ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПО СОСТАВУ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМЫ СЕРТИФИКАЦИИ НАТУРАЛЬНОГО МЁДА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

АННОТАЦИЯ

В работе представлен расширенный аналитический обзор данных о химическом составе натурального мёда с акцентом на содержание углеводов и аминокислот как ключевых показателей его качества и подлинности. Рассмотрены особенности формирования углеводного профиля (глюкоза, фруктоза, сахароза и другие сахара) в зависимости от ботанического и географического происхождения, а также значение аминокислот, в том числе пролина, как индикатора зрелости и натуральности продукта. Проведено экспериментальное исследование количественного содержания углеводов и аминокислот методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), обеспечивающим высокую точность, чувствительность и воспроизводимость результатов. На основании полученных данных разработана комплексная программа испытаний мёда, включающая перечень показателей качества и безопасности, методы их определения и нормативные документы, устанавливающие обязательные требования к натуральному мёду. Предложенный подход может быть использован при сертификации, подтверждении соответствия и контроле качества продукции.

ABSTRACT

This paper presents an extensive analytical review of data on the chemical composition of natural honey, focusing on its carbohydrate and amino acid content as key indicators of its quality and authenticity. It examines the formation of the carbohydrate profile (glucose, fructose, sucrose, and other sugars) depending on its botanical and geographical origin, as well as the importance of amino acids, including proline, as an indicator of product maturity and naturalness. An experimental study of the quantitative carbohydrate and amino acid content was conducted using high-performance liquid chromatography (HPLC), which ensures high accuracy, sensitivity, and reproducibility of results. Based on the data obtained, a comprehensive honey testing program was developed, including a list of quality and safety indicators, methods for their determination, and regulatory documents establishing mandatory requirements for natural honey. The proposed approach can be used in certification, conformity assessment, and product quality control.

 Ключевые слова: Мед, содержание углеводов, аминокислоты, пролин, ВЭЖХ.

Key words: Honey, carbohydrate content, amino acids, proline, HPLC.

ВВЕДЕНИЕ. Мёд с древнейших времён занимает важное место в питании человека благодаря своим ценным лечебно-профилактическим свойствам и богатству вкусовых оттенков. Разнообразие его вкуса и аромата обусловлено природно-климатическими условиями, географическим регионом и ботаническим происхождением нектара. Однако определить качество, а также ботаническое и географическое происхождение мёда исключительно по органолептическим характеристикам — вкусу и запаху — затруднительно, а иногда и невозможно.

Для подтверждения качества и безопасности мёда требуется проведение комплекса органолептических и физико-химических исследований, а также оценка показателей безопасности.

Химический состав мёда отличается высокой сложностью и вариативностью, поэтому его физико-химические параметры служат важнейшими критериями при оценке качества и подлинности продукта.

В целях коренного совершенствования системы управления отраслью пчеловодства, обеспечения организации племенного дела в отрасли научной основе, повышения эффективности деятельности пчеловодческих хозяйств, дальнейшего увеличения объёмов производства и улучшения качества медовой продукции, активного применения современных технологий в сфере переработки мёда, расширения экспортного потенциала отрасли, а также ускорения передовых практик пчеловодства во всех регионах республики было принято Постановление Президента Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему развитию отрасли пчеловодства в Республике» №ПП-3327 от 16 октября 2017 года [1].

Основную массу мёда составляют сахара — глюкоза, фруктоза, мальтоза, трегалоза, сахароза и другие, суммарное содержание которых достигает около 80%.

Значительное количество энергии, необходимой для протекания жизненно важных процессов, высвобождается в результате сложного расщепления глюкозы и фруктозы.

В зрелом цветочном мёде массовая доля сахарозы обычно составляет лишь 1–3%. В незрелом мёде её содержание может увеличиваться до 13–15%, особенно при интенсивном сборе нектара с Липа мелколистная, в нектаре которой преобладает данный сахар. Как правило, при хранении мёда количество сахарозы уменьшается по сравнению со свежеоткачанным продуктом. [2].

Содержание аминокислот в мёде является одним из ключевых показателей его зрелости и натуральности. Аминокислотный профиль имеет важное значение, поскольку мёд содержит значительное количество ферментов, белков пыльцевых зёрен и свободных аминокислот. Среди них преобладает пролин; также в мёде обнаруживаются аланин, аргинин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, валин, лейцин, лизин, треонин, фенилаланин и другие соединения.

По данным Чепурный И. П., в мёде идентифицировано 20 свободных аминокислот, при этом орнитин и глутамин были выявлены впервые.

