CC BY
3
Научная статья УДК 633:631.5
doi: 10.47737/2307-2873 2023 43 89
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ПРОПОЛИСА
©2023. Ольга Игоревна Лазарева
Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова, Пермь, Россия, [email protected]
Аннотация. Прополис может служить индикатором загрязнения окружающей среды в отношении токсичных элементов, пестицидов и радионуклидов. Целью работы стало исследование органолептических и токсикологических показателей, в частности, кадмия (Cd) и свинца (РЬ) в прополисе, полученном с пасек Пермского края. Испытания проведены в мае 2022 года в лаборатории ГБУВК Пермского ветеринарного диагностического центра. Элементарный анализ выполняли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. При органолептическом исследовании все характеристики опытных образцов соответствовали ГОСТ 28886-2019. Отмечали, что комки отличались по цвету: три пробы бурой окраски с желтым, зеленым и коричневым оттенками, остальные - серой с оттенками. При определении количества тяжелых металлов значения отличались. Концентрация определяемых элементов в прополисе находилась в следующих диапазонах: Cd < 0-0,006 мг/кг (норма 1 мг/кг), РЬ < 0,12-1,2 мг/кг (норма 1 мг/кг). Один образец превысил пределы допустимой концентрации (ПДК), определенные для свинца в СанПиН 2.3.2.1078-01 и ТР ТС 021/2011. Все исследованные образцы при контроле на содержание ПДК по кадмию безопасны, по свинцу соответствие ПДК прошли четыре пробы. Подтверждена зависимость территориальной близости транспортной и производственной инфраструктуры к месту локализации пасеки, от которой напрямую зависит динамика накопления свинца в прополисе. Перед употреблением прополиса рекомендуется регулярный мониторинг на контроль показателей безопасности.
Ключевые слова: продукты пчеловодства, прополис, тяжелые металлы, свинец, кадмий
Введение. Прополис - уникальный продукт пчеловодства, содержащий различные биологически активные вещества, представляющие значение для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности [6, 12]. Однако помимо богатого минерального состава, прополис может содержать токсичные элементы и тяжелые металлы [1, 7]. Неоднократно описаны случаи обнаружения в прополисе свинца в концентрациях, значительно превышающих ПДК по НТД, действующим на территории РФ в Рязанской области, Краснодарском крае, Башкирии, Нижегородской области [1, 2, 4, 11]. Аналогичные данные в отно-
шении кадмия, свинца представлены и в исследованиях ученых Бразилии, Польши, Сербии [6, 7, 8, 10]. По исследованиям, проведенным ГБУВК Пермским ВДЦ в 2016-2018 годах, среднее значение ПДК по свинцу превышало в 7 раз от установленным НТД. Зафиксированы максимальное превышение ПДК в 17 раз (57%) от всех исследований в 2016 г, превышение в 8 раз (20%) в 2017 г и в 12 раз (33%) в 2018 году. За указанный период анализа превышений ПДК по кадмию не отмечены.
Аккумуляции токсичных элементов способствует наличие триглицеридоподобных веществ и восков в прополисе [3]. Источниками тяжелых металлов могут оказаться атмосфера,
инвентарь, препараты [3], почва и подземные воды [7]. Проблема актуальна повсеместно в связи с тем, что качественный состав прополиса изменяется в зависимости от региона, климата, сезона [7], а также уровня индустриализации и урбанизации [6, 8]. Прополис может служить биоиндикатором загрязнений токсичными элементами [4, 6]. Недавно установлено, что при биоаккумуляции свинца в организме пчелы наступает изменение пищевого поведения, в результате которого для насекомого становятся привлекательными растения, содержащие токсичный свинец [5].
В связи с тем, что он является источником многих биологически активных веществ для человека, ученые разрабатывают методы промышленной очистки и снижения загрязняющих веществ с целью создания безопасных продуктов. Так разработаны методы ионно-об-менной экстракции с раствором нитрата аммония [3] и экстракции в этаноле [8]. Сообщения о наличии тяжелых металлов в готовой апи-продукции релевантны, свидетельствуют о недостаточности входного контроля сырья, используемого для производства [9]. Потребитель должен быть уверен в безопасности потребляемого продукта, поэтому исследование показателей токсичности прополиса необходимо.
Цель исследования: проведение органо-лептического анализа и определение концентрации токсичных элементов, таких как кадмий и свинец в прополисе.
