UNIVERSITATEA ,, STEFAN CEL MARE” SUCEAVA

FACULTATEA DE INGINERIE ALIMENTARA

SPECIALIZAREA: INGINERIE ALIMENTARA

5 HIROXIMETIL-SULFURAT

Profesor: Student:

Mircea Oroian Stoiciuc Loredana

Introducere. Analiza. Determinare

Mierea este un aliment cu gust dulce și parfumat, cu aspect semifluid, vâscos

sau cristalizat și culoare specifică, având un conținut mare de zaharuri și substanțe

minerale, vitamine, enzime, acizi organici. Există numeroși factori care

influențează compoziția chimică a mierii: calitatea și compoziția materiei prime

(nectar sau mană), abundența acesteia, factorii climatici, modul de exploatare a

albinelor, modul de recoltare, condiționare și conservare. Mierea obținută va avea

caractere specifice condițiilor în care s-a produs.

Elementele care intră în compoziția mierii pot fi împărțite în trei grupe: apă,

substanțe zaharoase, substanțe nezaharoase. În raport cu substanțele colorate care

se găsesc în nectar și care sunt pigmenți vegetali-caroten, clorofilă, xantofilă-

culoarea mierii diferă de la incolor până la neagră. La mierea de nectar predomină

culoarea galbenă.

Mierea poate fi considerată o soluție concentrată de zaharuri, datorită

faptului că principalii componenți ai mierii sunt substanțele zaharoase:

-Glucidele sunt aldehide sau cetone ale unor alcooli polivalenți și în funcție de

posibilitatea lor de a se hidroliza se împart în:

*glucide nehidrolizabile, numite oze, monoze, sau monozaharide, (zaharuri

simple). Ozele sunt oxialdehide sau oxicetone provenite din oxidarea unor

polialcooli și sunt denumite după numărul atomilor de carbon, cele mai răspândite

fiind:

- pentoza

- hexoza

- glucoza

*glucide hidrolizabile, (capabile de a fi descompuse sub influența acizilor sau

enzimelor în zaharuri mai simple), numite ozide, care se împart în:

*holozide, (în alcătuirea cărora intră în exclusivitate monozaharidele), fiind cele

mai importante pentru studiul mierii, iar dintre acestea:

- zaharoză

- maltoză

- trahaloză

- melecitoză

- pentozani

- fructozani

*heterozide, (în alcătuirea cărora intră o componentă glucidică și una neglucidică

(sau aglicon).

-Dextrinele- În miere se mai găsesc în cantități mari și alte holozide complexe sau

heterozide ca mucegaiuri, gume, etc, denumite impropriu dextrine. În mierea de

mană dextrinele pot depăși 5%. Prezența dextrinelor mărește vâscozitatea mierii și

îi dă un aspect cleios, neplăcut. Mierea strânsă la începutul primăverii are o culoare

de un galben viu, până la portocaliu. Cu timpul, mierea își pierde culoarea inițială,

de obicei se închide la culoare, iar în timpul cristalizării se deschide. Recoltarea

mierii de albine se realizeaza fie prin metode moderne fie prin metode traditionale.

Densitatea mierii – este determinată de conţinutul în apă, astfel, pentru

mierea ce conţine 17 % apă, densitatea va fi de 1,437. Indicele de refracţie – arată

că pe măsură ce creşte conţinutul mierii în apă, acest indice se micşorează, astfel că

pentru mierea cu un conţinut de 15 % apă acesta va fi de 1,500. Devierea luminii

polarizante – oferă date asupra raportului ce există între glucoză şi fructoză,

precum şi prezenţa zaharozei în miere. Prezenţa mare a glucozei faţă de fructoză,

cât şi un conţinut ridicat de zaharoză determină devierea luminii polarizante spre

dreapta, această miere cristalizând foarte repede.

Consistenţa mierii (vâscozitatea) – reprezintă rezistenţa la scurgere şi se află

în strânsă legătură cu gradul de maturizare şi cu densitatea mierii. Cu cât mierea

conţine mai multă apă, cu atât este mai puţin consistentă. Temperatura are

influenţă asupra vâscozităţii.

Higroscopicitatea mierii – reprezintă capacitatea acesteia de a absorbi

umiditatea din mediul exterior, astfel mierea care se depozitează în vase de lemn

spălate, dar fără să se usuce, absoarbe apa din doage, fapt ce determină apariţia

fenomenului de fermentare.

