PSZCZELNICZE ZESZYTY NAUKOWE ZMIANY W SKŁADZIE CHEMICZNYM MIODÓW NATURALNYCH I ZAFAŁSZOWANYCH ZINWER'IOWANA PRZEZ PSZCZOŁY SACHAROZA ZACHODZĄCE PODCZAS PRZECHOWYWANIA Helena Rybak Oddział Pszczelnictwa ISK w Puławach Bohdan Achremowicz Katedra Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Przechowalnictwa AR w Lublinie WPROWADZENIE Subiektywizm oceny organoleptycznej i nie zawsze wystarczająca precyzyjność oceny jakości miodu na podstawie uznanych i stosowanych obecnie badań fizyko-chemicznych stwarzają potrzebę poszukiwania dokładnych oznaczeń, zwłaszcza związków niecukrowych miodu. Wcześniejsze badania prowadzone w tym kierunku przez R y c h l i k a i F e d 0- rowską (1960), An drełowicz i Kotlarka (1968), K<raczk o w s k ą (1973), a także przez innych zgromadziły wiele danych porównawczych wykorzystanych w niniejszej pracy, której głównym celem było sprawdzenie analitycznych możliwości wykrywania miodów zafałszowanych zinwertowaną przez pszczoły sacharozą. Ze względu na złożony charakter zagadnienia praca objęła opis zmian jakie zachodzą w składzie chemicznym i w niektórych właściwościach w trakcie rocznego magazynowania miodów zafałszowanych oraz produktu wytworzonego przez pszczoły z roztworu sacharozy. 1. Materiał MATERIAŁ I METODY BADAŃ a) P rób k i m i o d ó w z a f a ł s z o w a n y c h zinwertowaną przez pszczoły sacharozą uzyskano z karmienia pszczół roztworem sacharozy w stosunku cukru do wody 3: 2, w czasie trwania pożytku wiosennego - głównie z rzepaku i następnie w czasie pożytku letniego - głównie z gryki. Stopień zafałszowania miodu obliczono szacunkowo na podstawie 2 19
!różnicy w przybytku wagowym pomiędzy rodzinami kontrolnymi a rodzinami podkarmianymi. Uzyskano miód rzepakowy zafałszowany wokoło 50% a gryczany w 60%. W sumie - 10 próbek miodów zafałszowanych i 10 próbek kontrolnych. b) Próbkę produktu wytworzonego przez pszczoły z s a c h a r o z y (tzw. "syrop pszczeli") uzyskano w okresie bezpożytkowym (jesień 1977), podkarmiając pszczoły w jednej z rodzin dużymi dawkami syropu w stosunku cukru do wody 3: 2. 2. Metody badań Zawartość wody, cukrów redukujących oraz sacharozy wraz z melecytozą wykonano wg metod podanych w aktualnej Polskiej Normie "Miód pszczeli" (1975). Zawartość popiołu oznaczono analizą wagową, po spaleniu 20-to gramowej próbki. Kwasowość całkowitą, wolne kwasy, laktony i ph oznaczono za pomocą miareczkowania potencjometrycznego wg metody W h i t e 'a i in. (1958). Przewodność elektryczną oznaczono metodą Vo r wo h l a (1964), która polega na pomiarach przewodności właściwej 20 0 /0 roztworu miodu w temperaturze 20 C. AktyWlI10Śća-amylazy oznaczono wg Recommended Europsan Regional Standard for Honey (1970). Zasada metody polega na oznaczaniu ilości skrobi zhydrolizowanej przez a-amylazę znajdującą się w 100 g miodu. Aktywność inwertazową oznaczono polarymetrycznie wg H a d o r n a i Z li r c h e r a (1966). Zasada metody polega na określeniu ilości sacharozy, która zostaje rozłożona przez enzymy zawarte w 100 g miodu w warunkach doświadczenia. Antybakteryjne właściwości miodu oznaczono zmodyfikowaną metodą baseników wg I z d e b s k i e j i G u b a ń s k i e g o (1966). Jako testowych bakterii użyto: szczepu gatunku Staphylococcus aureus i dwóch szczepów z gatunku Escherichia coli. Zawartość aminokwasów oznaczono za pomocą chromatografii gazowej estrów N-trójfluoroacetylo-n-butylowych wg G e r k e g o (1968). Zawartość węglowodanów oznaczono chromatografią gazową pochodmych sililowych jedno-, dwu-, i trójcukrów wg B o T Ys a i K u b a c- k i e g o (1974). 3. Układ analiz w czasie rocznego przechowywania próbek w temperaturze około 20 C. W materiale świeżym i w końcowym okresie przechowywania przeprowadzono oznaczenia: zawartości wody, aktywności enzymów: a-amylazy i inwertazy, zawartości soli mineralnych, przewodności elektrycznej, 20
