*Magdalena Woźniak1, Lucyna Mrówczyńska2, Anna Sip3, Marta Babicka1, Tomasz Rogoziński4, Izabela Ratajczak1
Aktywność przeciwutleniająca i przeciwbakteryjna miodu, propolisu oraz pyłku kwiatowego**
Antioxidant and antibacterial activity of honey, propolis and pollen
1Katedra Chemii, Wydział Leśny i Technologii Drewna, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Kierownik Katedry: dr hab. inż. Izabela Ratajczak, prof. UPP
2Zakład Biologii Komórki, Wydział Biologii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Kierownik Zakładu: dr hab. n. biol. Andrzej Lesicki, prof. UAM
3Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Kierownik Katedry: dr hab. inż. Wojciech Białas, prof. UPP
4Katedra Meblarstwa, Wydział Leśny i Technologii Drewna, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Kierownik Zakładu: dr hab. n. roln. Tomasz Rogoziński
Streszczenie
Wstęp. Miód, propolis i pyłek kwiatowy należą do produktów pszczelich, które charakteryzują się korzystnymi właściwościami biologicznymi. Produkty te wykazują m.in. aktywność przeciwbakteryjną, przeciwgrzybiczą oraz przeciwutleniającą. Ze względu na działanie biologiczne i naturalne pochodzenie, produkty pszczele znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym.
Cel pracy. Celem pracy było porównanie aktywności przeciwutleniającej i przeciwbakteryjnej miodu, propolisu oraz pyłku kwiatowego, pochodzących z pasieki zlokalizowanej w województwie wielkopolskim.
Materiał i metody. Miód, propolis oraz pyłek kwiatowy wykorzystane w badaniach pochodziły z tej samej pasieki zlokalizowanej w województwie wielkopolskim. Aktywność przeciwutleniającą badanych produktów pszczelich oceniono, określając ich zdolność do redukcji kationorodnika DPPH·. Aktywność przeciwbakteryjną badanych produktów oznaczono metodą punktowo-dyfuzyjną w stosunku do 13 szczepów bakterii chorobotwórczych i potencjalnie chorobotwórczych. Ponadto, w miodzie, propolisie oraz pyłku kwiatowym określono całkowitą zawartość związków fenolowych metodą kolorymetryczną.
Wyniki. Propolis wykazywał wyższą aktywność przeciwutleniającą w porównaniu z miodem i pyłkiem kwiatowym. Aktywność przeciwrodnikowa propolisu odpowiadała 80% aktywności Troloksu, standardowego antyoksydantu. Spośród badanych produktów pszczelich, propolis charakteryzował się także najwyższą całkowitą zawartością związków fenolowych. Ponadto, miód, propolis oraz pyłek pszczeli wykazywały antagonistyczną aktywność wobec wszystkich badanych szczepów bakterii.
Wnioski. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że spośród badanych produktów pszczelich pochodzenia krajowego, tj. miodu, propolisu oraz pyłku kwiatowego, propolis charakteryzował się najwyższą aktywnością przeciwutleniającą oraz całkowitą zawartością związków fenolowych. Ponadto, wszystkie produkty pszczele wykazywały aktywność bakteriobójczą w stosunku do badanych szczepów bakterii.
Summary
Introduction. Honey, propolis and pollen belong to bee products that have beneficial biological properties. These products exhibit e.g. antibacterial, antifungal and antioxidant properties. Due to biological activity and natural origin, bee products are used, e.g. in the food industry, cosmetology and pharmacy.
Aim. The aim of the study was to compare the antioxidant and antibacterial activity of honey, propolis and pollen from an apiary located in Wielkopolska Province.
Material and methods. Honey, propolis and pollen used in this study came from the same apiary located in Wielkopolska Province. The antioxidant potential of bee products was 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 honey, propolis and pollen was determined by the colorimetric method.
Results. Propolis exhibited higher antioxidant activity, in comparison to honey and pollen. The antiradical activity of propolis was equal to 80% approx. activity of Trolox, the standard antioxidant. Among tested bee products, propolis was characterized by the highest total phenols content. In addition, honey, propolis and pollen showed antagonistic activity against tested bacterial strains.
Conclusions. The obtained results indicate that among the tested bee products of native origin, i.e. honey, propolis and pollen, propolis characterized by the highest antioxidant activity and the total content of phenolic compounds. In addition, all bee products showed bactericidal activity against the tested bacterial strains.
