CC BY
29
УДК / UDC 638.178.2
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ЧИСТОТА ЦВЕТОЧНОЙ ПЫЛЬЦЫ (ОБНОЖКИ)
MICROBIOLOGICAL PURITY OF BEE POLLEN
Попкова M.A.*, младший научный сотрудник Popkova M.A.*, Junior Researcher Будникова H.B., кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель отдела
химико-биологических исследований продуктов пчеловодства Budnikova N.V., Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Department of Chemical and Biological Research of Beekeeping Products Федеральный научный центр пчеловодства, Рязанская область, Россия Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Center of Beekeeping, Ryazan Region, Russia *E-mail: mariya.budnikova@mail.ru
Пыльцевая обножка является богатейшим источником витаминов минеральных веществ, аминокислот, а также богата фенольными соединениями. Содержание и активность воды в пыльцевой обножке играют существенную роль при ее хранении. При сборе свежей пыльцы пчелиной (обножки) в ней содержится до 30 г воды на 100 г продукта, что является благоприятной средой для развития микотоксинов и плесневых грибов. Употребление такого продукта пчел в качестве биологически активной добавки (БАД) может послужить причиной серьезных пищевых отравлений и даже заболеваний. Проведено изучение содержания общей микробной обсемененность (КМАФАнМ), бактерий рода Salmonella, Shigella, бактерий группы кишечной палочки (БГКП), плесневых грибов, осмофильных дрожжей, S. Aureus, в пыльцевой обножке, полученной на пасеках Рязанской области и стабилизированной высушиванием и замораживанием. Также изучены органолептические характеристики (внешний вид, аромат, вкус) и физико-химические (определение массовой влаги и водородного показателя рН). Научная новизна заключается в оценке микробиологической обсемененности пчелиной пыльцы (обножки) при ее стабилизации - высушиванием и замораживанием. Результаты исследований показали присутствие в сырой свежезаготовленной и замороженной пыльцевой обножке бактерий группы КМАФАнМ, плесеней и дрожжей. Наличие этой микрофлоры в пыльце пчел указывает на проблемы, связанные со сбором и транспортировкой продукта, а также с нарушением санитарно-гигиенических требований. Высушенную в термостате и под вакуумом пыльцевую обножку можно считать безопасным продуктом, и пригодным для потребления, так как в процессе стабилизации высушиванием дрожжи и плесени в продукте отсутствуют, а уровень присутствия патогенных и условно-патогенных микроорганизмов соответствует требованиям Технического регламента таможенного союза «О безопасности пищевой продукции».
Ключевые слова: микробиологическая безопасность, пыльцевая обножка, влажность, сушка пыльцы, замораживание, международные требования.
The aim of the research was to study the changes in the microbiological contamination of bee pollen during its drying and freezing. Bee pollen is the richest source of vitamins, minerals, amino acids, and it is also rich in phenolic compounds. Freshly harvested bee pollen also contains a significant amount of moisture, which is a favorable environment for the development of mycotoxins and mold fungi. The use of this bee product as a biologically active additive (dietary supplement) can cause serious food poisoning and even diseases. The content of microbiological indicators was studied: total microbial contamination (CMAFAnM), bacteria of the genus Salmonella, Shigella, bacteria of the Escherichia coli group (BGCP), mold fungi, osmophilic yeast, S. Aureus, in pollen pollen harvested in apiaries of the Ryazan region and stabilized by drying and freezing. Also, organoleptic (appearance, aroma, taste) and physical and chemical characteristics (determination of mass moisture and hydrogen pH) were studied. The determination of organoleptic, physical, and chemical indicators was carried out in the testing laboratory of the direction of chemical and biological research of bee products "FNC Beekeeping", microbiological indicators were analysed in the Ryazan Regional Veterinary Laboratory corresponding to the requirements of GOST ISO/EC 17025-2019. The results of the studies showed the presence of KMAFAnM group bacteria, molds and yeast in
the raw freshly harvested and frozen pollen lining. The presence of this microflora in bee pollen indicates problems associated with the collection and transportation of the product, as well as violation of sanitary and hygienic requirements. Bee pollen dried in a thermostat with forced ventilation and under vacuum can be considered a safe product, since the level of presence of pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms meets the requirements of the Technical Regulations of the Customs Union "On food safety", and yeast and mold are absent. It confirms the suitability of the studied product for human consumption. Key words: bee pollen, microbiological safety, humidity, stabilization, international requirements.