aktywności bakteriostatycznej. Oznaczenia zawartości cukrów redukujących i sacharozy powtórzono po dwóch tygodniach przechowywania, po 1 miesiącu, 2 miesiącach, 6 miesiącach i po roku. Oznaczenie kwasowości (ph, kwasowości całkowitej, wolnych kwasów i laktonów) powtórzono po 1 miesiącu, po 6 miesiącach i po upływie roku. W dwóch wybranych próbkach miodu naturalnego i dwóch zafałszowanego oraz w produkcie wytworzonym przez pszczoły z sacharozy (tzw. "syrop pszczeli"), w początkowym okresie badań i po 6 miesiącach przechowywania, określono za pomocą chromatografii gazowej jakościowy i ilościowy skład cukrów i wolnych aminokwasów. OMÓWIENIE WYNIKÓW Zawartość cukrów redukujących ulegała stopniowemu zwiększeniu, zwłaszcza w próbkach miodów zafałszowanych (tab. 1, 2 i 3, 4). Zawartość sacharozy w miodach naturalnych utrzymywała się w ciągu Toku na Tabela Zawartość wody, cukrów redukujących i sacharozy (%) w miodzie rzepakowym naturalnym i zafałszowanym w zależności od czasu przechowywania w temperaturze 20 e 0 Water, reducing sugars and sucrose eontent (%) in relation period s of storage at 20 e 0 in natura I and adulterated rape honey, Data analizy: Date of analysis: 2.VLl976 16.V1.l976 27.VIlI.l976 27.V.1977 (miód świeży) Nr próbki (fresh honey) Nr of honey sam ples cukry cukry cukry cukry redu- sacha- redu- sacha- red u- sacha- redu- sachawoda kujące roza kujące roza kujące roza woda kujące roza water redu- sucro- redu- sucro- water redu- sucrocing se cing se cmg "du-\ '""0- se cing se sugars sugars sugars sugars ; miód naturalny natural Itoney 10 16,7 78,57 1,12 78,98 0,00 78,86 0,00 16,5 78,86 0,84 67 17,2 78,16 1,43 78,28 0,00 87,56 0,00 17,3 79,86 0,84 68 17,1 77,40 1,11 77,99 0,27 78,57 0,00 17,2 77,99 0,83 98 16,9 77,99 0,84 78,28 0,27 76,86 0,00 16,9 79,75 0,48 120 16,7 79,16 2,02 77,14 0,54 77,70 0,27 17,1 83,54 1,60 miód zafałszowany adulterated honey 5 16,1 65,51 14,10 66,53 12,85 76,03 4,58 15,7 82,89 3,36 23 16,3 56,53 21,60 60,02 17,89 68,89 8,37 15,0 76,30 4,15 39 16,2 68,67 11,70 69,11 11,57 73,56 3,58 15,1 74,12 2,83 42 16,7 61,22 19,40 63,57 16,83 73,40 4,63 15,0 79,16 3,54 65 17,1 71,67 10,10 72,15 7,79 76,03 2,97 16,3 81,92 2,18 21
Tabela 2 Zawartość wody, cukrów redukujących i sacharozy (%) w miodzie gryczanym naturalnym i zafałszowanym w zależności od czasu przechowywania w temperaturze 20 C Water, reducing sugars and sucrose eontent (%) in relation to periods of storage at 20 C in natural and adulterated buckwheat honey Data analizy: Date of analysis: 2.VIII.l976 16.VIII.l976 5.x.1976 27.V.1977 (miód świeży) Nr próbki (fresh honey) nr of honey sampies cukry cukry cukry cukry redu- sacha- redu- sacha- redu- sacha- redu- sacha-.woda kujące roza kujące roza kujące roza woda kujące roza water redu- sucro- redu- sucro- redu- sucro- water red u- sucrocing se cing se cing se cing se sugars sugars sugars sugars miód naturalny natural honey O 19,9 71,91 0,25 71,67 0,22 76,32 0,63 19,6 77,42 0,80 8 19,5 69,56 1,77 70,95 0,22 75,02 0,63 19,5 75,20 0,77 24 17,7 72,83 0,96 71,91 0,43 75,17 0,86 17,6 77,14 1,03 66 17,8 68,67 2,16 66,95 2,18 68,88 1,89 17,8 70,95 1,88 93 20,0 64,14 3,06 63,38 3,22 66,21 2,75 19,9 67,58 2,75 miód zafałszowany adulterated honey 47 18,6 69,11 6,31 71,91 2,64 74,98 2,25 18,0 78,28 2,64 52 17,3 61,57 16,71 66,74 8,82 74,52 4,29 16,5 76,58 3,78 53 17,0 71,43 5,15 71,67 3,62 76,43 2,87 17,0 78,86 1,91 84 17,2 67,16 8,94 69,11 6,57 74,67 2,97 16,5 76,86 2,19 94 17,0 67,16 8,95 68,67 7,23 74,32 4,91 16,5 77,70 4,01 prawie niezmienionym poziomie, z niewielkimi tendencjami spadkowymi. W próbkach miodów zafałszowanych uzyskano natomiast stosunkowo szybkie obniżenie zawartości tego dwucukru (tab. 1, 2 i 3, 4). Ilościowy i jakościowy skład węglowodanów w miodach naturalnych i zafałszowanych oznaczono za pomocą chromatografii gazowej. We wszystkich próbkach poza "syropem pszczelim" świeżym określono fruktozę, a i,b-glukozę, sacharozę, a i,b-maltozę oraz a i,b-melibiozę. W świeżym "syropie pszczelim" nie stwierdzono maltozy i trehalozy, wykazano natomiast występowanie dwóch trój cukrów bliżej nieokreślonych, oznaczonych x, i X2, których czasy retencji odpowiadały na chromatogramie standardów - rafinozie i melecytozie. Maksimum dla sacharozy zarówno w syropie świeżym jak i przechowywanym było kilka razy wyższe niż w miodach naturalnych. Ilościowy skład poszczególnych węglowodanów w procentach w stosunku do ogólnej zawartości cukrów przedstawiono w tab. 5. W dwucukrach na szczególną uwagę zasługuje zawartość sa- 22
