MIEREA ŞI PRODUSELE APICOLE

Mierea de albine reprezintă un aliment excelent cu- mare valoare nutritivă, biologică şi energetică, - uşor asimilabil, - cu reale proprietăţi bactericide datorită conţinutului în substanţe antibiotice,

fermenţi şi vitamine.

Se obţine din: - nectar, mană sau sucuri dulci, care se găsesc în diferite părţi ale plantelor şi arborilor,

în amestec cu unele substanţe care iau naştere în glandele salivare ale albinelor, - denumirea de miere nu se poate da nici unui produs asemănător, la fabricarea căruia nu

participă în exclusivitate albinele, sau care rezultă în urma hrănirii albinelor cu zahăr sau siropuri dulci.

- mierea este depusă de albine în celulele fagurelui.- Nectarul constituie sursa cea mai importantă cantitativ şi cea mai valoroasă calitativ. El

este produs complex de secreţie a glandelor nectarifere florale sau extraflorale, sub forma unei soluţii glucidice de concentraţii diferite. Nectarul are aceeaşi compoziţie cu seva elaborată, conţinută în vasele care duc la glandele nectarifere. La nivelul acestora se produc o serie de transformări biochimice foarte complexe, care dau nectarului a anumită compoziţie chimică.

- Factorul limitant al secreţiei de nectar este temperatura - pentru fiecare plantă există un nivel optim de temperatură, dar în general ea este optimă în jurul valorii de 20...30 0C şi nefavorabilă sub 10 0C sau peste 35 0C.

Compoziţia nectrului:- principalele substanţe zaharoza, glucoza şi fructoza, se găsesc în cantităţi mari, - -metil glucozidele, maltoza, melibioza (alpha-D-galactopyranosyl-(1-6)-D-glucose),

trehaloza, rafinoza, melezitoza.- In cantităţi mai mici, uneori infime, acizi graşi, răşini, dextrine, diferiţi compuşi cu

fosfor şi azot, săruri minerale, proteine, vitamine, enzime, drojdii, substanţe biologic active, substanţe aromate.

- Vitamine: acidul ascorbic (vitamina C) se găseşte în cantitate apreciabilă în nectar, iar unele zaharuri cum sunt manoza, galactoza şi ramnoza sunt toxice pentru albine şi le reduc longevitatea.

- conţine enzime (si anume invertaza) care transformă zaharoza în glucoză şi fructoză chiar în momentul secretării, fie în totalitate, fie parţial. Reacţiile mai complexe conduc la formarea unor zaharuri superioare. Cu cât nectarul are o cantitate mai mare de invertază, cu atât el va conţine mai multă glucoză şi fructoză, în detrimentul zaharozei. Acţiunea invertazei asupra zaharozei din nectar este proporţională cu timpul, deci cu cât o floare este mai rar vizitată de albine în cursul unei zile, cu atât va avea nectarul mai bogat în glucoză şi fructoză.

Mana de origine animală - este produsul de excreţie a unor insecte care consumă seva plantelor. Acestea

utilizează proteinele şi apa sevei şi elimină partea nedigerată, bogată în zaharuri. - în stup, mana este amestecată în proporţii foarte variabile cu mierea de flori , fapt

pentru care efectul acesteia asupra organismului albinelor în timpul iernii diferă - compoziţia chimică a manei este puternic influenţată de:

o specia de insecte care o produce, o de planta parazitată, o de epoca recoltării, o de condiţiile meteorologice, etc.

- Compoziţia chimică a manei:

o pentozani, gume, mucilagii o substanţe pecticeo o cantitate mare de săruri minerale (până la 4-5% din substanţa uscată). o substanţe azotoase în cantitate mare (fiind un produs de dezasimilaţie al

insectelor) având aminoacizii existenţi în sevă şi aminoacizi noi, cum este acidul -aminobutiric şi se presupune că este rezultatul metabolismului insectei

o este sărac în substanţe aromate, specifice nectarului florilor. Producerea mierii este un proces complex:

- începe odată cu recoltarea sucurilor dulci de către albinele culegătoare (aceasta se realizează cu ajutorul aparatului bucal)

- se încheie în momentul căpăcirii celulelor în care a fost depozitată.

