ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЧЕЛИНОГО МЕДА

Основным компонентом меда являются углеводы. Они состав­ляют 95—99% сухого вещества. До появления современных методов анализа считалось, что мед содержит только глюкозу, фруктозу, известное количество сахарозы и декстрина. Применение различных хроматографических методов для исследования углеводов в меде позволило в течение последних 25 лет провести более сис­тематические и углубленные исследования. По Баталини и Бози (1972) считается, что сахара в меде представленны 2 моносахари­дами, 11 дисахаридами и 22 олигосахаридами:

моносахариды — фруктоза и глюкоза;

дисахариды — мальтоза, кожкбиоза, тураноза, изомальтоза, сахароза, мальтулоза, изомальтулоза, нитроза, трегалоза, гентиобиоза и ламинарибиоза;

олигосахариды — эрлоза, паноза, мальтотрноза, кестоза, мальтотриоза, кестоза, изомальтотриоза,мелецитоза, изопаноза, 6-а-глюкозилсахароза, 3-а-3-изомальтозилглюкоза, раффиноза, изомальтотетроза и изомальтопентоза. Наличие некоторых дисахаридов и олигосахаридов с достоверностью не установлено. Некоторые из этих Сахаров ред­кие, они не обнаружены ни у животных, ни у растений и получи­ли тривиальные наименования. По сравнению с нектаром и падью, пчелиный мед содержит больше Сахаров. Многие из них синтези­руются под воздействием инвертазы нектара, пади и пчелиных глоточных желез. Другим источником редких Сахаров может быть действие органических кислот меда на концентрированные прос­тые сахара.

Количество и соотношение между углеводами в меде зависит прежде всего от его растительного происхождения, от состава нектара, от интенсивности нектаровыделения, от климатических условий, от физиологического состояния и породы пчел, от силы пчелиной семьи и других факторов. Основными компонентами меда в количественном отношении являются фруктоза и глюкоза. Смесь равных частей этих моносахаридов называют инвертным сахаром. В действительности же при использовании классических методов их определения основанных на их редуцирующих свойствах, к инвертным сахарам причисляют и редуцирующие олигосахариды. Благодаря этому использование понятия инвертный сахар в отношении меда надо считать неправильным. Правильным и точным термином является „редуцирующие сахара". Их количество в меде достигает 75—80%, они варьируют в очень широких гра­ницах не только в различных видах меда, но даже в пробах меда одного и того же растительного происхождения.

Отношение фруктозы к глюкозе (Ф/Г) имеет большое значение для определения отдельных сортов меда, в большинстве случаев , оно больше 1. Мед акации и каштана богат фруктозой, отношение Ф/Г — 1,5—1,7. Когда отношение Ф/Г меньше 1, то мед содержит больше глюкозы. Такой мед является редкостью — например мед рапса.

По данным многих авторов различных стран установлено, что содержание глюкозы в меде варьирует в границах от 20,4 до 44,4 %, а фруктозы — от 21,7 до 53,9%.

Пчелиный мед большинства растения содержит менее 5% са­харозы, но иногда ее количество достигает 10% (акация, лаванда, падь). Редуцирующие дисахариды (мальтоза и другие) достигают 14% общего количества Сахаров. Для падевого меда характерно: содержание большого количества (4—11%) мелецитозы и эрлозы. Большинство остальных олигосахаридов содержатся в небольших. количествах. Падевый мед по сравнению с нектарным содержит больший процент высших Сахаров.

Более низкое содержание редуцирующих Сахаров и более высокий процент сахарозы в акациевом, лавандовом и падевом меде связа­но с обильным выделением нектара и пади. Большие количества нектара и пади не могут полностью перерабатываться пчелами, глоточные железы которых истощены, а количество инвертазы для превращения сахарозы во фруктозу и глюкозу оказывается недостаточным.

