胡曉玲 和蘇梅 鄧尚靠 王金艷 黃新偉 匡海鷗 周丹銀 董坤

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所，昆明 650201）

蜂蠟是東方蜜蜂或西方蜜蜂蜂群內(nèi)適齡工蜂通過自身腹部的四對(duì)蠟腺分泌的一種富含酯類、酸類、醇類、烴類等成分的脂肪性混合物[1，2]。在古代，蜂蠟就被用于出口、上貢等，甚至作為上交的賦稅。人們將原蠟以特殊的工藝處理可得到高品質(zhì)的精制蜂蠟，并作為交易商品進(jìn)入市場(chǎng)。近年來，蜂蠟以其綠色、健康的形象，在各行各業(yè)中的應(yīng)用與日俱增。目前，蜂蠟被廣泛運(yùn)用于醫(yī)藥、化妝品制造、蠟燭加工、食品行業(yè)、農(nóng)林牧業(yè)、手工業(yè)及養(yǎng)蜂業(yè)等領(lǐng)域[3，4]。

蜂蠟既是蜜蜂的產(chǎn)品，又是其生存和繁殖所必需的物料。蜜蜂通過分泌蜂蠟來筑造蜂巢，用以貯存食物、培育幼蟲和繁衍生息。蜜蜂剛造好的新脾顏色通常為淡黃色，隨著培育代數(shù)的增加，蜂蜜、花粉、幼蟲排泄物、蟲蛹期的蛻皮、工蜂羽化出房后脫下的繭衣和其他物質(zhì)等在巢房內(nèi)長期積累，使巢脾顏色逐漸由淺黃色變?yōu)楹稚踔梁谏?，巢房壁逐漸加厚，巢房內(nèi)徑和容積逐漸變小，由于巢房空間的限制使老舊巢脾不再適合培育健壯后代[5-9]。建造巢房所用的蜂蠟主要成分為脂類，能夠吸附真菌、細(xì)菌、殺蟲劑和重金屬等有害物質(zhì)或生物，影響蜂產(chǎn)品質(zhì)量，危害蜂群健康[10]。同時(shí)，與新巢脾相比，老舊巢脾內(nèi)積累的各種物質(zhì)為蜂巢內(nèi)有害生物的孳生提供了更好的營養(yǎng)條件，如巢蟲、蟑螂等，影響蜂群的生產(chǎn)性能。因此，為了保證幼蟲的正常發(fā)育，養(yǎng)蜂生產(chǎn)中需要不斷淘汰這些老舊巢脾，更換新的巢脾。

這些老舊巢脾雖然不能夠再用于培育幼蟲，但卻是提煉蜂蠟的原料。我國養(yǎng)蜂者多采用傳統(tǒng)的水煮壓榨過濾法提煉蜂蠟，這種方法工序繁雜，耗時(shí)較長且雜質(zhì)含量較多。我國是世界養(yǎng)蜂大國，但我國蜂農(nóng)對(duì)蜂蠟的利用水平卻很低。因長期以來蜂農(nóng)提取蜂蠟的投入產(chǎn)出率低，生產(chǎn)蜂蠟不純、蜂蠟提純工序復(fù)雜、出蠟率不高等，嚴(yán)重影響了我國廣大蜂農(nóng)生產(chǎn)蜂蠟的積極性。再加上我國大多數(shù)地區(qū)的蜂群采用轉(zhuǎn)地飼養(yǎng)，蜂農(nóng)沒有清潔且固定的取蠟環(huán)境，導(dǎo)致許多廢舊巢脾長期堆積而生蟲、發(fā)霉，直接影響到蜂蠟的質(zhì)量。還有一些蜂農(nóng)檢查蜂群或取蜜后便將贅脾或巢脾直接丟棄在蜂箱前后或蜂場(chǎng)周圍，不僅容易引起盜蜂和孳生巢蟲，不利于蜂場(chǎng)衛(wèi)生清潔和蜂病防控等，又浪費(fèi)了資源，也降低了蜂農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入。因此，簡化蜂蠟提取程序、研發(fā)先進(jìn)的化蠟設(shè)備是解決我國蜂蠟提取效率低、提高蜂農(nóng)收集蜂蠟積極性的關(guān)鍵。