Известно, что по аминокислотному составу мёд занимает особое место среди натуральных пищевых продуктов. Ежедневное употребление 100 г мёда обеспечивает около 5% суточной потребности человека в заменимых и незаменимых аминокислотах. Спектр аминокислот определяется ботаническим происхождением мёда, а их количественное содержание зависит от условий медосбора и особенностей переработки нектара пчёлами.

Таким образом, основу свободных аминокислот цветочных медов составляют фенилаланин и пролин — в среднем 969 и 548 мг/кг соответственно. Например, мёд из шалфея характеризуется повышенным содержанием фенилаланина — от 1600 до 2300 мг/кг. В натуральных цветочных медах доля пролина составляет 45–85% общего количества свободных аминокислот (в среднем около 67%). [4].

Материалы и методы исследования

Для исследования углеводного состава из четырёх образцов, ранее идентифицированных по аминокислотному профилю, были отобраны два образца мёда: образец 1 — мёд урожая 2020 года, полученный из гармалы обыкновенной; образец 2 — мёд урожая 2019 года, полученный из хлопчатника.

Сущность метода заключается в растворении анализируемой пробы в воде с последующим хроматографическим разделением сахаров мёда методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Регистрация компонентов осуществляется с использованием рефрактометрического детектора, а их количественное определение проводится методом внешних стандартов.

Идентификацию углеводного состава мёда провели на хроматографе Agilent Technologies серии 1200 с RID детектором, Колонка: Zorbax SB RRHT C18, 2,1 мм x 50 мм, 1,8 мкл, скорость потока 1мл/мин., производства фирмы Agilent) и соответствующей предколонкой; разделение органических кислот проводили в градиентном режиме элюирования, компонент А подвижной фазы – 98 % (0.1 % фосфорная кислота, 10 мм дигидрофосфат калия (КН₂РО₄₎, раствор в воде) + 2 % ацетонитрил, компонент Б – ацетонитрил. Подвижная фаза: (ацетонитрил: вода) = (80 : 20), объемн.

С целью определения аминокислотного состава были выбраны четыре образца мёда: 1-мёд высокогорный 2019 года сбора, 2-мёд 2021 года сбора, полученный из хлопчатника Ташкентской области, 3- мёд 2020 года сбора полученный из гармалы обыкновенной Джиззакской области, 4- мёд 2019 года сбора, полученный из хлопчатника Самаркандской области.

Выделение свободных аминокислот. Осаждение белков и пептидов водного экстракта центрифужных стаканах. Для этого к 1 мл исследуемому образцу добавляли по 1 мл (точный объем) 20% ТХУК. Через 10 мин осадок отделяли центрифугированием при 8000 об/мин в течение 15 минут. Отделив 0,1 мл над осадочной жидкости, лиофильно высушивали.

Анализ ВЭЖХ фенилтиокармамид (ФТК)-производных аминокислот. Синтез ФТК производных свободных аминокислот проводили по методу Steven A., Cohen Daviel.

Идентификацию ФТК-аминокислот провели на хроматографе Agilent Technologies 1200 на колонке 75x4.6 mm Discovery HS C18. Раствор А: 0,14М CН₃СOONa + 0,05% ТЭА рН 6,4, В:CH₃CN. Скорость потока 1,2 мл/мин, поглощение 269нм. Градиент %B/мин: 1-6%/0-2.5мин; 6-30%/2.51-40мин; 30-60%/40,1-45мин; 60-60%/45,1-50мин; 60-0%/50,1-55мин

Результаты и обсуждения

При определении углеводного состава мёда хроматограммы исследуемых образцов сопоставляли с хроматограммами стандартных образцов, после чего проводили количественные расчёты.

Результаты анализа массовой доли фруктозы, глюкозы и сахарозы, выполненного методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), отражают содержание углеводов, представленное в таблице 2

Таблица 2

Результаты количественного определения содержания углеводов в исследуемых образцах меда

Для комплексного изучения состава и качества мёда также проведены анализы по определению аминокислот.

Рисунок 1. Хроматограмма стандартного образца

Были получены сдедующие хроматограммы и сравнены со стандартным образцом.

Рисунок 2. Хроматограмма образца из высокогорного мёда 2019 года сбора

Хроматограмма образца №1 показывает высокое содержание фенилаланина из всех аминокислот, который определятся на 29 минуте, а содержание пролина в этом образце по расчетам составляет 0,023424 мг/г, пик которого можно увидеть на 14.41 минуте. Отсутствуют цистеин, треонин, аргенин, метионин.

Рисунок 3. Хроматограмма образца мёда из хлопчатника 2021 года сбора

Хроматограмма образца № 2 характеризуется наличием пика с временем удержания 29,4 мин, соответствующего фенилаланину, а также пика при 21,168 мин, идентифицированного как цистеин. Содержание пролина в данном образце составляет 0,679296 мг/г (пик при 14,050 мин). При этом глутаминовая кислота, треонин, метионин и лейцин в образце не обнаружены.

