Determination of 10-hydroxydec-2-enoic acid, Total Protein and Major Royal Jelly Proteins in Royal Jelly Produced in Anatolian Bee Muğla Ecotype and Caucasian Crossbreed Colonies

Year 2024, Volume: 7 Issue: 1, 19 - 29, 30.06.2024

Emine Aslan Uzgören Aytül Uçak Koç

https://doi.org/10.51970/jasp.1457614

Abstract

With this research, 10-hydroxydec-2-enoic acid (10-HDA), total protein ratios and molecular weights of major royal jelly proteins were determined in royal jelly produced in colonies with different genotypes. In the study, queens of Caucasian crossbreed (KM) and Muğla Ecotype (ME) colonies were taken to the queen confinement cage two days before royal jelly production, and the colonies were arranged on the vaccination day. 40 larvae were transferred to each colony and royal jelly was harvested after 72 hours. Grafting efficiency, royal jelly yield per colony (ASV), royal jelly yield queen cell (YBASV), 10-HDA and total protein ratios (TP) and molecular weights of major royal jelly proteins were determined. ASV, YBASV, TP and 10-HDA in ME colonies averaged 8.4±0.87 g, respectively; 386.5±26.5 mg and 13.4±0.62% as 2.47±0.16%; ASV, YBASV, TP and 10-HDA in KM colonies averaged 8.5±0.92 g, respectively; 354.9±28.3 mg; 12.8±0.66%; It was found to be 2.34±0.18%. The major royal jelly proteins of royal jelly are KM and ME, respectively; MASP1, 46.8 kDa and 47.5 kDa; MASP2, 68.2 kDa and 68.8 kDa; MASP3, 83.2 kDa and 83.9 kDa; MASP4 was determined as 61.6 and 62.2 kDa, MASP5 was determined as 107.2 kDa and 105 kDa. As a result, genotype groups were found to be similar to each other in terms of grafting efficiency, royal jelly yields per colony, 10-HDA, total protein contents and MASP molecular weights in royal jelly production produced in colonies with queen bees. The effect of royal jelly harvest periods on TP rates was found to be significant (P<0.05).

Keywords

Honey bee, 10-HDA, total protein, MRJPs, confinement cage

Project Number

Proje No: ZRF-20023

Anadolu Arısı Muğla Ekotipi ve Kafkas Melezi Kolonilerde Üretilen Arı Sütlerinde 10-Hidroksi-2-Dekanoik Asit, Toplam Protein ve Majör Arı Sütü Proteinlerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu araştırma ile farklı genotipteki kolonilerde üretilen arı sütlerinde 10-Hidroksi Dekanoik Asit (10-HDA), toplam protein oranları ve majör arı sütü proteinlerinin molekül ağırlıkları belirlenmiştir. Çalışmada, Kafkas melezi (KM) ve Muğla Ekotipi (ME) kolonilerin ana arıları, arı sütü üretiminden iki gün önce ana arı sınırlandırma kafesine alınmış, aşılama günü koloniler düzenlenmiştir. Her koloniye 40’ar adet larva transferi yapılmış ve 72 saat sonra arı sütü hasat edilmiştir. Aşılama randımanı (AR), koloni başına arı sütü verimi (ASV), yüksük başına arı sütü verimi (YBASV), 10-HDA ve toplam protein oranları (TP) majör arı sütü proteinlerinin (MASP) molekül ağırlıkları belirlenmiştir. ME kolonilerinde ASV, YBASV, TP ve 10-HDA sırasıyla ortalama 8,4±0,87 g; 386,5±26,5 mg ve %13,4±0,62 %2,47±0,16 olarak; KM kolonilerinde ASV, YBASV, TP ve 10-HDA sırasıyla ortalama 8,5±0,92 g; 354,9±28,3 mg; % 12,8±0,66; %2,34±0,18 olarak saptanmıştır. Arı sütünün majör arı sütü proteinleri KM ve ME’de sırasıyla; MASP1, 46,8 kDa ve 47,5 kDa; MASP2, 68,2 kDa ve 68,8 kDa; MASP3, 83,2 kDa ve 83,9 kDa; MASP4 61,6 ve 62,2 kDa, MASP5, 107,2 kDa ve 105 kDa olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, ana arılı kolonilerde üretilen arı sütü üretiminde aşılama randımanı, koloni başına arı sütü verimleri, 10-HDA, toplam protein içerikleri ve MASP molekül ağırlıkları bakımından genotip grupları birbirine benzer bulunmuş, arı sütü hasat dönemlerinin TP oranları üzerine erkisi önemli bulunmuştur (P<0.05).

Keywords

Bal arısı, 10-HDA, toplam protein, MASP, sınırlandırma kafesi

Supporting Institution

Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi'

Project Number

Proje No: ZRF-20023

Thanks

Bu çalışmanın gerçekleştirilmesi için gerekli maddi desteği sağlayan Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi'ne (Proje No: ZRF-20023) teşekkür ederiz.

