第一章 奇妙的蜜蜂世界
「嗡嗡嗡⋯⋯大家一起勤做工⋯⋯。」這是一首大家耳熟能詳的兒歌──〈小蜜蜂〉。蜜蜂勤勞無私的美德，深受世人的歌頌，其產品的美味與營養價值，更廣受世人的喜愛。筆者研習蜜蜂超過30年，益發感覺「小蜜蜂，學問大」（圖1-1）。
長久以來，蜜蜂以其獨特的生物特性，加上試驗材料取得容易，一直是生物學家最佳的研究題材，她與果蠅並列為研究最深入的昆蟲，甚至有一位蜜蜂學家Karl von Frisch 以研究蜜蜂的行為而獲得1973 年諾貝爾生理醫學獎；此外，養蜂業雖屬勞力密集，但也是技術密集的產業，試想管理千萬蜜蜂大軍負責生產蜂產品，其中必然有甚多技術上的問題待克服；蜜蜂也是農業的尖兵，近年來網室栽培作物盛行，如此卻阻斷了授粉昆蟲，必須仰賴蜜蜂提供授粉的協助，否則無法結果；蜂產品又具有諸多的食療應用價值，也必須兼具食品科學的基本素養。
現在，蜜蜂又與醫療關係密切──蜂療（apitherapy），即利用蜜蜂或蜂產品以增進人體健康及去病的效果，不但有學理的根據，且有臨床實驗的證明。臺灣從事蜜蜂與蜂產品的研究人員雖然不多，但社會大眾卻對蜜蜂獨特的生物特性與多樣的蜂產品，保持高度的興趣。現代醫學使得人類的壽命長長久久，但也必須活得健健康康才有意義，因此，人們期望從日常飲食中正確地攝取營養，來創造健康。蜂產品的食療效果顯著，除了蜂膠外，大部分的蜂產品幾乎不需加工即可生鮮食用，這使得它具有穩定的保健功效，因而在保健食品市場中一直占有極大的比重。
第一節 蜜蜂是最佳的授粉昆蟲
蜜蜂形體適中，全身滿布絨毛，極易黏附花粉（圖1-2），足上有特殊收集花粉器官如前足的花粉梳和後足的花粉籃，能攜附多量的花粉，嗅覺敏銳能迅速偵測植物開花吐粉及泌蜜時間；飛行範圍在半徑約3 公里，每分鐘可採集數朵至數十朵花以上；每天外出8∼10 回，每群的數量多達 2 萬隻以上，約莫等同於400 人同時進行人工授粉，授粉效率高，具可搬移性。人們對蜜蜂習性已相當了解，可因需要加以繁殖利用，並可全年利用於授粉，可說是田間最具授粉效率的昆蟲。
蜜蜂為最重要的授粉昆蟲，全球主要的115 種農作物中，有52 種需要蜜蜂授粉，才能達成果實生產與採收種子；其中有5 種主要作物，如果沒有蜜蜂授粉，產量將減產超過90%。事實上，人類的食物有35% 受益於蜜蜂授粉，估計全球蜜蜂授粉的經濟利益達2,120 億美金／年，約占全球農作物產值9.5%。蔬果作物利用蜜蜂授粉，不但可提高果實的結果率，同時果實也因授粉充足而果實碩大且甜度增加；根據美國研究者估計，蜜蜂為美國農作物授粉所產生的間接經濟效益，達美國蜂產品總產值的93 倍。
第二節 蜜蜂是最有用的昆蟲
人類利用蜂產品的歷史非常久遠，而蜂產品的種類卻似無窮的寶藏不斷出新。其中，人類利用蜂蜜已有8,000 年的歷史，它也是中藥不可欠缺的一員，眾多的研究顯示蜂蜜具有良好的抗菌活性，並且具有保護胃壁避免潰瘍的藥效。蜂王乳是第二個被開發的蜂產品，它可降低動物血脂、血膽固醇與防止動脈硬化，抑制腫瘤，並具有類似胰島素作用等特性；1954 年天主教教宗皮奧十二世（Pope Pius XII）生命垂危之際，他的醫師給予食用蜂王乳，因而恢復健康，1957 年教宗更因此親臨兩年一度的世界養蜂會議。