Методика. Объектом исследования служили образцы прополиса нативного (n=5), собранного из ульев пчел Apis melliféra. Образцы пчелопродуктов были любезно предоставлены осенью 2021 года владельцами пасек, расположенных на территориях сел и деревень Пермского края: Барда (56°55'38'' с.ш. 55°35'28'' в.д.), Нижнее Галино (58°08'16'' с.ш. 54°23'15'' в.д.), Колываново (57°43'48'' с.ш. 57°01'11'' в.д.), (поселок станции Чайковская) (58°07'39'' с.ш. 55°31'04'' в.д.) и Ключики (57°78'61'' с.ш. 55°75'92'' в.д.). Органолептическое исследование выполняли по ГОСТ 28886-2019. Подготовка проб для токсикологического анализа
осуществлялась по ГОСТ Р 52097 - 2003, ГОСТ 26929-94. Навеску массой 10 грамм экстрагировали соляной кислотой, минерализацию образцов проводили в электропечи при постепенном повышении температуры до 450°С. Определение кадмия и свинца выполняли по ГОСТ 30178-96 и ГОСТ Р 54920-2012 методом атомно-абсорбционной спектрофото-метрии с использованием спектрометра GBС SavantAA AAS (Австралия) с программным обеспечением на базе Windows. Подготовленные для измерений растворы проб и градуиро-вочные растворы распыляли в воздушно-ацетиленовом пламени не менее двух раз с целью детекции величины поглощения линии определяемых элементов. Значения массовых концентраций определяемых тяжелых металлов в указанных растворах определяли по градировочным графикам, построенных программой. Затем осуществляли математические расчеты среднеарифметических значений параллельных измерений и метрологические характеристики результатов по ГОСТ 30178-96. Исследования выполнялись на базе лаборатории ГБУВК «Пермский ветеринарный диагностический центр» в мае 2022 года.
Результаты. При органолептическом исследовании показатели внешнего вида, цвета, запаха, консистенции, структуры и вкуса соответствовали описанию согласно ГОСТ 28886-2019. Отличным признаком представленных образцов был цвет комка сырья. Первый образец бурого цвета с желтоватым оттенком, второй - бурый с коричневатым оттенком, третий - серый с зеленоватым оттенком, четвертый - серый с желтоватым оттенком и пятый - бурый с зеленоватым оттенком. Полученные результаты токсикологического исследования приведены в таблице 1. Проведенные испытания позволили сравнить продукт пчеловодства, собранный с разных районов территории Пермского края. Количество кадмия во всех образцах находилось в низких пределах обнаружения. В отношении свинца значения представлены в различных диапазонах. В двух пробах количество свинца было
низким и составляло 0,1-0,2 мг/кг, это были образцы с пасек, находящихся в 15-30 км от города и от железнодорожных станций. Завышенные концентрации свинца в прополисе в количестве 0,6 и 0,8 мг/кг обнаружены с пасек,
Результаты исследования указывают, что содержание свинца в 6 раз выше с пасек, находящихся вблизи территорий с развитыми производственной и транспортной инфраструктурами.
Вывод. По результатам органолептиче-ского исследования прополиса отклонений по ГОСТ 28886-2019 не выявлено. При проведении токсикологических испытаний в отношении ПДК содержания кадмия все пять проб
расположенных в 20-40 км от города, но с развитой инфраструктурой, в том числе производственной и транспортной. Превышение ПДК по свинецу установлено в пробе 4, с пасеки в поселке при железнодорожной станции.
оказались абсолютно безопасны. При экспертизе прополиса на определение количества свинца установлено превышение значения ПДК на 0,2 мг/кг в одном образце, что говорит о его несоответствии параметрам, указанным в СанПиН 2.3.2.1078-01, ТР ТС 021/2011, данное сырье не рекомендовано к употреблению. Таким образом, мы рекомендуем проводить мониторинговые исследования безопасности прополиса.
Таблица 1
Результаты токсикологического исследования прополиса
№ ПДУ (ПДК) СанПиН 2.3.2.1078-01, ТР ТС 021/2011 НД на метод исследования ГОСТ 30178, ГОСТ Р 54920-2012 Результаты испытаний
1 0,005±0,01
2 0,004±0,01
3 не более 1,0 мг/кг кадмий 0,006±0,01
4 0,005±0,01
5 0±0,01
1 0,84±0,08
2 0,12±0,01
3 не более 1,0 мг/кг свинец 0,21±0,02
4 1,2±0,12
5 0,6±0,12
Список источников
1. Гизатулина Ю.А., Гизатулин Э.Р., Усманова Э.А. Особенности миграции тяжелых металлов в продукты пчеловодства // Различных областей науки в современных условиях: Материалы сборника статей Международной научно -практической конференции (13 ноября 2017 г, г. Уфа). В 2 ч. Ч.2/ - Уфа: АЭТЕРНА, 2017. С. 111-114.
