Цукор і цукристі речовини

2.1. ЦУКОР-ПІСОК

Технологічна схема виробництва цукру-піску включає такі операції: очищення буряків від домішок, одержання бурякової стружки, дифузійного соку, очищення дифузійного соку (дефекація, сатурація, сульфітація, фільтрація), загущення соку, очищення і варіння сиропу, одержання утфелю, центрифугування і пробілювання, сушіння цукру-піску. Буряки, що надходять на завод, містять легкі (солома, листя) і важкі (каміння, пісок, залізо) домішки, які потрібно вилучити, оскільки вони пошкоджують і затуплюють бурякорізальні ножі, знижують якість стружки і дифузійного соку, внаслідок чого збільшується втрата цукрози.

Очищення буряків від домішок включає миття буряків від прилиплої землі і глини. Воно починається у гідротранспортері і продовжується у різних типах бурякомойок. Очищення запобігає непередбаченим втратам цукру.

Одержання бурякової стружки. Для швидкого і більш повного виділення цукру з буряків методом дифузії треба здійснити оптимальне подрібнення буряків, перетворення їх у тонку стружку. Вона може бути жолобчастої або пластинчастої форми. Ширина стружки жолобчастої — від 3 до 5 мм, а товщина — 0,5—1 мм. Занадто тонка стружка утрамбовується і тим самим гальмують рух соку, а більшої товщини — сповільнює дифундування цукрози. Якість стружки оцінюють за довжиною, яку має маса 100 г. Довжина 100 г доброї стружки — 15 см.

Дією на бурякову стружку електромагнітним полем досягається підвищення чистоти дифузійного соку більш ніж на 2 %, зниження вмісту солей кальцію на 0,025%, а також скорочення тривалості екстрагування до 40 хв.

Для поліпшення чистоти дифузійного соку запропоновано цукрову стружку піддавати термохімічному обробітку за рахунок введення у пресову фракцію 0,04—0,08% сульфату алюмінію.

Одним із перспективних напрямків вдосконалення технології очищення дифузійного соку — використання окислювачів як додаткових реагентів очистки з метою підвищення якості товарного цукру та зниження енергозатрат на процес фільтрування.

Високий вихід товарного цукру досягається шляхом максимального видалення нецукрів. Найбільш поширений на даний час спосіб обробки дифузійного соку вапном з наступним видаленням його надлишку вуглекислим газом. Він використовується понад 200 років, але можливості його забезпечуються не вище, ніж на 70%. Так, за теоретично-можливим ефектом очищення дифузійних соків 40—45% практично, залежно від якості буряка і використаної технологічної схеми, він не перевищує 30 % і коливається в межах 22—26%. Теж саме спостерігається і в очищенні клеровок цукру-сирцю на буряко-цукрових заводах: за теоретично можливим ефектом очищення 60—70% на практиці він складає в середньому 44—46%. Це пояснюється неповним використанням можливостей вапняного молока як дисперсної системи, а також унікальними властивостями води і відсутності вільно радикальних реакцій під час очищення цукровмісних розчинів. Проте, цей спосіб не забезпечує достатнього ефекту очищення.

Запропоновано використовувати перекис водню, надоцтову кислоту і озон. Серед них озон — найбільш перспективний реагент, оскільки має високий окислювальний потенціал та низку інших переваг. Згідно запропонованої схеми дифузійний сік попередньо обробляють окислювачем, потім очищують за класичною схемою. Вступаючи в реакцію з молекулами барвних речовин, озон виявляє знебарвлюючу дію на продукти цукрового виробництва, інтенсифікує процеси розкладання присутніх у соку нецукрів, зменшує в'язкість досліджуваних продуктів. В умовах очищення дифузійного соку його застосування найбільш ефективне за температури 80°С.

З метою забезпечення поліпшення якості дифузійного соку шляхом підвищення його чистоти під час подрібнення буряка в стружку додають бактерицидну речовину Аноліт.

Розроблений новий спосіб вилучення цукру із буряків за рахунок розриву механічним шляхом максимальної кількості клітин з наступним вимиванням цукрози питною водою. У підготовці питної води коагулянтом служить сульфат алюмінію основного сульфату алюмінію, що дозволяє підвищити якісні показники соків, ефект їх очищення і сприяє підвищенню виходу цукру.

Спиртовий екстракт із пульпи цукрових буряків здатний зв'язувати вільні радикали та іони металів. Основними активними складовими екстракту є фенолові кислоти, у тому числі ферулова і п-кумарова.

Одержання дифузійного соку. Найбільш поширеним є дифузійний спосіб виділення цукрози з буряків (екстрагування), суть якого полягає в потоковій обробці бурякової стружки гарячою водою. У цьому випадку цукроза і розчинні нецукри переходять (дифундують) у воду, внаслідок чого вміст їх у стружці зменшується, а у воді підвищується. Такий рух розчинних речовин проходить під впливом градієнта концентрації і закінчується, коли концентрація їх у стружці і в розчині вирівняється. З підвищенням температури дифузія розчинних речовин із стружки прискорюється, тому процес відбувається за температури 70—75°С.

Дифузійний сік виділяють на основі теорії протитечійної дифузії П. М. Сіліна. Вона полягає в тому, що буряковий сік знаходиться у вакуолях клітин, що оточені шаром протоплазми (білка), який пропускає воду, але затримує розчинні в ній речовини. Таку перегородку називають напівпроникною. Тому як би довго не знаходилась бурякова стружка у воді, цукроза з неї не дифундує. Тільки після руйнування протоплазми нагріванням стружки до температури 70—78°С розчинні речовини крізь стінки клітин легко переходять у воду.

Якщо залити таку стружку водою, об'єм якої дорівнює об'єму клітинного соку, то ефект вилучення цукрози буде низьким: у воду перейде половина цукрози і стільки ж залишиться у стружці, тобто процес екстракції буде відбуватися, поки існує різниця концентрацій цукрози в стружці і воді. Такий спосіб екстракції називають настоюванням.

Інші результати будуть у протитечійному обезцукрюванні бурякової стружки, яку використовують у сучасних дифузійних апаратах.

Разом із цукрозою з клітинного соку екстрагується значна частина розчинних нецукрів. Одержаний розчин цукрози і нецукрів називають дифузійним соком.

На знецукрювання стружки впливають: природа дифундуючої речовини, якість стружки і споживчої води, тривалість процесу, температура і рН середовища, величина відкачування дифузійного соку, інтенсивність життєдіяльності мікроорганізмів, вміст сапоніну в буряках, характер руху соку крізь шар стружки, навантаження робочого об'єму дифузора стружкою, спосіб ошпарювання стружки та ін.

Процес виділення цукрози зі стружки буряків в основному здійснюється в безперервно діючих автоматизованих дифузійних установках великої потужності: вертикальних (колонних) з ошпарювачем (КДА) і похилих двошнекових типу ДДС і А1-ПДС.

Очищення дифузійного соку направлене на збільшення виходу товарного цукру і зменшення його втрат у мелясі. Найпростішим і найдешевшим способом очищення є обробка дифузійного соку вапном (дефекація) з наступним виділенням надлишку останнього вуглекислим газом (сатурація). В окремих роботах пропонується спочатку обробляти дифузійний сік озоном, а потім очищувати за класичною схемою. Озон вступає в реакцію з молекулами барвників, знебарвлює продукти цукрового виробництва, інтенсифікує процеси розкладу нецукрів, зменшує в'язкість дослідних продуктів.

