Heavy metal content in propolis and propolis extracts

Full Text

Введение

Медоносные пчелы и продукты пчеловодства, в т. ч. прополис, могут служить биоиндикаторами загрязнения окружающей среды токсичными элементами. Исследования прополиса и экстрактов прополиса на содержание токсичных элементов должны проводиться регулярно для их безопасного применения [1].

Пористая структура прополиса адсорбирует частицы, находящиеся в воздухе и в воде. Тяжелые металлы: свинец, кадмий и токсичный элемент ртуть — накапливаются прополисом, в процессе хелатирования удерживаются в его химической структуре. Прополис может служить косвенным биоиндикатором тяжелых металлов, использование прополиса в качестве биоиндикатора не стандартизировано [2].

В исследованиях содержания тяжелых металлов и токсичных элементов в почве и прополисе на территории Республики Македония установлено, что относительные концентрации тяжелых металлов в почве уменьшаются в следующем порядке:
Zn > Cr > Cu > Pb > Cd. Общая тенденция содержания тяжелых металлов в прополисе в порядке убывания выглядит следующим образом: Pb > Cr > Zn > Cu ≈ Cd [3].

Разные образцы бразильского прополиса (красный, желтый, коричневый, зеленый), всего 19, исследовали на содержание токсичных металлов: свинца, кадмия и мышьяка. Концентрация этих элементов в 7 образцах превысила допустимые пределы. Образцы сырого прополиса могут служить индикатором содержания токсичных металлов кадмия, свинца, мышьяка и ртути в окружающей среде [4–7].

При исследовании 5 образцов прополиса Пермского края установили превышение ПДК свинца в 1 образце, содержание кадмия не превышало предельно допустимые концентрации, предусмотренные ТР ТС ^[1], СанПиН ^[2] [8].

Элементы в основном переносятся из почвы, воздуха и/или воды в источники нектара, которые переносятся в улей пчелами.

Элементный состав прополиса обусловлен загрязнением окружающей среды (почвы, воздуха и воды) и загрязнением от контейнеров или другого оборудования, используемого в пчеловодческой практике.

В организм человека свинец попадает из пищи, воздуха и питьевой воды.
В 47 исследованных образцах прополиса из разных регионов Турции свинец обнаружили в 9 образцах, содержание не превышало 2 мг/кг [9].

Тяжелые металлы: свинец, мышьяк, молибден, кадмий и ртуть — высокотоксичны и у них нет какой‑либо подтвержденной биологической роли. Высокотоксичные металлы присутствуют в окружающей среде: в воздухе, воде и почве. Тяжелые металлы, такие как кадмий, не поддаются биологическому разложению, а их концентрация в окружающей среде постоянно увеличивается. Кадмий вызывает окислительный стресс, синтез активных форм кислорода, повреждающих белки, ДНК; увеличивает образование перекисей и образование гидроперекисей, которые нарушают белковый, углеводный, липидный обмен и вызывают дисбаланс оксидантов-антиоксидантов. Кадмий (Cd) имеет самую высокую растворимость в воде по сравнению с другими тяжелыми металлами [10, 11].

После очистки прополиса до приготовления экстрактов более 40 % свинца, кадмия, хрома и мышьяка удалили путем восковой сепарации. Удаление части воска из нативного прополиса имеет значение при высоком уровне загрязняющих веществ (токсичных элементов, пестицидов), так как при очистке снижается уровень биологически активных компонентов [12].

Этанол — наиболее важный растворитель сырого прополиса для целей медицинского и химического анализа, флавоноиды составляют значимую группу, которая растворяется в органических растворителях, таких как этиловый спирт.

Этанол имеет низкий углеродный след при его производстве (биорастворитель) и, как правило, признан безопасным. Вода регулярно применяется в качестве экстракционного растворителя, в основном для большинства гидрофильных соединений [13].

Исследования, проведенные на образцах прополиса, выявили резкое снижение токсичности для клеток млекопитающих при удалении металлов из спиртовых экстрактов прополиса, что указывает на потенциал для медицинских и биомедицинских применений. Присутствие тяжелых металлов в спиртовых экстрактах прополиса способствует антибиопленочной антибактериальной активности. Степень активности не определена. При удалении тяжелых металлов из спиртовых экстрактов прополиса снижается их токсичность для клеток млекопитающих [14].

