Химический состав и пищевая ценность меда
Химический состав меда непостоянен и зависит от источника сбора нектара, района произрастания нектарных растений, времени сбора, зрелости меда, породы пчел, погодных и климатических условий и пр. Однако некоторые особенности состава меда являются характерными и типичными. Состав меда весьма сложный, в нем содержится около 300 различных компонентов, 100 из них являются постоянными и имеются в каждом виде. Сравнительный состав меда разных видов представлен в табл.
Сравнительный состав цветочного, падевого и сахарного меда
По данным А. Ф. Губина
По данным А. И. Аринкиной
По данным В. Г. Чудакова
По данным А. Ф. Губина
По данным В. Г. Чудакова
По данным В. Г. Чудакова
Азотистые небелковые вещества, %
Общая кислотность, мг-экв./кг
Активная кислотность, pH
Диастазное число, ед. Готе
Удельное вращение, градус
Основную часть меда составляют сахара (глюкоза, фруктоза, мальтоза, трегалоза, сахароза и др.), общее содержание которых достигает 80%. Глюкоза и фруктоза занимают большую часть в созревшем меде, до 80-90% от суммы всех сахаров. Это содержание сахаров является конечным в серии ферментативных процессов растительных и пчелиных карбогидраз. Доля каждого вида сахара зависит от активности ферментов, состава и происхождения сырья, из которых создается мед, зрелости меда. Мальтоза синтезируется в процессе созревания меда, и ее количество может достигать 6-9%. Сахароза гидролизуется под действием фермента инвертазы, и после созревания меда ее содержание колеблется от 0 до 1-1,5%, в падевом — до 3%. В сахарном созревшем меде содержание сахарозы составляет всего 1-3%. В несозревших медах содержание сахарозы может достигать 13-15%, особенно при обильных сборах нектара с липы мелколистной, в нектаре которой преобладает данный сахар. Хранившийся мед обычно содержит меньше сахарозы, чем свежеоткаченный.
В падевом меде содержание большого количества мальтозы, трегалозы и мелицитозы является отличительной чертой, характерной только для этого вида меда.
В водных растворах все редуцирующие сахара находятся в нескольких изомерных формах, но основными являются альфа- и бета-формы. Соотношение этих сахаров сильно колеблется в зависимости от источника нектара и степени его кристаллизации. Поэтому по соотношению альфа-глюкоза/ бета-глюкоза можно установить ботаническое происхождение жидкого меда (табл.). Соотношение глюкоза/фруктоза и наличие других ди- и трисахаров широко используется за рубежом при установлении ботанического происхождения меда. Подобные исследования проведены и в нашей стране: изучены сахара основных видов отечественного меда и установлена определенная зависимость состава сахаров от источника нектара (табл.).
Экспертная оценка состава сахара некоторых ботанических видов
Содержание, % Отношения Содержание, % Степень
Для липового меда характерно высокое содержание мальтозы (5,0-7,0%), среднее или низкое фруктозы (32,8-41,5%), среднее или высокое глюкозы (51,0-55,0%). В полностью созревшем липовом меде практически отсутствует сахароза, отношение альфа-глюкоза/бета-глюкоза около 1,0; отношение фруктоза/ глюкоза ниже 0,8; степень сладости составляет менее 113 единиц по отношению к сахарозе.
Белоакациевый мед по составу сахаров характеризуется средним содержанием мальтозы (2,5-5,7%), средним или высоким содержанием фруктозы (39,0-44,0%), средним или высоким содержанием глюкозы (47,0-58,0%), обязательным присутствием сахарозы (0,5-0,9%), отношением альфа-глюкоза/бета-глюкоза (менее 1,0); отношением фруктоза/глюкоза (ниже 0,95). Степень сладости составляет 109-113 единиц.
Подсолнечниковый мед отличается низким содержанием мальтозы (0,8-2,3%), средним содержанием фруктозы (37,6-44,1%), средним или высоким содержанием глюкозы (52,0-57,0%), обязательным присутствием сахарозы (0,3-0,8%). Отношение альфа-глюкоза/бета-глюкоза больше или равно 0,98, отношение фруктоза/глюкоза — 0,72-1,11. Степень сладости составляет 114-116 единиц.