蜂花粉的利用始於1970 年代人類研發了花粉採集器，它是公認營養價值最完全的食品；研究者曾以蜂花粉作為小白鼠的唯一食物源，發現實驗鼠可正常存活一年以上，足見蜂花粉可提供實驗鼠一生所需的營養分；美國前總統雷根即是蜂花粉的愛用者，同時也引領了全世界食用蜂花粉的風潮。最近幾年，全世界興起食用蜂膠（propolis）的熱潮，蜂膠中含有高量的類黃酮，具有調節人體新陳代謝、抗氧化、抗過敏及抗癌的作用，同時也是廣效性的天然抗生物質，有麻醉鎮痛、促進牙髓與軟骨組織再生、保護並強化肝臟解毒等功能；如此具有眾多的生物效用，使得愛用者幾乎視蜂膠為萬能的保健祕方，目前，蜂膠已成為臺灣最熱門的保健食品，保健食品與化妝品業者莫不競相投入。
第三節 有趣的蜜蜂生物學
一、社會組織嚴密的昆蟲──蜜蜂
一個健壯的蜂群約有3 萬隻的成蜂與2 萬隻的幼蜂，這些個體構成一個蜜蜂社會，成蜂肩負著社會責任與義務，彼此進行著嚴密的社會性分工，幼蜂則在成蜂細心的呵護下成長，一旦羽化為成蜂則立即加入分工的行列。在昆蟲世界中，類似蜜蜂具有如此嚴密的社會組織，只有螞蟻與白蟻。蜜蜂因為易於飼養與觀察，又具有重要的經濟價值，人類對她特別有興趣。距今8,000 年在西班牙發現的岩洞中，就出現了人類採獵蜂蜜的壁畫；中國殷墟出土的甲骨文中，也已出現「蜜」字，足見中國人利用蜂產品已有悠久的歷史；2,300 年前的哲學家與博物學家亞里斯多德，也對蜜蜂做了詳細的觀察與記錄。這些歷史紀錄說明人類與蜜蜂一路走來，始終相隨。
也許是蜜蜂的名氣太大了，一般人被蜂類螫傷，就說凶手是蜜蜂。事實上，具螫刺的蜂類種類十分眾多，例如：胡蜂（虎頭蜂）、長腳蜂（馬蜂）、熊蜂、花蜂、泥蜂等。事實上，全世界的蜜蜂種類主要只有9 種，而臺灣只有其中的東方蜂與西洋蜂，以及最近入侵的小蜜蜂。一般而言，螫傷部位留有螫刺者，才是蜜蜂所為，因為蜜蜂的螫刺具有明顯的倒鉤，而且其構造上又易於脫落所致。正如大家所熟知，由於體內器官受到損傷，蜜蜂螫刺後，不久便壯烈犧牲了。
二、蜂后與工蜂都是女生
很多人可能不知道，蜜蜂是一個女性的社會，更無法相信辛勤工作的工蜂居然是雌蜂。在蜜蜂的世界中有一個奇怪的現象，受精卵會發育為雌蜂，未受精卵則為雄蜂。蜂后與工蜂都是受精卵發育而成的雌蜂，一群蜜蜂只有1 隻蜂后，她專司產卵的工作，每天可產下1,500∼2,000 粒卵，這些卵的總重量遠大於蜂后的體重，而且蜂后的壽命可達3∼5 年；蜂群中絕大部分的個體是工蜂，她們不具生殖的能力，其產卵管已特化為螫針。工蜂負責蜂群中除了產卵以外的所有工作，壽命只有1∼2個月。
為什麼同樣是受精卵發育而成，蜂后卻擁有如此的「超能力」呢？關鍵在於營養的差異。如果受精卵被產在特殊的巢房──王臺，則幼蟲孵化後工蜂即會餵她吃神祕的食物──蜂王乳（royal jelly），吃了蜂王乳的雌性幼蟲生長特別快速，13 天後便會羽化成為蜂后；如果受精卵被產在一般的六角形巢房，則孵化後只吃營養價值較差的食物──工蜂乳（worker jelly），將來也只能發育成為不具生殖能力的工蜂了。此外，在成蜂階段，蜂后每產下10 粒卵，負責照顧的侍衛蜂（也是工蜂）即會分泌蜂王乳給蜂后補充營養（圖1-4），如此蜂后才能源源不斷的產卵，且壽命達3∼5 年。而成年工蜂則吃花粉與蜂蜜，再加上工作勞累，壽命僅1∼2 個月。因此，蜂王乳一直被人類視為營養補給的聖品。
三、做鬼也風流的雄蜂
