Несмотря на то, что мёд – это продукт с тысячелетней историей, он до сих пор находится под пристальным вниманием различных ученых (биологов, химиков, фармацевтов, медиков и др.). Рассмотрим мёд с точки зрения химии. Мёд представляет собой смесь нескольких сотен различных веществ, но их концентрация очень сильно различается и варьирует в зависимости от ботанической принадлежности мёда, места его происхождения, климатических условий, степени зрелости, условий сбора и хранения, а также используемых методов определения. Также велики различия в составе цветочного и падевого мёда. Источником падевого мёда является не цветочный нектар, а сладкие выделения насекомых или сладкий сок (медвяная роса) на листьях растений и хвое. Мёд, полученный преимущественно из одного вида растений, называется монофлорным, например, гречишный мёд, а из разных растений – полифлорным. Мёд является запасной формой пищи у пчел.
Все знают, что мёд – это сладкий продукт. Причиной тому наличие в нем большого количества различных сахаров (углеводов). В среднем их 80–85 %, а в сухом остатке может быть и до 99 %. Главными углеводами мёда являются моносахариды фруктоза (в мёде ее около 36–41 %) и глюкоза (32–36 %). Всего в мёде найдено более 25 различных углеводов. На долю глюкозы и фруктозы приходится примерно 75 % всех углеводов мёда. Причем массовое соотношение фруктозы к глюкозе может быть использовано для установления ботанического происхождения мёда. Из-за наличия большого количества сахаров мёд является калорийным продуктом. Есть в мёде и дисахариды. Самым известным из них является сахароза (вещество, которое мы привыкли называть просто сахаром). В падевом мёде сахарозы больше (около 5 %), чем в цветочном (примерно 1 %). Доля сахарозы зависит от степени созревания мёда. Среди дисахаридов присутствуют мальтоза (около 7–9 %), изомальтоза и др. Найдены в мёде и трисахариды (мальтотриоза, мелицитоза и др.). Мёд – это пересыщенный раствор. Такое состояние нестабильно, поэтому со временем жидкий мёд засахаривается (кристаллизуется), т.е. избыточнее количество растворенного в нем сахара выпадает в осадок. Это нормальный, естественный процесс, не ухудшающий качество мёда. Он зависит от вида мёда, содержания сахаров и воды, температуры хранения, наличия в мёде пыльцы и прочих мелких частиц, которые могут стать центрами кристаллизации, количества зародышевых кристаллов, механического воздействия и других факторов. Глюкоза значительно хуже растворяется в воде, чем фруктоза, поэтому при засахаривании мёда образуются кристаллики глюкозы. Если глюкозы в мёде много, то он быстрее закристаллизуется. Мальтоза тормозит кристаллизацию глюкозы. Чем больше концентрация этого дисахарида в мёде, тем медленнее он засахаривается. Повышенная концентрация сахаров в мёде приводит к возрастанию осмотического давления, из-за чего бактериальные клетки резко обезвоживаются и разрушаются (осмоанабиоз). Это одна из причин наличия у мёда антимикробного действия и повышенного срока годности. Но некоторые бактерии и дрожжи устойчивы в этих условиях и сохраняются в мёде. Современные научные исследования подтверждают ранозаживляющую эффективность мёда. В Национальном исследовательском университете ИТМО (Санкт-Петербург) и НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА недавно создали антибактериальный гидрогель на основе липового мёда и полимера хитозана, который может быть перспективным средством при лечении ожогов.
Вода является вторым по массовой доле веществом мёда. Ее в нем может быть до 20 %. Причем мёд гигроскопичен и легко поглощает влагу из воздуха. Поэтому при неправильном хранении влажность мёда может возрасти.
Мёд содержит до 1 % (по массе) свободных аминокислот: все 20 протеиногенных a-аминокислот, из которых построены наши белки, b-аланин, орнитин и прочие соединения. Среди них преобладает аминокислота пролин (Pro). Его доля среди аминокислот может составлять до 85 %. Иногда пролин используют в качестве маркера зрелости мёда. Также в большем количестве присутствуют глутаминовая кислота (Glu), аланин (Ala), фенилаланин (Phe), тирозин (Tyr), лейцин (Leu) и изолейцин (Ile). Белки почти всегда присутствуют в мёде (примерно 0,1–3 %). Только в некоторых видах мёда из цитрусовых их практически нет. Источниками белков являются нектар, пыльца и сами пчелы. Среди белков преобладают ферменты (катализаторы биологического происхождения). В мёде найдены следующие ферменты: инвертаза, a- и b-глюкозидаза, каталаза, кислая и щелочная фосфатаза, a- и b-амилаза, глюкозооксидаза, полифенолоксидаза, пероксидаза, эстераза и протеазы. У высокачественного мёда высока доля a- и b-амилазы (диастазы). Инвертаза ускоряет распад сахарозы на глюкозу и фруктозу. В несозревшем мёде содержание сахарозы может достигать и 10–15 %, а потом падает из-за ее гидролиза под действием этого фермента: С12Н22О11 (сахароза) + H2O ® С6Н12О6 (глюкоза) + С6Н12О6 (фруктоза) Фермент каталаза разлагает пероксид водорода Н2О2: 2H2O2 ® 2Н2О + О2 Пчела вырабатывает несколько антимикробных пептидов: апидацин, абаецин, гименоптецин и дефенсины. Они попадают в мёд и вносят свой вклад в его антимикробное действие. Отечественные ученые выяснили, что мёд проявляет высокую активность в отношении экстремально резистентных штаммов бактерий. Сами пчелиные пептиды могут стать основой для разработки перспективных антимикробных средств.
