ملیسوپالینولوژی؛ علم مطالعه گرده در عسل

ملیسوپالینولوژی؛ علم مطالعه گرده در عسل

مطالعه گرده در عسل

نویسنده: دکتر وان ام. برایانت، استاد و مدیر آزمایشگاه پالینولوژی، گروه انسان‌شناسی، دانشگاه تگزاس A&M، کالج استیشن.

بیش از پنجاه سال است که گرده‌های موجود در نمونه‌های عسل را زیر میکروسکوپ بررسی می‌کنم و تازه حالا می‌توانم بگویم در این کار به مهارت رسیده‌ام. با این حال، هنوز هم زنبورداران با من تماس می‌گیرند یا ایمیل می‌زنند و می‌خواهند آخر هفته به آزمایشگاهم بیایند تا یاد بگیرند چطور گرده‌های عسل خود را تحلیل کنند.

ملیسوپالینولوژی به مطالعه گرده‌های موجود در عسل اختصاص دارد. این اصطلاح از ترکیب واژه‌های یونانی “ملیسو” به معنای «زنبور عسل» و پالینولوژی به معنی «مطالعه گرده» شکل گرفته است. امروزه علم “مطالعه گرده در عسل” به‌عنوان کم‌هزینه‌ترین و سریع‌ترین روش برای شناسایی محتوای گیاهی و منشأ جغرافیایی عسل در سراسر جهان شناخته می‌شود. بااین‌حال، کارایی این روش به مهارت تحلیلگر گرده (پالینولوژیست)، روش استخراج گرده از نمونه‌های عسل و توانایی تحلیلگر در تفسیر نتایج بستگی دارد. عسل ، امروزه به یک تجارت مهم تبدیل شده و به‌عنوان شیرین‌کننده در هزاران محصول مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

انسان‌ها دارای پنج حس اصلی چشایی هستند: شیرین، ترش، تلخ، شور و لذیذ (اومالی). از میان این پنج حس، معمولاً انسان‌ها از طعم‌های بسیار تلخ، ترش یا شور لذت نمی‌برند. اما به نظر می‌رسد نسبت به طعم شیرین علاقه زیادی دارند و بسیاری قادر نیستند از خوردن غذاهای شیرین سیر شوند. احتمالاً همین علاقه باعث شد تا اجداد ما در دوران پیشاتاریخ به سمت کندوهای زنبور عسل متمایل شوند.

هرچند زمان دقیق آغاز این کار مشخص نیست، اما نقاشی‌های دیواری غارهای آلتامیرا در اسپانیا، که به حدود ۱۵۰۰۰ سال پیش باز می‌گردند، نشان می‌دهند افرادی با استفاده از نردبان به سراغ کندوها می‌رفتند تا عسل جمع‌آوری کنند. در دوران تاریخی نیز، مصریان، یونانیان، رومیان و دیگر تمدن ‌های اولیه، اهمیت عسل را به‌عنوان شیرین‌کننده اصلی غذاها و نوشیدنی‌ها ثبت کرده‌اند.در قرون وسطی، کندوهای گنبدی‌ شکل موسوم به «اسکپ» رایج بودند و اسکپ همچنان رایج‌ترین نماد زنبورداری است. 

شاید علاقمند باشید مقاله ” گرده عسل و ملیسوپالینولوژی؛ رازهای منابع گیاهی عسل ” را ملاحظه کنید 🌷

آغاز ملیسوپالینولوژی در ایالات متحده 

در دنیای جدید، بومیان مکزیک و آمریکای مرکزی زنبورداری را با استفاده از گونه‌های زنبور بدون نیش توسعه دادند. هنگامی که کاشفان اسپانیایی این مناطق را فتح کردند، گزارش دادند که بومیان می‌توانستند حدود دو کیلوگرم عسل از یک کلونی زنبور بدون نیش به دست آورند، که بسیار کمتر از تولید کندوهای اسپانیا و اروپا بود. اعتقاد بر این است که اولین زنبورهای عسل اروپایی در سال ۱۸۲۱ به ویرجینیا وارد شدند.

