Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса 9
1.1 Происхождение пыльцевой обножки и перги, их роль в пчелиной семье. Технологии получения пыльцевой обножки и перги 9
1.2 Особенности физико-химического состава пыльцевой обножки и перги. Микробиологические характеристики пыльцевой обножки и перги 19
1.3 Использование перги в качестве индикатора загрязнения окружающей среды 26
1.4 Методы стабилизации и способы хранения пыльцевой обножки и перги 32
1.5 Технологические приемы переработки пыльцевой обножки и перги 39
1.6 Применение пыльцевой обножки и перги в промышленности, медицине и сельском хозяйстве 36
2. Материалы и методы исследования 51
2.1 Материалы исследования 51
2.2 Методы исследования 55
2.2.1 Методика исследования влияния запасов перги на параметры пчелиных семей 55
2.2.2 Методика исследования технологии получения перги 55
2.2.3 Методика исследования физико-химических показателей пыльцевой обножки и перги 56
Схема проведения исследований 57
3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 58
3.1 Исследование взаимосвязей запасов перги с другими признаками пчелиной семьи. Совершенствование технологии получения перги 58
3.1.1 Исследование влияния запасов перги на биологические и продуктивные признаки пчелиных семей 58
3.1.2 Совершенствование приемов получения перги 66
3.2 Сравнение биохимических показателей, элементного состава, и микробиологической чистоты пыльцевой обножки и перги 74
3.2.1 Физико-химические показатели 74
3.2.2 Элементный состав 84
3.2.3 Микробиологическая чистота 91
3.3 Использование перги, в качестве индикатора загрязнения окружающей среды на территории Российской федерации 94
3.4 Исследование влияния методов стабилизации и способов хранения на физико-химические показатели перги, извлеченной из сотов 104
3.4.1 Изучение влияния методов стабилизации на физико-химические показатели перги 104
3.4.2 Изучение влияния способов хранения на физико-химические показатели перги 112
3.4.3 Совершенствование технологии переработки перги 146
Выводы 152
Рекомендации производству 155
Список литературных источников 156
Приложения 202
- Особенности физико-химического состава пыльцевой обножки и перги. Микробиологические характеристики пыльцевой обножки и перги
- Исследование влияния запасов перги на биологические и продуктивные признаки пчелиных семей
- Использование перги, в качестве индикатора загрязнения окружающей среды на территории Российской федерации
- Изучение влияния способов хранения на физико-химические показатели перги
Введение к работе
Актуальность проблемы. Пыльцевая обножка и перга являются единственными источниками белков, витаминов и липидов для медоносных пчёл. Эти продукты пчеловодства играют важную роль в индивидуальном развитии пчелы, особенно на стадии личиночного кормления, и пчелиной семьи в целом, прежде всего для выращивания расплода. Наличие перги или пыльцевой обножки в гнездах медоносных пчел необходимо для нормальной жизнедеятельности семьи в течение активного сезона.
Кроме того, пыльцевая обножка и перга широко применяются в апитерапевтической практике благодаря их многостороннему положительному воздействию на организм человека. Эти продукты пчеловодства успешно используют для профилактики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой и иммунной систем, органов пищеварения, дыхания, гинекологических заболеваний.
Наряду с другими продуктами пчеловодства пыльцевая обножка и перга обладают сложным биохимическим составом. Многие физиологически активные соединения, входящие в состав пыльцевой обножки и перги, сравнительно легко разрушаются. К ним относятся витамины, ненасыщенные соединения, в том числе ненасыщенные жирные кислоты, свободные аминокислоты и др.
Развитие технического прогресса позволяет применять на практике современные эффективные методы стабилизации и способы хранения продуктов пчеловодства, которые в наименьшей степени влияют на их биохимический состав.
В последнее время, благодаря разработке и внедрению промышленной технологии извлечения перги из сотов, этот продукт пчеловодства все чаще используется и в качестве сырья для перерабатывающей промышленности. Наряду со схожестью физико-химического состава и физиологической активности пыльцевой обножки и перги, последняя обладает некоторыми характерными особенностями. Однако, исследования, посвященные перге единичны. В этой связи проведение системного исследования физико-химического состава перги, выявление оптимальных методов стабилизации и способов хранения этого продукта пчеловодства будет способствовать повышению эффективности применения перги в апитерапии, повышению рентабельности пчеловодства и расширению направлений использования перги в пищевой и перерабатывающей промышленности.
Целью исследования являлось выявление оптимальных приемов получения, способов стабилизации и методов хранения перги, извлеченной из сотов, на основе исследования динамики ее физико-химических показателей для последующего использования в пчеловодстве в качестве основного компонента белково-витаминных подкормок для пчел, в апитерапии и в перерабатывающей промышленности.
Задачи исследования:
-
Провести оценку перговых запасов в пчелиных семьях и установить их влияние на биологические и продуктивные признаки пчелиных семей.
-
Уточнить технологию содержания пчелиных семей для получения перги и произвести оценку влияния способов извлечения перги на ее физико-химические показатели.
-
Исследовать биохимический состав, содержание химических элементов и микробиологические показатели перги в сравнении с пыльцевой обножкой.
-
Исследовать содержание токсичных элементов: кадмия, свинца, мышьяка, ртути и микроэлементов: меди, цинка в образцах перги, собранной в нескольких регионах Российской Федерации.