В исследовании концентрации токсичных металлов (свинец, олово, никель, хром, кадмий и ртуть) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии бразильского сырого прополиса установлено наличие в прополисе этих элементов. Исследование спиртовых экстрактов, приготовленных из образцов прополиса, показало снижение содержания токсичных элементов в экстрактах, что делает продукт безопасным для использования [15].

Этанольные экстракты прополиса показали восстанавливающие свойства и содержание фенольных соединений, исследования обосновывают необходимость баланса между потенциальными рисками от содержания токсичных элементов и антиоксидантными свойствами [16].

В зависимости от степени окисления хром считается либо незаменимым элементом, либо канцерогенным. Прополис накапливает хром в результате промышленной деятельности.

Свинец токсичен для детей и взрослых, вызывает анемию, гипертонию, когнитивные нарушения, иммунодефицит, бесплодие, задержки развития костей и зубов, дефицит витамина D, а также печеночные и почечные эффекты.

Коэффициент переноса хрома в этанольный экстракт прополиса составил от 8,73 до 30,4 %. Наибольшее количество хрома извлекается 80 % этанолом. Несмотря на достаточно высокое содержание кадмия в нативном прополисе, у него небольшой коэффициент переноса в экстракт.

Экстракты прополиса применяются в небольших количествах, несколько миллилитров в день, потенциально токсичные элементы поступают в организм в количестве нанограммов, что делает прием экстрактов прополиса безопасным [1, 17].

При сравнении методов экстракции прополиса этанолом и сверхкритической флюидной экстракции установили, что содержание свинца, кадмия и мышьяка при сверхкритической экстракции ниже, чем в этанольной. С точки зрения безопасности пищевых продуктов от токсичных элементов сверхкритическая флюидная экстракция превосходит этанольную [18].

Цель исследования — определение содержания тяжелых металлов в нативном прополисе и его экстрактах: спиртовом 5%-м, спиртовом 20%-м и спиртовом концентрированном 70%-м, приготовленных разными способами водных экстрактах для оптимизации технологии производства прополиса и минимизации поступления в конечный продукт токсичных металлов.

Материалы и методы исследования

Исследования прополиса и экстрактов на его основе проводили в лаборатории ФНЦ пчеловодства в течение 2020–2025 гг.

Образцы прополиса для приготовления экстрактов были получены с пасек Рязанской области, Кадомского, Сасовского, Сараевского, Рыбновского и Ряжского районов.

Подготовка прополиса. Прополис предварительно охлаждали в морозильной камере при t = –6 ± 2 °C в течение 60 минут, после замораживания измельчали на лабораторной мельнице до состояния порошка с размером частиц 1–3 мм. Порошок прополиса просеивали через сито.

Спиртовая экстракция прополиса. Навеску прополиса для приготовления спиртового экстракта прополиса рассчитывали по формуле

 \( H=\frac{5 \cdot 1000}{100 - (\text{м.п. + в})} \text{ или } H=\frac{20 \cdot 1000}{100 - (\text{м.п. + в})}, \)                                           (1)

где м. п. — массовая доля нерастворимых веществ с механическими примесями в исходном прополисе, %; в — массовая доля воска в исходном прополисе, %.

Спиртовый экстракт прополиса готовили в концентрации 5 и 20 %. Для приготовления экстракта прополиса 5%-го использовали этиловый спирт 50%-й концентрации, для экстракта прополиса 20%-го — этиловый спирт 70%-й. Экстрагирование прополиса проводили в стеклянной емкости, без доступа света.

Активные вещества прополиса извлекали методом мацерации в течение 7 дней, без доступа света.

Далее проводили отстаивание, фильтрование и промывание нерастворимого остатка. Фильтрование осуществляли через бумажный фильтр средней плотности, на который переносили нерастворившийся остаток.