Wprowadzenie
W medycynie ludowej miód był cenionym środkiem przeciwdrobnoustrojowym, który służył m.in. w leczeniu oparzeń i trudno gojących się ran (1). Obecnie propolis wykorzystywany jest jako składnik kosmetyków, suplementów diety oraz preparatów stosowanych w łagodzeniu objawów przeziębienia i infekcjach górnych dróg oddechowych. Miód jest produktem wytwarzanym przez pszczoły z nektaru kwiatowego lub spadzi, który może zawierać ponad 180 różnych związków chemicznych. Składa się on głównie z węglowodanów (33-43% fruktozy, 25-35% glukozy, ok. 2% sacharozy oraz innych złożonych węglowodanów). Jest także źródłem minerałów (m.in. K, Mg, Ca, Na, Fe, Zn), witamin, białek, enzymów oraz związków fenolowych (2).
Do produktów pszczelich zalicza się także propolis, który jest przetworzoną przez pszczoły żywicą, połączoną z woskami. Ze względu na działanie przeciwbakteryjne, przeciwzapalne, przeciwgrzybicze i przeciwnowotworowe, dodaje się go do wielu preparatów leczniczych, suplementów diety i kosmetyków (3-8). Propolis charakteryzuje się bardzo zróżnicowanym składem, a jego głównymi składnikami są substancje balsamiczne (50%), woski (30%), olejek eteryczny (10%) oraz pyłek kwiatowy (5%). W próbkach propolisu pochodzących z różnych regionów geograficznych wykryto m.in. kwasy fenolowe i ich estry, flawonoidy, terpeny, aromatyczne aldehydy, kwasy tłuszczowe, stylbeny i steroidy, aminokwasy, lignany oraz węglowodany (9-12).
Kolejnym produktem pszczelim o właściwościach terapeutycznych, który zyskuje coraz większe zastosowanie w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym, jest pyłek kwiatowy, który zawiera głównie węglowodany (13-55%), białka (10-40%) i lipidy (1-13%), a także aminokwasy, kwasy tłuszczowe, witaminy (głównie z grupy B), makro- i mikroelementy, karotenoidy oraz flawonoidy (13, 14).
Skład i jakość miodu, propolisu oraz pyłku kwiatowego zależą od wielu czynników, zarówno środowiskowych, jak i sezonowych. Wpływ na skład chemiczny i aktywność biologiczną produktów pszczelich wywiera także położenie geograficzne pasiek oraz stan metaboliczny pszczół (15, 16).
Cel pracy
Celem pracy było porównanie aktywności przeciwutleniającej oraz przeciwbakteryjnej miodu, propolisu oraz pyłku kwiatowego, pochodzących z pasieki zlokalizowanej na terenie województwa wielkopolskiego.
Materiał i metody
Ekstrakcja produktów pszczelich
W badaniach wykorzystano miód, propolis oraz pyłek kwiatowy pochodzące z pasieki zlokalizowanej na terenie województwa wielkopolskiego. Badane produkty pszczele zostały poddane ekstrakcji 70% alkoholem etylowym (Avantor Performance Materials), w stosunku 1:10 (m/v), którą prowadzono przez 24 h z wykorzystaniem wytrząsarki (Biosan). Otrzymane roztwory po przesączeniu zatężono do stałej masy z wykorzystaniem wyparki próżniowej (Buchi Labortechnik AG). Pozostałości po odparowaniu rozpuszczalnika ponownie rozpuszczono w alkoholu etylowym i wykorzystano do określenia aktywności biologicznej badanych produktów pszczelich oraz całkowitej zawartości związków fenolowych.
Aktywność przeciwutleniająca
Aktywność przeciwutleniającą miodu, propolisu oraz pyłku kwiatowego oceniono, określając ich zdolność do zmiatania kationorodnika DPPH. Do 0,2 ml ekstraktów z badanych produktów pszczelich o stężeniu 0,1 mg/ml dodano 0,2 ml świeżo przygotowanego etanolowego roztworu 0,1 M DPPH (2,2-difenylo-1-pikrylo-hydrazol) (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) badanych produktów, stosując następujące równanie:
AP (%) = [(A0 – A1) / A0] × 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 ± wartość odchylenia standardowego (SD).
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
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Dżugana M, Grabek-Lejkob D, Swacha S i wsp. Physicochemical quality parameters, antibacterial properties and cellular antioxidant activity of Polish buckwheat honey. Food Biosc 2020; 34:1-10.
2. Nespeca M, Vieira A, Santos D i wsp. Detection and quantification of adulterants in honey by LIBS. Food Chem 2020; 311(1):1-27.
3. Bueno-Silva B, Marsola A, Ikegaki M i wsp. The effect of seasons on Brazilian red propolis and its botanical source: chemical composition and antibacterial activity. Nat Prod Res 2017; 31(11):1318-24.
4. Mohdaly A, Mahmoud A, Roby M i wsp. Phenolic extract from propolis and bee pollen: composition, antioxidant and antibacterial activities. J Food Biochem 2015; 39(5):538-47.