Введение Продукты пчеловодства используются как диетические и лечебные средства, а также находят применение в различных отраслях промышленности. В нашей стране здоровью пчёл и ветеринарно-санитарной экспертизе их продуктов, придается особое внимание [1]. Цветочная пыльца образуется в пыльниках цветков в виде пылеобразных, очень мелких пыльцевых зерен, каждое из которых является мужским гаметофитом. При помощи ротовых органов, щеточек на первых члениках задних конечностей, пчелы собирают цветочную пыльцу с растений, покрывая каждое зерно агглютинирующими веществами, которые обладают стабилизирующими свойствами, и нектаром, пчелы проводят влажную грануляцию цветочной пыльцы, создавая новый продукт. Вещества, добавленные пчелами при формировании обножки, обладают стабилизирующими свойствами и обеспечивают хорошую сохранность пыльцы в сотах. Так, пыльца растений превращается новый продукт с высокой пищевой ценностью - пыльцевую обножку.
Пыльца, собранная пчелами, богата белками, липидами и свободными жирными кислотами, каротиноидами, фенольными соединениями, ферментами и коферментами [2-6], содержит незаменимые аминокислоты [7]. Благодаря этим соединениям пчелиная пыльца обладает многими важными биологическими свойствами, такими как антиоксидантное, противовосполительное, антибактериальное, гепатопротекторное, антисклеротическое и помогает организму бороться с различными заболеваниями, способствуя укреплению иммунитета [6, 8, 9]. В связи, с чем пыльцевую обножку можно отнести к «функциональным продуктам питания».
Высокая биологическая ценность пыльцы пчел, обеспечивающая восстановление необходимых метаболитов организма и нормализацию деятельности физиологических систем, является определяющим фактором высокого спроса на этот продукт [10, 11]. Министерство здравоохранения Германии признает пчелиную пыльцу в качестве лекарственного средства [12]. В качестве ингредиента биологически активной добавки (БАД) цветочную пыльцу применяют и в России.
Имеется мнение, что продукты пчел безопасные и в них не могут присутствовать патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, однако присутствие в продуктах пчел патогенных и условно-патогенных микроорганизмов не исключается. Это может быть связано с нарушением технологии их сбора пыльцы и ее транспортировкой [13]. Свежесобранная цветочная пыльца может иметь высокую влажность, что служит благоприятной средой для роста и развития микроорганизмов. Так, при повышении влажности более 10% в цветочной пыльце (обножке) происходят процессы плесневения - развитие микроскопических грибов, брожения - развитие дрожжей и развитие гнилостных бактерий [14]. Для борьбы с микроорганизмами необходимо строго соблюдать правила гигиены, ежедневно собирать пыльцу, снижать ее влажность для дальнейшего хранения [15]. Неправильное хранение пчелиной пыльцы также может способствовать порче и обсемененности некоторыми микроорганизмами. Содержание влаги и микробиологическая безопасность должны быть ключевыми параметрами в контроле качества пыльцы, собранной пчелами [16].
Употребление пчелиной пыльцы в качестве БАД может послужить причиной серьезных пищевых отравлений и даже заболеваний, если эта пыльца обсеменена патогенными микроорганизмами. Плесневелые грибы (Penicillium verrucosum, Aspergillus niger, A. carbonarius, A. ochraceus, A. Parasiticum и Alternariaspp) могут вызывать образование токсинов в пыльцевой обножке [17], а также вызывать аллергические реакции, ослабление иммунитета и астму. Известно, что эробно плесневелые грибы из рода Aspergillus являются наиболее опасным патогенном [18]. По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения, микробиологические риски, связанные с качеством продовольственного сырья и пищевых продуктов, представляет собой одну из наиболее важных биологических угроз на современном этапе [19]. Таким образом, условия обработки и хранения, чрезмерная влажность, следовательно, и повышенная активность воды могут оказывать неблагоприятное воздействие на микробное качество пчелиной пыльцы. Поэтому важно контролировать содержание микроорганизмов, чтобы гарантировать безопасность пыльцы для потребления человеком. Для пчел пыльца тоже очень важный продукт, она служит для них единственным естественным источником белка, который необходим для развития расплода и пчелиной семьи в целом.
