Состав искусственного меда: Мед искусственный — полезные свойства и калорийность, применение и приготовление, польза и вред

Содержание

Искусственный мёд и как его отличить от натурального

Искусственный мёд визуально похож на натуральный пчелиный мёд, но он полностью лишён лечебных свойств. К производству искусственного мёда пчёлы не имеют никакого отношения. Его варят из сахаросодержащего сырья – фруктов и ягод вроде дыни, арбуза, винограда или же из тростникового или свекловичного сахара с добавлением натуральных красителей вроде зверобоя, чая, шафрана или искусственных красителей. Часто для большего сходства с натуральным продуктом пчеловодства добавляется ароматизатор «Мёд». Это в малой степени компенсирует отсутствие специфического медового запаха.

Приготовление искусственного мёда

Получившийся сахарный сироп должен содержать не меньше 80% сахара. Из фруктов сок добывается прессованием. В сироп добавляется лимонная или молочная кислота в пропорции 0,3% от объёма сиропа. После этого сироп кипятится 10-12 минут, чтобы добиться инверсии сахарозы. Затем продукт фильтруется, а кислоту погашают 50% раствором соды. Производители искусственного мёда часто добавляют и другие компоненты для того, чтобы придать получившемуся продукту необходимую густоту, цвет, вкус и аромат. Искусственный мёд часто используется как заменитель сахара или натурального мёда в десертах и других блюдах. Не редко, однако, искусственный мёд продают на рынках как натуральный.

Как отличить искусственный мёд от натурального

В искусственном мёде не содержится таких компонентов, как цветочная пыльца, ферменты и декстрины. Пыльца может содержаться лишь в минимальном количестве в случае добавления в такой сахаросодержащий мёд натурального. У поддельного мёда запах либо кисловатый, либо полностью отсутствует, нет специфического медового аромата. Но из-за частого использования в производственном процессе ароматизаторов, не стоит при покупке мёда полагаться исключительно на нюх.

В первую очередь стоит обратить внимание на консистенцию предлагаемого мёда, потому что особую медовую тягучесть подделать невозможно. Настоящий мёд стекает с ложки непрерывной струйкой, образуя в месте стекания небольшой холмик и лишь потом растекаясь по поверхности тарелки. Остатки мёда как бы спружинивают обратно к ложке.

При рассасывании мёда в горле ощущается лёгкое першение, рассасывание фальсифицированного мёда не будет вызывать такие ощущения. Также следует знать, что практически весь мёд кристаллизируется к зиме или даже намного раньше. Исключение может составлять акациевый мёд, который очень долго не кристаллизируется из-за высокого содержания фруктозы. Жидкий мёд в холодное время года – это либо искусственный мёд, либо подогретый и потерявший свои полезные свойства продукт.

Фальсифицированный мёд имеет вкус карамели или даже жжёного сахара, а может и вовсе не иметь никакого вкуса. Также можно поинтересоваться у продавца о наличии в продаже сотового мёда, так как пчелиные соты подделать невозможно. Нередки также случаи, когда продавцы добавляют в банку с искусственным продуктом мёд натуральный в значительно меньшем количестве. Поэтому покупать эту ценную сладость лучше всего у проверенных производителей. Например, у отечественного производителя натурального меда и продукции пчеловодства — Тогровой марки Медок. Качество нашей продукции подтверждено соответствующими документами. Купить натуральный мед вы можете, перейдя по ссылку в каталог «Натуральный мед».

как и из чего сделать в домашних условиях, рецепты

Искусственным медом называется сладкая сахаристая субстанция, которая образуется без участия пчел. Готовится он из разных ингредиентов, и по вкусу лишь отдаленно напоминает цветочный пчелопродукт. Такое сладкое изделие – хорошая замена натурального меда для аллергиков, которые не могут употреблять природный мед ввиду индивидуальной непереносимости. Приготовить массу можно самостоятельно, используя разные варианты рецептов.

Для чего нужен искусственный мед?

Искусственный мед используется только в кулинарии. Он не применяется в лечебных или косметических целях, поскольку лишен большей части полезных для здоровья свойств. Применяют его при изготовлении кондитерских изделий, вместо натурального меда. Также иногда его добавляют в выпечку или конфеты в качестве аналога обычного сухого сахара или сахарного сиропа.

Состав и калорийность

В составе искусственного медового продукта не содержится тех веществ, которые присутствуют в субстанции, производимой пчелами. Формула такой патоки состоит из:

48 % фруктозы и глюкозы;
около 30 % сахарозы;
до 22 % воды;
80 % углеводов;
3 % дополнительных примесей.

Калорийность искусственного меда составляет примерно 304 килокалории на 100 грамм продукта.

Процесс производства

Продукт в промышленных условиях получают из разных видов сахара. Он может быть получен из овощей или фруктов:

свеклы;
арбузов;
кукурузы;
дынь;
винограда;
тростника.

Для придания смеси характерного медового цвета используются разные натуральные добавки. Чаще всего это чай, шафран, отвар зверобоя. Реже применяются искусственные красители, а порой в патоку добавляют незначительное количество натурального меда.

Метод изготовления рассматриваемого продукта называется кислотным гидролизом. Он подразумевает дополнительное применение органических кислот, чаще всего – лимонной, реже – молочной. Исходное сырье прессуют для получения сока, который впоследствии выпаривается. Этот процесс длится до тех пор, пока сырье не приобретет нужный цвет и консистенцию.

Рецепты в домашних условиях

Искусственный мед можно купить или приготовить самостоятельно. Чтобы получить вкусный продукт, используйте любой понравившийся рецепт.

Сахарный

Ввиду дешевизны сырья такой продукт производят из свекловичного или тростникового сахара. Соотношение ингредиентов:

сахар – 70 граммов;
кипяток – 30 миллилитров;
лимонная кислота – 1 грамм;
вместо лимонной можете взять муравьиную кислоту в количестве половины грамма;
сода питьевая – 0,8 грамма.

Для смешивания ингредиентов подготовьте фарфоровую чашку или специальный химический стакан. Всыпьте в емкость сахар, разбавьте его кипятком. Размешайте ингредиенты до получения вязкой массы, затем перелейте в кастрюльку и доведите до 80 °С. Томите смесь на самом слабом огне на протяжении 2 часов, не забывая постоянно ее помешивать. Готовый мед остудите и разлейте по банкам.

Из бузины

Сварить мед можно также из растительного сырья. И, в частности, из бузины, которая придаст массе пикантного вкуса и характерного окраса.

Возьмите баночку вместительностью 0,5 литра с плотно утрамбованными соцветиями бузины. Переместите сырье в кастрюлю, куда предварительно налейте 1 литр воды. Доведите смесь до кипения, томите на медленном огне 10 минут, затем выключите плиту и оставьте отвар до остывания. Настаивайте его 12-15 часов, затем процедите.

В полученную жидкость добавьте 3 килограмма сахара, доведите смесь до кипения и томите в течение часа на слабом огне. Массу регулярно помешивайте, а когда она загустеет, выключите огонь и всыпьте 1 чайную ложку лимонной кислоты. Размешайте «мед», чтобы все ингредиенты равномерно смешались, а когда он остынет, используйте по назначению.

Малиновый

Чтобы сделать такой полезный продукт, смешайте 2 килограмма сахара с половиной литра воды. Варите сироп, регулярно снимая с его поверхности пену. Добавьте 4 килограмма заранее заготовленного малинового сиропа, доведите до кипения и снова уберите пену.

Снимите емкость с плиты, в еще горячую смесь добавьте 25-30 граммов молочной кислоты и 50 граммов гелиотропной эссенции. Все тщательно перемешайте, разлейте по банкам, дайте остыть и потом закатайте крышками.

Из желтой алычи

Из этого вида сливы делают прекрасный тонизирующий аналог меда. Употребление смеси позволяет нормализовать аппетит и улучшить настроение. 1 килограмм алычи залейте половиной литра воды. Варите до тех пор, пока плоды не отдадут весь сок. Остудите отвар, процедите через марлю или сито.

Всыпьте в жидкость сахар в пропорции 1:1. Томите смесь на среднем огне до тех пор, пока она не станет густой и однородной. Ваш мед из алычи готов!

Арбузный

Альтернативное название такого продукта – нардек. Чтобы приготовить его, возьмите зрелый, максимально крупный и сладкий арбуз, отделите при помощи деревянной ложки мякоть от корки. Протрите ее через сито, затем – через марлю. Арбузную массу вскипятите, остудите, потом еще раз процедите. Снова поставьте емкость на огонь и томите жидкость до густоты.

Из дыни

Ароматный дынный мед готовится так:

удалите корку с поверхности плода, извлеките из мякоти семечки;
пропустите плод через мясорубку;
отцедите сок через марлю;
варите полученную жидкость до тех пор, пока она не уменьшится в объемах вшестеро.

Теперь остудите массу и разлейте ее по стерильным банкам.

Тыквенный

Выбирайте только полностью зрелый овощ. Срежьте у него верхушку, удалите все семечки. Засыпьте внутрь сахар, накройте тыкву отрезанной «шляпкой». Нектар, который появится внутри овоща через неделю, и будет являться тыквенным медом.

Фруктовый

Фруктовый искусственный мед еще называют словом бекмес. Он не содержит сахара и может изготавливаться из совершенно разных фруктов. Но принцип получения лакомства одинаков в любом случае. Рассмотрим его на примере винограда.

Отцедите сок из 1 килограмма плодов через марлю. Варите на среднем огне до тех пор, пока объем жидкости не уменьшится втрое. Когда сок приобретет консистенцию киселя, «мед» считается готовым. Можете готовить такое лакомство из одного или сразу нескольких видов фруктов.

Из акации

Чтобы приготовить вкусное и полезное лакомство, возьмите:

1,5 литра воды;
2 лимона средних размеров;
1 килограмм акациевых цветов;
2 килограмма сахара.

Цветки акации промойте, дайте жидкости стечь и залейте водой. Лимон порежьте кубиками и добавьте к цветочной смеси. Поставьте кастрюлю на плиту, доведите ингредиенты до кипения и томите еще 20 минут на слабом огне.

Мнение эксперта

Заречный Максим Валерьевич

Агроном с 12-ти летним стажем. Наш лучший дачный эксперт.

Задать вопрос

Отвар настаивайте примерно 12 часов, а затем поставьте его в холодное место на такое же время.

Процедите жидкость через марлю, добавьте туда сахар и варите 2 часа. Остуженный мед разлейте по стерильным банкам и закупорьте крышками.

Как отличить от натурального?

Отличить искусственный продукт можно по следующим критериям:

отсутствию характерной для натурального пчелопродукта тягучести;
сохранению своей изначальной консистенции без наступления фазы кристаллизации;
более низкой стоимости по сравнению с подлинным медом;
отсутствию першения в горле после употребления «фальсификата»;
доминированию основы без какого-либо цветочного или травяного послевкусия.

Искусственно изготовленный мед можно распознать по вкусу. Он напоминает карамель или даже жженый сахар. Кроме того, он заметно пенится, если его наливать на тарелку или в чашку. Используя такие небольшие хитрости, вы с легкостью поймете, какой перед вами мед – подлинный или искусственно полученный.

Противопоказания

Сладкое изделие, в отличие от натурального меда, не противопоказано к приему при наличии аллергии на продукты пчеловодства. Но у него тоже есть запреты к употреблению, в числе которых:

непереносимость сладкой продукции;
ожирение;
сахарный диабет любого типа и степени тяжести;
проблемы с зубной эмалью;
аллергия на дополнительные компоненты, использующиеся при получении продукта.

При беременности прием такой сладости не запрещен, однако ее употребление нужно осуществлять с осторожностью.

Особенности хранения

После приготовления массу следует разлить по стерильным банкам разной вместительности. Закупоривать емкости необходимо капроновыми крышками или плотной бумагой, оборачивая ее резинкой. Использовать металлические крышки не рекомендуется, чтобы не спровоцировать развитие окислительных процессов.

Температура воздуха для хранения такого меда не должна превышать +25 °С. Ставить баночки рекомендуется в холодильник или темную кладовую комнату. При правильном хранении срок годности заготовки будет составлять 9-12 месяцев.

Искусственный мед во многом уступает натуральному пчелопродукту. Но он тоже имеет свою область применения, обладая приятными органолептическими характеристиками. А если приготовить его самостоятельно, используя натуральные фруктовые или овощные добавки, сладость приобретет не только приятный вкус, но и ряд полезных свойств.

Мед искусственный

Свойства меда искусственного

Сколько стоит мед искусственный ( средняя цена за 1 кг.)?

Москва и Московская обл.

120 р.

Стоит отметить, что продукт, который получил название искусственный мед не имеет ничего общего с хорошо знакомым жителям наших широт натуральным медом. Однако, мед искусственный имеет некоторые сходства с натуральным природным продуктом. Мед искусственный — это продукт, который производят в пищевой промышленности их сахаросодержащего сырья.

В свою очередь под сахаросодержащим сырьем понимают тростниковый или же свекловичный сахар. Помимо того мед искусственный получают из кукурузной патоки, а также из таких фруктов как дыня, виноград или арбуз. Примечательно также и то, что в процессе производства мед искусственный подкрашивают натуральными красителями.

Как правило, для изготовления меда искусственного используют шафран, отвары на основе зверобоя или же черного чая. Самые низкокачественные виды меда искусственного подкрашивают синтетическими пищевыми красителями. Для того, чтобы добиться наибольшего сходства с натуральным продуктом питания в искусственный мед нередко подмешивают некоторое количество обычного пчелиного меда.

Производители продуктов питания утверждают, что для производства меда искусственного лучше всего подойдет мякоть или же сок бахчевых растений, а кроме того некоторых разновидностей фруктов. Мед искусственный — это достаточно выгодный продукт питания для производителей. Все дело в том, что для производства искусственного меда используют фрукты, которые потеряли свой товарный вид и пригодны только для переработки.

Хотя искусственный мед и похож на натуральный такой продукт не имеет характерного медового вкуса или же аромата. Чаще всего искусственный мед получают при помощи гидролиза специального сорта сахарной свеклы. В процессе производства искусственного меда используют лимонную кислоту. Свекольный сок выпаривают до необходимой консистенции.

Для получения искусственного меда из фруктов первоначальное сырье прессуют, а затем также выпаривают до «медовой» консистенции. В химическом составе искусственного меда содержится вода, сахароза, а также глюкоза и фруктоза. Природные ферменты, пыльца, а также декстрины в составе искусственного меда не присутствуют. Такой продукт как мед искусственный нашел широкое применение в кондитерском производстве.

Помимо того, искусственный мед пользуется особой популярностью у производителей выпечки и сдобных хлебобулочных изделий. Искусственный мед считается дешевой заменой натурального продукта. Нередко искусственный мед служит заменителем сахара. Говорить о полезных свойствах искусственного меда не производится, поскольку это продукт не имеет ничего общего с натуральным пчелиным медом.

Однако, состав искусственного меда содержит некоторое количество полезных для человеческого организма соединений, которые изначально содержались в исходном сырье, которое использовали для производства продукта.

Калорийность меда искусственного 292 кКал

Энергетическая ценность меда искусственного (Соотношение белков, жиров, углеводов — бжу):

Белки: 0 г. (~0 кКал)
Жиры: 0 г. (~0 кКал)
Углеводы: 77 г. (~308 кКал)

Энергетическое соотношение (б|ж|у): 0%|0%|105%

Рецепты с медом искусственным

Пропорции продукта. Сколько грамм?

в 1 чайной ложке 12 граммов
в 1 столовой ложке 35 граммов
в 1 стакане 360 граммов

Аналоги и похожие продукты

как отличить от натурального и как приготовить

Искусственный мёд — это продукт, имеющий сходные органолептические свойства с натуральным, но начисто лишенный его полезных и целебных свойств. К его производству пчёлы не имеют никакого отношения — изготовление продукта происходит путем варки сахарного сиропа с добавлением загустителей и красителей.

Искусственный мёд имеет весьма ограниченные потребительские свойства — его можно использовать лишь как подсластитель, и ни в коем случае не в качестве лекарственного или косметического средства. Ни витаминов, ни микроэлементов, ни ферментов, полезных для здоровья человека, в искусственном мёде нет.

Как и из чего готовят искусственный мёд?

В основе производства искусственного подсластителя лежит реакция инверсии (то есть распада до моносахаридов) сахарозы или глюкозы. Главный ингредиент искусственного лакомства — обычный сахар, получаемый из свёклы или сахарного тростника.

Рецепт приготовления основы несложен:

В сахарный сироп (содержание сахара в нём должно быть не менее 80%) добавляется кислота (лимонная или молочная) в пропорции 0,3% от объема сиропа.
Затем сироп подвергают нагреву и кипятят в течение 10–12 минут, добиваясь инверсии сахарозы.
Затем продукт фильтруют, а кислоту нейтрализуют 50% раствором соды.

При желании, приготовить такой искусственный мёд можно даже в домашних условиях.
Этот рецепт — базовый, продукт, получаемый при варке сахарного сиропа, лишь отдаленно напоминает натуральный. Производители идут на различные уловки, добавляя в рецепт различные ингредиенты, улучшающие консистенцию, цвет, вкус и запах продукта:

Делают искусственный мёд более густым с помощью крахмальной или кукурузной патоки, муки или даже обыкновенного мела.
Вкус и аромат продукту придают, смешивая его с настоящим мёдом или добавляя сок арбуза, дыни или винограда.
Насыщенный цвет — результат добавления чая, шафрана или отвара зверобоя.

Натуральный или искусственный? Как отличить подделку

Искусственный мёд сам по себе — обычный подсластитель, ничего опасного в нём нет. Однако недобросовестные производители и продавцы часто предлагают покупателю такой продукт, выдавая его за натуральный, по соответственной ему высокой цене. В лабораторных условиях отличить искусственно изготовленный продукт от натурального проще простого — прежде всего, в его составе нет пыльцы — главного маркера натурального мёда (либо она присутствует в очень малом количестве — если в продукт добавляли натуральный). Нет в продукте и ферментов, а вот содержание оксиметилфурфурола достаточно высокое.

Но что делать обычному покупателю, пришедшему в магазин или на рынок, чтобы не нарваться на подделку? Есть ли рецепт, позволяющий отличить натуральный продукт от искусственного в домашних условиях?

Существует несколько несложных способов проверить мёд перед покупкой:

Обратите внимание на консистенцию: можно придать сахарному сиропу вкус и аромат, сходные с натуральными, однако придать особую консистенцию продукту невозможно. Настоящий мёд стекает с ложки непрерывной струйкой — ленточкой, образуя в месте стекания небольшой холмик, а затем растекаясь по поверхности тарелки. Он не капает, не брызжет, его даже можно намотать на ложку. Когда в ложечке остается совсем немного, струйка прерывается, и остатки ее спружинивают обратно к ложке.
Настоящий мёд имеет особое свойство — при рассасывании во рту он вызывает легкое першение в горле. Фальсификат никогда не даст такого специфического першения.
При растворении в стакане с чистой водой натуральный продукт не дает ни осадка, ни радужной пленочки на поверхности, ни мутной взвеси — всё это признаки фальсификата.
Если в середине зимы вам предлагают купить жидкий мёд — скорее всего, перед вами искусственный продукт. Настоящий должен кристаллизоваться уже к началу холодов (исключением могут быть лишь акациевый и вересковый сорта), жидкий мёд в конце сезона — либо перетопленный и утративший все полезные свойства, либо фальсификат.
Искусственный продукт либо не имеет вкуса вообще, либо имеет привкус карамели или даже жжёного сахара.
Разотрите немного мёда между пальцами — натуральный полностью впитается, искусственный образует комочек.
В настоящем продукте пчеловодства нет воды вообще — если вы опустите в него кусочек хлеба и оставите на несколько минут, он не размокнет. Можно капнуть немного на лист бумаги и подождать — обратная сторона листа должна остаться сухой. Искусственный содержит воду и такую проверку точно не выдержит.
Определить, есть ли в нем примеси из крахмала, поможет следующий рецепт: нужно приготовить раствор из воды и мёда и добавить в него чуть-чуть йода. Если раствор окрасился в синий цвет — перед вами продукт, сгущенный при помощи крахмала.
Следующий рецепт поможет выявить мел в составе продукта: растворите мёд в воде в пропорции 1 к 2 и добавьте каплю уксусной эссенции. Если смесь шипит и вспенивается, в составе продукта присутствует мел.
Самый верный рецепт отличить натуральный мёд — приобретать его в сотах, подделать их просто невозможно. Поинтересуйтесь у продавца, есть ли у него сотовый мёд — у мошенников, скорее всего, такого не окажется.

