Удосконалення підходів до оцінки якості та безпечності меду бджолиного

Abstract

Якість і безпечність харчової продукції та продовольчої сировини є одним із основних пріоритетів кожної держави. Ця сфера діяльності у людському суспільстві має надзвичайно важливі аспекти: гуманітарний, соціальний, економічний і політичний (Bogdanov S., 1997; Постоєнко В. О., 2008, 2016; Маренич М. М., 2009, 2016; Федорук Р. С., 2013). Україна входить до п’ятірки світових країн-лідерів з виробництва і експорту меду бджолиного (Арнаута О. В., 2013; Бажин А., 2015; Рутицька В., 2015). У зв’язку з цим, побудова сучасної системи оцінки його якості і безпечності, яка б захищала внутрішній ринок від неякісного товару і, разом з тим, сприяла б підвищенню експортного потенціалу держави, є актуальним завданням в галузі технології виробництва продукції тваринництва. В Україні якість і безпечність меду бджолиного регламентується ДСТУ 4497:2005 “Мед натуральний. Технічні умови”, що розроблений у 2005 році ННЦ “Інститут бджільництва ім. П. І. Прокоповича” та вступив у дію з 01.01.2008 року. Цей стандарт свого часу відіграв позитивну роль у становленні, розвитку і функціонуванні системи оцінки якості і безпечності меду та значною мірою наблизив її до міжнародних вимог (Мулявко Н. О., 1994; Тихонова Т. М., 2013; Якубчак О. М., 2015). Проте на сьогодні існуючий стандарт потребує значних змін і доповнень. Вирішення цього питання полягає в експериментальному обґрунтуванні нових підходів до удосконалення національної системи оцінки якості і безпечності меду бджолиного, оптимізації значень окремих показників та розробленні критеріїв натуральності продукту за походженням, в процесі тривалого зберігання та обробки високими температурами. На основі отриманих експериментальних даних удосконалені підходи до оцінки якості і безпечності меду бджолиного в Україні, які спрямовані на забезпечення якісним продуктом населення, захист внутрішнього ринку та гармонізацію окремих показників з міжнародними вимогами. Моніторинговими дослідженнями вітчизняного меду бджолиного, різного ботанічного і регіонального походження, доведена його висока якість. Виокремлено ряд параметрів, які характеризують його натуральність (відновлювальні цукри, діастаза, електропровідність для меду з гречки, липи) та обґрунтовано необхідність їх збереження на існуючому рівні для захисту внутрішнього ринку від імпорту неякісного товару. Оцінено відмінність державних стандартів від світових щодо вимог у підходах до класифікації меду бджолиного та за окремими показниками якості і безпечності (за вмістом гідроксиметилфурфуролу (ГМФ), сахарози, проліну, за електропровідністю для меду з акації, за пилковим аналізом). Їх гармонізація сприятиме підвищенню експортного потенціалу України. Доведено, що тривале зберігання меду різного ботанічного походження за кімнатної температури викликає зниження окремих показників його якості, що обґрунтовує необхідність дотримання відповідних режимів процесу зберігання та проведення періодичного контролю натуральності продукту. Вперше запропоновано використовувати показники вмісту сахарози, проліну, гідроксиметилфурфуролу (ГМФ) як критерії оцінки якості і натуральності меду бджолиного за тривалого зберігання та активності інвертази – чутливий тест для виявлення температурного впливу на досліджуваний продукт. Вперше на пізній фазі аварії на Чорнобильській АЕС проведено моніторинг радіоактивного забруднення меду бджолиного у різних регіонах України. Набули подальшого розвитку питання з удосконалення підходів до оцінки якості і безпечності меду бджолиного в Україні, які спрямовані на забезпечення якісним продуктом населення, захист внутрішнього ринку та гармонізацію окремих показників з міжнародними вимогами. Запропоновано науково-методичні рекомендації “Лабораторні методи контролю якості меду”, які розглянуті та схвалені вченою радою ННЦ “Інститут бджільництва ім. П. І. Прокоповича” (протокол № 8 від 27 серпня 2015 р.) та науково-методичною комісією Державного науково-контрольного інституту біотехнології і штамів мікроорганізмів (ДНКІБШМ) (протокол № 5 від 22 липня 2015 р.), для відповідних фахівців, наукових співробітників і установ з контролю якості і безпечності меду бджолиного, та у процесі підготовки спеціалістів у закладах вищої освіти. За результатами досліджень внесено пропозиції у ТК-158 змін до ДСТУ 4497:2005 “Мед натуральний. Технічні умови” стосовно гармонізації з міжнародними вимогами щодо показників концентрації проліну, пилкового аналізу та електропровідності