پس از ورود این زنبورها، برخی قبایل بومی آن‌ها را «مگس‌های مرد سفید» می‌نامیدند و به شبدر سفید (Trifolium repens L) که اغلب همراه با گسترش زنبورهای عسل وارد می‌شد، لقب «پای مرد سفید» داده بودند، زیرا هر دو با مهاجران اروپایی گسترش یافتند. گزارش‌های اولیه مهاجران نیوانگلند نشان می‌دهد که زنبورداری تا سال ۱۸۵۱، زمانی که کشیش لانگستروت قاب‌های جداشدنی را در کندوها ابداع کرد، چندان سودآور نبود.

تا اواسط دهه ۱۸۰۰، زنبورهای عسل اروپایی در سراسر دنیای جدید رایج شده بودند. در سال ۱۸۶۵، هروشکا استخراج‌کننده گریز از مرکز را اختراع کرد که فروش تجاری عسل را به‌طور چشمگیری افزایش داد، زیرا حالا عسل به‌صورت مایع قابل‌ فروش بود و موم شانه‌ها نیز می‌توانست به‌عنوان سود اضافی برای ساخت شمع یا محصولات دیگر استفاده شود. 

امروزه ایالات متحده یکی از تولیدکنندگان عمده عسل است، اما در مقایسه با چین و ترکیه جایگاه پایین‌تری دارد. بااین‌حال، تلاش چندانی برای شناسایی محتوای عسل تولید شده در آمریکا صورت نگرفته است. در اوایل قرن بیستم، برخی تحقیقات انجام شد، اما بیشتر آن‌ها بر ترکیب شیمیایی عسل و روش‌های شناسایی تقلب در عسل متمرکز بودند. در آن زمان، توجه کمی به مطالعه گرده در عسل معطوف شد، با وجود اینکه در سایر نقاط جهان، ترکیب گرده به‌عنوان سریع‌ترین و کم‌هزینه‌ترین روش برای شناسایی انواع گیاهی و منشأ جغرافیایی عسل شناخته شده بود. 

تاریخچه بررسی علمی عسل در آمریکا

تحقیقات علمی درباره عسل و محتوای گرده آن در آمریکا از اوایل دهه ۱۹۰۰ آغاز شد. یانگ، از وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA)، گزارشی کوتاه درباره تحلیل عسل تولیدشده در آمریکا منتشر کرد. او اهداف خود را شناسایی انواع عسل آمریکایی، تعیین دامنه تغییرات انواع عسل، بهبود روش‌های تحلیل عسل و بررسی امکان استفاده از گرده برای تشخیص تقلب در نمونه‌ها اعلام کرد. او گزارش داد که کم بودن میزان گرده در عسل احتمالاً نشانه‌ای از تقلبی بودن آن است.

پس از مطالعه یانگ در سال ۱۹۰۸، تا اوایل دهه ۱۹۴۰ هیچ مطالعه عمده دیگری درباره گرده در عسل داخلی انجام نشد. در سال ۱۹۴۰، دو دانشمند USDA، تاد و ونسل، مطالعه‌ای را آغاز کردند. آن‌ها می‌خواستند تعداد دانه‌های گرده در شهد تولیدشده توسط گیاهان مختلف، تعداد دانه‌های گرده جمع‌آوری‌ شده توسط زنبورهای عسل از شهدهای مختلف و کارایی زنبورها در حذف انواع مختلف گرده از معده عسل خود در مسیر بازگشت به کندو را بررسی کنند.

تحقیقات آن‌ها سال‌ها به طول انجامید و بیش از ۲۶۰۰ نمونه شهد را بررسی کردند. آن‌ها زنبورها را در قفس نگه داشتند و تنها شربت شفاف مخلوط با گرده یا عسل رقیق‌شده‌ای که خودشان تجزیه کرده بودند به آن‌ها خوراندند. همچنین زنبورها را روی گل‌های در حال شکوفه گیاهان مختلف قرار دادند و بلافاصله معده عسل زنبورها را پس از ترک گل‌ها تشریح کردند. 

