Z artykułu dowiesz się:

• w jaki sposób spożywać pyłek, aby jego składniki zostały max wykorzystane przez nasz organizm
• czy nadal zalecane jest rozdrabnianie lub moczenie obnóży przed spożyciem
• poznasz budowę i właściwości pyłku

Dostępność biologiczna pyłku kwiatowego zbieranego przez pszczoły

Pyłek kwiatowy należy do naturalnych produktów zbieranych przez pszczoły z pylników (męskich organów generatywnych kwiatu) roślin owadopylnych. Pobrany pyłek przyczepia się do włosków powłoki chitynowej ciała pszczół, następnie pszczoły sczesują go za pomocą przednich lub środkowych odnóży, zwilżają odrobiną wydzieliny gruczołów ślinowych, szczękowych, miodu lub nektaru i formują w grudki, zwane obnóżami pszczelimi. Po umieszczeniu w koszyczkach znajdujących się na trzeciej parze tylnych odnóży przenoszą do ula, umieszczają w komórkach plastra i po ubiciu zalewają miodem, i zamykają wieczkiem woskowym.

Fot. 1. Obnóża pszczele. Fot. azerbaijan_stockers, freepik

W tych warunkach, tj. w temperaturze 35°C i atmosferze beztlenowej, w czasie około 6–12 dni zachodzi fermentacja z udziałem pałeczek Lactobacillus acidophilus, kończąca się wytworzeniem kwasu mlekowego i zakonserwowaniem mieszaniny znajdującej się w komórkach plastra. Dodatkowo obniżenie pH do 3,7–4,3 skutecznie chroni zgromadzony pyłek przed zepsuciem. Czynniki te mają zasadniczy wpływ na wzmocnienie właściwości bakteriobójczych i biologicznych wytworzonej w tych warunkach pierzgi.

F
Fot. 2. Ziarna pyłku kwiatowego. Fot. Domena Publiczna

Pyłek pozyskuje się od rodziny pszczelej za pomocą poławiaczy pyłku. Średnica ziaren przyniesionych do ula wynosi 3–4 mm, a po wysuszeniu ok. 2–3 mm [Omarow, 2016].

Pyłek pszczeli jest zasobny w substancje odżywcze i składniki biologicznie aktywne. W obnóżach pochodzących z różnych gatunków roślin stwierdzono ponad 250 substancji chemicznych. Najważniejsze grupy związków biologicznie aktywnych wraz z ich zawartością w pyłku kwiatowym, w tym białka, aminokwasy, lipidy, kwasy tłuszczowe, cukry, związki fenolowe, triterpeny, witaminy i biopierwiastki przedstawiono w tabeli.

Pyłek kwiatowy zawiera cukry (33,7%), białko ogólne i aminokwasy (23,9%) oraz celulozę (22,4%). Woda stanowi 9,5%, lipidy całkowite i kwasy tłuszczowe 5,4%, biopierwiastki 1,3%, związki polifenolowe i triterpenowe 1,2%, witaminy 0,2%.

Wartościowy skład i związane z nim cenne właściwości biologiczne, profilaktyczne i pozytywne skutki zdrowotne umożliwiają szerokie wykorzystanie pyłku kwiatowego w charakterze nowych produktów prozdrowotnych i suplementów diety. Stanowi on surowiec farmaceutyczny, spożywczy i kosmetyczny. Do celów użytkowych obnóże rozdrabnia się i wykorzystuje, m.in. do wytwarzania tabletek, kapsułek i granulatów, a także sporządza z niego wyciągi alkoholowe, płynne i zagęszczone.

Pierzga w porównaniu z pyłkiem kwiatowym charakteryzuje się prawie 2-krotnie większą zawartością składników biologicznie aktywnych i zarazem silniejszymi właściwościami biologicznymi i leczniczymi. W wyniku procesów fermentacyjnych zachodzących w trakcie wytwarzania pierzgi w ulu, wzrasta w niej zawartość kwasu mlekowego (ok. 3%), składników probiotycznych, prebiotycznych i enzymatycznych pochodzących z wydzieliny gruczołów ślinowych i szczękowych pszczół [Didaros i wsp., 2020]. Pierzga zawiera również około 30% więcej węglowodanów, białek i biopierwiastków.

Fot. 3. Pierzga w komórkach plastra. Fot. marina_martyanova

Z przeprowadzonych badań wynika, że przyswajalność składników biologicznie aktywnych pyłku kwiatowego przez organizm człowieka jest procesem złożonym. Przyczyną tego jest budowa pojedynczego ziarna pyłku, a zwłaszcza otaczającej je podwójnej ściany komórkowej: wewnętrznej – intyny i zewnętrznej – egzyny. Egzynę tworzą w większości złożone biopolimery, tzw. sporopoleniny o wysokiej odporności chemicznej, termicznej, mechanicznej i biologicznej. Zapewnia ona ochronę materiału genetycznego zlokalizowanego wewnątrz ziarna (dwóch komórek plemnikowych), a jej misternie ukształtowana powierzchnia charakterystyczna dla danego gatunku rośliny dostarcza palinologom cennych informacji.

Intyna składa się, podobnie jak ściana komórkowa roślin, z celulozy i pektyn i ma znaczenie w kiełkowaniu. Pory usytuowane w ścianie pyłku, zwane aperturami, zwykle 1–3 (pokryte cieńszą warstwą egzyny lub bez niej), umożliwiają wzrost łagiewki pyłkowej podczas kiełkowania (patrz rysunek). Po przeniesieniu na znamię słupka ziarno pyłku pęcznieje i przez apertury wysuwa łagiewkę pyłkową, która wędruje przez znamię i szyjkę słupka aż do zalążni. Przez łagiewkę wędrują komórki wegetatywne i generatywne zapładniające komórki w zalążni..