Для донникового меда показательным является среднее содержание мальтозы (3,5-4,3%), среднее или высокое содержание фруктозы (40,0-50,0%), содержание сахарозы около 0,6%, отношение фруктоза/глюкоза имеет большие колебания (1,11-0,73). Степень сладости составляет более 112 единиц.
Эспарцетовый мед имеет среднее или низкое содержание мальтозы (1,5-3,7%), среднее содержание фруктозы (38,0-44,0%), среднее или высокое содержание глюкозы (48,0-57,0%), отсутствие сахарозы в созревших медах и значительное ее количество в несозревших (1,9-3,7%), отношение альфа-глюкоза/бета-глюкоза более 0,97; а отношение фруктоза/глюкоза менее 0,91. Средняя степень сладости 110-115 единиц. Состав меда по приводимому комплексу моно- и дисахоров в процессе хранения значительно колеблется на различных стадиях стабилизации. Поэтому приведенные данные состава сахаров меда целесообразно рассматривать лишь как дополнительный материал при определении ботанического происхождения меда.
Азотистые вещества содержатся в виде белков и небелковых соединений. Они попадают в мед из растений вместе с нектаром, пыльцой, а также из организма пчел. Количество белковых веществ в цветочном меде невелико: 0,08-0,40%; в вересковом и гречишном доходит до 1,0%, а в падевом меде белков 1,0-1,9%.
Белковые вещества находятся в меде в коллоидном состоянии. Наряду с другими коллоидами они обусловливают мутность меда и усиливают его вспенивание при розливе, вызывают потемнение при нагревании, а также являются центрами кристаллизации при хранении меда.
Между содержанием азотистых веществ и активностью ферментов установлена прямая корреляционная зависимость. Это свидетельствует о том, что белковые вещества пчелиного меда в основном представлены ферментами.
В меде определены многие ферменты: инвертаза, альфа- и бета-амилаза, глюкозооксидаза, каталаза, пероксидаза, протеаза, кислая фосфотаза, полифенолоксидаза, липаза, редуктаза, аскорбиноксидаза, фосфолипаза, инулаза, гликокеназа.
Ферменты играют важную роль в процессах образования и созревания меда, а также имеют большое значение для определения его натуральности и качества.
Основным ферментом меда является инвертаза. Под ее влиянием сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу. Инвертаза в меде имеет двоякое происхождение: из нектара, пыльцы цветов и слюны пчел. Считают, что чем дольше нектар, смешанный с большим количеством слюны, находится в медовом зобике пчелы, тем выше активность инвертазы. При подкармливании сахарным сиропом пчелы прилагают больше усилий для переработки этого искусственного корма. Такой мед также содержит ферменты, но все же их будет недостаточно для полного расщепления сахарозы.
С инвертазной активностью меда связано содержание сахарозы. Чем выше активность инвертазы и дольше срок хранения меда, тем меньше содержится в нем сахарозы.
При нагревании меда активность инвертазы снижается, при 80°С фермент полностью инактивируется.
Наиболее изучены амилолитические ферменты меда — альфа- и бета-амилазы. Их суммарную активность определяют диастазным числом, которое принято выражать в единицах Готе (см. табл.).
Амилаза (диастаза), как и инвертаза, вносится в мед нектаром растений и секретами слюнных желез пчел. Ее количество считается одним из основных показателей для оценки качества меда, его натуральности. Оно зависит от тех же факторов, которые были упомянуты при рассмотрении инвертазы. Однако амилаза менее термолабильна, чем инвертаза. Амилазная активность меда начинает снижаться при 90 °С. Некоторые виды меда имеют характерные значения диастазного числа. По данным А. И. Черкасовой, белоакациевый мед отличается низкой амилазной активностью. Диастазное число эспарцетового меда колеблется в пределах 0-30 единиц, гречишного — 20-50 единиц. Темные и падевые виды меда имеют более высокую амилазную активность по сравнению со светлыми цветочными, а у сахарного меда она самая низкая.
Основными азотистыми соединениями являются свободные аминокислоты. Содержание свободных аминокислот меда превышает содержание связанных (белковых) аминокислот в два раза, при этом количество свободных аминокислот в 100 г нектара и меда одинаково в то время как количество связанных аминокислот в 100 г нектара составляет 1204 мг, а в 100 г меда — всего 85,8 мг.
