蜂蜜的主要成分是糖类，占总重量的75％左右，因此蜂蜜实质上是一种饱和甚至过饱和的糖溶液，水分含量通常占蜂蜜重的17％～22％。糖分子和水分子的相互作用，只留下极少量的游离水可供微生物利用，而且如此高的糖浓度，使之具有很高的渗透特性(吸水性)。据测定，革兰氏阳性细菌内的渗透压为2026kpa，革兰氏阴性细菌也有506～1013kpa，而蜂蜜的渗透压高达105大气压，这足以使细菌大量脱水死亡。
比渗透压更具有生理意义的物化指标是水活度(aw,即天然环境中微生物可实际利用的自由水或游离水的含量)，蜂蜜的含水量常温下仅有17.6％，10天成熟蜂蜜含水量在10.1%左右，其aw值约为0.63，几乎所有的细菌(嗜盐菌除外)生长繁殖所需的aw范围为0.90～0.98。因此天然成熟蜂蜜中很少有细菌可利用的自由水，其中的水分多以结合水的形式存在，所以引起伤口感染的细菌，不但不能从蜂蜜中取得生活用水，反而会被高糖度的蜂蜜脱水，最终引起死亡。因此，大部分种类的细菌在蜂蜜里会受到完全的抑制，这是蜂蜜为何能抗菌治疗感染的原因之一。 美国学者Molan(1992)用天然蜂蜜和人工蜜(糖分比例与天然蜂蜜相同的过饱和糖溶液)作对比研究。发现人工蜜(超市蜂蜜、1天水蜂蜜、香精蜂蜜)的抗菌活性远不如天然蜂蜜。这表明蜂蜜的抗菌作用除高渗透作用外，还有其它的抗菌因素，即蜂蜜的酸性反应及来自蜜蜂和植物花蜜中的杀菌因素。
2.蜂蜜的酸度 蜂蜜是酸性的，pH值都在3.2～4.5之间，而大多数病原菌生长繁殖的适宜pH值多在7.2～7.4之间，因此，蜂蜜的这种酸度足以抑制多种病原菌的生长和繁殖。例如，引起起伤口感染的金黄色葡萄球菌最适宜pH为7.0～7.5，酿脓链球菌的最适pH6.5～7.0，绿脓杆菌的最适pH7.5～8.0。可见，蜂蜜的pH值不适于细菌的生长繁殖。 引起蜂蜜酸性的原因是蜂蜜中含有一定量的有机酸，如柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸、单酸、琥珀酸、谷氨酸、醋酸、蚁酸、羟基丁二酸、苯甲酸以及葡萄糖分解产生的葡萄糖酸等。 ③源于蜜蜂的抗菌因素 蜂蜜是蜜蜂将花蜜混合上唾液酿制而成，因此蜂蜜中含有其唾液腺、蜜腺分泌的某些酶，有抗菌作用的主要是溶菌酶以及葡萄糖氧化酶等。
3.1溶菌酶 默林和梅斯纳(1968)指出，溶菌酶也是蜂蜜中的抗菌物质，通常蜂蜜中溶菌酶的水平为5～10mg/ml；偶尔可达到35～100mg/ml(以等值的蛋白溶菌酶表示的浓度)。溶菌酶是蜜蜂的非特异性免疫因素，是一种碱性低分子蛋白质，主要作用于革兰氏阳性菌；使其细胞壁的主要成分－肽聚据中的β-1.4糖苷链断裂，造成细胞壁破裂，引起细菌死亡。溶菌酶在酸性环境中耐热，在光的作用下会失去活性。 据跑德纳尔丘克报道，分析核果类植物、椴树、洋槐和一系列草本植物的花蜜，均未发现溶菌酶，并经试验证明，溶菌酶来自蜜蜂的蜜囊和唾液腺分泌物。