-
Подобрать оптимальные методы стабилизации и способы хранения перги, извлеченной из сотов, на основе изучения динамики физико-химических показателей.
6. Изучить технологические вопросы промышленной переработки перги.
Разработать нормативно-техническую документацию на пергу и содержащие ее
пищевые продукты.
Научная новизна. Впервые исследовано влияние запасов перги в пчелиных семьях на количество печатного расплода, массу пчел и медовые запасы, медовую и восковую продуктивность, а также массу полученного от пчелиной семьи маточного молочка. Установлено, что накопление перговых запасов в пчелиных семьях происходит не только в период их роста и развития, но и в период главного медосбора. Обнаруженные между исследованными признаками корреляции показали положительное влияние величины перговых запасов на медовую и восковую продуктивность пчелиных семей и отсутствие влияния на количество произведенного ими маточного молочка.
Показано, что количество товарной перги, полученной от пчелиной семьи, в значительной степени зависит от вида использованных надставок для сбора продукции.
Впервые проведено сравнительное исследование ряда физико-химических и микробиологических показателей полифлорных перги и пыльцевой обножки, полученных от пчелиных семей в полевых условиях. Установлено, что в процессе созревания перги не происходит гидролиза белков или их разложения. Обнаружено увеличение микробиологической чистоты, изменение состава витаминов и снижение содержания воды в перге во время ее созревания.
Исследовано содержание токсичных элементов и микроэлементов в образцах перги, собранных на территории четырех регионов Российской Федерации. Показана безопасность перги для употребления в качестве лечебного и профилактического средства.
Впервые изучено влияние методов стабилизации и способов хранения на физико-химические показатели перги. Обнаружено, что высушивание перги отрицательно влияет на содержание в продукте ненасыщенных соединений. Показано, что хранение нативнои или высушенной перги при комнатных условиях негативно влияет на ее качество. Установлено, что хранить нативную пергу
лучше в замороженном состоянии; в комнатных условиях допустимо хранение перги в смеси с медом или в атмосфере углекислого газа. Определен оптимальный срок хранения извлеченной из сотов перги, не укупоренной в герметичную тару (не более 1 года).
Практическая значимость. Полученные данные о влиянии перговых запасов на хозяйственно-полезные показатели пчелиных семей могут быть использованы для совершенствования технологии производства меда и воска.
Технологические приемы содержания пчелиных семей с целью получения перги могут быть применены для совершенствования производственного процесса этого продукта пчеловодства.
Результаты исследований о влиянии методов стабилизации и способов хранения на физико-химические показатели позволяют рекомендовать оптимальные из них и выявить максимальный срок хранения перги, извлеченной из сотов.
Разработанный ГОСТ Р 53408-2009 Перга устанавливает требования к качеству, условиям транспортировки и хранения этого продукта на территории Российской Федерации. Нормативная документация на композицию «Мёд с пергой» позволяет интенсифицировать производство этого продукта, пользующегося большим спросом у потребителей.
Апробация работы. Материалы исследований доложены на заседаниях Ученого совета ГНУ НИИ пчеловодства Россельхозакадемии в 2003-2010 гг, а также представлены и обсуждены на научно-практической конференции «Инновационные технологии в пчеловодстве» (Рыбное, 21-23 ноября 2005 г), Международной конференции «Пчеловодство - XXI век» (Москва, 19-22 мая 2008 г), Международной научно-практической конференции «Успехи апитерапии» (Адлер, 11-13 октября 2007 г), Международной научно-практической конференции «Инновации в пчеловодстве» (Адлер, 11-13 октября 2008 г), Всероссийской научно-практической конференции «Успехи апитерапии» (Рыбное, 28-30 мая 2009 г), Международной конференции «Пчеловодство - XXI век» (Москва, 17-20 мая 2010 г).
По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 201 странице машинописного текста и состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, рекомендаций производству, приложений. В диссертации представлено 46 таблиц и 10 рисунков. Список литературы оформлен согласно ГОСТ 7.1-2003 и включает 431 источник, из них 128 иностранных.
Особенности физико-химического состава пыльцевой обножки и перги. Микробиологические характеристики пыльцевой обножки и перги
Происхождение перги из пыльцевой обножки определяет сходство их биохимического состава и физиологических свойств. Однако, несмотря на общее происхождение, тождественными эти продукты пчеловодства назвать нельзя.
Все без исключения образцы пыльцевой обножки и перги содержат воду, протеины, углеводы, липиды, витамины и флавоноидные соединения.
Массовая доля воды в нативных пыльцевой обножке и перге составляет 15-25%. Суммарное содержание белковых веществ в обножке может доходить до 30%, в редких случаях до 40%. Углеводов в пыльцевой обножке и перге содержится от 25 до 45%. Содержание липидов в этих продуктах пчеловодства колеблется от 1 до 20% (Талпай, 1985; Шапиро, 1986; Шкендеров и Иванов, 1986; Младенов, 1992; Еремия, 1998; Вахонина с соавт., 2000; Херольд и Лейбольд, 2006; Тихонов с соавт., 2006; Орлов и Егорашин, 2009).
