Влияние ботанического происхождения мёда на содержание свободных аминокислот гистидина, фенилаланина и триптофана

Продукты пчеловодства являются одними из важнейших биологических ресурсов планеты. Функциональные свойства продуктов пчеловодства - мёда, прополиса, перги, маточного молочка - используются в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности. В мире ежегодно производится около 1.4 млн т мёда. Две третьи произведенного количества мёда используется на внутренних рынках стран-производителей и около 350-400 тыс. т поступает на международный рынок [Filodda, 2008]. Мёд производится пчёлами в природных и природно-антропогенных ландшафтах, и от состояния их компонентов существенно зависят функциональные свойства готового продукта. К качеству и безопасности мёда предъявляются самые строгие требования международных и российских нормативных документов: Codex Alimcntarius. Предписания Международной комиссии по мёду, Единые санитарные требования к пищевым продуктам Таможенного союза Белоруссии, Казахстана и России, ГОСТ Р, стандарты Немецкого института нормирования (DIN), Требования Немецкого союза пчеловодов и др.

Качество мёда и его полезные свойства существенно зависят и от ботанического происхождения его основных компонентов - нектара и пыльцы, а также от деятельности самих пчёл и состояния пчелосемей.

Аминокислоты выступают одними из важнейших компонентов мёда, поскольку он содержит широкий спектр ферментов, белков пыльцевых зерен и свободные аминокислоты. Количество аминокислот в мёде является одним из главных показателей его натуральности и зрелости. Среди аминокислот в мёде доминирует пролин, основным источником которого являются секреты пчелиных желёз. Концентрация пролина в мёде должна составлять не менее 180 мг/кг [Von der Ohe, Dustmann, Von der Ohe, 1991]. Остальные аминокислоты попадают в мёд в основном с растительными компонентами взятка: нектаром, пыльцой или падью [Beckmann, 2008]. Практически во всех медах содержатся аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, валин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, серин, тирозин, треонин и фенилаланил. Реже в меде находят гистидин, метионин, триптофан, цистеин [Бабина, 1984]. Данные по содержанию аминокислот в мёдах в литературе существенно варьируют в связи с разнообразием условий территории сбора, в силу использования разных методов пробоподготовки и анализа мёда.

Содержание и соотношение аминокислот или аминокислотный профиль мёда зависит от многих экологических факторов и прежде всего от его ботанического происхождения. Свободные аминокислоты относятся к обязательным компонентам нектара и пыльцы растений и служат в качестве аттрактантов для насекомых-опылителей. При сборе нектара и пыльцы аминокислоты поступают в организм пчелы, а затем в процессе переработки растительного сырья в мёд. Целебные и пищевые свойства натурального мёда основаны на содержании широкого спектра биологически активных веществ: флавонои-

дов. органических кислот, ферментов, витаминов, аминокислот и др. Одной из самых распространенных аминокислот растительного происхождения в мёде выступает фенилаланин. По данным разных авторов повышенным содержанием фенилаланина характеризуется шалфейные и лавандовый мёды (1390 мг/кг и более), пониженным - падевые мёды (менее 5 мг/кг) [Beckmann. 2008].

Фенилаланин является ключевой аминокислотой. которая участвует в биосинтезе многочисленных биологически активных веществ в клетке растений. и. прежде всего, фенольных соединений. Содержание фенилаланина в мёде может служить показателем его пищевой и целебной ценности. Относительно редко встречающиеся в мёде аминокислоты гистидин и триптофан могут быть маркерами ботанического происхождения взятка.

Цель нашего исследования - изучение влияния ботанического происхождения мёда на содержание трёх свободных аминокислот: фенилаланина, гистидина и триптофана.