Дефекацію здійснюють для більш повної коагуляції колоїдних речовин з метою не допустити їх пептизації (розчинення) із зростанням лужності. Процес дефекації дифузійного соку поділяють на дві стадії: спочатку додають 0,25—0,3% СаО, повільно підвищуючи рН протягом кількох хвилин до 11,0—11,5 (попередня дефекація), потім — решту вапна (2—2,5% СаО) до рН₂₀ 12,0— 12,5 — основна дефекація.

Під час попередньої дефекації відбувається коагуляція колоїдних речовин, реакції нейтралізації, осідання солей деяких кислот, утворення напівсахарату кальцію.

Попередня дефекація здійснюється нормально відсатурованим нефільтрованим соком першої сатурації, разом з яким у дифузійний сік вводяться позитивно заряджені частинки СаСО₃. Останні є центрами коагуляції для негативно заряджених органічних нецукрів, тобто проходить агломерація СаСО₃ і колоїдних речовин. Потім під час сатурації на утворених конгломератах кристалізуться СаСО₃ і органічні нецукри виявляються всередині кристалів карбонату кальцію, що сприяє поліпшенню фільтраційних властивостей осаду. Під час основної дефекації потрібно розкласти аміди кислот, солей амонію, редукуючих і пектинових речовин, провести омилення жиру. З підвищенням лужності менше утворюється барвників за рахунок редукуючих цукрів і аміносполук.

Для буряко-цукрового виробництва важливим спрямуванням щодо вдосконалення технології є зниження або повне усунення використання вапна. У виробництві тростинного цукру нові технології направлені на підвищення якості цукру і можливість випуску цукру-піску безпосередньо на заводах, а також створення нових видів продукції. Багато технологій передбачають застосування іонообмінних смол для пом'якшення технологічних водяних розчинів, їх знебарвлення і проведення хроматографічних операцій.

Сатурацію здійснюють у сатураторі, в якому крізь шар соку продувають сатураційний сік, що містить З0—36% СО₂. В результаті цього гідроксид кальцію перетворюється в карбонат кальцію і випадає в осад. На позитивно зарядженій поверхні свіжоутворених кристалів СаСО₃ адсорбуються різні нецукри, які несуть негативний заряд.

На другу сатурацію подається відфільтрований сік першої сатурації. Метою цього є перевести у вуглекислі солі вільні гідроксиди кальцію і калію, а також виділити осад кальцію, зв'язаний з органічними кислотами і комплексами, які залишились після першої сатурації.

Внаслідок вапняно-вуглекислотного очищення дифузійного соку утворюється в глибокопересатурованому лужному цукровому розчині двохзарядного іону кальцію, який сприяє більш повному осадженню його нерозчинних і малорозчинних солей. З метою підвищення ефективності адсорбційного очищення цукрових розчинів пропонується змішування вапняного розчину і глибокопересатурованого, що містить іони карбонату.

У світовій практиці застосовують видалення із дифузійного соку можливо більшої кількості нецукрів. Сучасне очищення дифузійного соку вапном і діоксидом вуглецю дозволяє видалити тільки 25—35% нецукрів (коагуляцією, осаджуванням, адсорбцією).

В розрізі окремих стадій очищення дифузійного соку необхідно інтенсифікувати наступні стадії: переддефікацію, основну дефекацію, сатурацію І, II і сокову сульфітацію.

Переддефекація передбачає максимальне видалення з великою кількістю вапна деяких нецукрів (високомолекулярних сполук і аніонів кислот) в осадок, який за своєю структурою і властивостями був би достатньо стійким в умовах основної дефекації.

Основна дефекація — це найбільш повне лужне розкладання інвертного цукру, амідів і солей амонію для отримання термостійкого очищеного соку без суттєвого розчинення і деструкції осаджених на передцефікації нецукрів в умовах високих лужності і температури.

Під час першої сатурації повинна видалятись максимальна кількість розчинних нецукрів (аніонів, кислот і барвників) адсорбцією їх на поверхні осаду карбонату кальцію.

На другій сатурації передбачається максимально можливе видалення катіонів кальцію, а також додаткове адсорбційне очищення соку з попереднім додаванням вапна.

Науковцями НУХТ запропонований спосіб пароконденсаційного кавітаційного підвищення активності вапняного молока, що дозволяє підвищити його реакційну здатність на 8—12% і зменшує витрати вапна — 0,2—0,3% оксиду кальцію.

Сік першої і другої сатурації піддають фільтруванню, а застосування кізельгуру дозволяє поліпшити якість відфільтрованого соку і збільшити продуктивність фільтраційної установки. Це зумовлено тим, що він характеризується високою мікропористістю, неправильною формою частин і твердою структурою.

Сульфітація — це обробка цукрових розчинів діоксидом сірки SO₂. В основному сульфітують фільтрований сік другої сатурації і суміш сиропу з клеровкою.

Мета сульфітації — знебарвлення барвників шляхом їх відновлення і перетворення в лейкосполуки, блокування карбонільних груп моноцукридів, альдегідів і кетонів для попередження утворення нових барвників, зниження лужності соку і сиропу, замінивши К₂СО₃ на К₂СО₃.

Сокова сульфітація доцільна тільки для соків з високою натуральною лужністю. З врахуванням можливості утворення побічних продуктів на багатьох цукрових заводах Німеччини, починаючи з 1980 p., перестали сульфітувати очищений сік, щоб виробляти білий цукор без вмісту SO₂.

Розроблена технологічна схема очищення дифузійного соку з відділенням передцефекосатураційного осаду до основної дефекації і двома адсорбційними сатураціями. Вона випробувана і працювала на Городоцькому цукровому заводі. Завдяки цій схемі підвищувалася ефективність очищення соку на 8—10%, зменшилася кольоровість і вміст солей кальцію, а як наслідок збільшився вихід цукру на 0,3—0,4% до маси буряка із зниженням затрат вапна до 0,3% СаО до маси буряка.

Розроблений спосіб очищення, який передбачає клеровку цукру шляхом його розчинення в анаоліті з рН 6,7—7,5, отриманого обробітком водного розчину хлориду натрію в анодній камері діафрагменного електролізера. Проводять дефекацію клеровки, сатурацію і фільтрацію відсатурованої клеровки.

Перспективним вважається використання додаткових відносно дешевих сорбентів (у тому числі природних мінеральних) для очищення дифузійного соку та інших рідких напівпродуктів, скоротивши заодно витрати фізично-активного вапна, які у 4—5 разів перевищують витрати хімічно-активного вапна.

Знебарвлення цукрового сиропу можна проводити з допомогою монодисперсного аніонообмінника у вигляді мікропористого або желеподібного чи макропористого бісерного полімеризату. В аніонообміннику функціалізовані первинні, третинні або четвертинні аміногрупи чи їх суміші. Монодисперсний іонообмінник завантажується у скляну фільтрувальну трубу. Система нагрівається до 55—85°С і знебарвлюваний цукровий сироп фільтрується крізь подушку з адсорбційної смоли в напрямку завантажування. Потім адсорбційна смола промивається знесоленою водою, після чого вважається регенерованою.

