مقاله تخصصی تغذیه زنبور عسل | قسمت اول

زنبورهای عسل مانند هر حیوان دیگری به مواد ضروری برای بقا و تولید مثل نیاز دارند. آنچه تا کنون در مورد تغذیه زنبور عسل می دانیم بیشتر در دهه 50 تا70 آموخته شده و مطالعات اخیر به طور خاص در مورد تغذیه زنبور عسل بسیار اندک است. زنبورهای عسل به کربوهیدرات‌ها (قندهای موجود در شهد یا عسل)، اسیدهای آمینه (پروتئین گرده‌ها)، لیپیدها (اسیدهای چرب، استرول‌ها)، ویتامین‌ها، مواد معدنی (نمک) و آب نیاز دارند. علاوه بر این، این مواد مغذی باید در نسبت مناسبی برای زنده ماندن و رشد زنبورهای عسل وجود داشته باشند.

1 » کربوهیدرات ها
زنبورهای عسل نیز مانند سایر حیوانات به کربوهیدرات ها به عنوان منبع انرژی نیاز دارند. تمام کربوهیدرات ها ابتدا به گلوکز تبدیل شده و وارد چرخه کربس و ATP می شود ، سوخت تقریباً در تمام سلول ها، و دی اکسید کربن و آب را به عنوان محصولات جانبی تولید می کند. گلوکز علاوه بر اینکه به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند به چربی های بدن نیز تبدیل و ذخیره شود.

یک زنبور کارگر هر روز به 11 میلی گرم شکر خشک نیاز دارد . بنابراین یک کلنی با 50000 زنبور عسل به 1.1 لیتر (حدود 2 پوند) شربت قند 50 درصد در روز (حدود نیم گالن شهد با غلظت 25 درصد قند) نیاز دارد که شامل پرورش نوزاد و سایر فعالیت ها نمی شود.

بنابراین یک کلنی به این اندازه ، تقریباً 700 پوند شهد در سال مصرف می کند، با فرض اینکه شهدها 50٪ غلظت قند دارند! البته در فصل زمستان که دما روی 35 درجه سانتیگراد تنظیم نمی شود، مصرف کمتر است، اما شاید این امر باعث خنثی شدن فعالیت های پرورش نوزاد ها و پرواز شود.

1.1 » مجموعه شهد
شهد منبع اصلی کربوهیدرات در رژیم غذایی طبیعی زنبورهای عسل است. غلظت قند در شهد می تواند بسیار متفاوت باشد، از 5٪ تا 75٪، اگرچه بیشتر شهدها در محدوده 25٪ تا 40٪ هستند. یک زنبور عسل از خرطوم خود برای مکیدن شهد گل ها استفاده می کند و مایع را در معده عسل خود ذخیره می کند. معده عسل بخش تخصصی دستگاه گوارش است و ساختاری بین و روده میانی، جایی که هضم انجام می شود، دارد.

ساختار معده می‌تواند زمانی که زنبور چراگر در مسیر خانه به انرژی نیاز دارد، مقداری شهد وارد کند، گرده‌های داخل شهد را حذف کند و به عنوان یک دریچه یک طرفه برای جلوگیری از جریان برگشتی از روده میانی عمل کند. این تضمین می کند که هیچ گونه آلودگی شهد یا عسل نمی تواند رخ دهد. به همین دلیل به مردم می گویم که عسل قطعا "استفراغ زنبور عسل" نیست. با توجه به اینکه وزن یک زنبور کارگر متوسط ​​120 میلی گرم است.میانگین وزن شهد داخل معده زنبور 25.5 15 میلی گرم است

1.2 » تبدیل شهد به عسل
زنبورهای چراگر آنزیم‌هایی (اینورتاز، گلوکز اکسیداز) را به شهد اضافه می‌کنند، بنابراین قبل از اینکه شهد به کندو منتقل شود، مقداری هضم در حال انجام است. اینورتاز ساکارز را به دو قند شش کربنه گلوکز و فروکتوز تبدیل می کند. مقدار کمی از گلوکز توسط آنزیم دوم گلوکز اکسیداز مورد تجزیه قرار می گیرد و به اسید گلوکونیک و پراکسید هیدروژن تبدیل می شود.

