Med - chemické aspekty
Prednáška Daniely Dressel ako súčasť „Cvičenia prednášok s demonštráciami - organická chémia“, SS 2000; Revidovala Eva Dunkel SS 2009
Med bol dlho jediným sladidlom. V dôsledku vývoja procesov výroby cukru bol med nahradený ako potravina a sladidlo lacnejším cukrom. Len nedávno sa opäť objavil trend smerom k medu ako prírodnému produktu, napr. Ako sladká nátierka alebo ako alternatíva k priemyselne vyrábanému cukru pre domácnosť.
Obrázok 1 zobrazuje dievča, ktoré zberá med. Na obrázku je kamenná maľba z doby kamennej (asi 7 000 pred n. L.), Ktorá bola objavená v španielskej aranskej jaskyni. V tom čase sa hovorilo, že med mal magické a náboženské vlastnosti. Až v čase Grékov a Rimanov získal med ako jedlo dôležitosť.
1 suroviny z medu
Med je sladká látka, ktorú včely produkujú prijímaním nektárových štiav alebo iných sladkých štiav, obohacovaním o látky z vlastného tela, ich výmenou v tele, ukladaním do plástov a umožňovaním dozrievania.
Existujú tri známe suroviny medu, pričom nektár a medovka nikdy nemôžu byť prítomné spolu v jednom druhu medu. Takzvané lesné medy sú vždy vypnuté Medová Rosa, zatiaľ čo je to v prípade medov nektár je o kvetovom mede. Nektár je vylučovaný zo šťavy z sitovej trubice nektármi (rastlinné žľazové tkanivo). Obsahuje 20% cukru vo forme sacharózy, glukózy a fruktózy. Medovku naproti tomu produkuje hmyz sajúci z rastlín (lachnidi) tým, že po požití šťavy zo sitkovej trubice vylučuje väčšinu nespotrebovaného cukru. The Peľ patrí k rastlinným surovinám najbohatším na vitamíny a je najdôležitejším zdrojom bielkovín a lipidov v strave včiel („včelí chlieb“). Ak je podiel jedného druhu peľu vyšší ako 45%, potom tento typ predstavuje vodiaci peľ, t. J. Med môže mať meno darcu ako „jednoodrodový med“.
2 Spotreba surovín a spracovanie včelou
Včely prijímajú suroviny a spracúvajú ich v niekoľkých krokoch. Najskôr letiace včely zozbierajú suroviny (nektár a medovicu) pomocou svojich prísaviek a po zbere pridajú slinné výlučky.
Obr. 2: Príjem suroviny [5]
Suroviny vstupujú do močového mechúra, rozšírenia pažeráka, a včela ich nalieta do úľa.
Obr. 3: Let späť do úľa [5]
Tam suroviny prechádzajú od včely k včele v akomsi kŕmnom reťazci. Keď sa suroviny odovzdávajú ďalej, včelie úle pridávajú včelie vlastné výlučky k nektáru a medovici. Takto sa do medu dostávajú enzýmy sacharáza, glukózooxidáza, amyláza a fosfatáza. Okrem enzýmov sa do medu dostávajú aj rôzne aminokyseliny, z hľadiska množstva je na prvom mieste aminokyselina prolín.
Obr. 4: Krmivová reťaz [5]
Sladké džúsy v úli sú zahustené kŕmnym reťazcom, pričom je potrebné rozlišovať medzi dvoma fázami. V aktívnej fáze včely pomaly odčerpávajú med z proboscisu, nechajú ho vytekať, aby vytvorili ploché kvapky na spodnej strane proboscisu, a potom ho opäť nasajú. Tento proces sa opakuje v rýchlom slede asi 15 až 20 minút. Vďaka teplým teplotám v úli sa veľká časť vody odparuje týmto spôsobom. V pasívnej fáze sú bunky plástu asi z 1/4 naplnené surovým medom a nechajú sa otvorené. Pre homogénne vetranie sa med prenáša do ďalších buniek, keď je takmer zrelý.
Obr. 5: Proces zahusťovania [5]
Keď je med zrelý, to znamená, že má maximálny obsah vody 20%, bunky sa nakoniec naplnia a utesnia pomocou vosku nepriepustných viečok. Včelár odstráni celý plást a extrahuje med vyhodením z plástu po odstránení tenkej vrstvy vosku.
Zložky medu
| prísada | pôvodu | Podiel v mede |
| voda | rastlina | 14 - 20 (22)% |
| glukóza | Rastlina + včela | 25-35% |
| Fruktóza | Rastlina + včela | 32 - 42% |
| Sacharóza | rastlina | 0 - 2 (10)% |
| Maltóza | včela | 2 - 8% |
| Výnosy | Včielka + medovicová rosa | 0-6% |
Obr. 6: Zložky medu
3 Chemické procesy pri dozrievaní medu
Počas dozrievania medu prebiehajú primárne biochemické procesy, do ktorých sú zapojené enzýmy pridávané včelami. Mimoriadny význam majú enzýmy sacharáza a glukózaoxidáza.
