Совершенствование технологии производства и хранения трутневого расплода медоносных пчел
- На правах рукописи
БУДНИКОВА НАТАЛЬЯ ВАЛЕНТИНОВНА
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ ТРУТНЕВОГО РАСПЛОДА МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ
06.02.10 –частная зоотехния, технология производства
продуктов животноводства
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Дивово — 2011
Работа выполнена в ГНУ Научно-исследовательском институте пчеловодства Российской академии сельскохозяйственных наук.
Научный руководитель: кандидат биологических наук
Бурмистрова Лилия Александровна
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Бородачев Анатолий Владимирович
кандидат сельскохозяйственных наук
Редькова Лидия Анатольевна
Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет — МСХА
имени К.А. Тимирязева
Защита состоится « 6 » сентября 2011 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 006.018.01 при ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства
по адресу: 391105 Рязанская обл., Рыбновский район, п. Дивово, п/о Институт коневодства
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИ коневодства Россельхозакадемии.
Автореферат разослан «____» ____________ 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Готлиб М.М.
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Пчелиная семья представляет собой сложную целостную биологическую и хозяйственную единицу, в которой трутни являются временными особями, что связано с ограниченной их функцией (только спаривания с маткой). Трутни выводятся, как правило, весной или в первой половине лета. В активный период пчеловодческого сезона в определенном количестве во всех пчелиных семьях имеется трутнёвый расплод.
На количество выращиваемого пчелами трутневого расплода влияют несколько основных факторов: период активного сезона и состояние пчелиной семьи (число пчел, соотношение взрослых особей и расплода); возраст и происхождение матки; наличие и уровень среднесуточного сбора нектара и пыльцы пчелами; уровень обеспеченности семьи белковым кормом; объем гнезда и число сотов в нем с трутневыми ячейками. Ограничение выращивания пчелами трутневого расплода связано прежде всего с тем, что и личинки, и взрослые трутни потребляют много корма. Например, при недостатке пыльцы в природе и скудных запасах перги в гнезде пчелы достоверно меньше или вовсе не выращивают трутней либо изгоняют их даже среди лета, так как для последних при этом требуется в пять раз больше корма, чем для такого же количества рабочих пчел.
В последние два десятилетия в ряде государств стали применять нетрадиционный продукт пчеловодства – трутневый расплод. Интерес к этому новому продукту появился в России (Т.В.Вахонина 1995; В.М. Голощапов, 1995; P.Molan, 1999; Х.С. Гайнанов, 2008; Р.В. Гиноян и др., 2008; Д.Р.Ракита и др., 2010).
Высокая природная биологическая активность трутневого расплода обусловлена уникальным сочетанием компонентов, обладающих определенными физиологическими свойствами (Н.В. Илиешиу, 1983; Л.А.Бурмистрова, 1999; Н.Н.Асафова и др., 2001). Расплод содержит естественные гормоны: тестостерон, прогестерон и эстрадиол, которые не вызывают нарушения гормонального статуса, а оказывают стимулирующее влияние на эндокринную систему, восстанавливают функции яичников, способствуют омоложению организма, восстанавливают обмен веществ и питание тканей, способствуют нормализации артериального давления, снижают уровень холестерина в крови, способствуют ускоренному восстановлению биохимических и массометрических характеристик семенников и предстательной железы, являясь стимулятором центральных механизмов регуляции образования андрогенов, повышают физическую работоспособность, способствуют восстановлению нарушенной половой функции у мужчин и повышению полового влечения (В.М. Голощапов, 1995; Л.А.Бурмистрова и др., 2000; В.Н. Крылов и др., 2007; Н.З. Хисматуллина, 2010). Трутнёвый расплод эффективен в комплексной терапии сердечнососудистых заболеваний (Н.З. Хисматуллина, 2005; В.А. Фомина и др., 2008).
Все технологические процессы по производству, отбору трутнёвого расплода и приготовлению из него гомогената должны выполняться в максимально ограниченные сроки. Это обусловлено тем, что расплод проходит определенные стадии развития, а после отбора из сота подвержен под воздействию окружающей среды быстрой порче (Л.А.Бурмистрова, 1999). Поэтому сразу после получения трутнёвый расплод необходимо стабилизировать для сохранения его качества. Установлено, что адсорбция и лиофилизация являются эффективными способами сохранения количественного содержания компонентов и биологической активности трутнёвого расплода (Н.В. Илиешиу, 1983; Л.А.Бурмистрова, 1999; И.А. Прохода, 2006). Недостаточно изучены технология получения и способы стабилизации расплода спиртом и мёдом.
Таким образом, углубленное изучение вопросов получения и переработки нового дополнительного продукта — трутнёвого расплода представляется актуальным как для пчеловодства, так и для области его использования — апитерапии.
Целью настоящей работы является изучение особенностей выращивания медоносными пчелами трутнёвого расплода и совершенствование технологии его получения и хранения.
В задачи исследования входило:
1. Изучить возможности использования пчелиных семей для получения трутнёвого расплода.
2. Оптимизировать технологию извлечения трутнёвого расплода из ячеек сота и приготовления гомогената на его основе.
3. Изучить особенности химического состава и свойств трутневого расплода в сравнении с пчелиным, а также на разных стадиях его развития.