За даними вчених, полярні барвники, до яких умовно віднесені продукти меланоїдиноутворення і лужного розкладу редукуючих речовин, більш ефективно адсорбуються на адсорбентах специфічної дії — іонообмінній смолі і карбонаті кальцію. Неполярні нецукри переважно адсорбуються на адсорбентах неспецифічної дії — активованому вугіллі.

Для очищення цукровмісних розчинів можуть використовувати як поверхнево-активні речовини ефіри цукрози, отримані переетерифікацією тригліцеридів і цукрози в присутності каталізатора карбонату калію. Завдяки цьому, підвищується ефект очищення цукровмісного розчину і поліпшується якість очищеного соку. Також застосовують піногасники ПГ-3 і дистильовані моногліцериди марок ПО-90, М-90, М-90А. Використання цих сполук підвищує рухливість утфелю останньої кристалізації і ступінь його розділення у центрифузі, зменшуючи товщину плівки міжкристального розчину на кристалах жовтого цукру за рахунок зниження поверхневого натягу.

Загущення соку і кристалізація цукру-піску. Спочатку сік загущують у випарювальних апаратах, поки вміст сухих речовин не буде становити 60—65%. У цьому випадку зменшується розчинність солей кальцію, розкладаються редукуючі цукри, бікарбонат калію перетворюється у карбонат, відбуваються й інші реакції, внаслідок яких утворюються осад і кольоровість. Тому сироп сульфітують, фільтрують, а потім виварюють у вакуум-апаратах, щоб концентрація сухих речовин становила 92,5—93,5%. У цукровий розчин додають тонкоподрібнену цукрову пудру, яка стає затравкою для виникнення в розчині центрів кристалізації. Молекули цукрози переміщуються на поверхні кристалів і переходять з розчинного стану в твердий, внаслідок чого кристали вже оточені нерухомим шаром перенасиченого міжкристалевого розчину, що прилип до них. Перенасичений надлишок молекул цукрози з цього шару швидко викристалізовується і розчин стає насиченим, хоч на деякій відстані від граней кристалів зберігається перенасичення. Внаслідок різниці концентрацій цукроза буде дифундувати крізь нерухомий шар розчину до граней кристалів, нарощуючи їх.

Під час уварювання утфелю може використовуватися затравочна паста «Магмас». Кращі результати отримують ті заводи, які застосовують пасту постійно на всіх ступенях кристалізації.

Цукроза кристалізується переважно у кристали симетричної форми. У недостатньо чистих цукрових розчинах виділяються продовгуваті загострені кристали. Кристали цукру можна одержати під час загущення сиропу з обмеженою кількістю центрів кристалізації і з постійним механічним перемішуванням виварювальної маси. Внаслідок зсування одного кристалу відносно іншого можуть утворюватись механічні двійники.

Швидкість кристалізації цукрози прискорюється у випадку перенасичення, підвищення абсолютної температури і чистоти цукрових розчинів, їх перемішування.

Багато нецукрів, що адсорбуються на поверхні кристалів, перешкоджають кристалізації молекул цукрози, тому більшість кристалів промислового цукру-піску не мають правильної геоме­тричної форми. Кристал цукру являє собою комбінацію шести кристалографічних форм.

Одержаний, утфель розділяють у швидкісних центрифугах на товарний цукор-пісок і міжкристалевий розчин (відтік), який знецукрюють на наступних етапах кристалізації. На кристалах залишається тонка плівка, яка надає цукру жовтуватого кольору. Тому цукор промивають (пробілюють) нагрітою до 90—100°С невеликою кількістю води, внаслідок чого утворюється другий відтік.

Розроблений спосіб виробництва цукру останньої кристалізації. Він передбачає набір відтоків попередніх кристалізацій у вакуум-апарат утфелю останньої кристалізації, їх згущення до необхідного перенасичення, заводку кристалів, їх наростання, відбір частини утфелю з одного вакуум-апарату і подачі його в інший. Виварюють утфелі у двох вакуум-апаратах, згущують до вмісту сухих речовин 94,5—95,5%, проводять кристалізацію охолодженням до температури 35—40°С. Потім утфелі розбавляють нагрітою мелясою до 92,5—92,8% сухих речовин і центрифугують у фільтрувальних центрифугах безперервної дії. Перед початком кожної стадії технологічної операції вводять рівну кількість дистильованого моногліцериду, але загальні затрати передбачені 0,2—0,4% до маси утфелю.

В деяких країнах широко використовується жовтий цукор. Вважають, що цей цукор має загальнозміцнюючу, антикарієсну і антисклеротичну дію, майже повністю виключає негативний вплив цукрози на вуглеводний і ліпідний обмін. Мікроелементи і амінокислоти забезпечують жовтому цукру біологічну цінність. Наприклад, хром сприяє нормальному засвоєнню організмом глюкози і регулює дію інсуліну. Жовтий цукор має приємні смак і аромат, може використовуватись у кондитерській і хлібопекарській галузях, виробництві безалкогольних напоїв і продуктів профілактичного призначення.

З автоматизованих центрифуг одержують цукор-пісок вологістю близько 0,8 %, який грудкується, а під час транспортування легко пошкоджується. Тому його сушать, охолоджують, звільняють від феромагнітних домішок, у сортувальній машині відділяють грудки і розсіюють на фракції.

Розроблений новий спосіб отримання товарного цукру-піску на основі використання частини утфелю другої кристалізації в якості кристалічної основи для утфелю першого продукту. Він полягає в тому, що утфель другої кристалізації виварюють у вакуум-апараті із відтоків утфелю першої до вмісту в ньому 20—30% кристалів. Розмір кристалів доводять до 180—200 мкм. У цих умовах забезпечується висока швидкість кристалізації з мінімальним включенням у кристалічну решітку кристалів-нецукрів.

Одержаний білий цукор має певний відтінок, зумовлений в основному продуктами меланоїдиноутворення і фенолвмісних комплексів. Колір цукру певною мірою залежить від розмірів кристалів. Внаслідок світлорозсіювання і поглинання частини світла великі кристали цукру набувають сірого відтінку. Дрібні кристали мають більшу відображаючу можливість, а тому вони здаються білішими.

Густина кристалів цукрози — 1,5879 г/см³, температура плавлення — 188°С. Насипна маса цукру-піску — близько 850— 900 кг/м³, розміри кристалів — від 0,2 до 2,5 мм.

Цукор-пісок повинен бути сипким, без грудок, білим із блиском, повністю розчинятись у воді. Розчин має бути прозорим, без будь-яких нерозчинних осадів, механічних або інших побічних домішок. Смак передбачено солодкий, без сторонніх присмаків і запаху як у сухому цукрі, так і в його водному розчині (10г цукру-піску у 100 см³ дистильованої води). У цукрі-піску нормується у перерахунку на суху речовину мінімальна масова частка цукрози, яка становить 99,75%, максимальна масова частка редукую-чих речовин — 0,05%, золи — 0,03, вологи — 0,14% і кольоровість не вища за 0,8 умовних одиниць.