Вторым преобладающим компонентом, после углеводов, яв­ляется вода. Ее количество варьирует от 15 до 23%. Содержание воды является одним из наиболее важньх показателей, опреде­ляющих способность меда не терять своих качеств при хранении. Кроме того, содержание воды в меде связано с некоторыми физи­ческими свойствами — кристаллизацией, вязкостью, удельной плотностью и т.д. Количество воды в меде зависит от времени медосбора, от климатических и географических условий, от по­роды пчел, силы пчелиных семей, влажности и температуры в улье, от условий переработки, сохранения и растительного проис­хождения меда. Вследствие высокой гигроскопичности меда со­держание в нем воды непостоянно и меняется при сохранении в зависимости от влажности воздуха,

Пчелиный мед содержит в минимальных количествах органи­ческие кислоты. Раньше считалось, что основной и едва ли не единственной из них является муравьиная, которую пчелы добав­ляют в него как консервирующее вещество. В действительности же эта кислота составляет едва лишь 10% всех кислот. Кроме муравьиной кислоты, мед содержит щавелевую, янтарную, ли­монную, винную, молочную, масляную, малеиновую, яблочную, нироглутаминовую, валериановую, бензойную, а также некото­рые высшие жирные кислоты. Некоторые кислоты попадают в мед из нектара и пади. Из всех кислот в меде больше всего глюконовой кислоты, образующейся из глюкозы в результате окислитель­ного действия глюкооксидазы, выделяемой глоточными железами пчел.

Ряд органических кислот находятся в меде в веде сложных эфиров, придающих ему аромат. В меде установлено наличие фосфатов, хлоридов и сульфатов.

Количество кислот (общая кислотность) в пчелином меде определяется их титрованием 0,1п едкого натра и выражается в см3 1п щелочи, необходи­мых для нейтрализации кислот в 100 г меда. При титровании, однако, после достижения эквивалентного пункта, появившаяся окраска индикатора бы­стро исчезает и мед восстанавливает свою кислотность. Надо отметить, что активная кислотность (рН) растворов меда постоянно увеличивается. По мнению %'ЬИе причиной этого является наличие в меде нейтральных соеди­нений — лактонов. Глюконовая кислота — единственная из содержащихся в пчелином меде кислот, может образовывать лактон. В водном растворе она находится в равновесии с лактоном и при титровании щелочами это равнове­сие нарушается — происходит постепенный сдвиг в сторону кислоты.

В виду того, что активная кислотность (рН) меда связана с про­цессами брожения, с чувствительностью энзимов и фруктозы к температуре, со вкусом и бактерицидностыо этот показатель очень важен при определении его физико-химических свойств. Активная кислотность варьирует от 3,2 до 6,5, другими словами, имеет кис­лую реакцию. Активная кислотность падевого меда выше, чем нектарного. Установлено, что увеличению окраски меда сопут­ствует тенденция повышения активной кислотности (рН), меды, богатые минеральными солями, обладают более высокой кислот­ностью.

Буферные свойства меда обусловлены органическими кислота­ми и минеральными солями. Они проявляются в том, что при раз­ведении меда водой до определенной границы, активная кислотность сохраняет свое первоначальное значение. Стократное разбавление падевого меда водой ведет к изменению рН в среднем на 0,17 ениниц, а нектарного — на 0,65. Следовательно, буферная емкость паде­вого меда, благодаря наличию минеральных солей и свободных кислот, выражена более отчетливо.

В пчелином меде имеются почти все химические элементы» необходимые для правильного функционирования человеческого организма.

В нектарном меде мень­ше минеральных веществ, чем в падевом. Более темные виды меда богаче минеральными солями. Раз­личие в количестве минеральных солей в меде обусловлено неоди­наковым содержанием золы в нектаре отдельных медоносов и в пади. По Оржевскому (1958) нектар содержит в среднем — 0,19%, а падь — 3,2% солей. Объясняется это тем, что капли пади соби­раются пчелами не сразу после их выделения тлей и другими насе­комыми, а обычно после того как часть влаги испарится, а количество пыли — увеличится, количество пепла в пади возрастет.

