Исследование качества меда в школьной лаборатории

                               МБОУ Лесоперевалочная СОШ № 1

(Исследовательская работа)

Исследование качества меда в школьной лаборатории

Автор:  Мистрикова  Екатерина

Семеновна,  учитель химии

с.Бельтирскоое, 2014

Содержание

 I Введение.

- Актуальность темы-------------------------------------------------------------3

- Цель работ

- Задачи

- Время исследования

- Место исследования

 -Методы исследования

 -Краткий обзор литературы----------------------------------------------------4

II Основное содержание--------------------------------------------------------5

1. Теоретическая часть

1.1 Как получается мед?

1.2 Элементный состав меда----------------------------------------------------5

1.3 Химические соединения меда----------------------------------------------6

1.4 Применение меда человеком------------------------------------------------6

2. Практическая часть-----------------------------------------------------------7

2.1 Эксперимент № 1. Определение цвета меда

2.1 Эксперимент № 2. Определение аромата меда.--------------------------9

2.3 Эксперимент № 3. Определение вкуса меда

2.4 Эксперимент № 4. Определение консистенции меда

2.5 Эксперимент № 5. Определение примеси падевого меда.--------------10

2.6 Эксперимент № 6. Определение в меде примеси углеводов

2.7 Эксперимент № 7. Определение примеси сахарозы

III Выводы ----------------------------------------------------------------------------13

IV Рекомендации---------------------------------------------------------------------13

V Использованная литература----------------------------------------------------14

I. Введение и актуальность темы

          Сфера использования меда как ценного экологически чистого продукта питания и эффективного оздоровляющего средства расширяется по мере познания человеком его свойств и возможностей в борьбе с отрицательными последствиями современных условий жизни. С глубокой древности известна его способность сохранять людям молодость, здоровье, существенно продлевать им жизнь. Знаменитый математик Пифагор утверждал, что он дожил до глубокой старости лишь потому, что постоянно употреблял мед.

         Мед – главный продукт жизнедеятельности пчел, которые существуют на Земле примерно 55 млн. лет. Пчелы – существа реликтовые, т.е. сохранившиеся с древних эпох. Науке известно, что реликтовые животные и растения  выжили потому, что в их организмах вырабатываются вещества, которые надежно защищают их от множества вредителей и болезней. Именно этими веществами богат мед. И поскольку он служит пчелам основным продуктом питания, то предохраняет их от многих напастей. Данная тема актуальна т. к. люди тоже употребляют мед в немалых количествах как ценный продукт питания и природное лекарство, поэтому наиболее важные сведения о меде полезны каждому человеку.

Цель работы

       Исследование меда как ценного экологически чистого продукта питания на занятиях химического кружка.

Задачи

1.     Изучить литературу по данной теме.

2.     Изучить получение, элементарный состав и химические соединения меда.

3.     Исследовать качество меда визуальным и физико-химическим методом.

4.     Сделать выводы и рекомендации.

5.      Предмет  исследования:  мед

6.      Объект  исследования:  химический  состав  меда

7.     Гипотеза:  если  в  меде  присутствуют  примеси,  то  это  отразится  на  его качестве

8.     Практическая  значимость: Мед -  ценный продукт питания и природное лекарство, поэтому наиболее важные сведения о меде полезны каждому человеку.

Время и место исследования

Ноябрь, 2014 МБОУ Лесоперевалочная СОШ-1

Методы исследования

1.     Теоретические.

2.  Практические: эксперимент.

Краткий обзор литературы

1.     Алексашина И.Ю. Универсальный справочник школьника. 5-11 класс. Учебное пособие нового типа. Книга 2.- С-П.: ИД «Весы», 2004.

В универсальном справочнике школьника дается описание о жизни пчел, о получении меда в ходе сложных биохимических реакций протекающих в организме пчелы и вне его в процессе созревания меда.

2.     Донцов В.В., Донцов И.В. Лекарственные растения и продукты пчеловодства. Нижний Новгород: Флокс, 1992.

Данная книга о целебных свойствах лекарственных трав и меда.

   3. Молис С.А. Книга для чтения по зоологии. М. «Просвещение», 1981.

    В книге дается описание наблюдения за жизнью медоносной пчелы.

   4.  Серегин И.Г., Уша Б.В. Лабораторные методы в ветеринарно-   сани       тарной экспертизе пищевого сырья и готовых продуктов. СПб,: Изда           тельство «РАПП», 2008.