2. Еськов Е.К., Еськова М.Д. Перенос тяжелых металлов из почвы через медоносные растения в тело пчел и продукты пчеловодства // Пчеловодство. 2019. № 5. С. 10-12.
3. Кайгородов Р.В., Карташова И.Н. Динамика минерального состава прополиса в процессе его промышленной переработки // Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2016. № 2. С. 102-108.
4. Ягин В.В., Хомутов Д.А., Петров В.А. Апимониторинг тяжелых металлов районов Нижегородской области, отличающихся экологической напряженностью // Вестник Мининского университета. 2015. № 2. С. 25-33.
5. Burden C.M., Morgan M.O, Hladun K.R. Acute sublethal exposure to toxic heavy metals alters honey bee (Apis mellif-era) feeding behavior // Sci. Rep. 2019. 9 (1): 4253. Р. 1-10. DOI: 10.1038/s41598-019-40396-x.
6. Hodel K. V. S., Machado B. A. S., Santos N. R. [Metal Content of Nutritional and Toxic Value in Different Types of Brazilian Propolis // Hindawi. The Scientific World Journal. 2020, Vol. 4395496. Р. 1-9. DOI: 10.1155/2020/4395496.
7. Matuszewska E. Multielemental Analysis of Bee Pollen, Propolis, and Royal Jelly Collected in West-Central Poland / E. Matuszewska, A. Klupczynska, K. Maciolek [et al.] // Molecules. 2021. Vol. 26(9), 2415. Р.2-18. DOI: 10.3390/mole-cules26092415.
8. Orsi R. de O. Toxic Metals in the Crude Propolis and Its Transfer Rate to the Ethanolic Extract / R. de O. Orsi, D. C. B. Barros, R. de C. M. Silva [et al.] // Sociobiology. 2018. 65 (4). P. 640-644. DOI.org/10.13102/sociobiology.v65i4.3379.
9. Sharma A., Panta К., Brara D.S. Nanda A review on Api-products: current scenario of potential contaminants and their food safety concerns // Food Control. 2022. Vol.45. DQI:10.1016/i.foodcont.2022.109499.
10. Tosic S. Mineral composition of selected Serbian propolis samples / S. Tosic, G. Stojanovic, S. Mitic [et al.] // Journal of Apicultural Research. 2017. 61(1). P. 5-15. DOI: 10.1515/jas-2017-0001.
11. Vakhonina E.A., Lapynina E.P., Lizunova A.S. Study of toxic elements in propolis // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. — 2021. Vol.845. P. 1-6. DOI:10.1088/1755-1315/845/1/012122.
12. Wieczorek P.P., Hudz N., Yezerska O. Chemical Variability and Pharmacological Potential of Propolis as a Source for the Development ofNew Pharmaceutical Products // Molecules. 2022. 27(5):1600. P. 2-28. DOI: 10.3390/molecules27051600.
INVESTIGATION OF PROPOLIS TOXICITY
©2023. Olga I. Lazareva
Perm State Agro-Technological University named after academician D.N. Prianishnikov, Perm, Russia, [email protected]
Abstract. Propolis can serve as an indicator of environmental pollution with respect to toxic elements, pesticides and radionuclides. The aim of the work was to study organoleptic and toxicological parameters, particularly cadmium (Cd) and lead (Pb) in propolis obtained from apiaries of the Perm region. For the analysis, a native product was sampled (n=5), which was collected in Bardymsky, Vereshchaginsky, Kungursky, Nytvensky, and Permsky areas. The tests were carried out in May 2022 in the laboratory of the Perm State Veterinary Diagnostic Center. Elemental analysis was performed using the method of atomic absorption spectrophotometry. The organoleptic study showed that all characteristics of the experimental samples met GOST 28886-2019. The lumps of propolis were of different colors, three samples were brown with yellow, green and brown shades, the rest were gray with shades. When determining the amount of heavy metals, their values differed. The concentration of determined elements in propolis was in the following ranges: cadmium < 0-0.006 mg/kg (norm 1 mg/kg), lead < 0.12-1.2 mg/kg (norm 1 mg/kg). One sample exceeded the limit of allowable concentration (MAC) defined for lead in SanPiN 2.3.2.1078-01 and TR TC 021/2011. All tested samples were safe when tested for MAC cadmium content, when tested for MAC lead content four samples were safe. The conducted studies confirm the existence of a direct correlation between the territorial location of the apiary located near transport and industrial infrastructure and the dynamics of lead accumulation in propolis. Regular monitoring to control safety indicators before using propolis is recommended.