По данным Чепурного И. П., в отечественных медах идентифицировано 20 свободных аминокислот, в том числе впервые обнаружены орнитин и глутамин. Соотношения отдельных 13 основных свободных аминокислот в отечественных монофлорных медах представлены в табл.
Общее содержание и соотношения отдельных свободных аминокислот в липовых и эспарцетовых медах
Наименование аминокислот Липовые меда Эспарцетовые меда образец 7 образец 8 образец 5 образец 6 Общее содержание, мг % 126,5 132,0 120,3 99,5 В том числе соотношение, % Аланин 2,0 2,4 1,4 1,9 Валин 2,7 1,7 2,5 2,3 Лейцин 0,5 0,7 0,7 1,1 Пролин 3,1 2,7 7,3 3,5 Гистидин + серин 0,6 1,1 0,5 0,9 Треонин 62,0 58,9 54,8 68,7 Метионин 10,4 7,2 1,7 2,7 Фенилаланин 3,8 5,9 17,0 9,7 Глутаминовая кислота 1,4 2Д 0,3 1,8 Глутамин 0,2 0,5 3,1 Следы Лизин 0,3 Следы Следы 1,4 Тирозин 0,6 0,6 0,4 Следы Аспарагин 0,8 Следы 1,6 Следы Остальные аминокислоты 11,6 16,2 9,2 6,6
Общее содержание и соотношения отдельных свободных аминокислот в других медах
аминокислот
Из данных таблиц следует, что основной свободной аминокислотой в отечественных медах является треонин, его содержание в светлых медах колеблется в пределах 54,8-68,7% от общего количества свободных аминокислот. В темных медах его содержание значительно меньше (33,4%—в гречишном, 40,7% — в фацелиевом). Пролин присутствует в значительных количествах лишь в темных медах (23,8% — в гречишном и 21,1% — в фацелиевом), а в светлых медах его содержание незначительно (2,7-7,3%). Сравнение отечественных монофлорных медов по содержанию аминокислот с зарубежными показало их отличие, прежде всего, по содержанию треонина. По составу свободных аминокислот и их содержанию меда различного ботанического происхождения отличаются друг от друга.
Для липового меда характерно высокое количество метионина (7-10%) при среднем (5,9-1,4%) содержании пролина, фенилаланина и глутаминовой кислоты. Для белоакациевого меда специфично более высокое содержание валина по сравнению с пролином и среднее (3,0-2,4%) лизина и глутаминовой кислоты. В подсолнечниковом меде основной аминокислотой после треонина является глутаминовая. В эспарцетовых медах спецефично высокое содержание фенилаланина (9-17%) при среднем (7,3-1,7%) количестве пролина и метионина и низком (1,8-0,3%) присутствии глутаминовой кислоты.
Установленные И. П. Чепурным характерные соотношения свободных аминокислот в светлых пчелиных медах подтверждают, что по количественным соотношениям отдельных свободных аминокислот можно определять ботаническое происхождение меда.
Белки и свободные аминокислоты не являются количественно важными компонентами меда и не играют большой роли в повышении его пищевой ценности. Однако при их отсутствии пропадают присущие только этому продукту характерные ароматические вещества, поскольку ферменты, состоящие из белков, формируют состав меда по всем основным компонентам. При длительном хранении происходит старение ферментов, мед теряет специфический медовый аромат.
К азотосодержащим веществам относятся алкалоиды, которые встречаются в нектаре отдельных цветов (табака и др.), продукты ферментативного расщепления аминокислот, меланоидины. Возможно, некоторые лечебные свойства меда объясняются содержанием в нем алкалоидов.
Мед имеет кислую среду, так как содержит органические (около 0,3%) и неорганические (0,03%) кислоты. Из органических в меде найдены яблочная, лимонная, винная, глюконовая, янтарная, молочная, щавелевая, пировиноградная, сахарная, уксусная, муравьиная и некоторые другие кислоты; из неорганических — фосфорная, соляная. Эти кислоты находятся в меде в свободном состоянии, а также в виде солей. Они попадают в мед из нектара, пади, пыльцы и выделений пчелы, а также синтезируются в процессе ферментативного разложения и окисления сахаров. Падевый мед превосходит цветочный по общей кислотности.
