Mierea - aspecte chimice
Conferință de Daniela Dressel ca parte a „Exerciții de prelegere cu demonstrații - chimie organică”, SS 2000; Revizuit de Eva Dunkel SS 2009
Multă vreme mierea a fost singurul îndulcitor. Ca urmare a dezvoltării proceselor de producție a zahărului, mierea a fost înlocuită ca aliment și îndulcitor cu zahăr mai ieftin. Abia recent a existat o tendință spre miere ca produs natural, de ex. ca o răspândire dulce sau ca alternativă la zahărul de uz casnic produs industrial.
Figura 1 arată o fată care recoltează miere. Imaginea este o pictură rock din epoca de piatră (aproximativ 7000 î.Hr.) care a fost descoperită în peștera spaniolă Arana. În acea perioadă se spune că mierea avea proprietăți magice și religioase. Abia pe vremea grecilor și romanilor mierea a căpătat importanță ca hrană.
1 materii prime de miere
Mierea este substanța dulce pe care albinele o produc prin preluarea sucurilor de nectar sau a altor sucuri dulci, îmbogățirea lor cu propriile substanțe, schimbarea corpului, depozitarea lor în faguri de miere și lăsarea lor să se coacă.
Există trei materii prime cunoscute ale mierii, prin care nectarul și mierea nu pot fi prezente niciodată împreună într-un singur tip de miere. Așa-numitele mieri de pădure sunt întotdeauna oprite Mană, în timp ce este cazul mierilor nectar este despre miere de flori. Nectarul este secretat din sucul tubului de sită de către nectare (țesut glandular vegetal). Conține 20% zahăr sub formă de zaharoză, glucoză și fructoză. Mierea, pe de altă parte, este produsă de insecte care suge plante (lacnide), deoarece excretă cea mai mare parte a zahărului neutilizat după ingerarea sucului din tubul de sită. Polen aparține celor mai bogate materii prime vegetale bogate în vitamine și este cea mai importantă sursă de proteine și lipide din dieta albinelor („pâine de albine”). Dacă proporția unui tip de polen este peste 45%, acest tip este polenul ghid, adică mierea poate lua numele donatorului ca „miere cu un singur soi”.
2 Consumul de materii prime și prelucrarea de către albină
Albinele preiau materii prime și le prelucrează în mai mulți pași. În primul rând, albinele zburătoare colectează materiile prime (nectar și mierea) cu fraierele lor și adaugă secreții salivare atunci când sunt ingerate.
Fig. 2: Aportul de materii prime [5]
Materiile prime intră în vezica de miere, o extensie a esofagului și sunt aruncate de albină în stup.
Fig. 3: Zbor înapoi la stup [5]
Acolo materiile prime trec de la albină la albină într-un fel de lanț furajer. Atunci când materiile prime sunt transmise, albinele stupului adaugă, de asemenea, secrețiile proprii ale albinelor la nectar și la miere. Așa ajung enzimele zaharidă, glucoză oxidază, amilază și fosfatază în miere. Pe lângă enzime, diferiți aminoacizi își găsesc drumul în miere, cu aminoacidul prolină de departe pe primul loc în ceea ce privește cantitatea.
Fig. 4: Lanț de alimentare [5]
Sucurile dulci din stup sunt îngroșate de un lanț de hrănire, prin care trebuie făcută o distincție între două faze. În faza activă, albinele pompează încet mierea din proboscis, o lasă să curgă pentru a forma picături plate pe partea inferioară a proboscisului și apoi o aspiră din nou. Acest proces se repetă în succesiune rapidă timp de aproximativ 15 până la 20 de minute. Datorită temperaturilor calde din stup, o mare parte din apă se evaporă în acest fel. În faza pasivă, celulele fagure sunt acum aproximativ 1/4 umplute cu miere crudă și lăsate deschise. Pentru ventilație omogenă, mierea este transferată în alte celule când este aproape coaptă.
Fig. 5: Proces de îngroșare [5]
Când mierea este coaptă, adică are un conținut maxim de apă de 20%, celulele sunt în final umplute și sigilate cu capace de ceară impermeabile la aer. Apicultorul îndepărtează fagurele complet și extrage mierea aruncând-o din fagure după îndepărtarea stratului subțire de ceară.
Ingrediente de miere
| ingredient | origine | Împărtășește-te cu miere |
| apă | plantă | 14-20 (22)% |
| glucoză | Planta + albina | 25-35% |
| Fructoză | Planta + albina | 32-42% |
| Zaharoza | plantă | 0-2 (10)% |
| Maltoză | albină | 2-8% |
| Venituri | Albină + rouă de miere | 0-6% |
Fig. 6: Ingrediente de miere
3 Procese chimice în maturarea mierii
În primul rând, procesele biochimice au loc în timpul coacerii mierii, în care sunt implicate enzimele adăugate de albine. Enzimele zaharidă și glucoză oxidază sunt de o importanță deosebită.