Mierea are în alcătuirea sa în cea mai mare proporţie glucide şi apă, pe

lângă aceşti constituenţi mai găsindu-se în cantităţi reduse şi alte substanţe

organice şi săruri minerale.

a) Apa. Se găseşte în mod obişnuit în miere în proporţie de 17 – 18 %,

conţinutul fiind determinat de gradul de maturare a mierii, de sursa meliferă, cât şi

de condiţiile meteorologice. Mierea necăpăcită şi care este insuficient prelucrată de

către albine poate să conţină până la 25 % apă, lucru ce îngreunează păstrarea după

recoltare, mierea fiind supusă procesului de fermentare.

b) Substanţele zaharoase sunt reprezentate de glucoză şi fructoză, ele

găsindu-se în proporţie de 70 – 80 % în mierea de nectar şi 60 – 70 % în cea de

mană, ele alcătuind zahărul invertit. În miere se mai găsesc cantităţi reduse de

maltoză, trehaloză şi unele dextrine ce se crede că provin din cleiul mugurilor

tineri. În mierea de mană dextrinele pot ajunge până la 5 % iar în cea de nectar

foarte rar depăşesc 2 – 3 %.

c) Substanţele neazotoase sunt reprezentate de invertază ce are rol enzimatic

contribuind la scindarea zaharozei în glucoză şi fructoză, amilaza, care contribuie

la aprecierea naturaleţii mierii, maltaza şi trehalaza.

d) Sărurile minerale sunt reprezentate în procent de până la 0,80 % în

mierea de mană sau 0,3% în cea de nectar, cele mai importante fiind reprezentate

de sodiu, potasiu, calciu, magneziu, fier, fosfor, sulf şi clor. Se mai pot întâlni în

mierea şi microelementele ca galiu, beriliu, titan, nichel,cositor, astfel că mierea

obţinută din mai multe feluri de nectar numărul acestor elemente minerale poate să

fie mai ridicat.

e) Vitaminele din miere sunt reprezentate prin complexul B, alături de care

se întâlnesc în cantităţi reduse vitamina E, A.

f) Acizii organici sunt reprezentaţi prin acidul malic, citric, lactic şi acetic şi

provenind din nectar, ei fiind întâlniţi în general sub formă de săruri.

g) Sărurile aromatice sunt reprezentate de alcooli alifatici, unele aldehide şi

cetone ce conferă o aromă specifică mierii.

h) Proteinele se găsesc în cantităţi reduse în miere, în mierea de nectar fiind

repartizate în proporţie de 0,2 % (globulina şi peptone) iar în cea de mană până la

0,5 %.

Recoltarea fagurilor cu miere se face atunci când albinele au început să

căpăcească partea superioară a ramelor, în acest stadiu se consideră că mierea este

matură conţinutul ei în apă fiind de 18 – 20 %. Operaţiunea constă în îndepărtarea

albinelor prin afumare, prin scuturare şi măturare, urmată de ridicarea ramelor cu

miere, sortarea acestora spre staţiile de recoltare evitându-se distrugerea sau

murdărirea lor. Fagurii se transportă în tăvi pentru a se putea recupera mierea ce se

scurge în timpul transportului.Pentru extracţia mierii trebuie îndeplinite 3 condiţii

principale care sunt:

a) preîncălzirea fagurilor căpăciţi se face în încăperi speciale ce asigură o

temperatură de 35 0C, o operaţiune ce se face cu scopul reducerii cantităţii de apă

cu mierea ce nu a fost căpăcită, evitând în acest mod degradarea mierii prin

fermentare

b) descăpăcirea fagurilor se poate efectua manual, mecanizat sau

automatizat cu ajutorul unor furculiţe de descăpăcit sau în linii tehnologice speciale

cu flux continuu.

c) Extracţia mierii se poate executa:

- Manual cu ajutorul unor extractoare acţionate prin roţi sau alte angrenaje

ce au capacitatea maximă de 16 rame de 435*300 mm.

- Mecanizat în camere speciale ce au rolul de a încălzi şi matura mierea de

faguri, extractorul putând avea capacitatea de până la 56 de rame.

