich zawartość wynosi średnio 3,9%. W największych ilościach wśród wolnych aminokwasów występują: prolina, tyrozyna, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy i histydyna (ryc. 1).
Ryc. 1. Wolne aminokwasy występujące w największych ilościach w obnóżu pyłkowym
Dane piśmiennictwa wskazują, że obnóże pyłkowe zawiera w puli białkowej od 0,60 do 4,87% kwasów nukleinowych, w tym kwas rybonukleinowy (RNA) i dezoksyrybonukleinowy (DNA). Poza tym w obnóżu pyłkowym występują nukleoproteidy. Związki te zbudowane są z prostych białek, takich jak histony i protaminy oraz RNA i DNA.
W obnóżu pyłkowym występują liczne enzymy. Ich liczbę określa się na ponad 100. Do najważniejszych zalicza się α- i β-amylazy, inwertazę, inulazę, celulazę oraz lipazy i fosfolipazy. Większość enzymów jest pochodzenia roślinnego, jednak w obnóżu pyłkowym występują również enzymy będące składnikami wydzieliny gruczołów ślinowych i gardzielowych, którą pszczoły używają do zwilżania ziaren pyłku kwiatowego i formowania go w pakiety pyłkowe. Należą do nich wspomniane już α- i β-amylazy oraz lizozym.
Hormony
W obnóżu pyłkowym stwierdzono występowanie substancji peptydowych o charakterze hormonów: gonadotropin i hormonu wzrostu. Są to substancje o masie cząsteczkowej w granicach 10,0-22,5 kDa. Gonadotropiny pobudzają gruczoły płciowe do wytwarzania komórek jajowych, plemników oraz hormonów płciowych. Z kolei hormon wzrostu (somatotropina) pobudza wzrost kości i masy ciała oraz wzmaga metabolizm tłuszczów i białek. Omawiane substancje występują w obnóżu pyłkowym w niewielkich ilościach, na poziomie 1000 IU/100 g produktu. W tym kontekście hormon wzrostu może odgrywać rolę stymulatora metabolizmu komórkowego skóry.
Lipidy całkowite
Dane piśmiennictwa wskazują, że zawartość lipidów całkowitych w obnóżu pyłkowym mieści się w granicach 2,6-14,5% (średnio 6,9%).
Najważniejszą frakcją lipidową są kwasy tłuszczowe. Ich zawartość w obnóżu pyłkowym waha się od 4,8 do 5,7% (średnio 5,3%). Liczba ważniejszych kwasów tłuszczowych w obnóżu wynosi od 9 do 14. Z kwasów nasyconych w największej ilości występuje kwas palmitynowy, z nienasyconych kwasy: linolowy, α-linolenowy i oleinowy (ryc. 2). Należy dodać, że kwas linolowy i α-linolenowy zaliczane są do tzw. niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), które nie są syntetyzowane w organizmie ludzkim i muszą być dostarczane do niego z zewnątrz.
Ryc. 2. Kwasy tłuszczowe występujące w największych ilościach w obnóżu pyłkowym
Zawartość fosfolipidów w obnóżu pyłkowym wynosi od 0,50 do 1,65% (średnio 0,93%). W największej ilości reprezentowana jest wśród nich fosfatydylocholina (lecytyna), w mniejszej fosfatydyloetyloamina (kefalina) oraz sfingomielina.
W obnóżu pyłkowym występują także fitosterole w ilości 0,6-1,6% (średnio 1,1%). Wśród nich stwierdzono obecność β-sitosterolu, kampesterolu oraz stigmasterolu.