Під час зберігання за високої відносної вологості повітря можливе зволоження цукру з наступним грудкуванням. Візуально такий цукор характеризується втратою блиску, оскільки волога, осідаючи на гранях кристалів цукру, частково їх розчиняє або покриває, в результаті чого вони втрачають здатність відображати світло. Стиснений у долоні такий цукор зразу не розсипається. Крім того, вологість цукру визначають фізико-хімічними методами.

Крім зволоження, для цукру характерною є втрата сипучості, наявність грудочок, у тому числі непробіленого цукру, нехарактерний жовтуватий чи сірий колір. Часом у цукрі-піску зустрічаються сторонні домішки, що зумовлене недостатнім очищенням на електромагнітах та використанням для упакування мішків з погано обробленої тканини. Сторонні смак і запах характерні для цукру, упакованого в нові мішки, оброблені емульсією або при недотриманні умов зберігання.

Дрібнокристалічний цукор-пісок, з розміром кристалів від 0,2 до 0,5 мм з допустимим відхиленням від нижнього і верхнього розмірів до 5% від маси кристалів цукру. Масова частка золи у цукрі (в перерахунку на суху речовину) повинна складати не більше 0,04%. Кольоровість передбачена не більше 0,6 умовних одиниць або 78 одиниць ICUMSA.

Крупнокристалічний цукор має крупні кристали, які у воді розчиняються досить повільно. Його пропонують використовувати для виготовлення фруктових лікерів, коктейлів, пуншів, для приготування вершків до чаю і кави.

Желювальний цукор можна застосовувати у виробництві варення, джемів, конфітюру. У складі цукру також яблучний пектин та лимонна кислота. Виробник гарантує на основі цього цукру зберігання продукції, яскравість її кольорів, прискорення процесу приготування і зниження втрат корисних поживних речовин у готовому продукті.

Природний цукор характеризується високими смаковими і профілактичними властивостями, які зумовлені вмістом у ньому мікро- і мікроелементів, амінокислот та інших біологічно активних речовин. Вживання природного цукру забезпечує підвищсяня опірності організму стресам, зниженню рівня холестерину в крові, поліпшення біохімічних показників крові.

Йодований цукор розроблений для масової профілактики йод-дефіциту. Технологія йодування полягає у збагаченні цукру-піску йодованим білком з розрахунку 3 г йоду на 1000 кг цукру. За органолептичними показниками цей цукор не відрізняється від звичайного. У реалізацію надходить в упаковці з поліпропілену, у формі брикету із замком для багаторазового використання. Випускають також йодований цукор, збагачений органічною формою йоду, яку отримують із ламінарії цукристої. Сутність методики збагачення цукру-піску полягає в тому, щоб перевести органічний йод ламінарії у біодоступну форму, створюючи можливість людині отримувати йод більш звичним способом.

Звичайний цукор-пісок і природній цукор випускають також масою 5 г.

Пресований швидкорозчинний цукор у кубиках буває білим і коричневим (природнім), упакований у картонну коробку з перфорацією, масою 500 г.

Науковці НУХТ розробили асортимент цукру з додаванням 0,2—0,4% СО₂-екстракту квітів липи серцелистої або 0,25—0,35% СО₂-екстракту радіоли чи 0,2—0,3% СО₂-екстракту листя евкаліпту або 0,2—0,3% СО₂-екстракту полині лимонної. З метою підвищення біологічної цінності цукру запропоновано додавати 0,2—0,35% СО₂-екстракту лікарської рослини Achillea milletolium L. або 0,05—0,1 СО₂-екстракту звіробою звичайного чи меліси лікарської або ромашки лікарської.

Цукор-пісок може бути збагачений мікро- і макронутрієнтами з вмістом йоду 0,8—1 мг/кг сухих речовин і селену 130—150мкг/кг, а також золотисті види цукру, що включають бета-каротин і лактати.

Традиційно вважається, що число мікроорганізмів у цукрі-піску порівняно невелике і за стандартної вологості (0,14%) складає 50—200 КУО в 1 г. Часом воно може досягати значень 600—1000 КУО в 1 г. В основному, це стійкі форми, які попали в цукор на стадії фасування або не дотримані санітарних правил під час зберігання.

2.2. ЦУКОР-РАФІНАД

Цукор-рафінад відрізняється від цукру-піску більшою чистотою. Вміст домішок у ньому не більш як 0,1%. Основною сировиною для виробництва цукру-рафінаду є цукор-пісок, а на деяких заводах також рідкий цукор 2-го сорту чи тростинний цукор-сирець.

Цукор-пісок просіюють і направляють у клеровальні апарати для приготування сиропу. Температура клеровки — 80—85°С, а вміст сухих речовин її — 64—67%.

Одержаний сироп фільтрують на штампованих ситах з певним розміром отворів, а потім на гравіевих фільтрах з висотою шару гравію 40—50 см. Тонку суспензію і речовини колоїдної дисперсності виділяють із сиропу фільтруванням крізь шар фільтруючих порошків (фільтроперліт або кізельгур).

До складу сиропу входять продукти карамелізації цукрів, меланоїдини і продукти лужного розкладу редукуючих цукрів, що зумовлюють забарвлення і погіршують якість цукру. Для їх виділення здійснюють адсорбційне очищення за допомогою активованого вугілля й іонітів. Вугілля може змішуватись із сиропом або служити адсорбційним шаром для пропускання сиропу.

Іонообмінні сорбенти складаються з просторово зшитих вуглеводневих ланцюгів (матриць) з жорстко закріпленими на них активними іоногенними групами. Якщо фіксовані іони несуть негативний заряд, іоніт здатний до обміну катіонів і називається катіонітом, якщо позитивний — іоніт спроможний до обміну аніонів і називається аніонітом. Існують також амфотерні іоніти, які здатні одночасно до катіонного і аніонного обміну. На цукрових заводах використовують аніоніт АВ-17-2П, який одержують на основі стиролу і дивінілбензолу. Аніоніти у 2 рази ефективніше знебарвлюють сиропи, ніж активоване вугілля.

Метод іонного обміну використовується в цукровій промисловості у випадку рафінування цукру і виробництва рідкого цукру. Очищення з допомогою мембран у виробництві тростинного цукру дозволяє підвищити якість продукції без використання додаткового рафінування.

Очищений сироп направляють у вакуум-апарати. З метою надання кристалам рафінованого цукру-піску світло-голубого відтінку на початку загущення сиропу вносять розчин індигокарміну (0,0003% до маси цукру) або ультрамарин УС (0,003% до маси цукру). На деяких заводах індигокармін додають у клерс (для грудкового рафінаду), що більш ефективно. Наприкінці виварювання в апарат додають гідросульфіт натрію (100 г на 1 т утфелю), який, розщеплюючись у воді, виділяє водень і сірчисту кислоту. Останні діють на хромофорні групи барвників з ненасиченими зв'язками і знебарвлюють розчин.

