Παράγοντες που επηρεάζουν τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του βασιλικού πολτού των μελισσών Apis mellifera L.

Abstract

Royal Jelly (RJ) is a glandular secretion from the hypopharyngeal and salivary glands of bee workers and it is used in the bees’ nutrition. Unlike other bee hive products such as honey, no quality criteria have been set for RJ. In this dissertation, the influence of different bee-feedings (protein – carbohydrate), the beekeeping managements (larval age - early collection - feeding on different days from grafting day), the season, the geographical origin and the different year of production on RJ samples as well as the storage conditions of the final product were studied. In addition, the alteration of the profile of RJ melissopalynological profile from bee-feedings with bee pollen from plants of different flowering period was researched. The results showed that RJ is a highly sensitive product, with its physicochemical characteristics being changed after different treatments. In particular, the bee-feeding with carbohydrate-rich foods significantly altered the three major RJ sugars (fructose, glucose, sucrose) and hydrophilic endogenous compounds (n = 27), as well. The greatest effect on sugars and the most altered compounds were presented in the samples collected from the group of bees fed with candy paste. Any protein-based feeding of bees increased the acceptance of artificial queen (QC) cells and the RJ quantity per cell, while the moisture and the total protein content of the produced RJ remained unaffected. Protein-feeding affected a total of 17 hydrophilic endogenous compounds compared to non-feeding colonies, while the major changes were found in the colony group fed it with a commercial protein product (change in 14 compounds). It was proved that the moisture content of RJ increases by 20 % for each day that RC remain in the beehives until RJ reaches its maximum quantity of water on the third day after grafting day. The age of the grafted larvae and feeding day have no effect on the produced RJ. It was found that RJ secretion starts when bees worker are over six days old while significant production begins after the eighth day. The produced RJ has the same physicochemical characteristics either produced by young or elderly workers. Studying the different seasons of RJ production, it was found that the percentage of moisture, protein, fructose and glucose decreased during the summer months, when nectar production was limited. In contrast, sucrose and 10-HDA showed no changes during the beekeeping year. Bee colonies fed with pollen at any time of the year resulted in a change of the pollen profile of the produced RJ. The uniformity of RJ characteristics coming from similar botanical origin and from different production year, shows that it is difficult to distinguish the region of production. Regarding the post-harvest treatments, it was found that the best product storage conditions are at -18 ° C and in dark. With the increase of the storage temperature it was found that all the physicochemical characteristics and mainly the color of RJ were changed. Taking into account the findings of this dissartation, the appropriate quality control limits were suggested.