     В пособии описывается о физико-химических методах контроля каче          ства меда.

    5. Суворов А.В. Пчелы и пасека. Красноярское книжное издательство,         1990.

    В книге в популярной форме рассказывается о многовековой истории         пчеловодства, т.к  оно стало одним из важнейших пособников повыше       ния урожайности сельскохозяйственных культур без применения удоб        рений и особого ухода за посевами и посадками, а также о  профессии        пасечника.

    6. Ж. «Химия в школе». №-8.2010. Мартыненко Б.В., Михалева М.В.,           Самойлова К.Н. «Ода  меду», с.т. 69-75.

     В данной разработке говорится о меде, как об очень интересном и               удобном объекте исследовательской работы школьников.

II. Основное содержание.

1.Теоретическая часть.

1.1 Как получается мед?

          Мед получается в результате биохимической переработки нектара. Нектар сладкая – жидкость, выделяемая особыми железками растений для привлечения насекомых – опылителей. Содержание сахара в нектаре разных растений колеблется от 8 до 75%. Количество нектара тоже разное. Чтобы получить 100 г меда, пчела должна собрать нектар в среднем с 1 млн. цветков. Поэтому пчела трудится от зари до зари и ее не зря считают образцом трудолюбия.

            Прилетев в улей, пчела-труженица передает нектар пчеле-приемщице, та заглатывает нектар, а затем выпускает его микрокапельками на свой хоботок, чтобы испарить лишнюю влагу. Кроме того, через стенки желудка из нектара всасывается лишняя влага, он обогащается ферментами, гормонами, кислотами, обеззараживающими и прочими полезными веществами. Затем пчела-приемщица помещает капельку обработанного нектара в свободную ячейку сот. Другие пчелы продолжают его обезвоживание и ферментную обработку, пока не доведут до нужной кондиции. Лишь тогда они запечатывают ячейки сот восковыми пластинками. Но и после этого в меде идут сложнейшие биохимические реакции, которые называют созреванием меда.

В результате обезвоживания и других химических процессов нектар, содержавший 75-80% воды, густеет и превращается в мед, в котором от 16 до 21% воды и множество полезных биологически активных веществ. Итак, мед получается в ходе сложных биохимических реакций, протекающих в организме пчелы и вне  его в процессе созревания меда

                                    1.2  Элементарный состав меда

        Мед- это смесь главным образом органических соединений, которые состоят в основном из углерода, кислорода и водорода. С помощью современных технологий в нем обнаружили около 40 химических элементов, причем в виде соединений, проявляющих большую биологическую активность. В меде найдены почти все щелочные и щелочно-земельные металлы, многие элементы главных подгрупп  III-VII групп Периодической системы, более двух десятков элементов побочных подгрупп. Большинство этих элементов относятся к микроэлементам, т.е. содержатся в живых организмах в микроколичествах. Для нас мед служит источником микроэлементов. В разных почвах, образовавшихся из разных горных пород, содержание химических элементов разное. Поэтому элементный состав нектара и, соответсвенно, меда зависит от вида и состояния почв. Замечено, что почвы горных и предгорных районов, в которые вода постоянно сносит продукты гидролиза горных пород, заметно богаче микроэлементами, чем почвы равнин, из которых дождевые и талые воды вымывают микроэлементы. Поэтому наиболее высоко ценится мед, собранный в предгорных и горных экологически чистых районах Алтая, Саян, Урала и Кавказа.

     Состав меда зависит также от вида медоносных растений, времени года и прочих условий. Различают мед монофлерный, полученный из нектара растений одного вида, и полифлерный, полученный из нектара растений нескольких видов. Полифлерный мед содержит больший набор микроэлементов и поэтому ценится выше, чем монофлерный. Встречается особый вид меда - падевый. Он получается при сборе пчелами сладких выделений некоторых насекомых ( тля, листоблошка ) и  медвяной росы (т.е. пади), выступающей на листьях дуба, клена, березы и других растений.

     Как видим, в меде содержатся десятки химических элементов, из которых образованы сотни разнообразных соединений.