The Medová sacharóza má dve vlastnosti. Okrem ich hydrolytických vlastností vstupujú do platnosti aj ich transglukozidačné alebo transfruktozidačné vlastnosti. Počas hydrolýzy sa glukozylový zvyšok prevedie do vody, pričom sa vytvorí fruktóza a glukóza.
Obr. 7: Hydrolýza sacharózy
Počas transglukozidácie sa glukozylový zvyšok prevedie na inú molekulu cukru. Po prenose na sacharózu sa vytvorí trisacharid Erlosa [a-D-glukopyranozyl- (1,4) -a-D-glukopyranozyl- (1,2) -b-D-fruktofuranozid].
Obr. 8: Transglukozidácia 1
Po prechode na glukózu sa vytvorí disacharid maltóza [alfa-D-glukopyranozyl- (1,4) -D-glukopyranóza].
Obr. 9: Transglukozidácia 2
Sacharázový efekt zaisťuje, že pri výrobe medu nekryštalizujú žiadne cukry, pretože koncentrovaný roztok s rôznymi cukrami kryštalizuje oveľa pomalšie ako pri použití jednej zložky. Vytvorená eróza je veľmi ťažko kryštalizovateľná a v malom množstve pôsobí aj ako inhibítor kryštalizácie.
Druhým dôležitým enzýmom je to Glukózaoxidáza. Po reakcii, ktorú katalyzuje, sa premení len veľmi málo glukózy, ale pre malý med majú veľký význam látky kyselina glukónová a peroxid vodíka, ktoré sa vytvárajú v malom množstve.
Obr. 10: Reakcia glukózooxidázy
Kyselina glukónová zaisťuje nízku hodnotu pH 3,5 až 5,5, čo zabraňuje životne dôležitým aktivitám baktérií. Peroxid vodíka má protizápalové vlastnosti. Glukózaoxidáza tak prispieva k trvanlivosti medu.
Počas dozrievania medu zohrávajú dôležitú úlohu aj čisto chemické reakcie. Aminokyseliny uvoľňované včelami do medových surovín majú prvoradý význam, ale tiež sa jedná o aminokyseliny špecifické pre krmivo. Zlúčeniny obsahujúce aminoskupiny reagujú v kyslom rozmedzí pH pri zvýšených teplotách so znížením obsahu cukrov v kyseline octovej Maillardova reakcia tvoriace žlté až hnedo sfarbené zlúčeniny. Najdôležitejším medziproduktom je 3-deoxyozón, ktorý sa prostredníctvom zložitých reakcií podieľa na tvorbe farebných zlúčenín.
Obr. 11: 3-deoxyozón
Ako dikarbonylová zlúčenina prispieva tiež k medovej aróme. Ako alfa-diketón reaguje s aminokyselinami pri Streckerovej degradácii transamináciou a dekarboxyláciou za vzniku aminoketónu a pachovo aktívneho aldehydu zodpovedajúceho aminokyseline.
Obr. 12: Streckerova redukcia
4 Kryštalizácia medu počas skladovania
Z fyzikálneho hľadiska je med nadmerne nasýteným roztokom cukru. Ak dôjde ku kryštalizácii počas skladovania medu, vytvorí sa kvapalná vrchná vrstva obsahujúca fruktózu a kryštalický sediment obsahujúci glukózu. Medy, ktoré majú extrémne vysoký obsah glukózy, môžu byť dokonca veľmi pevné. Tendencie kryštalizácie medu sa dajú odhadnúť vopred. Svoju úlohu zohrávajú pomery fruktóza: glukóza a glukóza: voda. Kryštalizácia sa dá v každom prípade očakávať, ak je hodnota vyššia ako 2,1. Ak je hodnota nižšia ako 1,7, med zostáva tekutý. Tento kryštalizačný proces sa dá oddialiť priaznivými skladovacími podmienkami, ale tiež filtráciou a miernym zahriatím. Na druhej strane je tiež možné transformovať med s tendenciou ku kryštalizácii do jemne kryštalického, krémového, roztierateľného stavu očkovaním jemne kryštalickým medom a následným miešaním.
5 Dôležitosť medu pre človeka
Med ako potravina:
- Z výživového hľadiska sa med klasifikuje ako cukor,
- spúšťa zubný kaz,
- Aminokyseliny, minerály a vitamíny sú dostupné iba vo veľmi malom množstve.
Med ako liek:
- Účinky na žalúdočné a črevné vredy, na choroby pečene a obličiek nie je možné lekársky dokázať.
- Acetylcholín v ňom obsiahnutý vedie k rozšíreniu žilových ciev a zlepšeniu koronárneho krvného obehu, navyše k zníženiu hladiny cukru v krvi.
- Vďaka denaturácii v silne kyslom prostredí žalúdka nemajú obsiahnuté enzýmy pozitívny účinok.
- Antibakteriálne vlastnosti sú spôsobené glukózooxidázou a pinocembrínom (5,7-dihydroxyflavanón):
Obr. 13: Pinocembrine