Белковые компоненты пыльцевой обножки и перги представлены собственно белками и свободными аминокислотами. Содержание свободных аминокислот составляет от 1 до 3% массы продукта (Талпай, 1985; Вахонина с соавт., 2000). В состав белковых компонентов пыльцевой обножки и перги входят незаменимые аминокислоты. Талпай (1985) обращает внимание, что пыльцевая обножка характеризуется высоким содержанием энзимов по отношению к общему содержанию протеинов.
В пыльцевой обножке обнаружены нуклеиновые кислоты и нуклеотиды, являющиеся факторами передачи наследственной информации.
Липидная фракция обножки и перги представлена в основном простыми жирами и фосфолипидами. В составе жиров обнаружены ненасыщенные жирные кислоты (Тихонов с соавт., 2006; Талпай, 1985; Шапиро; 1986).
Углеводы пыльцевой обножки и перги имеют двойственное происхождение. Часть из них (крахмал) продуцируют только растительные ткани, в то времякак большую часть простых Сахаров глюкозу, фруктозу, сахарозу) добавляют в пыльцевую обножку и пергу пчелы при их приготовлении (Талпай, 1985; Херольд и Лейбольд, 2006).
Главными веществами пыльцевой«обножки, по мнению Талпай (1985), являются флавоноидные соединения и стерины. В составе флавоноидных соединений обножки, по данным Шапиро (1986) превалируют окисленные формы - флавонолы.
Пыльцевая обножка и перга богаты витаминами. Витамины обножки и перги представлены, в основном, водорастворимыми витаминами, обнаружено также присутствие витаминов Е, Д, К (Талпай, 1985; Шапиро, 1986; Шкендеров и Иванов, 1986; Младенов, 1992; Еремия, 1998; Вахонина с соавт., 2000; Херольд и Лейбольд, 2006; Тихонов с соавт., 2006; Орлов и Егорашин, 2009).
Пыльцевая обножка и перга обладают богатым минеральным составом. Наиболее важно присутствие калия, кальция, натрия, магния, железа, цинка, меди, кобальта, фосфора, марганца, серы, серебра, никеля, хрома.
В состав пыльцевой обножки и перги входят также тритерпеновые соединения, органические кислоты, спирты, углеводороды, пигменты, стимуляторы роста, антибиотики и др.
Биологически активные компоненты, входящие в состав пыльцевой обножки и перги, представлены в табл. 1.
Химический состав пыльцевой обножки, больше чем какого-либо другого из продуктов пчеловодства зависит от ее ботанического происхождения» и варьирует в довольно широких пределах. Горобец и др. (1981); Наумкин (1989); Szczesna and Rybak-Chielewska (1999), Шашкова с соавт. (2000 (а), 2000 (б)) показали, что4 обножка различного ботанического происхождения отличается по своему аминокислотному составу. Тихонов с соавт. (1988) установили, что для некоторых регионов характерно присутствие специфичных свободных аминокислот. Лизуновой (1999) было показано, что монофлорная обножка разного ботанического происхождения отличается по содержанию в ней сырого протеина и сырого жира. Согласно результатам, полученным Шапиро (1986), Швирмицкас с соавт. (1988) состав и количество жирных кислот варьирует в зависимости от видового состава цветочной обножки. Так-же по данным Шапиро (1986) обножка, собранная пчелами с разных видов растений, варьирует и по содержанию токоферолов, витаминов группы. В и существенно отличается по содержанию витамина С. Лизунова (1999); Campos and Frigerio (2005); Szczesna (2007) установили различия в содержании Сахаров у обножки разного-ботанического происхождения. Поданным Маче-кас и др. (1988) содержание в обножке разных видов растений каротиноидов колеблется в весьма широких пределах (до 400 раз), колебания концентраций флавоноидных соединений в обножке разных видов растений не столь значительны (до 4 раз).
Тихонов и др. (1988) установили, что пыльцевая обножка разных регионов значительно отличается по инвертазной активности (от 3464 до 13061 мкмоль/г). Gozalez et al. (2007), исследовавшие физико-химические параметры испанской обножки показали, что значения рН варьируют от 4,85 до 6,5, а значения показателя свободной кислотности от 125 до 300 meq/Kg. Лизунова (1999) установила существенные различия минерального состава монофлер-ной обножки разного ботанического происхождения.
В состав перговой гранулы всегда входит пыльцевая обножка, собранная с разных растений. Поэтому содержание химических соединений, входящих в состав перги обычно соответствует их усредненным концентрациям, установленным для пыльцевой обножки (Лебедев, 2002; Орлов и Егорашин, 2007).
Отличия состава пыльцевой обножки и перги определяются влиянием на эти продукты пчеловодства пчел, при их образовании, а также биохимическими и микробиологическими изменениями, происходящими с пергой во время ее созревания в ячейках сотов. Но среди исследователей нет единого мнения о степени различия состава этих продуктов.