اسید گلوکونیک عسل را اسیدی می‌کند و پراکسید هیدروژن خاصیت کشتن میکروب‌ها را دارد که هر دو در حالت غیر دوستانه عسل نسبت به باکتری‌ها، کپک‌ها و قارچ‌ها نقش دارند. سپس زنبورهای چراگر شهد را به زنبورهای «گیرنده» ویژه می‌دهند که زنبورهای میانسالی هستند که تولید ژل خود را به پایان رسانده‌اند، اما هنوز شروع به جستجوی غذا نکرده‌اند.

زنبورهای گیرنده شهد را در سلول‌ها می‌ریزند و شهد را روی قسمت‌های دهان خود با تشکیل قطره‌ای بزرگ بین خرطوم و فک پایین یا با باد زدن روی سلول‌ها غلیظ می‌کنند. قبل از اینکه زنبورها عسل را "رسیده" بدانند، رطوبت باید به 17 تا 18٪ کاهش یابد و سپس سلول ها را ببندند.

- عسل با سطح گلوکز بالا (مانند عسل کلزا)، خیلی سریع متبلور می شود و باید در اسرع وقت استخراج شود.

1.3 » مواد سمی موجود در شهد و مکمل قند
زنبورهای بالغ می توانند از گلوکز، فروکتوز، ساکارز، ترهالوز، مالتوز و ملزیتوز استفاده کنند، اما زنبورها قادر به هضم رامینوز، زایلوز، آرابینوز، گالاکتوز، مانوز، لاکتوز، رافینوز، ملیبیوز یا استاکیوز نیستند. بیشتر این قندها برای زنبورهای عسل نیز سمی هستند. حدود 40 درصد از قندهای موجود در سویا برای زنبورها سمی هستند، بنابراین باید در استفاده از سویا به عنوان جایگزین گرده احتیاط کرد.

سایر گیاهان به دلیل وجود آلکانوئیدها در شهد برای زنبورها سمی هستند. اینها عبارتند از: آزالیا (Rhododendron molle)، لاجورد (Aconitum carmichaeli)، هلبور سیاه (Veratrum nigrum)، باکی کالیفرنیا (Aesculus californica)، آلانژیوم چینی (Alangium chinense)، تلخ و شیرین چینی (Celastrus angulatus)، jimsonstramonium) ( خشخاش پر (Macleaya cordata)، درخت شاد (Camptotheca acuminate)، تابستان تیتی (Cyrilla racemiflora)، چای (Camella sinensis) و روغن چای (C. olelfera)

- شهد این گیاهان معمولاً برای زنبورهای بالغ و نوزادان سمی است و اکثر آنها برای انسان نیز سمی هستند.

عسلک ها ترشحات شیرینی هستند که توسط حشرات هموپتران (شته ها، برگ خوارها و شته های پشمالو) تولید می شوند. عسلک ها به این دلیل تولید می شوند که رژیم غذایی کم پروتئین (شیره گیاهی) که این حشرات به آن متکی هستند، آنها را مجبور به نوشیدن مایعات اضافی برای به دست آوردن اسیدهای آمینه کافی می کند و در نتیجه نیاز به ترشح آب شیرین اضافی دارند. زنبورها عسلک را جمع آوری می کنند تا از عسلک ، عسل درست کنند.

این نوع عسل به دلیل طعم قوی و منحصر به فردش مورد ستایش برخی افراد قرار می گیرد، اما به دلیل قندهای غیر قابل هضم یا مقادیر بالای مواد معدنی می تواند باعث اسهال خونی در زنبورهای زمستان گذران شود. فلج زنبورهای بالغ در زنبورهای آلمان نیز به غلظت بالای پتاسیم و/یا فسفر و غلظت کم سدیم نسبت داده شد.

HMF (هیدروکسی متیل فورفورال) در عسل و شربت ذرت با فروکتوز بالا (HFCS) در دمای بالا به دلیل کم آبی کاتالیز شده توسط اسید قندهای هگزوز تشکیل می شود و با فروکتوز ، بیشتر مستعد تشکیل آن است.