Transformarea nectarului şi a manei în miere are la bază un proces fizic şi unul biochimic, la această transformare participând întreaga familie de albine.

In timpul maturării:- nectarul pierde o cantitate apreciabilă de apă, - se saturează cu enzime produse de glandele salivare ale albinei - au loc procese biochimice, care constau în transformarea zaharozei sub acţiunea

invertazei în glucoză şi fructoză. - nectarul este depozitat sub formă de picături mici pe fundul mai multor celule, unde

are loc evaporarea apei şi în 2-4 zile cantitatea de zahăr ajunge la 76-80%.- după îngroşare nectarul este transportat în alte celule, unde se termină procesul de

maturare şi se transformă în mierea propriu-zisă. - după ce albinele umplu celulele cu miere, le căpăcesc şi sub această formă mierea poate

să se conserve timp îndelungat. Mierea recoltată din fagurii cu celule necăpăcite este de calitate inferioară, deoarece înainte de căpăcire, procentul de apă este de obicei peste 20%, iar transformarea zaharozei în glucoză şi fructoză este în plin proces de desfăşurare

Compoziţia chimică a mierii- mierea este un amestec complex de substanţe şi compoziţia sa depinde de:

o originea floralăo condiţiile meteorologiceo modul de păstrare o metodele de extragere

Principalii componenţi ai mierii sunt:1. Apa – valoarea normală este 17-18 %. Poate varia între 13,5% până la 22,4%2. Substanţele zaharoase reprezintă 80-90% din

Glucoza – este cca 31% - mierea cu conţinut mare de glucoză cristalizeză repede Fructoza – este cca 38% - mierea cu conţ mare de fructoză cristalizează greu Zaharoza – cca 5% în mierea naturală Maltoza – se găseşte în cantităţi mai mari decât zaharoaza în unele sortimente Dextrinele – între 2-5%, mareşte vâscozitatea mierii Mai pot fi prezente: izomaltoza, melezitoza, rafinoza, etc.

3. Substanţele nezaharoase Acizii organici – dau aciditate mierii şi sunt: acidul gluconic (conservant,

bactericid), acid acetic, acid lactic,malic, succinic,butiric, citric,formic (dezinfectant, bactericid). Mierea falsificată cu zahăr are ind. de aciditate foarte mic.

Proteinele – 0,15-0,7% - prezente în grăuncioare de polen sau chiar în miere Enzimele – prin încăltirea mierii la peste 600C duce la distrugerea enzimelor,

evaporarea substanţelor volatile, pierderea aromei. Dintre enzimele importante invertaza (de la albine) – transformă zaharoza în glucoză şi fructoză,

amilaza (din saliva albinelor) transformă amidonul şi dextrinele, inhibina – o enzimă care inhibă înmulţirea bacteriilor, oxidaza (de la albine) – opreşte fermentarea transformând glucoza în acid

gluconic maltaza – favorizează hidroliza maltozei catalaza – frânează procesele de oxidare a mierii, descompune apa oxigenată

care se poate forma fosfataza – în cantităţi f. mici

Sărurile minerale - au rol structural, reglează presiunea osmotică, menţine echilibrul acido-bazic. Conţinut între 0,35-0,85% cel mai frecvent întâlnim:

K,P, Cl, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Si Vitaminele - rol de biocatalizatori; sunt prezente doar vitamine hidrosolubile

complex B şi vitamina C Pigmenţii – dau culoarea mierii – flavonoidici, carotenoidici

Influenţa depozitării asupra calităţii mierii

1. Formarea hidroximetilfurfurolului (HMF)

HMF – substanţă cu grad mare de toxicitate poate să apară în miere în următoarele cazuri - în urma descompunerii parţiale a fructozei (component principal) ca urmare a condiţiilor

necorespunzătoare de păstrare (temperatură >200C, o aciditate mare a produsului) - în urma falsificării mierii. În condiţii normale mierea este uşor acidă – are pH-ul în

domeniul 3,5 – 4,5- datorită prelucrării la cald a mierii (la cald şi în mediu acid fructoza se descompune

cu formare de compuşi furfurolici, cel mai important fiind HMF).- la un termen de depozitare îndelungat (în primele luni dela extracţia din faguri cantitatea

HMF este foarte redusă, de 0,1 – 0,4 mg/100g produs, dacă mierea este păstrată la temperatură moderată. Prin păstrare îndelungată a mierii, HMF creşte - după 1-2 ani poate ajunge la 1 – 1,5mg/100g.

