Hidroksimetilfurfural (HMF) u šećernom sirupu
Hidroksimetilfurfural (HMF) je prirodna organska kiselina formule C6H6O3. Često nastaje tokom dehidratacije šećera, posebno fruktoze, a poznato je da je toksičan za medonosne pčele. Tokom poslednjih nekoliko godina mnogo je napisano o pojavi HMF-a u kukuruznom sirupu sa visokom fruktozom * (HFCS), ali to sigurno nije jedino mesto gde se on nalazi. Obični stoni šećer (saharoza) je disaharid, što znači da se sastoji od dva monosaharida. U slučaju šećera, ti monosaharidi su glukoza i fruktoza. Šećer se lako razgrađuje na njegove delove. Proces se naziva invertaza, a nastali proizvod invertni šećer. Jednom kada se šećer obrne, deo fruktoze može dehidrirati i stvoriti HMF.
Medonosne pčele to rade sa invertazom
Medeni želudac sadrži invertazu, enzim koji pretvara saharozu u glukozu i fruktozu. Invertaza sama po sebi ne povećava proizvodnju HMF-a. Međutim, obrnuti proizvod postaje kiseo jer fruktoza donira proton tokom reakcije i tako se ponaša kao kiselina. Proizvodnja HMF-a iz fruktoze može se poboljšati na više načina. Na primer, toplota povećava proizvodnju HMF-a. Med koji je zagrejan sadrži više, HMF-a, kao i zagrejani šećerni sirup . Kiseline koje se koriste za pretvaranje šećera takođe ubrzavaju proces. Limunska kiselina, sirće ili (kalijum bitartrat) dodata šećernom sirupu može brzo da poveća stvaranje HMF-a. A samo vreme takođe može povećati HMF. Stari med sadrži više HMF-a od svežeg.
Visok HMF jednak je visokom mortalitetu
Možete pronaći mnogo članaka sa detaljima o brojevima, ali u osnovi što su veći nivoi HMF, to je veći mortalitet pčela. Niski nivoi HMF-a mogu biti takvi da ne možemo lako prepoznati povećani mortalitet. Na primer, ako imate 10-15% smrtnosti pčela zbog HMF-a, možda to nećete primetiti. Ali ako to spojite sa smrtnošću zbog grinja (krpelja Varoe) ili patogena, dodatni broj uginulih pčela može biti dovoljan da potisnu pčelinju zajenicu preko ivice. Ne mogu da kažem da sam ikada primetio dodatne uginuće pčela dok sam hranio invertovanim šerenim sirupom. Diskutabilni su načini domaće proizvodnje invertovanog šećernog sirupa? Ceo proces zna biti nekntrolisan (ne zna se prava temperatura, ne zna se tačno vreme zagrevanja, kao što se koriste različite količine nekih od kiselina ne bi li do invertaze došlo. Podaci o količini postojećeg HMF-a retko gde su poznati. Postavlja se pitanje da li u takvim procesima dobijamo kvalitetnu hranu za pčele? S druge strane, da li je hranjenje starim medom gore od hranjenja tek skuvanog invertovanog šećernog sirupa? Odgovor je pokretna meta – složena tema bez jednostavnih odgovora.
Koncentracija HMF je široko prepoznata kao parametar koji utiče na svežinu meda, jer je obično nema (ili je prisutna u vrlo malim količinama u svežim medovima), dok njegova koncentracija ima tendenciju da raste tokom prerade i – ili zbog starenja. Prethodne studije su izvestile da med koji se čuva na niskim temperaturama i – ili u svežim uslovima ima niske ili minimalne koncentracije HMF, dok stariji i – ili med koji se čuva na relativno višim ili srednjim temperaturama ima visoke koncentracije HMF. Pored uslova skladištenja, upotreba metalnih posuda i cvetnih izvora meda su kritični faktori koji utiču na nivo HMF-a. Iz tabele u ovom pisanom radu „5-Hydroxymethylfurfural (HMF) levels in honey and other food products: effects on bees and human health“ može se videti da količina HMF u medu je različita za različita medonosna područja.