Кислотность забродившего меда увеличивается за счет образования уксусной кислоты, а в сильно перегретом меде — за счет накопления муравьиной и левулиновой кислот в результате разрушения оксиметилфурфурола.
В меде определяется как общая кислотность (в см 3 гидроокиси натрия на 100 г меда), так и активная, т. е. величина pH.
Для цветочного меда (по В. Г. Чудакову) pH колеблется в пределах 3,2-6,5, для падевого — 3,7-5,6, для липового — 4,5-7,0. Величина активной кислотности имеет значение для ферментативных процессов, протекающих в меде, от нее в значительной степени зависит вкус меда.
И. П. Чепурным изучена возможность использования показателей pH и окислительно-восстановительного потенциала для установления ботанического происхождения пчелиного меда. Данные приведены в табл..
Водородный показатель и окислительно-восстановительные потенциалы некоторых ботанических видов пчелиного меда
Номер образца
Год получения
pH 10%-ного водного раствора
Окислительно-восстановительный потенциал, мВ
Липовый мед
Белоакациевый мед
Подсолнечниковый мед
Донниковый мед
Эспарцетовый мед
Фацелиевый мед
Вересковый мед
Малиновый мед
Для определения характерных величин pH и окислительновосстановительного потенциала пчелиных медов исследовано 18 образцов липового, 8 образцов белоакациевого, 5 образцов подсолнечникового, 4 образца эспарцетового, 3 образца донникового, по одному образцу фацелиевого, верескового, малинового медов. Установлено, что активная кислотность исследованных липовых медов колебалась в пределах 4,5-7,0, тогда как активная кислотность всех остальных медов была существенно ниже. Для подсолнечникового меда этот показатель не превышал 4,15, для верескового — 4,14, белоакациевого—4,11, донникового — 3,95, эспарцетового — 3,85, малинового — 3,80, фацелиевого — 3,78.
Таким образом, показатель pH может быть использован для отличия липового меда от других и является показателем его ботанического происхождения.
По данным Чепурного И. П. (табл.), окислительно-восстановительный потенциал водных растворов липового меда колебался в пределах 105-252 мВ, тогда как окислительно-восстановотельный потенциал для подсолнечникового меда не привышал — 95 мВ, белоакациевого и верескового 72,5 мВ, донникового 69 мВ, эспарцетового 67 мВ, малинового 60 мВ, фацелиевого 54 мВ.
Таким образом, липовый мед можно надежно отличать от других по показателю окислительно-восстановительного потенциала его водных растворов.
На основании результатов исследования выявлено, что хранение и термическая обработка меда незначительно изменяют величины pH и окислительно-восстановительного потенциала липового меда.
Таким образом, показатели pH и окислительно-восстановительного потенциала можно использовать при оценке качества как показатели отличия липового меда от других сортов, независимо от термической обработки и хранения в течение года.
В состав меда входят минеральные вещества: макро- и микроэлементы. Цветочный мед содержит около 0,2-0,3% минеральных веществ, а падевый значительно больше — до 1,6%. Минеральный состав меда зависит от вида медоносной растительности, состава почвы, присутствующих примесей (пыльцы, пади и т. п.). Большинство авторов придерживаются мнения, что темный мед содержит более высокий процент минеральных веществ, чем светлый; в полифлорном меде разнообразнее состав элементов, чем в монофлорном. Зольные элементы входят в состав многих ферментов и поэтому играют важную роль в биохимических процессах, происходящих в растениях, нектаре, меде.
Мед как естественный растительно-животный продукт по числу микроэлементов не имеет себе равного. В нем обнаружено 37 макро- и микроэлементов, в том числе фосфор, железо, медь, кальций, свинец, ванадий, германий, висмут, титан, кобальт, никель, золото, серебро и др. По количеству некоторых минеральных веществ мед близок к сыворотке крови человека (табл.).
Содержание минеральных веществ в 100 г меда (средние данные)
макроэлементы
в меде, мг/100 г
микроэлементы
в меде, мкг/100 г
В меде содержится небольшое количество разнообразных витаминов, в основном водорастворимых (табл.).
Содержание витаминов в меде
Содержание витаминов, мг/кг
Суточная потребность человека, мг
Пантотеновая кислота (В3)
Фолиевая кислота (В9)
Аскорбиновая кислота (С)
Выявлено также содержание в медах витамина В12, К, каротина и холина.