Tabela 3 Procentowa zawartość cukrów redukujących i sacharozy w różnych okresach przechowywania miodu rzepakowego (wartości średnie) Reducing sugars and sucrose eontent (%) in various periods of storage of rape honey (avervge) Miód naturalny Miód zafałszowany Natural honey Adulterated honey Okres przechowywania cukry cukry Period of stórage redukujące sacharoza redukujące sacharoza reducing sucrose. reducing sucrose sugars sugars świeży 78,26 1,30 64,72 15,38 fresh 2 tyg. 78,12 0,22 66,28 13,39 2 week 2 mies. 78,11 0,05 73,60 4,25 2 month l rok 80,00 0,92 78,88 3,21 l year Tabela 4 Procentowa zawartość cukrów redukujących i sacharozy w różnych okresach przechowywania miodu gryczanego (wartości średnie) Reducing sugars and sucrose eontent (%) in various of storage of buckwheat honey (average) Miód naturalny Miód zafałszowany Natural honey Adulterated honey Okres przechowywania cukry cukry Period of storage redukujące sacharoza redukucinjące sacharoza reducing sucrose reducing sucrose sugars sugars świeży 69,46 1,64 67,29 9,21 fresh 2 tyg. 68,97 1,25 69,63 5,78 2 week 2 mies. 72,32 1,35 74,98 3,46 2 month l rok 73,66 1,46 77,62 2,91 l year charozy. We wszystkich próbkach poza "syropem pszczelim" sacharoza występuje w bardzo małych ilościach. Kwasowość całkowita, ilość wolnych kwasów i laktonów w ciągu rocznego przechowywania uległy niewielkiemu podwyższeniu. Wyraźniej widać to w przypadku miodu gryczanego, gdzie kwasowość całkowita wzrosła średnio z. 48,6 do 54,9 mval/kg (tab. 7 i 9). 23
Tabela 5 Procentowy udział cukrów w miodach naturalnych i zafałszowanych świeżych i po 6 miesiącach przechowywania w 20 "C Percentage of sugars in natural and adulterated honey fresh and after 6 months of storage at 20 C Miód rzepakowy Miód gryczany Syrop Rape honey Buckwheat honey pszczeli Naturalny Zafałszowany Naturalny Zafałszowany Sugars syrup Cukry Natural Adulterated Natural Adulterated honey Sugars 6 6 6 6 6 świe- mies. świe- mies. świe- mies. świe- mies. świe- mies. ży 6 ży 6 ży 6 ży 6 ży 6 fresh mon- fresh mon- fresh mon- fresh mon- fresh rnonths ths ths ths ths Fruktoza 46,63 47,39 43,06 55,53 51,60 50,52 50,30 49,80 39,18 49,94 Fructose Glukoza '50,76 48,74 51,89 41,27 46,59 44,06 47,56 46,02 38,19 41,S> Glucose Sacharoza 0,20 0,18 0,59 0,21 0,27 0,24 0,30 0,26 17,23 1,8S: Ssaccharose Maltoza +trehaloza Maltose +trehalose 1,91 2,24 3,88 2,40 1,26 3,72 1,52 3,29 0,0 3,65 Melibioza 0,50 0,45 0,58 0,59 0,28 0,78 0,32 0,63 0,0 0,49" Melibiose X, (Rafinoza) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,05 0,0 0,0 0,69 0,24 Raffinose X 2 (Melecytoza) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,63 0,0 0,0 4,71 1,97 Melezitose Aktywność a-amylazy obniżyła się po rocznym okresie przechowywania w miodzie gryczanym o około 50 11 /0 (tab. 11), natomiast w miodzie rzepakowym o około 30%. Aktywność inwertazy uległa zmniejszeniu o 11 % W miodzie gryczanym a w rzepakowym o 16%. Inaktywacja inwertazy następowała wolniej od inaktywacji a-amylazy. W miodach zafałszowanych stwierdzono ogólnie niższą aktywność anzymów w porównaniu z naturalnymi. W ciągu rocznego przechowywania, w większym stopniu niż w naturalnych, obniżyła się w nich aktywność inwertazowa, Właściwości bakteriostatyczne próbek miodu były zróżnicowane. Miody rzepakowy naturalny i zafałszowany okazały się nieaktywne w stosunku do testowych szczepów bakteryjnych. W tab. 12 przedstawiono średnicę stref zahamowania wzrostu testowych bakterii wokół baseników z próbkami miodu gryczanego naturalnego i zafałszowanego jak tez w próbkach świeżych i przechowywanych przez 6 miesięcy w temperaturze 20 C bez dostępu światła, z umiarkowanym dostępem światła oraz w temperaturze około 4 C (w lodówce). We wszystkich wariantach doświadczenia średnice stref zahamowania wzrostu szczepu z gatunku Stap- 24
Tabela 6 Kwasowość miodu rzepakowego naturalnego i zafałszowanego w zależności od czasu przechowywania w temperaturze 20 e 0 (mval/kg) Acidity of natural and adulterated rape honey in relation to periods of storage at 20 e 0 (meq/kg) Nr próbki Nr of sampies Data analizy: Date of analysis: 9.V1.I976 9.VII.1976 17.VI.1977 Miód świeży: fresh honey lak- tony lacto- ne kwa- kwa- kwaso- so- so- wolne lakwość wość wolne wolne lakwośkwasy tony kwasy tony kwasy całko- całko- całkowita free lactowitwita free lacto- free acid ne acid ne acid total total total acid acid acid I miód naturalny natura I honey 10 5,62 19,75 14,12 4,74 18,86 14,12 6,50 23,OJ 17,50 67 7,20 21,70 13,87 4,87 19,11 9,25 98 5,00 21,25 16,25 3,99 19,36 15,37 5,75 25,25 19,50 98 10,10 29,30 19,20 3,50 26,00 22,50 5,26 29,40 23,75 120 5,49 29,30 14,60 4,49 21,76 17,25 6,15 24,45 18,25 miód zafałszowany adulterated honey 5 6,09 15,09 9,00 2,24 12,49 10,35 6,00 16,00 13,25 23 3,07 9,59 6,25 1,56 8,56 7,00 1,35 12,11 9,87 39 4,32 14,37 10,05 2,71 11,96 9,25 2,00 14,60 12,60 42 4,02 12,37 8,35 2,47 10,47 8,«> 2,85 14,50 11,50 65 5,25 17,07 11,82 3,62 12,30 8,20 4,12 18,45 20,55 I hylococcus aureus wynosiły od 30 do 40 mm, a dwóch szczepów z gatunku Escherichia coli od 15 do 20 mm. Przewodnictwo elektryczne i procentowa zawartość popiołu w miodach naturalnych i zafałszowanych nie uległy zasadniczym zmianom w czasie rocznego przechowywania. Uzyskano natomiast znacznie niższe wartości tych parametrów w przypadku miodów zafałszowanych (tab. 13). Jakościowy i ilościowy skład wolnych aminokwasów w miodach naturalnych i zafałszowanych oznaczono chromatografią gazową. W próbkach zidentyfikowano 16 aminokwasów. Na chromatogramach oprócz maksimów poszczególnych aminokwasów wystąpiły w ilości 12 do 15 maksima połączeń bliżej niezidentyfikowanych. Najwyższe w chromatogramach okazały się maksima odpowiadające pralinie. 25
