Маточное молочко содержит 34 % сухих веществ и 66 % воды. Протеины представлены ферментами, липопротеидами, альбуминами, глобулинами и другими белковыми веществами (количество белков составляет около 50 %), а также небелковыми веществами (пептиды, аминокислоты). По содержанию аминокислот (аланин, лизин, метионин, валин) маточное молочко, продуцируемое пчелами разных рас, а так же из маточников и пчелиных ячеек, различно. Углеводы представлены глюкозой, фруктозой, сахарозой, мальтозой, рибозой и другими сахарами, содержание которых составляет от 9-15 до 20 %. Липиды (жирные кислоты, насыщенные и ненасыщенные моно- и дикарбоновые, в том числе деценовая, янтарная, адениновая, пальмитиновая, лауриновая и др.) составляют от 1,5 до 7 %. Маточное молочко богато витаминами группы В (тиамин, рибофлавин и др.), содержит пантотеновую и аскорбиновую кислоты. В составе маточного молочка обнаружены нуклеотиды (аденин, уроцил), нуклеиновые кислоты, ацетилхолин, стеролы, молочная и пировиноградная кислоты и минеральные вещества.

Химический состав маточного молочка определяет его целебные свойства, его биологически активные вещества повышают тонус, работоспособность человека, стимулируют деятельность центральной нервной системы, регулируют обмен липидов и холестерина, нормализуют кровяное давление. Маточное молочко задерживает рост кишечной палочки, золотистого стафилококка, сальмонелл, возбудителя сибирской язвы, а в разбавленном виде способствует развитию этих микроорганизмов. Малые дозы стимулируют, а большие угнетают обменные процессы, центральную нервную систему, тканевое дыхание, окислительное фосфорилирование.

Биологической основой получения маточного молочка является способность медоносных пчел при отсутствии матки в семье закладывать большое количество маточников (от 9-10 до 150 маточников одновременно, в зависимости от расовой принадлежности пчел) и воспитывать в них маточных личинок, выделяя для этого необходимое количество маточного молочка. Маточное молочко заполняет весь объем ячейки, и личинка свободно «плавает» в нем. В период роения (размножения пчелиных семей) воспитание новых маток является естественной функцией пчелиной семьи. Искусственное увеличение продуцирования рабочими пчелами маточного молочка достигается путем отъема матки и открытого расплода и предоставления семье возможности выкармливания подсаженных в гнездо личинок для воспитания новой матки.

Сырое маточное молочко получают на пасеках путем отбора его из мисочек, в которых находятся личинки не старше трехдневного возраста. Качество маточного молочка должно соответствовать требованиям фармакопейной статьи ФС 42-792-75 «Апилак. Нативное маточное молочко». Продукт, заготовляемый для переработки в пищевых целях, должен соответствовать требованиям ГОСТ 28888-90 «Молочко маточное пчелиное». По внешнему виду это должна быть непрозрачная сметанообразная масса белого с желтоватым оттенком или слабо-кремового цвета с приятным медового оттенка слегка жгучим, вяжущим запахом. Механические примеси и признаки брожения не допускаются. Массовая доля сухих веществ составляет от 30 до 35 %, воска – не более 2 %. Концентрация водородных ионов (рН) водного раствора маточного молочка с массовой долей 1 % должна составлять 3,5-4,5; окисляемость продукта – не более 10 с. Массовая доля деценовых кислот –показателя натуральности продукта – должна быть не менее 5 %. Подтверждением подлинности маточного молочка является светло-голубая флуоресценция при длине волны возбуждающего света 366 нм (ртутно-кварцевая лампа сверхвысокого давления), свидетельствующая о наличии биоптерина, вырабатываемого глоточной железой рабочих пчел. Массовая доля сырого протеина, восстанавливающих сахаров и сахарозы составляет от 31 до 47, не менее 20 и не более 10,5 % соответственно. По стандарту обсемененность продукта непатогенными микробами не должна превышать 1,5 тыс./г. Косвенный показатель микробной чистоты маточного молочка – пировиноградная кислота, содержание которой повышается при жизнедеятельности ацидофильной палочки и плесневых грибов. В норме ее содержание колеблется от 0,08 до 0,15 %, стандартом не регламентируется.

Антимикробная активность продукта определяется по минимальной концентрации маточного молочка, которая останавливает рост стандартного штамма золотистого стафилококка (штамм 209Р), по стандарту она должна быть не более 14 мг/см3.

Биологическая активность маточного молочка устанавливается по количеству и массе живых личинок пчел, выращенных на нем. По стандарту средняя масса выращенных личинок должна быть не менее 180 мг.