4. Сравнить влияние адсорбции и лиофилизации расплода на сохранение его биологически активных компонентов.
5. Разработать способы стабилизации гомогената трутнёвого расплода мёдом натуральным и этиловым спиртом.
Научная новизна исследований. Изучена динамика выращивания пчелиными семьями трутневого расплода на протяжении всего весенне-летнего периода в центральном районе Российской Федерации. Определены факторы, влияющие на интенсивность выращивания выращиваемого пчелами трутневого расплода. Впервые установлены отличия состава и свойств трутнёвого расплода от пчелиного, а также динамика этих показателей трутнёвого расплода в процессе развития, в том числе и минерального состава. Проведено комплексное исследование влияния адсорбции и лиофилизации на сохранение биологически активных компонентов трутнёвого расплода.
Практическая значимость работы. Усовершенствована технология получения трутневого расплода. Установлено оптимальное соотношение гомогената трутнёвого расплода с мёдом натуральным и этиловым спиртом для эффективного сохранения количественного содержания биологически активных компонентов в течение нескольких лет. Выявлено влияние температурного режима и сроков хранения на химический состав и свойства расплода при его замораживании.
Впервые научно обоснована целесообразность стабилизации трутнёвого расплода мёдом и спиртом. Проведенные исследования позволяют рекомендовать оптимальную технологию получения и стабилизации трутневого расплода на стационарных пасеках.
Разработан комплект НТД на медовую композицию с трутнёвым расплодом «Андромёд».
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на заседаниях ученого совета ГНУ НИИ пчеловодства Россельхозакадемии в 2003-2010 гг., а также на шести Международных научно-практических конференциях по апитерапии (в г. Рыбное в 2005, 2006 и 2007 г., в г. Сочи в 2008 и 2009 г., в г. Москве в 2010 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 статей, из которых 3 - в ведущем рецензируемом научном журнале "Пчеловодство".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, выводов и практических предложений. Список литературы включает 254 работы, в том числе 47 иностранных. Диссертация изложена на 159 страницах, иллюстрирована 53 таблицами, 12 рисунками.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования выполнены в 2000-2010 гг. на базе экспериментальной пасеки и лаборатории ГНУ НИИ пчеловодства Россельхозакадемии, а также на пасеке в КФХ «Бортники» в соответствии с программой НИР института (№ госрегистрации 15070.7815014664.06.8.006.5). Схема исследований представлена на рис.1. В опытах использованы пчелиные семьи породного типа среднерусской породы «Приокский».
При организации и выполнении экспериментальных работ руководствовались Методическими указаниями к постановке экспериментов в пчеловодстве (М.: РАСХН, 2000). Всеми видами исследований было охвачено за все годы более 500 пчелиных семей.
Опытную и контрольную группы в количестве 10 пчелиных семей, формировали по принципу аналогов и осуществляли за ними одинаковый уход. Опытным семьям дополнительно в отличии от контрольных семей давали побудительную подкормку и подставляли трутнёвые соты или строительную рамку.
Материалом для исследования служил расплод медоносных пчел (пчелиный и трутневый), заготовленный на пасеках Рыбновского района Рязанской области. Изучали нативный гомогенизированный трутневый и пчелиный расплод в свежем виде и стабилизированный различными способами трутневый расплод. Исследовали динамику содержания биологически активных компонентов расплода на разных стадий развития.
Для исследования вопросов хранения гомогената трутнёвых личинок отбор трутневых сотов с запечатанными ячейками и постановку пустых сотов в семьи проводили через каждые 12 дней.
Личинок из сотов извлекали вытряхиванием на поднос, пинцетом вручную, на медогонке, прессованием. Все манипуляции по отбору расплода и приготовлению гомогената проводили в максимально короткие сроки в санитарно-гигиенических условиях, отвечающих требованиям, предъявляемым к производству лекарственных препаратов и пищевых продуктов.
При изучении вопросов стабилизации расплода исследовали свежеприготовленный гомогенат и в процессе его хранения. Расплод стабилизировали замораживанием при -20 °C, этиловым спиртом, мёдом, адсорбцией, лиофилизацией и использованием вакуумной упаковки.
Исследования химического состава и свойств расплода медоносных пчел, и продуктов на его основе выполнены в аккредитованной лаборатории ГНУ НИИ пчеловодства Россельхозакадемии по методикам определения качества в соответствии с НТД по следующим показателям:
- органолептическую оценку проводили по внешнему виду, цвету - визуально,
- массовую долю воды (%) – определяли рефрактометрически для гомогенезированного трутневого расплода, и медовых композиций приготовленных на его основе и методом высушивания в вакуумном шкафу для спиртовых настоек гомогената трутневых личинок, лиофилизированного и адсорбированного расплода;
- массовую долю деценовых кислот (%) - алкилиметрически после их последовательного выделения эфиром;
- концентрацию водородных ионов (рН) в растворе трутневого расплода с массовой долей 1% - потенциометрически на рН-метре с чувствительностью 0,01, растворив навеску в дистиллированной воде;
- показатель окисляемости, характеризующий общее количество ненасыщенных соединений - окислительно-восстановительным методом обесцвечивания 0,1 моль/дм раствора марганцовокислого калия;
- массовую долю флавоноидных соединений – фотометрическим методом - измерения оптической плотности растворов исследуемых образцов на спектрофотометре при длине волны =400 нм;
- содержание пролина — фотометрически;
-содержание катионов и анионов определяли электрофоретическим методом с помощью системы капиллярного электрофореза фирмы «Agilent Technologies», используя стандартные реактивы той же фирмы.