Получение концентрированного экстракта прополиса. Для получения концентрированного экстракта прополиса использовали этиловый спирт 96% концентрации. Порошок прополиса экстрагировали 96%-м этиловым спиртом в стеклянной посуде без доступа света в течение 7 дней, при периодическом перемешивании. Далее проводили отстаивание, фильтрование и промывание нерастворимого остатка. Фильтровали экстракт прополиса через бумажный фильтр средней плотности, на который переносили остаток прополиса после экстракции. Экстракт прополиса концентрированный получали сгущением спиртового экстракта прополиса. Удаление растворителя осуществляли перегонкой. Сгущение экстракта прополиса контролировали по коэффициенту рефракции. Коэффициент рефракции соответствует содержанию n_Д²⁰ = 1,51–1,52 сухих веществ в концентрате 70 %. Концентрированный экстракт прополиса содержит минимальное количество воска и не содержит механических примесей.

Получение водных экстрактов прополиса. Прополис охлаждали в морозильной камере при t = –6 ± 2 °C в течение 60 минут и измельчали на лабораторной мельнице, до порошка с размером частиц 1–3 мм. Порошок прополиса просеивали через сито.

Водный прополис экстрагировали четырьмя способами.

Способ 1. Экстракцию проводили на магнитной мешалке 5 часов при t = 20 ± 2 °C. Порошок прополиса и вода, 1 : 10 по массе.

Способ 2. Экстракцию проводили на водяной бане с обратным холодильником, 5 часов, при t = 93 ± 2 °C. Порошок прополиса и вода, 1 : 10 по массе.

Способ 3. Экстракцию ультразвуком проводили в режиме кавитации 60 минут непрерывно. Затем экстракцию проводили на магнитной мешалке, 5 часов, при t = 20 °± 2 °C. Порошок прополиса и вода, 1 : 10 по массе.

Способ 4. Экстракцию ультразвуком проводили в режиме кавитации, 60 минут непрерывно. Затем экстракцию проводили на водяной бане с обратным холодильником, 5 часов, при t = 93 ± 2 °C. Порошок прополиса и вода, 1 : 10 по массе.

Метод извлечения веществ с использованием обратного холодильника — экстракция твердого тела в жидкость с помощью кипящего растворителя, без потери летучих веществ.

Ультразвуковую экстракцию прополиса проводили на ультразвуковой установке HD 2070, GmbH & Co, Германия.

Технические параметры: ультразвуковая частота 20 кГц ± 500 Гц; ультразвуковой режим работы импульсный; температура экстракции t = 20 ± 2 °C.

10 г прополиса переносили в колбу объемом 200 см³, добавляли 100 см³ экстрагента воды и подвергали ультразвуковой обработке, опуская в стакан источник ультразвука, при частоте 20 кГц, максимальной мощности 100 Вт, амплитуде ультразвука 100 %, температуре 20 °C, время обработки ультразвуком 60 мин.

Принцип метода экстракции. Ультразвук состоит из высокоинтенсивных низкочастотных звуковых волн. Таким образом, он влияет на физические, биохимические и механические свойства, что вызывает акустическую кавитацию с образованием, ростом и схлопыванием пузырьков. Этот метод является экологически чистым, имеет лучшие выходы экстракции, сокращает время процесса, является высокоселективным, не использует высокие температуры и может применяться в сочетании с другими методами, такими как экстракция с использованием сверхкритических жидкостей. Ультразвуковая обработка генерирует акустическую кавитацию в жидкой среде случайным образом и постоянно, высвобождая большое количество энергии посредством турбулентности и массопереноса, резко разрушает пузырьки и оказывает давление на прополис, способствуя взаимодействию с растворителем. Ультразвук высокой интенсивности может также вызывать образование различных свободных радикалов, которые могут реагировать с полифенолами (например, кверцетином), что приводит к многочисленным нежелательным реакциям, таким как окисление, присоединение, полимеризация и разложение. Важно оптимизировать условия ультразвука во время экстракции полифенолов.

Количество элементов устанавливали спектрофотометрическим методом на атомно-абсорбционном спектрофотометре Spectr AA 220FS. Содержание свинца, кадмия и стронция определялось с помощью воздушно-ацетиленового пламени на газовом атомизаторе; мышьяка — на графитовой печи спектрофотометра с использованием палладиевого модификатора фирмы «Мерск».

Исследования проводили в трехкратной повторности. Обработку экспериментальных данных осуществляли в программе Microsoft Excel. Результаты представляли в виде среднего значения со стандартным отклонением и дисперсии. При статистической обработке данных использовали параметрический t-критерий Стьюдента.