Ο Βασιλικός Πολτός (ΒΠ) αποτελεί μια αδενώδη έκκριση των υποφαρυγγικών και σιαγονικών αδένων των παραμάνων εργατριών μελισσών που χρησιμοποιείται για την κάλυψη των διατροφικών τους αναγκών. Αποτελεί ένα προϊόν για το οποίο δεν έχουν καθοριστεί ποιοτικά κριτήρια, όπως συμβαίνει για αλλά προϊόντα όπως το μέλι. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής διερευνήθηκαν η επίδραση της τροφοδότησης των μελισσών με διάφορες τροφές (πρωτεϊνικές - υδατανθρακικές) κατά την παραγωγική διαδικασία, των μελισσοκομικών χειρισμών (ηλικία προνύμφης – πρώιμη συλλογή – τροφοδότηση σε διαφορετικές ημέρες από την ημέρα εμβολιασμού), της εποχής παραγωγής του ΒΠ, της γεωγραφικής προέλευσης, της διαφορετικής χρονιάς παραγωγής, των συνθηκών διατήρησης του τελικού προϊόντος και η αλλοίωση του προφίλ των γυρεόκοκκων του ΒΠ από την τροφοδότηση των μελισσιών με γύρη από φυτά διαφορετικής εποχής άνθισης. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως ο ΒΠ αποτελεί ένα ιδιαίτερα ευαίσθητο προϊόν, που τα φυσικοχημικά του χαρακτηριστικά μεταβάλλονται από διάφορους χειρισμούς. Συγκεκριμένα, η τροφοδότηση των μελισσιών με τροφές πλούσιες σε υδατάνθρακες μετέβαλλαν σημαντικά τα τρία κύρια σάκχαρα του ΒΠ (φρουκτόζη, γλυκόζη, σουκρόζη) καθώς και υδρόφιλες ενδογενείς ενώσεις (n=27). Η μεγαλύτερη επίδραση στα σάκχαρα και οι περισσότερες ενώσεις που μεταβλήθηκαν παρουσιάστηκαν στα δείγματα που προέκυψαν από την ομάδα μελισσιών που τροφοδοτήθηκε με ζαχαροζύμαρο. Η οποιαδήποτε τροφοδότηση των μελισσιών με πρωτεϊνικές τροφές είχε σαν αποτέλεσμα την αύξηση αποδοχής τεχνητών βασιλικών κελιών και απόδοσης ανά κελί, ενώ η υγρασία και το ποσοστό ολικών πρωτεϊνών του παραγόμενου ΒΠ παρέμεναν ανεπηρέαστες από αυτόν τον χειρισμό. Η πρωτεϊνική τροφή επηρέασε συνολικά 17 υδρόφιλες ενδογενείς συγκριτικά με τα μελίσσια που δεν δέχτηκαν καμία τροφοδότηση, ενώ οι περισσότερες ενώσεις μεταβλήθηκαν στην ομάδα που δέχτηκε την τροφή του εμπορίου (μεταβολή σε 14 ενώσεις). Αποδείχτηκε πως η υγρασία του παραγόμενου ΒΠ αυξάνει κατά 20 ποσοστιαίες μονάδες για κάθε μέρα που τα τεχνητά βασιλικά κελιά (ΒΚ) παραμένουν μέσα στα μελίσσια μέχρι να φτάσει στο μέγιστό της την τρίτη ημέρα από την ημέρα εμβολιασμού. Η ηλικία της εμβολιαζόμενης προνύμφης καθώς και η ημέρα τροφοδότησης δεν έχουν καμία επίδραση στον παραγόμενο ΒΠ. Διαπιστώθηκε πως η έκκριση του ΒΠ ξεκινάει όταν οι εργάτριες βρίσκονται σε ηλικία μεγαλύτερη των έξι ημερών, ενώ η ικανοποιητική απόδοση ξεκινάει μετά την όγδοη μέρα. Ο παραγόμενος ΒΠ έχει ίδια φυσικοχημικά χαρακτηριστικά είτε παράγεται από νεαρές εργάτριες είτε από συλλέκτριες (ηλικιωμένες). Στα πλαίσια της εποχιακής διερεύνησης διαπιστώθηκε ότι το ποσοστό υγρασίας, πρωτεϊνών, φρουκτόζης και γλυκόζης μειώνονται κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, εποχή που η νεκταροέκκριση είναι περιορισμένη. Αντίθετα, η σουκρόζη και το 10-ΗDA δεν παρουσίασαν μεταβολές στη διάρκεια της μελισσοκομικής χρονιάς. Η τροφοδότηση των μελισσιών με γύρη οποιαδήποτε στιγμή του έτους έχει σαν αποτέλεσμα την μεταβολή του προφίλ των γυρεοκόκκων του παραγόμενου ΒΠ. Η ομοιομορφία των χαρακτηριστικών του ΒΠ που προέρχεται από περιοχές με παρόμοια χλωρίδα και σε διαφορετικά έτη, αποδεικνύει ότι είναι δύσκολη η διάκριση της περιοχής προέλευσης. Όσον αφορά τη μετασυλλεκτική διαχείριση βρέθηκε ότι οι καλύτερες συνθήκες διατήρησης του προϊόντος είναι σε θερμοκρασία -18 οC και σε συνθήκες σκότους. Με την αύξηση της θερμοκρασίας διατήρησης (Ψυγείου – Δωματίου) διαπιστώθηκε ότι μεταβάλλονται όλα τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά και το χρώμα του ΒΠ. Λαμβάνοντας υπόψη τα ευρήματα της παρούσας διατριβής προτάθηκαν κατάλληλα ποιοτικά όρια του προϊόντος.