- содержание минеральных компонентов определяли c помощью атомно-адсорбционного спектрофотометра фирмы «Varian» (модель 220 FS): исследование As - на графитной печи спектрофотометра, с использованием палладиевого модификатора, фирмы «Merck»,. Ca, Na, K, Mg, Cu, Zn, Ag, Fe, Cd, Pb - на газовой горелке с использованием воздушно-ацетиленового пламени.
- антиоксидантную активность -на жидкостном хроматографе «Цвет-Яуза-01-АА» с амперометрическим детектором по ТУ МЕКВ. 414538.001.МП. в Центре «Биоинженерии РАН».
Статистическую обработку полученных данных проводили методом вариационной статистики программой Microsoft Exel посредством ПК.
- РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
- Совершенствование технологии получения трутневого расплода
В течение всего весенне-летнего сезона проводили учеты расплода через каждые 12 дней. В опытные семьи были поставлены ранее заготовленные ранее трутневые соты и трутнёвая вощина. Пчелиным семьям опытных групп в течение всего активного периода давали стимулирующую подкормку в виде сахарного сиропа по 0,5 кг на 1 пчелиную семью.
Определение оптимального периода отбора личинок трутня. В ходе исследований изучен цикл развития трутневого расплода от начала откладки маткой яиц до куколки. Матку заключали в изолятор на трутневом соте, с момента откладки яиц ее выпускали из изолятора. Период эмбрионального развития расплода трутней продолжается 3,5 дня, продолжительность постэмбрионального развития — личинки 7 суток, предкуколки — 4 суток, куколки — 10 суток. На стадии прядения кокона личинка в наибольшей степени подходит для отбора, поэтому сот с личинками отбирается через 240-288 ч. (через 10-11 дней после откладки маткой яиц, до появления зачатков глаз, в виде фиолетовых пятен, ножек и крыльев). Масса одной личинки, выращенной пчелами в различные периоды сезона, составляет в среднем за два года 344+0,005 мг. Из табл. 1 следует, что наибольшей массой обладали зрелые личинки трутней в июне 376+0,011, а наименьшей 340+0,077 в июле во время массового выращивания трутнёвого расплода.
Таблица 1
Масса трутневых личинок на 10-12-й день после откладки маткой яиц
Месяц | Кол-во личинок, шт. | Масса личинок, г | Масса 1 личинки, мг |
Июнь | 46 | 17,28±0,044 | 376,0±0,011 |
Июль | 481 | 163,60±0,055 | 340,0±0,077 |
Август | 51 | 17,83±0,003 | 350,0±0,009 |
Всего | 578 | 198,71±0,005 | 344,0±0,005 |
Извлечение личинок из ячеек и приготовление гомогената трутневого расплода проводили следующими способами:
1) вручную пинцетом извлекается 1250 личинок за 1 час. При 100 % -ном результате работа трудоемкая и экономически невыгодная;
2) встряхиванием сота. Метод непригоден, так как основная часть личинок остается в ячейках;
3) с использованием вибросита на станке для извлечения перги из сотов. Личинки не извлекались из ячеек;
4) в ручной двухкассетной медогонке. Восковые крышечки запечатанного расплода осторожно срезали электроножом. За счет создания центробежных сил в течение 10-12 мин от 50 % до 93 % личинок извлекалось из ячеек сота;
5) замораживанием сота с расплодом в течении суток. Воск становится хрупким, легко разрушается и отделяется от расплода;
6) прессованием сота с расплодом. Отобранные соты с расплодом разламывали на небольшие куски и в специальном прессе подвергали прессованию. Метод прост, эффективен, так как позволяет быстро получить максимально возможное количество гомогената;
Экономически оправданным является последний способ извлечения гомогената, как по затратам труда, так и по выходу продукта.
3.2. Исследование состава и свойств расплода медоносных пчел
Состав и свойства пчелиного и трутнёвого расплода. Изучая расплод пчёл, мы отметили, что пчелиный также как и трутнёвый, богат биологически активными компонентами, но их количественное содержание достоверно отличается (табл. 2).
Таблица 2
Состав и свойства пчелиного и трутневого расплода, n=8 (образцов)
Показатель | Трутневый расплод | Пчелиный расплод |
Массовая доля воды, % | 72,98±1,927 | 75,81±1,225*** |
Массовая доля сухих веществ, % | 27,02±1,927 | 24,19±1,225*** |
Концентрация водородных ионов, (рН) | 6,95±0,427 | 6,91±0,158*** |
Содержание ненасыщенных соединений по показателю окисляемости, с | 11,6±0,864 | 17,0±0,999* |
Массовая доля восстанавливающих сахаров, % | 30,66±2,849 | 34,10±3,322*** |
Содержание ненасыщенных соединений по массовой доле деценовых кислот, % | 3,59±0,109 | 3,15±0,078* |
Примечание: * - при Р <0,001, *** - при Р <0,05.