- în procesul tehnologic de condiţionare, mierea cristalizată se lichefiază prin creşterea temperaturii la 40 – 45 0C pentru un timp scurt (24 – 48 ore) ceea ce duce la creşterea conţinutului de HMF la valoari de cca. 1 -1,5mg/100g mere. Apicultorii lichefiază însă mierea cristalizată de obicei prin încălzire pe baia de apă la fierbere sau chiar pe foc direct. Astfel se poate forma o cantitate mare de HMF care poate atinge valoarea de 5mg/100g sau chiar mai mult.

- lichefierea poate conduce şi la alte fenomene nedorite şi anume: o scăderea activităţii enzimelor sau chiar distrugerea acestora, o modificarea proprietăţilor organoleptice ale mierii (diminuarea aromei, închiderea

la culoare sau chiar contractarea gustului de caramel)- mierea falsificată - prin substituirea parţială sau totală cu zahăr invertit artificial va

avea un conţinut de HMF foarte ridicat deoarece prin invertirea zahărului pe cale chimică (în mediu pronunţat acid şi la temperatura de fierbere), se formează o cantitate de HMF extrem de mare, de ordinul zecilor de mg/100g produs (foarte periculoasă)

- Conţinutul de HMF impus prin normele oficiale de calitate (STAS 784/2-1989) la mierea de consum este de max. 1,5mg/100g produs. In mod excepţional pentru mierea ambalată în borcane (celelalte sorturi decât salcâmul şi mana) care au fost condiţionate prin tratament termic special pentru a-şi menţine starea fluidă timp îndelungat, se acceptă valoarea maximă de 4mg, cu condiţia ca celelalte însuşiri de calitate să nu fie afectate.

2. Cristalizarea mierii

Cristalizarea mierii este un proces fizic natural specific unor sorturi de miere care, după un anumit timp de păstrare, trec din stare fluidă într-o stare mai mult sau mai puţin consistentă, în funcţie de mărimea cristalelor, fără a se înrăutăţi calitatea mierii.Denumirea de miere zaharisită nu este corectă deoarece în timpul cristalizării nu se măreşte cantitatea de zahăr din miere.

Explicarea fenomenului de cristalizare a mierii:- mierea conţine în general mai multă fructoză decât glucoză. - sortimentele de miere cu un conţinut mai mare de glucoză, asociată cu un conţinut

scăzut de apă şi păstrate la temperaturi mai scăzute (13 -14 0C) sunt mai expuse fenomenului de cristalizare. (cu cât cantitatea de glucoză se apropie de cea a fructozei, cristalizarea are loc mai repede - dacă raportul glucoză:fructoză este de cca 1:1, mierea cristalizează într-o lună, iar dacă acest raport este de 1:1,5 cristalizarea are loc abia peste 2 ani)

- particulele de polen şi praf din miere accelerează cristalizarea mierii. Dacă aceste particule sunt adăugate în miere înainte de încălzirea ei, cristalizarea se face mai târziu, iar când sunt adăugate după încălzire, cristalizarea se produce în aproximativ două luni

- La începutul procesului de cristalizare, în masa mierii apar cristale „iniţiale”, pe suportul cărora se formează conglomerate de cristale, care în final se unesc, rezultând astfel mierea cristalizată. In situaţia că există un număr mare de cristale iniţiale, ele fiind în acest caz mai apropiate unele de altele în masa mierii, se unesc într-un timp mai scurt dau o cristalizare fină, „untoasă”.

- Dacă lipsesc cristalele „iniţiale” şi temperatura depăşeşte 27 0C, mierea nu cristalizează, iar la o temperatură sub 10 0C, datorită consistenţei mai mari, procesul de cristalizare nu mai are loc.