Качество пчелиной обножки регламентировано стандартом на данный продукт. В ТР ТС 021/2011 относительно пыльцы, собранной пчелами, введены показатели микробиологической безопасности. Так, для пыльцевой обножки это общая бактериальная обсемененность (КМАФАнМ), которая не должна превышать 1х104КОЕ/г. Также, по нормам регламента, в 10 г пыльцевой обножки не допускается присутствие патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл, а содержание плесеней и дрожжей должны быть менее 100 КОЕ/г., бактерии группы Bacillus cereus - не более 200 КОЕ/г. Что касаемо бактерий группы кишечной палочки (БГКП), то согласно Технического регламента, в 0,1 г пыльцевой обножки их присутствие не допускается [20].
Целью исследования явилось изучение изменения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), E coli, S. Aureus, БГКП, патогенных и том числе сальмонелл), а также, загрязненность грибами и дрожжами пыльцевой обножки стабилизированной разными способами.
Условия, материалы и методы. В исследование были включены образцы полифлорной цветочной пыльцы (обножки), полученной с мая по июнь на пасеках Рязанской области. Для испытаний вся собранная пчелиная пыльца была тщательно гомогенизирована и разделена на 4 части по 300 г каждая. Каждую часть подвергли следующим методам стабилизации: высушивание в термостате с принудительной вентиляцией при температуре +36°С, высушивание в вакуумном шкафу (процесс сушки при постоянном вакууме, 0,09 МПа) при температуре +36°С, а также замораживание пыльцы при температуре -20°С. Сушка в термостате длилась 15 часов и 8 часов в вакуумном шкафу.
Образцы пыльцы анализировали на содержание влаги, рН и микробную обсемененность: непосредственно после ее отбора; через сутки после заморозки и сразу после ее высушивания.
Определение микробиологических показателей проведено в ГУ Рязанской областной ветеринарной лаборатории. Определение органолептических и физико-химических показателей проведено в испытательной лаборатории ФНЦ пчеловодства согласно стандарта на данный продукт.
Результаты и обсуждение. По органолептическим показателям исследуемые образцы сырой цветочной пыльцы (обножки) представляют собой зернистую сыпучую массу, со специфичным медово-цветочным ароматом. После высушивания пыльцы органолептические характеристики, такие как цвет и аромат, остались прежними.
Содержание влаги один из важных показателей качества пыльцевой обножки, влияющий на ее микробиоту. Согласно межгосударственному стандарту на пыльцевую обножку, влажность сырой пыльцевой обножки должна составлять не более 21%, высушенной пыльцы - от 8,0% до 10,0%. Содержания влаги во всех анализируемых образцах полифлорной пчелиной пыльцы соответствует нормативу для данного продукта. Самое высокое содержание влаги было в замороженной и свежей пыльцевой обножке. Установлено, что в цветочной пыльце (обножке), высушенной под вакуумом, содержание влаги снизилась на 58,1% и составило 8,21%; высушенной в термостате с принудительной вентиляцией снизилось на 49,4% и составило 9,93% (табл.).
Таблица - Влияние методов стабилизации на физико-химические показатели пыльцевой обножки___
Пыльцевая обножка Влажность, % РН
свежеотобранная 19,61 ±1,103 4,730±0,0188
замороженная при t=-18°C 19,55 ±1,435 4,731±0,0181
высушенная при t=36°C под вакуумом 8,21 ±0,745 4,725±0,0190
высушенная при t=36°C в термостате 9,93 ±0,504 4,596±0,0416
Водородный показатель ^^ - еще один показатель качества пчелиной пыльцы. Слишком низкий рН (ниже 4,0) может способствовать развитию активности неблагоприятных микроорганизмов в пыльцевой обножке. Согласно требованиям стандарта, на данный продукт водородный показатель (рН) водного раствора сырой цветочной пыльцы (обножки) - не менее 5,0 ед. рН, высушенной пыльцы - не менее 4,0 ед.