Еще Аветисян (1935) показал, что перга, содержит в 6 раз больше молочной кислоты, чем обножка, по мнению автора, это является результатом молочнокислого брожения, происходящего в перге. Haydak (1958) предположил, что при складировании обножки в ячейки сотов пчелы добавляют туда содержимое медового зобика, в котором содержатся сахара и, возможно, секреты глоточных желез, а также микроорганизмы. Автор считает, что процесс созревания перги аналогичен процессу силосования кормов, в результате которого частично изменяется состав перги. В свою очередь в 1968 г. Lukoschus and Keularts выдвинули гипотезу, что медоносные пчелы складывают большинство собранной обножки в ячейки сотов, разжевывая ее и добавляя секрет мандибулярных желез, включающий 10-гидрокси-2-деценовую кислоту и небольшие количества, нектара или меда. Лопес и Никотра (1975) отметили, что антибиотическая активность перги возрастает по мере ее хранения в улье. В 1981 г. Дистманн и Гунст показали, что глюкооксидазная активность перги превышает ее значения у пыльцевой обножки. Нагорная и Левченко (1997) исследуя деятельность пчел в наблюдательном улье установили, что пчела, проникая в ячейку сотов с обножкой, быстрыми движениями мандибул разрушает ее верхний слой, при этом он становится рыхлым и темнеет. Simuth et al. (1997) показали, что пчелы во время превращения нектара в мед и обножки в пергу секретируют протеины, которые были также обнаружены в гипо-фаренгиальных железах пчел-кормилиц. По данным Hay dak и Vivino (1950) перга содержит витамин К, в то время как обножка его не содержит. Loper et al. (1980) показали, что в перге по сравнению с обножкой заметно меньше, аскорбиновой, пантотеновой и никотиновой кислот, а также инозита и пири-доксина.
Одноко Standifer et al. (1980) не обнаружили присутствия 10-гидрокси-2-деценовой кислоты ни в обножке, ни- в перге, собранных с миндаля. По- скольку эта кислота очень стабильна, такие результаты, по мнению авторов, показывают, что мандибулярные железы пчел не участвуют в формировании обножки и перги. Анализ на наличие глюкозооксидазы, присутствие которой показало бы участие гипофаренгиальных желез в приготовлении пчелами, этих продуктов, проведенный этими же авторами, также не обнаружил присутствия этого фермента ни в обножке, ни в перге. Кроме того, они не обнаружили различий между обножкой и пергой по содержанию пролина. В то время как по данным Davies (1978) пчелы добавляют пролин к нектару во время его сбора, и эта аминокислота присутствует в секретах гипофаренгиальных желез пчел-кормилиц. Herbert и Shimanuki (1978) сравнивали биохимические показатели обножки и перги, собранных из семи регионов США, они предлагают считать обножку и пергу тождественными продуктами. Авторами отмечено в перге, по сравнению с обножкой, более высокое содержание редуцирующих Сахаров, что возможно, является следствием добавления меда или нектара при ее приготовлении, но полученные различия находятся на уровне ошибки эксперимента.
Исследование влияния запасов перги на биологические и продуктивные признаки пчелиных семей
Поскольку наличие или отсутствие запасов перги в пчелиных семьях влияет на жизнедеятельность каждой пчелы и пчелиной семьи в целом, одно из направлений настоящей работы заключалось в исследовании влияния количества запасов перги нахозяйственно-полезные признаки пчелиных семей.
В 2004 и 2006 г изучали влияние запасов перги на количество получаемого от семьи маточного молочка, для: чего-рассчитывали коэффициенты корреляций между количеством запасенной перги в целом за.сезон и количеством полученного от одной пчелиной семьи маточного молочка.; Значения полученных коэффициентов;корреляций оказались следующими: по результатам 2004 г г= -0,04 ±0 277, по результатам 2006 г г=+0;05 і 0,333, т. е. согласно полученным данным;. корреляционная связь между этими показателями- отсутствует. В; то же время, коэффициенты корреляций между запасами перги и медовой продуктивностью, рассчитанные для участвующих в этом опыте пчелиных семей оказались существенными: по результатам 2004 г +0,30 ± 0,265, а результатам 2006 г +0j49± 0;291. Это означает, что более высокие запасы перги в пчелиных семьях в средней степени определяют их более высокую медопродуктивность (и наоборот); Отсутствие связи между запасами перги и количеством полученного от пчелиной семьи; маточного молочка объясняется, очевидно, тем, что при выкармливании маточных личинок пчелы-кормилицы питаются свежепринесенной пыльцевой обножкой и свежей пергой.
В 2006, 2008 и 2009 г изучали влияние запасов перги на количество в пчелиных семьях печатного расплода, массу пчел и медовые запасы. На рис. З, 4 и 5 показано изменение соотношения этих параметров пчелиных семей в сезоне 2006, 2008 и 2009 г, соответственно.
Изменение запасов перги в течение активного сезона позволяет выделить три стадии формирования перговых запасов: стадия активного накопления, стадия умеренного накопления и стадия начального расходования. Они соответствуют классическим периодам активного сезона в жизни пчелиной семьи: слабому медосбору перед главным медосбором, главному медосбору и слабому медосбору после главного. Первая стадия формирования перговых запасов может частично или полностью соответствовать первому периоду роста пчелиной семьи (по Кривцову и др:, 2009) - смена перезимовавших пчел, если она не произошла до выставки пчелиных семей из зимовника. Она соответствует также второму (интенсивный рост семьи) и третьему периоду (накопление в семье резерва молодых пчел). Вторая и третья стадия- формирования; перговых запасов соответствуют четвертому периоду роста пчелиной семьи (подготовка к зимовке).