Трутневый расплод содержит достоверно больше деценовых кислот и других ненасыщенных соединений, что подтверждается уменьшением значения показателя окисляемости (11,6 с, и 17,0 с соответственно).
Таким образом использование трутневого расплода, более целесообразно, так как он не только ценнее и его можно получать в значительных количествах без ущерба для пчелиной семьи, одновременно используя удаление трутнёвого расплода, как зоотехнический метод оздоровления пчел от варрооза. Кроме того, трутнёвый расплод является побочным продуктом при получении воска с использованием строительных рамок.
Динамика состава и свойств трутневого расплода на разных стадиях развития. Для определения оптимального периода отбора трутнёвого расплода нами получены данные по его составу и некоторым свойствам на разных стадиях его развития (табл. 3).
Таблица 3
Состав и свойства трутневого расплода на разных стадиях развития, n=5
Примечание: * - при Р <0,001, ** - при Р <0,01, *** - при Р <0,05.
Анализируя содержания деценовых кислот в трутнёвом расплоде разного возраста показано, что количество этих ненасыщенных кислот колеблется от 2,73 до 3,88 %. Наибольшее их количество обнаружено в запечатанных личинках и куколках. Подлинность трутневого расплода подтверждается показателем окисляемости, характеризующим общее количество ненасыщенных соединений, чем больше содержание ненасыщенных соединений, тем ниже показатель окисляемости. Результаты исследований показывают уменьшение показателя окисляемости с возрастом личинок трутня, т.е. больше ненасыщенных соединений содержат личинки старшего возраста и предкуколки.
Значительное количество макро- и микроэлементов в трутнёвом расплоде играют важную роль в его биологической активности (Н.В. Илиешиу, 1980; Л.А. Бурмистрова, 1999). Катионы и анионы играют важную роль в поддержании структуры и целостности белковых соединений продуктов пчеловодства, определяя тем самым их физиологическую активность. Жизненно необходимыми и незаменимыми являются железо, марганец, цинк, медь, натрий, кальций, магний и др. Определена зависимость содержания катионов в трутневом расплоде от возраста (табл. 4).
Таблица 4
Содержание катионов в трутнёвом расплоде на разных стадиях развития
Возраст расплода сут. | Катионы, мкг/100 мг | Всего | |||
K+ | Na+ | Ca2+ | Mg2+ | ||
8-8,5 | 17,58039 | 5,09819 | 6,06228 | 3,33052 | 32,07138 |
9-9,5 | 16,34127 | 8,01064 | 6,91382 | 5,84702 | 37,11274 |
10-12 | 15,51626 | 4,14341 | 6,08305 | 2,67565 | 28,41836 |
предкуколки | 19,61176 | 7,53964 | 6,82545 | 4,67346 | 38,65032 |
куколки | 18,58373 | 6,47139 | 6,766364 | 4,50929 | 36,33077 |
Результаты показывают плавное увеличение катиона K+ у расплода до стадии предкуколок, а затем наблюдается его снижение. Катионов Na+, Ca2+, Mg2+ обнаружено больше у 9-суточных личинок, а затем наблюдается их снижение в процессе дальнейшего развития расплода.
Таким образом, на всех стадиях развития трутнёвый расплод содержит биологически активные компоненты и поэтому может быть рекомендован к использованию в апитерапии и питании. Установленные различия содержания отдельных компонентов в трутневом расплоде в процессе развития могут определять различия в биологической активности разных его стадий.
3.3. Влияние способов стабилизации на сохранность биологически активных компонентов трутневого расплода
Замораживание трутневого расплода. Сравнительное изучение динамики химических показателей замороженного расплода (личинки, гомогенат и сот с расплодом) показало, что более стабильные показатели отмечены при хранении в соте, а при хранении в виде личинок и гомогената больших различий по качественным характеристикам не наблюдается (табл. 5). Вероятно это объясняется тем, что трутнёвый расплод в соте был менее подвержен условиям, в которых происходит порча продукта (влияние температуры окружающего воздуха и окисление под действием кислорода).
Стабилизация расплода замораживанием с использованием вакуумной упаковки позволяет лучше защитить от окисления ненасыщенные соединения и тем самым стабилизировать биологически активные вещества.
Таблица 5
Изменения показателей состава и свойств трутневого расплода при разных формах хранения в течение 1 года при температуре -20 °С.
Характеристика расплода | Массовая доля, % | Показатель окисляемости,с | ||
воды | деценовых кислот | восстанавлив. сахаров | ||
Исходный | 77,95±0,31 | 4,11±0,02 | 32,41±1,3 | 10,0±1,15 |
Сот с расплодом % от исходного | 75,75±0,16** 97,18 | 3,54±0,11 * 86,13 | 27,94±3,91 *** 86,21 | 11,33±0,67 *** 113,30 |
Извлеченные личинки % от исходного | 75,75±0,16 *** 97,18 | 3,13±0,01 76,16 | 34,18±2,25 *** 105,46 | 14,67±0,33 146,70 |
Гомогенат % от исходного | 68,95±0,98 88,45 | 3,11±0,31 ** 75,67 | 34,5±1,97 *** 106,45 | 15,,67±0,67 156,70 |
Примечание: * - при Р <0,001, ** - при Р <0,01, *** - при Р <0,05.