Загущення сиропу проводять в умовах якомога більш високого розрідження у вакуум-апараті. Кристали цукру у перенасиченому цукровому розчині заводять за допомогою тонкоподрібненої рафінадної пудри. Утворені кристали відділяють від міжкристального відтоку методом центрифугування — перший відтік (темний); потім цукор пробілюють клерсом (насичений розчин цукру у воді) і відбирають другий відтік (білий). Міцність цукру-рафінаду залежить від кількості клерсу, що залишився на поверхні кристалів цукру (кашка). Вологість кашки для одержанення швидкорозчинного цукру-рафінаду становить 1,6—1,8%, з властивостями литого — 3—3,5%, колотого пресованого — 1,8—2,3%. Виготовлення рафінованого цукру-піску передбачає промивання кристалів гарячою фільтрованою водою, але вихід кристалічного цукру буде на 8—10% нижчим, ніж у випадку пробілювання утфелю клерсом. Внаслідок цього отримують рафінадну патоку, що являє собою міжкристальний розчин, виділений під час центрифугування утфелю останньої продуктової кристалізації.

Для одержання грудкового цукру-рафінаду кашку направляють на преси дискові, що виробляють бруски (22 х 22 х 184 мм квадратного перетину), або роторні — грудки у вигляді кубика чи паралелепіпеда. Потім цукор сушать, внаслідок чого волога виділяється із плівки клерса і на поверхні кристалів має місце перенасичення цукрози, що сприяє додатковому викристалізовуванні і зв'язуванні окремих кристалів цукру в агломерати. Отриманий цукор направляють на автоматичну лінію, яка призначена для розколювання, фасування і пакування цукру-рафінаду. Колочні ножі, що врізаються одночасно в бруски цукру зверху і знизу, розколюють кожний із 15 брикетів товщиною по 10 мм. На окремих цукрорафінадних заводах експлуатують французькі автоматизовані лінії, які призначені для пресування, сушки, фасування і пакування цукру-рафінаду в картонні коробки масою по 1 і 0,5 кг.

Тростинний цукор-сирець містить 92—97% цукрози, 0,4—2% редукуючих речовин, 0,4—0,6% золи і в невеликій кількості інші речовини. Кольоровість його досягає З0—80 од. Більшість нецукрів розміщена на поверхні цукру-сирцю, тому одним з найбільш важливих процесів рафінування є афінація. Вона дає змогу значну частину нецукрів виводити у мелясу, не проводячи дефекацію і сатурацію. За цієї технології намагаються одержати афі-нований цукор якнайкращої якості і в більшій кількості. Особливості афінації полягають у тому, що в афінаційний змішувач одночасно подають цукор-сирець і афінуючі розчини із СР 71—72% і температурою 80—85°С, які старанно, завдяки дифузії, перемішують. З поверхні кристалів в афінуючий розчин переходять нецукри. Афінаційний утфель пробілюють у центрифугах водою, температура якої 40—60°С (4—6% маси продукту). Рафінований цукор-сирець розчиняють, піддають дефекації, сатурації, фільтрації, сульфітації, фільтрації, послідовному знебарвленню за допомогою активованого гранульованого вугілля в реакторі з аніонітом. Після цього сироп згущують, варять утфель першої рафінадної кристалізації, який обробляють клерсом (у разі виробництва пресованого цукру) або пробілюють водою (цукор-пісок) і сушать.

Цукор-рафінад випускають у вигляді цукру-піску рафінованого, цукру-рафінаду пресованого колотого, у кубиках, цукор-рафінад у дрібному фасованні, рафінадної пудри.

Цукор-пісок рафінований відрізняється від цукру-піску більш вираженою білизною, чіткістю граней, більш високою, як і весь цукор-рафінад, масовою часткою цукрози — не нижче як 99,9% сухої речовини, більш низькою масовою часткою редукуючих речовин — не вище як 0,03% сухої речовини і дуже низькою масовою часткою вологи — до 0,1%. Цукор-пісок рафінований виробляють з такими розмірами кристалів, мм: дрібний — від 0,2 до 0,8, середній— від 0,5 до 1,2, крупний— від 1,0 до 2,5. Допускається відхилення від верхньої межі вказаних розмірів на 20% і від нижньої — на 5% до маси кристалів цукру-піску рафінованого.

Цукор-рафінад пресований колотий одержують з брусків цукру-рафінаду, які колють на грудки масою 5,5; 7,5 або 15 г. Поверхня з двох боків у них може бути нерівною.

Цукор-рафінад пресований колотий з властивостями литого має таку саму форму і розмір, як і цукор-рафінад пресований колотий. Проте міцність його вища (35 проти З0 кг с/см²) і триваліша розчинність 1 см³ — 7 хв. проти 6 хв.

Цукор-рафінад пресований швидкорозчинний випускають у вигляді грудок масою 5,5 і 5,9 г; пресують на автоматизованих лініях при меншому тиску. Міцність його 15 кг х с/см², а повна розчинність 1 см³ — 1 хв.

Цукор-рафінад пресований у кубиках відрізняється масою грудок, яка становить 4,8 г. Масова частка вологи в ньому не повинна перевищувати 0,2%, а міцність — не нижча як З0 кг х с/см².

Цукор-рафінад масою 7,5 г можуть випускати фасованим по дві грудки в пакетики, загортаючи у підпергамент і етикетковий папір.

Рафінадну пудру виробляють у вигляді тонкоподрібнених кристалів розміром не більш як 0,2 мм. Для попередження грудкування в рафінадну пудру рекомендують додавати 3—4% кукурудзяного крохмалю.

Цукрозу для шампанського випускають кристалами розміром від 0,8 до 1,5 мм, містить цукрози не менше 99,95%, у ній не допускається наявності феродомішок. Вона містить на 0,01% менше, ніж інші види цукру-рафінаду, редукуючих цукрів.

У деяких зарубіжних країнах виробляють спеціальні види цукру.

На Приморському цукрорафінадному заводі (Росія) виробляють цукор із женьшенем та інші види цукру-рафінаду (натурфіт) профілактичної дії з фітодобавками.

Помадний цукор готують з 9 частин рафінованого цукру і 1 частини глюкози, які розчиняють у воді, загущують до перенасичення і охолоджують при перемішуванні. Внаслідок цього утворюються дрібні кристали і продукт перетворюється у білосніжну пасту.

Желюючий цукор отримують з використанням цукру-піску-рафінаду 98,2% з додаванням яблучного пектину 0,8% і лимонної кислоти 0,6%. Містить вологи до 0,4 %. В основному звертають увагу на рівномірний розподіл рецептурних компонентів.

Швидкорозчинний цукор одержують із цукрової пудри, що подається у струмінь вологого повітря. Тут поверхня частин цукру покривається плівкою з розчиненого цукру, утворюючи м'які агломерати. Під час висушування волога виводиться і агломерати набувають пористої структури з дуже великою поверхнею. Якщо цей цукор висипати у воду, то він розчиниться уже під час осідання.

В Японії виробляють м'які сорти цукру. М'який білий цукор вищої якості являє собою цукор 1-ї, 2-ї, 3-ї рафінадних кристалізацій або їх суміш; м'який білий цукор середньої якості — 4-ї і 5-ї кристалізацій; м'який жовтий цукор — 6-ї кристалізації. Вони відрізняються за чистотою утфелів, у тому числі вищої якості — 99,2%, середньої — 94, жовтого цукру — 87%, Особливістю приготування цукру є послідовне промивання кристалів у центрифузі водою, а потім інвертним сиропом. Завдяки цьому цукор зберігається достатньо м'яким навіть під час транспортування і зберігання.

