ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАТОЧНОГО МОЛОЧКА
Маточное молочко представляет собой сметанообразную непрозрачную массу молочно-белого или слабо кремового цвета слегка жгучего кисло-сладковатого вкуса и специфического аромата. Водные растворы маточного молочка неоднородны, так как они опалесцвруют и содержат незначительное количество нерастворимых веществ. Слабо щелочные растворы маточного молочка прозрачны и не опалесцируют. Под воздействием ультрафиолетовых лучей в диапазоне 366 нонометров молочко флуоресцирует с окраской от светло-серого до синего цвета в зависимости от возраста личинок во время сбора молочка. Флуоресценция обусловлена присутствием производных птеридина. Электропроводность зависит не только от концентрации, но и от температуры растворов, от содержащихся в них минеральных солей, органических кислот, аминокислот, белков и некоторых других соединений. По Виттеку (1968), при хранении растворов молочка электропроводность резко возрастает. Поверхностное натяжение 1 %-ных растворов составляет — 51—52.10~3 нонометров, а среднее поверхностное натяжение 0,1 %-ных растворов — 66,5.10-8. Вязкость 0,25%-ных водных растворов в среднем составляет 10,0. 10~3. Коэффициент рефракции находится в прямой зависимости от количества воды в молочке. При температуре 20°С он варьирует от 1,3997 до 1,3811 при содержании воды от 60 до 70%.
Кислые водные растворы молочка и активная кислотность (рН) 1%-ных растворов находятся в пределах от 3,6 до 4,8. Для растворов характерно, что они обладают сильновыраженными буферными свойствами, обусловленными содержанием большого количества слабых кислот и минеральных солей. При многократных разбавлениях активная кислотность сохраняется постоянной. Лиофильное молочко представляет собой белый или светло-кремовый порошок с высокой гигроскопичностью и при увлажнении становится липким. По своим физическим свойствам водные растворы высушенного молочка сходны с растворами натурального-молочка.
Многочисленные исследования маточного молочка показали, что оно является комплексным и богатым по своему составу продуктом. Качества молочка в известной мере зависят от возраста личинок при его сборе из искусственных маточников, от сезона -сбора, от физиологического состояния пчел, от силы пчелиной семьи, от условий его хранения и от других факторов, Благодаря этому существуют значительные различия при описании его состава отдельными авторами. Количество составных частей молочка варьирует в широких границах. Установлено, что молочко богато белками, углеводами, жирами, витаминами, органическими кислотами, аминокислотами и т. д.
При лиофилизации маточного молочка в различных группах указанных веществ нативного маточного молочка изменений не происходит. В виду того, что содержанке годы в нем ниже 5%, количество белков, Сахаров, жиров и других компонентов в высушенном молочке примерное 3 раза выше, чем в иативном молочке. Если содержание отдельных веществ выразить процентно по отношению к сухому веществу, то получаются сходные данные для обоих видов молочка.
Белки представлены альбуминами и глобулинами в пропорции, по данным одних авторов — 2:1, а других — 1:1. Часть белков растворима в воде, а другая — нерастворима. Некоторые белки связаны с сахарами и липидами и представляют высокомолекулярные соединения (гликопротеиды и липопротеиды). Установлено, что протеины маточного молочка гетерогенны и состоят из 5—8 фракций с различной электрофоретической подвижностью.
Глюкоза и фруктоза составляют большую часть углеводов и их количество по отношению к остальным всем компонентам колеблется от 5—6 до 12%. Процент сахарозы незначителен — от 0,10 до 4. Кроме перечисленных Сахаров в молочке обнаружены небольшие количества моносахарида — рибозы и полисахаридов — мальтозы (0,21%), изомальтозы (0,06%), гентнобиозы (0,10%), туранозы (0,09%), трегалозы и следы неотрегалозы.
Эфиро-растворимая фракция (липиды) состоит из нескольких групп соединений. Установлено: фенолов — 4—10%, стеролов и глицеридов — 3—4%, воска — 5—6%, нейтральных жиров — 0,4—0,8%. Обнаружены и органические кислоты. Свободные органические кислоты составляют 80—90% эфирного экстракта.