Стабилизация расплода мёдом натуральным. Составленная медовая композиция имеет вид однородной тестообразной или закристаллизованной массы, от желтого до желтовато-коричневого цвета, с приятным, специфичным, характерным для мёда и трутневого расплода запахом, сладким приятным вкусом.
Сохранение биологической активности медовой композиции «Андромёд» в процессе хранения оценивали при двух температурных режимах: +6 С и +20 С).
Содержание биологически активных соединений в медовой композиции при хранении в течение 6 мес. уменьшаются. Так содержание ненасыщенных соединений по деценовым кислотам составляет 86,05 % в композиции с 5 % гомогената и 79,1 % с 10 % гомогената от исходной композиции. В процессе хранения в течение 1 года, замечено более значительное снижение биологической активности этого продукта: возрастает показатель окисляемости почти в 2 раза, уменьшается количество жирных кислот (деценовых) на 26,7% при +6 С и на 39,5 % при +20 С (рис.2); в продукте с 10 % расплода также характерно уменьшение деценовых кислот на 27,9 % при +6 С и на 36,9 % при +20 С (рис.3), водородный показатель рН – продолжает увеличивается в сторону щелочной реакции. Таким образом, целесообразно рекомендовать хранение медовой композиции с трутнёвым гомогенатом в течение 6 мес.
Рис.2. Изменение физико-химических показателей качества при хранении 1 год композиции с содержанием гомогената в меду 5%, n=5 | Рис.3. Изменение физико-химических показателей качества при хранении 1 год композиции с содержанием гомогената в меду 10%, n=5 |
Установлено, что использование стабилизированного гомогената трутнёвого расплода методом адсорбции замедляет процесс снижения биологически активных соединений и позволяет продлить срок хранения данного продукта до 1 года.
Стабилизации трутнёвого расплода этиловым спиртом. По органолептическим показателями спиртовые настойки трутнёвого расплода имеют вид прозрачной жидкости с желтоватым оттенком характерным для каждой концентрации и пряным ароматом.
Подлинность спиртовых настоек подтверждает показатель окисляемости и массовая доля деценовых кислот. Нами установлено, что в трутневом расплоде содержится в среднем 3,3 % деценовых кислот. В спиртовых настойках содержание деценовых кислот несколько ниже и составляет: в настойке с 10 % трутнёвого расплода и с использованием 40 спирта - 2,57 %, а с использованием 70 спирта — 2,52 %. Эти данные согласуются и со и значениями показателя окисляемости, который при стабилизации расплода 40 спиртом составил – 48,3 с, а при использовании 70 спирта – 65,5 с. Это свидетельствует о том, что настойки, также как и исходный продукт, содержат ненасыщенные соединения.
Сравнением настоек одной концентрации (10 %-ных), приготовленных с применением 40 и 70 этилового спирта установлено, что ненасыщенные соединения лучше сохраняются при экстракции 40 этиловым спиртом.
Многие флавоноидные соединения оказывают Р-витаминное действие на организм животного и человека – увеличивают упругость кровеносных капилляров и нормализуют их нарушенную проницаемость (В.Г. Беликов, 1985; Д.А. Мурвьева, 1991; Т.В. Вахонина, 1995). При изучении возможности стабилизации трутневого расплода было обнаружено наличие флавоноидных соединений в трутневом расплоде – 0,0145 % и в исследуемых настойках - от 0,0032 % (что составляет 22,1 % от исходного расплода) при использовании 40 спирта - до 0,0046% (31,7 % от исходного расплода) при использовании 70 спирта. С увеличением концентрации гомогената в спирте (с 10 до 50 %)возрастает и количество флавоноидных соединений с 0,0046 %до 0,0142 %. Оценивая влияние концентрации спирта в процессе хранения 10 %-ных настоек в течение 1 года, замечено незначительное снижение ненасыщенных соединений. Так содержание деценовых кислот уменьшилось на 8,2 % при концентрации спирта 40, а с концентрацией спирта 70 - на 6,3 %; показатель окисляемости соответственно увеличился на 46,63 % и 24,43 %; показатель содержания водородных ионов в настойке на 40 спирту уменьшился на 1,1 %, а на 70 спирту увеличился на 1,25 %. Содержание флавоноидных соединений уменьшается вдвое при использовании обеих концентраций спирта.
Хранение настоек в течение 2 лет привело к дальнейшему снижению биологически активных соединений. Так, содержание ненасыщенных соединений в 10 %-ных настойках - уменьшилось на 14,59 % с использованием 40 спирта и на 19,25 % при использовании 70 спирта. Показатель окисляемости, который обусловлен также содержанием ненасыщенных соединений в процессе хранения увеличился на 67,36 % при стабилизации 40 спиртом, а при использванием 70 спирта - на 43,13 %. Содержание флавоноидных соединений при хранении в течение 2 лет уменьшилось на 62,5 % и на 67,39 % с использованием 70 этилового спирта.
