Продукты, используемые для фальсификации меда

Существуют следующие способы фальсификации меда:

1) скармливание сахара пчелам;

2) добавление различных видов сахара в мед;

3) добавление солей;

4) добавление пыльцы;

5) добавление воды.

В то время как пункты 3-5 уступают по своему значению пунктам 1 и 2, то на последние следует постоянно обращать внимание по причине относительной простоты их осуществления.

Результаты обычного анализа меда не позволяют делать вывод о фальсификации с использованием инвертного крема или сахарной подкормки, так как естественное содержание этих составляющих может колебаться в больших пределах, а однозначных параметров для вынесения заключения не существует. Только повышенное содержание сахарозы и оксиметилфурфурола может свидетельствовать о фальсификации меда с использованием инвертного крема. Следующие параметры из Постановления о меде служат для контроля качества.

Качественный состав меда

Превышение установленного Постановлением о меде содержания сахарозы (5 и 10%) может рассматриваться как признак фальсификации меда. Повышенное содержание может обнаруживаться в

- незрелом меде, когда расщепление сахарозы нектара на глюкозу и фруктозу еще не завершилось,

- меде, содержащем зимний корм на основе сахарного сиропа и

- меде с добавлением содержащего сахарозу сиропа.

Возможно также добавление инвертного крема, который получают из крахмалосодержащих растений (картофель, рис, кукуруза, пшеница, топинамбур и др.) энзиматическим или кислотно-гидролизным методами. Высокое содержание ОМФ в меде не обязательно может свидетельствовать о фальсификации меда гидролизатами крахмала, так как при хранении и переработке меда при слишком высоких температурах также образуется большое количество ОМФ. Нормальное содержание ОМФ не исключает фальсификацию, поскольку энзиматически полученные гидролиза™ не имеют повышенного содержания ОМФ. Значительное отклонение сахарного спектра от нормального состава не

является достаточным подтверждением фальсификации, но становится поводом для более углубленного исследования меда. В соответствии с Постановлением о меде в его состав не должны входить посторонние примеси. Так как при рутинной аналитике фальсификация меда сахарными продуктами определяется только в исключительных случаях, представляется необходимым разрабатывать дополнительные критерии оценки качества меда. Подходящими для определения фальсификации меда параметрами являются все его компоненты. Основными компонентами меда являются вода и сахар. Кроме них в меде присутствуют протеины, аминокислоты, ароматические вещества, минеральные вещества, витамины, липиды и натуральные красители. Для выявления фальсификации меда с помощью инвертного крема большое значение имеет точный состав сахарного спектра. В меде можно обнаружить свыше 20 различных видов сахара. Основными компонентами являются моносахариды глюкоза и фруктоза, составляющих вместе примерно 90% сахарного спектра. Наряду с ними в зависимости от степени созревания, возраста и источника взятка в меде присутствует ряд дисахаридов и трисахаридов. Более высокомолекулярные сахариды обнаруживают в меде только следы.

Таблица 52 представляет общий обзор компонентов меда. В таблице 53 приведены входящие в состав меда сахара.

Компоненты пчелиного меда

Сахарный состав меда

Продукты, используемые для фальсификации меда

Фальсификация возможна за счет добавления к откачанному меду инвертного крема или гидролизатов крахмала.

Инвертный крем

Под инвертным кремом понимают ароматизированные продукты, похожие на мед по внешнему виду, запаху и вкусу, которые производятся из более или менее сильно инвертированной сахарозы (свекловичного или тростникового сахара) иногда с применением крахмального сахара или крахмальной патоки. В них содержатся органические несаха-ра, минеральные вещества и сахароза, а также оксиметилфурфурол.

Производство инвертного крема основано на кислотном гидролизе с использованием соляной, серной, фосфорной, угольной, муравьиной, молочной, винной и лимонной кислоты или энзиматически за счет ин-вертазы. При этом 75%-й раствор сахарозы расщепляется на глюкозу и фруктозу. Используемая для инверсии кислота нейтрализуется карбонатом натрия, бикарбонатом натрия, карбонатом кальция или едкой известью. В инвертированный сироп добавляются ароматизаторы и уже затвердевший инвертный крем для ускорения кристаллизации. При инверсии из фруктозы главным образом образуются олигосахариды, называемые реверсионными декстринами. Жидкий инвертный крем получается из инвертированного нейтрального сиропа за счет добавления сиропа сахарозы. Для предотвращения кристаллизации может добавляться до 20% крахмальной патоки.