5. Funakoshi-Tago M, Okamoto K, Izumi R i wsp. Anti-inflammatory activity of flavonoids in Nepalese propolis is attributed to inhibition of the IL-33 signaling pathway. Int Immunopharmacol 2015; 25(1):189-98.
6. Franchin M, Freires I, Lazarini J i wsp. The use of Brazilian propolis for discovery and development of novel anti-inflammatory drugs. Eur J Med Chem 2018; 153:49-55.
7. Catchpole O, Mitchell K, Bloor S i wsp. Antiproliferative activity of New Zealand propolis and phenolic compounds vs human colorectal adenocarcinoma cells. Fitoter 2015; 106:167-74.
8. Xuan H, Wang Y, Li A i wsp. Bioactive components of Chinese propolis water extract on antitumor activity and quality control. Evid-Based Compl Altern Med 2016; 9:1-9.
9. Olegário L, Andrade J, Andrade G i wsp. Chemical characterization of four Brazilian brown propolis: an insight in tracking of its geographical location of production and quality control. Food Res Int 2019; 123:481-502.
10. da Silva Frozza C, Garcia C, Gambato G i wsp. Chemical characterization, antioxidant and cytotoxic activities of Brazilian red propolis. Food Chem Toxicol 2013; 52:137-42.
11. Righi A, Negri G, Salatino A. Comparative chemistry of propolis from eight Brazilian localities. Evid-Based Compl Altern Med 2013; 2013:1-14.
12. Escriche I, Juan-Borrás M. Standardizing the analysis of phenolic profile in propolis. Food Res Int 2018; 106:834-41.
13. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Nowe badania nad biologicznymi właściwościami pyłku kwiatowego. Post Fitoter 2012; (1):48-54.
14. Denisow B, Denisow-Pietrzyk M. Biological and therapeutical properties of bee pollen: a review. J Sci Food Agr 2016; 96:4303-9.
15. Cebrero G, Sanhueza O, Pezoa M i wsp. Relationship among the minor constituents, antibacterial activity and geographical origin of honey: A multifactor perspective. Food Chem 2020; 315(15):1-31.
16. Socha R, Juszczak L, Pietrzyk S i wsp. Phenolic profile and antioxidant properties of Polish honeys. Int J Food Sci 2011; 46(3):528-34.
17. 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.
18. Kumazawa S, Hamasaka T, Nakayama T. Antioxidant activity of propolis of various geographic origins. Food Chem 2004; 84:329-39.
19. 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.
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. Lima B, Tapia A, Luna L i wsp. Main flavonoids, DPPH activity, and metal content allow determination of the geographical origin of propolis from the Province of San Juan (Argentina). J Agr Food Chem 2009; 57:2691-8.
22. 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.
23. Majewska E, Trzanek J. Właściwości przeciwutleniające miodów wielokwiatowych i innych produktów pszczelich. Brom Chem Toksykol 2009; 4:1089-94.
24. Kroyer G, Hegedus N. Evaluation of bioactive properties of pollen extracts as functional dietary food supplements. Innov Food Sci Emerg 2001; 2:171-4.
25. 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.
26. Bertoncelj J, Dobersek U, Jamnik M i wsp. Evaluation of the phenolic content, antioxidant activity and colour of Slovenian honey. Food Chem 2007; 105:822-8.
27. Kuś PM, Congiu F, Teper D i wsp. Antioxidant activity, color characteristics, total phenol content and general HPLC fingerprints of six Polish unifloral honey types. LWT-Food Sci Technol 2014; 55:124-30.
28. Woźniak M, Mrówczyńska L, Waśkiewicz A i wsp. Phenolic profile and antioxidant activity of propolis extracts from Poland. Nat Prod Commun 2019; May:1-7.
29. 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.
30. 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.
31. Jasicka-Misiak I, Poliwoda A, Dereń M i wsp. Phenolic compounds and abscisic acid as potential markers for the floral origin of two Polish unifloral honeys. Food Chem 2012; 131:1149-56.
32. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Aktywność antybiotyczna propolisu krajowego i europejskiego. Post Fitoter 2013; (2):97-107.
33. Silici S, Unlu M, Vardar-Unlu G. Antibacterial activity and phytochemical evidence for the plant origin of Turkish propolis from different regions. World J Microbiol Biotechnol 2007; 23:1797-803.
34. Garew A, Schmolz E, Lamprecht I. Microbiological and calorimetric investigations on the antibacterial actions of different propolis extracts: an in vitro approach. Thermochim Acta 2004; 422:115-24.
35. Mavri A, Abramovic H, Polak T i wsp. Chemical properties and antioxidant activity of Slovenian propolis. Chem Biodivers 2012; 9:1545-57.
36. 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.
37. 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.
38. 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.
