Маточное молочко представляет собой многокомпонентную питательную смесь, выделяемую пчелами-кормилицами (нелетные молодые пчелы в возрасте 5—15 дней) для кормления личинок и пчелиной матки. При этом молочко служит пищей для личинок рабочих пчел в первые 3 дня их жизни, а для личинок маток — в первые 5 дней и потом, после выхода из кокона, — в течение всей жизни пчелиной матки — до 6 лет. В состав маточного молочка входят секреты гипофарингеальных и мандибулярных желез, а также медового зобика. Предполагается участие и других желез — постцеребральных и торакальных. В течение первых 3 сут жизни личинок маточное молочко представлено смесью секретов гипофарингеальных и мандибулярных желез и богато белковыми компонентами. С 3-го по 5-й день оно смешивается с секретом мандибулярных желез и медового зобика (секрет представлен в основном углеводами).

Свежеполученное маточное молочко представляет собой непрозрачную массу сметанообразной консистенции, молочно-белого (до слабо-кремового) цвета, по вкусу кисловатое, со жгучим привкусом и специфическим приятным запахом.

Химический состав маточного молочка сложен и непостоянен. Он зависит от возраста личинок, сезона сбора, условий хранения и т. д. В нативном маточном молочке содержится 60— 70 % воды, 30—40 % сухого вещества, в котором больше всего белков — 10—52 %, также много углеводов (12—40 %) и липидов (2—10 %). Кроме того, в значительном количестве содержатся свободные органические и аминокислоты (7—32 %), а также минеральные вещества (до 2 %). Остальные компоненты (до 16 %) до сих пор неидентифицированы.

Белки маточного молочка в основном представлены альбуминами и глобулинами. При этом отношение альбуминов к глобулинам составляет 2:1. Ферменты представлены в незначительном, даже следовом количестве. Из аминокислот в маточном молочке обнаружены 22, причем из общего количества незаменимые достигают 7 %. Весьма высоко содержание пролина и оксипролина — их количество иногда может достигать 80 % суммы всех аминокислот.

Из углеводов маточного молочка основную часть составляют глюкоза и фруктоза. Меньше сахарозы и других Сахаров — рибозы, мальтозы, трегалозы и т. д.

Липиды и органические кислоты маточного молочка составляют очень важную его фракцию. Сюда входят стерины — до 3 %, глицерины — 0,8, фосфолипиды — 1,3, воск — 0,05, жирные кислоты — до 6,5 %. Стерины представлены в основном холестеролом и его производными.

Как видно из приведенных данных, наибольшая часть липидов представлена жирными кислотами. В свою очередь, из их набора особо выделяется 10-гидроокси-2-деценовая кислота (до 90 % всех жирных кислот молочка).

Ранее эта кислота в природных веществах была неизвестна. Ее специфичность, отражающая очень редкую форму для природных средств, служит одним из основных критериев подлинности маточного молочка пчел.

Набор минеральных веществ маточного молочка очень широк и изменчив, что объясняется экологическими вариантами его образования у пчел, обитающих в разных геоботанических зонах. Однако почти всегда встречаются фосфор, натрий, калий, кальций, марганец, железо, медь, цинк, а также микроэлементы — всего 110 соединений и зольных элементов, характерных для животного организма.

Витаминов в маточном молочке по сравнению с другими природными продуктами мало. В основном они представлены водорастворимыми витаминами группы В. Относительно много пантотеновой кислоты — до 200 мкг на 1 г продукта. Из других веществ следует отметить постоянное присутствие в молочке ацетилхолина (до 1 % сухого вещества). Обнаружена аденозин-трифосфорная кислота, а также аденозиновые, гуанозиновые и цитидиновые моно- и дифосфаты. Возможно присутствие нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Специфическим для молочка является присутствие в нем биоптерина и неоптерина.