При исследовании настоек с использованием 70 спирта и более высокими концентрациями трутнёвого расплода получено, что содержание ненасыщенных соединений (по количеству деценовых кислот) уменьшилось в процессе хранения 1 год — в 10 %-ной настойке на 6,35 %, 20 %-ной - на 10,0 %, 40 %-ной - на 9,7%. В то же время увеличилась скорость окисления ненасыщенных веществ, так, показатель окисляемости повысился в 10%-ной настойке на 24,43 %, в 20 %-ной - на 62,5%, в 40 %-ной - на 32,14 %. Количественное содержание водородных ионов изменялось при этом незначительно в сторону уменьшения показателя в 10 % - на 1,25 %, в 20 %-ной - на 0,48 %, в 40 %-ной - на 2,19 %. Отмечено и уменьшение флавоноидных соединений (рис 4).
При дальнейшем хранении этих настоек в течение 2 лет, продолжается уменьшение биологически активных соединений: деценовых кислот - на 19,25 %; - на 15,33 %; - на 15,66 %; - на 14,72 % соответственно;. показатель окисляемости увеличился - на 43,13 %, - на 89,58 %; - на 35,71 %; - на 300,0 % соответственно. Количественное содержание водородных ионов увеличилось - на 2,34 %, - на 1,92 %; - на 3,61 %; - на 1,98 % соответственно. Очень чувствительны к хранению флавоноидные соединения, содержание которых уменьшилось на 67,39%, в 20 %-ной – на 35,53 %; в 40 %-ной – на 23,53 %; в 50 % – на 11,97 %. (рис. 5). Таким образом хранение в течение 2 лет приводит к значительной потери биологически активных соединений спиртовых настоек расплода.
Рис. 4 Изменение физико-химических показателей спиртовых настоек трутнёвого расплода при использовании 70% спирта (хранение 1 года), n=5 | Рис. 5. Изменение физико-химических показателей спиртовых настоек трутнёвого расплода при использовании 70% спирта (хранение 2 года), n=5 |
Изучение минерального состава показало наличие содержание меди, цинка, железа, магния, кальция, калия, натрия в спиртовых настойках, причем их больше в 10 %-ных настойках расплода с использованием 40 этилового спирта, чем при стабилизации 70 спиртом (рис.6).
Рис.6. Извлечение минеральных компонентов спиртом разной концентрации в настойке с содержанием 10 % гомогената.
С увеличением концентрации трутневого расплода в этиловом спирте соответственно происходит и увеличение содержания минеральных компонентов в настойках.
Таким образом, этиловый спирт соответствующей концентрации может быть рекомендован к использованию в качестве стабилизатора ценных компонентов трутневого расплода.
Адсорбция и лиофилизация трутневого расплода. Лиофилизированный гомогенат расплода имеет пористую структуру, светло-кремовый цвет, гигроскопичен. Адсорбированный расплод имеет плотную структуру, пряный аромат и белый или слегка желтоватый оттенок.
Результаты исследований показали, что при адсорбции ненасыщенные соединения в расплоде сохраняются лучше, чем при его лиофилизации (рис. 7). Это подтверждается снижением деценовых кислот на 13,0 % в образцах лиофилизированного расплода, в то время как в адсорбированном гомогенате уменьшение деценовых кислот составило 5,6 %.
Рис. 7. Изменение массовой доли деценовых кислот при стабилизации трутневого расплода | Рис. 8. Изменение показателя окисляемости при стабилизации трутневого расплода |
К тому же расплод после сублимационной сушки имеет пористую структуру и поэтому обладает высокой гигроскопичностью и интенсивно поглощает кислород и влагу из окружающей среды. Это подтверждено изменением показателя окисляемости в сторону увеличения на 143,3 % от исходного расплода, что свидетельствует о значительных потерях ненасыщенных соединений при сублимационной сушке трутневого расплода (рис. 8). При использовании лактозно-глюкозной адсорбции окисляемость продукта увеличилась на 37,5 %. Содержание редуцирующих сахаров в процессе сублимации продукта уменьшилось на 33,44 %.
Содержание пролина практически не изменилось при лиофилизации и адсорбции расплода.
Показатель свободной кислотности лиофилизированного расплода увеличился в 1,64 раза в сравнении с исходным (рис. 9). Свободная кислотность в адсорбированного расплода намного меньше, чем лиофилизированного. Однако, значение свободной кислотности в адсорбированном расплоде, больше чем в исходном замороженном гомогенате. Это говорит о том, что замороженный и лиофилизированный расплод при хранении (этот показатель был установлен спустя 6 месяцев) постепенно теряют свои биологически активные соединения, в то время как стабилизация расплода адсорбцией значительно лучше сохраняет его биологически активные соединения.
Рис. 9 Изменение свободной кислотности при стабилизации трутневого расплода (хранение 6 мес) | Рис. 10. Изменение антиоксидантной активности при стабилизации трутневого расплода |
В результате сублимации трутнёвого расплода произошло снижение его антиоксидантной активности на 25,3 % (рис. 10). Причем, в образце, где отмечено большее значение антиоксидантной активности, в процессе лиофилизации расплода наблюдается ее большее снижение
В лиофилизированном трутневом расплоде определены катионы Mg2+ и Na+, в то время как в исходном и адсорбированном гомогенате определены катионы Ca2+, Mg2+, K+, Na+. Содержание аммиака не обнаружено ни в одном из образцов расплода. Процесс лиофилизации оказывает негативное воздействие на катионы Ca2+, K+.