- mierea cu conţinutul ridicat în fructoză - provenită de la salcâm, salvie, lucernă, castan comestibil, etc. cristalizează mai greu,

- mierea cu un conţinut mare de glucoză – provenită de la muştar, rapiţă, floarea soarelui, etc.cristalizează foarte repede, uneori chiar în faguri.

- cristalizarea mierii - în mod artificial – se poate realiza prin adăugarea la mierea fluidă a unei cantităţi de 5 – 10% miere cristalizată şi omogenizarea ei. Prin păstrare la temperatura de aproximativ 14 0C va cristaliza în aproximativ 5 zile.

3. Fermentarea mierii

Mierea de albine fiind o soluţie concentrată de zaharuri, singura sa formă de alterare este fermentaţia.Fermentaţia are loc în următoarele condiţii:

- prezenţa unor drojdii şi bacterii capabile să fermenteze zaharurile (cu proprietăţi osmofile - care se pot dezvolta în soluţii concentrate de zaharuri);

- conţinutul de apă al mierii de minim 20% condiţionează dezvoltarea drojdiilor şi bacteriilor osmofile. La valori mai mici dezvoltarea acestora nu mai este posibilă

- temperatura prielnică pentru dezvoltarea drojdiilor 25-400C (Temperatura obişnuită de păstrare a mierii este de 15 – 20 0C deci nu favorabilă fermentaţiei)

- nivelul de contaminare are un rol important în declanşarea procesului fermentativ. Mierea recoltată, prelucrată, ambalată şi păstrată în condiţii tehnologice şi igienice corespunzătoare, are un conţinut de apă în domeniul 17 – 19% şi un nivel de contaminare cu drojdii foarte redus deci are asigurată o bună conservabilitate.

Mierea este pronunţat higroscopică, deci dacă este păstrată în spaţii umede şi în recipiente defectuos închise poate ajunge în zona de risc pentru instalarea fermentaţiei.

După mecanismul biochimic de desfăşurare, fermentaţia mierii poate fi alcoolică sau acetică

a) Fermentaţia alcoolicăEste tipul de fermentaţie cel mai frecvent întâlnit şi ea are ca termeni finali alcoolul etilic şi bioxidul de carbon care se fermentează prin acţiunea agenţilor de fermentaţie asupra glucozei şi

fructozei din miere C6H12O6 2 CH3 CH2 OH 2 CO2+Cei doi produşi de descompunere (alcoolul şi bioxidul de carbon) sunt principalii factori responsabili de modificarea caracteristicilor organoleptice şi fizico-chimice ale mierii.

In faza iniţială a fermentaţiei alcoolice, mierea prezintă o uşoară spumă la suprafaţă, care se poate confunda cu spuma ce rezultă prin eliminarea spontană a aerului înglobat în timpul decantării mierii. In plin proces fermentativ, când se produce înmulţirea galopantă a drojdiilor, mierea capătă aspect de „dospit”, se umflă şi tinde să iasă din vas datorită degajării masive de bioxid de carbon.La o anumită concentraţie alcoolică începe autoinhibarea germenilor de fermentaţie, care în mod treptat mor sau trec în forme de rezistenţă, deci în final activitatea lor încetează şi procesul de fermentaţie se opreşte. Treptat, bioxidul de carbon format în faza activă se elimină, aspectul de dospit şi spuma dispare, deci mierea tinde să-şi recapete aspectul normal.

Influenţe asupra calităţii mierii în timpul procesului de fermentaţie alcoolică: - culoarea mierii devine mai deshisă, dar cu nuanţă întunecată datorită bioxidului de

carbon înglobat. - consistenţa se micşorează devenind asemănătoare cu cea a borhotului de fructe

fermentat.- conţinutul de apă depăşeşte de obicei valoarea de 20%. - Indicele diastazic are valori foarte mari, în domeniul 23,8 – 50,0. In acest caz cea mai

mare parte din amilază este elaborată de flora de fermentaţie. - se constată o puternică activitate catalazică, această enzimă fiind elaborată în cea mai

mare parte de flora de fermentaţie.- aciditatea mierii nu este modificată semnificativ în fermentaţia alcoolică. Părerea că

acest parametru ar avea valoare diagnostică în aprecierea acestui stadiu de alterare a mierii este greşită. Analizând un mare număr de probe de miere cu fermentaţie spontană sau provocată în condiţii experimentale de laborator, nu s-a găsit nici un caz în care să fie depăşită valoarea de 4ml NaOH sol.1N/100g.

