蜜蜂於夏季採集台灣綠蜂膠與蜂花粉的時間分佈 9页

科學短訊台灣昆蟲30:317-325(2010)FormosanEntomol.30:317-325(2010)蜜蜂於夏季採集台灣綠蜂膠與蜂花粉的時間分佈1221*葉琇如、陳嘉南、黃中洋、陳裕文1國立宜蘭大學動物科技系26047宜蘭市神農路1段1號2彥臣生技藥品股份有限公司11503台北市南港區園區街3號17樓摘要台灣綠蜂膠具有廣泛的生物活性且極具生產應用價值，為探討蜂群於產區採集台灣綠蜂膠的時間分佈，本研究於2007年夏季(7月)在嘉義縣梅山鄉一處養蜂場隨機選取6群蜜蜂，連續3日於8:00～18:00將花粉收集器放置於蜂箱出入口，每2h收集單一蜂群採集物為一樣品，共收集90件樣品，並分析各樣品中台灣綠蜂膠與蜂花粉的重量。結果顯示，外勤蜂攜回台灣綠蜂膠的時段主要分布於8:00～14:00，此時段的蜂膠採集量約佔總採集量的77%；攜回蜂花粉的時段則以8:00～10:00最高(40.70±6.88%,mean±s.d.)，此後採集量隨時段漸次減少(p<0.05)，14:00～18:00時段的採集量合計僅佔9.5%，如此顯示西洋蜂採集綠蜂膠與蜂花粉的行為主要約於8:00～14:00期間，14:00以後則兩者的採集量大幅減少。關鍵詞：蜜蜂、台灣綠蜂膠、蜂花粉、採集時間。蜂膠(propolis)是蜜蜂採集植物的枝會隨著採集地區的季節或植被而有非常大的葉、嫩芽或是果實表面等物質，經蜂群加工而變異(Huangetal.,2007)，而台灣產蜂膠可得的樹脂狀物質，早在三千多年前就有人類將依採集的季節與膠塊顏色區為三級(Chenet之作為天然醫療用的記載(Bankovaandal.,2008)，其中以5～8月所採收的TW-IMarcucci,2000;Bankovaetal.,2000)。已有類型蜂膠，其外觀呈現翠綠色，被稱為台灣綠許多報告指出蜂膠萃取物具有多種生物活蜂膠(Taiwangreenpropolis)。台灣綠蜂膠性，例如抗腫瘤、抗氧化、抗微生物、保肝與萃取產率最高，而且具有極佳的抗菌與抗氧化免疫調節等活性，並可歸因於蜂膠多樣化且複活性，因此極具開發應用價值(Chenetal.,雜的組成份所致(Banskotaetal.,2001;2008)。台灣綠蜂膠主要活性成分為異戊二烯Bankova,2005a,2005b)。由於蜂膠的組成份類黃酮(prenylflavanones)，首先由Chenet*論文聯繫人Correspondingemail:chenyw@niu.edu.tw蜜蜂採集蜂膠與花粉的時間分佈317 劑(Chenetal.,2003,2004a,2004b,2007;Luetal.,2005;Chenetal.,2008)。關於外勤蜂採集蜂膠與蜂花粉的行為觀察，皆為利用後足的花粉籃(pollenbasket)攜帶回巢，而蜂膠團的外觀非常崎嶇不規則(圖一)，花粉團則為平滑狀的團塊，因此吾人可以利用商用花粉收集器收集外勤蜂攜回的蜂花粉與蜂膠團塊。Teixeiraetal.(2005)以攝影方式追蹤觀察蜜蜂採膠的行為，他們發現蜜蜂似乎較偏好植物的芽、葉柄或嫩葉，蜜蜂利用大顎咬下植株上的黏性物質，經大顎與前足搓揉後變成樹脂狀物質，接著由前足傳遞至中足，最後放入花粉籃，由開始採集到將採集物放入花粉籃的這段時間平均約7分鐘；接下來，攜帶著蜂膠團的工蜂飛回巢內，由巢房中的其他工蜂用大顎將蜂膠團卸下，並且將之填補在巢房中已經填有蜂膠的區域，而填補巢房這個動作與採膠的行為相似，但是外加了咀嚼的步驟(Kumazawaetal.,2003)。為了探討在台灣綠蜂膠的盛產期間(夏季)，西洋蜂(Apismellifera)群採集蜂膠與蜂花粉的時間分佈，吾人選定一處位於嘉義縣梅山鄉商用養蜂場，逢機選取6群蜂勢滿8圖一蜜蜂體上的蜂膠團(PS)與蜂花粉團(PN)。片且蜂后正常產卵的西洋蜂群，各試驗蜂群均Fig.1.Honeybeesarecollectingpropolis(PS)andpollen(PN).於巢房出入口放置花粉採集器，在2007年7月12～14日，連續3日於每日上午8點到下午6點，以兩個小時的採集物為一個樣al.(2003)分離鑑定並命名為蜂膠素品，共收集得90件樣品(5時段/日×3日(propolins)，目前已被分離鑑定出的蜂膠素有×6蜂群=90)，樣品攜回實驗室分析其中蜂A～J等10種，其中又以蜂膠素C、D、F與膠與蜂花粉的含量。