Отдельно стоит сказать о мёде, который получается при скармливании пчелам сахарного сиропа вместо пыльцы. Строго говоря, такой продукт не является искусственным — пчелы ферментируют сироп так же, как и пыльцу и нектар, и определить его даже в лабораторных условиях очень сложно. Разумеется, такой мёд лишен многих полезных свойств. Отличить его можно по очень светлому оттенку — он может быть практически белым, и не выраженному вкусу и аромату.

Будьте внимательны, не дайте себя обмануть — наслаждайтесь только натуральным вкусом и пользой уникального дара природы!

Сравнительный анализ искусственного и натурального мёда и его воздействие на организм человека

Введение

По статистике медработников районной больницы Северо-Енисейского района, одними из самых распространённых заболеваний в нашей местности являются простудные заболевания (ОРЗ, ОРВИ, ангина), которые наши предки легко лечили с помощью мёда. Суровые климатические условия нашего района, к сожалению, не дают возможности для развития пчеловодства.

В средствах массовой информации постоянно идёт реклама мёда. Чтобы покупатель не заметил подделку, производители идут на различные фальсификации, получая мед, имеющий хороший естественный внешний вид, но все его целебные свойства сводятся к нулю. А ведь на сегодняшний день, сохранение здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности. В этом актуальность и новизна темы исследования.

Цель: создать полезный искусственный мед

Предмет исследования: сравнительный анализ натурального и искусственного меда и его воздействие на организм

Задачи:

Определить значимость мёда
Выявить воздействие мёда на организм человека
Сравнить характеристики искусственного и натурального мёда
Выяснить предпочтения людей в выборе мёда.

Гипотеза: предположим, что можно создать искусственный мед, обладающий полезными для организма человека свойствами.

Методы исследования: химический эксперимент, наблюдение, сравнение, анкетирование респондентов, анализ и обобщение полученных данных.

Частно-научные методы: органолептический, физико-химический.

Глава 1. История возникновения, получения меда

Ещё в древности наши первобытные предки научились добывать сладкое лакомство — мед. Приблизительно в 600 году до н.э древние люди научились в домашних условиях разводить пчел. Долгое время этот сладкий продукт считался священным, поскольку его было очень мало и довольно сложно было добыть. В египетских пирамидах найдены папирусы, где описывается использование меда не только как продукта питания, но и как лечебного средства [1].

Мед из-за своей высокой стоимости был элитным и довольно престижным продуктом. Поэтому использовать эту сладость могли себе позволить только обеспеченные люди. Так, было на протяжении около тысячи лет. Стоит отметить, различные подделки, фальсификаты появились значительно позже, в связи с всеобщим распространением этого вкусного и полезного продукта. После того как сахар стал достаточно доступным для разных слоев населения, он покорил кулинарию, заменив «пчелиный нектар» [2].

На Руси история меда имеет особое значение и давние традиции. Люди, добывавшие мед назывались бортниками. Древнерусские леса, не тронутые цивилизацией были благоприятны для пчел. Некоторые иностранцы отмечали, что Русь «текла медом». Известно так же, что сладкий, тягучий, золотой мед в древние времена являлся главным экспортным товаром [3].

Девятнадцатый век был веком открытий для меда, конец века стал временем популяризации пчеловодства и знаний о них. В России в 1891 году было основано общество пчеловодов, но после появления сахара на Руси медоварение потеряло былой размах, а после и вовсе исчезло.

1.2. Состав меда

В начале исследования рассмотрим состав меда. Основными компонентами мёда является: фруктоза (38,0 %), глюкоза (31,0 %), сахароза (1,0 %), вода (13,0–20,0 %), другие сахара (мальтоза, мелицитоза и т.д) 9,0 %, зола (0,17 %), прочее (3,38 %). В составе преобладают органические кислоты, из которых наибольшее количество приходится на яблочную кислоту. Мед богат витаминами [4].

Рис. 1. Состав меда

1.3. Воздействие меда на организм человека

Полезное влияние меда на организм человека многообразно. Достоверно известно следующее:

‒ хорошо всасывается и усваивается. Легче усваиваемый в организме, чем обычный сахар, мед является весьма ценным диетическим продуктом;

‒ двояко действует и на секреторную функцию желудка: или повышает ее, или понижает в зависимости от способа и условий применения. [5]

‒ оказывает нормализующее и послабляющее влияние на кишечник при вялой перистальтике и запорах, особенно в сочетании с пшеничными отрубями;

‒ благоприятно влияет на сердечно-сосудистую и нервную системы [5];

‒ повышение обменных процессов, повышает работоспособность организма;

‒ в разных странах мед традиционно употребляют в качестве противоядия при отравлении растительными, животными и минеральными ядами;

‒ натуральный пчелиный мед обладает также и сильными противомикробными свойствами, порой даже более сильными, чем антибиотики;

‒ мед успешно использовался и используется для консервирования различных растительных и животных пищевых продуктов, например, сливочного масла [2].

ГЛАВА 2. Экспериментальная часть

2.1. Методика синтеза искусственного меда ирезультаты исследования.

В начале исследования синтезировался искусственный мед по следующей рецептуре: 100 г сахара растворили в 40 мл воды, в полученный густой сироп добавили 0,8 г лимонной кислоты. Сироп нагревали на водяной бане в течении 40–60 мин, при температуре 85–92 ºС при постоянном помешивании. При остывании раствора добавили 50 % раствор соды, для нейтрализации кислоты [6].

В ходе данного синтеза получили 3 образца синтезированного меда. К пробе № 1 добавили ложку меда, но не использовали раствор соды для нейтрализации лимонной кислоты.

Проба № 2 получен мед без добавления натурального меда, добавив 2 мл 50 % раствора соды для нейтрализации кислоты.

Проба № 3 без добавления дополнительно меда, добавив 10 мл 50 % раствора соды.

В различной литературе мы узнали, что основными визуальными и органолептическими критериями оценки натурального меда являются:

‒ вкус — терпкий, может вызвать легкое жжение в горле;

‒ консистенция — однородная масса, которая не разделяется на слои;

‒ запах — цветочный, ароматный, медовый. Исключение составляют сорта меда из растения иван-чая;

‒ не пенится;

‒ при переливании в банку тянется струйкой, образовывает «горку» [1].

В настоящее время требования по качеству на международном рынке меда заключаются в контроле над следующими физическими и химическими свойствами: водность, электропроводность, содержание минеральных веществ (золы), свободная кислотность, диастазная активность.

В ходе исследования были синтезированы 3 образца меда и 1 образец натуральный мед. Каждой пробе была дана органолептическая оценка по цвету, вкусу, запаху и консистенции. А также был проведен физико-химический анализ по следующим показателям: наличие механических примесей, водность, содержание минеральных веществ, активность диастазы (диастазное число).

Органолептический анализ образцов меда (вкус, цвет, запах, консистенция)

Для проведения анализа цвета проб медов использовали шкалу Градера (Таблица1).

Таблица 1

Цвет меда вмм по Градеру.

Названия цвета	в мм по Градеру
водно-белый или водно-прозрачный	0–8
экстра-белый или экстра-светлый	8–16,5
белый или светлый	16,5–34
экстра-светло-янтарный	34–50
светло-янтарный	50–85
янтарный	85–114
темный	114 и более

Нагрев меда до 30–60°С определяли вкус проб меда, при этом отмечали вкусовые дефекты.

Запах (аромат) проб меда определяли, поместив в стеклянный стакан 30–40г меда, закрыв плотной крышкой, ставили на водяную баню при температуре 45–50°С на 10 мин. Сняв крышку и сразу же определили запах меда и обонятельные дефекты проб.

Определение консистенции (вязкости) меда в варианты проб погружали ложку. После извлечения ложки оценили характер стекания меда: жидкий мёд — на шпателе мёд, который стекает мелкими, частыми каплями; вязкий мёд — на шпателе мёд, стекающий крупными, редкими, вытянутыми каплями; очень вязкий мёд — на шпателе мёд, который, стекая, образует длинные тяжи; плотная консистенция — шпатель погружается в мёд под давлением.

Следовательно, разные пробы меда имеют разнообразный вкус, цвет, аромат, консистенцию (таблица 2).

Для определения наличия механических примесей (опилок, песка и др.). 5 г проб меда растворяли в 5 мл дистиллированной воды, нагревали до 50°С. Затем растворы проб меда выливали в химический цилиндр емкостью 100 мл. Раствор оставался чистым, при наличии примесей они находились бы на поверхности или на дне цилиндра в зависимости от плотности примесей.

Следовательно, впробах меда механических примесей не обнаружено (таблица 2).

Для определения водности проб меда в предварительно взвешенную чистую пробирку наливали 10 мл подогретого меда. Затем взвешивали и определяли массу чистого меда. По формуле ρ=m/V, где ρ — плотность, m — масса, V — объем вычислили плотность каждой пробы меда. Норма плотности меда — 1,35г /см³. Если плотность меда меньше нормы, это говорит об избытке воды.

Образец 1 имеет плотность 1,5075 г/см³, второй образец имеет 1,66г/см³, третий образец имеет 1,73 г/см³, натуральный мед — 1,31 г/см³. Таким образом, плотность оказалась выше у синтезированных образцов (таблица 2).

Электропроводность — косвенный путь измерения минерального содержания меда. Она зависит от содержания зольных кислот меда: чем выше их содержание, тем выше результат электропроводности.

В результате проведенных опытов не один мед не проводит электрический ток, вольтметр не показывает изменения в электрической цепи (таблица 2).

Наличие фермента диастазы, который добавляется в мед пчелами, определяли при добавлении в пробирку 4,5 мл. В 10 % раствора меда добавили 5,5 мл воды, 0,5 мл 0,58 % раствора поваренной соли и 5мл 1 % раствора крахмала, тщательно перемешали. Полученный раствор мы нагрели на водяной бане в течение 1 часа при температуре 40 °C. Охладив его до комнатной температуры, добавили 1 каплю раствора йода и тщательно перемешали.

Окрашивание раствора в синий цвет указывает на отсутствие в нем фермента диастазы, который вырабатывается только пчелами. Это говорит о том, что мёд создан искусственно. (В натуральном мёде диастазное число равно 7,3 (таблица 2)).

Следовательно, полученный нами искусственный мед не обладает основными характеристиками натурального меда и не имеет полезных свойств.

В связи с полученными результатами, мы решили синтезировать мед, который будет обладать лечебными свойствами. За основу мы взяли молодые сосновые побеги, обладающие комплексом полезных свойств.

Таблица 2

Сравнительный анализ проб меда

Определяемые характеристики	Проба 1	Проба 2	Проба 3	Эталон
Цвет	экстра-белый или экстра-светлый	Водно-белый или водно-прозрачный	Светло-янтарный	Темный
Аромат	Медовый аромат	—	—	Нежный, приятный, без постороннего запаха.
Вкус	Кисло-сладкий	С сильной кислинкой	Карамельный вкус	Терпкий
Консистенция	Жидкий мед		Вязкий мед	Плотная консистенция
Наличие механических примесей	Механические примеси отсутствуют
Определение диастазного числа	—	—	—	7,3
Плотность	1,5075	1,66	1,73	1,31

2.2. Приготовление меда из сосновых побегов ирезультаты экспериментов

Изготовили мед из вытяжки сосновых почек, предварительно проверив их на наличие полезных свойств: определи содержание витамина С и определили наличие бактерицидных свойств.

Для определения витамина С (аскорбиновая кислота) в испытуемый отвар из сосновых почек добавили каплю спиртового раствора йода. По окраске раствора определяли наличие витамина С. Результаты экспериментов отражены в таблице 3.

Таблица 3

Исследуемый раствор	Цвет раствора		Наличие витамина С
Исследуемый раствор	до	после	Наличие витамина С
Отвар сосновых почек	раствор зеленого цвета	раствор фиолетовое окрашивание	отсутствует

Следовательно, можно сделать вывод, в растворе сосновых побегов отсутствует витамин С, так как его приготовление связано с термической обработкой.

Для определения наличия бактерицидных свойств соснового меда был приготовлен раствор сенной палочки. Для его приготовления кипятили сено в течение 30 мин, поставили на несколько дней в теплое место. Разлив раствор в две емкости. В одну из которых добавили раствор сосновых побегов, другая — контрольная проба.

Исследуемый раствор	Через 4 дня	Через 2 недели	Наличие бактерицидных свойств
Сосновые побеги	отсутствие признаков	потемнение раствора	имеются
Вода	образовалась пленка	интенсивно бурое окрашивание раствора	частичное проявление свойств

Следовательно, сосновые побеги обладают бактерицидными свойствами.

Для приготовления меда из сосновых шишек был собран небольшой пакетик побегов сосны подальше от дороги. Поместив их в литровую кастрюлю, перебрав от иголок и разного мусора, промыв, оставили на 10 мин. После истечения времени залили в кастрюлю воду, чтобы она покрывала сосновые побеги на 1–2 см. Кипятили 30 мин на слабом огне. Сняв с огня оставили на 12 часов, процедили настой через многослойную марлю. Отвар желто-зеленого цвета. Отвара получилось 1 л, добавили сахара в соотношении 1:1. Когда сахар растворился, добавили сок половины лимона. Всю эту смесь кипятили на слабом огне около 2 часов. Образовавшуюся накипь убирали ложкой. Сняли с огня и разлили в банки, предварительно стерилизованные.

2.3. Результаты анкетирования

Участникам анкетирования были предложены 5 образцов меда, 3 образца синтезированы по методике главы 2.1, четвертый образец — мед из сосновых побегов, а пятый — натуральный мед.

Рис. 2.

Задание 1. Распределите мед по вкусовым предпочтениям.

Вывод: 9 человек из 27 опрошенных, наибольшее предпочтение отдали пробе № 4 (мёд из сосновых почек), аргументируя свой выбор необычным вкусом и ароматом.

Рис. 3.

Задание 2. Какой из представленных образцов меда, по вашему мнению, натуральный?

Вывод: участники эксперимента, с небольшим перевесом смогли отличить натуральный мед от искусственного. Это говорит о том, что современное поколение практически не знает вкуса настоящего меда.

Выводы

В древние времена мёд считался элитным продуктом и стоил очень дорого, после приручения пчёл, стал широко распространен. Популярность меда снизилась после того как сахар стал достаточно доступным для разных слоев населения.
Мёд является ценным продуктом: обладает бактерицидными свойствами, укрепляет организм, увеличивает умственную активность, оказывает влияние на физиологические процессы.
Искусственный мёд по цвету и консистенции имеет сходства с натуральным медом, но по вкусу и аромату далек от оригинала.
Проведено анкетирование среди учащихся и работников школы: большинство опрошенных отдали предпочтение синтезированному мёду из сосновых побегов. Отличить натуральный мед от искусственного смогли не все. Можно предположить, что современное поколение практически не знает вкуса настоящего меда, большинство ориентируется на свои вкусовые предпочтения.

Таким образом, выдвинутая гипотеза подтвердилась.

Исследовательская работа может быть использована для выпуска стенгазеты в период простудных заболеваний и на курсе по выбору в 9 классе по химии.

Для людей, заботящихся о своем здоровье, разработан буклет «Природный лекарь».

Литература:

Шабаршов И. А. Юному пчеловоду: Книга для учащихся. М: Просвещение, 1983г.
Собовай Т. М. Мед и медовая кулинария. М: Высшая школа, 1990г.
Интернет-ресурс www.pchely-med.ru
Стряпунин И. А. Полезное о меде. М.: Знание, 2003
Интернет-ресурс www.medoterapia.ru
Захарова Н. И. Экспресс-методы экспертизы качества пчелиного меда. М.: Просвещение, 2000г.
Щербин П. С. Пчеловодство. Л.: Сельхозпромиздат, 1956. — 170с
www.bee-hоney.ru
www.znaytovar.ru

Основные термины (генерируются автоматически): натуральный мед, мед, искусственный мед, организм человека, проба меда, раствор соды, свойство, Русь, состав меда, побег.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИСКУССТВЕННОГО И НАТУРАЛЬНОГО МЕДА.

Янькова А.В. 1

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Я — житель Северо-Енисейского района, территория которого приравнена к районам Крайнего Севера. По статистике медработников районной больницы, одними из самых распространённых заболеваний в нашей местности являются простудные заболевания (ОРЗ, ОРВИ, ангина), которые наши предки легко лечили с помощью мёда. Суровые климатические условия нашего района, к сожалению, не дают возможности для развития пчеловодства. И поэтому в наш район мед завозят из более теплых регионов России, что бывает довольно редко, вследствие чего люди вынуждены приобретать представленный ассортимент меда, который не всегда столь полезен, как должен быть. В настоящее время редко встретишь информацию о полезном меде, созданном искусственным путем.

Постепенно люди забывают о целебных свойствах природы и чаще пользуются стали пользоваться химическими лекарственными средствами. А ведь на сегодняшний день, сохранение здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности. Именно поэтому выбранная мною тема нова и актуальна.

И я подумал: обладает ли синтетический мед лечебными свойствами и можно ли создать полезный искусственный мёд.

Цель: создание полезного искусственного меда.

Объект: искусственный и натуральный мед

Предмет: сравнительный анализ натурального и искусственного меда

Задачи:

определить значимость мёда в древние времена;
выяснить влияние мёда на организм человека;
сравнить характеристики искусственного и натурального мёда;
выявить предпочтения в выборе мёда.

Гипотеза: предположим, что можно создать искусственный мед, обладающий полезными свойствами.

Методы исследования: химический эксперимент, наблюдение и сравнение, опрос, обобщение полученных данных.

Частнонаучные методы: органолептический, физико-химический.

Глава 1. Обзор литературы по теме исследования.

1. История возникновения, получения меда.

В древности наши первобытные предки научились добывать сладкое лакомство — мед. Приблизительно в 600 году до н.э древние люди научились в домашних условиях разводить пчел. Долгое время этот сладкий продукт считался священным, поскольку его было очень мало и довольно сложно было добыть. В египетских пирамидах найдены папирусы, где описывается использование меда не только как продукта питания, но и как лечебного средства[5].

Мед из-за своей высокой стоимости был элитным и довольно престижным продуктом. Поэтому использовать эту сладость могли себе позволить только обеспеченные люди. Так, было на протяжении около тысячи лет. Стоит отметить, что вопрос о том, где купить качественный натуральный мед даже не поднимался. Различные подделки, фальсификаты появились значительно позже, в связи с всеобщим распространением этого вкусного и полезного продукта. После того как сахар стал достаточно доступным для разных слоев населения, он покорил кулинарию, заменив «пчелиный нектар»[3].

1.2 Состав меда.

Основными компонентами мёда является: фруктоза (38,0 %), глюкоза (31,0 %), сахароза (1,0 %), вода (13,0-20,0 %), другие сахара (мальтоза, мелицитоза и т.д ) 9,0 % , зола (0,17 %), прочее (3,38 %). Преобладают органические кислоты, из которых наибольшее количество яблочной. Мед богат витаминами[3].

1.3 Влияние меда на организм человека.

Полезное влияние меда на организм человека многообразно. Достоверно известно следующее:

хорошо всасывается и усваивается. Легче усваиваемый в организме, чем обычный сахар, мед является весьма ценным диетическим продуктом;
двояко действует и на секреторную функцию желудка: или повышает ее, или понижает в зависимости от способа и условий применения.[9]
оказывает нормализующее и послабляющее влияние на кишечник при вялой перистальтике и запорах, особенно в сочетании с пшеничными отрубями;
благоприятно влияет на сердечно — сосудистую и нервную системы[9];
повышение обменных процессов, повышает работоспособность организма;
в разных странах мед традиционно употребляют в качестве противоядия при отравлении растительными, животными и минеральными ядами
натуральный пчелиный мед обладает также и сильными противомикробными свойствами, порой даже более сильными, чем антибиотики
мед успешно использовался и используется для консервирования различных растительных и животных пищевых продуктов, например, сливочного масла [2].

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. Практическая часть

2.1 Методика синтеза искусственного меда и результаты исследования.

В начале нашей работы нами синтезировался искусственный мед по следующей рецептуре: 100 г сахара растворили в 40 мл воды, в полученный густой сироп добавили 0,8 г лимонной кислоты. Сироп нагревалили на водяной бане в течении 40-60 мин, при температуре 85-92 Сº при постоянном помешивании. При остывании раствора добавили 50% раствор соды, для нейтрализации кислоты.

В ходе данного синтеза получили 3 образца синтезированного меда. К пробе №1 добавили ложку меда, но не использовали раствор соды для нейтрализации лимонной кислоты.

Проба №2 получен мед без добавления натурального меда, добавив 2 мл 50% раствора соды для нейтрализации кислоты.