- Pentru a aprecia prezenţa şi intensitatea fermentaţiei alcoolice se realizează dozarea alcoolului, care în mod constant are un conţinut între 100 şi 1000mg/100g produs, în funcţie de intensitatea fermentaţiei.

- s-a constatat o foarte bună corelaţie între conţinutul de alcool şi modificările organoleptice.

b) Fermentaţia acetică- se întâlneşte foarte rar la mierea de albine- se instalează şi se desfăşoară foarte lent, fiind întotdeauna precedată de cea

alcoolică. - este puţin probabil ca un deţinător de miere pronunţat alterată prin fermentaţie

alcoolică s-o păstreze în continuare timp îndelungat până la instalarea fermentaţiei acetice şi apoi să încerce valorificarea ei în consum public.

- agenţii fermentaţiei acetice nu se pot dezvolta decât atunci când conţinutul de apă al substratului nutritiv este mai mare de 25%. Această condiţie este greu de realizat chiar dacă procesul fermentaţiei alcoolice premergătoare a fost deosebit de intens.

- Mecanismul chimic al fermentaţiei acetice îl constituie oxidarea alcoolului şi transformarea lui în acid acetic, mecanism care necesită prezenţa activă a oxigenului:

OHCH2 CH3 CH3 COOH H2O O2 +

- accesul microorganismelor fermentaţiei acetice la oxigenul atmosferic este foarte limitat, el reducându-se practic numai la stratul superficial al mierii. Aceasta este una din cauzele care face ca timpul de desfăşurare a fermentaţiei acetice să fie foarte lung. Timpul poate fi scurtat dacă se înglobează aer în mod artificial prin diferite operaţii mecanice cum ar fi: mestecări frecvente, transvazări, barbotări, etc., dar este puţin probabil ca acest lucru să fie realizat cu bună ştiinţă.

Influenţe asupra calităţii mierii în procesul de fermentaţie acetică:- Din punct de vedere organoleptic, mierea cu fermentaţie acetică este fluidă, apoasă,

iar culoarea are nuanţă întunecată. Intrucât fermentaţia nu este însoţită de eliberarea de gaze, nu se constată spumă la suprafaţa mierii şi nici aspectul ei de dospit. Mirosul şi gustul sunt pronunţat modificate, nuanţa acetică fiind uşor perceptibilă.

- Modificările fizico-chimice sunt mult mai pronunţate decât în cazul fermentaţiei alcoolice.

o conţinutul de apă este foarte mare, în domeniul 25 – 30%; o zahărul invertit are valori sub limitele normale; o indicele diastazic şi indicele de catalază au valori foarte mari. o aciditatea este parametrul chimic de bază care permite diferenţierea certă a

fermentaţiei acetice de cea alcoolică. Chiar şi în fermentaţia acetică incipientă, aciditatea liberă depăşeşte cu mult valoarea de 5ml NaOH sol. 1N/100g miere.

Mierea care a suferit un proces alterativ datorat fermentaţiei (alcoolică sau acetică) este inaptă pentru consum, deci trebuie scoasă din circuitul alimentar. Ea poate fi valorificată doar ca materie primă pentru fabricarea băuturilor alcoolice şi a oţetului. Produsele apicoleDintre produsele apicole cele mai importante sunt:

Lăptişorul de matcă: este o secreţie a glandelor, o substanţă lichidă, vâscoasă, de culoare alb-gălbuie. Stimulează sinteza hemoglobinei şi are acţiune asupra muşchiului inimii, asupra sistemului nervos şi în combaterea tensiunii arteriale şi a arterosclerozei.Compoziţia chimică:

- apa 65 – 67%;- proteine 12,5%;- aminoacizi esenţiali, toată gama;- glucide 11%;- acizi graşi 5%;- concentraţie mare de vitamine B5 (150 – 250mg%);- vitamina A, D, E, K, B1, B2, B6, B12.- săruri minerale (calciu, magneziu, sodiu, potasiu, zinc, cupru, fier, mangan).