HMF u medu
Izvešteno je da med sadrži mnogo različitih vrsta šećera. U stvari, nedavni pregled (Solaiman i sar.) ukazao je da med sadrži približno 39,44% fruktoze, 28,15% glukoze i 3,19% saharoze. Ciklični aldehid HMF se takođe proizvodi u medu razgradnjom srodnih šećera . Zagrevanje meda tokom njegove prerade smanjuje njegovu viskoznost, što može sprečiti kristalizaciju ili fermentaciju . Pored zagrevanja, nekoliko drugih faktora utiče na stvaranje HMF u medu, kao što su fizičko-hemijska svojstva meda (pH, sadržaj slobodnih kiselina, ukupna kiselost, sadržaj laktona i minerala), aktivnost vode (av), upotreba metalnih kontejnera i toplotni i fotohemijski stres . HMF se lako formira na niskim temperaturama u prisustvu niskih pH ili kiselih uslova , dok visoka temperatura i dugo trajanje skladištenja u velikoj meri povećavaju njegovu koncentraciju. Ipak, predlaže se drugačiji put u suvim i pirolitičkim uslovima pod kojima se HMF formira od fruktoze i saharoze. Pored temperature i pH, brzina stvaranja HMF u medu zavisi i od sadržaja vlage u medu . Zbog toga se preduzimaju mnogi koraci za održavanje niskog sadržaja vlage u uzorcima meda, uključujući gama zračenje i toplotnu obradu da bi se inhibiralo stvaranje HMF-a. Brzina stvaranja HMF-a takođe zavisi od odnosa fruktoze: glukoze i vrste nastalih šećera, jer je zabeleženo da pri pH 4,6, fruktoza ima pet puta veću reaktivnost od glukoze, a visok odnos fruktoza: glukoza će ubrzati reakciju. Turhan [ Effects of thermal treatment and storage on hydroxymethylfurfural (HMF) content and diastase activity of honeys collected from middle Anatolia in Turkey. In: Innovations in chemical biology. Berlin: Springer; 2009. pp. ] je pokazao da temperatura i trajanje toplotne obrade mogu uticati na stvaranje HMF-a u uzorcima meda. Štaviše, pokazano je da su uzorci meda prikupljeni iz Anatolije u Turskoj na 135 ° C tokom 100 s proizvodili slične količine HMF-a kao one dobijene zagrevanjem uzoraka na 150 ° C tokom 40 s. Postoji logaritamski odnos između vremena skladištenja i nivoa HMF u medu. U svojoj studiji na malezijskim uzorcima meda [Khalil M, Sulaiman S, Gan S. High 5-hydroxymethylfurfural concentrations are found in Malaysian honey samples stored for more than 1 year. Food Chem Toxicol.] pokazali su da uzorci meda koji se čuvaju 3–6 meseci imaju vrednosti HMF ispod granice Međunarodnog odbora za med (IHC) za tropski med (<80 g / kg); međutim, uzorci čuvani 12–24 meseca imali su koncentracije HMF iznad preporučenog nivoa. Khalil istraživao je korelaciju između fizičko-hemijskih svojstava meda i stvaranja HMF-a i otkrio da postoji jaka korelacija između slobodnih kiselina i ukupne kiselosti, dok je postojala samo umerena korelacija između pH i laktona. U drugoj studiji sprovedenoj na četiri uzorka meda (eukaliptus, sula narandža i kesten), Fellico et al. izvestio je o povezanosti koncentracije HMF i vremena zagrevanja, kiselosti i pH. Sličan odnos je naznačen u drugoj studiji, koja je izvestila o proporcionalnom povećanju formiranja HMF sa povećanjem temperature za jedan stepen, sadržaja vlage i aktivnosti vode. Pored toga, takođe je zabeleženo da koncentracije metalnih jona kao što su mangan, cink, magnezijum i gvožđe, prisutne u medu imaju pozitivan efekat na stvaranje HMF .
HMF u drugim proizvodima
HMF nije prisutan samo u medu; gotovo je sveprisutan u svakodnevnoj toplotno obrađenoj hrani koja sadrži šećer, od žitarica za doručak, hleba, mlečnih proizvoda i voćnih sokova do likera u različitim koncentracijama Stoga se HMF smatra jednim od glavnih indeksa kvaliteta različitih komercijalnih proteina surutke, melase i mnogih drugih proizvoda . U većini prethodnih studija zabeleženo je da HMF ima negativne efekte na ljudsko zdravlje, kao što je citotoksičnost prema sluznicama, koži i gornjim disajnim putevima; mutagenost; hromozomske aberacije; i kancerogenost prema ljudima i životinjama Međutim, u novijim opsežnim studijama dokazano je da HMF ima širok spektar pozitivnih efekata, kao što su antioksidativni, antialergijski antiinflamatorni , antihipoksični , antihiperurikemijski efekti . Izvešteno je da ljudi mogu unositi između 30 i 150 mg HMF dnevno putem različitih prehrambenih proizvoda; međutim, sigurni nivoi potrošnje HMF-a nisu dobro razjašnjeni. Razlog je taj što metabolizam, biotransformacija i izlučivanje HMF-a, a samim tim i brzina klirensa iz tela zavise od funkcije organa pojedinca , koji nisu uzeti u obzir.
Da li je pogrešan PH šećernog sirupa loš za pčele?
Druga briga je nivo pH. Pčelinjak nije samo sterilna kutija u kojoj su samo pčele. Postoji čitava zajednica mikroorganizama (kvasac, bakterije, gljivice) koji žive zajedno u ravnoteži sa pčelama. Neki od ovih mikroba su štetni, neki korisni, a neki benigni. To se odnosi i na koloniju kao superorganizam i na telo pojedinačnih pčela (pomislite na raznolikost creva mikroba). Sada ono što mikroorganizmi mogu napredovati i opstati u velikoj meri zavisi od nivoa pH. Za referencu, pH meda je 3,2 – 4,5, dok je pH šećerne vode 6,0 -7,0. Michael Bush (svetac zaštitnik prirodnog pčelarstva) izjavio je da mnoge bolesti medonosnih pčela poput Nosema, i Varoa uspevaju i bolje se razmnožavaju na nivoima pH koji su bliži nivoima šećerne vode, a ova studija je to navela, „Smatra se da pčele štite zalihe hrane i inhibiraju patogene mikrobe snižavanjem nivoa pH“. Dakle, čini se da postoji neka veza između zdravlja kolonije i niskog pH i postoji nesklad između nivoa pH prirodne hrane pčela i verzije koju je stvorio čovek.
Prema radu „NON-SUGAR CHEMICAL CONSTITUENTS OF NECTAR“, Herbert G. Baker, Nektar ima PH vrednost od 2,7 – 6,4.
Literatura: https://beekeepingforum.co.uk ; https://www.ncbi.nlm.nih.gov; https://www.dpi.nsw.gov.au/__data/assets/pdf_file/0018/532260/Feeding-sugar-to-honey-bees.pdf; https://beekeepinglikeagirl.com