تحقیقات آن‌ها تفاوت‌های چشمگیری را آشکار کرد که پیش‌تر ناشناخته بود و نتایج به‌دست‌آمده پایه‌ای برای پژوهش‌های بعدی شد. همچنین «ضرایب مقداری» برای میزان مورد انتظار گرده در انواع مختلف عسل تعیین گردید. برای نمونه، مشخص شد که مقدار برابر شهد از گیاهان مختلف می‌تواند حاوی مقادیر متفاوتی از گرده باشد و زنبورها قادرند پیش از ذخیره‌سازی شهد در کندو، بخش‌هایی از گرده موجود در معده عسلی خود را حذف کنند.

آن‌ها دریافتند زنبورهایی که شکمشان پر از شهد است، می‌توانند با استفاده از پروونتریکولوس (فیلتر عسل) برخی گرده ها را به‌سرعت جدا کنند، در حالی که برخی دیگر از گرده‌ها به‌سادگی حذف نمی‌شوند. در یکی از آزمایش‌ها، زنبورهای نگهداری‌شده در قفس که با شربتی حاوی ۲۰۰,۰۰۰ دانه گرده در هر سی‌سی تغذیه شده بودند، در صورت ۱۵ دقیقه پرواز در محیطی بدون غذا، قادرند بخش عمده گرده‌ها را حذف کنند. به‌عبارت دیگر، در یک پرواز بازگشت معمولی ۱۵ دقیقه‌ای به کندو، زنبورها قادرند تا ۹۰ درصد از برخی انواع گرده را از معده عسلی خود خارج کنند.

بخش‌های دیگر مطالعه تاد و ونسل بر تعیین مقدار طبیعی گرده در شهد گونه‌های مختلف گیاهی متمرکز بود. برای مثال، آن‌ها دریافتند که نسبت شهد به گرده در شهد گیاه فایرویید تنها حدود ۲۲۰ دانه گرده در هر سی‌سی است، درحالی‌که این نسبت برای گیاه پریوت حدود ۶,۱۳۰ دانه گرده در هر سی‌سی بود. آن‌ها نتیجه گرفتند که نسبت‌های مختلف شهد به گرده که محاسبه کرده‌اند، می‌تواند به تعیین مقادیر واقعی گرده مورد انتظار در عسل کمک کند.

آن‌ها همچنین کشف کردند که مدت زمان بازگشت زنبور به کندو تعیین‌کننده میزان حذف گرده از شهد است و هرچه دانه‌های گرده بزرگ‌تر باشند، زنبورها با سرعت و کارایی بیشتری آن‌ها را حذف می‌کنند. بنابراین، گرده‌های بزرگ در گل‌ها و شهد گیاهانی مانند ماگنولیا و درخت لاله به‌سرعت حذف می‌شوند، درحالی‌که دانه‌های گرده کوچک‌تر در گل‌های شبدر شیرین، علف آبی و فراموشم‌نکن ، به راحتی حذف نمی‌شوند.  

مطالعات بعدی و چالش‌ها 

پس از گزارش تاد و ونسل در دهه ۱۹۴۰، تنها چند مطالعه کوچک درباره محتوای گرده عسل در آمریکا انجام شد. تا دهه‌های ۱۹۷۰ و اوایل ۱۹۸۰، اولین مطالعات گسترده گرده در عسل داخلی آمریکا توسط مردیت لیو در دانشگاه ایالتی لوئیزیانا انجام شد. تحقیقات او اولین تلاش در آمریکا برای تحلیل دقیق گرده عسل بود و او اولین کسی بود که از ترکیب انواع گرده برای تعیین مکان جغرافیایی تولید هر نمونه عسل استفاده کرد. او همچنین اولین کسی بود که از اسپورهای ردیاب برای تعیین مقادیر دقیق غلظت گرده (مقدار مورد انتظار گرده) در انواع مختلف عسل لوئیزیانا استفاده کرد. 