Химические элементы находятся в меде в разных количествах. Среди них преобладают калий, натрий, кальций, фосфор, сера, хлор, магний, железо и алюминий; в меньшем количестве имеются медь, марганец, хром, цинк, свинец, мышьяк, олово, титан и другие.

В меде обнаружены следы многих элементов, содержание не­которых составляет несколько сотых миллиграмма на 100 г меда. Калий составляет 1/4—1/2 общего количества содержащихся в меде минеральных солей, а вместе с натрием, кальцием и фосфо­ром — не менее 50% .

Белковые вещества в меде состоят из альбуминов, глобулинов п пептонов, представляющих половину коллоидных веществ. С помощью электрофореза доказано, что они гетерогенны и сос­тоят из 4—7 компонентов, в зависимости от ботанического проис­хождения меда. Большинство исследователей считает, что основное количество протеинов попадает в мед из слюнных желез пчел при переработке нектара и пади и, что они представляют энзимы. Нектар содержит минимальное количество белков, а цве­точная пыльца наоборот — богата ими (1С—35%), но количество пыльцы в меде незначительно. Вот почему нектар и цветочная пыльца рассматриваются как второстепенные источники белка в меде. Количество протеинов в меде варьирует от 0 до 1,67%. Па­девый мед содержит больше белков, чем нектарный.

Наряду со связанными аминокислотами пчелиный мед содер­жит разные количества свободных аминокислот (около 20). Они вырабатываются пчелами, а также содержатся в нектаре, пыль­цевых зернах и микроорганизмах. В зависимости от ботаничес­кого происхождения меда наблюдается большое разнообразие его аминокислотного состава.

Обобщая результаты многочисленных исследований, можно сделать вывод, что в 10 г меда содержатся следующие аминокисло­ты в мг: лизин — 0,4—38,2, гистидин — 0,56—10,7, аргинин — О—5,8, аспаргиновая кислота — 0,06—17,0, треонин — 0,2—4,5, серии — 0,34—11,8, глутаминовая кислота — 0,5—19,0, пролин-— 6,2—29,7, глицин — 0,12—5,9, аланин — 0,31 —10,5, цистин — 0,0—6,1, валин — 0,19—9,7, метиоиин — 0,0—7,56, изолейцин — 0,12—4,6, лейцин — 0,12—4,9, тирозин — 0,18—6,9, фенилаланин — 0,28—10,5 и триптофан — 0,0—0,1. Из общего количест­ва аминокислот до 80% приходится на пролин.

Энзимы — это белки, ускоряющие химические процессы в живых организмах, причем в конце биокатализации они остаются неизменными.В настоящее время установлено, что мед содержит: инвертазу, диастазу (амилазу), каталазу, кислую фосфатазу, глю-кооксидазу, полифенолоксидазу, пероксидазу, зстеразу и протеолитические энзимы. Первые три фермента обнаружены в меде давно, а остальные — в последние 2—3 десятилетия. Присутствие инвертазы (сахаразы) в организме пчел и в меде впервые было уста­новлено Эрленмейером в 1847 году. В мед инвертаза попадает глав­ным образом из глоточных желез пчел при переработке нектара и пади. Этот фермент играет главную роль как в биохимических процессах, совершающихся при переработке нектара, так и в из­менениях углеводов при хранении меда. В общих линиях роль инвертазы сводится к гидролизу сахарозы до глюкозы и фрукто­зы, а также к образованию с помощью процесса переноса групп Сахаров более высокого порядка. Кроме сахарозы, инвертаза рас­щепляет и другие ди- и трисахариды, за исключением лактозы, потому что между составляющими ее моносахаридами существует Р — связь, а очевидно, что инвертаза гидролизует только а— связи.