由於蜂膠團粒不紮實易粉G最普遍並大量存在於台灣綠蜂膠中，故可做碎，若以人為挑選區分秤重容易產生誤差，而為檢測蜂膠中活性成分之重要指標。蜂膠素被且蜜蜂每趟採集飛行均針對單一目標物收集認定是台灣綠蜂膠最主要的活性成分(Chen之，不會發生同時採集到花粉和蜂膠的狀況etal.,2003,2004a,2004b,2007,2008)，其(Armbruster,1984;Roubik,1989)；鑑於台具有良好的抗氧化效力，在某些癌細胞株能引灣綠蜂膠含有大量的蜂膠素C、D、F、G，起細胞凋亡，對革蘭氏陽性菌更是強力的殺菌而蜂花粉本身則不含蜂膠素成分(圖二)，故本318台灣昆蟲第三十卷第四期 圖二蜂膠素的HPLC層析圖譜。Fig.2.HPLCprofilesofpropolins.Peaks:1.propolinD,2.propolinF,3.propolinC,4.propolinG.Theseparationconditionswereasfollows:column,ZORBAXSB-C18(4.6×250mm;madeinUSA);mobilephase,methanol/water88.8:11.2v/v;flowrate,1mL/min;detection,UVat280nm;injectionvolume,20µL.(A)Taiwanesegreenpropolisonly;(B)MixtureofTaiwanesegreenpropolisandpollen;(C)Pollenonly.o研究先將各樣本於45C烘箱熱風烘乾4810g不含蜂膠負對照樣品(只含蜂花粉)，各小時並秤重後，再以10倍量甲醇(10mL5重複，對照樣品並經上述烘乾與萃取流程。methanolpergramofsamples)於室溫萃取所有樣品萃取液經高效液相層析儀(HPLC)48小時，以WhatmanNo.1過濾渣滓，濾分析蜂膠素C+D+F+G的總含量後，依液再以甲醇定溶至原體積；另直接秤取0.1gTW-I蜂膠模式樣品來換算樣品的蜂膠含量。台灣綠蜂膠、配製10g含蜂膠正對照模式樣※換算公式：品(0.1g台灣綠蜂膠+9.9g蜂花粉)與Wχ=(WA×Concχ/ConcA)×WP/10蜜蜂採集蜂膠與花粉的時間分佈319 表一調查期間試驗蜂群的每日平均採集蜂膠與花粉量(g/colony/day)Table1.Theaverageamountofpropolisandpollencollectedfromthe6samplebeecolonies,foreachdayofthe3-dayexperimentalperiodDateofobservationPropolis(g/colony)Pollen(g/colony)Jul12,20070.21±0.08a*30.16±14.59bJul13,20070.27±0.23a44.15±20.14aJul14,20070.32±0.40a47.69±20.20a*Valuesaremean±standarddeviation,n=6.Meansinthesamecolumnfollowedbydifferentlettersaresignificantlydifferent(p<0.05).Wχ=未知蜂膠重；WA=0.1g蜂膠；量沒有很大，卻仍影響蜜蜂外出採集的意願，WP=原樣品重；Concχ=樣品中蜂膠素總量；導致採集量降低；試驗蜂群每日的蜂膠採集ConcA=0.1g蜂膠的蜂膠素總量。量，則於調查期間沒有顯著差異(p>0.05)。影響蜜蜂採集的外在因子，天候是影響蜜蜂採由圖二的層析圖譜中，(A)圖為0.1g台灣綠集量的首要條件(Simone-Finstromand蜂膠萃取液的層析圖，可發現其主要的組成份Spivak,2010)，其次是季節，一般蜜蜂在晴朗為蜂膠素C、D、F、G；(B)圖為0.1g台的好天氣會較勤於採集，季節則明顯影響植物灣綠蜂膠+9.9g蜂花粉的萃取液層析圖，其生理也間接影響到蜜蜂的採集；由表一得知試蜂膠素C、D、F、G的圖譜與(A)圖一致；驗蜂群每天的採集狀況很平均。