Материал и методы исследований

Было исследовано содержание свободных аминокислот в водных растворах мёда разного ботанического происхождения. Исследовано 8 образцов липового мёда с долей липового взятка от 24 до 75%. 4 образца клеверного мёда, с долей клеверного взятка от 26 до 45% и 4 образца мёда с козлятника лекарственного (Galega officinalis L.) с долей взятка козлятника от 21 до 28%. Образцы мёда были отобраны в разных муниципальных районах Пермского края, относящихся к ландшафтно-географической зонам средней и южной тайги.

В литературе редко встречается описание мёда с козлятника лекарственного, поэтому приведем краткую информацию об этом медоносном растении. Козлятник лекарственный относится к семейству бобовых, распространен в центральной и южной Европе, цветет с мая по август. Медоносные пчёлы и шмели часто посещают цветки козлятника в основном для сбора пыльцы. По некоторым данным козлятник обладает хорошей нектаропродуктивно-стью и является хорошим источником мёда. Однако в некоторых регионах мира, например на острове Великобритания, козлятник нектара не даёт. Вероятно. нектаропродуктивность этого растения зависит от почвенных условий произрастания [Kirk. Howes. 2012].

Пыльцевой анализ выполнялся по ГОСТ Р 52940-2008 «Мёд. Метод определения частоты встречаемости пыльцевых зерен». Данные по ботаническому происхождению мёда предоставлены испытательной лабораторией ООО Центр исследований и сертификации «Федерал» (г. Пермь), а также студентами кафедры ботаники и генетики растений ПГНИУ.

Содержание аминокислот определяли в водных растворах мёда методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на приборе Ultimate 3000 (Dionex, Германия). Тип хроматографической колонки - Acclaim® Ci$; 3 мкм; 120 А; 2.1x210 мм. В качестве подвижной фазы использовались элюэнты: ацетонитрил (ОСЧ для ВЭЖХ) и фосфатный буфер (25 мМ КН2РО4 с pH 5.5). Градуировка прибора проводилась по государственным стандартным образцам (ГСО) аминокислот: гистидин. фенилаланин и триптофан. Условия хроматографирования аминокислот были разработаны авторами и адаптированы для особенностей объекта исследований (мёд) и условий лаборатории. Точность адаптированной методики подтверждена путём анализа ГСО аминокислот и медов с использованием метода внутреннего стандарта. Примеры хроматограмм аминокислот в стандартных и опытных образцах. полученные нами, представлены на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Хроматограмма аминокислот в стандартном образце

Рис. 2. Хроматограмма аминокислот в образце липового мёда

Статистическая обработка данных проводилась в программе SigmaPlot 11.0 с использованием методов описательной статистики, дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов.

Результаты и их обсуждение

Данные по содержанию аминокислот гистидин и фенилаланин в мёде представлены в таблице.

Содержание свободных аминокислот в медах разного ботанического происхождения, мг/100 г мёда

Примечания. ± - стандартное отклонение; t - критерий Стьюдента; * данные достоверны при tf> П; ** показатель достоверно отличается при уровне значимости р = 0.05, HCPos - наименьшая существенная разница при уровне значимости р = 0.05.

Как видно из таблицы, максимальным содержанием гистидина и фенилаланина отличался клеверный мёд. Липовый и козлятниковый мёды достоверных различий по содержанию исследуемых аминокислот не имели. Липовый мёд отличался более высоким содержанием гистидина по сравнению с фенилаланином. В остальных мёдах содержание обеих аминокислот было равномерным. Аминокислота триптофан была обнаружена только в одном образце липового мёда в количестве 9.9 мг/100 г и в таблице не приводится.

Различия в составе и соотношении аминокислот в медах могут определять особенности их пищевой и целебной ценности. На основании комплексного исследования состава и свойств продуктов пчеловодства, а также при оценке экологических факторов их формирования могут быть разработаны рекомендации по рациональному использованию и переработке.

В ходе исследований была разработана и апробирована методика одновременного определения трех свободных аминокислот в мёде без деривати-зации, что существенно упрощает анализ аминокислотного состава медов.

Исследования проводятся в рамках Единого за-каз-наряда Министерства образования и науки Российской Федерации № 4.3870.2011.