У Чехії випускають цукор Дортелла — порошкоподібний з ароматизаторами кави, ваніліну та інших, Кулерка (карамелізований цукор), Празький кристал — великі рівномірні кристали цукру коричневого кольору, Кандис — великі кристали цукру, які одержують внаслідок повільної кристалізації його у спокої з концентрованого розчину.

У Франції отримують ароматизований кольоровий цукор, в Болгарії — натуральний жовтий цукор-пісок із білого цукру та очищеної тростинної меляси, цукор-рафінад з екстрактом бузини. У Гватемалі розроблено технологію виробництва цукру з вітаміном А. Для виготовлення такого цукру вітамінно-олійну суміш додають до кожної партії цукру, що вивантажується із центрифуги.

ТМ Солодко випускають цукор дрібнокристалічний (розмір кристалів від 0,2 до 0,5 мм), крупнокристалічний (розмір кристалів від 2,5 до 5 мм), желювальний з додаванням пектину та лимонної кислоти, природний— жовто-коричневого кольору, використовується замість звичайного цукру, в його складі мікро- та мікроелементи, а також біологічно активні речовини. Він містить до 96% цукрози, до 1,3% вологи, до 2% золи, до 0,8% редукуючих речовин у перерахунку на суху речовину.

МЕД

1.1. МЕД НАТУРАЛЬНИЙ

Мед натуральний — це солодкий, ароматний продукт, що виробляється медоносними бджолами з нектару (квітковий) або паді (падевий) і речовин, які виділяються слинними залозами бджіл.

На наших землях бджільництво з давніх часів було розвиненою галуззю і Київська Русь значну кількість меду та воску експортувала. Бортьове бджільництво на Україні вважалось продуктивним і існувало до початку XVII століття. Потім народилося пасічництво з використанням колод і дуплянок, а в 1814 році їм на зміну з'явився перший у світі розбірний рамочний вулик, сконструйований великим українським вченим Петром Івановичем Прокоповичем. Завдяки цим вуликам стало можливим відбирати у бджіл мед, не знищуючи їх. Над створенням інтенсивних технологій виробництва і переробки продуктів бджільництва, вивченням біологічно активних сполук продуктів бджільництва з метою розробки препаратів, що підвищують захисні реакції організму людини до несприятливих факторів, розробкою експрес-методів якісного і кількісного складу продуктів бджільництва працюють вчені ННЦ «Інститут бджільництва ім. П.І. Прокоповича УАА».

Україна має сприятливі умови для розвитку бджільництва, що забезпечує зростання виробництва, заготівель і реалізації меду та інших продуктів бджільництва.

В Україні розведенням бджіл і виробництвом меду займаються близько 700 тис. пасічників, 90 % яких — приватні підприємці і любителі. У кризові 2002—2003 pp. з 4 млн бджолярів було втрачено майже 50%, а у 2004 р. їх чисельність вже досягла З млн і далі поступово зростає.

За виробництвом меду України входить до п'ятірки найбільших виробників меду (Китай, Аргентина, США, Мексика). В середньому у нас виробляється 50—60 тис. т меду, а в 2006 р. — 71 тис. т. На одну людину припадає більш як 1 кг меду.

За даними В. М. Блонської, основними джерелами медозбору у степовій зоні України є ентомофільні сільськогосподарські рослини, частка яких складає 77,7% всього цукрозапасу зони. Переважаючий тип медозбору в цій зоні акацієво-люцерно-соняшниковий або акацієво-коріандро-люцерно-соняшниковий. У лісостеповій зоні 81,7% загального цукрозапасу також припадає на сільськогосподарські ентомофільні культури. В цій зоні переважають еспарцето-гречаний, еспарцето-гречано-соняшниковий, лісовий і гречаний медозбори. У зоні Полісся 69,8% цукрозапасу забезпечується природною медоносною флорою лісів та луків. На початку літа головним медозбором є чорнично-крушино-малиновий, а в кінці літа (серпень-вересень) другий головний медозбір — вересовий. У Карпатах переважають малиново-знітовий і ріпако-малиново-знітовий медозбори. Дикоросла малина Карпат квітує майже місяць і може дати понад 100 кг меду з 1 га площі. Після малини в горах зацвітає зніт (Іван-чай). Квітує він понад місяць. Медопродуктивність досить висока і сягає 600—1000 кг з 1 га. Значне поширення також має червона і біла конюшина, на Поділлі і в Прикарпатті — ріпак, у передгірній частині Криму — ефіроолійні культури, зокрема шавлія. Серед різнотрав'я Степу значну частину займає буркун жовтий і білий дворічний, чистець польовий. У лісосмугах і меліоративних насадженнях Степу та Лісостепу поширені нектароносні дерева: гледичія тришипна, чорноклен, липа дрібнолиста та ін.

Нектаропродуктивність деяких медоносних дерев і кущів складає, кг/га: липа пухнаста — 1200; липа широколиста — 800; липа серцевидна, клен польовий і біла акація — 600—1000; барбарис — 90—230; верес і клен гостролистий — 200; верба козяча — 150; каштан справжній — 120; малина — 70—100; глід — 35—100; смородина чорна і аґрус — 70; абрикос і алича — 40; черешня і вишня — 30—40; яблуня — 20—30; слива і шипшина — 20; груша — 15—20.

Одна із основних умов отримання чистих продуктів бджільництва — пошук екологічно-чистих місць їх виробництва.

Для виробництва продуктів бджільництва високої якості, що відповідають санітарно-епідеміологічним вимогам необхідно дотримання зоотехнічних, ветеринарних вимог, технологічних правил утримання бджолиних родин, а також відповідне територіальне розміщення пасік.

В Україні районована сіра гірська кавказька мегрельська популяція бджіл, що має довгий хоботок (7,2 мм), завдяки якому може повніше вибирати нектар з квіток рослин з довгим віночком, збирає нектар за концентрації цукру в ньому близько 7% (українська степова — не менше 15%), відвідує в день до 15 видів нектароносіїв, тоді як карпатська — 5, а українська степова — лише два.

Бджоли добре використовують медоноси в радіусі до 2 км і задовільно — до 3 км.

3.1.1. УТВОРЕННЯ МЕДУ.

Виробництво меду — це складний процес, що починається рослинами і закінчується бджолами з активною участю їх органів і ферментів. Нектар — солодкий сік, який утворюється і виділяється нектарниками, що розміщені переважно у квітах рослин. У його складі переважають вуглеводи (3—80%), кількість і співвідношення яких залежить від виду рослин, а також міститься обмежена частка азотних і фосфорних сполук, органічних кислот, вітамінів, мінеральних речовин. Крім того, до складу нектару входять ферменти, леткі, антимікробні та інші сполуки. Під час цвітіння плодових культур взяток за один день на сім'ю бджіл складає близько 0,5 кг, з білої акації — 2—5, з липи — 3—7, а в Приморському краї — 12—15 кг.