3.2葡萄糖氧化酶 研究表明，蜂蜜中的葡萄糖氧化酶(蜜蜂的咽腺中都含有葡萄糖氧化化酶，在酿蜜过程中将其混入蜜中)可将蜂蜜中的葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢(过氧化氢水溶液，在医学上常称为双氧水，具有很强的杀菌力)，过氧化氢分解产生的活性氧是杀死细菌及真菌的重要成分。研究表明，过氧化氢不稳定，分解时产生氧化性很强的游离基[O]，使细菌细胞中酶蛋白上的巯基(-SH)氧化失去活性，表现出杀菌效果。 W.White(1962，1963，1964)指出完全成熟的蜂蜜里，葡萄糖氧化酶没有活性，当蜂蜜被稀释时，它的活性增强2500～50000倍。
涂敷在创伤表而的蜂蜜被体液稀释后即可产生过氧化氢和活性氧。他将蜂蜜的医疗疗作用，称为抑菌效能，以I代表之，按蜜的抑菌效能，从0到5定为抑菌值；以P代表每1克蜂蜜，每小时在实验室条件下，能产生多少微克的过氧化氢定为P值、并把I值与P值的关系联结起来，即： I＝0P＜3.4 I＝1P＝3.4～8.7 I＝2P＝8.8～20.5 I＝3P＝20.6～54.5 I＝4P＝54.6～1.74 I＝5P＞174 在65℃时灭活的程度增加，即使在5～25分钟内，所有的酶都明显变性。此外，阳光、光线、热的影响，都会破坏蜂蜜中的葡萄糖氧化酶，导致降低过氧化氢的聚集。蜂蜜经过巴氏消毒加热以及在光照下葡萄糖氧化酶的活性就会丧失，也就是说超市中高温浓缩的蜂蜜都是没有蜂蜜中的酶。
研究还发现，当pH3时，氧化酶活性最强，pH值在7以上时，活性便丧失。 据white分折，蜂蜜的pH为3.91，范围为3.42～6.16均适合氧化酶的需要。 ④源于蜜源植物的抗菌因素 蜂蜜是植物花分泌的蜜汁，因此带有某些植物杀菌物质。 4.1黄酮类化合物 蜂蜜中含有10多种黄酮类化合物，是来源于蜜源植物的植物杀菌剂。大量的研究证实，黄酮类化合物有抗菌、抗病毒、抗真菌、抑制肿瘤等多种功能。在蜂蜜中发现的黄酮类化合物如槲皮素、木樨草素、芹菜素、鼠李素、松树素、短叶松素、高良姜精、柯因等都有抗菌作用，是有效的抗菌成分。 4.2挥发性物质 莫尔斯(1986)测定了匈牙利生产的刺槐蜜、椴树蜜、板栗蜜、一枝黄花蜜和一种杂花蜜的挥发成分，椴树蜜的含量最高(0.24％)，一枝黄花留的含量最低(0.1％)。他用气相色谱仪测出了蜂蜜中41种挥发性成分，并指出这些挥发性成分对革兰氏阴性菌如肺炎秆菌、大肠杆菌和白色念珠菌有明显的抑制作用。TothC(1987)也发现蜂蜜中挥发性成分对革兰氏阴性芽抱杆菌和白色念珠菌的生长有明显的抑制作用，这些挥发性的物质含量在0.12～0.26％。已鉴定出蒎烯、茨烯、苎烯、桉叶油、芳樟醉、苯甲酸和二十烷等8种挥发成分。 4.3其他抗菌成分 Rssell等(1983)发现蜂蜜中的抗菌成分，它们是甲基-3、4、5-三甲氧基苯甲酸盐、甲基-4-羟基-3、5-二甲氧基苯甲酸盐和3、4、5-三甲氨基苯甲酸。新西兰有一种最普通的蜜源植物麦卢卡树(Manuka)所酿制的蜂蜜含有3、5-二甲氧基-4-羟基苯甲酸(丁香酸)、3、5-二甲氧基-4-羟基苯甲酸甲酯、3、45-三甲基苯甲酸以及2-烃基-3-苯丙酸，这些成分不仅对引起脓肿、败血症等的金黄色葡萄球菌有明显的抗菌活性，而且对引起胃溃疡的幽门螺旋杆菌有特效，因此现在新西兰已将麦卢卡蜂蜜用于临床治疗胃溃疡。
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