Evaluation of antioxidant properties of fermented bee pollen extracts and their influence on the activity of antibiotics

Bičių surinktos žiedadulkės yra vienas labiausiai vertinamų natūralių produktų dėl savo ypatingos cheminės sudėties, išsiskiriančios kaip biologiškai aktyvių medžiagų šaltinis ir lemiančios antioksidacines bei antibakterines savybes. Žiedadulkių sienelė organizme nesuskaidoma ir didelė dalis naudingų junginių nėra pasisavinama, todėl rekomenduojama produktą atitinkamai apdoroti – fermentuoti. Šio darbo tikslas buvo nustatyti bei įvertinti skirtingos geografinės kilmės fermentuotų ir natūralių bičių surinktų žiedadulkių ekstraktų antioksidacines savybes bei jų įtaką antibiotikų aktyvumui. Mūsų žiniomis, tai pirmasis tyrimas, analizuojantis skirtingos kilmės bičių surinktų žiedadulkių antioksidacinės savybes bei sąveiką su antibiotikais. Devyni žiedadulkių mėginiai iš Ispanijos, Italijos, Olandijos, Švedijos, Lenkijos, Lietuvos, Danijos, Maltos ir Slovakijos buvo fermentuoti optimizuotomis sąlygomis spontanine fermentacija bei fermentacija su L. rhmanosus bakterijų kultūra. Tyrimo metro naudoti spektrofotometriniai metodai, efektyvioji skysčių chromatografija, antibakterinės ir sinerginės savybės vertintos difuzijos į agarą metodu, o gauti duomenys palyginti chemometrinės analizės metodais. Nustatyta teigiama kietafazės fermentacijos įtaka antioksidaciniam, antibakteriniam aktyvumams bei sinerginiam poveikiui. Bendras fenolinių junginių kiekis po fermentacijos padidėjo 1,4-2,3 karto, bendras flavonoidų kiekis – 1,1-1,6 karto, o antiradikalinis aktyvumas – 1,4-2,3 karto. Po fermentacijos taip pat padidėjo pieno rūgšties bei biologiškai aktyvių junginių įvairovė, ypač fenolinių rūgščių bei flavonoidų. Antibakterinis aktyvumas po fermentacijos padidėjo 1,1-3,2 karto ir nustatytas didesnis Gram teigiamų bakterijų jautrumas fermentuotams žiedadulkių ekstrakstams. Antibiotikų ir ekstraktų sąveika taip pat buvo teigiama priklausomai nuo mišinio su atitinkamu antibiotiku bei patogeninių bakterijų rūšies. Gauti antibakterinio bei antioksidacinio aktyvumo, sinerginio poveikio rezultatai ženkliai priklausė nuo geografinės žiedadulkių kilmės ir sudarė tris pagrindinius klasterius: lietuviškų žiedadulkių, švediškų, lenkiškų ir slovakiškų žiedadulkių bei itališkų, maltietiškų, ispaniškų, olandiškų ir daniškų žiedadulkių.Bee pollen is one of the most assessed natural products, which chemical composition express as a source of biologically active substances, which is considered as the main reason for its antioxidant and antibacterial properties. The pollen wall in the body is not digested and a large part of useful compounds is not absorbed, therefore it is recommended to treat the product accordingly – to ferment. The aim of this research was to determine the effect of fermentation process of bee pollen from different Europe regions on its antioxidant properties and their influence on the activity of antibiotics. To our knowledge, this is the first study about the evaluation of antioxidant properties and synergistic effect of fermented bee pollen from different Europe regions. Nine samples of bee pollen from Spain, Italy, Netherlands, Sweden, Poland, Lithuania, Denmark, Malta and Slovakia were fermented using optimized fermentation conditions with L. rhamnosus bacteria and with spontaneous fermentation. Spectrophotometric methods, high-performance liquid chromatography, antibacterial and synergistic properties of diffusion method on agar were used and the observed data was compared by chemometric analysis. The positive effect on antioxidant, antibacterial activity and synergistic effect of solid-state fermentation was revealed. Fermentation caused higher total phenolic compounds content, which was increased by 1.4-2.3 times, total flavonoid content, which increased 1.1-1.6 times and total antioxidant activity has increased 1.4-2.3 times in samples. The fermentation process caused higher lactic acid and biologically active compounds chemical diversity, especially phenolic acids and flavonoids. The antibacterial activity after fermentation increased by 1.1-3.2 times and gram positive bacteria were more sensitive to fermented bee pollen extracts. Influence to antibiotics between bee pollen extract also show different positive effects level according to mixture with antibiotics and type of pathogenic bacteria species. The study revealed that both antibacterial and antioxidant activities, and sinergism were strongly related with geographic origin of bee pollen and three clusters were formed: Lithuanian bee pollen, Swedish, Polish and Slovak bee pollen, Italian, Maltese, Spanish, Dutch and Danish bee pollen.Gamtos mokslų fakultetasBiochemijos katedr