Согласно полученным данным (рис: 3, 4 и 5), в первую стадию формирования перговых запасов происходит интенсивное развитие всех хозяйственно-полезных признаков пчелиных семей. В этот период для- пчелиной семьи важно максимально наращивать численность рабочих пчел, чтобы эффективно использовать главный медосбор. Во второй стадии почти все признаки пчелиных семей продолжают развиваться, несколько уменьшается лишь-интенсивность выращивания расплода. В эту стадию для семьи необходимо накопление максимально возможного количества медовых запасов. В третью стадию уменьшается и затем прекращается выращивание расплода, уменьшается количество пчел в семьях. В это время пчелы, идущие в зимовку, интенсивно поедают пергу, наращивая запасы питательных веществ в своем организме. Лишь медовые запасы, в некоторые сезоны, продолжают немного увеличиваться.
В сезоне 2006 г запасы перги в первую стадию возросли на 332,6%, во вторую стадию - на 137,3%, а в третью - уменьшились на 35,7%. В течение всех трех стадий наблюдали увеличение медовых запасов, наибольшая интенсивность которых была отмечена в течение второй стадии.
Все основные тенденции, описанные по данным сезона 2006 г, подтвердились данными сезона 2008 г лишь за некоторыми исключениями. В течение первой стадии зафиксировали некоторое уменьшение медовых запасов в пчелиных семьях, а во вторую и третью стадию наблюдали интенсивное увеличение медовых запасов. Во вторую стадию они увеличились на 89,2%, а в третью они выросли на 101,4%. Различия сезонов 2006 и 2008 гг, вероятно, определяются изменениями условий медового и пыльцевого сбора.
Изменение параметров в сезоне 2009 г происходило аналогично сезону 2006 г. Запасы перги в первую стадию увеличились на 322,7%, во вторую - на 305,3%о, а в третью уменьшились на 24,7%.
Проведенные учеты показали, что у части пчелиных семей запасы перги отсутствовали. Пчелиные семьи, которые не имели запасов перги, по учётам разных лет составляли от 0,0 до 50,0%, в среднем - 24,8%.
В табл. 2 представлены коэффициенты корреляции между запасами, перги и другими признаками пчелиных семей: Между запасами перги и количеством печатного расплода корреляция в одном случае отсутствует, в остальных пяти случаях - слабая отрицательная (от -0,14 до -0,37). Установленная зависимость подтверждает положение, что запасы перги расходуются в пчелиных семьях на выращивание расплода.
Между массой пчел и запасами перги в начале главного медосбора имеется слабая положительная связь (0,24-0,30). В период главного медосбора эта связь отсутствует и вновь появляется в начале сентября. Это можно объяснить тем, что более сильные семьи собирают более значительные запасы перги вследствие большего количества пчел в них.
Во время главного медосбора пчелы преимущественно занимаются сбором мёда, поэтому связь между массой пчел и запасами перги в этот период практически отсутствует. После главного медосбора количество пчел в семьях снова оказывает влияние на количество запасенной перги.
Все девять коэффициентов корреляции между запасами перги и медовыми запасами положительны, их уровень значимости составляет от 0,24±0,307 до 0,72±0,290. Полученные нами данные отражают известный факт, что часть пчел-сборщиц приносит не только нектар, но и пыльцевую обножку.
Средняя по силе положительная корреляция-(табл. 2) наблюдается между медовой, продуктивностью и суммарными запасами перги в целом зал сезон. Этот факт был отмечен также в 2004 и 2006 гг. Положительная, но меньшая по силе связь наблюдается между восковой продуктивностью и суммарными запасами перги в целом за сезон:
Таким образом, запасы перги в пчелиных семьях значительно увеличиваются период их роста и развития. Запасы» перги в период главного медосбора продолжают увеличиваться; но с несколько меньшей интенсивностью, чем в период роста и развития. В период после главное медосбора количество запасенной перги в пчелиных семьях, снижается.
Часть пчелиных семей (около 25%) не накапливает в активном сезоне запасы перги, но, как правило, такие семьи имеют запасы перги весной и осенью.
Пчелиные семьи, имеющие большие запасы перги, приносят больше мёда и производят больше воска, на это указывает установленная положительная» связь между этими признаками. На количество полученного маточного молочка влияния величины запасенной перги не установлено.
Пчелиные семьи, имеющие большую массу пчел, собирают значительные запасьг перги. Такая зависимость наиболее ярко проявляется в период роста и развития пчелиных семей и в период после главного медосбора.
Использование перги, в качестве индикатора загрязнения окружающей среды на территории Российской федерации
Известно, что содержание токсичных элементов в перге достоверно отражает информацию о загрязнении токсичными элементами окружающей среды в районе сбора образцов.
Мы провели исследования концентрации некоторых элементов в образцах перги, собранных на территории нескольких регионов Российской Федерации. Набор изучаемых элементов был обусловлен целью исследования. Кадмий, ртуть, мышьяк и свинец являются высокотоксичными элементами, их содержание в продуктах пчеловодства строго регламентирует СаНПиН 2.3.2.1078-01. Медь и цинк являются микроэлементами и их присутствие в живых объектах необходимо для нормальной жизнедеятельности организма. Однако, медь и особенно цинк встречаются в продуктах пчеловодства в значительных концентрациях.
