Мед - химически аспекти

Лекция на Даниела Дресел като част от „Упражнения в лекции с демонстрации - органична химия“, SS 2000; Ревизиран от Eva Dunkel SS 2009

Дълго време медът беше единственият подсладител. В резултат на развитието на процесите на производство на захар, медът е заменен като храна и подсладител с по-евтина захар. Едва напоследък се наблюдава тенденция към натурален мед, напр. като сладко разпространение или като алтернатива на индустриално произведената домакинска захар.

Фигура 1 показва момиче, прибиращо мед. Картината е скална картина от каменна епоха (около 7000 г. пр. Н. Е.), Която е открита в испанската пещера Арана. По това време се смяташе, че медът има магически и религиозни свойства. Едва по времето на гърците и римляните медът придобива значение като храна.

Фиг. 1: Каменна епоха от каменната ера [6]

1 суровини мед

Медът е сладкото вещество, което пчелите произвеждат, като приемат нектарни сокове или други сладки сокове, обогатяват ги със собствени вещества, променят ги в тялото си, съхраняват ги в пчелни пити и им позволяват да узреят.

Известни са три суровини от мед, при което нектар и медена роса никога не могат да присъстват заедно в един вид мед. Така наречените горски медове винаги са изключени Медена роса, докато случаят е с мед нектар е за цветен мед. Нектарът се отделя от сока на ситовата тръба от нектарите (растителна жлезиста тъкан). Съдържа 20% захар под формата на захароза, глюкоза и фруктоза. Медената роса, от друга страна, се произвежда от смучещи растения насекоми (лахниди), тъй като те отделят по-голямата част от неизползваната захар след поглъщане на сок от ситата. The Полен принадлежи към най-богатите на витамини растителни суровини и е най-важният източник на протеини и липиди в диетата на пчелите („пчелен хляб“). Ако делът на даден вид прашец е над 45%, този тип е водещият прашец, т.е. медът може да приеме името на донора като "мед от един сорт".

2 Консумация на суровини и преработка от пчелата

Пчелите поемат суровини и ги обработват в няколко стъпки. Първо, летящите пчели събират суровините (нектар и медена роса) със своите издънки и добавят слюнчен секрет, когато са взети.

Фиг. 2: Прием на суровини [5]

Суровините влизат в медения пикочен мехур, увеличават хранопровода и се отнасят от пчелата в кошера.

Фиг. 3: Полет обратно до кошера [5]

Там суровините преминават от пчела на пчела във вид на фуражна верига. Когато суровините се предават, пчелните кошери сега добавят собствения секрет на пчелите към нектара и медената роса. По този начин ензимите захараза, глюкозна оксидаза, амилаза и фосфатаза попадат в меда. В допълнение към ензимите, различни аминокиселини попадат в меда, като аминокиселината пролин е далеч на първо място по количество.

Фиг. 4: Захранваща верига [5]

Сладките сокове в кошера се сгъстяват от фуражната верига, при което трябва да се прави разлика между две фази. В активната фаза пчелите бавно изпомпват меда от хобота, оставят го да изтече, за да образува плоски капки от долната страна на хобота и след това го засмукват отново. Този процес се повтаря в бърза последователност за около 15 до 20 минути. Поради топлите температури в кошера, голяма част от водата се изпарява по този начин. В пасивната фаза клетките с пчелна пита са около 1/4 пълни със суров мед и оставени отворени. За хомогенна вентилация медът се прехвърля в други клетки, когато е почти узрял.

Фиг. 5: Процес на сгъстяване [5]

Когато медът е узрял, т.е. има максимално водно съдържание от 20%, клетките накрая се пълнят и запечатват с водонепропускливи восъчни капаци. Пчеларят премахва пълната пчелна пита и извлича меда, като го изхвърля от пчелната пита, след като отстрани тънкия слой восък.

Съставки на мед

съставка	произход	Споделете в мед
вода	растение	14-20 (22)%
глюкоза	Растение + пчела	25-35%
Фруктоза	Растение + пчела	32-42%
Захароза	растение	0-2 (10)%
Малтоза	пчела	2-8%
Постъпления	Пчела + роса от медена роса	0-6%

Фиг. 6: Съставки на мед

3 Химични процеси в зреенето на мед

По време на узряването на меда протичат предимно биохимични процеси, в които участват добавените от пчелите ензими. Ензимите захараза и глюкозна оксидаза са от особено значение.