近年來，日光化蠟器越來越多的被研發(fā)并推廣使用。日光化蠟器是利用太陽輻射使化蠟器內(nèi)部空氣加熱，溫度達(dá)到或超過巢脾中蜂蠟的熔點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到化蠟?zāi)康腫11，12]。同時(shí)通過重力分離作用使熔化的蠟液流到集蠟箱中，達(dá)到蜂蠟與固體雜質(zhì)分離的效果。日光化蠟器體積不大，攜帶方便，操作簡單，對(duì)轉(zhuǎn)地和定地中小蜂場(chǎng)都實(shí)用；日常收集的化蠟原料可及時(shí)放入日光化蠟器中提取蜂蠟，比傳統(tǒng)化蠟方法出蠟率高，蜂蠟干凈且質(zhì)量好[13]。但日光化蠟器在實(shí)際熔蠟過程中，由于老舊巢脾內(nèi)繭衣和雜質(zhì)的大量沉積，會(huì)出現(xiàn)部分熔出的蠟液滯留于殘?jiān)碗s質(zhì)中無法流出的現(xiàn)象，這降低了出蠟率和出蠟速度。因此，巢脾在化蠟器中的擺放方式和巢房朝向是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵。本研究利用日光化蠟器中老舊巢脾的不同放置方式，測(cè)定日光化蠟器的出蠟率和出蠟速度，確定老舊巢脾在日光化蠟器中的最佳放置方式，提高日光化蠟器的生產(chǎn)效率，以期為我國日光化蠟器的推廣和蜂蠟的高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

本試驗(yàn)所用日光化蠟器為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所研發(fā)。日光化蠟器為下端抽屜式木箱結(jié)構(gòu)（圖1），外箱體長64.3cm、寬64.3cm、高14.15cm。箱蓋為雙層平板玻璃結(jié)構(gòu)，玻璃厚度為0.3cm，雙層玻璃之間間隔為0.1cm，玻璃的采光面積為53.7cm*51.3cm。內(nèi)部不銹鋼盤長55cm、寬55cm、側(cè)邊高11cm。不銹鋼網(wǎng)長53.5cm、寬53.5cm。抽屜開口處設(shè)有手柄，方便拉出不銹鋼盤。不銹鋼盤與外部木箱下端均設(shè)有出蠟口，方便蠟液流出。本試驗(yàn)所用巢脾樣本為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所實(shí)驗(yàn)蜂場(chǎng)淘汰的中蜂老舊巢脾。

圖1 日光化蠟器的結(jié)構(gòu)

1.2 方法

1.2.1 化蠟準(zhǔn)備

巢框在活框蜂箱內(nèi)平行排列，巢框上的巢脾垂直于地面，但巢脾上的巢房為了避免蜂蜜流出，通常都向上傾斜9°～14°。本試驗(yàn)根據(jù)巢框和巢房在日光化蠟器中的朝向，設(shè)置4個(gè)處理組：Ⅰ組為所裁巢脾以巢框上框梁方向朝上，平放巢脾巢房向上傾斜方式擺放；Ⅱ組為所裁巢脾以巢框上框梁方向朝下，平放巢脾巢房向下傾斜方式擺放；Ⅲ組為所裁巢脾以巢框上框梁方向朝左，平放巢脾巢房向左傾斜方式擺放；Ⅳ組為所裁巢脾以豎立巢框與化蠟器垂直，豎放巢脾巢房方向水平向左右開口的方式擺放（圖2）。選擇60框老舊程度相同的中蜂老巢脾，清除上面的蜜蜂尸體、巢蟲、蜂蜜、花粉及灰塵等雜質(zhì)后晾干備用。

圖2 老舊巢脾在日光化蠟器中的4種放置方式

從每一框上切割下4塊重量均為50g的狀態(tài)相似（含蠟量大致相同）的長方形巢脾樣本，分別按照4個(gè)處理組的放置方式依次放置于日光化蠟器中。為了控制4塊樣品在日光化蠟器的斜面上保持在同一水平線上不滑落，并且方便收集4個(gè)處理組的蜂蠟，本試驗(yàn)通過將紙板裁剪拼接成4個(gè)長30cm、寬10cm、高3cm的長方體凹槽，利用錫箔紙襯在凹槽內(nèi)表面并包裹紙板，同時(shí)將錫箔紙的一端制作成三角錐型接口，接口連接量筒以便接收熔化的蠟液。為了避免巢脾與錫箔紙的直接接觸影響蠟液流出，利用鐵紗網(wǎng)制作成與長方體凹槽相同的形狀，置于凹槽內(nèi)部并與凹槽的錫箔紙之間有1cm的空隙（圖3），然后將切割下的巢脾分別按照4個(gè)處理組的放置方式置于凹槽內(nèi)的鐵紗網(wǎng)上，最后利用雙面膠將該凹槽固定于日光化蠟器斜面上（圖1B）。選擇天氣狀況良好的時(shí)間段將日光化蠟器面朝太陽直射的角度擺放進(jìn)行化蠟。