از زمان مطالعات لیو، تنها دو مطالعه دیگر درباره گرده در عسل آمریکا در اواخر قرن بیستم، در دهه ۱۹۹۰، انجام شده است. مطالعه اول توسط جاناتان وایت و وان برایانت بر ویژگی‌های شیمیایی و گرده‌ای نمونه‌های عسل مسکیت و آکاسیا در مناطق تگزاس و آریزونا متمرکز بود. آن‌ها به دنبال راه‌هایی برای شناسایی تقلب در عسل با استفاده از سطوح ایزوتوپ قند پایدار و گرده بودند. مطالعه دوم آن‌ها بر شناسایی عسل تک‌گل نارنج بر اساس درصد گرده و سطوح متیل آنترانیلات تمرکز داشت. 

تنها مطالعه منتشرشده درباره گرده عسل در آمریکا در قرن حاضر توسط گرچن جونز و وان برایانت درباره عسل شرق تگزاس انجام شد. دلیل کم بودن مطالعات در بیش از ۱۰۰ سال، بازتاب‌ دهنده کمبود افرادی با مهارت تحلیل عسل است. یادگیری تحلیل گرده در عسل نیازمند درک گسترده‌ای از گیاه‌شناسی و زیست‌شناسی زنبور است. هر مطالعه همچنین زمان‌بر است و به تمرکز و ذهن کنجکاو نیاز دارد. 

استخراج گرده از عسل 

فرآیند بازیابی گرده از عسل پیچیده نیست و در صورت داشتن تجهیزات مناسب و در برخی موارد آزمایشگاه مناسب، به‌راحتی قابل انجام است. با توجه به نقش تحلیل گرده در تحقیقات عسل و زنبور عسل، ضروری است که تکنیک‌های بازیابی گرده ، نتایج دقیق و قابل‌تکرار تولید کنند.

استخراج گرده از عسل دشوار نیست. روش استاندارد اولیه که در اوایل دهه ۱۹۰۰ تعیین شد، شامل رقیق کردن ۱۰ گرم عسل با ۲۰ میلی‌لیتر آب، سانتریفیوژ کردن محلول با سرعت پایین ۲,۵۰۰ دور در دقیقه به مدت پنج دقیقه و سپس بررسی مواد باقی‌مانده در ته لوله سانتریفیوژ بود. محققان بعدی ادعا کردند که تکنیک‌های دیگر بهتر هستند. برخی از تکنیک‌های بعدی شامل استفاده از ۱ تا ۲۰ گرم عسل، رقیق کردن با ۲۰ تا ۱۰۰ میلی‌لیتر آب، سرعت سانتریفیوژ بین ۲,۰۰۰ تا ۴,۵۰۰ دور در دقیقه و زمان سانتریفیوژ از یک تا ۱۰ دقیقه بود. 

بیش از ۳۵۲ هزار گونه گیاه گل‌دار وجود دارد که زنبورهای عسل می‌توانند از آن‌ها گرده و/یا شهد جمع‌آوری کنند.

یکی از دلایل تنوع در روش‌های بازیابی گرده این است که مقدار گرده در عسل معمولاً بسیار اندک است. به همین دلیل، از دست رفتن حتی بخش کوچکی از آن می‌تواند در شناسایی منابع واقعی شهد و تعیین موقعیت جغرافیایی عسل مشکل ایجاد کند. برای درک بهتر، تصور کنید کیسه‌ای با ۲۰ تیله دارید که ۱۰ عدد آن سیاه و ۱۰ عدد دیگر سفید است. اگر چند تیله را به‌طور تصادفی بیرون بریزید، آیا همچنان نسبت ۵۰ درصدی از هر رنگ حفظ می‌شود؟ عسل نیز به همین شکل است؛ اگر مقداری از گرده به‌طور ناخواسته حذف شود، دیگر نمایه گرده‌ای که باقی می‌ماند تصویر دقیقی از وضعیت اولیه عسل نخواهد بود.