меду бджолиного. Отримані результати використовуються в наступних установах: - Білоцерківському національному аграрному університеті; - ННЦ “Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини” НААН; - Інститут ветеринарної медицини Національної академії аграрних наук України. Робота виконана на основі експериментальних даних, одержаних в умовах лабораторії методів оцінки якості та безпечності продукції бджільництва Національного наукового центру “Інститут бджільництва ім. П. І. Прокоповича”, з використанням 1275 зразків меду бджолиного, що надходили до інституту від основних фірм-постачальників меду України з різних регіонів для проведення офіційної експертизи. Оцінено параметри якості меду, виробленого у різних регіонах України: Західний – Волинська, Закарпатська, Івано-Франківська, Львівська, Рівненська, Хмельницька, Чернівецька області; Східний – Донецька, Луганська, Харківська області; Південний – Запорізька, Кіровоградська, Миколаївська, Одеська, Херсонська області та Крим; Північний – Житомирська, Київська, Сумська, Чернігівська області; Центральний – Вінницька, Дніпропетровська, Полтавська, Черкаська області. Відповідно до завдань проведено 5 серій цілеспрямованих дослідів. Відбір проб меду бджолиного різного ботанічного походження (акацієвого, липового, гречаного, соняшникового, з різнотрав’я) з різних регіонів України та визначення основних показників його якості проводили відповідно до вимог ДСТУ 4497:2005 “Мед натуральний. Технічні умови” (визначення масової частки води, діастазного числа, вмісту гідроксиметилфурфуролу, електропровідності). Для оцінки впливу тривалого зберігання і підвищеної температури на основні показники якості і натуральності меду були закладені спеціальні лабораторні експерименти з контрольованими умовами. Вміст радіоактивного цезію у меді визначали у лабораторії спектрометричних методів дослідження Українського науково-дослідного інституту сільськогосподарської радіології НУБіП України. У зразках меду різного ботанічного походження досліджували у динаміці вологість, діастазну активність, масову частку відновлювальних цукрів та сахарози, вміст гідроксиметилфурфуролу (ГМФ) і проліну через 2 тижні та 6 місяців зберігання у скляній герметично закритій тарі, без доступу сонячного світла, за кімнатної температури. Зміни ферментативної активності діастази та інвертази за впливу нагрівання меду бджолиного різного ботанічного походження визначали відомими методами згідно ДСТУ 4497:2005 “Мед натуральний. Технічні умови”, активність інвертази – методом, що рекомендований європейською комісією з меду (Harmonised methods of the European Honey Commission). На першому етапі проведення робіт, для виявлення відмінностей за рахунок різних природно-кліматичних умов і медоносів, досліджено 682 зразки меду різного ботанічного походження (з акації, гречки, липи, різнотрав’я) з різних регіонів України. Виявлено, що вміст вологи у зразках меду з акації знаходиться у межах вимог ДСТУ 4497:2005 “Мед натуральний. Технічні умови” – до 21 % і за цим показником відповідає вимогам ЄС (20 %). Незважаючи на коливання вмісту відновлювальних цукрів у досліджуваних видах меду бджолиного з різних регіонів України, достовірної різниці за цим показником не встановлено. Звертає на себе увагу той факт, що і вологість, і вміст відновлювальних цукрів у меді із західного регіону має тенденцію до більших коливань параметру, що ймовірно пов’язано із особливостями кліматичних умов, але ці відмінності не є достовірними. Отримані результати переконливо доводять високу якість українського меду бджолиного. Встановлено, що вміст сахарози у меді залежно від регіону і особливостей ботанічного походження може достовірно відрізнятися. Так, акацієвий мед із західного регіону достовірно відрізняється за вмістом сахарози від даного виду меду, виробленого у інших регіонах України. Така ж тенденція спостерігається і щодо меду з гречки і різнотрав’я, якщо порівнювати східний регіон з північним і південним. Натомість, вміст сахарози у липовому меді з різних регіонів України достовірно не відрізняється. Показано, що за вмістом сахарози мед з акції зі східного, північного і південного регіонів відповідає вимогам першого ґатунку (не більше 6 %) і лише акацієвий мед із західного регіону – вищому ґатунку (не більше 3,5 %) відповідно до вітчизняної класифікації. Водночас усі види меду з різних регіонів України відповідають вимогам Європейських нормативів, в яких немає поділу на ґатунки. Тому, вважаємо за доцільне привести базу класифікації