Проба №3 без добавления дополнительно меда, добавив 10 мл 50% раствора соды.

запах — цветочный, ароматный, медовый. Исключение составляют сорта меда из растения иван-чая;
вкус – терпкий, может вызвать легкое жжение в горле;
консистенция – однородная масса, которая не разделяется на слои;
не пенится;
при переливании в банку тянется струйкой, образовывает «горку»[1].

В ходе исследования были синтезированы 3 образца меда и 1 образец натуральный мед. Каждой пробе была дана органолептическая оценка по цвету, вкусу, запаху и консистенции. А также был проведен физико-химический анализ по следующим показателям: наличие механических примесей; водность; содержание минеральных веществ; активность диастазы (диастазное число).

Органолептический анализ образцов меда (вкус, цвет, запах, консистенция)

Исследование №1. Был проведен анализ цвета проб медов по шкале Градера (Таблица 2), где мед обозначается не обычными названиями, такими как желтый, желто-зеленый, зеленый, сине-зеленый, а приводится в мм (таблица 1).

При нагревании меда до 30-60°С определяли вкус проб меда, при этом отмечали вкусовые дефекты.

Запах (аромат) проб меда определяли, поместив в стеклянный стакан 30-40г меда. Затем закрыли плотной крышкой, поставили на водяную баню (45-50°С) на 10 мин. Затем сняли крышку и сразу же определили запах меда и обонятельные дефекты проб.

Для определения консистенции (вязкости) меда в варианты проб погружали ложку. Далее, ложку извлекли и оценили характер стекания меда: жидкий мёд — на шпателе мёд, который стекает мелкими, частыми каплями; вязкий мёд — на шпателе мёд, стекающий крупными, редкими, вытянутыми каплями; очень вязкий мёд — на шпателе мёд, который, стекая, образует длинные тяжи; плотная консистенция — шпатель погружается в мёд под давлением.

Вывод: разные пробы меда имеют разнообразный вкус, цвет, аромат, консистенцию (таблица 1).

Исследование №2. Для определения наличия механических примесей (опилок, песка и др.). 5 г проб меда растворяли в 5 мл дистиллированной воды, нагревали до 50°С. Затем растворы проб меда выливали в химический цилиндр емкостью 100 мл. Раствор оставался чистым, если бы были примеси, то они находились бы на поверхности или на дне цилиндра в зависимости от плотности примесей.

Вывод: Механических примесей в пробах меда не обнаружено (таблица 1).

Исследование №3. Для определения водности в предварительно взвешенную чистую пробирку наливали 10 мл подогретого меда. Затем взвешивали и определяли массу чистого меда. По формуле ρ=m/V, где ρ – плотность, m – масса, V — объем вычислили плотность каждой пробы меда. Норма плотности меда – 1,35г /см³. Если плотность меда меньше нормы, это говорит об избытке воды.

Вывод: образец 1 имеет плотность 1,5075 г/см³, второй образец имеет 1,66г/см³, третий образец имеет 1,73 г/см³, натуральный мед – 1,31 г/см³. Таким образом, плотность оказалась выше у синтезированных образцов (таблица 1).

Исследование №4. Электропроводность — косвенный путь измерения минерального содержания меда. Она зависит от содержания зольных кислот меда: чем выше их содержание, тем выше результат электропроводности.

Вывод: В результате проведенных опытов не один мед не проводит электрический ток, вольтметр не показывает изменения в электрической цепи (таблица 1).

Исследование №5. Наличие фермента диастазы, который добавляется в мед пчелами, определяли при добавлении в пробирку 4,5 мл. 10% раствора меда добавить 5,5 мл воды , 0,5 мл 0,58% раствора поваренной соли и 5мл 1% раствора крахмала, тщательно перемешали. Полученный раствор мы нагревали на водяной бане в течение 1 часа при температуре 40 градусов. Охладив его до комнатной температуры, добавили 1 каплю раствора йода и тщательно перемешали.

Вывод: полученный раствор окрасился в синий цвет, что указывает на отсутствие в нем фермента диастазы, который вырабатывается только пчелами. Это говорит о том, что мёд создан искусственно. (В натуральном мёде диастазное число равно 7,3 (таблица 1)).

Вывод: полученный нами искусственный мед не обладает основными характеристиками натурального меда и не имеет полезных свойств.

В связи с этим выводом решили синтезировать мед, который будет обладать лечебными свойствами. За основу исходного материала мы взяли молодые сосновые побеги, обладающие комплексом полезных свойств.

2.2 Приготовление меда из сосновых побегов и результаты экспериментов.

Мы собрали небольшой пакетик побегов сосны подальше от дороги. Поместили их в литровую кастрюлю, предварительно перебрав от иголок и разного мусора, затем промыли и оставили на 5-10 мин. После истечения 10 мин залили в кастрюлю воды, чтобы она покрывала сосновые побеги на 1-2 см. Поставили побеги на огонь и кипятили 30 минут. Сняли с огня и оставили на 10-12 часов, затем настой процедили через многослойную марлю. Отвар получился желто-зеленого цвета. Отвара получилось 1 л отвара, добавили сахара в соотношении 1:1. Когда сахар растворился, добавили сок половины лимона. Всю эту смесь кипятили на слабом огне около 2 часов. Образовавшуюся накипь убирали ложкой. Сняли с огня и разлили в банки, которые обдали кипятком.

Определение витамина С

Для определения витамина С (аскорбиновая кислота) в испытуемый раствор меда и сосновую хвою капнули по капле спиртового раствора йода. Исчезновение окраски указывает на наличие витамина.

Исследуемые растворы	Цвет раствора		Наличие витамина С
Исследуемые растворы	До	После	Наличие витамина С
Сосновые побеги	Зеленого цвета	Фиолетовое окрашивание	Отсутствует
Сосновая хвоя	Зеленоватый	Бесцветный	Присутствует

Вывод: в растворе сосновых побегов отсутствует витамин С, но присутствует в хвое.

Определение бактерицидных свойств соснового меда

Для определения бактерицидных свойств соснового меда приготовили раствор сенной палочки. Для его приготовления кипятили сено в течение 30 мин, после чего раствор разлили по двум бутылкам. Таким образом, у нас получилось две пробы: в одной раствор соснового меда, в другой — контрольная проба.

Исследуемый раствор	Через 4 дня	Через 2 недели	Наличие бактерицидных свойств
Сосновые побеги	Отсутствие признаков	Потемнение раствора	Имеются
Вода	Образовалась пленка	Интенсивно бурое окрашивание раствора	Частичное проявление свойств

Вывод: сосновые побеги обладают бактерицидными свойствами.

2.3. Результаты опроса.

Участникам опроса были предложены 5 образцов меда, 3 образца синтезированы по методике главы 2.1, четвертый образец — мед из сосновых побегов, а пятый — натуральный мед.

Диаграмма 1.

Задание 1. Распределите мед по вкусовым предпочтениям.

Вывод: 33% опрошенных, наибольшее предпочтение отдали пробе №4 (мёд из сосновых почек), аргументируя свой выбор необычным вкусом и ароматом.

Диаграмма 2.

Задание 2. Какой из представленных образцов меда, по вашему мнению, натуральный?

Вывод: опрошенные нами люди, с небольшим перевесом смогли отличить натуральный мед от искусственного. Это говорит о том, что современное поколение практически не знает вкуса настоящего меда.

Выводы

В древние времена мёд считался элитным продуктом и стоил очень дорого, а после приручения пчёл, стал широко распространен. Популярность меда снизилась после того как сахар стал достаточно доступным для разных слоев населения.
Мёд является ценным продуктом: обладает бактерицидными свойствами, укрепляет организм, увеличивает умственную активность. Его влияние на физиологические процессы недостаточно изучено.
Искусственный мёд по цвету и консистенции имеет сходства с натуральным медом, но по вкусу и аромату далек от оригинала.
Мы провели опрос среди учащихся и работников нашей школы в результате, которого выяснили, что большинство опрошенных отдали предпочтение синтезированному мёду из сосновых побегов. Отличить натуральный мед от искусственного смогли не все. Это говорит о том, что современное поколение практически не знает вкуса настоящего меда, а ориентируется на свои вкусовые предпочтения.

Таким образом, выдвинутая нами гипотеза подтвердилась.

Сделанная нами работа может использоваться для выпуска стенгазеты в период простудных заболеваний и на уроках химии. Для людей, заботящихся о своем здоровье, мы разработали буклет «Природный лекарь».

Свое дальнейшее исследование я хотел бы продолжить по теме « Лекарства рядом с нами».

Список литературы

1) Захарова Н.И. Экспресс-методы экспертизы качества пчелиного меда. М.: Просвещение, 2000г.- 23с.

2) Стряпунин И.А. Полезное о меде. М.: Знание, 2003 – 135с.

3). Собовай Т.М. Мед и медовая кулинария. М: Высшая школа, 1990г. – 21с.

4) Щербин П.С. Пчеловодство. Л.: Сельхозпромиздат, 1956. – 170с.

5) Шабаршов И.А. Юному пчеловоду: Книга для учащихся. М: Просвещение, 1983г. – 68с.

Интернет ресурс:

6)www.bee-hоney.ru

7) www.znaytovar.ru

8) www.pchely-med.ru

9) www.medoterapia.ru

Приложение 1

Таблица 1. Сравнительный анализ проб меда

Определяемые характеристики	Проба 1	Проба 2		Проба 3	Эталон
Цвет	экстра-белый или экстра-светлый	Водно-белый или водно-прозрачный		Светло-янтарный	Темный
Аромат	Медовый аромат	-		-	Нежный, приятный, без постороннего запаха.
Вкус	Кисло-сладкий	С сильной кислинкой		Карамельный вкус	Терпкий
Консистенция	Жидкий мед			Вязкий мед	Плотная консистенция
Наличие механических примесей	Механические примеси отсутствуют
Определение диастазного числа	-		-	-	7,3
Плотность	1,5075		1,66	1,73	1,31

Таблица 2. Цвет меда в мм по Градеру.

Названия цвета	в мм по градеру
водно-белый или водно-прозрачный	0-8
экстра-белый или экстра-светлый	8-16,5
белый или светлый	16,5-34
экстра-светло-янтарный	34-50
светло-янтарный	50-85
янтарный	85-114
темный	114 и более

Просмотров работы: 429

Как сделать искусственный мёд в домашних условиях?

Домашний мед мало похож на пчелиный по составу. Это лакомство — самостоятельный продукт, который имеет много качественных характеристик. Изготовляется из тростникового или свекловичного сахара, сока арбуза, винограда, дыни, липы. При этом сохраняет все полезные свойства ягод или растения, которые используются в народной медицине. Используется в приготовлении домашних лакомств, в лечении заболеваний. Главное преимущество — отсутствие аллергии на продукт.

Особенности продукта

Лакомство состоит из воды (22%), фруктозы и глюкозы (48%), сахарозы (30%).

Консистенция вязкая. В прозрачной посуде, в которой содержится мед, хорошо видны своеобразные слои.
Запах похож на медовый. Иногда немного специфический, в зависимости от того, с какого продукта приготовлен.
Цвет от светлого до темно-янтарного. Прозрачный, без сторонних примесей.
Кристаллизация схожа с натуральным, возможны образования комочков.
Вкус умеренно сладкий. В отличии от натурального, слизистую оболочку не раздражает.
Пенится.

Продукт достаточно густой, но при выливании на тарелку растекается.

Зачем нужен искусственный мед?

Пчелиный мед — сильный аллерген. Искусственный не имеет аллергических реакций, так как в нем отсутствует пыльца. Такой вид используют в кондитерских изделиях. Выпечка не отличается от той, в которой используется натуральный по вкусу и аромату.

нектар изготовляется из концентрированных соков и сохраняет все витамины, содержащиеся в продукте.
арбузный — имеет лечебные свойства. Используется при туберкулезе, бронхите, ларингите, болезнях сердечно-сосудистой системы;
тыквенный — улучшает работу пищеварительной системы, нормализует давление, повышает гемоглобин;

Стоимость продукта при этом намного меньше.

Рецепты в домашних условиях

Арбузный мед (нардек)

Для приготовления нужно взять зрелые арбузы. Чем слаще арбуз, тем вкуснее будет лакомство. Сначала приготовить большую кастрюлю, деревянную ложку, марлю, толкушку, сито.

Деревянной ложкой отделить мякоть арбуза.
Протереть через сито, чтобы отделить косточки.
Смесь отцедить через марлю.
Довести до кипения, снять с огня. Еще раз процедить.
Варить полученный сок до готовности.

Готовность определяется по капле на тарелке. Если не растекается, когда тарелку наклонить, лакомство готово. Объем сока уменьшается в 5-7 раз.

Дынный мед

Выбрать ароматные, с нежной сочной мякотью дыни, затем:

срезать корку, отделить семена;
пропустить через мясорубку;
отцедить через марлю;
сок варить, пока объем не уменьшится в 6 раз.

Готовый продукт хранят в стеклянных банках под металлическими крышками.

Тыквенный мед

Выбрать зрелую тыкву. Определить это можно по сухому хвостику, далее нужно:

срезать верхушку;
удалить ложкой все семечки из тыквы;
засыпать внутрь сахар и закрыть верхушкой;
через неделю внутри «бочонка» образуется нектар, это и есть тыквенный мед.

Чтобы на верхушке не образовалась плесень, хранить бочонок рекомендуется в прохладном месте.

Мед из сахара

Для приготовления взять:

сахар-песок — 100 кг;
муравьиную кислоту (50%) — 1 л;
воду 40 л.

Варить 6-8 часов, добавить 500 г мела, кальцинированной соды для нейтрализации кислоты. Вместо мела и соды можно добавить винную кислоту.

Противопоказания

Искусственный продукт не имеет противопоказаний к употреблению. Исключением является индивидуальная непереносимость к составляющим продукта. Не рекомендуется диабетикам, так как содержание сахара в продукте достаточно высокое.

Как искусственный мед отличить от натурального?

Его можно отличить от натурального несколькими способами.

Растереть кусочек лакомства между пальцами. Натуральный впитывается, искусственный — образуется небольшой комочек.
Каплю меда поместить на листок бумаги. Вокруг искусственного будет влажное пятно.
Разогреть ложку с лакомством. Густая консистенция начинает таять. Искусственный продукт будет трещать и шипеть.
Кусочек черствого хлеба, помещенный в искусственное лакомство через некоторое время становится влажным и вязким.
Взять стакан воды и чайную ложку продукта. Тщательно размешать. Потом влить пол чайной ложки уксуса. С пчелиным продуктом вода будет пениться.

Искусственный мед — вкусное лакомство, приготовленное с минимальными затратами в домашних условиях.

Что такое мед, можно ли его производить синтетически, а если нет, то почему? | Примечания и запросы

Категории
Укромные уголки
Прошлый год
Семантические загадки
Кузов красивый
Красная лента, белая ложь
Спекулятивная наука
Этот скипетровый остров
Корень всех зол
Этические загадки
Настоящая спортивная жизнь
Сцена и экран
Птицы и пчелы

ПТИЦЫ И ПЧЕЛЫ

Что такое мед, можно ли его производить синтетически, а если нет, то почему?

ПОСЛЕ ПОСЕЩЕНИЯ цветка пчела, собирающая пищу, летит обратно в улей с собранной жидкостью в ее медовом мешочке, измененной части кишечника.По прибытии она срыгивает жидкость и передает ее через рот одной или нескольким «домашним» пчелам, которые, в свою очередь, проглатывают ее и изрыгивают другим домашним пчелам, и так далее через цепочку пчел, пока жидкость, наконец, не попадет в ячейку. сот. По мере того, как каждая пчела всасывает жидкость, добавляется несколько белков, а вода испаряется. После того, как жидкость помещается в соты, пчелы продолжают ее обрабатывать, при этом вода испаряется. Температура улья составляет около 35 градусов по Цельсию, и эта температура, а также обмахивание пчел веером вызывает дальнейшее испарение воды.Когда содержание воды составляет 20 процентов или меньше, мед считается «спелым», т. Е. Он не ферментируется, и пчелы накладывают воск на ячейку.
Никола Бродбир, Трой, Монмут.

МЕД различается по вкусу, цвету и вязкости в зависимости от кормовой культуры, и именно наша местная флора придает английскому меду его характерный вкус. Его состав состоит из 18 процентов воды, 35 процентов глюкозы, 40 процентов фруктозы и 4 процентов других сахаров, а остальные 3 процента составляют около 15 органических кислот, включая уксусную, масляную, глюконовую, яблочную и янтарную; около 12 элементов, включая калий, кальций, серу, хлор и железо; около 17 аминокислот, включая пролин, глутановую кислоту и лизин; и от четырех до семи белков.Эта информация взята из справочника по пчелам и меду Теда Хупера.
Д. Р. Джонсон, Саффрон Уолден, Эссекс.

Можно ли получить МЕД синтетическим путем? Да и нет. Заменитель может быть изготовлен из дешевого кукурузного сиропа. Однако его нельзя сравнить с настоящим медом, тщательно произведенным местным пчеловодом. В нем не хватало бы множества тонких ингредиентов, которые придают меду его естественное совершенство и большое разнообразие вкусов. Попробуйте «настоящий» мед и почувствуйте разницу!
Том Ховард, Бутстаун, Манчестер.

Добавьте свой ответ

Мед искусственный

Invertzuckercreme вечеринки

Искусственный мед или сливки из инвертного сахара представляет собой вязкую или твердую ароматизированную массу инвертированной сахарозы, которая по внешнему виду и вкусу похожа на мед и используется в качестве (в настоящее время незначительной) замены настоящего меда в качестве спреда, а также для приготовления имбирных пряников и т. прочая выпечка. ^[1] ^[2] В торговле товарами обозначение «искусственный мед» было предписано законом в Федеративной Республике Германии до конца 1977 года, но с тех пор было недопустимо — вместо этого использовалась маркировка продукта. Используется термин «сливки из инвертного сахара».

Производство

Искусственный мед в розничной торговле Германии (2014 г.): название продукта «сливки из инвертного сахара», рекомендация в качестве спреда и ингредиента для выпечки, упоминание добавления меда в процентах в непосредственной близости от названия, тонкое упоминание пчел в названии бренда.