圖3 固定老舊巢脾樣本的長方體凹槽結(jié)構(gòu)

1.2.2 出蠟率的測(cè)定

對(duì)60框老舊巢脾，分別按照以上4個(gè)處理組的要求進(jìn)行化蠟。在日光化蠟器中放置溫度計(jì)，當(dāng)化蠟器中溫度升至70℃左右（蜂蠟熔點(diǎn)為62℃～70℃）時(shí)巢脾中的蜂蠟開始熔化。收集每50g巢脾所化的蠟液進(jìn)行稱重，記為日光化蠟器中熔出的蜂蠟量。還有少量剩余的蜂蠟滯留在巢脾殘?jiān)校瑢⒊财堅(jiān)眉啿及?，置于熱水中充分?0min，剩余蜂蠟和細(xì)小雜質(zhì)通過紗布滲透出來，用尼龍紗網(wǎng)進(jìn)行過濾，將所得蜂蠟烘干并稱重。巢脾樣本中的蜂蠟總量=日光化蠟器熔出的蜂蠟量+水煮過濾熔出的蜂蠟量。因此，日光化蠟器的出蠟率（%）=日光化蠟器熔出的蜂蠟量/巢脾樣本中的蜂蠟總量*100%。

1.2.3 出蠟速度的測(cè)定

單位時(shí)間內(nèi)出蠟速度測(cè)定：當(dāng)化蠟器內(nèi)巢脾中的蜂蠟開始熔化時(shí)，利用計(jì)時(shí)器定時(shí)，以30min為一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，記錄量筒中收集的蠟液量；更換量筒，繼續(xù)收集30min內(nèi)熔化的蠟液，重復(fù)定時(shí)3次即可。出蠟速度=30min內(nèi)收集的蠟液量/30min。

50g巢脾樣本的出蠟速度測(cè)定：記錄從巢脾開始熔化出蠟液至巢脾中不再流出蠟液時(shí)的總時(shí)長，以及日光化蠟器中50g巢脾樣本熔出的蜂蠟量。出蠟速度=日光化蠟器中50g巢脾樣本熔出的蜂蠟量/出蠟總時(shí)長。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用SPSS 23.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用單因素方差分析（One-way ANOVE）和最小顯著多重比較（LSD）進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平取0.05。

表1 日光化蠟器內(nèi)老舊巢脾不同放置方式的出蠟量比較

表2 日光化蠟器內(nèi)老舊巢脾不同放置方式的出蠟率比較

2 結(jié)果與分析

2.1 老舊巢脾的不同放置方式對(duì)出蠟率的影響

通過對(duì)日光化蠟器內(nèi)不同放置方式的老舊巢脾進(jìn)行化蠟，可知Ⅰ組日光化蠟器出蠟量為15.726g，Ⅱ組為16.192g，Ⅲ組為15.688g，Ⅳ組為15.401g，Ⅱ組的日光化蠟器出蠟量極顯著高于其他三組（P＜0.01），Ⅰ組和Ⅲ組之間無顯著差異（P＞0.05），且均極顯著高于Ⅳ組（P＜0.01）。對(duì)日光化蠟器中的巢脾殘?jiān)俅嗡筮^濾，Ⅰ組水煮過濾出蠟量為0.895g，Ⅱ組為0.607g，Ⅲ組為0.889g，Ⅳ組為1.074g，Ⅳ組的水煮過濾出蠟量極顯著高于其他三組（P＜0.01），Ⅰ組和Ⅲ組之間無顯著差異（P＞0.05），且均極顯著高于Ⅱ組（P＜0.01）。Ⅰ組老舊巢脾中的蜂蠟總量為16.621g，占巢脾重量的33.24%，Ⅱ組為16.726g，占巢脾重量的33.45%，Ⅲ組為16.577g，占巢脾重量的33.15%，Ⅳ組為16.497g，占巢脾重量的32.99%，4個(gè)處理組的蜂蠟總量、蜂蠟占巢脾重量比例之間均無顯著性差異（P＞0.05）（表1）。說明老舊巢脾中的蜂蠟含量大致相同，但出蠟量卻隨巢脾的放置方式不同而有所差異。