                                    1.3 Химические соединения меда

      Основные соединения, входящие в состав нормального меда, - это углеводы ( т.е. сахара). Их содержание достигает 80% от массы меда. Преобладают моносахариды: глюкоза и фруктоза. Они усваиваются легко. На их долю приходится до 90% всех сахаров. На долю дисахаридов -  сахарозы мальтозы приходится от 5 до 15% всех сахаров. Доля других сахаров незначительна. Содержание сахаров определяет некоторые свойства меда. Глюкоза негигроскопична, легко кристаллизуется в виде игольчатых кристаллов, не очень сладкая. Фруктоза гигроскопична, почти в 2 раза слаще глюкозы, плохо кристаллизуется. Следовательно, чем больше в меде глюкозы и сахарозы, тем легче он кристаллизуется при хранении. А более сладкая фруктоза вначале обволакивает образовавшиеся кристаллы в виде вязкого раствора и лишь потом очень медленно кристаллизуется.

       Второй (по массе) компонент любого меда - вода. В зрелом меде ее массовая доля составляет от 15 до 21%, отчего плотность меда колеблется в пределах 1,4-1,5 кг в литрах. Влажность меда – один из главных показателей его качества. Если содержание воды превышает указанные нормы, как это бывает в недозревшем меде, 1 л меда весит меньше 1,4 кг. Это сигнал тревоги. Такой мед через несколько недель после выкачки начнет бродить, т.е. пениться и закисать из-за превращения сахаров в углекислый газ, этанол, уксусный альдегид, бутанол, пентанол и прочие ядовитые вещества. Хранят мед всегда в закрытой таре, чтобы из-за гигроскопичности фруктозы в нем не повысилось содержание воды.

       Следующий важный компонент меда – азотистые вещества. Их содержание достигает 1% от массы меда. Они попадают в мед с цветочной пыльцой и секретом из пчелиных желез. Это,
 прежде всего ферменты, т.е. биокатализаторы. К настоящему времени в меде обнаружены десятки ферментов (см.таблицу). Амилаза катализирует гидролиз крахмалов до глюкозы, инвертаза ускоряет расщепление сахарозы на более ценные глюкозу и фруктозу, каталаза расщепляет, опасный для организма, пероксид водорода на воду и кислород и т.д.  Имеются в меде и небелковые азотистые соединения. Это в основном аминокислоты, например аланин, аргинин, лейцин и т.д. (см. таблицу).Они оказывают антимикробное действие и служат исходными веществами для синтеза белков.

       Присутствуют в меде и кислоты ( около 0,3% ), из-за чего большинство медов имеют слабокислотную среду. Из неорганических кислот в меде найдены соляная и фосфорная, их органических – Щавелевая, винная, янтарная и др. От наличия кислот зависят вкус, аромат и бактерицидные свойства меда.

        В меде найдено около 200 ароматических веществ. Это спирты, альдегиды, кислоты, эфиры и т.д. Обнаружено в меде более десятка витаминов ( см. таблицу ). Присутствуют в меде также красящие вещества ( хлорофиллы, каротин, таннины ), более 40 видов грибов и дрожжей, цветочная пыльца и т.д.

1.4 Применение меда человеком

          Мед – прежде всего ценный продукт питания, особенно для людей с нарушениями функций пищеварительной системы. Основную массу меда составляют глюкоза и фруктоза, которые усваиваются нашим организмом  напрямую, безо всякой предварительной ферментативной обработки. Эти моносахариды служат биотопливом для клеток, особенно нервных. Не зря йоги рекомендуют съедать ежедневно столовую ложку меда. Но гораздо важнее давно подмеченная способность меда  нормализовать функции человеческого организма. Мед можно принимать почти всем людям с двухлетнего возраста до глубокой старости. Использование меда как лекарственного средства основано на его бактерицидном, противовоспалительном и противоаллергенном действии. Эти  свойства меда, видимо, обусловлены биологически активными веществами, содержащими в своем составе микроэлементы. Детальное исследование последних десятилетий позволили установить воздействие на наш организм большинства этих соединений. Например, соединения бора нормализуют основные физиологические процессы организма во время его роста. Соединения ванадия стимулируют кроветворение. Золото участвует в выработке тканевого иммунитета. Соединения кобальта необходимы в работе мозга, участвуют в синтезе витаминов А, С, Е. Соединения лития растворяют мочевую кислоту, препятствуют развитию артритов. Соединения серебра подавляют рост микробов. Цинк входит в состав дыхательного фермента и т.д.