Результаты исследования и обсуждение

Исследования показали, что прополис, заготовленный для приготовления спиртовых экстрактов, содержал токсичные элементы: свинец, кадмий, хром (табл. 1). Значения данных элементов не превышало предельно допустимые концентрации, предусмотренные ТР ТС ^[3], СаН ПиН ^[4].

Таблица 1
Содержание токсичных элементов в прополисе исходном, n = 17

Показатель	Концентрация элементов, мг/кг
	Pb	Сd	Cr
Среднее значение М ± m	4,87 ± 0,92	0,059 ± 0,02	0,19 ± 0,12
Пределы колебаний lim	0–11,98	0–0,2	0–1,54
Cтандартное отклонение σ	3,81	0,08	0,49
Норма по ТР ТС 021 / 2011	1,0	1,0	—

Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой.

Table 1
Content of toxic elements in the original propolis, n = 17

Factor	Concentration of elements, mg/kg
	Pb	Сd	Cr
Average value М ± m	4.87 ± 0.92	0.059 ± 0.02	0.19 ± 0.12
Oscillation limits lim	0–11.98	0–0.2	0–1.54
Standard deviation σ	3.81	0.08	0.49
Standard according to TR CU 021/2011	1.0	1.0	—

Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

Свинец обнаружен в 14, кадмий — в 7, хром — в 4 из 17 образцов экстракта концентрированного.

Приготовленные спиртовые экстракты прополиса (5-, 20- и 70% (концентрированный)) проанализированы на содержание в них токсичных элементов (табл. 2, 3 и 4).

Концентрация спиртового экстракта прополиса составила 5,065…5,077 %; содержание сухих веществ в спиртовом экстракте прополиса 5% составило от 3,54 до 4,67 %. Коэффициент рефракции 1,362…1,365.

Таблица 2
Содержание токсичных элементов в спиртовом прополисе, 5%-м, спирт 50%, n = 5

Показатель	Концентрация элементов, мг/кг
	Pb	Сd	Cr
Среднее значение М ± m	0,02 ± 0,1	0	0
Пределы колебаний lim	0–0,02	0	0
Cтандартное отклонение σ	0	0	0
Норма по ТР ТС 021 / 2011	1,0	1,0	-

Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой.

Table 2
Content of toxic elements in alcohol propolis 5%, alcohol 50%, n = 5

Factor	Concentration of elements, mg/kg
	Pb	Сd	Cr
Average value М ± m	0.02 ± 0.1	0	0
Oscillation limits lim	0–0.02	0	0
Standard deviation σ	0	0	0
Standard according to TR CU 021/2011	1.0	1.0	—

Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

Концентрация спиртового экстракта прополиса составила 20,43 ± 1,73 %; содержание сухих веществ в 20%-м спиртовом экстракте прополиса составило в среднем 16,99 ± 1,0 % от 9,97 до 22,19 %. Коэффициент рефракции спиртового экстракта прополиса 20% — 1,3788…1,417.

Таблица 3
Содержание токсичных элементов в спиртовом прополисе 20%-м, спирт 70%, n = 16

Показатель	Концентрация элементов, мг/кг
	Pb	Сd	Cr
Среднее значение М ± m	0,17 ± 0,06	0	0,009 ± 0,001
Пределы колебаний lim	0–0,53	0	0,003–0,01
Cтандартное отклонение σ	0,02	0	0,003
Норма по ТР ТС 021 / 2011	1,0	1,0	—

Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой.

Table 3
Content of toxic elements in alcohol propolis 20%, alcohol 70%, n = 16

Factor	Concentration of elements, mg/kg
	Pb	Сd	Cr
Average value М ± m	0.17 ± 0.06	0	0.009 ± 0.001
Oscillation limits lim	0–0.53	0	0.003–0.01
Standard deviation σ	0.02	0	0.003
Standard according to TR CU 021/2011	1.0	1.0	—

Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

В образцах экстракта прополиса концентрированного, коэффициент рефракции (n_Д²⁰) составил 1,49…1,556. Массовая доля сухих веществ в экстракте прополиса концентрированном — от 61,28 до 79,7 %, в среднем 71,55 ± 1,06 %.

Свинец обнаружен в 14 образцах экстракта концентрированного (n = 21), или в 67 % от общего количества образцов.