Tabela 7 Kwasowość miodu gryczanego naturalnego i zafałszowanego w zależności od czasu przchowywania w temperaturze 20 "C (mval/kg) Acidity of natura! and adulterated buckwheat honey in relation to periods of storage at 20 "C (meq/kg) Data analizy: Date of analysis: 4.VIII.l976 7.lX.1976 20.VI.1977 (miód świeży) (fresh honey) Nr próbki Nr of sampies kwa- kwa- kwaso- so- solakwość wolne lakwość wość wolne wolne tony kwasy tony kwasy lakcałkokwasy całko- całkolacwita free lacwita wita free tony free tone acid tone acid lac- acid totał totał acid tone acid acid acid miód naturalny natural honey O 4,87 46,74 41,87 5,70 49,25 44,35 8,00 54,00 46,50 8 8,49 52,49 44,00 8,50 54,47 45,95 10,52 60,50 50,00 24 7,37 46,12 38,25 7,85 55,20 47,60 8,12 51,00 42,80 66 6,99 47,64 40,75 6,60 47,80 41,20 8,00 50,60 42,60 93 4,50 50,00 45,50 4,80 52,0 47,20 8,50 58,40 50,00 miód zafałszowany adujterated honey 47 3,36 27,11 23,75 3,98 29,32 26,34 7,25 32,12 24,84 52 0,82 12,57 11,75 1,08 12,00 10,92 3,12 13,80 10,75 53 6,25 27,87 21,62 4,15 26,20 22,05 5,37 39,00 33,62 84 4,49 29,74 25,25 4,30 28,80 24,40 5,50 34,12 28,72 94 5,74 25,49 19,75 4,70 22,20 17,50 5,62 27,60 22,00 Tabela 8 KwasowoŚĆ miodu rzepakowego w różnych okresach przechowywania w 20 C (wyniki w mval/kg - wartości średnie) Acidity of rape honey in various period s of storage at 20 C (results in meqjkg - average) Miód naturalny Miód zafałszowany Natural honey AduJterated honey kwaso- kwaso- Okres przechowywania wość wolne wość wolne Period of storage łaktony całkowi- kwasy laktony całkowi- kwasy łactone ta free łactone ta free totał acid totał acid acid acid świeży 6,68 24.13 15,61 4,55 13,70 9,09 fresh 1 mies. 4,32 21,02 15,70 2,52 11,18 8,56 1 month 1 rok 5,90 25,53 19,75 3,26 14,89 13,56 1 year 26
Tabela 9 Kwasowość miodu gryczanego w różnych okresach przechowywania w 20 C (wyniki w mval/kg - wartości średnie) Acidity of buckwheat honey in various periods of storage at 20 "C (results in meq/kg - average) Miód naturalny Miód zafałszowany Naturai honey Adulterated honey kwaso- kwaso- Okres przechowywania wość wolne wość wolne Period of storage laktony całko- kwasy laktony całko- kwasy lactone wita free lactone wita free total acid total acid acid acid świeży 6,44 48,60 42,07 4,13 24,56 20,42 fresh l mies. 6,68 51,74 45,26 3,66 23,70 20,24 l month Lrok 8,63 54,92 46,38 5,37 29,33 23,97 l year T a b e I a 10 Aktywność inwertazy i a-amylazy miodów świeżych (A) i po rocznym okresie przechowywania w 20 co» Activity of inwertase and diastase in fresh honey (A) and after 1 years storage at 20 "C (B) Miód rzepakowy Miód gryczany Rape honey Buckwheat honey Nr próbki inwertaza a-amylaza Nr próbki inwertaza a-amylaza Nr of honey inwertase diastase Nr of honey inwertase diasatze - sampies sampies A I B I A I B miód naturalny natural honey A I B I A I B O 22,75 19,30 28,57 17,20 10 35,28 26,94 68,18 38,90 67 28,99 22,68 50,00 36,10 8 38,17 36,70 88,24 50,00 68 24,22 21,36 35,71 22,30 24 33,39 30,39 83,18 38,90 98 17,69 17,21 24,00 17,20 66 32,29 26,20 81,08 38,25 120 23,49 18,06 28,30 20,09 93 34,06 33,03 95,24 46,10 miód zafałszowany aduiterated honey 5 23,49 14,24 22,27 11,40 47 22,24 15,04 51,72 35,20 23 19,08 13,65 20,00 12,20 52 17,62 14,24 31,58 20,00 39 28,26 8,94 46,88 32,20 53 33,76 35,67 49,18 44,10 42 14,31 10,49 22,56 13,30 84 31,42 22,75 43,48 44,10 65 25,32 11,96 28,04 16,80 94 25,32 15,41 32,96 26,00 Aktywność inwertazowa: - w gramach sacharozy zinwertowanej przez enzymy zawarte w 100 g miodu W ciągu l go dziny w warunkach oznaczania Aktywność a-amylazy - w gramach skrobi rozłożonej przez enzym zawarty w 100 g miodu w ciągu l godziny w wa.. runkach oznaczania Activity of inwertase - grams sucrose converted per ]00 g honey per hr Activity of diatase - grams starch corverted per 100 g honey per hr 27