Для производства сливок из инвертного сахара около 75% раствора сахарозы расщепляется в большей или меньшей степени с образованием инвертного сахара, в основном кислотно-гидролитически с помощью соляной, серной, фосфорной, угольной, муравьиной, молочной, винной или лимонной кислоты.Кислота, используемая в каждом случае, затем нейтрализуется, например, карбонатом натрия или гидрокарбонатом натрия. Вместо кислотного гидролиза распад происходит реже с помощью фермента инвертазы. Если необходимо произвести твердые сливки из инвертного сахара, кристаллизации можно способствовать добавлением уже затвердевших сливок из предыдущего производства. Если же, с другой стороны, должны производиться жидкие сливки, для предотвращения кристаллизации добавляют до 20% кукурузного сиропа. Для ароматизации вы берете ароматизаторы или добавляете настоящий пчелиный мед; Носителями аромата являются этиловый эфир фенилуксусной кислоты, диацетил и др. ^[1]

Из-за производственного процесса сливки из инвертного сахара обычно содержат определяемое количество гидроксиметилфурфурола (HMF).Настоящий мед содержит очень небольшое количество этого вещества (менее 0,002% — за исключением старого или поврежденного теплом меда) и поэтому используется в качестве индикатора для искусственного меда при анализе пищевых продуктов. Если содержание HMF в готовых сливках из инвертного сахара ниже предела обнаружения, необходимо добавить достаточное количество HMF, чтобы гарантировать обнаружение продукта-заменителя. ^[2]

состав

В дополнение к инвертному сахару сливки из инвертного сахара также содержат оставшуюся сахарозу, воду и золу и, если они добавлены, крахмальный сироп и другие продукты осахаривания крахмала.После отмены Постановления об искусственном меде в конце 1977 года больше не существует каких-либо юридически обязательных правил, которые прямо регулируют максимальное и минимальное количество этих пропорций. Поэтому Федерация пищевого законодательства и пищевой науки опубликовала в августе 1979 года «Руководство по инвертированным сахарным сливкам», которое, как утверждается, отражает общее понимание пищевой промышленности. Соответственно, требования следующие. ^[3]

компонент	Требование
Invertzucker	my.50,0% i. Тр.
Сахароза	макс. 38,5% i. Тр.
Продукты осахаривания крахмала	макс. 38,5% i. Тр.
Зольность	макс. 0,5% i. Тр.
вода	макс. 22,0%
Значение pH	≥ 2,5

Правовые нормы

В Германии Постановление об искусственном меде 1930 года установило юридически обязательные положения о составе и маркировке искусственного меда.Постановление предусматривает подробные ограничения на обозначение и представление продуктов во избежание путаницы с настоящим медом: в обозначении может содержаться только слово «мед» в сочетании с «искусственным медом», ссылка на добавление меда имела необходимо сделать немедленно. В связи с этим обозначением и числовым обозначением содержания меда любое упоминание «пчел, пчелоподобных насекомых, пчеловодства или производства меда» в словах и изображениях запрещено на упаковке, в рекламе и т. д.^[4]

Постановление об искусственном меде оставалось в силе на протяжении десятилетий. В 1974 году Совет министров ЕС издал руководство по гармонизации европейского закона о меде, которое разрешало обозначение «мед» только для настоящего меда и требовало от Федеративной Республики Германии отменить законность обозначения «искусственный мед» в течение определенного периода времени. 5 лет (то же самое применимо к Word «Kunsthonning» в Дании). ^[5] Германия применила Директиву ЕС с Постановлением о меде 1 января 1977 года, но изначально прямо исключила искусственный мед в значении Постановления 1930 года.^[6] Затем он был закрыт с 31 декабря 1977 года для пищевой промышленности, однако был переходным периодом до конца 1979 года. , которые были составлены в консультации с заинтересованными промышленными ассоциациями и с явного согласия рабочей группы экспертов по пищевой химии федеральных земель и Федерального управления здравоохранения, заменили нормативные акты штата, принятые в августе 1979 года и опубликованные в BLL серия публикаций.Руководство содержит вышеупомянутые требования к составу, кроме того, оно также требует, чтобы ссылка делалась на добавление настоящего меда только в том случае, если он составляет не менее 10% от готового продукта, а также только в процентах непосредственно. с названием продукта. Однако директива не содержит запрета на изображение пчел и тому подобное. ^[3]

история

Искусственный мед — продукт промышленного производства сахара, зародившегося в 19 веке.Искусственный мед уже был доступен в Швейцарии в 1880 году, но это были не сливки из инвертного сахара, а глюкозный сироп или смеси глюкозного сиропа и меда, которые предлагались как «столовый мед» или «швейцарский мед». Такие названия вскоре вызвали протест швейцарских пчеловодов, которые, например, добились в 1886 году того, что кантон Граубюнден запретил любые обозначения, содержащие слово «мед». ^[8] ^[9] С другой стороны, примерно в то же время компания Lyle запустила в Англии медоподобный продукт, изготовленный из инвертированной сахарозы (вероятно, «Золотой сироп Lyle’s», который производят до сих пор). который не имел вкуса меда, но был близок к нему по химическому составу.^[10]

В начале 20 века ароматизированный искусственный мед на основе инвертного сахара с добавлением меда уже был широко распространен, ^[11] 1907 годовой объем производства в Пруссии составляет 2800 тонн (с производством меда. 20000 тонн). ^[12]

В ГДР продавался искусственный мед с содержанием 10% меда в банках по 500 г до 1990 г. по цене 1,10 млн. Шт. ^[13]

Индивидуальные доказательства

↑ ^a ^b Ханс-Дитер Белиц, Вернер Грош, Петер Шиберле: Учебник пищевой химии .6-е полностью переработанное издание. Springer, Берлин / Гейдельберг, 2008 г., ISBN 978-3-540-73201-3, стр. 919, DOI: 10.1007 / 978-3-540-73202-0.
↑ ^a ^b Клаус Францке (Ред.): Общий учебник пищевой химии. 3. Издание. Behr, Hamburg 1996, ISBN 3-86022-234-1.
↑ ^a ^b Вальтер Ципфель, Курт-Дитрих Ратке: Закон о пищевых продуктах: комментарии на отрывных листах по всем основным положениям, касающимся производства и сбыта продуктов питания, кормов для животных, косметических продуктов, других потребительских товаров и табачных изделий.Распоряжение об искусственном меде от 21 марта 1930 г. Я п. 102 (онлайн)
↑ Директива Совета 74/409 / EEC от 22 июля 1974 г. о сближении законов государств-членов, касающихся меда
↑ Указ о меде от 13 декабря 1976 г., Федеральный вестник законов I стр. 3391 , в частности §9 (3)
↑ Ст. 13 постановления от 20 декабря 1977 г. о внесении поправок в постановления о пищевых продуктах, Федеральный вестник законов I p. 2802
↑ Чистый пчелиный мед и приготовленный столовый мед. In: Центральный фармацевтический холл для Германии. Vol. 21, No. 24, 1880, pp. 202–204 (онлайн ( стр. , поиск в веб-архивах) @ 1 @ 2 Шаблон: Toter Link / www.digibib.tu-bs.de Информация: Ссылка была автоматически помечена как дефектная. Проверьте ссылку в соответствии с инструкциями, а затем удалите это уведомление. ).
↑ Постановление Федерального совета по апелляции швейцарских производителей столового меда против постановления кантона Граубюнден от 31 июля 1886 г. и т. Д., BBl 1886 I 126.
↑ Отто Хенер: К медовому испытанию. В: Репертуар аналитической химии. VI. Том, № 3, 1886 г., стр. 41-42 (онлайн).
↑ Фердинанд Грузелиус: Суррогатная мать в семье. In: Школа кулинарии и советы для семьи и дома. Vol. 18, No. 42, 1904 (онлайн).
↑ мед . В: Meyers Großes Konversations-Lexikon . 6-е издание. Том 9, Bibliographisches Institut, Лейпциг / Вена, 1907, стр.531–532.
↑ Kunsthonig Elbdom

Все, что вам нужно знать о поддельном меде — MY NATURI

Сырой мед обладает целым рядом преимуществ: от источника антиоксидантов до антибактериальных и противогрибковых свойств, жидкое золото природы не только имеет приятный вкус, но и приносит пользу.

Однако поддельный мед содержит очень мало этих свойств. И, что шокирует, сообщается, что треть всего меда, проданного в мире, является поддельным. Здесь мы отвечаем на несколько наиболее часто задаваемых вопросов о поддельном меде и о том, как этого избежать.

Что такое поддельный мед и как его производят?

В отличие от натурального сырого меда, который собирается из сот и подвергается минимальной фильтрации для удаления кусочков воска и мусора, большая часть поддельного меда производится путем смешивания небольшого количества настоящего меда с другими сахарными сиропами, полученными из сахарного тростника, кукурузы или риса. и интенсивно обрабатывая смесь, чтобы получить прозрачный сироп, который вы увидите на полках многих супермаркетов.

Самое главное, что в поддельном или сильно переработанном меде нет пыльцы.Есть несколько причин, по которым пыльца удаляется, в том числе для предотвращения кристаллизации, а также для того, чтобы скрыть любые следы того, где был произведен мед. Пыльца действует как «отпечаток пальца» — она позволяет ученым проследить, откуда пришли пчелы, и указать страну происхождения.

Почему существует поддельный мед?

Проще говоря, дешевле производить. Сиропы производить проще, быстрее и удобнее по сравнению со временем и трудом, которые требуются для производства настоящего меда.Пчела производит 1 столовую ложку меда за свою жизнь — подсчитано, что пчеловоду потребуется не менее 500 ульев, чтобы получать прибыль. С этой точки зрения переработка дешевых сиропов на фабрике значительно ускорит процесс при сохранении низких затрат.

Как выглядит поддельный мед?

Натуральный сырой мед бывает разного вкуса и консистенции, от легкого и слегка вязкого, до густого, непрозрачного и кристаллизованного. С другой стороны, искусственный мед почти однородно жидкий по консистенции и совершенно прозрачный, так как вся пыльца отфильтрована.Из-за разной консистенции натурального меда бывает сложно сразу распознать поддельный мед на вид, но иногда помогает нюхательный тест — поддельный мед не имеет сильного цветочного букета настоящего меда и в большинстве случаев имеет слегка кисловатый запах. .

Поддельный мед вреден для меня?

В отличие от удивительной пользы для здоровья сырого натурального меда, поддельный мед практически не имеет преимуществ из-за добавления сахарных сиропов, а также термообработки и ультрафильтрации, которые он проходит для удаления пыльцы и продления срока хранения.

Однако, хотя поддельный мед не вредит вашему здоровью сразу — это, по сути, сахарный сироп и, как и все сладкое, может в будущем способствовать возникновению связанных с сахаром проблем со здоровьем.

Как поддельный мед влияет на пчеловодство?

Проще говоря, поддельный мед вреден для пчеловодов, а также для пчел. Из-за того, что рынок наводняет дешевый поддельный мед, пчеловоды изо всех сил пытаются конкурировать по цене.

Некоторые, не в силах снизить цены, полностью сдались.Другие считают, что стало более выгодно сосредоточиться на опылении, а не на производстве меда: они нанимают своих пчел к фермерам, чьи посевы цветут в разное время в течение года, позволяя пчелам бродить и опылять прилегающие территории.

Однако увеличение количества путешествий означает, что пчелы подвергают свои ульи риску заражения новыми болезнями.

Как я могу определить, что мой мед поддельный?

Интернет наводнен статьями о том, как отличить настоящий мед от поддельного, однако некоторые ученые опровергли эти «тесты».Поскольку лаборатории изо всех сил пытаются отличить поддельный и настоящий мед, трудно поверить, что простой домашний тест, сделанный своими руками, сможет справиться с этой задачей.

Что вы можете сделать, чтобы убедиться, что ваш мед настоящий, так это купить его у проверенного продавца с прозрачными процедурами. Например, натуральный сырой мед My Naturi поставляется удостоенным наград молдавским производителем меда, чей мед производится его собственными пчеловодами, а также проверенными пчеловодами деревенского уровня, о которых вы можете прочитать здесь.

Наш премиальный мед был проанализирован пищевыми и фармацевтическими лабораториями, такими как Quality Services International GmbH.Наши последние результаты, датированные ноябрем 2020 года, показывают, что наш мед не содержит никаких добавок сахара — то, что вы всегда должны искать в своем меде!

Наш мед также получил золотые, серебряные и бронзовые награды за качество на London Honey Awards, ежегодном конкурсе, который отмечает лучший натуральный мед на рынке! Все участники конкурса должны предъявить свои сертификаты перед тем, как попасть на мед — это гарантирует, что только лучшие из лучших получат домой эти награды.

Для получения полных отчетов и сертификатов награды щелкните здесь.

Готовы к натуральному, 100% сырому меду? Приобретите здесь наш вкусный ассортимент меда.

Профилирование содержания сахара, аминокислот и неорганических ионов в пади различных видов полукрылых, питающихся Abies alba и Picea abies

Abstract

Некоторые виды полукрылых питаются соком флоэмы растений и производят большое количество пади, которую пчелы собирают для производства падевого меда.Таким образом, важно знать, какое влияние на состав пади оказывают преимущественно полупокрылые виды или растение-хозяин. Это особенно актуально для тех ботанических и зоологических видов, от которых происходит большая часть падевого меда. Для исследования этого вопроса была собрана падь от двух видов Cinara , расположенных на Abies alba , а также от двух видов Cinara и двух видов Physokermes , расположенных на Picea abies .Также были проанализированы экссудаты флоэмы растений-хозяев. Медвяная роса всех видов содержала различные пропорции гексоз, сахарозы, мелезитозы, эрлозы и других ди- и трисахаридов, тогда как экссудаты флоэмы деревьев-хозяев не содержали трисахаридов. Более того, пропорции сахаров значительно различались между видами полупереводных, питающихся одними и теми же породами деревьев. Гидролиз сахарозы и образование олигосахаридов показан в гомогенатах всего тела тлей. Тип продуцируемых олигосахаридов в экстрактах тли коррелирует с составом олигосахаридов в падевой росе различных видов тлей.Общее содержание аминокислот и неорганических ионов в пади было намного ниже, чем содержание сахара. Глутамин и глутамат были преобладающими аминокислотами в пади всех шести видов двукрылых, а также в экссудатах флоэмы обоих видов деревьев. Калий был доминирующим неорганическим ионом во всех образцах пади, а также в экссудате флоэмы. Статистический анализ показывает, что сахарный состав пади в большей степени определяется видами полукрылых, чем растением-хозяином. Следовательно, можно предположить, что на сахарный состав падевого меда в большей степени влияют виды полукрылых, чем дерево-хозяин.

Образец цитирования: Shaaban B, Seeburger V, Schroeder A, Lohaus G (2020) Профилирование содержания сахара, аминокислот и неорганических ионов в падевой росе из разных видов полупокрылых, питающихся Abies alba и Picea abies . PLoS ONE 15 (1): e0228171. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228171

Редактор: Даниэль Дусе, Natural Resources Canada, CANADA

Поступила: 17 июля 2019 г .; Одобрена: 8 января 2020 г .; Опубликовано: 24 января 2020 г.

Авторские права: © 2020 Shaaban et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Проект поддерживается за счет средств Федерального министерства продовольствия и сельского хозяйства (BMEL) на основании решения Парламента Федеративной Республики Германии через Федеральное управление сельского хозяйства и продовольствия (BLE) в рамках нововведения. программа поддержки Г.Л. и А.С. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи. Для этого исследования не было получено дополнительного внешнего финансирования.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Многие насекомые отряда Hemiptera, включая большинство тлей и кокцидов, питаются соком флоэмы своих соответствующих растений-хозяев [1]. В соке флоэмы, как правило, преобладает сахароза с концентрацией от 0.От 7 до 1,5 М [2,3,4]. Некоторые виды растений также переносят олигосахариды семейства рафиноз, такие как представители семейства Oleaceae, или сахарные спирты, такие как представители семейства розоцветных, в дополнение к сахарозе [5,6].

Сок флоэмы также содержит аминокислоты в концентрации от 50 до 200 мМ. У некоторых видов растений доминирующими аминокислотами являются GLU, GLN, ASP и ASN [3,4,7,8]. Для некоторых насекомых необходимы девять аминокислот (HIS, ILE, LEU, LYS, MET, PHE, THR, TRP, VAL) [1]. Хотя все аминокислоты были обнаружены в соке флоэмы [3,9], это не идеальная диета для насекомых из-за высокого осмотического давления, низкого соотношения аминокислот по сравнению с сахарами и соотношения незаменимых и незаменимых. -заменимая аминокислота, которой меньше в соке флоэмы, чем в белке насекомых [1].Следовательно, питатели флоэмы потребляют сахара флоэмы в количествах, превышающих их потребность в углероде для удовлетворения их метаболических потребностей, а высокие концентрации сахаров в модифицированном составе выделяются в виде пади [10,11].

Honeydew в основном состоит из сахаров, но также содержит неорганические ионы, аминокислоты, белки и другие соединения [12,13,14,15]. Состав пади варьируется у разных видов насекомых; на него также могут влиять различные виды растений-хозяев, сезонные изменения или различные условия окружающей среды [9,16,17].Кроме того, на состав пади могут влиять различия во взаимодействии муравьев с тлей [18]. Более того, существует значительный разброс в составе образцов, взятых у определенных видов тлей [18].

Различные моносахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды (например, сахароза, трегалоза, мальтоза) и трисахариды (например, мелезитоза, эрлоза, раффиноза) были обнаружены в пади [15,17,19,20], но не в соке флоэмы нескольких деревьев. виды, в которых присутствует только сахароза [2,21].Например, у ивовых деревьев сахароза была единственным сахаром, содержащимся в соке флоэмы, тогда как падевая роса флоэмы, питающейся ивовой тлей ( Tuberolachnus salignus ), содержала различные моно-, ди- и трисахариды [21]. Более того, наблюдались большие различия в составе сахара у пади трех видов тлей, питающихся одними и теми же древесными породами ( Populus tremula ) [18].

Для осмотической регуляции насекомых, питающихся флоэмой, важно, чтобы они образовывали олигосахариды из сахарозы, попадающей в организм с соком флоэмы [10,22,23].Положительная взаимосвязь между концентрацией сахарозы в рационе и содержанием олигосахаридов в пади была показана для различных видов тлей [10,22,23]. Олигосахариды, вероятно, синтезируются несколькими ферментами в кишечнике тлей [10,24,25].

Ассоциированные бактерии также могут участвовать в метаболизме питательных веществ у насекомых [1]. Одним из наиболее изученных симбиозов этого типа являются симбиозы Buchnera и тли, в которых микроорганизмы участвуют в обеспечении тлей незаменимыми аминокислотами [26,27,28,29].В случае олигосахаридов тля, а не связанная с ней микробиота, опосредуют синтез этих сахаров [10].

Когда цветочный нектар пугает, пчелы часто собирают падевую росу на растения. Поэтому для производства меда важно знать его состав. Производство большого количества пади известно из-за того, что насекомые питаются хвойными деревьями, то есть пихтой, елью или сосной, а также лиственными деревьями, такими как дуб или липа [30]. Росистый мед еще называют лесным, еловым или пихтовым медом.Лесной мед содержит больше ди- и олигосахаридов, чем цветочный мед [31]. Ноттбом и Люциус [32] обнаружили мелецитозу в падевом меде, о которой Хадсон и Шервуд [33] уже знали, что она ответственна за кристаллизацию меда в сотах. Это может отрицательно сказаться на процессе производства меда. Есть некоторые, в основном более старые, публикации о доле мелецитозы в пади полупереводных тлей, питающихся хвойными деревьями, но данные частично противоречивы [34]. Либих [20] сообщает о доле мелецитозы 15% от общего содержания сахара в пади Cinara pectinatae , питающейся Abies alba , тогда как в других исследованиях мелезитоза не была обнаружена [35].Качество меда зависит, помимо ряда других факторов, также от количества мелецитозы и других олигосахаридов. Поэтому важно знать, какие виды насекомых или виды растений могут быть причиной высокого содержания мелецитозы в пади. Это особенно важно для видов двукрылых и хвойных, которые ассоциируются с падевым медом.

Целью этого исследования было определение пропорций мелецитозы и других сахаров, а также аминокислот и других ионов в пади различных видов полупереводных, чтобы выяснить, различается ли состав пади у видов полупереперых и / или у видов хвойных. .Таким образом, мы собрали капли пади непосредственно от двух видов Coccidae ( Physokermes piceae и Physokermes hemicryphus ) и от двух видов Lachninae ( Cinara pilicornis и Cinara piceae ), расположенных на ели (L. H. Kast.), А также от двух видов Lachninae ( Cinara pectinatae и Cinara confinis ), расположенных на пихте ( Abies alba Mill.). Анализируемые виды полукрылых являются важными продуцентами пади на хвойных деревьях в Германии и других странах Центральной Европы [30].Мы определили сахара, аминокислоты и неорганические ионы в пади и исследовали образование олигосахаридов у различных видов Cinara . Результаты сравнивали с соответствующими пропорциями различных соединений в экссудатах флоэмы древесных пород.

Материалы и методы

Виды растений, виды полукрылых и сбор пади

Образцы пади и растений были собраны в пяти еловых ( Picea abies ) или пихтовых ( Abies alba ) насаждениях в земле Баден-Вюртемберг (Германия).Географические координаты трибун: 48 ° 66’41 ”северной широты, 8 ° 32’54” восточной долготы; 48 ° 48’19 ”северной широты, 8 ° 37’13” восточной долготы; 48 ° 31’56 ”северной широты, 8 ° 47’04” восточной долготы; 48 ° 95’58 ”северной широты, 8 ° 70’60” восточной долготы; и 49 ° 00’40 ”северной широты, 10 ° 07’07” восточной долготы. Медовая роса Cinara pectinatae (Nördlinger, 1880) и Cinara confinis (Koch, 1856), расположенная по адресу A . alba (Mill.) И Cinara pilicornis (Hartig, 1841), Cinara piceae (Panzer, 1801), Physokermes piceae (Schrank, 1801) и Physokermes hemicryphus (Dalman). П .Было собрано abies ((L.) H. Kast.). Возраст более высоких деревьев составлял около 20–30 лет. Падевую росу собирали с нижних или свисающих ветвей. Полевые эксперименты проводились с мая по июль 2016 года, а также в 2017 году. Чтобы минимизировать суточное влияние, все пробы были собраны в полдень (с 11:00 до 15:00). Для каждого вида было собрано не менее 15 образцов пади из 15 колоний, питающихся разными особями деревьев. Падевую росу от разных особей одной колонии собирали непосредственно микропипетками и объединяли до объема не менее 1 мкл на образец.Все капли были все еще жидкими, но их возраст, то есть время высвобождения насекомым, был неизвестен. Образцы собирали в пластиковые пробирки, немедленно замораживали и хранили при -80 ° C до анализа.