Miere zaharoză are două proprietăți. Pe lângă proprietățile lor hidrolitice, intră în vigoare și proprietățile lor de transglucozidare sau transfructozidare. În timpul hidrolizei, reziduul de glucozil este transferat în apă, formându-se fructoză și glucoză.
Fig. 7: Hidroliza zaharozei
În timpul transglucozidării, reziduul de glucozil este transferat către o altă moleculă de zahăr. Când este transferat în zaharoză, se formează trizaharida Erloză [a-D-glucopiranozil- (1,4) -a-D-glucopiranozil- (1,2) -b-D-fructofuranozidă].
Fig. 8: Transglucozidare 1
Când este transferată în glucoză, se formează maltoza dizaharidă [alfa-D-glucopiranozil- (1,4) -D-glucopiranoză].
Fig. 9: Transglucozidare 2
Efectul zahararazei asigură faptul că în timpul producerii mierii nu se cristalizează zaharuri, deoarece o soluție concentrată cu diferite zaharuri cristalizează mult mai lent decât cu un singur component. Erlozul format este foarte greu de cristalizat și acționează, de asemenea, ca un inhibitor de cristalizare în cantități mici.
A doua enzimă importantă este aceea Glucoza oxidaza. După reacția pe care o catalizează, se transformă doar foarte puțină glucoză, dar substanțele acid gluconic și peroxid de hidrogen, care sunt produse în cantități mici, sunt de mare importanță pentru miere.
Fig. 10: Reacția glucozei oxidazei
Acidul gluconic asigură o valoare scăzută a pH-ului de la 3,5 la 5,5, ceea ce previne activitățile vitale ale bacteriilor. Peroxidul de hidrogen are proprietăți anti-germinale. Glucoza oxidaza contribuie astfel la durata de valabilitate a mierii.
Reacțiile pur chimice joacă, de asemenea, un rol important în timpul maturării mierii. Aminoacizii eliberați de albine în materiile prime pentru miere sunt de primă importanță, dar sunt implicați și aminoacizi specifici furajelor. Compușii care conțin grupe amino reacționează în domeniul pH-ului acid la temperaturi ridicate cu zaharuri reducătoare în Reacția lui Maillard formând compuși de culoare galbenă până la maronie. Cel mai important produs intermediar este 3-deoxiozona, care este implicată în formarea compușilor colorați prin reacții complexe.
Fig. 11: 3-deoxiozona
Ca compus dicarbonilic, contribuie și la aroma mierii. Ca alfa-dicetonă, reacționează cu aminoacizii în degradarea Strecker cu transaminare și decarboxilare pentru a forma aminocetonă și aldehida activă cu miros corespunzătoare aminoacidului.
Fig. 12: Reducere strecker
4 Cristalizarea mierii în timpul depozitării
Din punct de vedere fizic, mierea este o soluție de zahăr supra-saturată. Dacă cristalizarea are loc în timpul depozitării mierii, se creează un strat superior lichid, care conține fructoză și un sediment cristalin, care conține glucoză. Mierile cu un conținut ridicat de glucoză pot deveni chiar foarte ferme. Tendințele de cristalizare ale unei miere pot fi estimate în avans. Raporturile fructoză: glucoză și glucoză: apă joacă un rol. Cristalizarea este de așteptat în orice caz, dacă valoarea este mai mare de 2,1. Pe de altă parte, dacă valoarea este mai mică de 1,7, mierea rămâne lichidă. Acest proces de cristalizare poate fi întârziat prin condiții favorabile de depozitare, dar și prin filtrare și încălzire ușoară. Pe de altă parte, este, de asemenea, posibil să transformați o miere cu tendință de cristalizare într-o stare fin cristalină, cremoasă, răspândibilă, inoculând cu miere fin cristalină și apoi amestecând.
5 Importanța mierii pentru oameni
Mierea ca aliment:
- Din punct de vedere nutrițional, mierea este clasificată ca zahăr,
- declanșează cariile dentare,
- Aminoacizii, mineralele și vitaminele sunt disponibile numai în cantități foarte mici.
Mierea ca remediu:
- Efectele asupra ulcerului gastric și intestinal, asupra afecțiunilor hepatice și renale nu pot fi dovedite din punct de vedere medical.
- Acetilcolina conținută în aceasta duce la o expansiune a vaselor venoase și la o îmbunătățire a circulației sanguine coronare, în plus, scade nivelul zahărului din sânge.
- Datorită denaturării în mediul gastric puternic acid, enzimele conținute nu au un efect pozitiv.
- Proprietățile antibacteriene se datorează glucozei oxidazei și pinocembrinei (5,7-dihidroxiflavanonă):
Fig. 13: Pinocembrină