меду в Україні до норм європейських стандартів. За показником активності діастази мед бджолиний незалежно від регіону України відповідає вищому ґатунку національному (не менше 15 од. Готе) і європейському нормативам (не менше 8 од. Schade). Виявлено, що даний показник має достовірну різницю для гречаного меду між виробниками із західного, східного та південного регіонів. Активність діастази меду з акації достовірно нижча порівняно з іншими видами меду і знаходиться на межі вимог вітчизняних нормативів. Проаналізовано 242 зразка меду бджолиного різного ботанічного походження (з акації, гречки, липи, різнотрав’я, соняшнику) за показником пилкового аналізу. Встановлено, що вміст домінуючого пилку з акації знаходився у межах від 25 до 45 %, з липи – більше 40 %, з гречки – 35 %, соняшнику – у межах 35 – 70 %. За цим критерієм досліджувані зразки меду не відповідають вимогам національного державного стандарту для монофлорних медів, але відповідають Codex Alimentarius, що обґрунтовує необхідність його гармонізації з міжнародними вимогами. Досліджено 98 зразків меду із соняшнику, який складає найбільшу частку експортного потенціалу України (Дніпропетровської, Сумської, Черкаської, Одеської, Київської, Кіровоградської областей). Показано, що всі проаналізовані параметри його якості відповідають вимогам ДСТУ 4497:2005 “Мед натуральний. Технічні умови”, за винятком значень вмісту проліну. Більшість даних щодо показника вмісту проліну у соняшниковому меді нижче за 300 мг/кг, із середнім значенням 221 мг/кг. Разом з тим, даний показник відповідає існуючим вимогам ЄС, що слугує підґрунтям його гармонізації з міжнародними вимогами. Радіологічний контроль зразків меду, що надходили до Національного наукового центру “Інститут бджільництва ім. П. І Прокоповича” з різних областей України вказує на те, що вміст радіоактивного цезію відповідає вимогам вітчизняних і міжнародним стандартів. Quality and safety of food products and food raw materials is one of the main priorities of each state. This sphere of activity in the human society has extremely important humanitarian, social, economic and political aspects (Bogdanov S., 1997; Postoenko V. O., 2008, 2007; Marenich M. M., 2009, 2007; Fedoruk R. S., 2013). Ukraine is among the world's five leading countries in the production and export of honey from bees (Arnauta O. V., 2013; Bazhin A., 2015; Rutitskaya V., 2015). In this regard, the construction of a modern system for assessing its quality and safety, which would protect the domestic market from low-quality goods and, at the same time, would contribute to an increase in the export potential of the state, is an actual task in the field of livestock production technology. In Ukraine, the quality and safety of bee honey is regulated by DSTU 4497 “Honey natural”, developed in 2005 by the NNC “Institute of beekeepers name after P. I. Prokopovicha” and came into force on 01.01.2008. This standard in its time played a positive role in the development, functioning and functioning of a system for assessing the quality and safety of honey, and greatly approximated it to international requirements (Mulyavko N. A., 1994; Tihonova T. M., 2013; Yakubchak O. M .; 2015). However, today's existing standard requires significant changes and additions. The solution to this question is to experimentally substantiate the new approaches to improving the national system for assessing the quality and safety of honey, to optimize the values of individual indicators, and to develop criteria for the natural origin of the product, in the process of long-term storage and processing of high temperatures. On the basis of experimental data, approaches to assessing the quality and safety of bee honey in Ukraine aimed at providing high-quality products of the population, protection of the domestic market and harmonization of individual indicators with international requirements have been improved. The monitoring of domestic honey of bees for botanical and regional origin has proven the high quality of domestic honey of different botanical origin produced in various regions of Ukraine, a number of parameters that characterize its naturalness (reducing sugars, diastase, conductivity for honey from Buckwheat, linden) have been proved and the necessity of preserving them at the existing level to protect the domestic market from the import of low-quality goods. The differences in the requirements of the state standards with the world in the approaches to the classification of