В мёде обнаружены глюконовая, муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, лимонная, фумаровая, глутаровая, глиоксиловая, b-кетоглутаровая, молочная, яблочная, щавелевая, малоновая, пировиноградная, хинная, янтарная, винная и др. карбоновые кислоты. Их в мёде до 0,6 %. Среди карбоновых кислот доминирует глюконовая кислота, которая образуется из глюкозы. В результате окисления глюкозы пчелиной глюкозооксидазой сначала получается лактон, который при гидролизе дает глюконовую кислоту. При этом выделяется еще пероксид водорода, оказывающий антимикробное действие. Российские ученые установили, что темные сорта мёда имеют больший антимикробный эффект за счет накопления пероксида водорода. Это связано с низкой активностью у них каталазы, способной разрушать пероксид водорода. Кроме органических, в мёде присутствуют еще небольшое количество неорганических кислот (около 0,03 %). В основном это соляная HCl и фосфорная H3PO4 кислоты. Кислотность (рН) мёда обычно составляет 2,4–5,5. Кислая среда является одним из факторов, обуславливающих антимикробную активность мёда. При скисании мёда доля карбоновых кислот увеличивается.
В мёде витаминов достаточно мало (примерно 5 мг в 100 г мёда), и содержатся в основном витамины группы В.
В мёде также найдено более 50 макро- и микроэлементов. Но минеральных элементов в мёде немного (в среднем до 0,2 %). Причем в темном мёде их больше, чем в светлом. Среди минеральных элементов в мёде преобладает калий (до 1/3). В падевом мёде минеральных элементов может быть до 1 %.
В мёде обнаружили множество фенольных соединений, например, ванилиновую кислоту, кофейную кислоту, кверцетин, рутин, хлорогеновую кислоту, розмариновую кислоту и галловую кислоту. Молекулы таких соединений имеют как минимум одно ароматическое кольцо и одну гидроксильную группу (ОН-группу), которая с ним непосредственно связана. Если таких групп будет несколько, то это уже полифенол. Фенольные вещества попадают в мёд с нектаром, который собирают пчелы. Содержание фенольных соединений в мёде небольшое, сильно варьирует и в среднем составляет 0,05–0,3 %. Рекордсменами по их содержанию являются гречишный и каштановый мёд.
Фенольные соединения могут быть причиной разнообразной биологической активности мёда (антимикробной, антиоксидантной, противораковой, иммуномодулирующей, противовирусной и противовоспалительной). Например, проведенные исследования показали, что полифенолы кверцетин и рутин обладают антиоксидантным, противовоспалительным и противораковым эффектом. В настоящее время активно изучаются свойства отдельных полифенольных компонентов мёда, а также их синергетическое действие с традиционными лекарствами.
Механизмы антиоксидантной активности фенольных соединений
Ученые из Башкирии предлагают оценивать антиоксидантную активность мёда (способность обезвреживать свободные радикалы, частицы с одним или несколькими неспаренными электронами) по интенсивности его окраски. Темный мёд обладает большей концентрацией фенольных веществ и лучшим антиоксидантным действием.
Мёд часто фальсифицируют – в него добавляют различные примеси (песок, крахмал, муку, мел и пр.), а также сахар или сахарные сиропы из некоторых растений. По внешнему виду распознать подделку не всегда удается. Поэтому на помощь придет, как всегда, всемогущая химия. В 2026 г. появился первый национальный ГОСТ (ГОСТ Р 72580-2026), позволяющий установить факт фальсификации мёда добавкой в него тростникового сахара, сиропов из сахарного тростника или кукурузы. При этом с помощью метода изотопной масс-спектрометрии определяется соотношение изотопов углерода. Напомним, что изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, которые отличаются между собой массовым числом. В природе углерод представлен двумя стабильными изотопами. Это преобладающий 12C (т.е. с массовым числом 12) и 13C (массовое число равно 13). До этого российские ученые из Томска провели масштабные исследования образцов мёда с помощью этого метода. Они показали, что изотопная масс-спектрометрия позволяет эффективно выявлять поддельную продукцию. При проведении анализа сравнивается соотношение изотопов 13C/12C (так называемая изотопная сигнатура) в цельном мёде и его белковой составляющей. В настоящем продукте эти соотношения должным быть одинаковы, т.к. углеводы и белки получаются одновременно из одного и того же источника (цветочной пыльцы), а в фальсификате они будут различными. Сахарный тростник и кукуруза – это растения с С4-типом фотосинтеза. Добавка их углеводов в мёд приведет к изменению соотношения изотопов. У большинства же растений С3-тип фотосинтеза. Пчелы используют цветочный нектар в основном с растений этого типа фотосинтеза.
20 мая отмечается медовый праздник – Международный день мёда.
Л.А. Яковишин
|
||||||||||