Węglowodany ogólne
W obnóżu pyłkowym występują zarówno cukry proste, jak i złożone (polisacharydy). Zawartość cukrów ogólnych mieści się w tym produkcie w zakresie od 23,2 do 40,0% (średnio 32,9%). W największej ilości w obnóżu występują cukry redukujące, takie jak fruktoza, glukoza i turanoza (średnio 24,9%). Z innych cukrów prostych stwierdzono sacharozę i trehalozę (oba cukry nieredukujące) w ilości średniej 3,4%. Polisacharydy zapasowe, takie jak skrobia i dekstryny, występują w obnóżu w ilości średniej 4,3%. Natomiast węglowodany budulcowe (celuloza i pollenina) oraz rozwojowe (arabinogalaktan) obecne są w tym produkcie w ilości od 6 do 25%.
Związki fenolowe
W obnóżu pyłkowym występują liczne związki fenolowe, do których zalicza się: flawonoidy, kwasy fenolowe oraz leukoantocyjanidyny i katechiny.
Zawartość flawonoidów w obnóżu pyłkowym wynosi średnio 0,67%. Są to, w przeciwieństwie do miodu i propolisu, głównie glikozydy, to znaczy związki flawonoidowe w postaci aglikonów połączonych z cukrami. W obnóżu pyłkowym często spotyka się pochodne kwercetyny, w tym rutynę (3-rutozyd kwercetyny) oraz pochodne kemferolu, luteoliny i apigeniny. Aglikony tych związków także występują w obnóżu pyłkowym.
W obnóżu pyłkowym występuje średnio 0,26% kwasów fenolowych. Do najczęściej spotykanych związków tej grupy należą kwasy: p-kumarowy, ferulowy i chlorogenowy oraz ich pochodne.
Inną grupę związków fenolowych stanowią leukoantocyjanidyny i katechiny. Zawartość leukoantocyjanidyn, których przedstawicielem jest leukoantocyjanidyna, wynosi średnio 0,27%, a katechin, których podstawowym związkiem jest (+)-katechina – średnio 0,09% (ryc. 3).
Ryc. 3. Przedstawiciele leukocyjanidyn i katechin występujących w obnóżu pyłkowym
Związki triterpenowe
W niektórych obnóżach pyłkowych występują także w niewielkich ilościach związki triterpenowe: kwas ursolowy i kwas oleanolowy.
Witaminy
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. Tichonow AI, Sodzawiczny K, Tichonowa SA i wsp. Pyłek kwiatowy – obnóże pszczele w farmacji i medycynie. Teoria, technologia, zastosowanie lecznicze. Wyd Apipol-Farma, Kraków 2008. 2. Szapiro DK, Bandjukowa WA, Szemietkow MF. Pylca rastienij – koncentrat biologiczeski aktiwnych wieszczestw. Wyd Nauk Techn, Mińsk 1985. 3. Klepacz-Boniek J. Strategia zdobywania pyłku kwiatowego przez pszczołę miodną. Pasieka 2007; (5):36-42. 4. Donadieu T. Le pollen. Therapeutique naturelle. Libraire Maloine SA. Ed, Paris 1983. 5. Bieńkowska M. Pyłek kwiatowy i jego pozyskiwanie. Wyd Inst Sadown Kwiac, Skierniewice 1997. 6. Bobrzecki J, Wilde J. Pozyskiwanie i zagospodarowywanie obnóży pszczelich. PWRiL, Poznań 1990. 7. Trzybiński S. Współczesna gospodarka pasieczna. Wyd Rzeczpospolita SA, Warszawa 2008. 8. Wilde J. Pozyskiwanie obnóży pyłkowych z wykorzystywaniem poławiaczy powałkowych. Pszczelnictwo 2009; (5):12-4. 9. Polska Norma – Obnóża pyłkowe (PN-R-78893). Wyd Normal Alfa, Warszawa 1996. 10. Szczęsna T. Projekt międzynarodowej normy dla pyłku pszczelego. Pasieka 2004; (4):49-53. 11. Wachonina TW, Bodrowa RN. O charakteristikie pylcy. Pczełowodstwo 1979; (3):27-8. 