По мнению большинства авторов, основной кислотой в молочке является 10-гидрокси-2-деценовая. Газо-хроматографический анализ 13 образцов маточного молочка, осуществленный Уопеуапла и сотр. (1976), установил, что содержание этой кислоты в среднем составляет 4,83%. Кроме того, установлены в разных количествах и следующие кислоты: р-гидроксибензойная, лауриновая, янтарная, адипиновая, пимеликовая, пальметиновая, субериновая, азе-лаиновая, пимериновая, олеиновая, линоленовая, себациновая.. миристиновая, 3-, 8- и 10-гидроксидекановая, 3-, 10-дигидрокси-декановая, 2-децендикарбоновая, 9-кето-2-денендикарбоновая, 3-10-дигидроксидекановая, альфа-липоевая кислоты и т. д.
Для свободных кислот маточного молочка характерно, что по количеству преобладают кислоты с прямой углеродной цепью, состоящей из 10 С-атомов. Кроме того, большинство кислот являются дикарбоновыми, 10-гидроксидеценовая и большинство остальных кислот выделяются верхнечелюстными железами пчел.
Некоторые авторы считают, что в молочке содержится значительное количество воднорастворимой глюконовой кислоты, образующейся под воздействием глюкооксидазы.
Общее количество свободных кислот обычно определяется посредством титрования щелочью. Общая кислотность нативного маточного молочка варьирует от 3,3 до б см3 0,1 нормального едкого натра, необходимого для нейтрализации кислот в 1 г молочка. Из стеролов в молочке установлены — холестерол, 24-мети-ленхолестерол и стигмамастанол.
Фосфолипиды состоят из сфингомиелина, лецитина и кефалина, а гликолипиды представлены пятью компонентами, три из которых идентифицированы как ганглиозиды.
В состав белков молочка входят все аминокислоты (в том числе и незаменимые), образующие молекулы белков ряда пищевых продуктов. По данным многих авторов, аминокислотный состав маточного молочка состоит из 23 аминокислот: гликокола, аланина,аргинина, аспаргиновой кислоты, валина, глутаминовой кислоты, глутамина, гистидика, пролина, треонина, тирозина, нистина, триптофана, серина, аспаргина, аминомасленой кислоты и гидроксипролина. Количество незаменимых аминокислот в белках молочка варьирует от 1—6 до 7%. Натуральное маточное молочко содержит и свободные аминокислоты, но количество их незначительно. В свободном состоянии находятся почти все аминокислоты, образующие белки молочка. Необходимо отметить, что наблюдаются некоторые противоречия о наличии или отсутствии некоторых аминокислот в свободном или связанном состоянии. Вероятно, это обусловлено несовершенством и незначительной разделительной способностью использованных качественных методов анализа, а также различным физиологическим состоянием пчел, закладывающих молочко. В натуральном нелиофильном маточном молочке определено и содержание витаминов, имеющих жизненно важное значение для развития личинок.
Большое расхождение в определении количества витаминов в молочке связано с различными факторами: возрастом личинок, физиологическим состоянием пчел, разнообразием использованных микрохимических и микробиологических методов их определения. Общее количество витаминов в 1 г молочка варьирует от 336 до 351 мг. При сравнении количества витаминов в молочке и в цветочной пыльце установлено, что молочко содержит значительно больше пантотеновой кислоты (В8) и биотина, меньше витамина С и следы или же вовсе не содержит витаминов Е, А, К и рутина, тогда как в цветочной пыльце эти витамины находятся в большом количестве. Остальные витамины по количеству соизмеримы в обоих пчелиных продуктах.
Минеральные вещества (до 1,5%) представлены солями калия,, натрия, кальция, фосфора, магния, железа, цинка, серы, кремния, хрома, никеля, серебра, кобальта, марганца, алюминия, мышьяка, ртути, висмута, меди и золота. Соотношение между калием и натрием — 1:5 до 1:4, а менаду магнием и кальцием — 1 :2 до 1:4. Общее содержание фосфора — 2,78 мг/г, причем органические фосфаты составляют 67,4% общего количества фосфатов. Некоторые элементы (кобальт, железо) связаны с органическими соединениями. Как известно, кобальт содержится в витамине В12, который, по мнению некоторых авторов, находится и в маточном молочке. Содержание цинка, как в молочке, так и в маточных личинках очень высокое, а в пчелиных личинках — значительно ниже. Высказывается предположение, что цинк стимулирует развитие яичников у пчел. Некоторые элементы обнаружены в молочке в минимальных количествах.