通過對(duì)日光化蠟器內(nèi)4組含蠟量大致相同但放置方式不同的老舊巢脾出蠟率進(jìn)行測(cè)定，可知Ⅰ組的出蠟率為94.615%，Ⅱ組的出蠟率為96.807%，Ⅲ組的出蠟率為94.637%，Ⅳ組的出蠟率為93.456%。其中Ⅱ組的出蠟率最高，且極顯著高于其他3組（P＜0.01），Ⅰ組和Ⅲ組的出蠟率次之，且極顯著高于Ⅳ組（P＜0.01），但Ⅰ組和Ⅲ組之間差異不顯著（P＞0.05）（表2）。結(jié)果表明，對(duì)于4種放置方式日光化蠟器均能將老舊巢脾中93%以上的蜂蠟熔化出來，出蠟率較高，但日光化蠟器的出蠟率仍受巢脾擺放方式的影響。

2.2 老舊巢脾的不同放置方式對(duì)出蠟速度的影響

2.2.1 單位時(shí)間內(nèi)的出蠟速度

通過對(duì)30分鐘內(nèi)日光化蠟器中老舊巢脾不同放置方式的出蠟速度進(jìn)行測(cè)定，可知Ⅱ組在30分鐘內(nèi)的出蠟量最多，平均為3.371g，Ⅲ組和Ⅰ組的出蠟量次之，分別為3.256g和3.132g，Ⅳ組的出蠟量最少，為2.927g，4組之間均存在極顯著差異（P＜0.01）。相應(yīng)地可知，Ⅱ組在30分鐘內(nèi)的出蠟速度最快，平均為0.112g/min，Ⅲ組和Ⅰ組的出蠟速度次之，分別為0.109g/min和0.104g/min，Ⅳ組的出蠟速度最慢，為0.098g/min，4組之間均存在極顯著差異（P＜0.01）（表3）。

表3 日光化蠟器中老舊巢脾不同放置方式的單位時(shí)間內(nèi)的出蠟速度比較

表4 日光化蠟器中老舊巢脾不同放置方式的出蠟時(shí)長、出蠟速度比較

2.2.2 50g 巢脾樣本的出蠟速度

通過對(duì)50g巢脾樣本在日光化蠟器中的出蠟速度進(jìn)行測(cè)定，可知Ⅰ組巢脾中的15.726g蜂蠟需要160.20min熔化出來，平均出蠟速度為0.098g/min，Ⅱ組巢脾中的16.192g蜂蠟需要140.84min熔化出來，平均出蠟速度為0.115g/min，Ⅲ組巢脾中的15.688g蜂蠟需要152.67min熔化出來，平均出蠟速度為0.103g/min，Ⅳ組巢脾中的15.401g蜂蠟需要171.12min熔化出來，平均出蠟速度為0.090g/min。4組出蠟總時(shí)長之間存在極顯著差異（P＜0.01），出蠟速度之間也存在極顯著差異（P＜0.01）（表4）。其中，Ⅱ組的出蠟總時(shí)長最短，出蠟速度最快，Ⅲ組和Ⅰ組次之，耗時(shí)最長且速度最慢的是Ⅳ組。因此表明老舊巢脾在日光化蠟器中的放置方式對(duì)日光化蠟器的出蠟速度有影響，并且Ⅱ組的放置方式最節(jié)省時(shí)間。

3 結(jié)論與討論

巢脾作為蜜蜂棲息、繁殖的場(chǎng)所，從卵孵化到幼蟲，幼蟲變?yōu)橛?，蛹羽化為成蜂這一整個(gè)發(fā)育過程均在巢脾上的巢房內(nèi)進(jìn)行[14]。每培育一代蜜蜂羽化出房后，都會(huì)有蛻皮、繭衣和排泄物等牢固地粘附在巢房壁和巢房底部[5，14]。巢脾也作為蜜蜂儲(chǔ)食的場(chǎng)所，蜂蜜、花粉、蜂王漿等食物在巢房內(nèi)大量沉積，這些物質(zhì)必然浸潤巢脾，使其含有這些成分。因此，蜂蠟是老舊巢脾內(nèi)含量較少的可再生的資源。本研究中，老舊巢脾的蜂蠟含量僅為33%左右，化蠟結(jié)束后，大量的繭衣和其他雜質(zhì)留在化蠟器內(nèi)。在實(shí)際生產(chǎn)中，除了淘汰的老舊巢脾外，贅脾、蜜蓋、廢棄王臺(tái)和蜂箱內(nèi)壁、巢框、隔板、紗蓋上粘附的零星蜂蠟以及蜂箱底上的蠟屑、割棄的雄蜂脾等都是提煉蜂蠟的原料[15]。