Крахмальные гидролизаты

Крахмальные гидролизаты также делятся по способу получения на энзиматические и кислотные.

Производство крахмальных сиропов с помощью кислотного гидролиза основано на каталитическом действии кислот. За счет так называемого протонового катализа крахмал может быть полностью или частично расщеплен на молекулы глюкозы. При этом происходит гидролитическое расщепление.

Расщепление молекул крахмала происходит произвольно, поэтому при преждевременном прекращении реакции можно обнаружить смесь из многочисленных остатков молекул крахмала, среди которых могут оказаться все возможные полимерные структуры от моносахарида Д-глюко-зы, мальтозы, мальтротриозы и других мальто-олигосахаридов до так называемых декстринов.

Получение энзиматических гидролизатов происходит за счет энзимов. Энзимы для гидролиза крахмала широко распространены в природе. Они относятся к классу гидролазы, а именно к глюканазам, и называются амилазами или амилолитическими энзимами. Их можно выделять из секретов и клеток животных, а также из клеток большинства растений и микроорганизмов. К расщепляющим крахмал энзимам относятся и олигосахарид-гидролазы (напр. мальтаза), R-энзим, изоамилаза, Z-энзим и пуллуланаза. Гидролиз крахмала энзимами, как и кислотами, представляет собой присоединение атомов из состава воды к полимолекулам на их стыках, т.е. в глюкозидных связях. Такой гидролиз протекает медленней, чем кислотный. К энзиматическим гидролизатам кроме сиропов глюкозы относятся сиропы мальтозы и высокомолекулярной фруктозы.

Получение сиропа высокомолекулярной фруктозы, называемого также сиропом изоглюкозы, происходит за счет иммобилизированной глюко-зоизомеразы. Иммобилизация означает, что энзим не является свободным, а зафиксирован на поверхности несущей субстанции химической связью. Поскольку в качестве исходного продукта для производства сиропов изоглюкозы используются не чистые растворы глюкозы, а жидкие и очищенные соки, полученные при полном энзиматическом гидролизе крахмала, содержание D-глюкозы в которых составляет около 95% сухого вещества, то и конечный продукт содержит соответствующую долю олигосахаридов. Характерный состав частично изомеризованного рафинированного сока глюкозы без добавления фруктозы показан в таблице 54.

Химический состав сиропа высокомолекулярной фруктозы

Показатель рН этого сиропа составляет 4,5. Для увеличения содержания фруктозы сверх концентрации энзиматического равновесия, т.е. более 42-48%, фруктоза и глюкоза разделяются хроматографически в ионооб-менниках.

Аналитика гидролизатов

Для анализа Сахаров в гидролизатах крахмала описывается целый ряд методов жидкостной хроматографии. Методы, использующиеся для анализа меда, подходят и для анализа олигомеров глюкозы, полученных при расщеплении крахмала.

Повышение содержания воды с 20% при анализа меда до 40-50% позволяет установить аминфазу и для определения олигомеров глюкозы до 15-20 единиц степени полимеризации. Недостатком применения химически связанных аминфаз является недолговечность разделяющего материала за счет возможной реакции между разделительной фазой и функциональными группами углеводов, например образование оснований Шиффа. Ионообменники часто приспособлены для разделения Сахаров в рамках определенной степени полимеризации, напр. для разделения различных дисахаридов или для разделения различных степеней полимеризации одного сахара, как при расщеплении крахмала (олигомеры глюкозы).

Выявление фальсифицированного меда

Общие методы

Определение фальсификации возможно как с помощью специфических и очень трудоемких, так и с помощью относительно простых методов, при которых из суммы отдельных анализов может быть сделан однозначный вывод. К исследованиям, которые необходимо проводить для определения фальсификации, относятся определение содержания пролина, диастазы, оксиметилфурфурола, сахарозы и соотношения глюкозы и фруктозы. В таблице приведены примеры результатов анализа 13 медов на основе сахарной подкормки.