         Следует, однако, помнить что лечебный эффект меда зависит от состава почв, вида растений, с которых собран нектар, условий хранения меда и т.д. Хранить мед надо  в  герметично закрытой стеклянной таре при 5-10 С в темном  месте. При таких условиях ценные качества меда сохраняются годами. Если хранить мед при комнатной температуре лечебный эффект меда резко снижается.

         Никто не станет оспаривать полезные свойства меда. Но тут возникает вопрос: как приобрести качественный мед? Поступающий в продажу мед, особенно в последние годы, далеко не всегда соответствует установленным нормам. В целях наживы недобросовестные предприниматели добавляют в него крахмал, муку, сахарный сироп, желатин, крахмальную патоку и т.д. Нередко горе - пчеловоды подкармливают пчел сахаром, который в таком случае заменяет нектар, иногда выкачивают недозрелый мед, содержащий избыток влаги. Как же определить качество меда доступными средствами?

2. Практическая часть

Определение качества меда

     При определении качества меда, прежде всего, оцениваю его цвет, аромат, вкус и консистенцию.

     Эксперимент 1. Определение цвета медов.

Цель: визуальное определение цвета медов.

Оборудование: в 4-х 0,25 л. банках мед разных цветов.

     Методика проведения:

По внешнему виду определяю в банке № 1 бесцветный мед (малиновый, белоклеверный), в банке № 2 светло-желтый мед (цветочно-степной), в банке № 3 желтый (светло-коричневый) мед (подсолнечный, цветочно-луговой), в банке № 4 темный мед (падевый или  мед, подвергавшийся нагреванию и длительному хранению).

                  

             

Вывод: цвет у разных медов разный, следовательно, уже цвет меда дает некоторую полезную информацию.

    Эксперимент 2. Определение аромата медов.

Цель: определение аромата медов.

Оборудование: в 4-х о,25 л. банках мед, 4 ложечки, 4 чашки Петрия.

   Методика проведения:

С банки № 1 ложечкой беру мед и помещаю в чашку Петрия, подношу к носу, запах еле заметный, неинтенсивный, что говорит о малоценности меда. С банки № 2 ложечкой беру мед и помещаю во вторую чашку Петрия, подношу к носу, запах слабый, что говорит о малоценности меда.. С банки № 3 ложечкой беру пробу меда и помещаю в третью чашку Петрия, аромат очень приятный и довольно интенсивный, что говорит о качестве меда. С банки № 4 беру ложечкой мед и помещаю чашку Петрия, запаха, почти, не ощущаю, что говорит о длительном неправильном  хранении меда или это падевый мед.

Вывод: взятые образцы меда имеют аромат, от слабого неинтенсивного до очень приятного интенсивного.

Эксперимент № 3. Определение вкуса медов.

Цель: определение вкуса медов.

Оборудование : в 4-х 0,25 л банках мед, 4 ложечки, 4 чашки Петри.

Методика проведения:

   С банки № 1 ложечкой беру мед и помещаю в чашку Петри, пробую на вкус, на вкус сладкий. Выждав некоторое время, с банки № 2 ложечкой беру мед и помещаю в чашку Петри. Вкус сладкий. Затем с банки № 3 ложечкой беру мед и помещаю в чашку Петрия, пробую на вкус, данный образец меда менее вкусен. С банки № 4 ложечкой беру мед и помещаю в чашку Петрия, пробую на вкус, данный образец меда имеет хорошо ощущаемую горечь.

Вывод: выяснила, что взятые образцы меда имеют разный вкус.

      Эксперимент № 4. Определение консистенции медов.

Цель: определение содержания влаги (консистенции).

Оборудование: в 4-х 0,25 л. банках мед, 4 черпака  (лопатки), 4 чашки Петрия.

  

Методика проведения:

 Мед беру из глубины банки № 1 черпаком, поднимаю его над чашкой Петрия и смотрю, как он стекает. Мед стекает мелкими частыми каплями. Мед жидкий. Чаще всего такой мед недозрелый, с повышенным содержанием влаги. Мед беру из глубины банки № 2 черпаком, поднимаю его над чашкой Петрия и смотрю, как он стекает. Мед стекает редкими вытянутыми каплями, его консистенция нормальная. Мед беру из глубины банки № 3 черпаком, поднимаю его над чашкой Петрия  и наблюдаю, как он стекает. Мед стекает редкими каплями, его консистенция тоже нормальная. Беру мед из глубины банки № 4 черпаком, поднимаю его над чашкой Петрия и наблюдаю, как он стекает. Мед при стекании образует длинные тяжи. Мед очень вязкий.