honey honey and on certain indicators of quality and safety (hydroxymethylfurfural (GMF), sucrose, proline, electroconductivity for acacia honey, pollen analysis), harmonization of which with international standards will increase the export potential Of Ukraine. It is proved that prolonged storage of honey of different botanical origin at room temperature causes a decrease in some indicators of its quality, which substantiates compliance with the appropriate regimes of the storage process and periodic control of the naturalness of the product. For the first time, it was proposed to use the activity of diastase and the content of hydroxymethylfurfural (GMF) as criteria for assessing the quality and naturalness of honey bee with long storage and invertase activity - as a sensitive test for the detection of temperature effects. For the first time in the late phase of the Chernobyl accident, radiological monitoring of radioactive contamination of honey in different regions of Ukraine was carried out. The further development of the issue of improving the approaches to assessing the quality and safety of bee honey in Ukraine aimed at providing a high-quality product of the population, protection of the domestic market and harmonization of certain indicators with international requirements have been developed. The scientific-methodical recommendations “Laboratory methods of quality control of honey” are proposed, which are considered and approved by the scientific council of the NSC “Institute of beekeepers named after. P. I. Prokopovicha” (protocol No. 8 dated August 27, 2015) and a scientific-methodical commission of the State Scientific-Control Institute for Biotechnology and Microorganism Streams (Protocol No. 5 of July 22, 2015), for the relevant specialists and Institutions for the control of quality and safety of honey of bees, scientific staff and training of specialists in VN Z. According to the results of the research, proposals have been made in TK-158 amendments to DSTU 4497: 2005 “Honey is natural. Specifications” regarding the harmonization with the international requirements of indicators of proline concentration, pollen analysis and electrical conductivity in honey bee. The results obtained are used in the following institutions: - Bila Tserkva National Agrarian University; - NNC “Institute of Experimental and Clinical Veterinary Medicine” NAAN; - Institute of Veterinary Medicine of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine. The work was performed on the basis of experimental data obtained in the conditions of the laboratory of quality of beekeeping products of the National Scientific Center “Institute of Beekeeping them. P. I. Prokopovicha “, using 1275 specimens of the bees' border, which came to the institute from the main suppliers of Ukrainian honey from different regions for official examination. The parameters of the quality of honey produced in different regions of Ukraine are estimated: Western – Volyn, Zakarpattia, Ivano-Frankivsk, Lviv, Rivne, Khmelnytsky, Chernivtsi regions; East – Donetsk, Luhansk, Kharkiv regions; Southern – Zaporozhye, Kirovograd, Nikolaev, Odessa, Kherson regions and Crimea; North – Zhytomyr, Kiev, Sumy, Chernihiv regions; Central – Vinnitsa Dnipropetrovsk, Poltava, Cherkasy regions. According to the research objectives, 5 series of purposeful experiments were conducted. The selection of samples of honey of different beans of different botanical origin (acacia, linden, buckwheat, sunflower, grass) from different regions of Ukraine and the determination of the main indicators of honey quality were conducted in accordance with the requirements of DSTU 4497: 2005 “Honey is natural. Specifications” (determination of mass fraction of water, diastase number, hydroxymethylfurfural content, electrical conductivity). To assess the effects of long-term storage and high temperature on the main quality indicators and natural honey, special laboratory experiments with controlled conditions were laid. The content of radioactive cesium in honey was determined in the laboratory of spectrometric methods of research of the Ukrainian Research Institute of Agricultural Radiology NUBiP of Ukraine. In samples of honey of different botanical origin, humidity, diastase activity, mass fraction of reducing sugars and sucrose, the content of hydroxymethylfurfural (GMF) and proline in 2 weeks and 6 months in glass, hermetically sealed containers, without access to sunlight, at room temperature were investigated in dynamics. Changes in the enzymatic activity of diastase and invertase due to the effect of heating the honey of different botanical origin were determined by known methods according to DSTU 4497: 2005 “Honey is natural. Specifications” , invertase activity, as well as the method recommended by the European Commission for Honey (Harmonized Methods of the European Honey Commission). 