蜂勢強弱則是(C)圖則是純蜂花粉萃取液的層析圖，可發現影響蜜蜂採集意願的內在因子之一，另一影響其完全不含蜂膠素C、D、F、G，如此顯示因素為蜜蜂需求與否，本實驗所挑選的試驗蜂檢測樣品雖然含有大量的蜂花粉，但對於蜂膠群首先排除了蜂勢強弱的影響，而且蜂箱的規素C、D、F、G的萃取不具基質干擾效應，格相同且無明顯的破損，但各試驗蜂群的採集吾人可有效利用本法檢測得樣品中蜂膠素量仍呈現一定的變異(表二)；以蜂膠的採集量C、D、F、G的總量，並藉以推估樣品中台而言，所有蜂群的日平均採膠量為0.27±灣綠蜂膠的含量。0.26g(mean±s.d.)，其中以蜂群F、B的蜜蜂採集蜂膠的時間分佈，在氣候良好的採集量顯著較高(p>0.05)，日平均採集量分狀況下，蜜蜂喜好於上午10點與下午3:30別為0.67±0.46g與0.32±0.01g，其餘蜂的時段採膠(Alfonsus,1933;Meyer,1956;群的日平均採集量則僅為0.11～0.18g；在花Nyekoetal.,2002)。本研究觀測整個白天的粉的採集量方面，所有蜂群的日平均採花粉量採集時間，目的在了解蜜蜂採集台灣綠蜂膠的為40.66±19.04g，蜂群B的採集量達主要時段與趨勢。表一敘述試驗蜂群連續374.79±16.44g顯著最高，蜂群E(43.21±日的每日平均採集狀況，我們可以看到蜜蜂幾4.82g)與蜂群F(37.14±12.56g)的採集乎以採花粉為主，第一日花粉採集量為30.16量次之。分析試驗蜂群每日蜂膠採集量與花粉±14.59g(mean±s.d.)，顯著少於第二、三採集量的相關性，發現兩者的相關性極低(r=日，原因是試驗期間的第一日下午一點二十分0.02,n=18)；然而，如果剔除採膠量最高的開始持續1至2小時的午後雷陣雨，雖然雨蜂群F採集資料，則發現兩者具中高度正相320台灣昆蟲第三十卷第四期 表二不同蜂群採集蜂膠與花粉的日平均量Table2.Dailyaverageamountofpropolisandpollencollectedfromthe6samplebeecoloniesBeecolonyPropolis(g)Pollen(g)Propolis/Pollen(%)A0.11±0.06b*23.35±6.69e0.49±0.29B0.32±0.01a74.79±16.44a0.44±0.11C0.17±0.11b36.94±8.36c0.53±0.46D0.16±0.09b28.57±7.12d0.56±0.24E0.18±0.07b43.21±4.82b0.43±0.19F0.67±0.46a37.14±12.56bc1.70±0.75Mean0.27±0.2640.66±19.040.69±0.23*Valuesaremean±standarddeviation.Meansinthesamecolumnfollowedbydifferentlettersaresignificantlydifferent(p<0.05).表三試驗蜂群於每日不同時段的2小時蜂膠與花粉採集量Table3.Theamountofpropolisandpollencollectedfromthe6samplebeecoloniesfora2-hourperiodinday-timeQuantity*ataperiod/total%collectedCollectingperiodsPropolisPollen8.00-10.00hrs28.4±8.4a**40.70±6.88a10.00-12.00hrs26.8±16.3a34.00±9.17b12.00-14.00hrs21.7±9.8a15.80±2.69c14.00-16.00hrs10.2±7.4b6.38±5.35d16.00-18.00hrs12.9±8.6b3.12±1.37e*Theamountgatheredbythebeecoloniesgreaterthan0.2gthatdaywasconsidered.**Valuesaremean±standarddeviation.Meansinthesamecolumnfollowedbydifferentlettersaresignificantlydifferent(p<0.05).關性(r=0.64,n=15)。除了蜂群F的日採面，吾人先剔除蜂群採集意願低的狀況，以當膠量/日採粉量的比率平均為1.70±0.75%日的蜂膠採集量達0.2g(約為第1日採膠量(表二)，其餘蜂群皆介於0.43～0.56%。此兩平均值)以上的分佈數據才列入分析。