Вывод: определила, что данные образцы меда имеют разные консистенции.

         Знать перечисленные признаки полезно, но это не исключает ошибки при покупке меда. Для полной гарантии нужны физико-химические исследования меда. Оборудование школьного химического кабинета позволяет провести проверку наиболее важных качеств меда.

   Эксперимент № 5. Определение примеси падевого меда.

Цель: определение примеси падевого меда в нормальном меде.

Оборудование: 2 пробирки, 2 образца меда, вода, стакан с кипяченой водой, 25-% -ного водного раствора ацетата свинца(II).

   

Методика проведения:

В пробирке № 1- 1 мл чистого цветочного меда, в пробирке № 2- 1 мл цветочного меда с примесью падевого. Добавляю к ним по 3 мл воды и по 6 капель 25-% -ного водного раствора ацетата свинца(II). Перемешиваю до растворения меда и ставлю на 3 мин в стаканчик с заранее нагретой до кипения водой. В пробирке № 1-едва заметное помутнение раствора. В пробирке № 2-помутнение с образованием осадка.

Вывод: данный опыт доказывает наличие пади во втором образце.

 

  Эксперимент № 6. Определение в меде примеси углеводов.

Цель: определение в меде примесей углеводов.

Оборудование: 2 пробирки с образцами меда, вода, спиртовка, аптечная йодная настойка.

Методика проведения:

В пробирке № 1-нормальный мед, в пробирке № 2-мед с примесью муки. В пробирки добавляю по 3 мл воды, быстро нагреваю до кипения(на двух спиртовках) для усиления гидролиза муки, охлаждаю в стакане с холодной водой и добавляю по 2-3 капли аптечной йодной настойки. В пробирке № 2 появляется характерная темно-синяя окраска. Нормальный мед в пробирке № 1 такой окраски не дает.

     

Вывод: с помощью данного эксперимента доказала наличие углеводов в меде.

 

     Эксперимент № 7. Определение в меде примеси сахарозы.

Цель: визуальное обнаружение сахарозы в меде.

Оборудование: 2 образца меда, лупа с 5-7 кратным увеличением, стеклянные пластинки.

Методика проведения:

         Беру маленькую пробу меда из кристаллизующейся нижней части 1-го образца, тонким слоем наношу на стеклянную пластинку и рассматриваю форму кристаллов через лупу. Наблюдаю игольчатые кристаллы глюкозы. То же самое проделываю со 2-ым образцом меда. Наблюдаю, кристаллы сахарозы, которые имеют форму слегка перекошенных спичечных коробков.

Вывод: визуально определила наличие сахарозы во 2-ом образце меда.

III. Выводы

        Таким образом, используя минимум оборудования, мы определили визуальным и физико-химическим методом качество меда. Узнали, что мед получается в результате биохимической обработке нектара пчелами. Изучив литературу по данной проблеме, выяснили элементарный состав и химические соединения меда. Узнали о полезных свойствах меда и его применении человеком. Познакомились с наиболее важной информацией о ценнейшем даре природы - пчелином меде.

IV. Рекомендации

- Изучать литературу по данной теме т.к. мед - целая кладовая разнообразных веществ.

- Иметь представление об визуальных и аналитических приемах исследования медов.

- При покупке уже цвет меда дает некоторую полезную информацию, также полезно «обнюхать» мед и попробовать на вкус.

V. Использованная литература

1. Алексашина И.Ю. Универсальный справочник школьника. 5-11 класс. Учебное пособие нового типа. Книга 2.- С-П.: ИД «Весы», 2004.

2. Донцов В.В., Донцов И.В. Лекарственные растения и продукты пчеловодства. Нижний Новгород: Флокс, 1992.

   3. Молис С.А. Книга для чтения по зоологии. М. «Просвещение», 1981.

   4.  Серегин И.Г., Уша Б.В. Лабораторные методы в ветеринарно-   сани       тарной экспертизе пищевого сырья и готовых продуктов. СПб,: Изда           тельство «РАПП», 2008.

   5. Суворов А.В. Пчелы и пасека. Красноярское книжное издательство,         1990.

    6. Ж. «Химия в школе». №-8.2010. Мартыненко Б.В., Михалева М.В.,           Самойлова К.Н. «Ода  меду», ст. 69-75.