Сбор экссудатов флоэмы

Флоэма экссудата коры из А . alba и P . abies было собрано параллельно с отбором проб пади с мая по июль 2016 г., а также в 2017 г. в полдень (с 11:00 до 15:00). Для каждой породы деревьев было приготовлено шесть проб экссудата флоэмы.Согласно методу Хиджаза и Киллини [36], кусочки коры длиной примерно 2 см помещали в пластиковую пробирку объемом 0,5 мл с небольшим отверстием на дне. Эту пробирку поместили в пластиковую пробирку на 2 мл. Затем образцы центрифугировали при 5000 об / мин в течение 20 минут при 4 ° C. Этот экссудат состоит в основном из сока флоэмы, но также может быть небольшое количество ксилемы и другого клеточного сока с поверхности раны во время процесса разрезания. До анализа образцы хранили при -80 ° C.

Заявление об этике

Согласно руководящим принципам институтов авторов, а также применимым национальным нормам, для настоящего исследования не требовалось и не получалось одобрения этических норм.Это исследование проводилось на еловых ( P . abies) или пихтовых ( A . alba) насаждениях в Баден-Вюртемберге (Германия). Для этих местоположений не требовалось никаких специальных разрешений. Собрана падь с тлей и щитовок, а также материал Р . abies и A . alba . Ни насекомые, ни растения не защищены немецким законодательством, и в этом исследовании не участвовали ни находящиеся под угрозой исчезновения, ни охраняемые виды.

Анализ ВЭЖХ сахаров, аминокислот и неорганических ионов

Сахаров, аминокислот и неорганических ионов анализировали с помощью различных систем ВЭЖХ. Экссудаты медовой росы и флоэмы измеряли напрямую. Стандарты сахара (0–500 мкМ), стандарты аминокислот (0–20 мкМ) и стандарты неорганических ионов (0–1000 мкМ) измерялись параллельно. Калибровочная кривая была построена для каждого сахара, аминокислоты или неорганического иона. Площади пиков на измеренных хроматограммах оценивали с помощью программы интегрирования (Chromeleon 7.2, Dionex Corp, Саннивейл, Калифорния, США). Концентрации сахаров, аминокислот или неорганических ионов определяли с помощью калибровочных кривых для каждого из различных веществ. Для того, чтобы сопоставить результаты для разных видов полупереводных или биологического происхождения (падевый экссудат или экссудат флоэмы), рассчитывалась доля каждого сахара, аминокислоты или ионов в общем сахаре, а также концентрация аминокислоты или иона.

Анализы сахара.

Сахара в экссудате пади и коры анализировали согласно Лохаузу и Швердтфегеру [8].Поэтому использовали анионообменную колонку и импульсное амперометрическое детектирование. Параллельно измеряли стандарты (глюкоза, фруктоза, сахароза, трегалоза, мелибиоза, мальтоза, изомальтоза, мальтулоза, изомальтулоза, мелезитоза, эрлоза, раффиноза, 1-кестоза, изомальтотриоза, мальтотриоза, нидроза, стахиоза). Идентификация каждого сахара основывалась на сравнении времени удерживания различных пиков со стандартами. Кроме того, полученные результаты регулярно проверялись стандартным методом добавления.Совместное элюирование сахаров в образцах с известными стандартами подтвердило наше предположение. Длинноцепочечные олигосахариды (степень полимеризации (DP) ≥ 5) анализировали с использованием той же системы, с той разницей, что анионообменная колонка изократически элюировалась 200 мМ NaOH вместо 80 мМ NaOH [37]. Из-за недоступности более высоких стандартов олигосахаридов длинноцепочечные олигосахариды были количественно определены по стандарту вербаскозы (DP5) и представлены в виде эквивалентов вербаскозы.

Аминокислотные анализы.

Анализ свободных аминокислот проводили согласно Göttlinger et al. [38]. Аминокислоты с первичной аминогруппой обрабатывали предколоночной дериватизацией о-фталдиальдегидом, аминокислоты с вторичной аминогруппой (например, пролином) — флуоренилметилоксикарбонилом. Производные детектировали по флуоресценции.

Анализы неорганических ионов.

Анионы и катионы анализировали отдельно согласно Göttlinger et al. [38]. Ионы регистрировались по их электронной проводимости.

Активность ферментов в гомогенатах всего тела тлей

Активность ферментов анализировали в C . pectinatae , питающиеся A . alba и C . pilicornis питается P . abies . Около пяти C . pectinatae — особь и около десяти C . pilicornis- особь были собраны с растения-хозяина с помощью кисти. После сбора их гомогенизировали в охлаждаемой пластиковой пробирке с помощью пестика.300 мкл раствора сахарозы (10%, pH 7) добавляли к 20 мг гомогената тли и инкубировали при 30 ° C. Через 0, 30, 60 и 120 минут отбирали аликвоты (50 мкл) и добавляли 50 мкл NaOH (200 мМ) для инактивации любых ферментов или активности микробов. Затем раствор центрифугировали (13000 xg , 30 сек) и супернатанты отбирали для анализа сахара с помощью ВЭЖХ (как описано выше). Эксперимент проводили не менее трех раз для каждого вида тлей.

Статистический анализ

Данные для содержания сахара, аминокислот или ионов в пади показаны как средние значения (± стандартное отклонение).Средние значения каждого из сахаров, аминокислот или ионов в пади шести видов полукрылых сравнивали отдельно, чтобы проверить наличие значительных различий. Асимметрия и эксцесс были рассчитаны для определения распределения набора данных; нормальное распределение предполагалось, если значения асимметрии были меньше 2, а значения эксцесса меньше 7 [39]. Более того, тесты Левена применялись для проверки однородности дисперсий данных для каждого метаболита или иона. Когда данные соответствовали предположению о нормальности, но не соответствовали однородности дисперсий, дисперсионный анализ проводился с использованием теста Велча с последующим апостериорным тестом (тест Геймса-Хауэлла).Если подтвердились предположения о нормальности и однородности, выполнялся односторонний дисперсионный анализ. Впоследствии были проведены апостериорные тесты (HSD Тьюки) (значение p ≤ 0,05).

Для активности ферментов у видов Cinara был проведен непараметрический тест (Mann Whitney U) для проверки значительных различий в средних значениях.

Чтобы провести неметрическую многомерную шкалу (NMDS) для содержания сахара, аминокислот и ионов в образцах пади для всех видов двукрылых, данные были реконструированы в матрицы сходства с использованием евклидова расстояния [40].Их анализировали с помощью ордиплотов NMDS. Соответствие ординации по сравнению с исходным ранжированием выборки оценивалось с помощью функции напряжения. В ординации представлены данные, когда значение напряжения меньше 0,2 [41]. Анализ проводился с использованием пакета «Vegan» с подпрограммой metaMDS программы «R» [42].

Пермутационный многомерный дисперсионный анализ (PERMANOVA, [43]) был проведен для определения относительной важности переменных видов двукрылых и древесных пород в составе пади.Кроме того, был проведен пермутационный анализ многомерных дисперсий (PERMDISP, [44]) для проверки однородности многомерных дисперсий и различения эффектов местоположения и дисперсии в случае значительных значений PERMANOVA. Оба анализа основаны на измерениях евклидова расстояния, они были выполнены с использованием пакета «Vegan» с программой betadisper для PERMDISP и программой adonis для PERMANOVA программы «R». Для ПЕРМАНОВОЙ было применено 999 перестановок.

Все статистические анализы были выполнены с использованием R (версия 3.5.1, www.r-project.org) и SPSS (версия 24.0, IBM, кооперация).

Результаты

Сахар, аминокислоты и неорганические ионы в медвяной росе

Honeydew, производится на C . pectinatae и C . confinis на A . alba и C . piceae , C . pilicornis , P . piceae и P . hemicryphus , расположенный на P . abies были проанализированы на содержание сахаров, аминокислот и неорганических ионов. Моносахариды глюкоза и фруктоза, а также дисахарид сахароза были обнаружены во всех образцах (таблица 1). В целом доля фруктозы была выше, чем доля глюкозы. Трисахариды, мелецитоза и эрлоза также являются основными компонентами пади. Однако между видами полукрылых были существенные различия (рис. 1).Honeydew, выпускаемый на C . piceae , расположенные на ели, выявили самую высокую долю мелецитозы (среднее ± стандартное отклонение; 48 ± 13%), за ней следует C . pilicornis (среднее ± стандартное отклонение; 36 ± 8%), тогда как медвяная роса продуцируется P . piceae и P . hemicryphus , расположенный на ели и вида Lachninae C . pectinatae и C . confinis на пихте показал гораздо более низкие пропорции мелецитозы.Обратная картина выявляется при анализе доли эрлозы: высокие содержания эрлозы были обнаружены в медвяной росе C . pectinatae и C . confinis , средний P . piceae и P . hemicryphus и low C . pilicornis и C . piceae (рис.1).

Рис. 1. Соотношение мелецитозы и эрлозы в пади шести видов полукрылых, питающихся A . alba и P . abies .

Все значения представляют собой средние доли (%) n = 15 независимых измерений ± стандартное отклонение. Данные были взяты из Таблицы 1. Различные буквы обозначают значительные различия в долях мелецитозы и эрлозы между разными видами полупокрылых (HSD Тьюки; p <0,05).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228171.g001

Дисахариды трегалоза и мальтоза присутствовали в незначительных количествах в большинстве образцов пади (Таблица 1).Несколько образцов пади C . pectinatae , P . piceae и P . hemicryphus также показал небольшой пик на хроматограмме со временем удерживания 1-кестозы. Однако этот пик может также представлять нигерозу и стахиозу, поскольку их нельзя разделить на хроматограмме. Мелибиоза, изомальтоза, тураноза, мальтулоза, изомальтулоза, мальтотриоза, изомальтотриоза, раффиноза не были обнаружены совсем или только в единичных образцах, но эти сахара никогда не составляли более 1-2% от общего содержания сахара.Доля длинноцепочечных олигосахаридов (DP ≥ 5) была ниже 1% во всех образцах пади.

Несмотря на очень низкую концентрацию аминокислот в пади, все протеиногенные аминокислоты и некоторые другие аминосоединения могут быть обнаружены (Таблица 2). Основными аминокислотами были GLN, GLU, PRO и незаменимая аминокислота HIS. Доля других незаменимых аминокислот была низкой. Никаких существенных различий не было обнаружено для большинства аминокислот в пади разных видов полупереводных,

Основными анионами пади были фосфат (PO ₄ ^3-) и хлорид (Cl ^—), а наиболее распространенным катионом был калий (K ⁺⁾ (Таблица 3).Существенные различия между видами двукрылых обнаружены в основном по хлориду, фосфату и аммонию (NH ₄ ⁺). Доля фосфатов была особенно высока в пади видов Physokermes .

Сравнение экссудата пади и флоэмы

Экссудаты флоэмы тканей коры из А . alba и P . abies преобладали сахарозой (около 60%), но также содержали большие доли глюкозы и фруктозы (около 40%) (таблица S1).Никаких других ди- или трисахаридов обнаружено не было. Напротив, во всех образцах пади были обнаружены разные пропорции дополнительных дисахаридов в дополнение к сахарозе, а также разные пропорции трисахаридов (в основном мелецитоза и эрлоза) (таблица 1, рис. 1).

Все протеиногенные аминокислоты и некоторые другие аминосоединения были обнаружены в экссудате флоэмы и в падевой росе (рис. 2, таблица S2). GLN и GLU были преобладающими аминокислотами в падевой росе всех шести видов двукрылых (таблица 2), а также в экссудатах флоэмы A . alba и P . abies (GLN около 18–19% и GLU 8–15%). В пади было также значительное количество PRO и HIS, пропорции которых были намного ниже в экссудате флоэмы. С другой стороны, доли ARG и THR были намного выше в экссудате флоэмы обоих видов деревьев (ARG 9–15%; THR 10–13%), чем в пади всех видов двукрылых (ARG и THR по 1–1). 2%; таблица 2).

Рис. 2. Аминокислоты в экссудате флоэмы и пади, выраженные в процентах от общей концентрации аминокислот.

Cinara вид, питающийся A . alba , Cinara вид, питающийся P . abies и Physokermes видов, питающихся P . abies . Эти данные показывают средние значения доли аминокислот в падевой росе для обоих видов полукрылых, питающихся одними и теми же породами деревьев (данные из таблицы 2). Серые квадраты: незаменимые аминокислоты, черные кружки: незаменимые аминокислоты, белые треугольники: другие органические аминосоединения.Были отмечены точки с наибольшим ортогональным расстоянием до биссектрисы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228171.g002

Калий был самым распространенным неорганическим ионом во всех образцах пади, а также в экссудате флоэмы (рис. 3, таблица S3). У пади наиболее распространенным анионом был хлорид или фосфат (таблица 3), тогда как в экссудате флоэмы он всегда был хлоридом.

Рис. 3. Неорганические ионы в экссудате флоэмы и пади, выраженные в процентах от общей концентрации неорганических ионов.

Cinara вид, питающийся A . alba , Cinara вид, питающийся P . abies и Physokermes видов, питающихся P . abies . Данные показывают средние значения доли неорганических ионов в падевой росе для обоих видов полукрылых, питающихся одними и теми же породами деревьев (данные из таблицы 3). Были отмечены точки с наибольшим ортогональным расстоянием до биссектрисы. Серые квадраты: катионы, черные кружки: анионы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228171.g003

Медовая роса и экссудат флоэмы также показали разные отношения суммы сахаров к сумме аминокислот и суммы сахаров к сумме -неорганические-анионы (Таблица 4). Отношения были рассчитаны на основе общей концентрации сахаров, аминокислот или неорганических ионов либо в пади различных видов полупереводных, либо в экссудате флоэмы A . alba и P . abies , Отношение суммы сахаров к сумме аминокислот составляло около 6-7 в экссудатах флоэмы обоих видов растений (Таблица 4).Соответствующее соотношение в пади разных видов полупереводных было намного выше (2.000–20.000, таблица 4). Это означает, что медвяная роса содержит гораздо больше сахаров по сравнению с аминокислотами, чем экссудат флоэмы. То же самое и с неорганическими ионами. Отношение суммы сахаров к сумме неорганических катионов составляло 30–90, а отношение суммы сахаров к сумме неорганических анионов составляло 90–900. В экссудате флоэмы их было около 1-2 и 6-9 соответственно (табл. 4).

Состав пади по отношению к видам полукрылых и древесным породам

Чтобы уменьшить объем и сложность данных, было выполнено несколько анализов NMDS.Диаграмма рассеяния проанализированных сахаров показана на фиг. 4A. Между образцами C существует визуальное разделение. piceae и C . pilicornis и образцы других видов двукрылых, а также визуальное разделение между C . pectinatae и другие виды полукрылых.

Рис. 4. Диаграммы рассеяния и загрузки NMDS.

(A, C, E) Диаграммы рассеяния NMCS для (A) сахаров, (C) аминокислот и (E) неорганических ионов (значения стресса A = 0.18 C = 0,19, E = 0,19). Образцы каждого вида двукрылых связаны с центроидами соответствующих выпуклых оболочек с помощью функции «ordispider» (пакет Vegan). (B, D, F) Графики загрузки, которые иллюстрируют исходные переменные (сахара B, аминокислоты D, неорганические ионы F), загруженные как векторы в пространство NMDS. Анализы основаны на пропорциях сахаров, аминокислот и неорганических ионов в пади.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228171.g004

На рис. 4В показан график загрузки анализируемых сахаров в медвяной росе.Различные сахара по-разному влияют на разделение образцов. Мелецитоза вносит основной вклад в разделение C . piceae и C . pilicornis , тогда как сахароза и эрлоза вносят основной вклад в разделение C . pectinatae .

Диаграмма рассеяния аминокислот показана на фиг. 4C. При этом разделения видов на виды полукрылых не обнаружено. Соответствующий график нагрузки проанализированных аминокислот в пади показан на фиг. 4D.

Диаграмма рассеяния неорганических ионов показана на рис. 4E. Между P есть визуальное разделение. hemicryphus и другие виды полупокрылых (рис. 4E). График загрузки неорганических ионов показывает, что фосфат вносит основной вклад в разделение P . hemicryphus (рис. 4F).

Для подтверждения графической оценки PERMANOVA и PERMDISP были выполнены с одними и теми же данными по пади с использованием видов двукрылых и древесных пород в качестве категориальных переменных (Таблица 5).При рассмотрении сахаров большое значение имеет категория видов двукрылых ( p <0,001), при этом 47,8% вариации данных объясняются видами двукрылых и только 13,69% вариации данных объясняются древесными видами ( р <0,001). Кроме того, незначительные значения PERMDISP для сахаров указывают на то, что разделение видов полукрылых и видов деревьев в PERMANOVA вызвано только местоположением, а не разной дисперсией.Что касается аминокислот, только 10,7% дисперсии объясняется видами полупокрылых ( p <0,001) и 4,12% видами деревьев ( p <0,001). Что касается неорганических ионов, только 21,76% дисперсии данных обусловлены видами полукрылых и 8,85% видами деревьев ( p <0,001). Однако значимые значения ионов и аминокислот в тесте PERMDISP указывают на то, что в PERMANOVA наблюдались эффекты различных дисперсий разделения видов двукрылых и разделения видов деревьев.Другими словами, значимые значения в PERMDISP предполагают наличие несбалансированной группы в сочетании с неоднородностью дисперсии, что делает PERMANOVA очень чувствительной и способствует возникновению ошибок типа I [45].

Образование олигосахаридов в гомогенатах всего тела тли

Сахароза была преобразована в моносахариды и олигосахариды в гомогенатах всего тела обоих видов Cinara (рис. 5). В выписках С . pectinatae продуцируется больше эрлозы, чем мелецитозы, тогда как в экстрактах C . pilicornis , продуцируется больше мелецитозы, чем эрлозы.

Рис. 5. Образование сахара в гомогенатах всего тела C . pectinatae и C . pilicornis .

Гомогенаты тлей инкубировали с 10% раствором сахарозы. Все значения являются средними значениями n = 3 независимых измерений ± стандартное отклонение. U-тесты Манна-Уитни, сравнивающие средние значения каждой скорости производства сахара между различными видами Cinara (* p <0.05) были выполнены.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228171.g005

Обсуждение

Медвяная роса полукрылых видов, питающихся хвойными деревьями, такими как ель или пихта, часто является основой падевого меда; следовательно, на ее качество также влияет химический состав пади [30]. Для пчеловодов и производителей меда важно знать, какие факторы влияют на химический состав пади, будь то виды полукрылых, деревья-хозяева и / или факторы окружающей среды.

Происхождение сахаров в медвяной росе

Экссудаты флоэмы тканей коры из А . alba и P . abies содержали сахарозу, глюкозу и фруктозу. Напротив, чистый сок флоэмы обычно не содержит глюкозу и фруктозу [2]. Циглер и Миттлер [46] собрали сок флоэмы из P . abies с помощью стилэктомии тлей и обнаружил, что сахароза была единственным сахаром во флоэме. Гексозы в экссудате флоэмы возникают в основном из-за искусственно гидролизованной сахарозы под действием ферментов расщепления сахарозы с поврежденной поверхности коры [2].Это также можно предположить для A . alba , потому что экссудат коры также содержал сахарозу, глюкозу и фруктозу, но не содержал других ди- или трисахаридов.

В отличие от этого, падь различных видов полуперекрылых, питающихся пихтой или елью, содержала гексозы, такие как глюкоза и фруктоза, а также большое количество олигосахаридов, которые обычно не встречаются в соке флоэмы (Таблица 1). Это соответствует результатам Миттлера [21], который показал, что глюкоза, фруктоза, сахароза и мелецитоза присутствовали в падевом росе тлей Tuberolachnus salignus , питающейся ивой, но не в соке флоэмы ивы, где только сахароза присутствовал.Следовательно, сахароза, попадающая в организм насекомых, питающихся флоэмой, гидролизуется до глюкозы и фруктозы в пищеварительном тракте насекомых. Fisher et al. [22] предположили, что после гидролиза сахарозы большая часть глюкозы превращается тлей в глюкозосодержащие олигомеры для осморегуляции съеденного сока флоэмы. Наблюдаемое преобладание фруктозы над глюкозой и наличие большого количества глюкозосодержащих олигосахаридов в медвяной росе (таблица 1) подтверждают это. Высокая активность сахаразы, α-глюкозидазы, которая, вероятно, также проявляет трансглюкозидирующую активность, была обнаружена у гороховой тли [25,26,47].Кроме того, измельченные тли, инкубированные с раствором сахарозы, продуцировали глюкозу, фруктозу, мелезитозу, эрлозу и другие олигосахариды [19], причем мелецитоза является конечным продуктом биосинтеза в метаболизме углеводов тли [25]. Ферментативный гидролиз и реакции трансгликозидирования с образованием олигосахаридов проявляют значительную специфичность в отношении сахарозы, тогда как другие сахара остаются неизменными [25]. Однако ферментативный уровень превращений пищевой сахарозы или других сахаров в кишечнике насекомых еще полностью не изучен [1].