Количество витаминов в меде в основном зависит от наличия в нем пыльцы. Опыты показали, что удаление цветочной пыльцы фильтрованием приводит к почти полному отсутствию в меде витаминов. Кислая среда меда способствует медленному разрушению витаминов во время хранения.
Красящие вещества — это растительные пигменты, перешедшие в мед вместе с нектаром и представленные жиро- и водорастворимыми веществами. Жирорастворимые пигменты, присутствующие в меде (производные каротина, ксантофилла, хлорофилла), придают желтый или зеленоватый оттенок светлоокрашенным медам. Красящие вещества темных медов водорастворимы — это в основном антоцианы, танины. На окраску меда также влияют меланоидины, накапливающиеся при длительном хранении и нагревании меда и придающие ему темно-коричневую окраску. Состав красящих веществ меда зависит от его ботанического происхождения, поэтому их определение позволяет существенно повысить надежность установления вида меда.
Пчелиный мед имеет большую гамму оттенков аромата в зависимости от источника нектара, срока хранения, степени термической обработки. Он обладает специфическим, свойственным только ему ароматом, который может быть хорошо выражен или же завуалирован более сильным цветочным запахом. Если цветочный аромат для каждого вида меда различен, то медовый — характерен для всех медов, в том числе и сахарных. Ароматические вещества образуются при ферментативных процессах, происходящих в меде, поэтому аромат возникает не сразу после запечатывания пчелами сотов, а в течение определенного времени.
Заканчивается формирование медового аромата к третьему-пятому месяцу хранения. Поскольку медовый аромат образуется из продуктов ферментативных превращений сахаров, аминокислот, витаминов и других веществ, то он генерируется, пока действует ферментативная система. При длительном хранении и высокой температуре при нагревании ферменты разрушаются и инактивируются, в результате чего образование ароматических веществ прекращается, но позднее медовый аромат исчезает.
В меде обнаружено около 200 ароматических веществ, а в дальнейшем число идентифицированных соединений может достигнуть 500 и более, так как цветочный мед каждого конкретного вида имеет свой набор летучих веществ, перешедших в него вместе с нектаром.
И. П. Чепурным с помощью хромато-масс-спектрометрических исследований проведена идентификация душистых веществ некоторых видов отечественного меда: подсолнечникового, кориандрового, липового и цветков — источников нектара (подсолнечника и кориандра), из которых был получен мед. Всего было идентифицировано 105 веществ, в том числе 70 соединений, ранее не обнаруженных среди летучих веществ пчелиного меда.
Впервые идентифицированы такие летучие соединения, как З-гексан-1-ол; коричный альдегид; коричный спирт; 2Н-пиран-3-ол, 6-этенил; тетрагидро, 2,2,6-триметил; 3-циклогексен- 1-метанол, a , a , 4-триметил; 2-тридеканон; 2-ундеканон, 6,10-диметил; a -пинен; метил-2-метилаллиловый эфир; 1,5,8-триметил; 1,2-дигидронафталин; 2Н-пиран-5-ол, 2-этенил, 2,6,6-триметил; октанал; 1-октанол; 1-ундеканол; о-оксибензальдегид;4-метоксибензальдегид; изоэвгенол; 2-фуранметанол, 5-этенил, тетрагидро, a , a , 5-триметил; пиридин; триметилпиразин; квайнолин; 2-метил-З-тетрагидрофуран; 3,3-диметил-1-фенилдекан; b -туйен; 4-метил-2 (2-метил-проп-1-енил) тетрагидрофуран; 2-бутен-1-он (2,6,6-триметил,1,3-циклогексадиен).
В летучих веществах цветков кориандра идентифицировано 36 соединений, а в душистом комплексе цветков подсолнечника — 25, а среди веществ аромата подсолнечникового меда — 45. Данные по идентифицированным летучим веществам трех видов меда и двух видов соответствующих цветков, полученные И. П. Чепурным и приведены в таблицах.