Таблица 4
Содержание токсичных элементов в спиртовом прополисе 70%-м, n = 21

Показатель	Концентрация элементов, мг/кг
	Pb	Сd	Cr
Среднее значение М ± m	0,371 ± 0,1	0,01 ± 0,004	0,03 ± 0,01
Пределы колебаний lim	0,005–1,0	0–0,04	0,009–0,06
Cтандартное отклонение σ	0,39	0,02	0,02
Норма по ТР ТС 021 / 2011	1,0	1,0	–

Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой.

 Table 4
Content of toxic elements in 70% concentrated propolis extract, n = 21

Factor	Concentration of elements, mg/kg
	Pb	Сd	Cr
Average value М ± m	0.371 ± 0.1	0.01 ± 0.004	0.03 ± 0.01
Oscillation limits lim	0.005–1.0	0–0.04	0.009–0.06
Standard deviation σ	0.39	0.02	0.02
Standard according to TR CU 021/2011	1.0	1.0	–

Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

Кадмий обнаружен в 7 образцах экстракта концентрированного (n = 21), или в 33 % от общего количества образцов.

Хром обнаружен в 4 образцах экстракта (n = 21), т. е. в 19 % образцов.

Установлено:

• в 5% спиртовой экстракт переходит 0,41 % свинца; в 20% спиртовой экстракт прополиса из исходного прополиса экстрагируется 3,49 % свинца, 67,79 % кадмия, 4,73 % хрома;
• в концентрированный экстракт прополиса переходит 7,62 % свинца, 67,8 % кадмия, 15,78 % хрома из исходного материала;
• при увеличении концентрации экстракта прополиса с 5 до 20 % содержание свинца в них возрастает в 8,5 раз, кадмия в 8 раз, хрома в 9 раз;
• при 70% концентрации содержание свинца в экстрактах прополиса в 2,17 раза выше, чем в 20% экстрактах, и в 18,5 раз выше, чем в 5% экстрактах прополиса;
• содержание кадмия при увеличении концентрации прополиса с 20 до 70 % не меняется;
• содержание хрома в экстрактах прополиса при 70% концентрации в 3,33 раза выше, чем в 20% экстрактах и в 30 раз выше, чем в 5% экстрактах прополиса (рис. 1).

Рис. 1. Процент перехода свинца, кадмия и хрома в спиртовые экстракты прополиса 5, 20 и 70%
Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой. 

Fig. 1. Percentage of lead, cadmium and chromium transition in alcohol extracts of propolis of 5, 20, and 70%
Source: compiled by E.A. Vakhonina and E.P. Romanova.

Обобщая результаты, можно отметить, что с увеличением концентрации экстрактов прополиса растет содержание в них токсичных элементов.

Метод основан на высушивании навески водного экстракта прополиса до постоянной массы при определенной температуре и расчете потери массы после высушивания по отношению к массе навески до высушивания.

Количество сухих веществ в водном экстракте прополиса, приготовленном при t = 20 ^оС, составляет 0,26 ± 0,02 %, при t = 93 ^оС — 0,59 ± 0,04 %. Количество сухих веществ в водных экстрактах прополиса, приготовленных с применением обработкой ультразвуком при t = 20 ^оС, (ультразвуковая экстракция) составляет 0,28 ± 0,09, при t = 93 ^оС (ультразвуковая экстракция) — 0,49 ± 0,05 %.

Таблица 5
Содержание токсичных элементов в водном экстракте прополиса, n = 21

Показатель	Концентрация элементов, мг/кг
	Pb	Сd	Cr
Водный раствор прополиса, t = 20 °С
Среднее значение М ± m	0,06 ± 0,01	0,0005 ± 0	0,0009
Пределы колебаний lim	0–0,15	0–0,0005	0–0,0009
Cтандартное отклонение σ	0,05	0	0
Водный раствор прополиса, t = 93 °С
Среднее значение М ± m	0,1 ± 0,02	0,002 ± 0,0009	0
Пределы колебаний lim	0–0,29	0–0,005	0
Cтандартное отклонение σ	0,07	0,002	0
Норма по ТР ТС 021 / 2011	1,0	1,0	–

Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой.