Происхождение аминокислот в пади

Отношение сахара к аминокислотам в экссудате флоэмы растений-хозяев было намного ниже, чем в пади различных видов полупереперых (Таблица 4). Hemipterans очень эффективно поглощает аминокислоты из съеденного сока флоэмы, так как только 1–3% проглоченного количества было обнаружено в пади различных видов тлей [9].

Weibull et al. [48] показали, что аминокислотный состав образцов флоэмы, взятых из листьев через вырезанные стилеты тли, и экссудата из срезанных листьев сильно коррелировали.Таким образом, метод экссудата является подходящей альтернативой методике стилета тли для изучения состава сока флоэмы [48]. Хотя все протеиногенные аминокислоты были обнаружены в экссудате флоэмы и пади, их состав был другим (рис. 2). Большинство незаменимых аминокислот было обнаружено в более низких пропорциях в пади по сравнению с экссудатом флоэмы; доля HIS, однако, была увеличена. Это может быть признаком активного механизма регуляции у насекомых и различного поглощения отдельных аминокислот, вероятно, в результате изменчивого спроса и предложения [11].

В целом, основным источником азота для полупереводных, питающихся флоэмой, являются свободные аминокислоты сока флоэмы [1]. Кроме того, эти насекомые также производят аминокислоты из углерода сахарозы [11] или из углерода пищевых аминокислот [49]. Известно, что симбиотические микроорганизмы, несколько видов Buchnera , участвуют в синтезе аминокислот, включая некоторые незаменимые аминокислоты [1,50].

Происхождение неорганических ионов в пади

Состав неорганических ионов в пади различных видов полуперекрылых примерно соответствует составу экссудата флоэмы A . alba и P . abies . Основным катионом пади всех проанализированных видов двукрылых был калий (50–80% от общего содержания катионов), тогда как доля натрия была значительно ниже (табл. 3). Подобные соотношения калия и натрия были обнаружены в пади Megoura viciae , питающейся Vicia faba [51], или в пади Myzus persicae , питающейся Aster tripolium [52]. Вероятно, это связано с питанием насекомых.Было высказано предположение, что существует также корреляция между питанием насекомого и соотношением калия и натрия в гемолимфе: у хищных насекомых это соотношение ниже, а у травоядных — выше [53].

Мед пади содержит больше неорганических катионов и анионов, чем цветочный (нектарный) мед [54]. Можно предположить, что эта разница вызвана разным соотношением сахаров и неорганических ионов в нектаре пади и цветков, предполагая, что они меньше в нектаре. Однако отношения сахара к катиону и сахару к аниону (Таблица 4) были аналогичными или даже выше в медвяной росе, чем в цветочном нектаре других видов растений [38,55].Следовательно, различия в содержании неорганических ионов в обоих типах меда должны иметь дополнительные и другие причины.

На состав сахара влияют виды полупокрылых

Анализ данных показывает, что виды полукрылых имеют гораздо большее влияние на сахарный состав пади, чем древесные породы (Таблица 5). Что касается аминокислот или ионов, то расхождение данных не может быть объяснено ни по видам полупокрылых, ни по видам хвойных.В связи с этим возникает вопрос, существуют ли помимо этого модели или селективные агенты для прогнозирования состава пади. Состав пади может также зависеть от нескольких факторов окружающей среды, таких как погодные условия или уход за муравьями, а также от стадии развития растения-хозяина или насекомого [9,18].

Было показано, что мелецитоза оказывает негативное влияние на качество падевого меда, а так называемый «цементный мед» связан с содержанием мелецитозы [56]. Кроме того, мелецитоза может оказывать негативное влияние на перезимовавших пчел [57].Результаты настоящего исследования показывают, что сосущие двукрылые, а не хвойные виды в первую очередь ответственны за разнообразие олигосахаридов, особенно мелезитозы и эрлозы, в падевой росе (Таблица 5). Это согласуется с результатами для других видов полупокрылых и растений-хозяев. Бэкон и Дикинсон [19] обнаружили, что в падевой росе тли Eucallipterus tiliae (L.), питающейся липой, содержится значительное количество мелецитозы, тогда как в падевой росе щитовки Eulecanium coryli (L.) питаясь также липой, мелецитозы обнаружено не было. Широкий разброс в пропорциях эрлозы и мелецитозы в пади также наблюдался для восьми видов тлей, питающихся Tanacetum vulgare [4].

Кроме того, инкубация сахарозы с гомогенатами всего тела C . pectinatae и C . pilicornis приводил к аналогичным образцам олигосахаридов, которые были обнаружены в образцах пади (рис. 5). Это указывает на то, что разные виды тлей, вероятно, обладают разной ферментативной активностью, что приводит к разному составу олигосахаридов в падевой росе.Общая скорость гидролиза сахарозы была одинаковой у обоих видов тлей (около 1,5 мг сахарозы, мг ^-1 сырой массы тли, день ^-1), и это соответствует скорости гидролиза сахарозы, о которой сообщали Бэкон и Дикинсон ([19 ]; около 1 мг сахарозы мг ^-1 сырой массы тли ^-1 день).

Либих [20] обнаружил более высокие содержания мелецитозы (до 20%) в пади C . pectinatae на A . alba , чем было показано в этом исследовании (2%).Причины такой разницы могут заключаться в высокой вариабельности образцов, даже если они взяты от одного и того же вида полукрылых и одного растения-хозяина [18], или в различных условиях окружающей среды во время сбора образцов. К сожалению, в исследовании Либиха [20] доля другого важного трисахарида, эрлозы, не была показана. Следовательно, нельзя исключать, что два трисахарида не были разделены.

Доля мелецитозы в пади была связана с присутствием или отсутствием муравьев [18].Woodring et al. [4] предположили, что муравьев привлекает мелецитоза не потому, что она сама по себе является ценным источником пищи, а потому, что она связана с очень богатой сахаром медвяной росой. В настоящем исследовании уход за муравьями подробно не анализировался. Различия в уходе за муравьями среди видов Cinara известны из литературы; С . piceae (на ели) и C . confinis (на пихте) чаще разводятся муравьями, а C . pilicornis (на ели) и C . pectinatae (на пихте) муравьи ухаживают редко [30]. Принимая во внимание эти общие данные, корреляции между содержанием муравьев и мелецитозой в медвяной росе анализируемого вида Cinara нет. Тем не менее, различия в составе пади внутри видов полукрылых могут частично отражать различия во взаимодействии между муравьями и полукрылыми.

Заключение

В заключение следует отметить, что сосущее полукрылое, а не растение-хозяин в первую очередь отвечает за разнообразие сахаров, особенно олигосахаридов в пади.В случае с неорганическими ионами, в основном, соотношение хлорида, фосфата и аммония существенно различается между падями разных видов полупереводных. Напротив, аминокислотный состав пади был довольно схож для всех видов полукрылых.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Рози Риттер за критическое прочтение рукописи и рецензента за полезные комментарии.

Список литературы

1. Дуглас Э.Питание флоэмами животными: проблемы и пути решения. J Exp Bot. 2006; 57: 747–754. pmid: 16449374
2. Финк Д., Доббельштейн Е., Барбиан А., Лохаус Г. Соотношение концентраций сахара в соке флоэмы и цитозоле клеток мезофилла у разных видов деревьев как индикатор механизма загрузки флоэмы. Planta. 2018; 248: 661–673. pmid: 29882156
3. Лохаус Г., Мёллерс К. Транспорт аминокислот во флоэме двух генотипов Brassica napus L. и одного B . carinata по содержанию протеина в семенах. Planta. 2000; 211: 833–840. pmid: 11144268
4. Вудринг Дж., Видеманн Р., Фишер М. К., Хоффманн К. Х., Фёлькл В. Аминокислоты ханидью по отношению к сахарам и их роль в установлении иерархии посещаемости муравьев у восьми видов тлей, питающихся пижмой ( Tanacetum vulgare ). Physiol Entomol. 2004; 29: 311–319.
5. Надводник Дж., Лохаус Г. Субклеточные концентрации сахарных спиртов и сахаров по отношению к транслокации флоэмы у Plantago major , Plantago maritima , Prunus persica и Apium graveolens .Planta. 2008; 227: 1079–1089. pmid: 18188589
6. Энер-Зибен С., Лохаус Г. Апопластическая и симпластическая загрузка флоэмы в Quercus robur и Fraxinus excelsior . J Exp Bot. 2014; 65: 1905–1916. pmid: 245
7. Карли AJ, Дуглас AE, Паркер WE. Аминокислотный состав и питательная ценность сока флоэмы листьев картофеля для борьбы с тлей. J Exp Biol. 2002; 205: 3009–3018. pmid: 12200404
8. Лохаус Г, Швердтфегер М.Сравнение сахаров, иридоидных гликозидов и аминокислот в нектаре и соке флоэмы Maurandya barclayana , Lophospermum erubescens и Brassica napus . PLoS ONE. 2014; 9 (1): e87689. pmid: 24489951
9. Сандстрём Дж. П., Моран Н. А.. Бюджеты аминокислот у трех видов тлей, использующих одно и то же растение-хозяин. Physiol Entomol. 2001; 26: 202–211.
10. Уилкинсон Т.Л., Эшфорд Д.А., Притчард Дж., Дуглас А.Е. Сахар пади и осморегуляция у гороховой тли Acyrthosiphon pisum .J Exp Biol 1997; 200: 2137–2143. pmid: 9320049
11. Febvay G, Rahbé Y, Rynkiewicz M, Guillaud J, Bonnot G. Судьба диетической сахарозы и неосинтез аминокислот у гороховой тли, Acyrthosiphon pisum , выращиваемой на разных диетах. J Exp Biol. 1999; 202: 2639–2652. pmid: 10482723
12. Оклер Дж. Кормление и питание тлей. Энн Рев Энтомол. 1963; 8: 439–490.
13. Лерой П., Уотелет Б., Сабри А., Фрэнсис Ф., Верхегген Ф., Капелла К. и др.Взаимодействие тли с растением-хозяином: точно ли отражает аминокислотный состав растения-хозяина в медвяной росе тли? Взаимодействие членистоногих и растений. 2011; 5: 193–199.
14. Сабри А., Вандермотен С., Лерой П.Д., Хаубрюге Э., Ханс Т., Тонарт П. и др. Протеомное исследование пади тли обнаруживает неожиданное разнообразие белков. PloS ONE. 2013; 8: e74656. pmid: 24086359
15. Völkl W, Woodring J, Fischer M, Lorenz MW, Hoffmann KH. Взаимоотношения между муравьиной тлей: влияние производства пади и состава сахара на предпочтения муравьев.Oecologia. 1999; 118: 483–491. pmid: 28307416
16. Fischer MK, Völkl W, Schopf R, Hoffmann KH. Возрастная структура производства пади и ее состав у тли Metopeurum fuscoviride : влияние на присутствие муравьев. J. Insect Physiol. 2002; 48: 319–326. pmid: 12770106
17. Hendrix DL, Wei Y, Legget JE. Роса равнокрылых определяется как насекомыми, так и видами растений. Comp Biochem Physiol. 1992; 101: 23–27.
18. Фишер МК, Шинглтон А.В. Растение-хозяин и муравьи влияют на сахарный состав пади тлей. Funct Ecol. 2001; 15: 544–550.
19. Bacon JSD, Dickinson B. Происхождение мелецитозы: биохимическая взаимосвязь между липой ( Tilia spp.) И тлей ( Eucallipterus tiliae L.). Biochem. 1957; 66: 289–297.
20. Liebig G. Gaschromatographische und Entersmatische Untersuchungen des Zuckerspektrums des Honigtaus von Buchneria pectinatae (Nördl.) Апидология. 1979; 10: 213–225.
21. Mittler TE. Исследования по кормлению и питанию Tuberolachnus salignus (Gmelin) (Homoptera, Aphididae). II. Азотно-сахарный состав съеденного сока флоэмы и выделенной медвяной росы. J Exp Biol. 1958; 35: 74–84.
22. Фишер Д. Б., Райт Дж. П., Миттлер Т. Е.. Осморегуляция тлей Myzus persicae : физиологическая роль олигосахаридов пади. J. Insect Physiol. 1984; 30: 387–393.
23. Родс Дж. Д., Кроган П.С., Диксон АФГ. Синтез пищевой сахарозы и олигосахаридов в отношении осморегуляции у гороховой тли, Acythosiphon pisum . Physiol Entomol. 1997; 22: 373–379.
24. Эшфорд Д.А., Смит В.А., Дуглас А.Е. Жизнь на диете с высоким содержанием сахара: судьба сахарозы, попавшей в организм насекомого, питающегося флоэмами, гороховой тли Acyrthosiphon pisum . J. Insect Physiol. 2000; 46: 335–341. pmid: 12770238
25. Уолтерс Ф.С., Маллин CA.Зависимое от сахарозы увеличение продукции олигосахаридов и связанной с ними активности гликозидаз у картофельной тли Macrosiphum euphorbiae (Thomas). Arch Insect Biochem Physiol. 1988; 9: 35–46.
26. Брэндл С., Миура Т., Бикель Р., Шинглтон А.В., Кампхампати С., Стерн Д.Л. Происхождение и эволюция бактериоцитов в симбиозе тлей- Buchnera . PLoS Biol. 2003; 1: e1.
27. Проссер WA, Дуглас AE. Проверка гипотезы о том, что азот улучшается и перерабатывается в симбиозе тли ( Acythosiphon pisum ).J. Insect Physiol. 1992; 38: 93–99.
28. Сасаки Т., Исикава Х. Производство незаменимых аминокислот из глутамата симбионтами мицетоцилов гороховой тли, Acythosiphon pisum , поддерживаемых на искусственных диетах. J. Insect Physiol. 1995; 37: 749–756.
29. Уилкинсон Т.Л., Адамс Д., Минто Л. Б., Дуглас А. Э. Влияние растения-хозяина на численность и функцию симбиотических бактерий у тли. J Exp Biol. 2001; 204: 3027–3028. pmid: 11551991
30.Kunkel H, Kloft, Die Honigtau-Erzeuger des Waldes W. J., в: Kloft W.J. и Kunkel H. (Eds.), Waldtracht und Waldhonig in der Imkerei. Эренвирт, Мюнхен. 1985; С. 48–265.
31. Ruoff K, Luginbühl W., Kilchenmann V, Bosset JO., Von der Ohe K, von der Ohe W. и др. Подтверждение ботанического происхождения меда с использованием профилей классических величин и дискриминантного анализа. Apidologie. 2007; 38: 438–452.
32. Nottbohm FE, Lucius F. Melezitose im Honigtauhonig der Linde.Zeitschrift für Untersuchungen der Lebensmittel. 1929; 57: 549–558.
33. Хадсон CS, Шервуд SF. Наличие мелецитозы в меде. J Am Chem Soc. 1920; 42: 116–125.
34. Gölz H. Der Melezitosegehalt im Honigtau verschiedener Lachnidenarten. Apidologie. 1982; 13: 89–91.
35. Zoebelein G. Die Rolle des Waldhonigtaus im Nahrungshaushalt forstlich nützlicher Insekten. Forstw Centralbl. 1957; 76: 24–34.
36. Хиджаз Ф., Киллини Н.Сбор и химический состав сока флоэмы Citrus sinensis L. Osbeck (Сладкий апельсин). PLoS ONE. 2014 9 (7): e101830. pmid: 25014027
37. Финдлинг С., Зангер К., Крюгер С., Лохаус Г. Субклеточное распределение олигосахаридов раффинозы и других метаболитов в летних и зимних листьях Ajuga reptans (Lamiaceae). Planta. 2015; 241: 229–241. pmid: 25269399
38. Göttlinger T, Schwerdtfeger M, Tiedge K, Lohaus G.Что любят нектароядные летучие мыши? Состав нектара Bromeliaceae с особым упором на виды, опыляемые летучими мышами. Фронтальный завод им. 2019; 10: 205. pmid: 30847001
39. Западный SG, Финч JF, Curran PJ. Модели структурных уравнений с ненормальными переменными: проблемы и способы их устранения. В: Хойл Р.Х., редактор. Моделирование структурным уравнением: концепции, проблемы и приложения. Ньюбери Парк, Калифорния: Сейдж; 1995. С. 56–75.
40. Эрве М.Р., Николе Ф., Ле Цао КА. Многомерный анализ нескольких наборов данных: практическое руководство по химической экологии.J Chem Ecol. 2018; 44: 215–234. pmid: 29479643
41. Раметт А. Многомерный анализ микробной экологии. FEMS Microbiol Ecol. 2007; 62: 142–160. pmid: 17892477
42. Оксанен Дж., Киндт Р., Леджандр П., О’Хара Б., Генри М., Стивенс Х. Веганский пакет. Пакет «Экология сообщества». Пакет R версии 2.5–3 [онлайн]. 2007; https://CRAN.R-project.org/package=vegan (по состоянию на 07 октября 2019 г.).
43. Андерсон MJ. Новый метод непараметрического многомерного дисперсионного анализа.Австралийская экология. 2001; 26: 32–46.
44. Андерсон MJ. Дистанционные тесты на однородность многомерных дисперсий. Биометрия. 2006; 62: 245–253. pmid: 16542252
45. Андерсон MJ, Уолш DCI. ПЕРМАНОВА, ANOSIM и тест Мантеля перед лицом неоднородных дисперсий: какую нулевую гипотезу вы проверяете? Ecol Monogr. 2013; 83: 557 574.
46. Ziegler H, Mittler TE. Über den Zuckergehalt der Siebröhren- bzw- Siebzellensäfte von Heracleum mantegazzianum und Picea abies (L.) Karst Z Naturforschung. 1959; 14 В: 278–281.
47. Кристофолетти П. Т., Рибейро А. Ф., Дерасон С., Рахбе Ю., Терра В. Р.. Адаптация средней кишки и распределение пищеварительных ферментов у насекомого, питающегося флоэмой, гороховой тли Acyrthosiphon pisum . J Insect Physiol 2003; 49: 11–24. pmid: 12770012
48. Вейбулл Дж., Ронквист Ф., Бришаммар С. Состав свободных аминокислот экссудатов листьев и сока флоэмы. Plant Physiol. 1990; 92: 222–226. pmid: 16667250
49.Харибал М., Джандер Г. Исследования стабильных изотопов выявили пути включения заменимых аминокислот в Acyrthosiphon pisum (гороховая тля). J Exp Biol. 2015; 218: 3797–3806. pmid: 26632455
50. Сасаки Т., Фукути Н., Исикава Х. Поток аминокислот через тлю и ее симбионт: исследования с ¹⁵ N-меченным глутамином. Zool Sci. 1993; 10: 787–791.
51. Ehrhardt P. Die anorganischen Bestandteile des Honigtaues von Megoura viciae Buckt.Experientia. 1965; XXI / 8: 472–473.
52. Даунинг Н. Регулирование содержания натрия, калия и хлора у тли, подвергающейся ионному стрессу. J Exp Biol. 1980; 87: 343–349.
53. Wyatt GR. Биохимия гемолимфы насекомых. Энн Ревью Энтомол. 1961; 6: 75–102.
54. Фермо П., Беретта Г., Фачино Р. М., Гельмини Ф. Ионный профиль меда как потенциальный индикатор ботанического происхождения и глобального загрязнения окружающей среды. Загрязнение окружающей среды.2013; 178: 173–181.
55. Tiedge K, Lohaus G. Нектарные сахара и аминокислоты у видов Nicotiana, цветущих днем и ночью, в большей степени зависят от предпочтений опылителей, чем органические кислоты и неорганические ионы. PLoS ONE. 2017; 12 (5): e0176865. pmid: 28467507
56. Schmelz H, Gall H, Fehlinger GF, Heider E, Rösch J. Alle Jahre wieder Ratlosigkeit – oder was tun bei Melezitosetracht. ПВО. 2002; 1: 23–24
57. Имдорф А., Богданов С., Кильхенманн В.Zementhonig im Honig- und Brutraum — был данн? Schweizer Zentrum für Bienenforschung. 2002; 1: 1–16.

Чистый сырой мед (и страшная правда о поддельном мёде) • Чистый сырой местный мед Орегонский пчелиный

Джефф Гарнер (пчеловод и совладелец Bee-Licious Honey)

Когда вы ищете мед в магазине или вам предлагают мед в ресторане, вы думаете, что вы действительно получаете мед … от пчел! Но что пугает, до 70% меда продается в США.С. вовсе не настоящий мёд .