При этом следует заметить, что некоторые меды должны быть признаны фальсифицированными уже на основании слишком низкого содержания пролина (минимум 160 мг/кг). Другие однозначно выделяются слишком высоким содержанием сахарозы. Видно также, что меды с нормальным содержанием пролина и нормальным коэффициентом диастазы могут быть забракованы на основании повышенного содержания сахарозы. При пониженном содержании диастазы важно знать естественный уровень диастазы того или иного меда. Для этого должен быть проведен анализ пыльцы. Дополнительно должно быть определено абсолютное содержание пыльцы, поскольку низкое значение этого показателя также может свидетельствовать о фальсификации.

Анализ медов на основе сахарной подкормки из Германии (1983)

Специфические методы

Для выявления фальсификации меда инвертным кремом разработан целый ряд методов, которые отчасти основываются на определении высокомолекулярных Сахаров.

В АОАС описано два возможных варианта выявления фальсификации меда гидролизатами.

1. Обнаружение с помощью тонкослойной хроматографии высокомолекулярных олигосахаридов, которые не встречаются в натуральных, нефальсифицированных медах, но обнаруживаются в сиропах.

2. Масс-спектроскопическое определение соотношения изотопов ¹³С/¹²С, на основании которого можно выявить фальсификации на основе сиропов из растительного материала С₄, например кукурузы или сахарного тростника.

Натуральный мед имеет характерное для растений С, соотношение изотопов ¹³С/¹²С, так как пчелы почти всегда используют в качестве источника нектара растения с типом С₃ фотосинтетической фиксации СО₂. Растения, первыми продуктами фотосинтеза которых являются С₄-дикарбоновые кислоты, имеют относительно большую долю ¹³С и вместе с этим менее негативное изотопное соотношение, чем растения С, в их органических соединениях. Таблица показывает характерные для сахаросодер-жащих продуктов различных растений значения ¹³С.

Значения ¹³С сахаросодержащих продуктов

Некоторые типичные для меда значения ¹³С приведены в таблице. Границы значений ¹³С для натуральных медов располагаются между - 22,5 и -28,5. Исключение составляет южноафриканский мед с алоэ.

Значения ¹³С нефальсифицированных медов

В таблице приведены результаты исследования меда с целью выявления фальсификации. По одному из параметров всегда можно сделать соответствующий вывод.

ОМФ, сахароза, ¹³С-изотопныймасс-спектрометрический анализ различных медов для выявления фальсификации

Эта методика не годится для выявления фальсификации меда за счет добавления сахара, полученного из растений С₃, например, из пшеницы, риса, картофеля, ячменя, маниока, овса, сои или ржи. Эта методика положена в основу методики, которую разработали Уайт и Винтере.

В этом случае определяется разница между значением ¹³С меда и его протеиновой фракции. Если получается отклонение значения по меду в сторону растения С₃ (сахарный тростник значение ¹³С = -11,1), то следует сделать вывод о фальсификации.

О других методиках выявления фальсификации, основывающихся на определении Сахаров, сообщают Уайт и Доннер, а также Николов. Уайт и Доннер использовали для выявления фальсификаций соотношение изомальтозы и мальтоза. Фальсифицированные меды отличаются более высоким содержанием мальтозы по сравнению с натуральными медами.

Николов использовал соотношение тураноза/мальтоза/изомальтоза для выявления медов, фальсифицированных с помощью сиропа высокомолекулярной фруктозы, поскольку тураноза может присутствовать в меде, но не в сиропе. Липп разработал методику выявления фальсификации медов, которая основывается на определении олигосахаридов.

Хаммельманн и Люлльманн модифицировали эту методику так, что она стала использоваться в рутинной аналитике. Разделение при этом происходит с помощью гелевых и аминфазных колонок.

При критическом рассмотрении большинство из этих методик обнаруживают значительные недостатки. Методы тонкослойной хроматографии хоть и имеют очень небольшие ограничения при определении, однако занимают обычно очень много времени, связаны с сомнительными растворами и трудны в оценке результатов. Определение соотношений изотопов требует сложной аппаратуры и не подходит для рутинной аналитики. Самой производительной является методика определения олигосахаридов аминфазы. Рисунки показывают типичные хроматограммы исследований на предмет фальсификации, на рисунке изображена необходимая для этого аппаратура