 Table 5
Content of toxic elements in aqueous extract of propolis, n = 21

Factor	Concentration of elements, mg/kg
	Pb	Сd	Cr
Aqueous solution of propolis, t = 20 °С
Average value М ± m	0.06 ± 0.01	0.0005 ± 0	0.0009
Oscillation limits lim	0–0.15	0–0.0005	0–0.0009
Standard deviation σ	0.05	0	0
Aqueous solution of propolis, t = 93 °С
Average value М ± m	0.1 ± 0.02	0.002 ± 0.0009	0
Oscillation limits lim	0–0.29	0–0.005	0
Standard deviation σ	0.07	0.002	0
Standardaccording to TR CU 021/2011	1.0	1.0	–

Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

Кадмий и хром обнаружены в одном образце из n = 21.

Таблица 6
Содержание токсичных элементов в водном экстракте прополиса, ультразвук, n = 21

Показатель	Концентрация элементов, мг/кг
	Pb	Сd	Cr
Водный раствор прополиса, t = 20 °С, ультразвук
Среднее значение М ± m	0,018 ± 0,01	0	0
Пределы колебаний lim	0,005–0,06	0	0
Cтандартное отклонение σ	0,02	0	0
Водный раствор прополиса, t = 93 °С, ультразвук
Среднее значение М ± m	0,04 ± 0,007	0,0012  ±  0,001	0
Пределы колебаний lim	0,013–0,066	0–0,005	0
Cтандартное отклонение σ	0,02	0,002	0
Норма по ТР ТС 021 / 2011	1,0	1,0	–

Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой. 

Table 6
Content of toxic elements in aqueous extract of propolis, ultrasound, n = 21

Factor	Concentration of elements, mg/kg
	Pb	Сd	Cr
Aqueous solution of propolis, t = 20 °С, ultrasound
Average value М ± m	0.018 ± 0.01	0	0
Oscillation limits lim	0.005–0.06	0	0
Standard deviation σ	0.02	0	0
Aqueous solution of propolis, t = 93 °С, ultrasound
Average value М ± m	0.04 ± 0.007	0.0012 ± 0.001	0
Oscillation limits lim	0.013–0.066	0–0.005	0
Standard deviation σ	0.02	0.002	0
Standardaccording to TR CU 021/2011	1.0	1.0	—

Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

Определено, что в водный экстракт прополиса, приготовленный при t = 20 ^оС, переходит 1,23 % свинца из исходного прополиса, в приготовленный при t = 93 ^оС — 2,05 %. В водные экстракты прополиса, приготовленные с применением ультразвука при t = 20 ^оС, переходит 0,37 % свинца из исходного прополиса, и при t = 93 ^оС — 0,82 % свинца (рис. 2).

Рис. 2. Процент перехода свинца, кадмия и хрома в водные экстракты прополиса
Источник: выполнено Е.А. Вахониной, Е.П. Романовой.

Fig. 2. Percentage of lead, cadmium and chromium transfer into aqueous extracts of propolis
Source: compiled by E.A. Vakhonina, E.P. Romanova.

Кадмий в водном экстракте прополиса, приготовленном при t = 20 ^оС с применением ультразвука, не обнаружен, в водных экстрактах прополиса, приготовленных при t = 20 ^оС и t = 93 ^оС без применения ультразвука, доля перехода из исходного прополиса составила 0,85 и 3,38 % соответственно. Доля перехода в водный экстракт, приготовленный при t = 93 ^оС с применением ультразвука, составила 2,3 %. Хром не обнаружен в водных экстрактах прополиса, приготовленных при t = 20 ^оС и t = 93 ^оС с применением ультразвука и при t = 93 ^оС без использования ультразвука. В водных экстрактах прополиса, приготовленных при t = 20 ^оС без применения ультразвука, содержание хрома составило 0,47 % от содержания в исходном прополисе.

Заключение

Оценка токсичности прополиса и экстрактов прополиса при помощи атомно-адсорбционного спектрофотометра помогла выявить содержание токсичных элементов в образцах прополиса Рязанской области, спиртовых экстрактах прополиса 5% и 20% и концентрированном 70%, водных экстрактах прополиса, приготовленных разными способами.

Установлено, что наименьшее количество токсичных элементов переходит в 5%-е спиртовые экстракты и водные экстракты при t = 20 ^оС.