682 samples of honey of different botanical origin (acacia, buckwheat, lime, grass) from different regions of Ukraine were investigated at the first stage of the work to detect differences due to different natural and climatic conditions and honey. It was found that moisture content in acacia honey is within the requirements of DSTU - 05 (up to 21 %) and corresponds to the EU requirements (20 %). Despite the fluctuations in the content of reducing sugars in various types of honey from different regions of Ukraine, no reliable difference was found for this indicator. Attention is drawn to the fact that humidity and the content of reducing sugars in honey from the western region tend to increase the fluctuations of the parameter, which is probably due to the peculiarities of climatic conditions, but these differences are not reliable. The obtained results convincingly prove the high quality of Ukrainian honey. It has been found that the content of sucrose in honey, depending on the region and features of botanical origin, can differ significantly both in the types of honey and in botanical origin. The content of sucrose in buckwheat honey and herbs grown in the eastern region has a significant difference between this indicator in honey from the northern and southern regions. The content of sucrose in lime honey from different regions of Ukraine is not significantly different. It was shown that the content of saccharose honey from the eastern, northern and southern regions corresponds to the first grade (no more than 6 %) and only acacia honey from the western region corresponds to the highest grade (no more than 3,5 %), according to the national classification. At the same time, all types of honey from different regions of Ukraine meet the requirements of European standards, in which there is no division into grades. Therefore, we consider it expedient to bring in Ukraine the basis for classification of honey to the norms of European standards. According to the indicator of diastase activity, honey bees, regardless of the region of Ukraine, corresponds to the higher grade national (not less than 15 units Gothe) and European norms (not less than 8 units Schade). It has been found that this indicator has a significant difference for buckwheat honey among producers from the western, eastern and southern regions. The activity of diastase of acacia honey is significantly lower than other types of honey and is at the limit of the requirements of domestic standards. The parameter of honey diastase activity is proposed to be harmonized with the requirements of European values. 242 samples of honey of different botanical origin (acacia, buckwheat, lime, grass, sunflower) were analyzed on the basis of Pollock analysis. It was established that the content of the dominant pollen from acacia was in the range of 25 to 45 %, from linden – more than 40%, from buckwheat – 35 %, sunflower – within 35-70 %. According to this criterion, investigated honey samples do not meet the requirements of the national state standard for monoflorn honey, but comply with Codex Alimentarius, which substantiates the need for its harmonization with international requirements. 98 samples of hay from sunflower have been investigated, which accounts for the largest share of export potential of Ukraine (Dnipropetrovsk, Sumy, Cherkasy, Odessa, Kyiv, and Kirovograd regions). It is shown that all analyzed parameters of its quality meet the requirements of DSTU 4497: 2005, except for the values of proline content. Most of the data on the content of proline in sunflower honey is below 300 mg / kg, with an average of 221 mg / kg. At the same time, this indicator meets the existing requirements of the EU, which serves as the basis for its harmonization with international requirements. Radiological control of honey samples submitted to the National Scientific Center “Institute of Beekeeping named after P. I. Prokopovich” from different regions of Ukraine indicates that the content of radioactive cesium meets the requirements of domestic and international standards.