В табл. 21 представлено содержание меди, цинка, кадмия, свинца, ртути и мышьяка в образцах перги, собранных в разные годы на территории Рязанской области. Из полученных данных следует, что наибольшим было содержание цинка (6,13-12,27 мг/кг). Концентрации меди и свинца оказались значительно ниже, чем у цинка, но сравнимы между собой (для меди - 1,10-3,53 мг/кг, для свинца - 0,5-3,0 мг/кг). Присутствие в перге кадмия было небольшим (0,00-0,35 мг/кг). Содержание ртути было на уровне следов, а мышьяк не был обнаружен ни в одном образце.
Содержание элементов в разные годы существенно варьировало. Так, концентрация кадмия и свинца достоверно отличалась по годам исследований (разности между 2006-2007 гг, достоверны с р 0,001, р 0,001, соответственно; между 2007-2008 гг, с р 0,001, р 0,001; 2006-2008 гг, с р 0,01, р 0,01).
Разность концентраций меди между образцами 2006 и 2008 гг была достоверной с р 0,001, и 2007-2008 гг (р 0,001), а концентрации цинка в образцах 2006 и 2007 гг различались с р 0,001. Достоверной оказалась также разность между содержанием ртути в 2006-2007 гг (р 0,001) и 2006-2008 гг (р 0,001).
Результаты анализа однофакторного дисперсионного комплекса показали, что различия между содержанием исследованных элементов в разные годы не случайны. Сила влияния различий по годам оказалась большой и высокодостоверной прежде всего для токсичных элементов: для ртути и свинца она составила - 92,1% и 92,4% , соответственно, для кадмия - 77,7% . Немного ниже влияние фактора для меди - 55,7% , наименьшее - по цинку -23,4% .
Содержание токсичных элементов во всех образцах перги, собранных на территории Рязанской области, соответствовало нормам действующего СаНПиН. Средняя по трем годам концентрация элемента, выраженная в процентах от нормы содержания, самая низкая у ртути - 0,9%, самая высокая у свинца - 25,2%, а для кадмия она составила 6,5%.
В табл. 22 представлено содержание микроэлементов и токсичных элементов в образцах перги Краснодарского края. Соотношение концентраций элементов в перге Краснодарского края в целом было аналогично таковому в образцах Рязанской области. Наибольшей была концентрация цинка (10,92-39,40 мг/кг). Содержание меди и свинца оказалось на уровне: 1,70-3,48 мг/кг; 1,0-2,0 мг/кг, соответственно. Кадмий в образцах 2005 г обнаружен не был, а в 2008 г его содержание составило от 0,00 до 0,05 мг/кг. Концентрация мышьяка была незначительной, в оба года отмечены лишь следы. Присутствия ртути в перге не обнаружили.
Образцы 2005 и 2008 гг сбора существенно различались по содержанию цинка (р 0,001) и свинца (р 0,001). Разница в концентрациях кадмия, меди и мышьяка в образцах разных годов была небольшой и недостоверной.
Анализ однофакторного дисперсионного комплекса показал, что сила влияния различий по годам в образцах южного региона оказалась значительной и высокодостоверной для цинка - 92,5% и свинца - 84,8% . Для мышьяка - 28,4% , немного ниже для кадмия - 22,2%, самая низкая для меди - 9,5%. Для меди и кадмия влияние фактора различий по годам оказалось недостоверным.
Перга Краснодарского края соответствовала требованиям СаНПиН 2.3.2.1078-01 по содержанию токсичных элементов. Концентрация свинца в процентах от нормы содержания составила 21,4%, кадмия заметно ниже -0,9%.
В образцах перги, собранных в Башкортостане (табл. 23), также как и в Рязанской области и Краснодарском крае, наибольшая концентрация была обнаружена у цинка (в среднем за два года - 7,456 мг/кг). Содержание меди оказалось немного ниже - 4,350 ± 0,4693 в 2008 г и 3,750 ± 0,3553 в 2009 г. Среди токсичных элементов наибольшим было содержание свинца. Концентрация кадмия в оба года исследования была обнаружена на уровне следов. Содержание мышьяка в перге, собранной в Башкортостане в 2009 г было очень низким (0,010 ± 0,0100 мг/кг), а в 2008 г присутствия мышьяка не обнаружили. Присутствие ртути не обнаружено в оба года исследования.
Содержание цинка в перге 2008 г сбора достоверно отличалось, с р 0,001, от уровня его содержания в образцах 2009 г сбора. Обнаружены отличия и между концентрацией свинца в разные годы исследования (р 0,05). Содержание остальных элементов в 2008 и 2009 гг различались не значительно.
Результаты дисперсионного анализа различий образцов перги из Башкортостана по годам показал, что этот фактор достоверно влияет только на содержание в перге цинка (42,0% ). Для остальных элементов влияние фактора различий по годам - низкое и недостоверное.
Содержание токсичных элементов в перге из Башкортостана в оба года исследований не превышало уровня, регламентированного СаНПиНом 2.3.2.1078-01. Концентрация свинца, в среднем за два года исследования, составила 12,5% от допущенных норм, кадмия и мышьяка - 1%.
В табл. 24 представлена концентрация микроэлементов и токсичных элементов в перге, собранной на территории Татарстана и результаты дисперсионного анализа различий по регионам образцов перги, собранной в 2008 г в Рязанской области, Краснодарском крае и Башкортостане, а в 2009 г - Башкортостане и Татарстане.