Таким образом, по большому набору признаков, характеризующих биологическую активность, адсорбированный трутнёвый расплод превосходит продукт полученный в процессе сублимационной сушки. Однако в некоторых областях косметической промышленности, офтальмологии, где нежелательно присутствие адсорбента, возможно и даже предпочтительно использование лиофилизированного продукта.
ВЫВОДЫ
- На количество выращиваемого пчелами трутневого расплода достоверно влияют пять основных факторов: период активного сезона и состояние пчелиной семьи (количество пчел, соотношение пчел и расплода); возраст и происхождение матки; наличие и уровень среднесуточного приноса нектара и пыльцы пчелами; уровень обеспеченности пчел белковым кормом; объем гнезда пчелиной семьи и количество сотов с трутневыми ячейками в гнезде.
- Постановка в гнезда пчелиных семей специально подготовленных трутневых сотов увеличивает количество трутневого расплода в 2 раза по сравнению с семьями контрольной группы (с естественно сложившимся соотношением пчелиных и трутневых ячеек в сотах гнезда) и удлиняет период выращивания пчелами трутневого расплода. Использование стимулирующих углеводно-белковых подкормок на фоне полного отсутствия или слабого приноса пыльцы достоверно увеличивает количество выращиваемого пчелиными семьями пчелиного и трутневого расплода.
- Для получения трутнёвого расплода целесообразно использовать специальные трутневые соты, применение которых значительно (в 2,5-3 раза) снижает непроизводительные затраты труда на его отбор, позволяет механизировать извлечение личинок из ячеек и повторно использовать эти соты., а также магазинные соты в качестве строительных рамок путем постановки их в расплодную часть гнезда. Использование строительных рамок, позволяет увеличить выход воска на 15-20 % и эффективно оздоравливать пчелиные семьи от варрооза.
- Личинки старшего возраста и предкуколки (10-12 дней после откладки яиц маткой) содержат максимальное количество активных компонентов: ненасыщенных соединений, в том числе деценовых кислот, минеральных веществ. На этой стадии развития расплод хорошо поддается переработке.
- Трутнёвый расплод по сравнению с пчелиным содержит большее количество биологически активных соединений, в том числе ненасыщенных, деценовых кислот, минеральных элементов.
- Испытанные способы стабилизации трутнёвого расплода такие как замораживание при -20 °С (личинок в соте или извлеченных из сота, а также в форме гомогената), смешивание с мёдом, настаивание на 40° и 70° этиловом спирте, адсорбирование на лактозно-глюкозной основе, лиофилизация.в разной степени способствуют сохранению его качества. Замораживание, смешивание с мёдом (содержание гомогената не более 10 %), адсорбция позволяют наиболее эффективно сохранить биологически активные соединения трутневого расплода.
- Производство трутнёвого расплода является экономически выгодным. Так стоимость дополнительной продукции (трутнёвого расплода) на одну пчелиную семью составила около 970 руб. Уровень рентабельности в опытной группе превзошёл контрольную почти на 10 %.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
По результатам полученных экспериментальных исследований могут быть сформулированы следующие предложения:
- Для стимулирования выращивания трутневого расплода пчелиными семьями экономически целесообразно использовать стимулирующие углеводно-белковые подкормки на фоне полного отсутствия или слабого приноса пыльцы.
- В условиях крупного производства трутнёвый расплод целесообразно получать с использованием в гнездах магазинных сотов в качестве строительных рамок путем постановки их в расплодную часть гнезда. В этом случае пчелы строят трутнёвый сот на нижнем бруске магазинной рамки. Сот магазинной надставки ставят кроющим за сотом с пчелиным расплодом. Это позволит проводить эффективную профилактику и борьбу с варроозом пчёл и существенно снизить затраты труда и времени на уход за пчелиными семьями в течение активного сезона, а также дополнительно получить воск.
- Для получения максимального количества гомогената трутневого расплода, за короткий промежуток времени лучше использовать прессование сотов с расплодом. Этот метод прост и и наиболее эффективен.
- В производстве трутнёвого расплода для его стабилизации целесообразно применять замораживание (в сотах, извлеченных личинок, гомогената), мёд, спирт, лиофилизацию и адсорбцию, а также для повышения надежности сохранения биологически активных соединений применять вакуумную упаковку.
- Для оценки качества трутневого расплода, а также при упаковке и транспортировке рекомендуется руководствоваться разработанным проектом ГОСТ Р «Расплод медоносных пчёл».
- При стабилизации трутнёвого расплода мёдом рекомендовано руководствоваться проектом нормативно-технической документации (технические условия, технологическая инструкция) на композицию «Андромёд» с нативным и адсорбированным гомогенатом трутнёвого расплода.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях рекомендованных ВАК Минобрнауки России:
- Русакова, Т.М. Исследование токсичных элементов в продуктах пчеловодства /Т.М.Русакова, Л.А.Бурмистрова, Л.В.Репникова, и др. //Пчеловодство, 2006. - №9. - С. 10-13.