Tabela 11 Aktywność inwertazy i a-amylazy w miodach świeżych i po rocznym przechowywaniu (wartości średnie) Activity of inwertase and diastase in fresh honey and after l years storage (average) Okres przechowywania Period of storage inwertaza inwertase Miód naturalny Natural honey a-amylaza diastase Miód zafałszowany Adulterated honey inwetraza inwertase a-amylaza diastase świeży fresh I rok l year świeży fresh l rok l year miód rzepakowy rape honey 23,41 33,32 22,09 27,95 19,72 22,58 17.18 13,86 miód gryczany buckwheat honey 34,62 83,18 26,07 41.78 30,65 42,43 20,60 33,88 Ilościowe zmiany zawartości aminokwasów w miodach naturalnych i zafałszowanych w czasie przechowywania przedstawiono w tab. 14. Po 6 miesiącach przechowywania ogólna zawartość aminokwasów w miodzie rzepakowym wzrosła o około 90%, w miodzie gryczanym pozostała na tym samym poziomie. W miodach zafałszowanych zaznaczył się także znaczny przyrost ogólnej zawairtości aminokwasów, najwyraźniejszy w "syropie pszczelim". Na szczególną uwagę zasługują tu dwa aminokwasy - prolina i kwas glutaminowy. Prolina okazała się aminokwasem występującym w ilościach rprzynajmniej lo-krotnie wyższych w porównaniu ze średnimi zawartościami innych aminokwasów. VVmiodach naturalnych zawartość: tego aminokwasu była 2 do 4-krotnie wyższa w porównaniu z zawartością tego aminokwasu w "syropie pszczelim". W "syropie pszczelim" 13- -krotnie zwiększyła się w czasie przechowywania zawartość kwasu glutaminowego (z 3,17 mg do 41,6 mg/100 g). 6-krotnie więcej w porównaniu do zawartości w próbkach świeżych było tego aminokwasu w przechowywanym zafałszowanym miodzie rzepakowym a czterokrotnie więcej w zafałszowanym gryczanym. Inne wolne aminokwasy tylko w kilku przypadkach wystąpiły w ilościach przekraczających 5 mg/100 g. 28
Właściwości anty bakteryjne miodu gryczanego (średnice stref zahamowania wzrostu bakterii w mm) Antibacterial properties of buckwheat honey (diameters of stoppage growth zone of bacterium at mm) T a b e la 12 Staph.. E. coli E. coli Miód aureus sacharoza + sacharoza - Honey I I II I III I I II I III l I II I JTT naturalny: natural świeży 42 36 44 20 20 20 20 19 16 fresh po 6 mies.: after 6 month bez św. w 4 e 35 30 35 15 15 16 20 20 15 without Iight at 4 e bez św. w 20 0 e 40 28 35 20 20 15 20 20 19 without light at 20 0 e na św. w 20 0 e 40 40 40 20 16 15 30 30 20 on light at 20 0 e zafałszowany: adulterated świeży 42 38 42 13 O 20 18 16 16 fresh po 6 mies. after 6 month bez św. w 4 e 35 30 30 18 14 12 16 15 15 without light at 4 e bez św. w 20 0 e 30 30 30 15 O O 19 15 18 without light at 20 0 e na św. w 20 c e 40 35 40 18 15 16 20 19 20 on light at 20 0 e I, II i III - powtórzenia I, II i III - repetition DYSKUSJA Wcześniejsze doniesienia na temat zmian składu chemicznego miodu w czasie przechowywania, najczęściej dotyczyły zmian aktywności enzymów (G o n t a T s k i - 1960, Z a l e w s k i - 1963, C u rył o - 1961, S c h a d e i in. - 1958). Ponieważ jednak autorzy ci używali odmiennych metod badań, trudno jest w tym przypadku porównywać wyniki. Na rozbieżności w wynikach spowodowane użyciem różnych metod określania aktywności a-amylazy, zwrócił już uwagę H a d o r n (1961). Jego sugestie znalazły odbicie przy opracowywaniu metody oznaczenia a-amylazy (Rekomended European Regional Standard for Honey - 1970) zastosowanej w niniejszej pracy 29
Tabela13 Przewodnictwo elektryczne i procentowa zawartość popiolu w miodach naturalnych i zafałszowanych Electric conductibility and ash eontent in natura! and adulterated honeys Miód rzepakowy Miód gryczany Rape honey Buckwheat honey przewodność przewodność Nr próbki właśeiwa popiół Nr próbki właściwa popiół nr of honey electric eon- ash nr of honey electric eon- ash sampies ductibility % sampies ductibility % 10-4 S.cm- 1 10-4 5. crrr" miód naturalny natura! honey 10 1,90 0,084 O 3,20 0,190 67 L82 0,065 8 3,85 0,235 68 2,07 0,150 24 3,12 0,239 98 2,07 0,044 66 4,30 0,380 120 2,00 0,087 93 4,80 0,241 miód zafałszowany adulterated honey 5 1,50 0,049 47 1,55 0,059 23 0,97 0,042 52 0,80 0,009 29 1,45 0,042 53 2,02 0,115 42 1,05 0,057 84 2,32 0,123 65 1,55 0,022 94 1,87 0,136 Przedstawione wyniki są natomiast porównywalne i w wielu badanych cechach zgodne z, wynikami uzyskanymi przez W h i t e ' a i in. (1961). Wyliczyli oni, że w ciągu miesiąca przechowywania miodu w temperaturze 23 do 28 C ubytek aktywności a-amylazy wynosił około 30/0, czyli 360/0 w ciągu roku. Odpowiada to wielkości strat jakie uzyskaliśmy w przypadku miodu rzepakowego. Podobnie przy rozpanrywamu kwasowości miodu. W