Концентрация трех из шести исследованных элементов в перге, собранной в Татарстане, оказалась приблизительно одинаковой: меди - 2,273 ± 0,1464, свинца - 2,096 ± 0,0935, цинка - 1,816 ± 0,0748 мг/кг. Уровни содержания мышьяка и кадмия - в пределах 0,02-0,15 и 0,00-0,10 мг/кг, соответственно, также сравнимыми между собой, их концентрация почти в четыре раза меньше, чем концентрация меди, цинка и свинца. Присутствие ртути не обнаружили.
Концентрация токсичных элементов в перге Татарстана не превышала установленных норм. Концентрация свинца, среди токсичных элементов наибольшая, составила 34,9% от нормы, мышьяка - 13,8%, а кадмия - 5%.
Сравнивая содержание элементов в образцах перги 2008 г, собранных в трех регионах: Рязанской области, Краснодарском крае и Башкортостане выяснили, что содержание цинка было достоверно ниже в перге из Рязанской области (р 0,001) и Башкортостана (р 0,01). Концентрации меди в перге из Рязанской области и Башкортостана достоверно различались с р 0,05, а свинца из Краснодарского края и Башкортостана с р 0,05.
Дисперсионный анализ, проведенный для образцов 2008 г сбора из трех регионов, показал, что сила влияния фактора различий по регионам для цин-ка составила 59,0% . Сила влияния этого фактора для других элементов низкая и недостоверная.
Содержание четырех из шести исследованных элементов в перге 2009 г сбора из Башкортостана и Татарстана достоверно, с р 0,001, различалось: меди и цинка больше в образцах из Башкортостана, мышьяка - в образцах из Татарстана. Свинца также больше в перге, собранной в Татарстане с р 0,05.
Дисперсионный анализ показал, что влияние фактора различий по регионам перги 2009 г сбора высоко для цинка - 50,0% и мышьяка - 30,5% . Сила влияния этого фактора на содержание меди составила - 23,3% , свинца -5,0% , а длякадмия оказалась низкой и недостоверной.
Изучение влияния способов хранения на физико-химические показатели перги
В 2005 г исследовали динамику физико-химических показателей извлеченной из сотов нативной перги, хранившейся при температурах: -18С; -6С; 6С; 20-25С (стабилизированной высушиванием при 40С с вентиляцией; высушиванием при 50С, под вакуумом; консервированной мёдом). Результаты исследования представлены в табл. 28-32.
Из данных табл. 28 следует, что через 3 месяца хранения влажность большинства образцов изменилась. Мы наблюдали увеличение содержания воды у образцов, хранившихся при -6С, 6С и -18С на 3,5%; 3,7% и 5,2%, соответственно. Влажность перги, высушенной при 50С под вакуумом, уменьшилась на 3,5%, а перги, высушенной при 40С с вентиляцией, осталась на исходном уровне.
По истечении 6 месяцев хранения, по сравнению с 3 месячным сроком хранения, содержание воды увеличилось у перги, сушеной при 40С - на 9,9%; у перги, сушеной при 50С - на 14,7%. Влажность остальных образцов изменилась незначительно, в пределах ошибки эксперимента.,
Через 9 месяцев хранения содержание воды в перге, высушенной при 50С, увеличилось на 8,4%. Влажность других образцов осталась на уровне ее содержания в образцах 6 месячного срока хранения.
Влажность образцов, хранившихся при -6С и -18С через 12 месяцев хранения оставалась на уровне влажности 3 месячного срока хранения. В образцах, хранившихся при положительных температурах, наблюдали увеличение влажности: у перги, хранившейся при 6С - на 3,5%; у перги, высушенной при 50С - на 4,7%; у перги, высушенной при 40С - на 4,9%.
В целом за год хранения произошло увеличение влажности: у перги, хранившейся при -6С - на 2,8%; у перги,-хранившейся при -18С - на 4,7%; у перги, хранившейся при 6С - на 7,3% (данные достоверны); у перги, которую высушивали при 40С - на 16,7%; у перги, которую высушивали при 50С - на 24,3% (данные достоверны).
Содержание флавоноидных соединений уменьшилось в процессе хранения неодинаково при разных способах хранения (табл. 29).
Через 3 месяца в перге, хранившейся при-18С, содержание флавонои-дов оставалось на исходном уровне. Уменьшение содержания флавоноидных соединений у перги, сушенной при 40С, составило 3,6%; у сушеной при 50С - 6,0%; у смешанной с медом - 6,1%; у хранившейся при -6С - 6,2%. Потери биофлавоноидов у перги, хранившейся при 6С, были наибольшими и составили 11,9%.
По истечении 6 месяцев хранения содержание флавоноидных соединений для перги, хранившейся при 6С и при -6С, практически не изменилось. Потери биофлавоноидов у перги, сушенной при 40С, составили 1,3%; у сушеной при 50С - 2,3%. Наиболее заметно флавоноидные соединения снизились у замороженной перги (3,8%) и перги, смешанной с мёдом (4,2%).