HMF بالای 30 ppm (قسمت در میلیون) برای زنبورهای عسل سمی در نظر گرفته می شود. مشخص شده است که HFCS با چنین سطوحی از HMF باعث مرگ و میر بالا می شود و همچنین مرگ و میر بالاتری نسبت به زنبورهای آلوده به Nosema ceranae ، داده های منتشر نشده

زنبوردارانی که از شربت ذرت با فروکتوز بالاا ( HFCS ) برای تغذیه زنبورها استفاده می کنند باید توجه ویژه ای به شرایط نگهداری آن نیز داشته باشند، زیرا ممکن است در بسیاری از مواقع به دلیل دمای بالا در هنگام حمل و نقل یا نحوه نگهداری "فاسد" شده باشند.

برخی از عسل ها برای زنبورها سمی نیستند، بلکه برای انسان سمی هستند. یک مثال خوب عسل توتو (Coriaria arborea) است که باعث مرگ و میر در نیوزلند شده است.

2 » پروتئین

2.1 » اهمیت گرده گل
گرده برای زنبورها پروتئین، مواد معدنی، لیپیدها و ویتامین ها فراهم می کند. همه جانوران به آمینو اسیدهای ضروری نیاز دارند که باید از خارج به دست آید و توسط حیوانات سنتز نشود. زنبورهای عسل نیز به همان 10 اسید آمینه (به بخش 2.5 مراجعه کنید) مانند سایر حیوانات (مانند انسان) نیاز دارند.

این اسیدهای آمینه فقط از گرده گل به دست می آیند، زیرا زنبورهای عسل هیچ منبع پروتئین دیگری ندارند. جمع آوری گرده توسط یک کلنی بین 10تا 26 کیلوگرم در سال متغیر است . هنگامی که زنبورهای عسل با گرده ناکافی یا گرده‌هایی با ارزش غذایی کم تامین می‌شوند، پرورش نوزاد کاهش می‌یابد و کارگران عمر کوتاه‌تری دارند .این اثرات در نهایت بر بهره وری کلنی تأثیر می گذارد .

کمبود گرده در فصول بارانی می تواند باعث کاهش یا فروپاشی کلنی شود . مطالعات اخیر نشان داده‌اند که مکمل گرده بهاره می‌تواند به عنوان بیمه ( زمانی که هوای بهار بد است ) برای تجمع سریع‌تر بهار و عملکرد عسل بالاتر عمل کرده و همچنین می‌تواند اثرات انگلی واروآ و عفونت نوزما را کاهش دهد.

2.2 » مجموعه گرده
گرده‌ها توسط زنبورهای چراگر که در جمع‌آوری گرده‌ها تخصص دارند ، جمع‌آوری می‌شود. گرده توسط پاهای جلویی و میانی از بدن کارگر جدا می شود و به ساختار خاصی در پای عقبی به نام cubicula یا سبد گرده منتقل می شود. زنبورهای چراگر گرده های خود را با "لگد زدن" گلوله های گرده از روی پاهای خود به داخل سلولی که اغلب از قبل گرده در آن وجود دارد، تخلیه می کنند و سپس گلوله های گرده توسط کارگران دیگر به شکل خمیری "کوبیده می شوند".

به دلیل ترشحات اضافه شده توسط زنبورها، گرده ها در هر سلول از طریق تخمیر لاکتیکی فراوری می شوند. به نظر می رسد اثرات اصلی تخمیر کاهش نشاسته (از 2% به 0%)، افزایش قندهای احیا کننده و فیبر و کاهش خاکستر و pH باشد. سه باکتری که ممکن است به تخمیر اسید لاکتیک کمک کنند و در نان زنبور عسل یافت می شوند ، شامل : سودوموناس، لاکتوباسیلوس و ساکارومایسس.

اخیراً نشان داده شده است که گرده های جمع آوری شده توسط زنبورها به راحتی قابل تلقیح و تخمیر هستند و زنبورها آن را به همان روشی که گرده تخمیر نشده مصرف می کنند ، مصرف می کنند .