obu porównywanych pracach wzrastała ona w ciągu roku od zera do kilkunastu procent. Uzyskane przez nas wyniki w zakresie zmian zawartości sacharozy w przechowywanym materiale są zgodnne ze spostrzeżeniami B o r n u s a i in. (1966), G o n t a r s k i e g o (1960), F e d o r o w s k i e j (1964), a także C e p u r n e g o i A:l' t e m i e va (1981). Zawartość sacharozy z kilkunastu procent w świeżym materiale (w miodzie zafałszowanym) po dwóch miesiącach przechowywania w temperaturze około 20 C nie przekraczała kilku procent. Po sześciu miesiącach przechowywania tych próbek metodą chromatografii gazowej węglowodanów nie można było wykryć kilkudziesięcioprocentowego dodatku przerobionej przez pszczoły sacharozy. 30
T a b e I a ]4 Zawartość wo'nych aminokwasów w miodach naturalnych i zafałszowanych świeżych i po 6 miesiącach przechowywania w 20 e 0 (mg/]oo g próbki) Amino acid eontent in naturai and adulterated honey fresh and after ot4torage at 20 e 0 Miód rzepakowy - rape Miód gryczany - buck- Syrop honey wheat honey pszeczeli naturalny zafałszowany naturalny zafałszowany Sugar-syrup Aminokwasy natural adulterated natural adulterated honey amino acid po6 po 6 po6 po6 po 6 świe- mies. świe- mies. świe- mies. świe- mies. świe- mies. ży 6 ży 6 ży 6 ży 6 ży 6 fresh mon- fresh mon- fresh rnon- fresh mon- fresh months ths ths ths ths Ala 0,33 1,07 0,90 0,62 2,59 0,64 0,63 ]2,78 0,26 2,17 Val 0,79 2,27 0,97 2,93 5,22 ],54 ],03 1,65 1,48 6,18 Gly 1,25 ],27 o,n ],26 1,23 2,70 1,39 1,26 Ile 0,58 2,08 0,60 1,90 0,90 1,46 0,53 30,94 0,63 2,69 Leu 0,89 5,73 0,73 6,86 11,08 2,97 1,20 4,70 ],00 16,02 Pro 30,42 62,24 26,14 38,42 31,78 44,87 28,79 28,45 ]0,07 ]6,03 Thr 0,37 0,64 1,15 0,22 4,46 0,30 1.59 Ser 0,65 1,87 ],32 0,9] 2,08 0,43 0,17 ],55 0,74 Met 0,45 0,96 0,50 0,95 0,99 0,83 0,40 7,42 0,40 15,09 Hpro 0,06 0,09 0,13 Phe 2,25 2,13 3,65 2,62 3,84 2,93 2,18 3,20 0,08 0,50 Asp 3,45 3,33 2,55 0,56 3,03 2,83 1,85 2,37 0,17 0,71 Glu 3,18 6,08 0,65 4,11 3,84 6,17 5,42 20,06 3,]7 41,57 Tyr Lys 5,50 4,39 4,86 3,62 5,35 6,30 2,18 3,42 0,47 50,40 94,10 43,60 66,00 zz.oc 63,60 46,10 ]22,50 ]8,20 103,30 Chociaż ilościowa metoda równoległego oznaczania węglowodanów w miodzie za pomocą chromatografii gazowej może budzić zastrzeżenia przede wszystkim z powodu dużego błędu w oznaczaniu cukrów prostych (B o r y s i K u b a c k i - 1974), to jednak nie umniejsza ważności spostrzeżeń odnoszących się do zmian zachodzących w dwucukrach, a zwłaszcza w zawartości sacharozy. W świetle uzyskanych, w tym zakresie wyników w pełni uzasadniony jest wniosek postawiony już wcześniej przez G o n t a r s k i e g o a także przez C e p u r n o g o i A r t e n i e- va, że zawartość sacharozy nie może być kryterium przy oznaczaniu naturalności. Uzyskane wyniki oznaczeń właściwości bakteriostatycznych badanego materiału okazały się także mało przydatne dla klasyfikacji jakości miodu. Miody rzepakowe naturalny i zafałszowany okazały się nieaktywne, natomiast gryczane naturalne i zafałszowane w jednakowym stopniu hamowały wzrost testowych drobnoustrojów. W h i t e i S u b e r s M. H. (1963) udowodnili, że właściwości ant y- bakteryjne miodu są wynikiem powstawania w nim H 2 0 2 w przeciw- 31
stawnym działaniu dwóch enzymów. Glukozooksydaza w procesie utleniania glukozy do glukonolaktonu uwalnia H 2 0 2, natomiast katalaza go rozkłada. Możną przypuszczać, że miód rzepkowy, który wykazał brak właściwości antybakteryjnych, odznaczał si() wyższą aktywnością katalazy niż glukozooksydazy, a miód gryczany, w którym wykazano właściwości antybakteryjne, odwrotnie, niższą aktywność katalazy niż glukozooksydazy. Potwierdzenie tego rozumowania można znaleźć w pracy K l e m a r e w s k i e g o (1976), który nie stwierdził aktywności katalazy w miodzie gryczanym,' podczas gdy w badanych przez niego miodach: rzepakowym i akacjowym, a także w syropie pszczelim, aktywność tego enzymu została wykryta i zmierzona. Ogólna zawartość wolnych aminokwasów określona w pracy okazała się zgodna z danymi otrzymanymi przez B o s i i B a t t a g l i n i (1978), oraz D a v i e s a (1975). W dostępnym piśmiennictwie dotyczącym tego problemu, nie znaleziono danych dotyczących zmian w zawartości aminokwasów, zachodzących w czasie magazynowania miodu w temperaturze 20 C. Hahn (1970) dostarczył na zbliżony temat dwóch informacji: - miód bardzo stary, 30-letni, miał skład aminokwasów podobny do miodu świeżego, - miód rzepakowy po 6 tygodniach przechowywania w temperaturze 45-c zachował aminokwasy