The Медена захароза има две свойства. В допълнение към техните хидролитични свойства, техните трансглюкозидиращи или трансфруктозидиращи свойства също влизат в сила. По време на хидролизата глюкозиловият остатък се прехвърля във вода, като се образуват фруктоза и глюкоза.

Фиг. 7: Хидролиза на захароза

По време на трансглюкозидирането глюкозиловият остатък се прехвърля в друга захарна молекула. Когато се прехвърли в захароза, се образува тризахаридът ерлоза [a-D-глюкопиранозил- (1,4) -a-D-глюкопиранозил- (1,2) -b-D-фруктофуранозид].

Фигура 8: Трансглюкозидиране 1

При прехвърляне в глюкоза се образува дизахарид малтоза [алфа-D-глюкопиранозил- (1,4) -D-глюкопираноза].

Фигура 9: Трансглюкозидиране 2

Ефектът на захаразата гарантира, че по време на производството на мед няма да кристализира захар, тъй като концентриран разтвор с различни захари кристализира много по-бавно, отколкото с един компонент. Образуваната ерлоза е много трудна за кристализация и също така действа като инхибитор на кристализацията в малки количества.

Вторият важен ензим е това Глюкозна оксидаза. След катализацията на реакцията се превръща само много малко глюкоза, но веществата глюконова киселина и водороден прекис, които се произвеждат в малки количества, са от голямо значение за меда.

Фиг. 10: Реакция на глюкозна оксидаза

Глюконовата киселина осигурява ниска стойност на рН от 3,5 до 5,5, която предотвратява жизнената дейност на бактериите. Водородният пероксид има анти-зародишни свойства. По този начин глюкозната оксидаза допринася за срока на годност на меда.

Чисто химичните реакции също играят важна роля по време на узряването на меда. Аминокиселините, отделяни от пчелите в медените суровини, са от първостепенно значение, но участват и специфични за фуража аминокиселини. Съединенията, съдържащи аминогрупи, реагират в киселинния диапазон на pH при повишени температури с редуциращи захари в Реакция на Maillard образувайки жълти до кафяви цветни съединения. Най-важният междинен продукт е 3-деоксиозонът, който участва в образуването на оцветени съединения чрез сложни реакции.

Фиг. 11: 3-деоксиозон

Като дикарбонилно съединение, той също допринася за аромата на мед. Като алфа-дикетон, той реагира с аминокиселини при разграждането на Strecker с трансаминиране и декарбоксилиране, за да образува аминокетон и мирис активен алдехид, съответстващ на аминокиселината.

Фигура 12: Намаляване на стрекера

4 Кристализация на меда по време на съхранение

От физическа гледна точка медът е пренаситен разтвор на захар. Ако по време на съхранението на мед настъпи кристализация, се създава течен, съдържащ фруктоза горен слой и кристална, съдържаща глюкоза утайка. Медовете с изключително високо съдържание на глюкоза дори могат да станат много твърди. Тенденциите на кристализация на меда могат да бъдат оценени предварително. Съотношенията фруктоза: глюкоза и глюкоза: вода играят роля. Във всеки случай се очаква кристализация, ако стойността е по-голяма от 2.1. Ако стойността е по-малка от 1,7, обаче, медът остава течен. Този процес на кристализация може да се забави чрез благоприятни условия за съхранение, но също и чрез филтриране и леко нагряване. От друга страна, също е възможно медът с тенденция на кристализация да се трансформира във фино кристално, кремообразно, намазващо се състояние чрез инокулиране с фино кристален мед и след това разбъркване.

5 Значение на меда за хората

Медът като храна:

От хранителна гледна точка медът се класифицира като захар,
задейства кариес,
Аминокиселините, минералите и витамините се предлагат само в много малки количества.

Медът като лечебно средство:

Ефектите при язва на стомаха и червата, при чернодробни и бъбречни заболявания не могат да бъдат доказани медицински.
Съдържащият се в него ацетилхолин води до разширяване на венозните съдове и подобряване на коронарното кръвообращение, освен това понижава нивото на кръвната захар.
Поради денатурацията в силно киселата стомашна среда, съдържащите се ензими нямат положителен ефект.
Антибактериалните свойства се дължат на глюкозна оксидаза и пиноцембрин (5,7-дихидроксифлаванон):

Фиг. 13: Пиноцембрин