表三種採集物皆由外勤蜂皆利用花粉籃攜帶回中，我們可以看出蜜蜂採花粉的時間集中於上巢，蜂膠的採集需要經驗豐富的老蜂，而且巢午，尤以8:00～10:00時段的採集量最多，房內部狀況要對蜂膠有一定的需求度，才會引佔總採集量40.70±6.88%，而採集量會隨時發蜜蜂採膠的行為；採集花粉則主要為飼育幼間而遞減，到14:00以後的花粉採集量約僅蟲用，而各蜂群的育幼需求可能互異，所以在佔當日總採集量9.5%；在採集蜂膠方面，則花粉採集量上各蜂群差異也很大。由上述結果發現採膠量均勻分佈於8:00～14:00時段，觀之，有些蜂群可能對蜂膠具有較高的需求度每個時段約佔總採集量21.7～28.4%，合計約(例如本試驗之蜂群F)，因此投入較高的勞力達總採集量77.0%。由此可知蜜蜂採集蜂膠最分配於採膠工作；而對蜂膠無特殊需求度的一主要的時段在上午8點到下午2點之間，採般蜂群而言，其採膠/採粉的勞力分配則趨於一集花粉時間則較提早於中午12點前結束大致，呈現中高度正相關。在採集時間的分佈方量採集，12點之後花粉採集量有顯著減少的蜜蜂採集蜂膠與花粉的時間分佈321 現象(p<0.01)。表三可看出不同試驗蜂群採差異顯示採膠蜂種在育種的重要性。目前台灣花粉的時間趨勢非常一致，採集量都是由上午並無高產蜂膠的蜜蜂品系，蜂農多採用墊高蜂最多而往下午遞減。箱蓋的方式採集蜂膠，但是蜂膠盛產期間正值關於蜜蜂採膠的相關研究相當稀少，本研台灣夏季午後雷陣雨頻繁，大雨容易因此進入究中所選取的蜂群均為商用生產蜂膠的蜂巢房而對蜂群造成傷害，實驗結果顯示蜜蜂多群，其於2007年6月期間(試驗前)利用於上午8點到下午2點間採集蜂膠(表墊高蜂箱蓋的方式，用以誘使蜜蜂採集蜂膠填三)，若可以在下雨前提早收採膠塊而蓋好蜂箱補箱蓋縫隙來生產採收之。隨後於試驗前1蓋，則可以避免雷雨的影響。台灣採膠季節比日先將蜂箱內所有的蜂膠刮除，而於調查期間較集中於夏季，特別是台灣綠蜂膠僅於每年5改採由花粉收集器採集蜂膠，此時可能由於蜂～8月生產，如以本試驗結果每群蜜蜂平均每箱蓋已正常蓋上，導致蜂群沒有填補縫隙的需日採集0.27g計算，採收期120日，則每求而減少採膠意願，因此表一中蜂群每日採膠群蜜蜂平均一年約只能採收約32.4g的綠蜂量可能有低估的現象。惟探究蜜蜂於蜂膠盛產膠。由於台灣綠蜂膠具有極佳的生物活性，目期採集蜂膠與蜂花粉的時間分佈才是本文的前已出現供不應求的情形，為了生產質量兼具重點，我們觀察到蜜蜂偏好於上午採集蜂膠與的蜂膠，吾人除了可充分應用蜜蜂採膠行為與花粉，雖然花粉與蜂膠採集量呈現中高度正相習性外，培育高產蜂膠的蜜蜂品系也非常重關性低，但採花粉的蜜蜂與採蜂膠的蜜蜂應該要，Niuetal.(2009)藉由人為選育的方式，不是同一隻，原因是採膠需要比較有經驗的蜜已成功培育得蜜膠高產的蜜蜂品系，產蜜量增蜂，一個蜂群中能擔任採膠職務的蜜蜂很少，加11.6～43.8%，產膠量也增加13.8～而且採膠過程對蜜蜂來說艱辛無比，膠體黏性83%；培育本土高產蜜膠的蜜蜂品系，應是未很高，需要經過篩選與咀嚼、搓揉等步驟，一來研究的重點。隻蜜蜂一次採膠的量只能盛裝大約花粉籃一半的容量；吾人曾將蜜蜂花粉籃上的蜂膠團直引用文獻接取下秤量乾重，發現每顆蜂膠團平均約2.5±1.0mg(mean±s.d.,n=10)，以每隻蜜蜂Alfonsus,E.C.1933.Somesourcesof每次攜回2蜂膠團計，則每次採集量約僅有propolis.Glean.BeeCult.61:92-93.5mg；吾人亦秤量花粉團的乾重，得每顆蜂花Armbruster,W.S.1984.Theroleofresin粉團平均約5.7±3.4mg(n=44)，則每次採inangiospermpollination:ecological集花粉量約11.4mg。換算採集重量因子蜂花andchemicalconsiderations.Am.J.粉團重/蜂膠團重=5.7/2.5=2.28，蜂群A～Bot.71:1149-1160.E採集蜂膠日重/蜂花粉日重的比率原為Bankova,V.2005a.Recenttrendsand0.43～0.56%(表二)，如考慮重量因子則採集importantdevelopmentsinpropolis隻數比例為0.98～1.28%，亦即採集蜂膠蜜蜂research.Evid.BasedCompl.Altern.