na niezmienionym poziomie ilościowym. White i Rudyj (1978) oznaczyli główny aminokwas miodu, prolinę w dwudziestoletnich próbkach, przechowywanych w temperaturze 4 C, w których było proliny średnio 51,1 mg/100 g miodu, natomiast w próbkach świeżych 48,3 mg/ido g. Uzyskany w miniejszej pracy dwukrotny przyrost zawartości aminokwasów w czasie półrocznego magazynowania miodu rzepakowego oraz miodów zafałszowanych i brak tego efektu w przypadku miodu gryczanego może nasuwać przypuszczenie, że jest to działanie, swoistych enzymów proteolitycznych, dla których środowisko miodu gryczanego nie jest optymalne, być może na skutek działania występującego tu nadtlenku wodoru lub kwasów organicznych. Odnośnie kryteriów oceny jakości miodów wydaje się, że oznaczenie ogólnej zawartości aminokwasów może być tak samo zawodne, jak oznaczenie zawartości sacharozy. Inaczej w przypadku proliny której zawartość w syropie pszczelim po 6 miesiącach przechowywania wzrosła w naszych badaniach stosunkowo nieznacznie i ogólnie jest niższa w miodach zafałszowanych niż w naturalnych. W połączeniu z innymi wskaźnikami oznaczanie proliny może być więc pomocne w ocenie jakości miodu. Wyniki uzyskane w oznaczaniu jakościowym i ilościowym wolnych aminokwasów w miodach naturalnych i zafałszowanych wykazały potrzebę dalszych szczegółowszych badań w tym kierunku. 32
WNIOSKI 1. Miód zafałszowany w 50-80'% zinwertowaną przez pszczoły sacharozą po około 2 miesiącach przechowywania w temperaturze 20 C wykazuje zawartość tego cukru zgodną z wymaganiami obowiązującymi w PN "Miód pszczeli". Dlatego zawartość sacharozy nie może być kryterium oceny "naturalności" miodu. 2. W czasie Tocznego przechowywania miodu w temperaturze około 20 C następuje częściowa inaktywacja a-amylazy i inwertazy. Aktywność a-amylazy maleje o około 30-50%, a inwertazy o kilkanaście procent. Liczba diastazowa krajowych miodów po rocznym okresie przechowywania pozostaje przynajmniej dwukrotnie wyższa od wielkości 8,3, określonej jako minimum w PN "Miód pszczeli" dla tego parametru. Należałoby zatem wprowadzić w normie odpowiednie zmiany tego wskaźnika. 3. W miodzie rzepakowym i w miodach zafałszowanych sacharozą dwukrotnie wzrasta zawartość wolnych aminokwasów w czasie przechowywania, natomiast w miodzie gryczanym zawartość wolnych aminokwasów pozostaje na niezmienionym poziomie,. 4. W składzie aminokwasów miodu dominuje prolina, która stanowi 50-70% zawartości frakcji wolnych aminokwasów. Poziom jej zawartości w miodach może służyć za kryterium oceny stopnia zafałszowania miodu zinwertowaną przez pszczoły sacharozą. Miody tak fałszowane wykazują niską zawartość proliny. 5. Kilkakrotny wzrost zawartości kwasu glutaminowego, występujący w okresie 6-miesięcznego magazynowania miodu w temperaturze 20 C, stwarza potrzebę przeprowadzenia szczegółowych badań mechanizmu tego zjawiska. Przede wszystkim wydają się potrzebne rozszerzone badania w zakresie działania enzymów zawartych w miodach. LITERATURA A n d r e ł o w i c z A., K o t l a rek J. (1968) Zawartość popiołu, fosforu, przewodnictwo właściwe i aktywność fosfatazy w jasnych miodach'. -.: Roczn. PZH, 19(1): 89-96. B o r y s A., K u b a c k i S. J. (1974) Metoda równoległego oznaczania węglowodanów w miodach za pomocą chromatografii gazowej. - Prace Instytutów i Lab. Bad. Przem. Spoż. 24/3: 381-394. B o s i G., B a t t a g l i n i M. (1978) Gas chrornatographie analysis of free and protein amino acids in som e unifloral honeys - J. Apic. Res. 17(3): 152-166. C u rył o J. (1961) Badania nad wpływem standaryzacji na a-amylazę i inwertazę w miodach oraz na zawartość w nich 5-hydroksymetylofurfuralu. ~ Pszczelno Zesz. Nauk. 5(2): 65-74. C e p u r n o j I. P., A r t e m i e v V. (1981) Issledovanie sacharov w mecie. - Pćelovooctva 4-5: 55-56. D a v i e s A. M. (1975) Amino acid analysis af honeys from eleven countries. - J. Apic. Res. 14(1): 29-39. 3 - Pszczelnicze zeszyty 33