- Будникова, Н.В. Биологически активные соединения в трутневом расплоде /Н.В.Будникова //Пчеловодство. - 2009. - №6. – С. 54-55.
- Будникова, Н.В. Расплод медоносных пчел – важный прием повышения рентабельности пасеки /Н.В.Будникова //Пчеловодство. - 2011. - №7. – С. 48-49.
Прочие публикации:
- Харитонова М.Н. Будникова Н.В. Об антибактериальной активности продуктов пчеловодства /М.Н.Харитонова, Н.В.Будникова //Материалы 2-й Международной научн-практ. конф. «Интермёд – 2001». – Рыбное, 2001. – С.140-142.
- Лебедев, В.И. К технологии заготовки трутневого расплода на пасеках /В.И.Лебедев, М.А.Легович, Н.В.Будникова //Современные технологии в пчеловодстве /Материалы науч.-практ. конф. – Рыбное, 2004. – С.122-128.
- Хисматуллин, Р.Г. Липиды трутневого расплода медоносных пчел Apis melliferal /Р.Г.Хисматуллин, Л.А.Бурмистрова, Н.В.Будникова, Н.В.Авдеев //Экологические аспекты производства, переработки и использования продуктов пчеловодства /Материалы науч.-практ. конф. Ч. 1.– Рыбное, 2005. – С.80-82.
- Бурмистрова, Л.А. Гомогенат трутневого расплода в меду / Л.А.Бурмистрова, Н.В.Будникова // Экологические аспекты производства, переработки и использования продуктов пчеловодства /Материалы науч.-практ. конф. Часть 1.– Рыбное, 2005. – С.80-82.
- Русакова, Т.М. Экологическая безопасность продуктов пчеловодства / Т.М.Русакова, Л.А.Бурмистрова, Л.В.Репникова, и др. //Апитерапия сегодня (сб.12). Материалы IV Всероссийской науч.-практ. конф «Успехи современной апитерапии». – Рыбное: НИИП, 2006.- С.284-285.
- Лебедев, В.И. Научное обоснование технологического регламента производства гомогената личинок трутней /В.И.Лебедев, Н.В.Будникова, А.М.Митрофанов //Интенсивные технологии производства продуктов пчеловодства, их переработка и применение /Материалы науч.-практ. конф. – Рыбное:НИИП, 2007.- С.58-68.
- Бурмистрова Л.А. Биологически активные вещества трутневого расплода на разных стадиях развития /Л.А.Бурмистрова, Н.В.Будникова, М.Н.Харитонова //Современные направления научно-технического прогресса в в пчеловодстве. Материалы Межд. науч. конф., посвященной 100-летию со дня рожд. Г.Ф.Таранова. – Рыбное, 2007. – С.298-301.
- Будникова, Н.В. Спиртовые настойки трутневого расплода /Н.В.Будникова //Апитерапия сегодня (сборник13) Материалы ХIII Всероссийской научно-практической конференции «Успехи апитерапии». – Рыбное: НИИП, 2008.- С.169—171.
- Русакова, Т.М. Токсичные элементы в продуктах пчеловодства /Т.М.Русакова, Л.А.Бурмистрова, Л.В.Репникова и др. //Темная пчела в России (Apis mellifera mellifera L) Материалы Межд. конф. «Пчеловодство-ХХI век, М. 2008. - С. 303—306.
- Будникова, Н.В. Особенности состава трутневого расплода среднерусских пчел Apis mellifera mellifera L породного типа «Приокский» /Н.В.Будникова //Темная пчела в России (Apis mellifera mellifera L.) Материалы Межд. конф. «Пчеловодство - ХХI век».-М. 2008. - С. 303—306.
- Будникова, Н.В. Биологически активные компоненты в трутневом расплоде /Н.В.Будникова //Инновации в пчеловодстве. Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. – Рыбное: НИИП, 2009. - С. - 171—172.
- Будникова, Н.В. Хранение спиртовых настоек трутневого расплода. / Н.В.Будникова //Новое в науке и практике пчеловодства. Материалы координационного совещания и 9-й науч.-практ. конф «Интермед». - Рыбное: НИИП, 2009, С. 101—106.
- Будникова, Н.В. Сравнительная оценка трутневого и пчелиного расплода медоносных пчел /Н.В.Будникова //Материалы Междунар. конф. «Пчеловодство–ХХ1 век. Пчеловодство, апитерапия и качество жизни». - М. 2010.- – С. 36-38.
- Бурмистрова, Л.А. Продукты пчеловодства. Исследование минерального состава / Л.А.Бурмистрова, Т.М.Русакова, Л.В.Репникова и др. //Новое в науке и практике пчеловодства (к 80-летию ГНУ НИИ пчеловодства Россельхозакадемии) /Сб. Науч. работ. – Рыбное: НИИП, 2010. - С.188-192.
Будникова Наталья Валентиновна
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ ТРУТНЕВОГО РАСПЛОДА МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Лицензия ИД №01667 от 24.04.00. Усл. печ.л. 1,5
Тираж 100 экз. Заказ № от
ГНУ НИИ пчеловодства Россельхозакадемии
Г.Рыбное Рязанской обл., ул.Почтовая, 22