Key words: beekeeping products, propolis, heavy metals, lead, cadmium
Refere^es
1.Gizatulina Y.A. Osobennostimigraciityazhelyhmetallov v produktypchelovodstva (Features of heavy metal migration to beekeeping products), Y.A. Gizatulina, E.R. Gizatulin, E.A. Usmanova, Razlichnyhoblastejnauki v sovremennyhusloviyah: MaterialysbornikastatejMezhdunarodnojnauchno - prakticheskojkonferencii (13 noyabrya 2017 g, g. Ufa), V 2 ch, CH.2, Ufa: AETERNA, 2017, pp. 111-114.
2. Es'kov E.K. Perenostyazhelyhmetallovizpochvycherezmedonosnyerasteniya v telopcheliproduktypchelovodstva (Transfer of heavy metals from soil through honey plants to bee body and beekeeping products), E.K. Es'kov, M.D. Es'kova,,Pche-lovodstvo, 2019, No. 5, pp. 10-12.
3. Kajgorodov R.V. Dinamikamineral'nogosostavapropolisa v processe ego promyshlennojpererabotki (Dynamics of mineral composition of propolis during its industrial processing), R.V. Kajgorodov, I.N. Kartashova, VestnikPermskogouniversi-teta, Seriya Biologiya, 2016, No. 2, pp. 102-108.
4. Yagin V.V. ApimonitoringtyazhelyhmetallovrajonovNizhegorodskojoblasti, otlichayushchihsyaekologicheskojnaprya-zhennost'yu (Apimonitoring of heavy metals of districts of Nizhny Novgorod region with environmental tension), V.V. Yagin,
D.A. Homutov, V.A. Petrov // VestnikMininskogouniversiteta, 2015, No. 2, pp. 25-33.
5.Burden C.M. Acute sublethal exposure to toxic heavy metals alters honey bee (Apis mellifera) feeding behavior / C.M. Burden, M.O. Morgan, K.R. Hladun // Sci. Rep. 2019. 9 (1): 4253. pp. 1-10. DOI: 10.1038/s41598-019-40396-x.
6. Hodel K. V. S. Metal Content of Nutritional and Toxic Value in Different Types of Brazilian Propolis / K. V. S. Hodel, B. A. S. Machado, N. R. Santos [et al.] //Hindawi. The Scientific World Journal. 2020, Vol. 4395496. pp. 1-9. DOI: 10.1155/2020/4395496.
7. Matuszewska E. Multielemental Analysis of Bee Pollen, Propolis, and Royal Jelly Collected in West-Central Poland /
E. Matuszewska, A. Klupczynska, K. Maciolek [et al.] // Molecules. 2021. Vol. 26(9), 2415. pp.2-18. DOI: 10.3390/mole-cules26092415.
8. Orsi R. de O. Toxic Metals in the Crude Propolis and Its Transfer Rate to the Ethanolic Extract / R. de O. Orsi, D. C. B. Barros, R. de C. M. Silva [et al.] // Sociobiology.2018. 65 (4). pp. 640-644.DOI.org/10.13102/sociobiology.v65i4.3379.
9. Sharma A. NandaA review on Api-products: current scenario of potential contaminants and their food safety concerns / A. Sharma, K. Panta, D.S. Brara [et al.]// Food Control. 2022. Vol.45. DQI:10.1016/i.foodcont.2022.109499.
10. Tosic S. Mineral composition of selected Serbian propolis samples / S. Tosic, G. Stojanovic, S. Mitic [et al.]// Journal of Apicultural Research. 2017. 61(1). pp. 5-15. DOI: 10.1515/jas-2017-0001.
11. Vakhonina E.A. Study of toxic elements in propolis / E.A. Vakhonina, E.P. Lapynina, A.S. Lizunova // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science.— 2021.Vol.845. рр. 1-6. DOI:10.1088/1755-1315/845/1/012122.
12. Wieczorek P.P. Chemical Variability and Pharmacological Potential of Propolis as a Source for the Development of New Pharmaceutical Products / P.P. Wieczorek, N. Hudz, O. Yezerska [et al.] // Molecules. 2022. 27(5):1600.рр. 2-28.DOI: 10.3390/molecules27051600.
Сведения об авторах
О.И. Лазарева- канд. биол. наук.
ФГОБУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет», 614990, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул. Петропавловская, д. 23.
Information about the author
O.I. Lazareva - Cand. Biol. Sci.
Perm State Agro-Technological University named after Academician D.N. Pryanishnikov, 23, Petropavlovskaya St., Perm, Russia, 614099
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest: the authors declare that they have no conflicts of interest.
Статья поступила в редакцию 17.02.2023; одобрена после рецензирования 01.08.2023; принята к публикации 04.09.2023 The article was submitted 17.02.2023; approved after reviewing 01.08.2023; acceptedfor publication 04.09.2023