雄蜂是蜜蜂世界中唯一的男性，他們的體型碩壯，卻沒有採集食物的能力，因此在蜜蜂社會中是個「吃軟飯」的角色。雄蜂的嗅覺與視覺特別發達，唯一的任務是與處女蜂后交尾。但是，真正能與蜂后交尾的雄蜂卻很少，因為蜂后一生僅外出交尾1 次，這次交尾飛行便把眾家好漢（約10 隻雄蜂）的精子收集在蜂后的貯精囊，貯精囊是一個精子銀行，可貯存約700 萬個精子，這些精子的活性可維持3 年以上，足以供應蜂后一生產卵的需要。如此一來，能夠有幸一親芳澤的雄蜂真是鳳毛鱗爪、少之又少。由於雄蜂不事生產，一旦蜂群貯存的食物不足時，雄蜂便會被掃地出門，飢寒交迫而死；但是，如果真有機會與處女蜂后交尾，雄蜂的下場也很慘，他們因為內部臟器受損，交尾後即死亡，印證所謂的「牡丹花下死，做鬼也風流」。
四、分工合作的工蜂
工蜂是蜜蜂社會的主幹，她們的數目約有3 萬隻，負責蜂群中大部分的工作，因此必須採分工合作的方式才能維持蜜蜂社會的運作。工蜂分工是以「日齡」為基礎，通常，1∼20 日齡的工蜂為內勤蜂，負責巢內所有的工作；21 日齡以後為外勤蜂，專門負責巢外採集水、花蜜、花粉與蜂膠的工作。
內勤蜂的工作非常繁瑣，一般也以日齡再將工作細分。初羽化的工蜂先從清潔巢房的工作開始，約1 週後，她們分泌食物的腺體發育完成，開始負責育幼（稱為護士蜂）與餵飼蜂后（侍衛蜂）的工作；隨著她們對蜂巢的熟悉度增加，開始擔任「搬運工」的角色；她們清除巢中的碎屑，接收外勤採回的花蜜與花粉至倉庫貯存。隨後，工蜂身體的蠟腺發育成熟，她們也擔任建築巢房的工作。如果天氣太熱，她們還得把自己當作電風扇—搧風以調節巢內溫度（圖1-5）。最後，19∼20 日齡的工蜂體內的毒液量達到高峰，她們負責守衛巢門的工作，這些守衛蜂特別凶猛，因此最好不要去招惹這些巢門口的守衛蜂。守衛工作是內勤蜂最末的任務，接著她們便會加入外勤蜂採集的行列了。
五、蜜蜂世界的語言
社會性的動物必須發展一套彼此溝通的方式，否則整個社會組織將因溝通不良而無法正常運作。蜜蜂不會講話，因此她們以肢體動作和化學物質作為溝通的語言。
外勤蜂專司採集食物的工作，她們採集的食物必須供應族群所需，任務非常艱鉅，因此必須發展一套有效的採集策略。清晨時，外勤蜂中的偵查蜂即外出找尋食物，採集食物回巢後，她們便以「跳舞」的方式告知同伴食物源的方向和距離，以方便同伴前往採集，這些同伴採妥回巢後，再以相同的方式告訴其他同伴，如此一來，外勤蜂們便得以直接前往食物源採集食物，而不必浪費於漫無目的的摸索了。
除了肢體語言外，蜜蜂體上具有多種外分泌腺體，用來分泌多種化學物質傳達訊息，這種同種生物間用來溝通的化學物質稱為「費洛蒙」。蜂后、工蜂、雄蜂都會分泌不同的費洛蒙，甚至幼蟲也會分泌費洛蒙與成蜂溝通。蜂后利用性費洛蒙來吸引雄蜂交尾，利用大顎腺分泌物抑制工蜂卵巢的發育；工蜂螫刺後，於螫刺同時會分泌警戒費洛蒙，引起其他工蜂的連鎖螫刺反應等。
六、蜂巢結構的奧祕
達爾文（Darwin, 1809-1882）說：「觀察蜂巢的結構而不稱讚者，是糊塗蟲。」到底蜂巢有什麼祕密呢？
工蜂從腹部的蠟腺分泌蜂蠟築成蜂巢，作為蜂后產卵、育幼以及存放蜂蜜、花粉的貯藏室。據估計，工蜂分泌1 公斤的蜂蠟，需要消耗大量的蜂蜜，而採集1 公斤的蜂蜜，外勤蜂們必須飛行32 萬公里才得以完成，相當於繞行地球8 圈的距離，因此蜂蠟對蜜蜂而言非常珍貴。蜜蜂憑藉著本能，採用「最經濟原理」來建築她的蜂巢，也就是運用最少的材料──蜂蠟，創造最大的空間──巢房。