提煉蜂蠟的方法較多，但我國大部分蜂農(nóng)都采用傳統(tǒng)的水煮壓榨過濾法來生產(chǎn)蜂蠟。這種方法工序繁雜，耗時(shí)較長且蜂蠟雜質(zhì)含量較多。蔣得德[16]等人改變了傳統(tǒng)蜂蠟的提純方法，采用二次煎蠟提純法來提取蜂蠟。與水煮取蠟法相比，二煎法出蠟率明顯提高，達(dá)到85%以上，節(jié)省時(shí)間，耗能少，且蜂蠟純度較高。但是，日光化蠟器比二煎法更省時(shí)省力，出蠟率更高。其中，肖體元[11]和袁邦華[13]設(shè)計(jì)的日光化蠟器均能將老脾中90%以上的蜂蠟熔化出來。而本研究所用的日光化蠟器，是在前人的基礎(chǔ)上，進(jìn)行反復(fù)實(shí)踐和改造，其出蠟率更高，能達(dá)到93%以上。日光化蠟器是利用太陽能的輻射使箱內(nèi)空氣和蜂蠟的溫度均達(dá)到或超過蜂蠟的熔點(diǎn)后進(jìn)行化蠟。本研究中的日光化蠟器與肖體元[11]、李畔久[12]、袁邦華[13]幾人設(shè)計(jì)的日光化蠟器一致，箱內(nèi)溫度能在短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到100℃以上，并能維持長時(shí)間的高溫。而蜂蠟的熔點(diǎn)只有62℃～70℃，長時(shí)間的高溫使蜂蠟快速熔化流走，巢脾中剩余的蜂蠟較少。因此，本研究中經(jīng)過日光化蠟器熔蠟后，再用水煮壓榨過濾法或二煎法便很難從巢脾中提取出殘留的余蠟。

蜜蜂在泌蠟建造巢脾培育幼蟲和貯存食物時(shí)，通常會(huì)讓巢脾相互平行并垂直于地面，巢脾上的巢房一般不會(huì)平行于地面，而是形成9°～14°左右的角度，以防止貯存在巢房內(nèi)的蜂蜜流失[17]。這種精巧的設(shè)計(jì)也恰巧影響了化蠟時(shí)蠟液的順暢流出。在實(shí)際的日光化蠟器工作過程中，蜂農(nóng)通常不會(huì)考慮到巢房的朝向問題，而將帶巢框的整塊舊巢脾隨意地置于日光化蠟器中進(jìn)行化蠟。由于老舊巢脾內(nèi)繭衣和雜質(zhì)的大量沉積，部分熔出的蠟液會(huì)滯留于殘?jiān)碗s質(zhì)中，加上9°～14°左右的傾斜角度，阻礙了蠟液的流出。本研究首次利用巢脾在日光化蠟器中不同的放置方式，闡明了巢房朝向?qū)θ展饣炂鞒鱿灺屎统鱿炈俣鹊挠绊?，并確定了日光化蠟器熔蠟時(shí)，巢框上框梁朝下，巢房口向下傾斜為最佳的放置方式。

到目前為止，國內(nèi)外對(duì)日光化蠟器的研究報(bào)道很少。在國外，為了減少化石燃料和木材的消耗，降低成本和保護(hù)環(huán)境，很多蠟燭制造和涂蠟紙企業(yè)相繼采用太陽能熔蠟器來熔化固體蠟。Chaurasia等人曾開發(fā)了兩種受熱面積均為0.25m2，但容量不同的日光熔蠟器，并比較其白天和晚上的工作性能，證實(shí)了容量小的日光化蠟器熔出的蜂蠟更多，成本更低[18]。Sethuraman C和S.Kumar[19]設(shè)計(jì)的太陽能平板集熱熔蠟器，制造工藝簡單，無能源消耗，熔蠟成本很低，并且一平米面積的集熱板每天便可熔化20kg的蠟。與國內(nèi)外研制的日光化蠟器相比，本研究中使用的日光化蠟器容量和體積均較小，并且只對(duì)它的出蠟率和出蠟速度進(jìn)行了研究，其他的相關(guān)性能如吸熱效果、升溫速度、保溫性能等將做進(jìn)一步研究。日光化蠟器不僅能方便快捷、高效地分離出較為純凈的蜂蠟，節(jié)約成本，減少環(huán)境污染，同時(shí)還可對(duì)巢框、紗蓋、副蓋、隔板等進(jìn)行滅菌和殺滅蟲卵。但是，日光化蠟器的制作材料和工藝也會(huì)限制其吸收太陽輻射的能力和保溫性能。因此，日光化蠟器的推廣使用，應(yīng)該考慮使用地區(qū)天氣的好壞、季節(jié)的差異等因素。