彭及忠、孫慧慈、吳政穎、蔡僑銀、舒坦莉 / 國立虎尾科技大學生物科技系
蜂王漿為年輕工蜂的大顎腺及下咽頭腺以一定比例所分泌的乳白或淡黃色含甜、辣、澀、酸味的黏稠狀液體，有特殊芳香氣味，顏色因蜜源植物、季節及儲存期而有別，主要作為蜂王的終身糧食及養育蜂王幼蟲。(1)（章加寶, 1995）。蜂王漿的化學成分極為複雜，新鮮蜂王漿含水65~68%、蛋白質11~14%、脂類6%、碳水化合物14~17%、灰分1%、未確定物質3%（1）。其中2/3為白蛋白(清蛋白)、45%為球蛋白，此和人類血液中的清球蛋白的比值大致相似。目前已知王漿中含多種活性蛋白質，主要有：活性多肽、類胰島素、球蛋白和酶類四種。王漿中胺基酸約占乾物重的0.8%、相當於鮮王漿的0.28%、已測出至少含有18種胺基酸，有8種是人體必需胺基酸，主要種類依次為脯胺酸55%、賴胺酸、25%、股胺酸7%、精胺酸4%等(1)。蜂王漿中含大量水溶性維生素，以B1、B2、B6、B12等B族含量最多，其中以B2含量最豐富，亦含一定量脂溶性維生素A、D、E及菸鹼酸、泛酸、生物素、肌醇、乙醯膽鹼等。維生素B族可促進體內蛋白質、脂質、醣類等三大營養素的消化與吸收，所以有輔酵素的功能，維生素B1對人體疲勞、倦怠、睡眠障礙、肌肉痙攣、神經痛等有明顯的功效，維生素B2對促進發育、強壯身體、防止衰老有直接作用，與碳水化合物、脂肪及胺基酸的代謝有密切關係，全部的磷酸和核酸等的代謝也與維生素B2有關。菸鹼酸是兩種輔酶的成分，對保護皮膚、造血機能及治療神經炎症有效。乙醯膽鹼是王漿中的活性物質，在體內可直接被吸收利用，是記憶和神經信息傳達的支柱，和腦力、思維能力、記憶能力的提高和改善有重要作用(1)。
有機酸中主要是脂肪酸，至少含有26種游離脂肪酸，其中有一種特殊有機酸，稱為10-烴基-2-癸烯酸 ((E)-10hydroxy-2-decenoic acid)，又稱王漿酸，簡稱癸烯酸(10-HDA)，天然食物中只在蜂王漿內發現，是一種非常穩定的物質，其有抗菌和抑制腫瘤細胞生長的效果。此外王漿尚有數種具生物活性的類腮腺激素(parotin)及類固醇激素，類腮腺激素含量多，是人體唾液腺重要成分，具有活化皮膚、肌肉、軟骨組織的功能，可預防老化及血管疾病 ; 類固醇激素主要有：17-酮固醇、17-烴固醇、去甲腎上腺素、腎上腺素等，這些激素都是人體生理代謝不可少的物質，它可隨時提供及補充體內激素的來源，但含量輕微，不必擔心會造成超量的副作用(1)。
於上述營養成分讓蜂王漿具有養生保健功效尤其對降低血壓、血脂、預防動脈硬化、降低血糖，增強記憶能力、促進造血機能、調整內分泌和代謝、延遲衰老、增強組織再生能力、提高機體免疫功能、預防感冒、癌症、肝炎、神經衰弱、失眠、改善更年期障礙等。由於它是蜂王唯一的食物，使蜂王如此神奇的活力，堪稱珍貴的帝王食品，由於生產技術的改進及蜂種的改良使產量提高，讓蜂王漿能成為人們喜愛使用的保健聖品。蜂王漿除了上述功效外近來我們也發現其在美白及抗疲勞、抗老上具有相當不錯的療效，本文將就蜂王漿在美白及抗疲勞部份之應用與開發來說明。
蜂王漿美白功效
美白去黑在化妝保養品市場中一直受到東方女性的熱愛，全球美白、抗老防皺產品的市場也正在快速成長，各個國際知名藥廠或化妝品大廠紛紛推出各種以美白、抗老為主要訴求的保養品，故在開發安全且有效的美白、抗老成分就成為重要的研究方向。由於近年來天然化妝品陸續被重視、開發及應用；蜂王漿為天然的美容保養品，在美容方面也被廣泛的應用如在美白、滋潤皮膚、抗老化和化妝品原料上都有相關的產品和應用價值。