- Automatizat, extracţia mierii făcându-se în camere termostat pentru

preîncălzirea fagurilor şi maturarea mierii. Corpurile cu rame se aduc pe linii

transportatoare la descăpăcitul automat de unde se trec în extractorul de corpuri

care poate primi 40 de rame. Mierea este apoi separată de căpăcele de ceară în

separator, de unde prin pompare se dirijează la maturat. Mierea după extracţie se

supune unei operaţii de condiţionare cu scopul de a stabiliza caracteristicile fizico-

chimice şi organoleptice ale acesteia.Operaţiunile ce se execută în scopul

condiţionării sunt:

- Prefiltrarea mierii se face în unităţile mici cu ajutorul unor site strecurător,

căutând să se reţină resturile de ceară sau fragmente de nimfe.

- Limpezirea mierii se face în vase de maturare confecţionate din tablă de

inox, procesul permiţând separarea impurităţilor nereţinute, la prefiltrare prin

ridicarea la suprafaţă a impurităţilor uşoare sub forma unei spume. Limpezirea

durează până la 15 zile în funcţie de temperatură, spuma ce se colectează de la

suprafaţă pentru obţinerea de oţet de miere sau în alte scopuri.

Mierea ce se obţine se ambalează în bidoane cu capacitatea de până la 50

kg, în butoaie cu capacităţi de 50 – 300 kg sau în borcane. Până la livrare se

recomandă ca mierea să fie păstrată în maturatoare la temperatura de 10 – 14 0C,

temperaturi mai ridicate determină îmbătrânirea mierii. Acestea din urma implica

folosirea focului pentru indepartarea sau chiar uciderea albinelor de miere, in timp

ce metodele moderne implica folosirea fumului pentru a domoli agresivitatea

albinelor. Scopul lucrarii de fata este analizarea efctelor acestor metode de

obtinere a mierii asupra calitatii acesteia, respectiv asupra culorii, a materiilor

solide existente, a vascozitatii, pH, aciditate, zaharuri nitrogen, totalul

antioxidantilor, etc.. Experimentele care au incercat determinarea acestor efecte in

conditii de laborator, au concluzionat faptul ca mierea obtinuta prin metode

moderne avea o calitate superioara in ceea ce priveste continutul de cenusa, totalul

antioxidantilor, activitatea de diastaza, culoare, zaharuri si atribute microbiologice.

Calitatea mai scazuta a mierii obtinuta prin metode traditionale se datoreaza,

probabil, arderii care face parte din procesul de recoltare.

Mierea este o substanta dulce produsa de albine din nectarul provenit de la

flori. Mierea este o combinatie de nectar, „transpiratie” zaharoasa a florilor,

adunate, modificate si stocate in faguri de catre albine. Acestea realizeaza si

diverse amestecuri de miere provenita de la flori diferite in zone in care nu domina

o singura floare. Din punct de vedere chimic, mierea este un compus semilichid

care contine un amestec complex de carbohidrati, in principal fructoza si glucoza,

dar si alte zaharuri care sunt prezente in cantitati mai mici, depinzand de florile

care au fost recoltate de albine. De asemenea sunt prezente lactone, acizi organici,

amino acizi, minerale, vitamine, enzime, polen, ceara si pigmenti. Clasificarea

mierii se realizeaza conform standardelor USDA. Calitatea mierii este apreciata in

functie de factori precum solidele solubile, continutul de apa, aroma, miros,

claritate absenta defectelor si culoare. Datorita compozitiei sale unice si a

procesarii complexe a nectarului de catre albine (ceea ce ii schimba si atributele

chimice), mierea este potrivita pentru conservare pe termen lung. Totodata mierea

este folosita si ca ingredient neconventional in compozitia aluatului.

In ceea ce priveste efectele metodelor de obtinere a mierii de albine asupra

calitatii acesteia se poate vorbi de asemenea si de modul in care conditiile de

recoltare a mierii afecteaza, daca nu calitatea, cel putin continutul. Astfel, din

cauza conditiilor dificile in care mierea este recoltata unoeri in cadrul procesului de

„vanatoare de miere”, (din copaci, de pe stanci etc.), neori produsul obtinut este un

amestec de miere, ceara, resturi de faguri si resturi de albine. Cu toate acestea

valoarea mierii nu scade.