Содержание флавоноидных соединений через 9 месяцев хранения снизилось у замороженной перги на 2,3%; у смешанной с мёдом - на 2,9%; у высушенной при 50С - на 4,8%; у высушенной при 40С - на 5,8%; у перги, хранившейся при -6С - на 6,4%. Содержание флавоноидов, в перге, хранившейся при 6С, снизилось больше других способов (9,8%, данные достоверны).
Концентрация флавоноидных соединений к 12 месяцам хранения еще более снизилась: у высушенной при 40С - на 2,6%; у высушенной при 50С -на 4,6%. Потери флавоноидов у перги, хранившейся при 6С и отрицательных температурах, были незначительными.
Таким образом, в целом за 12 месяцев меньше всего потери флавоноидов наблюдали у замороженной перги - 5,5%. Перга, смешанная с мёдом потеряла 9,2% флавоноидных соединений. Наибольшие потери в содержании флавоноидных соединений произошли у образцов, хранившихся при положительных температурах: у перги, высушенной при 40С - 13,3%; у перги, высушенной при 50С - 17,7%; у перги, хранившейся при 6С - 20,1%. Для трех последних способов хранения значения достоверно отличаются от исходных.
Из данных табл. 30 следует, что через 3 месяца хранения содержание сырого протеина у образцов, хранившихся при -18С и перги, сушеной при 40С практически не изменилось. У перги, сушеной при 50С, потери составили 1,2%; у перги, хранившейся при 6С - 2,2%. Наибольшие потери в содержании сырого протеина обнаружили у перги, смешанной с мёдом (6;4%) и перги, хранившейся при -6С (8,8%).
Содержание сырого протеина через 6 месяцев хранения оставалось стабильным у перги, хранившейся при -18С и перги, хранившейся при -6С. Потери белковых компонентов у высушенной при 40С перги, составили 2,7%; у перги, хранившейся при 6С - 3,5%; у высушенной при 50С - 3,6%. Концентрация флавоноидов снизилась больше других у перги, стабилизированной мёдом (на 4,2%, данные достоверны).
По истечении 9 месяцев хранения концентрация сырого протеина оставалась на уровне 6 месячного срока хранения для всех способов хранения, за исключением сушеной перги. Содержание сырого протеина в перге, высушенной при 50С, уменьшилось на 1,7%; в перге, высушенной при 40С - на 2,8%.
За последующие 3- месяца хранения наблюдали потери белковых компонентов: у перги, высушенной при 50С на 1,2%; у перги, смешанной с мёдом на 2,0%; у перги, хранившейся при -6С на 2,5%; у высушенной при 40С перги на-2,7%. Наиболее существенное снижение содержания сырого протеина произошло у перги, хранившейся при 6С и при -18С (в обоих случаях на 5,9%).
За весь срок хранения в перге, хранившейся- при -18С потери сырого протеина оказались наименьшими (5,8%); в то, время как у высушенной при 40С перги они составили 7,5%; у высушенной при 50С - 7,7%. В перге, хранившейся при -6С, содержание сырого протеина уменьшилось на 11,3%; в перге, смешанной с мёдом на 11,8% (для двух последних условий хранения разность с исходными значениями достоверна). В перге, хранившейся при 6С, сырой протеин снизился на 11,9%.
Согласно данным табл. 31 окисляемость образцов оставалась стабильной в процессе хранения для всех температурных условий. Установленные незначительные отличия времени окислительной реакции на разных сроках хранения находятся в пределах ошибки эксперимента.
Реакция среды исследованных образцов мало изменялась в течение исследованного срока хранения. Мы не обнаружили достоверных отличий между значениями рН у образцов, хранившихся в разных температурных условиях (табл. 32).
Таким образом, хранение перги при положительных температурах негативно сказалось на ее физико-химических показателях. В результате хранения нативной перги при 6С, по сравнению с другими способами хранения, снижение содержания флавоноидных соединений оказались наибольшим (на 20,1%). Значительными были также потери биофлавоноидов у высушенной перги, хранившейся при комнатной температуре. Так снижение содержания биофлавоноидов у перги, высушенной при 40С с вентиляцией составило 13,3%; а у перги, высушенной при 50С под вакуумом - 17,7%. Влажность высушенных образцов, увеличилась больше других (у высушенной при 40С - на 16,7%; у высушенной при 50С - на 24,3%).
В случае хранения перги в течение 1 года при отрицательных температурах влажность образцов оставалась наиболее стабильной. У перги, хранившейся при -6С влажность увеличилась на 2,8%; у перги, хранившейся при-18С - на 4,7%. Однако, в перге, хранившейся при -6С наблюдалось заметное снижение содержания флавоноидных соединений (на 16,0%).
Хранение перги при -18С позволило наилучшим способом сохранить флавоноидные соединения (потери 5,5%) и белковые компоненты, оцененные по содержанию сырого протеина (потери 5,8%).
Консервированная мёдом перга, хранившаяся при комнатной температуре, показала удовлетворительную сохранность флавоноидных соединений (потери 9,2%).
В 2007 г провели повторные исследования показателей нативной перги, которую хранили при 6С и -18С. Мы также изучили динамику показателей образцов, хранившихся при комнатной температуре (20-25С): нативной перги; перги, сушеной в термостате при 40С без вентиляции; перги, хранившейся в атмосфере углекислого газа над СаЄІг- Результаты приведены в табл. 33-42.