Падь — це солодкі виділяння попелиць та інших комах на листках дерев, кущів та деяких трав'янистих рослин. Попелиці поселяються переважно з нижнього боку листкової пластинки і живляться клітинним солодким соком. Дрібні клітинки їх екскрементів падають (звідси назва продукту) на нижче розміщені листки, утворюючи часом суцільний шар липкої цукристої рідини. За відсутності нектарного взятку бджоли збирають падь, приносять у вулики, де переробляють на падевий мед. У наших умовах бджоли збирають падь переважно з дуба, липи, верби, осики, ялиці, ліщини, плодових дерев, ялини та клена. Крім того, бджоли збирають медяну росу, що утворюється вранці на листях рослин або дерев за різких коливань добової температури: душний ранок після холодної ночі.

Перетворення нектару і паді починається ще в організмі бджоли-збирачки, в медовий зобик якої потрапляють і виділення гортанних залоз. Так під впливом ферменту інвертази проходить гідроліз цукрози до глюкози і фруктози. Приймальниці нектару у вулику швидко перехоплюють корм від збирачок і багаторазово випускають із зобика на кінчик хоботка і вбирають назад. Внаслідок цього продукт збагачується ферментами, під дією яких продовжує зменшуватись кількість цукрози і відповідно підвищується концентрація глюкози і фруктози. Одночасно має місце синтез багатьох цукрів, утворення глюконової кислоти, її лактону, деяких барвників і ароматичних речовин, зниження вологості. Бджоли наповнюють комірки не більше 1/3 їх об'єму і постійно сприяють прискореному дозріванню меду. Під впливом активного випаровування зменшується вміст води, особливо протягом перших діб. Зрілий мед бджоли запечатують у комірках восковими кришечками.

3.1.2. ХІМІЧНИЙ СКЛАД І ВЛАСТИВОСТІ МЕДУ.

Хімічний склад квіткового меду дуже багатий і залежить від нектару, регіону, де ростуть рослини, часу одержання, зрілості меду, породи бджіл, кліматичних умов тощо.

Цукри становлять основну частку меду і їх кількість досягає 80%. Вміст окремих вуглеводів у меді коливається в широких межах, %: фруктоза — 22—47, глюкоза — 20—44, мальтоза — 1,1—10, цукроза — 0,0—13. З підвищенням вмісту фруктози підсилюються солодкий смак, гігроскопічність і знижується схильність меду до кристалізації. За співвідношенням глюкози до фруктози і наявності інших цукрів у деяких країнах судять про ботанічне походження меду. Окремі види меду відрізняються характерним складом вуглеводів, що приведено нижче. В обмеженій кількості, за даними В. Г. Чудакова, у меді виявлені: куїбіоза — 0,3%, фураноза — 0,17%, ізомальтоза — 0,16%, мальтулоза і ізомальтулоза — 0,11 %, нігероза — 0,06%, неотреголоза — 0,04%, гентибіоза — 0,015%, ламінарибіоза — 0,004%.

Азотисті речовини меду в основному представлені білками і в обмеженій кількості небілковими сполуками. Вони попадають у мед разом з нектаром, пилком, а також у вигляді виділень залоз бджоли. Квіткові меди містять мало білків — 0,08—0,4%, тільки гречаний і вересовий — до 1%, а падевий — від 1,0 до 1,9%. Білки підсилюють спінювання меду, сприяють утворенню каламуті і потемнінню, а також є центрами кристалізації під час зберігання меду. Аміносполуки займають 10—15% азотистих речовин. У меді виявлено 23 вільні амінокислоти і аміни. Серед них більше всього у вітчизняних медах, за даними І. П. Чепурного, міститься треоніну: світлі сорти — 54,8—68,7%, гречаний — 33,4%, фацелієвий — 40,7%. Вільні амінокислоти вступають у реакцію з моноцукрами і утворюють темнозабарвлені меланоїдіни.

Між вмістом азотистих речовин і активністю ферментів встановлена пряма кореляційна залежність. У меді виявлені такі ферменти: а і р-амілаза, інвертаза, каталаза, кисла фосфатаза, пероксидаза, поліфенолоксидаза, глюкооксидаза, ліпаза, редуктаза, протеаза, аскорбінатоксидаза, фосфоліпаза, інулаза, гдікогеназа.

Найбільш вивчені амілолітичні ферменти меду — а- і р-амілази. Їх сумарну активність характеризують діастазним числом, яке виражають в одиницях Готе (за прізвищем дослідника, який один з перших методів розробив визначення активності цього ферменту у меді). Амілазна активність різних видів меду неоднакова. За даними А. І. Черкасової, білоакацієвий мед відрізняється низькою амілазною активністю, але більшість зразків меду з різних зон України проявляють високу ферментативну активність. Діастазне число еспарцетового меду коливається від 0 до 30 одиниць, гречаного — від 20 до 50 одиниць Готе. Темні і падеві сорти меду характеризуються вищою амілазною активністю, що зумовлене більшим вмістом білків і вільних амінокислот. Під час тривалого зберігання проходить старіння ферментів, що в деякій мірі впливає і на послаблення аромату меду. З нагріванням меду вище 55—60°С чи фальсифікації ферментативна активність його знижується або втрачається повністю.

З диких рослин у мед попадають такі сполуки як міо-інозитил, пінітол, рідше — кверцитол, метил-міко-інозітол і муко-інозити.

Мед містить органічні кислоти (близько 0,3%), більша частина яких представлена глюконовою, яблучною, лимонною і молочною, а також неорганічними (0,03%) — фосфорна, соляна. Вони можуть знаходитись у меді у вільному і зв'язаному стані, а попадають до нього з нектару, паді, пилку, виділень бджоли, а також синтезуються в процесі ферментативного розкладу і окислення цукрів. Мед, що забродив, має вищу кислотність переважно із-за накопичення оцтової та молочної кислот. Вміст органічних кис­лот мало впливає на рН меду. Рівень окисно-відновлювального потенціалу меду характеризує відносну його стійкість.

Мед містить різні вітаміни (В_І, В₂, В₃, В₆, РР, Н, А, С, Е), але в невеликій кількості, яка залежить від джерела одержання нектару, числа пилкових зерен у продукті. З врахуванням кислотного середовища вітаміни повільно руйнуються в меді. Хоч вітамінів у медові небагато, але в суміші з іншими його компонентами вони підвищують біологічну цінність продукту.

Мінеральні речовини меду представлені 37 макро- і мікроелементами, що мають важливе значення для його поживної цінності. Співвідношення відповідних елементів залежить від ґрунту, на якому ростуть медоносні рослини. Світлі квіткові види меду містять близько 0,2—0,3% зольних елементів, темні квіткові — 0,5—0,6, а падеві — до 1,6%. За даними В. Г. Чудакова, особливо багато в меді калію (в середньому 832 мкг/г), фосфору (217 мкг/г), кальцію (190 мкг/г), хлору і сірки (біля 80 мкг/г), натрію і магнію (приблизно 45—55 мкг/г). Серед мікроелементів значна частка припадає на залізо, марганець, мідь, кобальт; у меді з вересу — на алюміній, магній, марганець; з лугових трав – на бор, мідь, цинк, алюміній і магній.

Встановлена залежність електропровідності меду від вмісту золи і в той же час рН меду корелює з електропровідністю та вмістом золи у меді.