從正面看來， 蜂巢是由許多正六邊形的中空柱狀貯藏室連結而成（圖1-6）；從立體剖面來看（圖1-7），它具有左右兩側的貯藏室，而且它的底部是由三個全等的菱形面組成，菱形面的內角分別為70°32'、109°28'。
科學家對於蜂巢的結構，由觀察產生驚奇，進而提出兩個數學問題：
(1) 為何蜂巢正面是正六邊形？
(2) 底邊為何是三個全等的菱形面組成？它的內角為何是70°32'、109°28'？
第一個問題涉及古老的等周問題，即在平面上，要用固定長的線段圍成一塊封閉的區域，使其面積最大，應如何圍法？
對於這個等周問題，古希臘數學家澤諾多托斯（Zenodorus, 330 B.C.）已經證明得出下列結果：
※ 在所有的n 邊形中，以正n 邊形的面積最大，而且邊數越多，面積越大。
另一方面，古埃及人已經知道，用同一種形狀與大小的正多邊形地磚鋪地，只有正三角形、正方形與正六邊形等3 種選擇。從以上數學理論發現，蜜蜂的蜂巢正面選擇正六邊形，符合了數學上極值的原理，以有限的蜂蠟原料，創造了最大的巢室空間。
第二個問題比較困難，為什麼巢室底部不用平面結構，而由三個全等的菱形面構成？事實上，其中原因也是與極值有關，也就是說三個全等菱形面創造的空間最大，最能節省材料。
1712 年，巴黎天文觀測所的天文學家G. F. Maraldi，他實際測量蜂巢菱形面的角度，得到的結果是70°32' 與109°28'。這個結果引起法國著名的博物學家Rêaumur（1683-1756）的興趣，他認為這個角度一定有原因，可能是蜜蜂以最少的蜂蠟做出最大容積的巢室有關。Rêaumur 就去請教瑞士的數學家柯尼希（Samuel König）如下的問題：
「給定正六角形柱，底部由三個全等的菱形構成，應如何做最節省材料？」
Rêaumur 並沒有告訴König 這是有關蜂巢結構的問題。
König 用微分法解出了這個極值問題，算得結果70°34' 與109°26'，與蜂巢觀測值僅相差2'，他們驚訝不已，蜜蜂居然也使用高等數學的原理建造巢房。關於相差2 分的問題，後來經過其他數學家的重新計算，發現蜜蜂是對的，König 是錯的，他在計算時出現了一個小錯誤，因而結果有誤差。
第四節 保健功效卓著的蜂產品
蜜蜂具有奇妙的生物特性，又兼具經濟生產的重要性，因此在總數約100 萬種的昆蟲世界中，她是被科學家研究最多的昆蟲之一。雖然，2,300 年前古希臘哲學家亞里斯多德已經開始研究觀察蜜蜂，但是，時至今日，蜜蜂的世界仍留下許多的謎團未知，等待你我一同探索呢！
本書著重於蜂產品的學術探討。飼養蜜蜂的生產品，除了人們熟知的蜂蜜、蜂王乳、蜂花粉外，還有蜂膠、蜂蠟、蜂毒、蜜蜂幼蟲、蜂蜜酒等，這些產品都來自蜂群，被人們取出後直接或加工利用。其中蜂蜜、蜂花粉及蜂膠是蜜蜂在田野中的採集物，蜂蜜及蜂花粉是蜜蜂的食物，蜂膠是蜜蜂修補巢房的物質。蜂王乳、蜂蠟、蜂毒是蜜蜂腺體的分泌物，蜂王乳是蜂后與蜂后幼蟲的食物，蜂蠟是築巢房的材料，蜂毒是蜜蜂的防禦物質。蜜蜂幼蟲直接取自蜂群，蜂蜜酒則是蜂蜜的加工品。
蜂產品用途廣泛、經濟價值很高，市場消費量大。隨著社會發展及科技進步，消費者對蜂產品的品質要求逐漸提高，但往往因為對蜂產品的背景知識問題，擔心食用品質不佳的蜂產品而裹足不前，殊為可惜。因此，本書以科學的角度探討上述蜂產品的來源、生產、成分及特性、加工及利用、品管，並特別收集全世界有關蜂產品的機能性研究成果，尤其是人體食用蜂產品相關的研究文獻，提供對蜂產品愛用者或有志從事蜂產品研究者的參考。 |