12. Szczęsna T, Rybak-Chmielewska H, Chmielewski W. Pyłek kwiatowy (obnóża) – naturalna odżywka i surowiec farmaceutyczny. Wyd Inst Sadown Kwiac, Skierniewice 1995. 13. Szczęsna T, Rybak-Chmielewska H. Some properties of honeybee collected pollen. Pszczeln Zesz Nauk 1998; 42:79-80. 14. Kołoczek H, Kaszycki P, Świderski A i wsp. Ocena przydatności pyłku pszczelego jako komponentu do produkcji żywności i parafarmaceutyków. Projekt badawczy wykonany dla firmy Apipol AR w Krakowie 2005. 15. Khismatullina N. Apitherapy. Guidelines for more effective use. Wyd Mobile, Perm 2005. 16. Kędzia B, Otta H, Jankowiak J i wsp. Ocena przeciwzapalnego działania propolisu i pyłku kwiatowego. Mat XXXII Nauk Konf Pszczel, Puławy 1995; 34-5. 17. Vivino AE, Palmer LS. The chemical composition and nutritional value of pollens collected by bees. Ind Eng Chem Anal Ed 1945; 17:129-36. 18. Bandjukowa WA, Maczekas AJ, Czapjawiczene JS i wsp. Makro- i mikroelementy cennost cwietocznoj pylcy. Wtoraja Respubl Konf Med. Bot. Wyd Akad Nauk Ukr SSR, Kiew; 192-3. 19. Keller I, Fluri P, Imdorf A. Skład chemiczny pyłku zbieranego przez pszczoły. Pszczelarstwo 2006; (3):14. 20. Almaraz-Abarca N, Campas MG, Avila-Reyes JA i wsp. Variability of antioxidant among honeybee-collected pollen of different botanical origin. Interciencia 2004; 29:574-8. 21. Rzepecka-Stojko A, Maciejewska-Paszek I, Stec M. Wpływ metody ekstrakcji na pozyskiwanie związków polifenolowych z obnóży pszczelich. Farm Przegl Nauk 2010; (1):38-41. 22. Schulz S, Arsene C, Tauber M i wsp. Composition of lipids from sunflower pollen (Helianthus annuus). Phytochem 2000; 54:325-36. 23. Campos MG, Webby RF, Markham KR i wsp. Age-induced diminution of free radical scavenging capacity in bee pollens and the contribution of constituent flavonoids. J Agric Food Chem 2003; 51:742-5. 24. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E, Mścisz A i wsp. Badania nad dekontaminacją mikrobiologiczną pyłku kwiatowego za pomocą energii jonizującej. Mat XXXVII Nauk Konf Pszczel, Puławy 2000; 51-2. 25. Kroyer G, Hegedus N. Evaluation of bioactive properties of pollen extracts as functional dietary food supplement. Inn Food Sci Emerg Technol 2001; (2):171-4. 26. Samochowiec L, Dutkiewicz T, Wójcik J i wsp. The influence of pollen extracts (Cernitin GBX and Cernitin T60) on allergic reactions. Phytother Res 1992; 6:314-7. 27. Czarnecki R. Pszczeli pyłek kwiatowy w apiterapii. Wyd Apiterapia Forum, Kraków 2012. 28. Siafaka-Kapadei A, Demopulos CA, Andriokopulos NK. Biological activity of lipids of pine pollen on platelet aggregation in correlation with platelet activating factor. Biochem Int 1986; 12:33-41. 29. Czarnecki R. Kosmetyki naturalne ARRIA. Pyłek kwiatowy – nowe możliwości rewitalizacji skóry. www.aviva.pl. 30. Czarnecki R. Biokosmetyki jako stabilizatory „stresu tlenowego” w starzejącej się skórze. Lek w Polsce 2000; 10(11):48-50. 31. Ellnain-Wojtaszek M. Produkty pszczele – cenne leki medycyny naturalnej. Wyd Sądecki Bartnik, Nowy Sącz 1998. 32. Frenkiel MM. I pczeły leczat. Wyd Medicina, Moskwa 1988.