وزن دو گلوله گرده از یک زنبور چراگر بین 7.7 تا 8.6 میلی گرم است . اگر یک کلنی از فرمون زاد و ولد و فرمون ملکه بیشتری  بخوردار باشد یا از نظر ژنتیکی تمایل به جمع آوری گرده بیشتر داشته باشد، گرده بیشتری را جمع آوری می کند. رابرت پیج (در حال حاضر در دانشگاه ایالتی آریزونا) خطوط انباشت گرده بالا و پایین را انتخاب کرده است که به موجب آن خط گرده بالا آنقدر گرده را جمع آوری می کند که جایی برای بچه های عقبی وجود ندارد و خط گرده پایین بدون مکمل سازی مصنوعی گرده از بین می رود.

2.3 » پردازش گرده به پروتئین
گرده با ترشحات غدد مخلوط می شود تا "نان زنبور عسل" تولید شود که توسط زنبورهای جوان مصرف می شود، که "معده اجتماعی" برای هضم پروتئین در نظر گرفته می شود (زیرا جویندگان نمی توانند به طور مستقیم گرده را هضم کنند، اما همچنان به پروتئین نیاز دارند .. یک لارو به 25 تا 37.5 میلی گرم پروتئین، معادل 125 تا 187.5 میلی گرم گرده نیاز دارد .

غدد زنبورها فقط پس از مصرف مقدار زیادی گرده در 7 تا10 روز اول رشد می کنند. غدد غنی از پروتئین ، ژل رویال را در زنبورهای جوان ترشح می کنند، اما سپس این غدد اینورتاز را ترشح می کند که برای تبدیل ساکارز به قندهای ساده (فروکتوز و گلوکز) استفاده می شود.

2.4 »  ترکیب ژل رویال
ژل رویال 67 درصد آب و 32 درصد ماده خشک است. ماده خشک از 12.1 درصد کربوهیدرات ، 4.0 درصد لیپید ، 12.9 درصد پروتئین و 1.1 درصد خاکستر تشکیل شده است. این درصدها در فصول مختلف کمی متفاوت است. ژل رویال همچنین حاوی بسیاری از مواد معدنی کمیاب، برخی آنزیم‌ها، اجزای آنتی‌باکتریایی و آنتی‌بیوتیکی و مقادیر کمی ویتامین C است.

ویتامین‌های محلول در چربی A، D،E و K در ژل رویال وجود ندارند. 13 درصد کل پروتئین ها از 52 پروتئین مختلف تشکیل شده است. اکثر پروتئین‌های شناسایی‌شده (47 از 52) پروتئین‌های اصلی ژل رویال (MRJPs) هستند که به‌عنوان MRJP1 تا 6 نام‌گذاری شده‌اند که هر کدام دارای تغییرات زیادی هستند. سه آنزیم نیز در ژل رویال شناسایی شده شامل : گلوکز اکسیداز، پراکسیردوکسین، و گلوتاتیون S-ترانسفراز.

شکی نیست که ژل رویال برای لارو زنبور عسل بسیار مغذی است. لارو زنبور عسل در طول 4 تا 5 روز اول زندگی خود به طور تصاعدی رشد می کند، از 0.36 0.008 میلی گرم (لارو 12 ساعته) به 131.44±18.7 میلی گرم (4.5 روز) و پس از پوشاندن به وزن 12.91±159.66 میلی گرم می رسد.

افزایش وزن در مقایسه با وزن تخم ها تقریباً 1000 برابر ( 0.17 میلی گرم ) است ، علاوه بر این لارو زنبور عسل در 5 روز اول زندگی به هیچ وجه مدفوع نمی کند ، که این یک امر ضروری است زیرا در غیر این صورت لاروها از فضولات خود تغذیه می کنند. روده میانی و عقبی تا آخرین پوست اندازی به لارو بالغ متصل نمی شوند، بنابراین از احتمال دفع جلوگیری می شود.