Значения рН изменились незначительно в сторону закисления: у пыльцевой обножки, стабилизированной сушкой с применением вакуума на 0,1%, высушенной в термостате - на 2,8%. Средние значения рН анализируемой сухой полифлорной пчелиной пыльцы составили от 4,594 до 4,728 ед. рН, а сырой цветочной пыльцы (обножки) - от 4,730 до 4,731 ед. рН.
Микробиологическим анализом установлено, что содержание плесеней в образцах свежеотобранной пыльцевой обножки, составляет 345 КОЕ/г, при требованиях качества и безопасности данного продукта - не более 100 КОЕ/г. После сушки в термостате цветочной пыльцы (обножки) эти значения снизились до нормы и составили 95 КОЕ/г, а 70 КОЕ/г - после сушки в вакуумном шкафу (рис. 1). Замораживание сырой цветочной пыльцы (обножки) не дало значительного снижения числа плесеней, и в данном случае снижение плесеней составило 18,8 % и составило 280 КОЕ/г.
Рисунок 1 - Обсемененность пыльцевой обножки плесневыми грибами, КОЕ/г
Микробиологический анализ показал, что свежесобранная пыльца медоносных пчел имеет самые высокие уровни загрязнения по содержанию общей микробной обсемененность в отличие от замораживания и обезвоживания. Так, свежесобранная пыльца (обножки) обсеменена бактериями группы КМАФАнМ в концентрации 8300 КОЕ/г, при норме 10000 КОЕ/г. Сушка пыльцы значительно снизила обилие аэробных мезофильных бактерий и дрожжей. Так, после сушки в вакуумном шкафу обсемененность мезофильными аэробными и факультативно-анаэробными микроорганизмами снизилась в среднем на 25,3% и составила 6200
КОЕ/г, после сушки в термостате с приточной вентиляцией обсемененность данными микроорганизмами также снизилась, но в меньшей степени, в среднем на 12,6% и составила 7250 КОЕ/г (рис. 2). Замораживание продукта пчел, также показало снижение содержания общей микробной обсемененности.
8300 7900 7250 Л-1 6200 LEltn
свежеотобранная замороженная сушка в термостате вакуумная сушка
Рисунок 2 - Обсемененность пыльцевой обножки бактериями группы
КМАФАнМ, КОЕ/г
Во всех исследованных нами образцах пыльцевой обножки не обнаружены стафилококки и патогенные бактерии рода Salmonella; бактерии группы кишечных палочек (колиформы), что соответствует требованиям, установленным в TP ТС 021/2011, что гарантируют качество пыльцевой обножки и исключение порчи продукта при стабилизации и дальнейшем хранении.
Выводы. На основании исследования микрофлоры пыльцевой обножки медоносных пчел подтверждено присутствие в сырой пыльце собранной пчелвми бактерий группы КМАФАнМ, плесеней и дрожжей, что указывает на проблемы, связанные со сбором и транспортировкой продукта, а также нарушением санитар-но-гигиенических требований. Высушенная пыльца показала самую низкую микробную контаминацию. При ее высушивании в термостате и под вакуумом ее критерии безопасности соответствуют требованиям Технического регламента таможенного союза «О безопасности пищевой продукции». Это подтверждает пригодность изучаемого продукта для потребления человеком.
Замораживание сырой цветочной пыльцы (обножки) не отвечает требованиям безопасности по микробиологическому показателю и указывает на то, что при транспортировке и хранении качество такого продукта может быть еще ниже.
Наличие бактерий и плесневелых грибов, создает риск для здоровья при потребление свежей пчелиной пыльцы. Те же предположения применимы и к потреблению замороженной пчелиной пыльцы, в то время как высушенная пыльца остается самой безопасной формой потребления.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Требования по обеспечению безопасности и ветеринарно-санитарная экспертиза мёда пчелиного / М.П. Бутко, А.С. Герасимов, Т.Ф. Посконная [и др.]. М.: Издательский дом «Научная библиотека», 2019. 562 с.