Biorąc pod uwagę powyższe elementy, badacze doszli do wniosku, że do maksymalnego wykorzystania składników odżywczych zawartych w ziarnach pyłku kwiatowego niezbędna jest degradacja ściany pyłkowej. Badania zmierzające do wyjaśnienia mechanizmów zwiększenia biodostępności i degradacji pyłku prowadzono w warunkach in vitro, jak również in vivo u zwierząt i ludzi. Prowadzone doświadczenia dowiodły, że zarówno rozdrabnianie mechaniczne, jak i enzymatyczne nie wystarcza do rozbicia ziaren pyłku kwiatowego i otaczającej je egzyny. Postępowanie mechaniczne pozwala jedynie na rozbicie obnóży na pojedyncze lub mniejsze skupiska ziaren i otrzymanie jednorodnej mieszaniny po dodaniu do płynów, miodu itp.

Podejmowano próby polepszenia przyswajalności składników odżywczych pyłku także na drodze enzymatycznej poprzez moczenie 2–3 h w ciepłej wodzie o temp. <40°C. W wyniku pęcznienia ziaren i procesu fermentacji przyswajalność składników pyłku w przewodzie pokarmowym człowieka zwiększyła się z 30% do 70% [Martino, 1975]. Podobny proces ma miejsce po dodaniu ziaren pyłku do miodu pszczelego, prowadząc do zwiększenia przyswajalności po spożyciu tak przygotowanego produktu do 75% [Spohr, 1983].

Uwalnianie substancji biologicznie aktywnych pyłku kwiatowego w płynach komórkowych i ich przyswajanie w jelitach zachodzi również na drodze enzymatycznej poprzez apertury. Pod wpływem enzymów jelitowych (trypsyny, lipazy i proteaz) poprzez apertury możliwe jest rozszczepienie związków białkowych i w ten sam sposób przedostawanie się ich do światła jelita [Barker i Lechner, 1972].

Badania Rzepeckiej i Stojko [2010] wykazały, że o ile związki o małej cząsteczce (flawonoidy, kwasy fenolowe, aminokwasy, witaminy, biopierwiastki) mogą przenikać do jelit poprzez apertury, to przyswajanie związków o dużych masach jest możliwe dopiero po ich rozkładzie enzymatycznym na mniejsze cząsteczki. Wykorzystując fakt łatwiejszego przechodzenia do roztworu mniejszych cząsteczek, przygotowane wodne i etanolowe roztwory pyłku kwiatowego będą zawierały w dużym stężeniu właśnie te związki biologicznie aktywne.

Inni badacze zastosowali do przetwarzania produktów pszczelich, w tym pszczelego pyłku kwiatowego i pierzgi na skalę laboratoryjną i przemysłową również połączone nowe techniki przetwarzania, takie jak ultradźwięki, promieniowanie mikrofalowe i podczerwone (IR), suszenie próżniowe oraz ze złożem fluidalnym utrzymującym odpowiednią wilgotność próbki. W praktyce metody te umożliwiają wytworzenie produktu w krótszym czasie, co jest korzystne ekonomicznie, a także pozwalają na zapewnienie lepszej trwałości z równoczesnym zachowaniem jakości naturalnych produktów pszczelich [Luo i wsp, 2021].

W celu rozbicia ścian komórkowych pyłku rzepaku (Brassica campestris L.) Jie i wsp. [2015] wykorzystali różne metody: hydrolizę protameksu (enzymu rozszczepiającego wiązania peptydowe białka), ultradźwięki oraz połączenie obu metod. Za ich pomocą uzyskano korzystne właściwości badanych próbek pyłku rzepaku, z mniejszymi rozmiarami cząstek i ich wyższą łączną powierzchnią właściwą w porównaniu z próbą kontrolną. Najkorzystniejsza okazała się metoda połączona, która pozwoliła na stopniową degradację płaszcza białkowego pyłku oraz rozerwanie egzyny i intyny na trzy mniejsze fragmenty. Oceny dokonano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego.

Schemat budowy pyłku kwiatowego. Rys. Roman Dudzik.

W badaniu prowadzonym przez zespół Zhang i wsp. [2017] poddano procesowi fermentacji pyłek rzepaku (Brassica napus L.). W tym celu wykorzystano metodę wykorzystującą właściwości enzymatyczne grzybów fermentujących Ganoderma lucidum i Saccharomyces cerevisiae. W kolejnych etapach rozbijania ścian pyłku brały udział enzymy wydzielane przez grzyby: proteaza, celulaza, pektynaza, CMCaza, lakaza. Proces prowadził do stopniowego pękania ścian pyłku rzepaku. Wysoką aktywność biologiczną wykazały zwłaszcza enzymy G. lucidum: CMCaza, proteaza i pektynaza. Natomiast S. cerevisiae wydzielał enzymy zewnątrzkomórkowe, działające bezpośrednio na ścianę pyłku, dając wyższy stopień rozerwania ścian.

Z przedstawionego przeglądu wynika, że podejmowane próby zarówno fizyczne, mechaniczne, jak i enzymatyczne oraz ich kombinacje, zmierzające do rozbicia ścian pyłku kwiatowego, umożliwiały w mniejszym lub większym stopniu zwiększenie uwalniania składników pyłku i wzrost ich dostępności biologicznej w warunkach laboratoryjnych (symulowanych) oraz w organizmie człowieka. Badania te stwarzają możliwość wytwarzania preparatów z pszczelim pyłkiem kwiatowym o lepszej przyswajalności cennych składników odżywczych i aktywnych biologicznie dodatków niezbędnych w diecie człowieka.

Elżbieta Hołderna-Kędzia
Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu
Państwowy Instytut Badawczy

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"