黑色素生成的路徑主要發生在黑色素路徑中(下圖一)(2)，其中酪胺酸酶扮演著非常重要的角色，酪胺酸酶主結構為雙核銅，而它的活性單位也是在銅離子，是一個氧化酶，廣泛的存在於生物體中，是黑色素生成過程中的rate limiting enzyme，為一個重要的催化因子(3,4)。黑色素生成之前都會經過酪胺酸酶的催化反應，黑色素生成是為氧化反應，在太陽的暴曬下，紫外線中的UVB會促使黑色素細胞中的L-phenylalanine羫基化後變成酪胺酸(Tyrosine)後，開始活化酪胺酸酶(Tyrosinase)，促使酪胺酸(Tyrosine)氧化成Dopa，再一次經過酪胺酸酶催化成Dopaquinone，而此時會化成兩個路徑，一邊是與半胱胺酸(Cysteine)作用及一連串的化學反應後，轉換為會造成黃紅色斑點的優黑素(Pheomelanin);另一路徑則是L-Dopa經由dopachrome tautomerase (又被稱做Tyrosinase related protein 2，TRP-2 )及Tyrosinase related protein 1(TRP-1)兩個酵素作用成為Quinones後，最後變換為會行成褐黑色斑點的褐黑素(Eumelanins)(9,10)。
圖一. 黑色素生成途徑
由於皮膚變黑主要是由皮膚黑色素細胞所製造黑色素(Melanin)量的多寡來決定，若黑色素細胞中的酪胺酸酶(tyrosinase)活性過高或被激活產生大量黑色素就會導致細胞變黑。因此在抑制黑色素過度生成在主要機制有兩種，一是對黑色素合成過程進行抑制作用；另外就是將黑色素細胞(melancyte)失活或以細胞毒性將低其活性。然而黑色素具吸收紫外線輻射能簡火發炎反應(5, 6)及具SOD (superoxide dismutase)-like 活性能清除超氧陰離子之自由基等相關生理保護作用(7)，若將黑色素細胞失活其保護作用也將消失，因此目前科學研究不由黑色素細胞失活作用著手，而是從黑色素生成途徑之抑制生成反應著手。皮膚的黑色素(melanin)的生成(8,9)主要是細胞內酪胺酸酶所控制的，酪胺酸酶會將酪胺酸(tyrosine)氧化成dihydroxyphenylalanine(即dopa)，然後dopa在轉變成dopachrome，在經一連串的氧化代謝步驟後最後形成黑色素。在這過程中酪胺酸酶催化dopa變為dopachrome示速率限制步驟(10)，因此若能抑制酪胺酸酶的活性的物質即可發展為美白劑了，其中以對苯二酚(hydroquinone)和麴酸(kojic acid)最為人知(11, 12)，麴酸是新受認可抑制melanin生成的美白物質。除此之外目前許多研究投人開發天然而溫和的新一代功能性美白產品成分，如從天然中草藥中篩選具美白功效的物質或萃取物如大黃萃取物(13)、由構樹乾燥根以酒精所萃取的5-(3-(2,4-duhydroxy-phenol)propyl)-3,4-bis(3-methyl-2-butenyl)-1,2- benzenediol(14)、黃芩苷與黃芩苷元(15)，此外也分別由藍綠藻16)、苔蘚和真菌(17, 18)中分離出具抑制酪胺酸酶活性的物質。在皮膚美白尚可由切斷或減少UV刺激、消除自由基、抑制酪胺酸酶形成、抑制酪胺酸脢的活性及阻礙黑色素形成或促進行程代謝來著手。因此利用抑制酪胺酸酶來減少黑色素形成及清除自由基可做為天然物中美白活性成分的篩選模式。