數/採集花粉蜜蜂數的比例約為1/100～Med.2:29-32.1/80；然而採膠意願較高的蜂群F，其分配比Bankova,V.2005b.Chemicaldiversityof例則高達1/26，比前者約提高3～4倍。此propolisandtheproblemof322台灣昆蟲第三十卷第四期 standardization.J.Ethnopharmacol.66:503-506.100:114-117.Chen,Y.W.,S.W.Wu,K.K.Ho,S.B.Lin,Bankova,V.,andM.C.Marcucci.2000.C.Y.Huang,andC.N.Chen.2008.Standardizationofpropolis:presentCharacterizationofTaiwanesestatusandperspectives.BeeWorld81:propoliscollectedfromdifferent182-188.seasonsandlocations.J.Sci.FoodBankova,V.,S.L.DeCastro,andM.C.Agric.88:412-419.Marcucci.2000.Propolis:recentadvancesHuang,W.J.,C.H.Huang,C.L.Wu,J.K.inchemistryandplantorigin.Apidol.Lin,Y.W.Chen,C.L.Lin,S.E.31:3-15.Chuang,C.Y.Huang,andC.N.Chen.Banskota,A.H.,Y.Tezuka,andS.Kadota.2007.PropolinG,aprenylflavanone,2001.RecentprogressinpharmacologicalisolatedfromTaiwanesepropolis,researchofpropolis.Phytother.Res.inducescaspase-dependentapoptosis15:561-571.inbraincancercells.J.Agric.FoodChen,C.N.,C.L.Wu,andJ.K.Lin.2007.Chem.55:7366-76.ApoptosisofhumanmelanomacellsKumazawa,S.,M.Yoneda,I.Shibata,J.inducedbythenovelcompoundsKanaeda,T.Hamasaka,andT.propolinAandpropolinBfromNakayama.2003.DirectevidenceforTaiwanesepropolis.CancerLett.245:theplantoriginofBrazilianpropolis218-231.bytheobservationofhoneybeeChen,C.N.,C.L.Wu,andJ.K.Lin.2004a.behaviorandphytochemicalanalysis.PropolinCfrompropolisinducesChem.Pharm.Bull.51:740-742.apoptosisthroughactivatingcaspases,Lu,L.C.,Y.W.Chen,andC.C.Chou.Bidandcytochromecreleasein2005.Antibacterialactivityofpropolishumanmelanomacells.Biochem.againstStaphylococcusaureus.Int.J.Pharmacol.67:53-66.FoodMicrobio.102:213-220.Chen,C.N.,M.S.Weng,C.L.Wu,andJ.Meyer,W.1956.PropolisbeesandtheirK.Lin.2004b.Comparisonofradicalactivities.BeeWorld37:25-36.scavengingactivity,cytotoxiceffectsNiu,G.S.,Y.B.Xue,D.H.Chen,S.Z.Gao,andapoptosisinductioninhumanandX.M.Wang.2009.ResearchmelanomacellsbyTaiwanesepropolisreportonthehoneyandpropolisyieldfromdifferentsources.Evid.Basedofthehoneybee.FormosanEntomol.Compl.Altern.Med.1:175-185.29:201-209.Chen,C.N.,C.L.Wu,H.S.Shy,andJ.K.Nyeko,P.,G.Edwards-Jones,R.K.Day.Lin.2003.Cytotoxicprenylflavanones2002.Honeybee,ApismelliferafromTaiwanesepropolis.J.Nat.Prod.(Hymenoptera:Apidae),leafdamage蜜蜂採集蜂膠與花粉的時間分佈323 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TimeDistributionofHoneyBeesCollectingTaiwaneseGreenPropolisandPollenDuringSummerSeason1221*Siou-RuYe,Chia-NanChen,Chung-YangHuang,andYue-WenChen1DepartmentofAnimalScience,NationalI-LanUniversity,1,Sec.1,Shen-LungRoad,I-LanCity26047,Taiwan2NatureWiseBiotech&MedicalsCorporation,ER-13,17F,No.3,Yuan-QuSt.,Nan-Kang,TaipeiCity11503,TaiwanABSTRACTTaiwanesegreenpropolispossessesexcellentbioactivitiesandareworthyofstudy.InordertoinvestigatethedistributionofthecollectingtimesofTaiwanesegreenpropolis,weinvestigated6randomly-chosenhoneybeecoloniesinMei-Shan,Chiayi.Apollencollectorwasputinfrontoftheentrancetoeachhivefrom8.00-18.00hoursfora3dayperiod.Each2hcollectionofasinglecolonyservedasasample,andthusatotalof90sampleswerecollected.Theamountofgreenpropolisandbeepollensampleswereanalyzed.Theresultsshowedthatworkersbroughtthemajority(77%ofthetotalamount)ofthegreenpropoliscollecteddaily,backtothehivebetween8.00and14.00hours.Thepeakofthebeepollencollectingwasbetween8.00and10.00hours(40.70±6.88%,mean±s.d.),afterthatthecollectiondecreasedsignificantly(p<0.05).Overallthecollectionofpollenforthetimeperiodof14.00to18.00hourswasonly9.5%ofthetotalamountofpollencollected.TheseresultsindicatethatthecollectingbehaviorofApismelliferaforbothpropolisandpollenpeakspriorto14.00hours,andthatthecollectionactivitydecreasessubstantiallyafter14.00hours.Keywords:Apismellifera,Taiwanesegreenpropolis,beepollen,collectingtime*Correspondingemail:chenyw@niu.edu.tw蜜蜂採集蜂膠與花粉的時間分佈325