References

• Arslan, S., Hamgir, B., 2010. Ana arı üretiminde farklı koloni populasyonuna sahip analı ve anasız başlatma kolonileri ile üretim mevsiminin ana arı kalitesi ve yetiştiricilik parametreleri üzerine etkileri. Journal of Agricultural Faculty of Gaziosmanpaşa University, (2): 81-88.
• Balkanska, R., 2018. Determination of trans-10-hydroxy-2-decenoic acid in royal jelly by high performance liquid chromatography after different bee feeding. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(4), 3738-3743.
• Bloodworth, B.C., Harn, C.S., Hock, C.T., Boon, Y.O., 1995. Liquid chromatographic determination of trans-10-hydroxy -2-decenoic acid content of commercial products containing royal jelly. Journal of AOAC International 78 (4): 1019-1023.
• Bradford, M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72:248-254.
• Delaplane, K. S., Mayer, D. F., 2000. Crop pollination by bees. CABI publishing.
• Drapeau, M.D., Albert, S., Kucharski, R., Prusko, C., Maleszka, R., 2006. Evolution of the Yellow/Major Royal Jelly Protein family and the emergence of social behavior in honey bees. Genome Research, 16(11), 1385-1394.
• Erdoğan, A., Uçak Koç, A., Karacaoğlu, M.,2017. Anadolu Arısı Ege Ekotipi (Apis mellifera anatoliaca) ve İtalyan (Apis mellifera ligustica) X Ege Melezi Bal Arılarının ve Farklı Yüksük Sayılarının Arı Sütü Verimleri Üzerine Etkileri. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 21 (1): 91-98.
• Garcia-Amoedo, L.H., Almeida-Muradian, L.B., 2003. Determination of trans 10-hydroxy-2-decenoic acid (10- HDA) in Brazilian royal jelly. Ciencia y tecnología de alimentos 23, Supl.: 62–65.
• Garcia-Amoedo, L.H., Almeida-Muradian, L.B., 2007. Physicochemical composition of pure and adulterated royal jelly. Química Nova 30(2): 257-259
• Gençer, H. V., Karacaoğlu, M., 2003. Kafkas ırkı (Apis mellifera caucasica) ve Kafkas Irkı ile Anadolu Arısı-Ege Ekotipi (Apis mellifera anatoliaca)’nin Karşılıklı Melezlerinin Ege Bölgesi Koşullarında Yavru Yetiştirme Etkinlikleri ve Bal Verimleri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi, 13(1): 61-65.
• Güler A., Kaftanoğlu O., 1999. Türkiye’deki önemli balarısı (Apis mellifera L.) ırk ve ekotiplerinin göçer arıcılık koşullarında performanslarının karşılaştırılması. Turkish Journal of Veterinary and Animal Science, 23, 577-581.
• Imjongjirak, C., Klinbunga, S., Sittipraneed, S., 2005. Cloning, expression and genomic organization of genes encoding major royal jelly protein 1 and 2 of the honey bee (Apis cerana). BMB Reports, 38(1), 49-57.
• Kamyab, S., Gharachorloo, M., Honarvar, M., Ghavami, M., 2020. Quantitative Analysis of Bioactive Compounds Present İn Iranian Royal Jelly. Journal of Apicultural Research, 59 (1) 42–52.
• Karacaoğlu, M., Uçak, A., 2002. Güney Ege koşullarında farklı dönemlerde yetiştirilen ana arılar ile oluşturulan kolonilerin gelişimi. III. Ulusal Zootekni Bilim Kongresi, 14-16.
• Karacaoğlu, M., Kösoğlu, M., Uçak Koç, A., 2004. Farklı yöntemlerin Ege ekotipi (A. m. anatoliaca) ve Kafkas (A. m. caucasica) x Ege melezi bal arılarının arı sütü verimleri üzerine etkileri. ADÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 1(1): 29-33.
• Karacaoğlu, M., Uçak Koç, A., Bakır, B.Z., Metin, K., Keser, B., Birincioğlu, B., 2019. The effect of harvest time and number of queen cell on 10-HDA and total protein content in royal jelly. 11. International Animal Science Conference, Cappadocia, Turkey, 20-22 October 2019; p:380-384.
• Karacaoğlu, M., Gençer, H. V., Uçak Koç, A., Kahya, Y., 2020. Arıcılık sektöründe mevcut durum kısıtlar ve fırsatlar. Türkiye Ziraat Mühendisliği IX. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı-2, 159.
• Kösoğlu, M., Yücel, B., Gökbulut, C., Konak, R. Bi̇rcan, C., 2013. The effect of harvesting time on some biochemical and trace element compositions of royal jelly. Kafkas Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 19 (2): 233-237.
• Kutluca, S., Genç, F. Dodoloğlu, A., 1998. Besleyici kolonilere verilen ana arı yüksüklerinin sayısı ile hasat aralığının kolonilerin arısütü verimine etkisi. Tr J of Veterinary and Animal Sciences, 22: 363-369.
• Laemmli, U.K., 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685.