蜂王漿含有許多的維生素及無機鹽類，能促進肝醣釋放、增加代謝，可以促進表皮細胞增生、加速代謝老化角質、減少皺紋的產生及延緩皮膚的老化，同時也具有保溼的作用(1, 18)及抑制酪胺酸酶來減少黑色素形成的活性(19)，本研究團隊目前也已證實蜂王漿主要造成美白功效的因子為癸烯酸(20)。我們利用B16F10 黑色素瘤細胞探討癸烯酸(10-HAD) 美白機制，並以老鼠動物實驗驗證蜂王漿萃取物的美白功效。
首先我們必須確認癸烯酸(10-HAD)對細胞是不具有毒殺情況的，因此利用B16F10 黑色素瘤細胞驗證癸烯酸(10-HAD)的細胞毒性測試，實驗結果顯示10-HDA 濃度範圍0-1mM及1 mM Kojic acid 有著很好的細胞存活率(data not show)。因此我們藉由此濃度範圍來探討其美白活性。首先我們利用B16-F10 黑色素瘤細胞內黑色素含量之分析來測試其抑制黑色素形成的活性，由圖二中可以發現10-HDA 在0、0.1、0.5 及1 mM 時，各個濃度的黑色素含量變化依序為100%、94.6%、67.7%及59.6%有明顯降低的趨勢，呈dose-dependent的現象，且比正控制組Kojic acid 1mM (80.7%)的效果好 (20)。因此我們進一步分析B16-F10 黑色素瘤細胞內酪胺酸酶，由圖三結果中也發現低濃度10-HDA 0.1 mM及10-HDA 0.5 mM時酪胺酸酶含量依序為100%及90.4%，沒有明顯降低的趨勢，含量要在高濃度時(1 mM) 酪胺酸酶含量才有明顯降低，抑制率達28% (20)。因此為了確認10-HAD的美白機制是否於其他黑色素生成途徑，利用西方墨點法來分析細胞內MITF、TRP-1、TRP2及tryosinase 的蛋白質表現量，確認蜂王漿美白活性物質在美白作用機制上的功能和角色，由圖四結果中發現MITF、Tyrosinase、TRP-2及TRP-1。MITF 活性隨著10-HDA 濃度的增加其活性越低，因此可以確定10-HAD在制黑色素生成的效力上具有相當的成效(20)。
圖二、細胞內黑色素含量分析(20)。
圖三、B16F10黑色素瘤細胞內酪胺酸酶含量分析(20)。
由於在細胞的分析實驗上以驗證10-HDA 的美白活性，為更加確認其在動物皮膚上的功效，因此我們藉由小鼠美白模式試驗來驗證，由圖五實驗結果中發現不同濃度的10-HDA其美白效果都是往上的趨勢，L數值越高代表皮膚越白皙。經由上述蜂王漿癸烯酸之抗老化、防皺、美白作用的機制詳家探討分析，其是質得開發新的抗老化、防皺、美白保養品。
圖四、B16F10黑色素瘤細胞中黑色素相關酵素群之表現(20)。
圖五、小鼠美白模式試驗結果分析圖(20)。
圖六、Sprague-Dawley大鼠跑步運動能力測試。
圖七、Sprague-Dawley大鼠運動時血液中葡萄糖濃度變化的分析。
圖八、Sprague-Dawley大鼠運動時血液中乳糖濃度變化的分析。
參考資料
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彭及忠
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雲林縣虎尾鎮文化路64號