2. Polyphenols from bee pollen: Structure, absorption, metabolism and biological activity / A. Rzepecka-Stojko [et al.] // J. Molecules. 2015. Vol. 20 (12). P. 21732-21749.
3. Denisow B., Denisow-Pietrzyk M. Biological and therapeutic properties of bee pollen: A review // J. Sci. Food Agric. 2016. Vol. 96. P. 4303-4309.
4. Characterization of Turkish honeybee pollens by principal component analysis based on their individual organic acids, sugars, minerals, and antioxidant activities / Z. Kalaycioglu [et al.] // J. Lebensmittel-Wissenschaft Technologie. 2017. Vol. 84, P. 402-408.
5. Pollen composition and standardisation of analytical methods / M.G.R. Campos [et al.] // Journal of Apicultural Research. 2008. Vol. 47(2). P. 154-161.
6. Bee Pollen: Chemical Composition and Therapeutic Application / K. Komosinska-Vassev [et al.] // Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2015. Article ID 297425. 6 p.
7. Туников Г.М., Лебедев В.И., Кривцов Н.И. Пчела и человек 2-е изд. М.: Изд-во Юрайт, 2019. 173 с.
8. Quality Parameters and Nutritional Value of Different Commercial Bee Products / O. Bobis, I.A. Marqhitas, D. Dezmirean [et al.] // Bull. Univ. Agric. Sci. Vet. Med. Cluj-Napoca. Anim. Sci. Biotechnol. 2010. Vol. 67. P. 1-2.
9. The Potential of Using Bee Pollen in Cosmetics / X. Xi [et al.] // Journal of Oleo Science. 2018. Vol. 67 (9). P. 1071-1082.
10. Асафанова Н.Н., Орлов Б.Н., Козин Р.Б. Физиологически активные продукты пчелиной семьи. Н.Н., 2001. 368 с.
11. Вахонина T.B. Пчелиная аптека 3-е изд. Рыбное, 2002. 240 с.
12. Bee pollen improves muscle protein and energy metabolism in malnourished old rats through interfering with the Mtor signaling pathway and mitochondrial activity / J. Salles, N. Cardinault, V. Patrac [et al.] // Nutrients. 2014. № 6(12). P. 5500-5516.
13. Микробиологическая безопасность меда / И.В. Кущ, Н.Э. Ваннер, Д.И. Удавлиев [и др.] // Health, Food & Biotechnology. 2019. № 1(3). С.106-117.
14. Ракитянская C.B., Еремина И.А., Субботина М.А. Условия хранения и качество пыльцы // Пчеловодство. 2000. № 5. С. 54-55.
15. Physical and Microbiological Characteristics and Antioxidant Activity of Honey Bee Pollen / E. Straumite [et al.] // Applied Sciences. 2022. Vol. 12 (6). P. 3039.
16. Processing Technologies for Bee Products: An Overview of Recent Developments and Perspectives / X. Luo [et al.] // Front. Nutr. 2021. Vol. 8. P. 727181.
17. Bruneau E. Key Messages on Bee Products. In Proceedings of the Conference Presentation at 7th Apimedica 6th Apiquality International Symposium, Sibiu, Romania. 2018.
18. Gene disruption of honey bee trypanosomatid parasite, lotmaria passim, by CRISPR/Cas9 system / Q. Liu [et al.] // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2019. Vol. 9 (126). P. 1-12.
19. Дудчик H.В. Оценка микробиологических показателей пищевой продукции на основе современных требований системы анализа рисков // URL: https://rspch.by/ru/node/415 (дата обращения: 18.03.2022).
20. TP ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» // URL: https://docs.cntd.ru/document/902320560 (дата обращения: 18.03.2022).