Рисунок 4. Хроматограмма образца мёда из гармалы 2020 года сбора

Хроматограмма образца № 3 демонстрирует высокое содержание глутаминовой кислоты (пик с временем удержания 7,99 мин) и фенилаланина (пик с временем удержания 28,84 мин). При этом в данном образце не выявлены аспарагиновая кислота, глицин, аспарагин, цистеин, треонин, аргинин, метионин, изолейцин и лейцин.

Рисунок 5. Хроматограмма образца мёда из хлопчатника 2019 года сбора

Хроматограмма образца № 4 показывает пик со временем удержания 29,208 мин. соответствующий фенилаланину, и пик со временем удержания  8,165 мин. соответствующий глутаминовой кислоте, чем можно судить о её большом содержание среди всех образцов. Содержание пролина в этом образце составляет 0,032275мг/г, пик со временем удержания 14,475 мин. В этом образце отсутствуют аспарагиновая кислота, глутамин, цистеин, аргенин, аланин, тирозин, метионин, изолейцин, лейцин.

Содержание аминокислот в исследуемых образцах меда по отдельности приведены в табл.3.

Таблица 3.

Результаты количественного анализа образцов мёда (мг/г)

Результаты исследования, выполненного в Центре передовых технологий при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан, позволяют охарактеризовать аминокислотный состав мёда.

К основным показателям качества и безопасности сырья (как основного, так и вспомогательного), а также готовой продукции относятся органолептические, физико-химические и микробиологические характеристики, а также уровень содержания токсичных элементов, пестицидов и антибиотиков.

Для всего вышеперечисленного вспомогательного сырья показатели безопасности регламентированы СанПиН 0366-19.

Разработана комплексная программа испытаний, в котором указаны все нормативные документы, предъявляющие требования к качеству и безопасности  натурального мёда(табл. 1.).

Таблица 4.

Перечень показателей по проведению испытаний подтверждения соответствия мёда

Таким образом, в целях совершенствования системы сертификации, исходя из требований технического регламента по обеспечению безопасности продуктов питания, впервые разработана комплексная программа испытаний натурального мёда и внедрена в практику  Государственного учреждения  «Узбекский центр научных испытаний и контроля качества» и его региональных филиалов (органов по сертификации).

Выводы

Из проведенных исследований можно получить следующие выводы:

1. Как было сказано выше, из 20 аминокислот мы выбрали пролин для определения подлинности. Исследования дали следующие результаты: образец №1 имеет в своём составе 23,4 мг/кг, образец №2 – 679 мг/кг, образец №3 – 13,6 мг/кг, образец №4 – 32,2 мг/кг. Тем самым второй образец соответствует требованиям по содержанию пролина.
2. Образцы №1 и №2 по суммарному содержанию редуцирующих сахаров соответствуют требованиям. Для более точного определения натуральности мёда были взяты результаты углеводного состава по отдельности.
3. Образец №1 не соответствует требованиям нормативных документов по содержанию в нём сахарозы-11,27 % от общей доли редуцирующих сахаров (в ГОСТе норма для цветочного мёда указана не более 5%), что говорит о его фальсификации путем добавления сахарного сиропа или вскармливания пчёл сахаром.
4.  Образец №2 имеет в своем составе 0,18% сахарозы от общей доли редуцирующих сахаров, что соответствует требованиям нормативных документов.

Проведенные исследования дают нам понять, что для по определения подлинности и натуральности, а также качества и безопасности мёда, нужно проводить ряд исследований, с помощью которых можно прийти к конкретному выводу. При идентификации натуральности мёда, кроме определения количества углеводов и диастазного числа, также рекомендуется изучить аминокислотный состав, в частности пролин.

Список литературы:

1. Сайфуллаева З.С, Хамракулов Г.Х. Проблемы идентификации и выявления фальсификации мёда/ Наука и техника. Мировые исследования. Материалы международной научно-практической конференции (Екатеринбург) 2020. С.201-204.
2. Заикина В.И. Экспертиза мёда и способы обнаружения его фальсификации. М.-2012., с-30.
3. Чепурной И. П. Свободные аминокислотные меда / И. П. Чепурной // Пчеловодство. — 1983. — № 12.
4. Клочко Р.Т., Луганский С.Н. Блинов А.В. Пролин — признак подлинности меда // Пчеловодство. — 2015. — №2.
5. Сайфуллаева З.С., Хамракулов М.Г., Хамракулов Г.Х. Идентификация углеводного состава и диастазного числа мёда физико-химическими методами//Universum: технические науки: электрон. науч. журн. 2021. 12(93)