Polenul: este produs de organele masculine ale florilor (stamine).Este adunat de albine pentru hrana puietului. Conţine zahăr, 20 de tipuri de aminoacizi liberi (30g polen poate asigura necesarul zilnic de aminoacizi), săruri minerale, hormoni, vitamine. Constituie o sursă energetică pentru organism, fiind utilizat în afecţiuni hepatice, restabilirea echilibrului proteic, combaterea permeabilităţii vasculare şi a timpului de coagulare şi are proprietăţi calmante.

Păstura: este unul din cele mai valoroase produse ale stupului, dar şi cel mai puţin cunoscut. Păstura este un polen modificat care reprezintă hrana albinelor. Sub influenţa substanţelor adăugate de către albine, a microorganismelor, a temperaturii şi umidităţii ridicate din stup, precum şi datorită modului de conservare, polenul suferă o serie de

transformări biochimice şi modificări structurale, transformându-se în păstură. Transformarea polenului în păstură comportă mai multe etape:

- prima etapă constă în dezvoltarea bacteriei aerobe, Pseudomonas, care va consuma întreaga cantitate de oxigen, ceea ce conduce în final la moartea acestor bacterii, prin autoaxfisiere,

- a doua etapă se produce prin dezvoltarea unei bacterii anaerobe, Lactobacillus, care foloseşte glucidele ca sursă de oxigen, producând în schimb acid lactic, concentraţia acestuia ajungând la 3,2%; de asemenea creşte concentraţia de vitamine din grupa B.

Păstura este un produs natural, cu însuşiri mult mai valoroase decât ale polenului deoarece conţine:

- un procent mai mare în zaharuri simple, - vitamina K, - enzime şi aminoacizi, - are o aciditate mai mare - care o face uşor asimilabilă. - are valoarea nutritivă şi antibiotică este de 3 ori mai mare decât polenul. - învelişul extern al polenului (exina), la păstură este distrus, determinând asimilarea mai

uşoară de către organism. - datorită cantităţii mari de acid lactic şi proprietăţilor antibiotice, păstura poate fi

păstrată timp îndelungat, fără a se observa modificări majore, cantitative sau calitative. Păstrată la loc uscat şi răcoros, poate rezista până la 17 ani.

Compoziţia chimică a păsturii este următoarea:- glucide 35%;- lipide 1-6%;- carotenoizi (provitamina A 200-875mg/kg);- vitamina E 1,7g/kg;- vitamina C 6-200mg/100g produs.

Propolisul: albinele recoltează de pe mugurii şi scoarţa unor copaci răşini şi balsamuri speciale pe care le amestecă apoi în stup cu ceară, polen, rezultând în final propolisul.Compoziţie:

- 50 – 55% răşini şi balsamuri;- 7 – 35% ceară;- 5 – 10% uleiuri volatile;- 5% polen;- 5 – 20% bioflavonoide.

Este o substanţă cleioasă, cu gust amărui, dar cu o aromă plăcută, solubilă în alcool etilic. Are acţiune bacteriostatică, bactericidă, antifungică, antiseptică, cicatrizantă, antivirală, antigripală, etc. Are acţiune anestezică puternică. Folosit în asociere cu mierea (2 – 5%) are acţiune fortifiantă în surmenaj şi este energizant.

Veninul: toxicitatea este dată de o enzimă numită lizolicitinază care degradează lecitina la lizolecitină, cu acţiune hemolitică. Se utilizează datorită proprietăţilor anticoagulante, şi în tratamentul reumatismului. Veninul are în compoziţia sa acid formic, clorhidric, ortofosforic, săruri minerale, acizi organici volatili, un important ferment (fosfataza), unele antibiotice, histamina, hialuronidaza şi aminoacizi bogaţi în sulf, ca metionina şi cistina. Aceştia din urmă stimulează secreţia de cortizon de către glandele suprarenale. De asemenea, veninul are şi acţiune bactericidă.

Ceara de albine: este secretată de glandele cerifere, fiind un produs de metabolism.Conţine acizi graşi care îi conferă proprietăţi emoliente. Este rezistentă la râncezire. Se utilizează în industria cosmetică, dermatologie, industria farmaceutică.