Установлено, что инвертаза в меде состоит из нескольких эн­зимов (от 7 до 18), которые в сущности являются а— глюкозидазами с удельной молекулярной массой около — 51 000. Опти­мальными условиями для проявления гидролизующего действия энзима на сахарозу являются следующие: рН — 6,0-—6,2, темпе­ратура — 25—30°С, концентрация субстрата — 10—20%. Инвертазная активность обыкновенно выражается в граммах сахарозы, расщепляющейся в течение часа инвертазой, содержащейся в 100 г меда (инвертазное число). Активность энзима считают показа­телем качества, степени нагревания и продолжительности и условий хранения меда. Активность инвертазы как и других компонентов пчелиного меда зависит от его растительного происхождения, сте­пени переработки нектара, от интенсивности нектаровыделения, от климатических условий от времени года и т.д. Несомненно, активность энзима зависит также от физиологического состояния, возраста и породы пчел, от силы и здоровья пчелиной семыи. Ког­да выделение нектара обильно и кормовая база находится вблизи пасеки, пчелы быстро переносят нектар в ячейки сотов, то есть он находится в зобике пчел непродолжительное время. Вслед­ствие этого количество протеазы в меде небольшое. В сырую по­году, при низкой температуре и умеренном нектаровыделении, пчелы посещают больше цветков, дольше перерабатывают нектар, поэтому количество (активность) инвертазы увеличивается.

Инвертазное число меда варьирует в широких границах от 2 до 40 и 50.

В конце прошлого века Эрленмейер и Плант установили в пче­лином меде присутствие диастазы (амилазы). Свойства этого энзима исследованы подробно, но роль его при созревании меда не выяснена. Содержащаяся в меде диастаза состоит из а-амилазы, расщепляющей крахмал до декстринов, и из Р-амилазы, расщеп­ляющей крахмал до мальтозы. Существует несколько гипотез от­носительно происхождения диастазы, но, вероятно, наиболее пра­вы исследователи, утверждающие, что энзим попадает в мед глав­ным образом из секрета слюнных желез пчел, а также из нектара и цветочной пыльцы. Оптимальная кислотность (рН) действия диа­стазы находится в пределах от 5,0—5,3, а температурный опти­мум — 35—45°С. Удельная молекулярная масса энзима — около 24 000. Диастазная активность вычисляется количеством 1%-ого раствора крахмала р (мл), которое расщепляется в течение одного часа при определенных условиях диастазой, содержащейся в од­ном грамме меда (диастазное число в единицах Готте). Диастазнов число является одним из основных показателей, которые чаще всего используются для контрольного анализа качеств и натурально­сти меда. По этому показателю можно судить о нагревании и пере­греве пчелиного меда. Диастазная активность изменяется в широ­ких границах под влиянием тех же факторов, которые обуслов­ливают колебания инвертазной активности. Нижней границей натурального меда считают 8—10 единиц по Готте.

Диастазная активность акациевого и лавандового меда самая низкая, а каштанового и липового — самая высокая.

Кроме указанных энзимов, в меде установлена и каталаза. Этот фермент катализирует разложение перекиси водорода до воды и кислорода. Происхождение каталазы в меде с достовер­ностью не выяснено. Этот энзим выделяется ректальными желе­зами пчел и из этого участка пищеварительного канала не можеч попасть в мед. Слюнные железы его не производят. Цветочная «ыльна содержит каталазу, поэтому преобладает мнение, что этот энзим попадает в мед из пыльцы и дрожжей, в которых он тоже на­ходится. При брожении меда, происходящем под воздействием микроорганизмов, каталазная активность, как и диастазная, воз­растают. Чаще всего каталазная активность выражается в мил­лилитрах выделенного кислорода или в миллиграммах разло­женной перекиси водорода. Высоким содержанием каталазы отличается падевый мед — от 1,68 до 8,34 мг разложенной каталазной перикиси водорода и от 0,80 до 3,40 миллилитров выделенного кислорода в течение по­лучаса из одного грамма меда. Известно, что падевый мед содержит больше микроорганизмов и этим объясняется его более высокая каталазная активность.