Что это тогда? Это может быть кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, приправленный и окрашенный, чтобы выглядеть как мед. Или, возможно, когда-то это был мед, но теперь его содержание перевешивают дешевые искусственные подсластители. Многие крупные компании также импортируют мед из стран, мало заботящихся о стандартах здоровья, поэтому в него могут быть добавлены другие химические вещества.

К сожалению, FDA не регулирует продажу меда, поэтому все (даже искусственно ароматизированные банки сиропа или других подсластителей) можно по закону маркировать как «чистый мед».«Невозможно определить, что реально, а что нет, по этикетке или по содержимому банки на полке.

И все же мед — самый полезный из всех подсластителей, его преимущества варьируются от помощи при сезонной аллергии до улучшения настроения и улучшения сна, более здоровой кожи и повышения энергии, а также заживления ожогов и ран … он даже кажется многообещающим лечение устойчивых к антибиотикам бактерий. Это поистине чудо природы, но только если оно натуральное .

Чтобы мед принес столько пользы для здоровья, его нельзя подвергать чрезмерной переработке. Но это происходит слишком часто в крупномасштабных коммерческих операциях с медом: мед нагревают (выбивая большинство основных ферментов), ультрафильтруют (удаляя всю питательную пыльцу), а затем часто разбавляют, прежде чем потенциально включать добавки (даже диатомовые. Земля)!

Как избежать всего этого фальшивого меда? Единственный способ обезопасить себя — это покупать непосредственно у пчеловода, которому вы доверяете .Пчеловод, который любит своих пчел и гордится тем, что предлагает чистые, сырые продукты, которые сохраняют все природные качества меда. Продукт прямо из самих пчел.

Чистый, сырой мед минимально фильтруется (грубо процеживается для удаления остатков воска) и максимально осторожно нагревается (никогда не выше температуры, при которой его поддерживают сами пчелы). Вы даже можете увидеть клубочки пыльцы, если присмотритесь к банке. И когда вы открываете банку с чистым, сырым медом и пробуете его… естественно будет пчелиный!