REFERENCES
1. Trebovaniya po obespecheniyu bezopasnosti i veterinarno-sanitarnaya ekspertiza meda pchelinogo / M.P. Butko, A.S. Gerasimov, T.F. Poskonnaya [i dr.]. M.: Izdatel'skiy dom «Nauchnaya biblioteka», 2019. 562 s.
2. Polyphenols from bee pollen: Structure, absorption, metabolism and biological activity / A. Rzepecka-Stoiko [et al.] // J. Molecules. 2015. Vol. 20 (12). P. 21732-21749.
3. Denisow B., Denisow-Pietrzyk M. Biological and therapeutic properties of bee pollen: A review // J. Sci. Food Agric. 2016. Vol. 96. P. 4303-4309.
4. Characterization of Turkish honeybee pollens by principal component analysis based on their individual organic acids, sugars, minerals, and antioxidant activities / Z. Kalaycioglu [et al.] // J. Lebensmittel-Wissenschaft Technologie. 2017. Vol. 84, P. 402-408.
5. Pollen composition and standardisation of analytical methods / M.G.R. Campos [et al.] // Journal of Apicultural Research. 2008. Vol. 47(2). P. 154-161.
6. Bee Pollen: Chemical Composition and Therapeutic Application / K. Komosinska-Vassev [et al.] // Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2015. Article ID 297425. 6 p.
7. Tunikov G.M., Lebedev V.I., Krivtsov N.I. Pchela i chelovek 2-e izd. M.: Izd-vo Yurayt, 2019. 173 s.
8. Quality Parameters and Nutritional Value of Different Commercial Bee Products / O. Bobis, I.A. Mârghitas, D. Dezmirean [et al.] // Bull. Univ. Agric. Sci. Vet. Med. Cluj-Napoca. Anim. Sci. Biotechnol. 2010. Vol. 67. P. 1-2.
9. The Potential of Using Bee Pollen in Cosmetics / X. Xi [et al.] // Journal of Oleo Science. 2018. Vol. 67 (9). P. 1071-1082.
10. Asafanova N.N., Orlov B.N., Kozin R.B. Fiziologicheski aktivnye produkty pchelinoy sem'i. N.N., 2001. 368 s.
11. Vakhonina T.V. Pchelinaya apteka 3-e izd. Rybnoe, 2002. 240 s.
12. Bee pollen improves muscle protein and energy metabolism in malnourished old rats through interfering with the Mtor signaling pathway and mitochondrial activity / J. Salles, N. Cardinault, V. Patrac [et al.] // Nutrients. 2014. № 6(12). P. 5500-5516.
13. Mikrobiologicheskaya bezopasnost' meda / I.V. Kushch, N.E. Vanner, D.I. Udavliev [i dr.] // Health, Food & Biotechnology. 2019. № 1(3). S.106-117.
14. Rakityanskaya S.V., Eremina I.A., Subbotina M.A. Usloviya khraneniya i kachestvo pyl'tsy // Pchelovodstvo. 2000. № 5. S. 54-55.
15. Physical and Microbiological Characteristics and Antioxidant Activity of Honey Bee Pollen / E. Straumite [et al.] // Applied Sciences. 2022. Vol. 12 (6). P. 3039.
16. Processing Technologies for Bee Products: An Overview of Recent Developments and Perspectives / X. Luo [et al.] // Front. Nutr. 2021. Vol. 8. P. 727181.
17. Bruneau E. Key Messages on Bee Products. In Proceedings of the Conference Presentation at 7th Apimedica 6th Apiquality International Symposium, Sibiu, Romania. 2018.
18. Gene disruption of honey bee trypanosomatid parasite, lotmaria passim, by CRISPR/Cas9 system / Q. Liu [et al.] // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2019. Vol. 9 (126). P. 1-12.
19. Dudchik N.V. Otsenka mikrobiologicheskikh pokazateley pishchevoy produktsii na osnove sovremennykh trebovaniy sistemy analiza riskov // URL: https://rspch.by/ru/node/415 (data obrashcheniya: 18.03.2022).
20. TR TS 021/2011 «O bezopasnosti pishchevoy produktsii» // URL: https://docs.cntd.ru/document/902320560 (data obrashcheniya: 18.03.2022).