F e d o r o w s k a Z. (1964) O stabilizacji próbek miodu. - Pszczelno Zesz. Nauk. 7(1): 20-27. G er k e C. W., R o a c h D., Z u m w a 1t R. W., S t a 11 i n g D. L., W a 11 L. L. (1968) Quantitative gas - liquid chromatography ot amino acld in protein e and blologtcal substances, - Monografia. Analytical Biochemistry Laboratories. G o n t a r s k i H. (1960) Fermentbiologische Studien an Henigen - Z. f. Bienen- [orsch: 5(2): 30-39. H a d o r n H. (1961) Uber Problematik der quantitativen Diastasebestimung in Honig. - Mit. Get. Lebensm. U. Hyg. 52: 67-103. H a h n H. (1970) Zum Gehalt und zur Herkunft der freien Aminosauren in Honig - Universitat Stuttgart (praca doktorska) l z d e b s k a K., G u b a ń s kim. (1962) Badania nad antybakteryjnymi właściwościami naturalnego miodu pszczelego - Zesz. Nauk. Uniwer. Łódź. 2(12): 21-26. K l e m a r e w s kij. (1976) Kinetyka enzymatycznego dojrzewania miodów od różnych ras pszczół. - PszczelnoZesz. Nauk. 20: 171-179. Kra c z k o w s k a J. (1973): Występowanie niektórych pierwiastków śladowcyh w miodach województwa lubelskiego. - A. R. Lublin (praca doktorska) PN -75/A - 77626 "Miód pszczeli" R e c o m m e n d e d E u r o p e a n R e g i o n a l S t a n d a r d F o r H o n e y (1970) - Bee World 51(2): 79-91. R y c h l i k M., F e d o r o w s k a Z. (1000) Badania nad inwertazą miodową. Cz. l. Modyfikacja metody oznaczania inwertazy miodowej. - Roczniki PZH 11(5): 413-422. S c h a d e J. E., M a r s c h G. L., E c ker t J. E. (1958) Diastase activity and hydroxy-methyl-furfural in honey and their usefulness in detecting heat alteration. Fd. Res. 23(5): 446---463. W h i t e J. W. Jr., P e t t Y J., H a g e r R. B. (1958) The composltion of honey. II Lactone content. - J. Ass. Oft. Agric. Chem. 41(1): 194-197. W h i t e J. W. Jr., R i e t h o f M. L., K u s h n i r I. (1961) The composition of honey, VI. The effect of storage on carbohydraes, acids and diastase content. - I. Fd. Res. 26: 63-71. W h i t e J. W. Jr., R u d y j O. N. (1978) Tne protein eontent of honey. - J. Apic. ReB. 17(4): 234-238. W h i t e J. W. Jr., S u b e r s M. H. (1963) Studies on honey inhibine. 2. A chemical assay. - J. Apic. Res. 2(2): 93-100. V o r w o h l G. (1964) Die Messung der elektrischen Leitfahigkeit des Honigs und die Verwendung der Messwerte zur Sortendiagnose und zurn Nachweis von Verfalschungen mit Zuckerfutterungshonig. - Z. f. Bienenforsch. 7: 37-47 Z a l e w s kiw. (1963) Aktywność a-amylazy oraz inwertazy w miodach krajowych. - Pszczelno Zesz. Nauk. 7(1): 40-48. M3MEHEHMH B XMMM"lJECKOM COCTABE ECTECTBEHHbIX ME,ll;OB M llo,ll;meliimbaembix MHBEPTMPOBAHHO:A: ll"ljejiamm CAXAP030:A:, llpomcxo,ll;hlume BO BPEMH XPAHEHMH Pe310Me I.J;eJIblO pa60tbi 6bIJIa nposepxa ahajihtłf'ieckhxb03mo:lkhocte~06hapylkhba- HlUI no)l.mewhbaemhixme)l.ob.pa60ta cenępacana OIlHcaHHe H3MeHeHHH, xoropsre npohcxo)l.htb XłfMH'IeCKOMcocraae H aexoropsrx <ph3h'ieckhxcbohctbaxbo ape- 34
MI'l ro~h'ihoro XpaHeHHI'l ectectbehhbix,no~mewhbaembix Me~OB, a TaK]Ke npoztyx- Ta, C03~aHHoro n'lejlamh H3 caxapoasr. Onpeneneao conepacaaxe nonsr, yrjlebo~ob, cbo60~hbix amhhokhcjlot,30jlbl, KHCJlOTHOCTb,aKTHBHOCTb3H3HMOB H y~ejlbhylo npobo~hmoctb. KpOMe crannaprm-rx MeTo~oB ~J1S1pa3~eJleHHSI 11 l1~ehth<pi1kai..\hh yrjlebo~ob, a TaK]Ke CB06o~Hblx amhhoki1cjlotme~a, npl1meheho ra30byjo xpoxa- Torpa<pHIO. CO~ep]KaHHe caxapoasr B no~mewhbaembix Me~ax nohh3hjlocbcnyera naa Me- CSll..\axpaHeHHSI B TeMnepaType OKOJlO20 C ~o ypobhi'l no Tpe6yeMoMy ctah~apty. TaKHM o6pa30m 3TOT noxaaarens OKa3aJlCI'l He~OCTaTO'lHbIM KpHTepl1eM Ol..\eHKH "ectectbehhocth" Me~a. Me~bl, nonaenrxaaeasre HHBepTHpoBaHHoH nxenaxx caxaposoa no cpabhehhio c ectectbehhbimh, OTJlH'laJlHCb 3aTO 3Ha'lHTeJlbHO HH3111HMconepssaaxex 30Jlbl, amhhokhcjlotbl,nponxaa 11 HH3WHMHCTOHMOCTSlMH y~ejlbhoh npobo~i1mocti1. CHANGES IN CHEMICAL COMPOSITION OF NATURAL AND ADULTERATED WITH INWERTED BY BEES SUCROSE HONEYS, DURING STORAGE H. R Yb a k, B. A r c h e m o w i c z Summary The object of this study was to fin d out analytical possibilitis fcr"detection of adelteration of t/oneys. The study deals wit h the description of changes which are taking place in the chemical composition and in some physical features of natural and adulterate ted homeys as web as in the sugar-syrup honey during one year of storagę. The folloving Ingrediens of honeys were determined: water content, carbohydrates, free aminoacids, as h, acidity, activity of enzyrnes and electric conductibility. Beside the standard methods for separation and identification of carbohydrates and free aminocides gas chromatography was used. The content of sucrose in adulterated honeys (about 50010 of sugar-syrup) decreased after two months of storagę at temp. +20 o C to the leve1 acoepted by the standars, therefore determination of sucrose for ruling out adulateration of honey is not sufficient. Honeys adulterated with sucrose which has benn inverted by bees in comparison with natural ł\oneys had much lower content of ash, proline and lower volue of electric conductibility. 3'