Melasa, cunoscuta si sub numele de miere neagra, este preparata prin

concentrarea siropului de trestie de zahar obtinut din tulpini de trestie de zahar

maturizate complet, utilizand caldura. Drept rezultat al acestui tratament au loc

reactii non enzimatice induse de caldura, cu precadere reactii Maillard si de

caramelizare ducand, in cele din urma, la formarea unor aldehide volatile

aromatice, ketone si a unor compusi heterociclici. Aceste componente volatile

contribuie la formarea aromei de caramel sau de zahar usor ars a melasei. Din acest

motiv melasa este folosit ca un agent aromatic natural. Este utilizat in compozitia

budincii, a ciocolatei de casa, a sosurilor pentru gratar si a altor produse de acest

gen. Melasa este de asemenea recomandata de medici ca fiind o sursa bogata in fier

(aproximativ 6%), celor anemici.

5-Hidroximetilfurfural (HMF) este un compus volatil foarte frecent existent

in mancarurile procesate prin caldura, inclusiv in cazul melasei. Acest compus a

primit o mare atentie din partea cercetatorilor datorita presupuselor sale efecte

adverse asupra sanatatii, fiind banuit inclusiv pentru provocarea citotoxicitatii,

genotoxicitatii si mutagenitatii. Din acest motiv multe state ale lumii au introdus o

limita maxima pentru continutul de HMF in mancarurile incalzite.

In ciuda utilizarii diverse a melasei in industria alimentara, nici o

investigatie nu a incercat, pana in prezent, sa determine compusii aromatici volatili

care sunt responsabili pentru gustul caracteristic al melasei. Totodata nu sunt nici

studii care sa dovedeasca existenta compusului HMF in melasa.

Masurarea cantitatii de HMF din mierea de albine este utilizata pentru

determinarea calitatii acesteia. Daca in mierea proaspata acest compus chimic nu

este present, in urma stocarii si depozitarii coninutul sau creste. Procesarea mierii

de albine necesita incalzire atat pentru a elimina vascozitatea cat si pentru a

preveni cristalizarea si fermentarea sa. Cu toate acestea continutul de HMF nu este

valabil pentru toate tipurile de miere, mierea provenita din nectar de la o singura

specie de flori sic ea de la mai multe specii avand continut diferit de HMF.

HMF-ul se formeaza pe parcursul deshidratarii acid-catalizate a hexozelor.

Si este in conexiune directa cu proprietatile chimice ale mierii, in acelasi mod ca

pH-ul, aciditatea totala si continutul mineral.

Codex Alimentarius prevede drept limita maxima a continutului de HMF in

miere, 80mg/kg. Totusi, Uniunea Europeana, prin directiva 110/2001 a limitat

continutul de HMF in miere la 40mg/kg cu cateva exceptii: 80mg/kg pentru mierea

provenita din tari sau regiuni cu temperature tropicale si 15mg/kg pentru miere cu

un nivel enzimatic scazut (8-3 unitatii Schade).

Comisia Internationala a Mierii de Albine, recomanda trei metode pentru

determinarea continutului de HMF. Acestea includ doua metode

spectrofotometrice, larg utilizate in analizele de rutina (cea a lui White 1979 si ce a

lui Winkler-1955) si metoda HPLC (Cromatografie Lichida de Inalta Performanta-

High Performance Liquid Cromatography). Metoda lui White presupune masurarea

ratei de absorbtie a razelor ultraviolete de catre solutii limpezi de miere apoasa cu

si fara bisulfit. Pe de alta parte metoda lui Winkler presupune masurarea ratei de

absorbtie a razelor ultraviolet a solutiilor de miere prin adaugarea acidului

barbituric si a p-toluidinei.

Metoda HPLC a fost abordata de catre Jeuring si Kuppers (1980). Aceasta

presupune dizolvarea mierii in apa iar, dupa filtrare, cantitatea de HMF este

determinate pe o coloana HPLC pe faza inversa prin elutie isocratica cu apa si

methanol pe post de faza mobila. HPLC separa HMF de alte componente si evita

astfel interferentele in determinare. Aceste interferente s-ar putea datora variatelor

aldehide prezente in miere in functie de originea lor florala sau altor factor ice s-ar

putea datora in timpul prelucrarii si a stocarii.

Cu toate acestea folosirea diverselor metode analitice pentru determinarea

nivelului de HMF si folosirea unor procedure inexact si inadecvate, reprezinta o

problema. Aceste metode insa au fost aprobate de Comisia Internationala a Mierii,

in urma a trei studii comparative asupra unor mostre de miere cu provenienta

florala diferita. Singurele diferente de determinare intre aceste trei metode au avut

loc la un nivel sufficient de scazut care nu prezinta pericolul incorectitudinii in

determinare a celor trei metode.