Ф о с ф а т а з ы принадлежат к группе энзимов, которые гидролизуют сложные эфиры фосфорной кислоты. Они делятся на кислые, с оптимальным дейстивем рН 5,0—5,6 и щелочные, с оп­тимумом рН 8—9.0 наличии фосфатазы в пчелином меде. Если в нектаре и пыльце имеется большое коли­чество фосфатазы, то в организме пчел ее очень мало, так как актив­ность этого энзима очень низка. Это указывает на то, что фермент попадает в мед только из пыльцы и нектара. Щелочная фосфатаза содержится в меде в значительно меньшем количестве. Кислая фос­фатаза гидролизует фосфаты при рН от 3,5 до 6,5, а ее самая вы­сокая активность наблюдается при температуре 35°С, активирует­ся она катионами магния. Пчелиный мед содержит в небольшом ко­личестве э с т е р а з у. Активность этого фермента тесно связа­на с природой субстрата. Гидролизующее действие энзима прояв­ляется более сильно на сложные эфиры с короткой углеродной цепью кислоты, образующей сложный эфир.

Некоторые исследователи утверждают, что мед содержит п ер о к с п д а з у, п о л и ф е и о л о к с и д а з у и п р о т е о л и т и ч е с к и е э н з и м ы. Активность этих ферментов, од­нако, очень низка.

Заканчивая раздел о ферментах меда, необходимо подчеркнуть, что основными энзимами, содержащимися в самом большом коли­честве в нем, являются инвертаза и диастаза. Мед содержит в не­больших, но измеримых количествах витамины. С помощью химических и биологических методов в 100 г меда обнаружены в мкг следующие витамины: тиамин — витамин Вх 2,1—9,1, рибо­флавин—витамин В2 35—145, пиридоксин—витамин В6 227—480, пантотеновая кислота 25—190, никотиновая кислота 4,0—92, био­тип—в среднем 0,066, фолневая кислота—в среднем 3,0 и витамин К. В значительно большем количестве содержится витамин С от 3—4 до 100—200 мг/ЮО г меда. Эти различия обусловлены бота­ническим видом меда и методом анализа. Источниками витаминов в меде являются нектар и особенно пыльцы. Если мед при пере­работке фильтруется,то устраняется цветочная пыльца и содер­жание витаминов в таком меде значительно снижается. Практи­чески мед нельзя считать источником витаминов для человеческого организма.

Цвет, вкус и аромат являются наиболее важными ср-ганолептическими признаками пчелиного меда. Они обусловлены ботаническим происхождением и условиями переработки и хране­ния меда. Сравнительно бедны сведения о зависимости этих пока­зателей от химического состава и физических свойств меда. Это* объясняется трудностью исследования соответствующих компо­нентов.

Цвет меда зависит от ботанического происхождения и бы­вает светло-желтым, желтым, коричневым и темно-коричневым.

Акациевый, акациево-луговой, клеверный и падевый мед хвойных деревьев имеет светлый цвет, а каштановый и некоторые виды лугового и падевого меда широколиственных деревьев имеют темно-коричневый цвет. Остальные виды меда имеют цвет, варьи­рующий между этими двумя окрасками. При кристаллизации мед становится более светлым, а при хранении темнеет. Потемне­ние происходит более интенсивно, если мед хранится при более вы­сокой температуре. Установлена связь между цветом и химичес­ким составом меда. Потемнение обуславливается конденсацией между азотосодержащими соединениями (аминокислоты, белки) и редуцирующими сахарами, при этом образуются меланоиды, а так­же продукты, полученные при расщеплении фруктозы. Кроме того, цвет меда обусловлен содержанием золы, в частности — зо­лы железа, меди и марганца.

Существует корреляция между рН и цветом меда. Большин­ство красящих веществ темного меда растворимы в воде, а свет­лого — в жирах. Считают, что красящими веществами меда яв­ляются каратиноиды и антоцианины. Для определения цвета меда применяют стеклянные градеры — цветоопределители. Чаще все­го пользуются колорградером Фунда. Аромат меда зависит, главным образом, от ароматических веществ, содержащихся в цве­тках медоносов, что особенно наглядно выражено у каштанового, липового, табачного и лавандового меда. Некоторые виды меда не обладают специфическим ароматом. Ароматические вещества — летучи и при продолжительном хранении или нагревании меда, а также при высокой температуре аромат ослабевает или исче­зает.