پس از اجابت مزاج، لارو تغذیه را متوقف می کند، شروع به چرخاندن پیله می کند و خود را در امتداد محور سلولی صاف می کند و تبدیل به یک پیش شفیره می شود. سه روز بعد شفیره می شود و در نهایت (پس از یک هفته) به صورت بالغ ظاهر می شود. هنوز مشخص نیست که پروتئین‌های اصلی ژل رویال چه نقشی در تغذیه لارو زنبور عسل دارند. لاروها می توانند روی یک محیط مصنوعی بدون ژل رویال یا پروتئین به مدت 3-4 روز زنده بمانند، اما همه آنها 1تا 2 روز قبل از اجابت مزاج می میرند .

2.5 » اندازه گیری کیفیت گرده
کیفیت گرده را می توان با دو روش اندازه گیری کرد: سطح پروتئین خام یا ترکیب اسیدهای آمینه. ده اسید آمینه برای زنبورهای عسل "ضروری" یافت شده است ، به این معنی که زنبورها نمی توانند اسیدهای آمینه دیگر را سنتز یا حتی تبدیل کنند تا آنها را به دست آورند، و بنابراین باید آنها را مستقیماً از غذا، یا به عنوان اسیدهای آمینه آزاد یا به دست آورند. هضم شده از پروتئین این 10 اسید آمینه در شکل 1 فهرست شده اند.

سطح پروتئین خام به ما می گوید که یک گرده گیاهی خاص چقدر پروتئین دارد و سطوح پروتئین خام بالاتر بهتر از سطوح پایین تر است. با این حال اگر 10 اسید آمینه متعادل نباشند، زنبورها نمی توانند به طور کامل از آنچه در گرده موجود است استفاده کنند. به عنوان مثال، شکل 1 نشان می دهد که زنبورهای عسل به 4٪ ایزولوسین از کل اسیدهای آمینه موجود نیاز دارند، اگر یک نوع گرده فقط 2٪ ایزولوسین داشته باشد، زنبورها فقط می توانند 50٪ از کل پروتئین را استفاده کنند زیرا ایزولوسین عامل محدود کننده خواهد بود و زنبورها را مجبور می‌کند تا دو برابر مقدار گرده کل را برای به دست آوردن ایزولوسین مورد نیاز مصرف کنند، که اساساً نیمی از کل پروتئین را هدر می‌دهد.

شکل 1. نسبت (%) 10 اسید آمینه ضروری مورد نیاز زنبورهای عسل

2.6 » همه گرده ها یکسان ایجاد نمی شوند
گرده های مختلف ، ارزش غذایی متفاوتی برای زنبورهای عسل دارند. ( اشمیت و همکاران ) ارزش غذایی 25 گرده خالص را با تغذیه زنبورهای در قفس با گرده های مختلف، با استفاده از شکر به عنوان کنترل منفی و گرده مخلوط به عنوان کنترل مثبت مورد مطالعه قرار دادند. مصرف جیره های گرده آزمایشی به طور چشمگیری در بین گرده های آزمایشی متفاوت بود، با میانگین مصرف 16.5 میلی گرم گرده به ازای هر زنبور برای 10 روز اول و محدوده 1.9تا 29.0 میلی گرم برای هر زنبور. هم میزان مصرف گرده و هم سطح پروتئین خام با توانایی بهبود طول عمر در ارتباط هستند.

گرده هایی که باعث کاهش طول عمر کارگر می شوند عبارتند از: ابروسیا (آمبروسیا)، هاگ زنگ (Uromyces)، دم گربه (Typha) و خشخاش مکزیکی (Kallstroemia).
آنهایی که اندکی طول عمر کارگر را بهبود بخشیدند عبارتند از بوته ترپانتین (Haplopappus)، جارو صحرایی (Baccharis) و قاصدک (Taraxacum).
بهترین گرده ها آنهایی هستند که از چای مورمون (افدرا)، کهور (Prosopis)، توت سیاه (Rubus) و گرده پنبه (Populus) ترکیب شده است که به طور مداوم عملکرد بسیار خوبی دارند.

ادامه دارد ...!

مقاله تخصصی تغذیه زنبور عسل | قسمت دوم

نویسنده : دکتر زاخاری هوانگ، دانشگاه ایالتی میشیگان