Искусственные Sugars в Royal Jelly

*
Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland Острова (Мальвинские) Фарерские острова ФиджиФинляндияФинляндияМорская Республика МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуам GuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенег alSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЮгославияЗамбияЗимбабве
Границы | Соотношение Омега-6: 3, превышающее абсолютный уровень липидов в рационе, влияет на ассоциативное обучение медоносных пчел
Введение
Медоносные пчелы ( Apis mellifera ) — социальные насекомые, которые живут высокоорганизованными колониями, состоящими из королевы, множества рабочих и нескольких трутней. Разделение труда среди рабочих зависит от возраста (Winston, 1987). Молодые пчелы в основном работают внутри колонии, тогда как более старые пчелы занимаются добычей пищи.Кормящее поведение медоносных пчел, а также другие характеристики медоносных пчел делают их наиболее важным опылителем товарных культур (Klein et al., 2007), вносящим важный вклад в питание человека (Chaplin-Kramer et al., 2014). Для питания пчелам необходим цветочный нектар и пыльца. Нектар является основным источником углеводов, а пыльца содержит микро- и макроэлементы, включая белки, жирные кислоты (ЖК), витамины и минералы. Пчелы предпочитают собирать пыльцу с различных растений (Avni et al., 2009). Более того, на производительность колонии влияет качество и количество пыльцы, которую потребляет колония, и было обнаружено, что высокий уровень липидов в пыльце способствует здоровью медоносных пчел (Di Pasquale et al., 2013). Голод и недоедание были признаны второй основной причиной потери колонии после маток низкого качества в США (Hayes et al., 2008). Поэтому растет интерес к исследованиям питания медоносных пчел (Manning, 2016; Démares et al., 2017; Corby-Harris et al., 2018).
Содержание и состав жирных кислот в пыльце различаются у разных типов растений (Roulston and Cane, 2000).В современном сельском хозяйстве ульи часто размещаются на больших монокультурных территориях, где пчелы питаются одной пыльцой. Это может привести к несбалансированному питанию по основным компонентам, таким как аминокислоты и жирные кислоты, что может привести к недоеданию (Naug, 2009). Жирные кислоты являются основным компонентом клеточных мембран и важны для их функции. Они необходимы для воспроизводства и развития, служат источником энергии и для развития жировых отложений у пчел зимой (Kunert and Crailsheim, 1988; Manning, 2001).
Большинство жирных кислот могут синтезироваться эндогенно в соответствии с потребностями организма. Жирные кислоты, которые организм не может производить, должны поступать с пищей, поэтому они называются незаменимыми жирными кислотами (НЖК). Две группы НЖК — это омега-3 и омега-6, которые представляют собой полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) (Simopoulos, 1991). Альфа-линоленовая кислота (ALA) и линолевая кислота (LA) являются основными жирными кислотами омега-3 и омега-6, соответственно, обнаруженными в пыльце, хотя их количество различается между разными видами пыльцы (Manning, 2001).У млекопитающих обе EFA могут быть удлинены до длинноцепочечных PUFA, LA — до арахидоновой кислоты (AA), а ALA — до эйкозапентаеновой кислоты (EPA) и докозагексаеновой кислоты (DHA). Это основные НЖК у млекопитающих, которые могут поступать с пищей в основном из рыбьего жира и морских водорослей (Simopoulos, 2009).
Из-за низкой распространенности омега-3 в современной западной диете большинство исследований сосредоточено на влиянии дефицита этой ЖК. Для млекопитающих важность жирных кислот омега-3 хорошо известна.Эти жирные кислоты составляют основную долю общих ЖК мозга, сетчатки и сперматозоидов человека и других млекопитающих (O’Brien et al., 1964). Дефицит омега-3 жирных кислот, в основном длинноцепочечных ПНЖК, связан с увеличением частоты хронических заболеваний, плохим здоровьем и особенно с некоторыми психическими и когнитивными расстройствами (Yashodhara et al., 2009; Gow and Hibbeln, 2014). Влияние дефицита омега-3 на питание насекомых было впервые исследовано на медоносных пчелах (Arien et al., 2015). У пчел, которых кормили диетами с низким содержанием омега-3, наблюдалось значительное снижение обонятельного и тактильного ассоциативного обучения. Эти результаты показали, что, как и у млекопитающих, жирные кислоты омега-3 играют решающую роль в когнитивной функции медоносных пчел.
Однако в литературе по млекопитающим (включая человека) обсуждается относительный пагубный эффект дефицита омега-3 по сравнению с высоким соотношением омега-6: 3. Например, современная западная диета смещена в сторону омега-6 с соотношением омега-6: 3 около 15: 1, тогда как это соотношение в традиционном рационе человека составляло около 1: 1 (Simopoulos, 2009).У млекопитающих LA и ALA могут быть обесценены ферментами до длинноцепочечных ПНЖК. Мало того, что этот процесс преобразования происходит очень медленно (Chow, 2000), но также существует конкуренция между жирными кислотами омега-6 и омега-3 за сродство к ферментам десатурации. Есть два фермента (дельта-4 и дельта-6 десатуразы) с большим сродством к омега-3, чем к омега-6 (Insua et al., 2003; Bazan, 2006). Однако высокое потребление LA препятствует десатурации и удлинению ALA (Patterson et al., 2012).
Аналогичный вопрос возникает при питании медоносных пчел: требуется ли пчелам определенное абсолютное количество омега-3 или для поддержания определенного соотношения омега-6: 3. У насекомых есть только следовые количества длинноцепочечных ПНЖК (Shen et al., 2010). Динамика между LA и ALA может отличаться от динамики у млекопитающих. Однако результаты очень сильного влияния дефицита АЛК на познавательные способности пчел (в отличие от млекопитающих, у которых когнитивные нарушения возникают в результате дефицита ЭПК и ДГК), поднимают гипотезу о том, что у пчел может быть важная динамика LA: ALA, которая влияет на когнитивные способности и здоровье пчел. .
Основная цель этого исследования заключалась в том, чтобы проверить, связано ли когнитивное нарушение у медоносных пчел с низким абсолютным содержанием омега-3 в рационе или высоким соотношением омега-6: 3. При составлении диет, которые различались по этим двум факторам, также менялись общие уровни липидов. Вторая цель, таким образом, состояла в том, чтобы проверить влияние общего уровня липидов на когнитивные способности. Новорожденных пчел кормили недельным рационом, который отличался соотношением омега-6: 3 и уровнем общих липидов, а затем тестировали в тесте на обонятельное кондиционирование.
Материалы и методы
Диеты
Чтобы контролировать состав жирных кислот в питании пчел, мы скармливали им искусственные корма. Как и в предыдущих экспериментах, мы использовали соевую муку в качестве источника белка (Arien et al., 2015). Тем не менее, эта мука также содержит жирные кислоты, преобладающей из которых являются омега-6 (LA), что затрудняет контроль соотношения омега-6: 3. Поэтому мы создали диеты на основе муки после процесса экстракции масла с использованием системы Сокслета.Гексан при 70 ° C использовали для извлечения остатков масла из муки в течение 6 часов, а затем выпаривали для получения обезжиренной муки. Содержание белка в соевой муке составляло 47% (анализ методом Кьельдаля; см. Arien et al., 2015), и было добавлено для достижения 20% -ной белковой диеты. В состав рациона входило: 42% обезжиренной соевой муки, от 49,5 до 56,5% меда, который содержит незначительное количество липидов (Machado De-Melo et al., 2018), и 1–8% смесь двух растительных масел. : лен и кукуруза.Льняное масло на 97% состоит из жирных кислот и богато омега-3, тогда как кукурузное масло на 90% состоит из жирных кислот и богато омега-6. Относительное количество каждого масла варьировалось между обработками для достижения желаемого состава ЖК (см. Arien et al., 2015 для анализа ЖК этих масел). В таблице 1 показан состав EFA лечебной диеты. Было четыре группы лечения с разными уровнями процентного содержания липидов в диете: 1, 2, 4 и 8%, и в каждой группе соотношение омега-6 и омега-3 масел составляло 5, 1 или 0.3. Диеты были разработаны таким образом, чтобы мы могли сравнивать одни и те же три уровня соотношения омега-6: 3 при четырех уровнях концентрации липидов и с различными абсолютными количествами омега-3. Таким образом, мы могли сравнивать обучаемость рационов пчел, получавших рационы, которые различались по соотношению омега-6: 3, но имели одинаковое абсолютное количество омега-3, и мы могли сравнивать рационы пчел, получавших разные абсолютные количества омега-3, при сохранении того же количества омега-6. : 3 соотношение.
ТАБЛИЦА 1. Экспериментальные диеты по процентному содержанию липидов и соотношению омега-6: 3, составу незаменимых жирных кислот от общего количества жирных кислот (TFA) и абсолютным количествам.
Основные FA составляли от 54 до 65% TFA. Относительный состав двух основных ЖК больше всего различается по сравнению с обычными несущественными ЖК в разных диетах с соотношением омега-6: 3 (дополнительная таблица S1).
Пчелы
Пчелы принадлежали к местной разновидности медоносных пчел, в основе которой лежит в основном итальянская пчела, Apis mellifera ligustica . Мы поместили запечатанные соты с расплодом из обычных ульев в инкубатор на ночь. На следующий день мы случайным образом собрали вылупившихся в инкубаторе пчел возрастом до 24 часов и поместили их в чашки Петри диаметром 9 см с фильтровальной бумагой на дне группами по пять пчел.В каждую чашку Петри мы добавили две кормушки Eppendorf емкостью 1 мл, одну с диетой, а другую с водой. Пчелы получали одну из диетических обработок в течение 1 недели, как в Arien et al. (2015); Потребление пыльцы происходит в основном молодыми пчелами в первые дни после появления всходов (Crailsheim et al., 1992). Потребление рациона на чашку рассчитывали путем взвешивания кормушек в начале и после 1 недели в инкубаторе, принимая во внимание потерю веса из-за испарения, имея для каждой диеты контрольную чашку без пчел.В рационе был мед, поэтому не было необходимости в дополнительных углеводах. Затем пчел отбирали для обонятельного кондиционирования экспериментов с ответом на удлинение хоботка (PER). В каждом опыте PER было от 31 до 34 пчел.
Обонятельная реакция на удлинение хоботка (PER) Кондиционирование
Эксперименты по ответу на удлинение хоботка проводили в соответствии с установленными методами (Bitterman et al., 1983; Drezner-Levy et al., 2009). Эксперимент проводился в термостатированной лаборатории с установленным переменным током 26 ° C (диапазон 24–29 ° C).Чашку Петри с пчелами помещали в морозильную камеру на 3–5 мин, а затем обездвиженных пчел удерживали в 5-сантиметровых кусках соломинки для питья, прикрепляя клейкую ленту вокруг срезанной верхней части соломинки и грудной клетки. пчела. Через сорок пять минут всем пчелам скармливали 1 мкл 50% (мас. / Мас.) Сахарозы. Через час после кормления мы проверили у пчел их аппетитную мотивацию. Мы касались усиков каждой пчелы ватной палочкой, смоченной в 50% (мас. / Мас.) Растворе сахарозы; во время этого теста пчел не кормили.Пчелы, у которых не расширялся хоботок, были исключены из эксперимента. Двадцать мотивированных пчел, у которых все-таки удлинились хоботки, были взяты для кондиционирования и размещены вдоль линеек в произвольном порядке. Эксперимент начался сразу после мотивационного теста. В этом эксперименте использовались запахи бензилацетата и геранилацетата. Чтобы устранить запахи, мы поместили полоску фильтровальной бумаги в стеклянную трубку шприца и капнули на нее 3,5 мкл чистого запаха. Шприц был подключен к воздушному насосу, управляемому компьютером.Запах подавался в течение 4 с, после чего назначалось вознаграждение на 3 с. Пчелы подвергались воздействию двух запахов в 12 испытаниях кондиционирования, по 6 на каждый запах, с интервалом между испытаниями 8 мин. Один запах был связан с положительной наградой (запах А), а другой запах — с отрицательной наградой (запах В). Запахи были представлены в псевдослучайной последовательности ABBABAABABBA. После появления запаха А пчел кормили микрошприцем Gilmont 0,4 мкл 50% раствора сахарозы в качестве положительного вознаграждения (CS +).После появления запаха B отрицательной наградой (CS-) было прикосновение к усикам ватной палочкой, смоченной в 2 M растворе NaCl (пчелам не давали солевой раствор).
Статистический анализ
Чтобы проверить влияние диет на успеваемость, мы рассчитали индекс обучения, который представлял собой разницу между суммой ответов в трех последних испытаниях на CS + и CS- (Shafir and Yehonatan, 2014). Мы использовали двухфакторный дисперсионный анализ, чтобы проверить влияние соотношения омега-6: 3 и процентного содержания липидов в рационе как основных факторов, их взаимодействия и числа ульев как случайной величины на индекс обучения.Вся статистика была сделана с использованием программного обеспечения JMP v.13 (SAS Institute).
Результаты
Среднее потребление пищи на блюдо не зависело ни от соотношения омега-6: 3 ( F ₂₃₀₀ = 0,37, P = 0,69), ни от общей концентрации липидов ( F _3,300 = 1,603, P = 0,19), и взаимодействие между этими двумя факторами не было статистически значимым ( F ₆₃₀₀ = 0,6, P = 0,73).Сравнение еженедельного потребления диеты между всеми 12 процедурами показано на рисунке 1.
РИСУНОК 1. Среднее (± SE) еженедельное потребление рациона на блюдо (5 пчел). Размер выборки составляет 26 блюд для каждой из 12 процедур.
На успеваемость значительно влияло соотношение омега-6: 3 диеты ( F _2,386 = 17,9, P <0,0001) и общая концентрация липидов ( F _{3 377,5} = 2,96, P = 0.03), при этом взаимодействие между двумя факторами не является значимым ( F _6,385 = 0,79, P = 0,58). На рисунке 2А показаны кривые обучения пчел, получавших рационы, которые различались соотношением омега-6: 3, объединяя вместе все концентрации общих липидов. Такое сравнение показывает, что эффективность обучения пчел, получавших рационы с соотношением омега-6: 3, равным 5, была значительно ниже, чем у пчел, получавших рационы с более низким соотношением омега-6: 3, равным 1 и 0,3. Когда представили раствор сахарозы, почти все пчелы впитали его почти во всех испытаниях, и не было никакой разницы в ответе США между группами ( F _2,386 = 0.04, P = 0,96) (Рисунок 2B). На рисунке 3А показаны кривые обучения пчел, получавших рационы, которые различались по общей концентрации липидов, объединенные вместе все соотношения омега-6: 3. Самая низкая эффективность была у рациона пчел, получавшего 1% липидов, а лучшая — у рациона пчел, получавшего 4% липидов. Процент липидов в рационе также не повлиял на реакцию в США ( F _{3 377,5} = 0,36, P = 0,78) (рис. 3B). Сравнение показателей обучения между всеми 12 видами лечения показано на рисунке 4.Индекс обучения пчел, получавших соотношение омега-6: 3, равное 5, был постоянно самым низким среди всех липидных групп. Пчелы, в рационе которых соотношение омега-6: 3 составляло 1 и содержало 4 и 2% липидов, достигли наивысших показателей обучения (рис. 4).
РИСУНОК 2. Эффективность обонятельного кондиционирования рационов пчел, получавших рационы с соотношением омега-6: 3 0,3 ( N = 133), 1 ( N = 132) или 5 ( N = 136). Данные объединены для всех четырех тестируемых концентраций общих липидов. (A) Кривые обучения показывают долю пчел, которые расширили свой хоботок до условных запахов в каждом из шести опытов с каждым запахом. Сплошные линии показывают кривые обучения положительно вознагражденному условному стимулу (CS +). Пунктирные линии представляют ответ на условный раздражитель, получивший отрицательное вознаграждение (CS–). (B) Показывает реакцию на сахарозное вознаграждение, безусловный стимул (US +). Различные буквы обозначают статистически значимое различие между видами лечения (тест Tukey HSD, P <0.05).
РИСУНОК 3. Средняя эффективность обонятельного кондиционирования пчел в соответствии с процентным содержанием липидов в рационе. (A) Кривые обучения показывают долю пчел, которые расширили свой хоботок до условного запаха в каждом из шести опытов с каждым запахом. Сплошные линии показывают кривые обучения положительно вознагражденному условному стимулу (CS +). Пунктирные линии представляют собой условный раздражитель с отрицательным вознаграждением (CS-). (B) Показывает реакцию на сахарозное вознаграждение, безусловный стимул (US +).Различные буквы обозначают статистически значимое различие между видами лечения (тест Tukey HSD, P <0,05).
РИСУНОК 4. Среднее значение индекса обучения пчел для каждой из различных диет. Индекс обучения для каждой пчелы — это разница между суммой ответов в течение последних трех испытаний на запах (сахар), полученный в качестве положительного вознаграждения (CS +), и суммой ответов в течение последних трех испытаний на запах, полученный в результате отрицательной оценки (соли) (CS). -).Цифры внизу столбцов представляют размер выборки. Различные буквы обозначают статистически значимую разницу между видами лечения (тест Тьюки, P <0,05).
Обсуждение
В данной статье мы изучаем влияние соотношения омега-6: 3 и содержания липидов в питании медоносных пчел на способность к обучению. Наши результаты согласуются с нашими предыдущими выводами (Arien et al., 2015) о том, что на успеваемость пчел сильно влияет диета с дефицитом омега-3 и высоким содержанием омега-6: 3.Здесь, однако, мы экспериментально разделили влияние абсолютных уровней омега-3 от эффекта соотношения омега-6: 3. Мы обнаружили, что требуется минимальное общее абсолютное количество EFA, но после этого основное влияние на эффективность обучения оказывает соотношение омега-6: 3. В частности, высокое соотношение омега-6: 3 ухудшает обучаемость, даже если абсолютное количество омега-3 в рационе относительно велико. Пчелы, получавшие рационы с более низким соотношением омега-6: 3 (1 или 0,3), усваивали лучше, чем рационы с высоким соотношением омега-6: 3 (из 5), даже когда абсолютное количество омега-3 было одинаковым.
В питании человека высокое соотношение омега-6: 3 связано со снижением когнитивных функций у взрослых (Loef and Walach, 2013). Количество потребляемых омега-6 может регулировать количество жирных кислот омега-3 и тем самым уменьшать количество омега-3, доступное в организме (Taha et al., 2014). Взрослые, которые плохо показали себя в когнитивных тестах, имели более высокое соотношение жирных кислот омега-6: 3 в плазме крови по сравнению с теми, кто показал лучшие результаты (Cherubini et al., 2007).
Andruchow et al. (2017) обнаружили корреляцию у здоровых пожилых людей между диетическим соотношением омега-6: 3 и пространственным познанием; Те, чья диета содержала более низкое соотношение омега-6: 3, имели лучшую пространственную память и лучше справлялись с навигационными тестами.Точно так же крысы, получавшие рацион с низким соотношением омега-6: 3, лучше справлялись с задачей, требующей навигации по лабиринту (Hajjar et al., 2012). Сходство между пчелами и млекопитающими в пагубном влиянии высокого соотношения омега-6: 3 в рационе на успеваемость предполагает, что, как и у млекопитающих, пространственное познание пчел может быть нарушено высоким соотношением омега-6: 3. Медоносные пчелы обладают сложными способностями к навигации и ориентации, которые имеют решающее значение для выживания колонии (Collett et al., 2013). Например, при расстройстве коллапса колонии (CCD) пчелы покидают колонию и не могут вернуться в нее по еще неизвестным причинам (Oldroyd, 2007; Traynor et al., 2017). Влияние диеты с высоким содержанием омега-6: 3 на навигацию и пространственное обучение медоносных пчел заслуживает дальнейшего изучения.
В исследовании, в котором пыльца собиралась вручную с 28 различных видов растений, диапазон соотношения омега-6: 3 составлял от 0,09 до 5,34 (Arien et al., 2015). Самые высокие значения были у деревьев эвкалипта, деревьев. Наши результаты показывают, что колония, расположенная в монокультурном лесу Eucalyptus , будет страдать от этого высокого соотношения омега-6: 3. Существуют и другие культуры, выращиваемые в монокультурных культурах, которые содержат пыльцу с относительно высоким соотношением омега-6: 3, что, вероятно, не идеально для колонии.Однако, когда колония расположена в среде обитания с разнообразной растительностью, она имеет тенденцию собирать пыльцу с нескольких растений одновременно (Avni et al., 2009). Соотношение омега-6: 3 смесей пыльцы, собранных пчелами в нескольких местах по всему миру, варьировалось от 0,3 до 0,9 (Arien et al., 2015), что, согласно нашим результатам, находится в оптимальном диапазоне для когнитивных функций.
Спорный вопрос, могут ли собиратели медоносных пчел оценить питательную ценность пыльцы, особенно в отношении содержания в ней белка (обзор Zarchin et al., 2017). Однако в ходе экспериментов с выбором Хендриксма и Шафир (2016) недавно показали, что сборщики медоносных пчел предпочитают собирать рационы, которые уравновешивают их дефицит питательных веществ, в том числе по незаменимым аминокислотам и НЖК. Кроме того, когда колония кормилась пыльцой, в которой отсутствовали определенные EFA, собиратели пытались компенсировать этот дефицит на уровне колонии, оценивая дополнительную пыльцу как более привлекательную в своих танцах рекрутирования (Zarchin et al., 2017). Таким образом, оказывается, что колония медоносных пчел нуждается в сбалансированной диете с омега-6: 3 и пытается выборочно использовать корм, чтобы этого добиться.Подход к питанию с использованием геометрических рамок (Simpson and Raubenheimer, 2012) применялся в последнее время для оценки потребностей медоносных пчел в макроэлементах, например баланса между белками и углеводами (Paoli et al., 2014; Helm et al., 2017). В настоящее время мы используем этот подход для дальнейшей оценки потребности медоносных пчел в жирных кислотах омега-6: 3.
Шмели-фуражиры предпочитают соотношение белков и липидов (P: L) от 5: 1 до 10: 1 (Vaudo et al., 2016a, b). Интересно, что медоносные пчелы в нашем исследовании потребляли равное количество всех диет (рис. 1), хотя соотношение P: L в наших диетах варьировалось от 20: 1 до 2.5: 1 для диеты с содержанием липидов 1 и 8% соответственно. Эти молодые пчелы в течение первой недели своей жизни являются основными потребителями пыльцы в колонии (Crailsheim et al., 1992). Похоже, что молодые медоносные пчелы до возраста 1 недели могут быть сосредоточены на белке и не регулируют потребление липидов.
На успеваемость влияло также содержание липидов в диете; пчелы, получавшие диету с низким содержанием жиров и 1% липидов, имели самую низкую кривую обучения, независимо от соотношения омега-6: 3. Таким образом, даже диета, в которой содержание EFA было сильно смещено в сторону омега-3 (с соотношением омега-6: 3 0.3), не могли способствовать хорошему обучению, когда общее содержание липидов (и, следовательно, абсолютное количество омега-3) было слишком низким. Сообщаемый диапазон содержания липидов пыльцы составляет от 2 до 20%; диапазон сокращается до 3–8% для пчелиного хлеба, который состоит из смеси нескольких пыльцы, хранящейся в клетках внутри улья (Wright et al., 2017). В этом исследовании мы показываем, что для хорошей способности к обучению уровень липидов должен составлять от 2 до 8% с максимальной эффективностью при 4% общих липидов. Относительно высокая концентрация липидов пыльцы также важна для правильного развития расплода.Ди Паскуале и др. (2013) обнаружили, что молодые пчелы-кормилицы хорошо развиваются, когда их скармливают несколькими пыльцами с общим содержанием липидов от 6,4 до 7,4%.
Нарушение обонятельного ассоциативного обучения может иметь прямые неблагоприятные последствия для функционирования колонии медоносных пчел (Klein et al., 2017). В настоящем исследовании мы проверили влияние диеты, заменяющей пыльцу, на продуктивность 8-дневных пчел. Типичная задача молодых пчел в этом возрасте — быть медсестрами, которые ухаживают за личинками и кормят их (Пейдж и Робинсон, 1991).Многие социальные взаимодействия между взрослыми пчелами и между пчелами-кормилицами и личинками зависят от передачи химических сигналов (Amdam, 2011). Ранее мы показали, что ухудшение успеваемости из-за дефицита омега-3 не может быть связано исключительно с нарушением обонятельного восприятия, так как тактильное ассоциативное обучение было в равной степени затронуто (Arien et al., 2015). В настоящее время мы специально проверяем, влияет ли дисбаланс омега-6: 3 на способности обонятельного восприятия. Остается определить, как нарушение обонятельного восприятия и / или обонятельного ассоциативного обучения повлияет на способность пчел-кормилиц выращивать личинок.
Поскольку более старые пчелы почти не потребляют пыльцу, мы предполагаем, что пагубные когнитивные эффекты, накопленные в течение первой недели жизни, сохранятся и в более старшем возрасте. Фактически мы обнаружили серьезный дефицит обучения у пожилых пчел из колонии, получавшей диету с дефицитом омега-3 (Arien et al., 2015). Типичная задача старых пчел — добыча пищи, задача, требующая высоких когнитивных способностей. Собирателям необходимо быстро научиться ассоциировать цветочные атрибуты с нектаром и / или вознаграждением за пыльцу (Menzel, 1999), а также между цветочными атрибутами и риском нападения хищников (Abbott and Dukas, 2009).Таким образом, нарушение обучения, вызванное дефицитом питания у молодняка пчел, вероятно, отрицательно скажется на кормлении и выживаемости более старых пчел.
Медоносные пчелы предоставили исключительно богатую модель для сравнительного познания (Menzel, 2012; Giurfa, 2015; Perry et al., 2017). Ранее мы показали, что, как и у млекопитающих, дефицит омега-3 серьезно нарушает ассоциативное обучение медоносных пчел (Arien et al., 2015). Здесь мы усиливаем этот вывод и, кроме того, показываем, что, как и предполагалось для млекопитающих, на успеваемость в основном влияет соотношение омега-6: 3 в рационе.Медоносная пчела может оказаться полезной моделью для сравнительных исследований питательной основы когнитивных способностей.
Авторские взносы
YA, AD и SS разработали эксперименты. YA и SS написали статью с помощью AD и проанализировали данные. Я. проводил эксперименты.
Финансирование
Финансовая поддержка была предоставлена за счет гранта BBSRC (BB / P007449 / 1), стипендии Vatat Nehemia Levtzion YA и внутренних средств Исследовательского центра пчел Б. Тривакса.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Рецензент ML и редактор по обработке заявили о своей общей принадлежности.
Благодарности
Мы хотели бы поблагодарить Хаима Калева за пчеловодство и помощь в полевых условиях, Маора Завитана и Ширан Йона за помощь в лаборатории.
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2018.01001/full#supplementary-material
Список литературы
Эбботт, К.Р., и Дукас, Р. (2009). Медоносные пчелы в своем танце виляния рассматривают опасность цветов. Anim. Behav. 78, 633–635. DOI: 10.1016 / j.anbehav.2009.05.029
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Андрухов, Н. Д., Кониши, К., Шатенштейн, Б., и Бохбот, В. Д. (2017). Более низкое соотношение омега-6 и омега-3 жирных кислот предсказывает лучшую зависящую от гиппокампа пространственную память и когнитивный статус у пожилых людей. Нейропсихология 31, 724–734. DOI: 10.1037 / neu0000373
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ариен, Ю., Даг, А., Зарчин, С., Маски, Т., и Шафир, С. (2015). Дефицит омега-3 препятствует обучению медоносных пчел. Proc. Natl. Акад. Sci. США 112, 15761–15766. DOI: 10.1073 / pnas.1517375112
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Авни, Д., Даг, А., и Шафир, С. (2009). Источники пыльцы медоносных пчел в Израиле: источник, периоды нехватки и влияние на рост населения. Isr. J. Plant Sci. 57, 263–275. DOI: 10.1560 / ijps.57.3.263
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Биттерман, М., Менцель, Р., Фиц, А., и Шефер, С. (1983). Классическое кондиционирование удлинения хоботка у медоносных пчел ( Apis mellifera ). J. Comp. Psychol. 97, 107–119. DOI: 10.1037 / 0735-7036.97.2.107
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чаплин-Крамер Р., Домбек Э., Гербер Дж., Кнут К. А., Мюллер Н. Д., Мюллер М. и др. (2014). Глобальное недоедание частично совпадает с производством питательных микроэлементов, зависящим от опылителей. Proc. R. Soc. B Biol. Sci. 281: 2014 1799.DOI: 10.1098 / rspb.2014.1799
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Керубини А., Андрес-Лакуева К., Мартин А., Лауретани Ф., Иорио А. Д., Бартали Б. и др. (2007). Низкий уровень N-3 жирных кислот в плазме и деменция у пожилых людей: исследование InCHIANTI. J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Sci. 62, 1120–1126. DOI: 10.1093 / gerona / 62.10.1120
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чоу, К. К. (ред.). (2000). Жирные кислоты в пищевых продуктах и их влияние на здоровье . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 96.
Google Scholar
Корби-Харрис, В., Снайдер, Л., Мидор, К., и Айотт, Т. (2018). Медсестры медоносной пчелы ( Apis mellifera ) не употребляют пыльцу из-за ее питательных качеств. PLoS One 13: e01. DOI: 10.1371 / journal.pone.01
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Crailsheim, K., Schneider, L., Hrassnigg, N., Bühlmann, G., Brosch, U., Gmeinbauer, R., et al. (1992). Потребление и использование пыльцы у рабочих медоносных пчел ( Apis mellifera carnica ): зависимость от индивидуального возраста и функций. J. Insect Physiol. 38, 409–419. DOI: 10.1016 / 0022-1910 (92)-V
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Демар Ф. Дж., Юсуф А. А., Николсон С. В. и Пирк К. В. (2017). Влияние феромона расплода на выживаемость и потребление питательных веществ африканскими медоносными пчелами ( Apis mellifera scutellata ) в контролируемых условиях. J. Chem. Ecol. 43, 443–450. DOI: 10.1007 / s10886-017-0840-1
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Di Pasquale, G., Salignon, M., Le Conte, Y., Belzunces, L.P., Decourtye, A., Kretzschmar, A., et al. (2013). Влияние питания пыльцы на здоровье пчел: качество и разнообразие пыльцы имеют значение. PLoS One 8: e72016. DOI: 10.1371 / journal.pone.0072016
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дрезнер-Леви, Т., Смит, Б. Х., и Шафир, С. (2009). Влияние кормовой специализации на различные учебные задачи медоносной пчелы ( Apis mellifera ). Behav. Ecol. Sociobiol. 64: 135. DOI: 10.1007 / s00265-009-0829-z
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гоу, Р. В., и Хиббелн, Дж. Р. (2014). Омега-3 и значение лечения при синдроме дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и связанных с ним поведенческих симптомах. Lipid Technol. 26, 7–10. DOI: 10.1002 / lite.201400002
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хаджар, Т., Мэн, Г. Ю., Раджион, М. А., Видьядаран, С., Осман, Ф., Фарджам, А. С. и др. (2012). Полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 улучшают пространственное обучение и экспрессию гена рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом (PPARα и PPARγ) гиппокампа у крыс. BMC Neurosci. 13: 109. DOI: 10.1186 / 1471-2202-13-109
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хельм, Б.Р., Слейтер, Г. П., Раджамохан, А., Йокум, Г. Д., Гринли, К. Дж., И Баушер, Дж. Х. (2017). Геометрическая схема питания показывает взаимодействие между белками и углеводами во время роста личинок медоносных пчел. Biol. Открыть 6, 872–880. DOI: 10.1242 / bio.022582
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хендриксма, Х. П., и Шафир, С. (2016). Сборщики меда уравновешивают дефицит питательных веществ в колониях. Behav. Ecol. Sociobiol. 70, 509–517.DOI: 10.1007 / s00265-016-2067-5
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Инсуа, М. Ф., Гарелли, А., Ротштейн, Н. П., Герман, О. Л., Ариас, А., и Полити, Л. Е. (2003). Регуляция клеточного цикла в предшественниках сетчатки с помощью нейротрофического фактора глии и докозагексаеновой кислоты. Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 44, 2235–2244. DOI: 10.1167 / iovs.02-0952
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Klein, A.-M., Vaissiere, B.E., Cane, J.H., Steffan-Dewenter, I., Cunningham, S.A., Kremen, C., et al. (2007). Значение опылителей в изменении ландшафтов мировых культур. Proc. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 274, 303–313. DOI: 10.1098 / rspb.2006.3721
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Кляйн, С., Кабироль, А., Дево, Ж.-М., Бэррон, А. Б., и Лихоро, М. (2017). Почему пчелы так уязвимы для стрессовых факторов окружающей среды. Trends Ecol. Evol. 32, 268–278. DOI: 10.1016 / j.дерево.2016.12.009
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Kunert, K., и Crailsheim, K. (1988). Сезонные изменения содержания углеводов, липидов и белков у молодых рабочих пчел и их смертность. J. Apic. Res. 27, 13–21. DOI: 10.1080 / 00218839.1988.11100775
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лоэф, М., и Валах, Х. (2013). Соотношение омега-6 / омега-3 и деменция или снижение когнитивных функций: систематический обзор исследований на людях и биологических данных. J. Nutr. Геронтол. Гериатр. 32, 1–23. DOI: 10.1080 / 21551197.2012.752335
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мачадо Де-Мело, А. А., Алмейда-Мурадиан, Л. Б. Д., Санчо, М. Т., и Паскуаль-Мате, А. (2018). Состав и свойства меда Apis mellifera : обзор. J. Apic. Res. 57, 5–37. DOI: 10.1080 / 00218839.2017.1338444
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мэннинг, Р. (2016).Искусственное кормление пчел, основанное на понимании принципов питания. Anim. Prod. Sci. 58, 689–703. DOI: 10.1071 / AN15814
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Науг, Д. (2009). Питательный стресс из-за потери среды обитания может объяснить недавний коллапс пчелиной семьи. Biol. Консерв. 142, 2369–2372. DOI: 10.1016 / j.biocon.2009.04.007
CrossRef Полный текст | Google Scholar
О’Брайен, Дж. С., Филлеруп, Д. Л., и Мид, Дж.Ф. (1964). Количественная оценка и состав жирных кислот и жирных альдегидов этаноламина, холина и сериновых глицерофосфатидов в сером и белом веществе головного мозга человека. J. Lipid Res. 5, 329–338.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Пейдж Р. Э. и Робинсон Г. Э. (1991). Генетика разделения труда в пчелиных семьях. Adv. Insect Physiol. 23, 117–169. DOI: 10.1016 / S0065-2806 (08) 60093-4
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Паоли, П.П., Донли Д., Стейблер Д., Сасендранат А., Николсон С. В., Симпсон С. Дж. И др. (2014). Пищевой баланс незаменимых аминокислот и углеводов взрослой рабочей пчелы зависит от возраста. Аминокислоты 46, 1449–1458. DOI: 10.1007 / s00726-014-1706-2
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Паттерсон, Э., Уолл, Р., Фицджеральд, Г., Росс, Р., и Стэнтон, К. (2012). Влияние на здоровье полиненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием омега-6 в рационе. J. Nutr. Метаб. 2012: 539426. DOI: 10.1155 / 2012/539426
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Перри, К. Дж., Бэррон, А. Б. и Читтка, Л. (2017). Границы познания насекомых. Curr. Opin. Behav. Sci. 16, 111–118. DOI: 10.1016 / j.cobeha.2017.05.011
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Рулстон, Т., и Кейн, Дж. Х. (2000). Пищевая ценность и усвояемость пыльцы для животных. Plant Syst.Evol. 222, 187–209. DOI: 10.1007 / BF00984102
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шафир, С., Иехонатан, Л. (2014). Сравнительные оценки размеров вознаграждения у медоносных пчел: данные из двух альтернативных условий принудительного выбора удлинения хоботка. Anim. Cogn. 17, 633–644. DOI: 10.1007 / s10071-013-0694-z
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шен, Л. Р., Лай, К. К., Фэн, X., Парнелл, Л. Д., Ван, Дж.Б., Ван, Дж. Д. и др. (2010). У дрозофилы отсутствуют ПНЖК C20 и C22. J. Lipid Res. 51, 2985–2992. DOI: 10.1194 / мл. M008524
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Симопулос, А. П. (2009). «Омега-6 / Омега-3 незаменимые жирные кислоты: биологические эффекты», в Омега-3 жирные кислоты, мозг и сетчатка, , ред. А. П. Симопулос и Н. Г. Базан (Базель: Karger Publishers), 1–16.
Google Scholar
Симпсон, С. Дж., И Раубенхаймер, Д.(2012). Природа питания: объединяющая основа от адаптации животных к ожирению человека. Princeton, NJ: Princeton University Press. DOI: 10.1515 / 9781400842803
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Taha, A. Y., Cheon, Y., Faurot, K. F., MacIntosh, B., Majchrzak-Hong, S. F., Mann, J. D., et al. (2014). Снижение содержания жирных кислот омега-6 в рационе увеличивает биодоступность полиненасыщенных жирных кислот омега-3 в пулах липидов плазмы человека. Prostaglandins Leukot.Ессент. Жирные кислоты 90, 151–157. DOI: 10.1016 / j.plefa.2014.02.003
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Трейнор, К. С., Андре, М., Лихтенберг, Э. М., Чен, Ю., Сэгерман, К., и Кокс-Фостер, Д. Л. (2017). Расстройство коллапса колонии (CCD) и возраст пчелы влияют на патофизиологию медоносных пчел. PLoS One 12: e0179535. DOI: 10.1371 / journal.pone.0179535
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ваудо, А.Д., Патч, Х. М., Мортенсен, Д. А., Тукер, Дж. Ф. и Грозингер, К. М. (2016a). Соотношения макроэлементов в стратегии кормления шмелей в форме пыльцы ( Bombus impatiens ) и предпочтения цветков. Proc. Natl. Акад. Sci. США 113, E4035 – E4042. DOI: 10.1073 / pnas.1606101113
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ваудо А. Д., Стейблер Д., Патч Х., Тукер Дж., Грозингер К. и Райт Г. (2016b). Шмели регулируют потребление необходимых белков и липидных макроэлементов пыльцы. J. Exp. Биол. 219, 3962–3970. DOI: 10.1242 / jeb.140772
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Уинстон, М. Л. (1987). Биология медоносной пчелы. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.
Google Scholar
Яшодхара, Б., Умакант, С., Паппачан, Дж., Бхат, С., Камат, Р., и Чу, Б. (2009). Омега-3 жирные кислоты: всесторонний обзор их роли в здоровье и болезнях. Аспирантура. Med. J. 85, 84–90.DOI: 10.1136 / pgmj.2008.073338
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Зарчин, С., Даг, А., Саломон, М., Хендриксма, Х. П., и Шафир, С. (2017). Медоносные пчелы быстрее танцуют в поисках пыльцы, которая дополняет дефицит незаменимых жирных кислот в колониях. Behav. Ecol. Sociobiol. 71: 172. DOI: 10.1007 / s00265-017-2394-1
CrossRef Полный текст | Google Scholar
.