Статья по биохимии на тему "Диастазная активность мёда"

Важева Н.В.¹ , Петерс А.А.²

1-    Научный руководитель К.п.н. доцент кафедры естественных наук

2-  студентка 4 курса кафедры естественных наук, специальность – химия

ДИАСТАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ МЁДА

Мёд – природный продукт, сложная многокомпонентная смесь, в состав которой входят от 100 до 455 веществ и соединений, таких как глюкоза, фруктоза и сахароза, декстрин, вода, белковые вещества, небелковые азотные вещества, органические кислоты, ферменты, витамины, минеральные вещества и др. 

Основную часть пчелиного мёда составляют углеводы (глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза и др.), общее содержание которых достигает  75%. Глюкоза и фруктоза составляют 80-90% от суммы всех сахаридов в созревшем мёде, сахароза – до 5% [1, 2].

Моносахариды (фруктоза и глюкоза) образуются из сахарозы под действием ферментов, которые содержатся в пчелиной слюне [3].

 Рис 1. Образование фруктозы и глюкозы из сахарозы под действием ферментов.

На долю воды приходится 16-21%. Также в мёде обнаружены микроэлементы, витамины, ферменты, флавоноиды и другие биологически активные вещества [1].

Мёд имеет кислую среду, т.к. содержит органические (яблочная, лимонная, щавелевая, и др., примерно 0,3%) и неорганические (примерно 0,03%) кислоты [1]. Кислоты находятся в мёде в свободном и связанном состоянии и попадают в него из нектара, пади, пыльцы, а также образуются в процессе ферментативных процессов и при окислении углеводов [2, 3].

В связи с тем, что употребление мёда как лечебного и питательного продукта расширяется, постоянно совершенствуются методы анализа его состава и оценки биологической активности. [4]  

Любой натуральный мёд, при правильном соблюдении условий хранения, содержит следующие ферменты: инвертазу, диастазу, каталазу, оксидазу, пероксидазу и протеолитические ферменты. Нагревание мёда выше 50-60 градусов ведёт к разрушению ферментов, при этом улетучиваются эфирные масла, некоторые соединения образуют осадки, улетучиваются противомикробные вещества, образуются трудно растворимые соли, теряется аромат мёда и мёд превращается в обыкновенную смесь сахаров. При повышенном содержании воды в мёде - выше нормальных границ - и особенно в теплую погоду в мёде происходит ферментация, при этом образуются пузырьки углекислоты, которые значительно увеличивают его объём. Мёд, в котором произошла ферментация, быстро становится жидким, теряет свой специфический вкус и становится кислым.

Ферменты имеют большое значение при определении происхождения, порчи и фальсификации мёда.

Наиболее изучены амилолитические ферменты. Их суммарную активность характеризуют диастазным числом, которое принято выражать в

единицах Готе или Шаде. Диастазное число – это основной показатель натуральности и зрелости мёда. Чем выше этот показатель, тем лучше мёд.  Диастазное число мёда составляет в среднем 15 единиц Готе (колеблется от 0 до 50 единиц). Некоторые цветочные меда отличаются низкой амилазной активностью.

        При проведении экспертизы мёда иногда выявляются признаки фальсификации, обнаруживаются разного рода примеси: сахар, сахарный сироп, мука или крахмал, сахарная или крахмальная патоки, искусственный и сахарный мёд. Муку, крахмал и желатин добавляют в мёд для создания видимой кристаллизации и повышения вязкости мёда, вследствие чего ухудшаются вкус и аромат мёда, снижаются диастазная активность и количественное содержание инвертированного сахара. При добавлении сахарной и крахмальной патоки в мёд ухудшаются его органолептические показатели (запах патоки, высокая вязкость и др.), также снижаются содержание инвертированного сахара и диастазное число.

    Работы по совершенствованию методов выявления фальсификатов, определения натуральности мёда проводятся во многих странах мира.

    Для отличия натурального мёда от фальсифицированного прежде всего определяют диастазное число, в фальсифицированном мёде оно ниже, чем в натуральном.