دو روش معتبر و موفق برای استخراج گرده، که کارایی آن‌ها در آزمایش‌ها تأیید شده است، شامل فیلتر کردن عسل یا رقیق کردن آن در الکل پیش از پردازش می‌باشد. روش فیلتر، که در سال ۱۹۸۳ توسط لوتیه و وسیه توسعه یافت، بر پایه رقیق کردن عسل با مقدار زیادی آب و سپس عبور دادن آن از فیلتر سلولزی با منافذی حداکثر دو تا سه میکرونی است. این شیوه هیچ گرده‌ای را از دست نمی‌دهد، اما بسیار زمان‌بر است و احتمال دارد فیلترها با مولکول‌های درشت قند مسدود شوند.

روش دیگر، که در سال ۲۰۰۱ توسط جونز و برایانت معرفی شد، شامل رقیق کردن ۱۰ گرم عسل در ۱۰۰ میلی‌لیتر الکل اتیلیک (ETOH) به‌ جای آب و سپس سانتریفیوژ کردن محلول به ‌دست‌ آمده است. استفاده از ETOH باعث می‌شود چگالی ویژه محلول عسل/ETOH به ۰٫۷ کاهش یابد و تمام دانه‌های گرده هنگام سانتریفیوژ به‌سرعت ته‌نشین شوند. داده‌های منتشر شده نشان دادند که این روش از نظر کارایی با روش فیلتر لوتیه و وُسیه برابری می‌کند، اما به‌طور چشمگیری آسان‌تر و سریع‌تر است.

شناسایی گرده در عسل

بیش از ۳۵۲ هزار گونه گیاه گل‌دار وجود دارد که زنبورهای عسل می‌توانند از آن‌ها شهد یا گرده جمع‌آوری کنند. زنبورداران اغلب مشتاقند بدانند زنبورهایشان برای تولید عسل از چه گیاهانی استفاده کرده‌اند. آن‌ها نتایج تحلیل گرده را ابزاری برای تبلیغ کیفیت عسل و افزایش فروش خود می‌دانند. برخی زنبورداران حتی علاقه دارند شخصاً این تحلیل‌ها را انجام دهند، اما چنین کاری مستلزم دانش علمی گسترده، تجهیزات تخصصی و مجموعه‌های مرجع گرده است که معمولاً در اختیار آن‌ها قرار ندارد.

تحلیل گرده در عسل با چالش‌های متعددی همراه است؛ از جمله نیاز به آموزش در زمینه گیاه‌شناسی و حشره‌شناسی، توانایی تشخیص انواع مختلف گرده و شناخت پراکندگی جغرافیایی گیاهان گرده‌زا، که همگی مستلزم تخصص و تجربه فراوان هستند.

آینده مطالعات گرده عسل

با توجه به آموزش گسترده و زمان‌بر بودن تحلیل گرده، برخی پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که از روش‌های جایگزین مانند ایزوتوپ‌ها یا تحلیل DNA استفاده شود. برای مثال، تحلیل ایزوتوپ‌های پایدار کربن می‌تواند در شناسایی تقلب در عسل مؤثر باشد، اما برای برخی قندها مانند قند چغندر یا برنج کافی نیست. از سوی دیگر، تحلیل DNA و بارکدینگ در سال‌های اخیر پیشرفت زیادی داشته است، اما همچنان با چالش‌هایی روبه‌رو است و نیازمند تجهیزات و تخصصی است که در دسترس همگان نیست.

با وجود این، ملیسوپالینولوژی همچنان روشی کم‌هزینه و سریع برای شناسایی منابع گیاهی، کشف احتمال تقلب و تعیین منشأ جغرافیایی عسل محسوب می‌شود؛ البته به شرط آنکه توسط افراد متخصص انجام گیرد. بااین‌حال، سرعت رشد فناوری‌های ژن‌محور می‌تواند در آینده این روش سنتی را کنار بزند.

نویسنده: وان ام. برایانت، دکترا، استاد و مدیر آزمایشگاه پالینولوژی، گروه انسان‌شناسی، دانشگاه تگزاس A&M، کالج استیشن.
www.anthropology.tamu.edu/vaughn-bryant

برای دیدن مقاله اصلی اینجا کلیک کنید

ترجمه این مقاله توسط مرکز تخصصی زنبورداری و پرورش ملکه ارجان صورت گرفته است.

دسترسی سریع به آخرین مقالات مرتبط :