Увеличение концентрации спиртовых экстрактов прополиса приводит к повышению процента перехода токсичных металлов в экстракты.

Ультразвуковая обработка повышает процент перехода кадмия из исходного материала в водные экстракты прополиса.

Среднее содержание свинца в прополисе Рязанской области составляет 4,87 ± 0,92 мг/кг. Превышение предельно допустимой концентрации свинца в нативном прополисе составило от 0 до 11,9 раза. В действующей нормативной документации (СанПиН 2.3.2. 1078–01; ТР ТС 021/2011) содержание свинца в прополисе нормируется 1,0 мг/кг.

При исследовании спиртовых экстрактов прополиса установлено, что содержание свинца составило 0,02 мг/кг (0,41 % от содержания в прополисе). Кадмий и хром в 5% спиртовом экстракте прополиса не обнаружены.

В 20% спиртовом экстракте прополиса содержание свинца составило 0,17 мг/кг (3,49 % от содержания в исходном прополисе), хрома — 0,04 мг/кг (67,79 %), кадмия — 0,009 мг/кг (4,73 %). С повышением концентрации спиртовых экстрактов прополиса увеличивается степень перехода токсичных металлов.

Исследование содержания тяжелых металлов в концентрированном экстракте прополиса 70% показало: свинца содержится 0,37 мг/кг (переход 7,62 %), кадмия — 0,04 мг/кг (67,8 %), хрома — 0,03 мг/кг (15,78 %). Определенные количества тяжелых металлов в концентрированном экстракте прополиса 70% меньше ПДК (СанПиН 2.3.2. 1078–01; ТР ТС 021/2011), что делает безопасным применение экстракта.

В водных экстрактах прополиса, приготовленных разными способами: при t = 20 ^оС (1) без ультразвука и с применением ультразвука (2), при t = 93 ^оС без ультразвука (3) и с применением ультразвука (4), содержание свинца составило 0,06 мг/кг (1); 0,018 мг/кг (2); 0,1 мг/кг (3) и 0,04 мг/кг (4). Процент перехода от 0,37 до 2,05 %.

Хром в водных экстрактах прополиса не обнаружен. Содержание кадмия в водном экстракте прополиса, приготовленном при t = 20 ^оС, составило 0,0005 мг/кг, в экстракте прополиса, приготовленном при t = 20 ^оС с применением ультразвука кадмий не обнаружен. Содержание кадмия в водных экстрактах прополиса, приготовленных при t = 93 ^оС без и с применением ультразвука, составило 0,002 и 0,012 мг/кг соответственно.

Необходимо совершенствовать технологию приготовления экстрактов прополиса для уменьшения количества токсичных элементов в них.

Экстракты прополиса применяются в небольших количествах, несколько миллилитров в день, потенциально токсичные элементы поступают в организм в количестве нанограммов, что делает прием экстрактов прополиса безопасным.

Наличие токсичных тяжелых металлов делает необходимым проверку качества продуктов пчеловодства перед их использованием в качестве пищевых добавок. Учитывая, что продукты пчеловодства весьма неоднородны и в зависимости от факторов окружающей среды различаются по содержанию элементов, необходимо разработать стандарты, регулирующие допустимые уровни неорганических загрязняющих веществ.

 

 

_{¹ ТР ТС 021 / 2011. О безопасности пищевой продукции. 2011.}

_{² СаН ПиН 2.3.2.1078–01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. М., 2002.}

_{³ ТР ТС 021 / 2011. О безопасности пищевой продукции. 2011.}

_{⁴ СаН ПиН 2.3.2.1078–01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. М., 2002.}

About the authors

Elena A. Vakhonina

Federal Beekeeping Research Centre

Author for correspondence.
Email: landych899@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8159-5856
SPIN-code: 1986-9523

Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher at the Department of Chemical and Biological Studies of Beekeeping Products

22 Pochtovaya St., Rybnoye, Ryazan Region, 391110, Russian Federation

Elena P. Romanova

Federal Beekeeping Research Centre

Email: elena.p56@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6473-1393
SPIN-code: 4089-5972

Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher at the Laboratory of Selection and Molecular Genetic Studies of Honey Bees

22 Pochtovaya St., Rybnoye, Ryazan Region, 391110, Russian Federation

References

Supplementary files