Изучение химической природы некоторых веществ, придаю­щих меду аромат, стало возможным после использования газожидкостной хроматографии.Ароматические вещества делят на три группы: карбонильные соединения (альдегиды и кетоны), спирты и сложные зфиры. Из первой группы идентифицированы формаль­дегид, ацетальдегид, пропиновый альдегид, ацетон, метилэтилкетон и другие. Из второй группы-пропанол, изопропанол, этанол, бутанол, изобутанол, пентаиол, бензиловый спирт и другие. Из третьей группы — метиловые и этиловые сложные эфиры муравьиной, уксусной, пропионовой, бензойной и других кислот. Советскими исследователями обнаружено присутствие у—терпинена, р-цимола, гексилацетата, линалола, цитронелола и других аро­матических веществ. Метилантранилат содержится в меде цитру­совых растений в количестве от 0,8 до 4,9 мкг. К ароматическим веществам принадлежит и гидроксиметилфурфурол (ГМФ). В меде содержится более 50 соединений, обуславливающих его аромат, но большинство из них не идентифицировано.

Вкус всех видов меда — сладкий, а каштанового, табач­ного и некоторых видов падевого меда — горьковатый. Вкус и аро­мат меда изменяются при нагревании.

После брожения мед приобретает кислый вкус. Вкус зависит от количества и соотношения между фруктозой, глюкозой, орга­ническими кислотами и аминокислотами. Ароматические вещества также придают меду вкус. Цвет, аромат и вкус определяются органолептически и в сочетании с другими свойствами помогают определить происхождение меда.

Одно из свойств моносахаридов — их способность при нагревании с минеральными кислотами обезвоживаться и образовывать циклические соединения. Из гексоз и дисахаридов образуется ГМФ, который в дальнейшем расщепляется на левулиновую и муравьи­ную кислоты.

Присутствие в натуральном меде незначительных количеств ГМФ обусловлено разложением моносахаридов, особено фрук­тозы под действием органических кислот, содержащихся в меде. Количество ГМФ увеличивается при нагревании и хранении меда, а также при добавлении в мед товарной глюкозы или инвертного сахара, полученного при кислотном гидролизе сахарозы. Таким образом, по количеству ГМФ можно судить о степени пере­грева меда, что сопровождается ухудшением его качества, о фаль­сификации меда и добавлении к нему посторонних продуктов. Количество ГМФ в натуральном и неперегретом меде незначи­тельно, ниже 1 мг/100 г. Только иногда, в медь субтропических стран благодаря теплому климату содержание ГМФ достигает 11,7 мг/100 г меда.

Пчелиный мед содержит минимальное количество липидов, состоящих из триглициридов, стеролей, фосфолипидов, свобод­ных жирных кислот(пальметиновая, олеиновая, лауриновая,стеа­риновая и др.) и сложных эфиров жирных кислот. Высказывается предположение, что некоторые из составных частей липидов по­падают в мед из пчелиного воска.

Некоторые редкие сорта меда содержат токсические для пчел и человека вещества. Такой мед дают растения семейства вересковых, ядовитыми компонен­тами являются ацетиландромедол (андромедотиксин) и другие по­добные соединения (андромедол, ангидро-андромедол) и некоторые алкалоиды и гликозиды. Токсические вещества летучи. При про­должительном хранении в обычных условиях или при нагревании меда они исчезают.

Пчелиный мед содержит холин и ацетилхолин в количестве до 5—6 мг/100 г меда. По мнению многих исследователей эти ве­щества попадают в мед от пчел.

Все вышеизложенное указывает на то, что мед является мно­гокомпонентным продуктом.


Нашли ошибки в тексте? - выделите участок текста, где вы считаете находится ошибка (лучше выделить целиком фразу), нажмите на клавиатуре одновременно клавиши Ctrl и Enter и во всплывающем окне укажите ваш вариант правильного написания, либо пояснение.
87
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...