В литературе существуют данные относительно наличия в молочке энзимов — амилазы, иквертазы, аекорбикокеидазы, каталазы, кислой фосфатазы, протеолитических энзимов, неспецифической холииэстсразы и т. д., но, вероятно, количество этих ферментов незначительно и, главное, не все из них достоверно доказаны. Возможно, что некоторые (инвертаза, диастаза) попадают в молочко из пчелиного меда, в котором они находятся в больших количествах.
По Бутенарду (1958), Ремболда в молочке имеются производные птеридииа — биоптернн и неоптерин. Количество биоптерина достигает — 300 мг/г, а неоптерина — почти в 10 раз меньше. Отмечены сезонные колебания в количестве производных птеридина, выделяемых верхнечелюстными железами пчел.
Маточное молочко содержит довольно большое количество ацетилхолина — 0,3 — 1,2 мг/г (в 100 раз больше, чем в меде), но роль его в развитии личинок не выяснена. Доказано, что кроме ацетилхолина молочко содержит и холинпродукт, образующийся при гидролизе ацетилхолина. Количество ацетил-холина быстро уменьшается при хранении молочка в зависимости от температуры и активной кислотности (рН).
Посредством преципитации при определении рН из молочка изолированы два вещества с гормоноподобным действием. Одно вещество представляет гликопротеид, а другое — белок, в молекуле которого имеется цинк.
Маточное молочко содержит нуклеиновые кислоты и свободные нуклеотиды. По Вавилову (1972), рибонуклеиновые кислоты (3,9—4,8 мг/г сухого вещества преобладают над дезоксирибону-клеиновыми (201—233 мг). По данным других авторов, рибонуклеиновый фосфат в среднем составляет 79 мг/г сухого вещества, а дезоксирибонуклеиновый — 47 мг/г. Из ккслоторастворимых нуклеотпдов преобладают аденозиковые (30—50%), уридиновые (30—50%) и в меньших количествах — гуанозиновые (5—7%) и цитидиновые (1%) моно- и дифосфаты.
Маточные личинки и личинки рабочих пчел также содержат нуклеиновые кислоты, играющие большую роль при биосинтезе специфических белков. Тогда как количество дезоксирибонуклеиновых кислот у личинок обеих стаз одинаково, у личинок рабочих пчел количество рибонуклеиновых кислот больше. Высказывается предположение, что последние оказывают влияние на образование той или иной стазы.
Небольшим числом исследований установлено, что маточное молочко обладает радиоактивными свойствами, указывающими на наличке радиоактивных элементов, обуславливающих лечебные свойства молочка.
В связи с исследованиями причин дифференцированного развития молодых личинок изучен различный состав маточного молочка и корма, используемого личинками, из которых выйдут рабочие пчелы и трутни. Установлено, что корм, который получают в течение первых трех дней личинки будущих рабочих пчел и трутней, по своему составу различается от корма последующих дней их жизни. Несмотря на то, что количественные различия основных компонентов (белки, жиры, сахара и пр.) невелики, в течение начального периода развития личинок (с 1 по 3 день) маточное молочко и корм для личинок рабочих пчел и труттен по своему составу одинаковы. Более существенные различия наблюдаются в содержании производных птеридина, пантотеновой кислоты и воды.
Маточное молочко содержит в несколько раз больше пантотеновой кислоты, биоптерина и неоптерина, по меньше воды (ниже 70%). Влажность корма личинок рабочих пчел и трутней в течение первых трех дней выше 70 % (70—79 % ). Этот факт послужил основанием для утверждения, что простое регулирование влажности корма позволяет пчелам контролировать развитие как личинок маток, так и личинок рабочих пчел. Высказывается предположение, что секрет верхнечелюстных желез пчел оказывает влияние на консистенцию корма. Независимо от того, что установлены некоторые изменения в маточном молочке в зависимости от возраста маточных личинок (от 1 до 6 дней), вообще состав его довольно постоянен. Вопрос с кормом для личинок будущих рабочих пчел обстоит иначе. После третьего дня к их корму пчелы-кормилицы добавляют только мед и пыльцу.
Пчелиный мед очень богат сахарами (до Ь0%), но содержит значительно меньше, чем молочко, белков, жиров, витаминов и воды (до 20%). Вот почему на 3-ий день в корме трутневых и рабочих пчел личинок увеличивается количество Сахаров и уменьшается количество белков, жиров, витаминов, воды и т. д. Из-за прибавления цветочной пыльцы на 3-ий день возрастает число пыльцевых зерен.