         С количественной точки зрения диастаза прямо связана с другими ферментами, содержащимися в мёде. Так как методы определения диастазы более доступны, чем методы определения других ферментов, по ней судят об общем количестве ферментов в мёде. Помимо этого, диастаза является наиболее стойкой из всех ферментов мёда, поэтому её отсутствие или наличие в незначительных количествах указывает на нарушение условий переработки и хранения мёда.

         В данной работе использовался метод определения диастазного числа по Шаде.

Метод основан на колориметрическом определении времени окончания ферментативной реакции расщепления заданного количества субстрата, по достижению раствором оптической плотности, соответствующей активности диастазы мёда, и последующем вычислении диастазного числа.

Единица диастазной активности определяется количеством ферментов, содержащихся в 1 г меда и расщепляющих 0,01 г крахмала за 1 ч при температуре 40 °С.

         Для определения диастазной активности в  пробирку вместимостью  помещали 10 мл раствора мёда. В другую пробирку - 10 мл раствора крахмала. Обе пробирки закрывали пробками и помещали на водяную баню при 40°С. Через 15 мин из второй пробирки отбирали 5мл  раствора крахмала и переносили в первую пробирку с раствором мёда. Через периодические промежутки времени  из пробирки отбирали по 0,5 мл реакционной смеси и быстро добавляли к 5 мл рабочего раствора йода в коническую колбу вместимостью 50 мл. Добавляли дистиллированную воду установленным объёмом.

Затем быстро измеряли оптическую плотность каждого раствора () по отношению к дистиллированной воде на КФК-2 при длине волны  670 нм.       

Затем определяли значение оптической плотности контрольного раствора (), заменив объем раствора крахмала на соответствующий объем дистиллированной воды.

При анализе каждой пробы выполняли два параллельных определения.

Значение оптической плотности каждого раствора  вычисляли по формуле

 , (4)

где  - оптическая плотность каждого раствора пробы с определенным промежутком времени выдерживания;

 - соответствующая оптическая плотность каждого контрольного раствора.

Строили градуировочный график, откладывая на оси ординат значение оптической плотности каждого раствора (), а на оси абсцисс - соответствующее этому значению время реакции () в минутах. Градуировочный график должен быть линейным в заданном диапазоне.

Для каждой пробы по градуировочному графику находили значение времени реакции (), соответствующее значению оптической плотности  0,301.

Значение диастазного числа  , ед. Шаде, вычисляли по формуле

 , (5)

где 300 - коэффициент пересчета;

 - время реакции, найденное по формуле (5), мин.

За результат испытаний принимали среднеарифметическое значение двух параллельных определений диастазного числа, полученных в условиях повторяемости, если абсолютное расхождение между параллельными определениями не превышало предела повторяемости.

Результат испытаний, округлённый до первого десятичного знака, представляли в виде:

 , ед. Шаде, при  0,95,

где  - среднеарифметическое значение результатов определений диастазного числа, ед. Шаде;

 - границы абсолютной погрешности результатов определений, ед. Шаде.

Границы абсолютной погрешности результатов испытаний, получаемых согласно данному методу,  , при доверительной вероятности 0,95, приведены в таблице 1. [5]  

Таблица 1

В данной работе анализировались меда, представленные на ярмарках города Костаная из Мендыкаринского, Узункольского и Фёдоровского районов. Были взяты пробы мёда от таких растений, как гречиха, донник, подсолнечник и гречиха, ранний донник и первоцвет. Данные экспериментального определения диастазного числа по Шаде и Готе составили от 8 до 16 единиц, что соответствует средним показателям по литературным данным.

Список использованных источников

1. Романов и др./ Сорбционные и хроматографические процессы. 2007.Т.7.Вып.5.

2. ГОСТ 19792-2001 Мёд натуральный. Технические условия

3. Román-Leshkov, Y., Chheda, J., Dumesic, J.// Science 30 June 2006: Vol. 312. no. 5782, pp. 1933 - 1937 10.1126/science.1126337

         4.Звягина А. П. Ветеринарно-санитарная оценка качества и безопасности мёда Центрально-Черноземного региона.  Дисс….канд. вет.наук.- Воронеж, 2010.

         5. ГОСТ Р 54386-2011. Мёд. Методы определения активности сахаразы, диастазного числа, нерастворимого вещества.