Многие душистые компоненты цветков кориандра и подсолнечника не были обнаружены в соответствующих медах. Не исключено, что, попадая в пчелиный мед, многие душистые вещества цветочного нектара могут существенно изменяться под воздействием биохимических окислительно-восстановительных процессов, что подтверждено данными по окислительновосстановительным потенциалам. Однако это не является препятствием для определения ботанического происхождения пчелиного меда по душистым компонентам.
Среди летучих веществ кориандрового меда наряду с низшими спиртами обнаружены 1-октанол и 1-ундеканол, а в цветках кориандра найдены 1-гептанол, 1-гексанол, 1-деканол, 1-октадеканол, отсутствующие как в остальных медах, так и в цветках подсолнечника. Все это позволяет предположить, что присутствие спиртов характерно для кориандрового меда.
В летучих веществах подсолнечникового меда идентифицирован коричный спирт (табл.)
Спирты душистых комплексов пчелиных медов и соответствующих цветков
Наименование спирта Подсолнечник Кориандр Липа мед цветки мед цветки мед Этанол +++ - ++ ++ +++ 2-бутанол ++ - - - - 1-пропанол + - - - - Изопентанол + - - - - Изобутанол - - + - - 3-гексан-1-ол - - - + - 1-октанол - - +++ - - 1-ундеканол - - + - - 1-гептанол - - - + - 1-гексанол - - - + - 1-деканол - - - ++ - 1-октадеканол - - - + - Беаниловый спирт +++ + + + - 2-фенил этанол ++ - + + - Изоэвгенол - - + - - Линалоол - - - +++ - a -терпинеол + +++ + + - Нерол - - - + - Неролидол - - - + - Темол - - - + - Коричный спирт + - - - - Фарнезол - + - - - 2-гексин, 5-окситетрагидрофуран - - - + - 3-циклогексен-1 -метанол, а, а, 4-триметил + +++ - + +++ 2-фуранметанол, 5-этенил, тетрагидро, a , a , 5-триметил ++ - ++ - - 2Н-пиран-3-ол, 6-этенил, тетрагидро, 2,2,6-триметил + - - - - 2,6,6-триметил, 2-винил, 5-гидрокси, тетрагидрофуран + - ++ - - Примечание. В этой и последующих таблицах приводятся полуколичественные данные по площадям пиков отдельных веществ. Знак “+” означает, что площадь пика данного вещества мала или в виде следа; “++” - площадь пика данного вещества средняя; “+++” - площадь пика данного соединения большая.
и коричный альдегид (табл.), что можно считать характерным для данного меда.
Карбонильные соединения душистых комплексов пчелиных медов и соответствующих цветков
Наименование вещества Подсолнечник Кориандр Липа мед цветки мед цветки мед Ацетальдегид ++ + - + ++ Пентанал - + - - - Гексанал - - - + - Октанал - - + + - Нонанал - - - + - Додеканал - - - +++ - Цитронеллаль - - - + - Бензальдегид + - + - - 4-метоксибензальдегид - - + - - О-оксибензальдегид - - + - - Фенилацетальдегид ++ - - - - Коричный альдегид + - - - - 1Р-ментен-9-аль + - - - - a -камфоленовый альдегид - + - - - 2-тридеканон + - - - - 6, 10-диметил, 2-ундеканон ++ + - + - Метил, 2-фурилкетон + - + - - 2-нонен-4-он - + - - - - Метилундецилкетон - - - + - 2-бутен-1-он (2,6,6-триметил, 1, 3-циклогексадиен) - - - - +
В кориандровом меде и соответствующих цветках обнаружены альдегиды нормального ряда от С6 до С12, которые не определены в других медах и соответствующих им цветках. Наличие этих веществ можно считать специфичными для этого меда. В кориандровом меде также найдены 4-метоксибензальдегид и О-оксибензальдегид, отсутствующие в других медах. В подсолнечниковом меде идентифицирован фенилацетальдегид, не обнаруженный в остальных медах.
В процессе исследования, установлено, что простые эфиры содержатся во всех медах и даже в некоторых цветках (табл.). Терпеновые углеводороды присутствовали в больших количествах в цветках подсолнечника и кориандра. Однако в подсолнечниковом меде найден альфа-пинен, который к кориандровом меде вообще не был обнаружен. В липовом меде найден бета-туйен.
Эфиры, терпеновые и нормальные углеводороды душистых комплексов пчелиных медов и соответствующих цветков