• Liu, J.R., Yang, Y.C., Shi, L.S., Peng, C.C., 2008. Antioxidant Properties of Royal Jelly Associated with Larval Age and Time of Harvest. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56: 11447–11452.
• Malecova, B., Ramser, J., O'Brien, J. K., Janitz, M., Judova, J., Lehrach, H., Simuth, J., 2003. Honeybee (Apis mellifera L.) mrjp gene family: computational analysis of putative promoters and genomic structure of mrjp1, the gene coding for the most abundant protein of larval food. Gene, 303, 165-175.
• McGregor, S. E., 1976. Insect pollination of cultivated crop plants (No. 496). Agricultural Research Service, US Department of Agriculture.
• Okuyan, S. 2020. E vitamini ve ko-enzim q10'un arı sütünün bazı kimyasal ve üretim parametreleri üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde.
• Oskay, D., Bayrak, G., 2022. Investigation of yield and some quality features of royal jelly harvested from honeybee colonies fed with food substitutes. Hayvansal Üretim, 63(2), 98-104.
• Peixoto, L. G., Calabria, L. K., Garcia, L., Capparelli, F. E., Goulart, L. R., de Sousa, M. V., Espindola, F. S., 2009. Identification of major royal jelly proteins in the brain of the honeybee Apis mellifera. Journal of Insect Physiology, 55(8), 671-677.
• Ramadan, M.F., Al-Ghamdi, A., 2012. Bioactive compounds and health-promoting properties of royal jelly: A review. Journal of Functional Foods, 4(1), 39-52.
• Santos, K. S., dos Santos, L. D., Mendes, M. A., de Souza, B. M., Malaspina, O., Palma, M. S., 2005. Profiling the proteome complement of the secretion from hypopharyngeal gland of Africanized nurse-honeybees (Apis mellifera L.). Insect Biochemistry And Molecular Biology, 35(1), 85-91.
• Sakla, R., El-Shafeiy, S., 2022. Evaluation of royal jelly quality and queens production by using natural food supplements in honeybee colonies. Egyptian Journal of Agricultural Research, 100(4), 458-466.
• Schmitzova, J., Klaudiny, J., Albert, S., Schroder, W., Schreckengost, W., Hanes, J., 1998. A family of major royal jelly proteins of the honeybee Apis mellifera royal jelly. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 389: 1087-1093.
• Shinkhede, M.M., Tembhare, D.B., 2009. Royal Jelly Protein and Lipid Composition in Apis cerana indica F. International Journal of Industrial Entomology, 18(2), 139-142.
• Şahinler, N., Kaftanoğlu, O., 2005. The effects of season and honeybee (Apis mellifera L.) genotype on acceptance rates and royal jelly production. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences, 29: 499-503.
• Tamura, S., Amano, S., Kono, T., Kondoh, J., Yamaguchi, K., Kobayashi, S ... Moriyama, T., 2009. Molecular characteristics and physiological functions of major royal jelly protein 1 oligomer. Proteomics, 9(24), 5534-5543.
• Uçak Koç, A., Karacaoğlu, M., Bakır, Z.B., Kızılkaya, K., 2022. Determination of total protein, trans-10-Hydroxy-2-Decenoic Acid (10-HDA) and major royal jelly proteins in royal jelly produced at different harvest times in queenless and queenright colonies. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 26(1), 109-117.
• Uçak Koç, A., Karacaoğlu, M., Uygun, M., Bakır, Z.B. Keser, B., 2023. Effect of harvesting time and the number of queen cell cups on royal jelly composition. Journal of Apicultural Research, 62(3), 478-484.
• Wytrychowski, M., Chenavas, S., Daniele, G., Casabianca, H., Batteau, M., Guibert, S. Brion, B., 2013. Physicochemical characterisation of French royal jelly: Comparison with commercial royal jellies and royal jellies produced through artificial bee-feeding. Journal of Food Composition and Analysis, 29(2), 126-133.
• Yavuz, İ., 2021. Apiterapi Karışımlarında Kullanılan Arı Sütünde 10-HDA'nın Termal Degradasyonunun Belirlenmesi ve Arı Sütünün Fonksiyonel Gıda Üretiminde Kullanımı. Doktora Tezi, Akdeniz Ünv., Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
• Yavuz, İ., Gürel, F., 2017. Chemical properties of the royal jellies in Turkish markets (Türkiye’de satışa sunulan arı sütlerinin kimyasal özellikleri). Mediterranean Agricultural Sciences, 30(3): 281-285.
• Zheng, H.Q., Hu, F.L. Dietemann, V., 2011. Changes in composition of royal jelly harvested at different times: consequences for quality standards. Apidologie, 42: 39–47.