Колір меду залежить від вмісту рослинних пігментів. Серед жиророзчинних у меді виявлені похідні каротину, ксантофілу, хлорофілу, що надають жовтий або зеленуватий відтінок свіжозабарвленим медам. Водорозчинні барвники (антоціани, таніни) містяться у темних медах. Склад барвників меду залежить від його ботанічного походження, що може служити орієнтиром під час визначення виду меду. За тривалого зберігання чи нагрівання меду накопичуються меланоїдини, які зумовлюють темно-коричневе забарвлення.

Аромат меду залежить від джерела нектару, строку зберігання, ступеня термічної обробки. Виділяють квітковий і медовий аромат. Формування медового аромату із продуктів ферментативних перетворень цукрів, амінокислот, вітамінів та інших речовин завершується до третього — п'ятого місяця і генерується до того часу, поки діє ферментативна система. Зараз визначено близько 200 ароматичних речовин меду, які представлені в основному спиртами, альдегідами, кетонами, кислотами і ефірами спиртів з органічними кислотами. Інтенсивність квіткового аромату значно послаблюються під час фасування, зберігання меду в негерметичній упаковці, його нагріванні.

У складі окремих видів меду виявлені манніт, дульцин, терпени, арбутин, алкани, гліцериди, стероли, ростові, бактерицидні речовини, інгібітори, біогенні стимулятори та ін. Серед небажаних речовин є отрутохімікати, гербіциди тощо.

Енергетична цінність меду досить висока — 330 ккал/100 г, тобто 100 г меду забезпечують 10% добової потреби дорослої людини в енергії. Мед натуральний характеризується високими смаковими і споживними властивостями. Складові частини меду легко, швидко і повністю засвоюються організмом людини, що відчутно впливає на відновлення сил фізично і розумово стомленого організму.

Мед особливо корисний дітям, людям похилого віку, особам з послабленим здоров'ям, виснаженим або тим, хто видужує від різних хвороб, після операцій, а також при анеміях, захворюваннях серцево-судинної системи, харчового каналу, печінки, нирок, нервово-кишкових розладах тощо. Цінні властивості меду краще всього проявляються за умов його систематичного споживання по 60—100 г на день дорослою людиною (30—40 г дитиною) за декілька прийомів з теплою кип'яченою водою, чаєм або молоком за 1—1,5 год. до їжі або через 3 год. після приймання їжі. Науково обґрунтована можливість застосування меду, бджолопродуктів і соку шипшини концентрованого для виробництва нових продуктів функціонально призначення. Особливо виділяють безалкогольні напої на основі меду, у тому числі збагачені залізом, кондитерські вироби з додаванням меду і бджолопродуктів, у тому числі збагачені вітаміном С.

Глюкоза і фруктоза меду легко всмоктуються із шлунка в кров без перетравлювання. Органічні кислоти і ароматичні речовини покращують апетит, регулюють секрецію шлункового соку і його кислотність, мінеральні речовини сприяють кровотворенню і поліпшують склад крові. В той же час мед містить обмежену кількість мінеральних речовин та вітамінів, тому 100 г меду забезпечують добову потребу дорослої людини в міді і цинку тільки на 4%, у калії, залізі і марганцю — приблизно на 6,5% і тільки в кобальті — на 25%; у вітамінах В₃ і С — на 4%, а В₆ і Н — на 20%.

У народній медицині мед широко застосовують для лікування ран і виразок, деяких захворювань шкіри, під час простуди, грипі (медово-часникова кашка), захворюванні нервової системи (неврастенія, безсонні), органів дихання, в урології, для лікування гінекологічних хворих. Використовують мед для профілактики і лікування опіків, виразок, фурункулів, карбункулів, наривів. Мед входить до складу мазі, мікстури, кремів, масок. Він швидко проникає в шкіру, надає свіжість, бархатистість, м'якість, підвищує її тонус.

Окремі спеціалісти (В. О. Соломка) рекомендують певні види меду для хворих, зокрема, органів дихання — будяковий, вербовий, гірчичний, липовий, малиновий, лісовий, луговий, польовий; серцево-судинної системи — гречаний, еспарцетовий, каштановий, конюшиновий, кульбабовий, липовий, сафлоровий, синяковий, соняшниковий, лісовий, луговий, польовий; крові — гречаний, падевий, лісовий; органів травлення — акацієвий, буркуновий, каштановий, липовий, сафлоровий, падевий, лісовий, луговий, польовий; печінки — акацієвий, вербовий, волошковий, каштановий, кульбабовий, липовий, люцерновий, м'ятний, осотовий, синяковий, соняшниковий, луговий, польовий.; сечостатевої системи — волошковий, гірчичний, польовий; нервової системи — кульбабовий, м'ятний, синяковий, луговий; шкіри — гречаний, липовий, польовий.

Антимікробні властивості меду зумовлені надходженням у нектар секретами слинної і підгортанних залоз бджіл. У секретах залоз знаходяться антибактеріальні сполуки і лізоцим, які перешкоджають розмноженню мікроорганізмів у меді. До складу меду входять фітонциди та інші сполуки. Багато видів меду підсилюють ріст і активність біфідобактерій.

В окремих публікаціях відзначається середня антимікробна активність проти деяких мікроорганізмів, особливо Heicobacter piroli ATCC 49503, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus subtilis ATCC 6633, Candida tropicalis ATCC 13803 і Candida albicans ATCC 10231.

Завдяки наявності фенольних сполук мед проявляє антиоксидантну і протирадикальну активність.

Чисельні дослідження різних авторів встановили суттєву різницю вмісту у пробах меду фенольних сполук. Високу кількість їх виявлено у меді, зібраному на квітах мускатної дині. Значну різницю відзначено також у вмісті флавоноїдів і проліну. Ефективність зв'язувати радикали більше корелювала із вмістом проліну, ніж із загальним вмістом фенольних сполук. Тому деякі автори роблять висновок, що аналіз амінокислотного складу дозволяє оцінити здатність меду зв'язувати вільні радикали і його анти-окислювальну активність.

3.1.3. КЛАСИФІКАЦІЯ І ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНИХ ВИДІВ МЕДУ.

Натуральний бджолиний мед за ботанічним походженням поділяють на квітковий, падевий і змішаний (природна суміш квіткового і падевого меду). Крім того, в товарознавчій практиці всі види меду поділяють на світлі і темні. Деякі закордонні фірми випускають сухий порошкоподібний мед, який використовується для різних потреб.

Квітковий мед можу бути монофлорним — з нектару однієї (або переважно однієї) рослини і поліфлорним (збірним) — з нектару кількох рослин.

Білоакацієвий мед у чистому вигляді водянисто-прозорий, а у разі потрапляння інших видів набуває певного відтінку, має тонкий і ніжний аромат. За кімнатної температури може довгий час зберігатись у сиропоподібному стані завдяки високій частці фруктози (39—44%) і середній — мальтози (2,5—5,7%), яка є добрим антикристалізатором цукрів. Має низьке діастазне число і за стандартом нормується не нижче 5 од. Готе (до безводного меду). Деякі виробники випускають цей мед під назвою «Акацієвий», фасують у скляну тару масою нетто 250, 400 і 1300 г.

Липовий мед — один з кращих, свіжовідкачаний має світло-жовтий або світло-янтарний колір, приємний ніжний аромат квітів липи і високе діастазне число.

Малиновий мед має дуже приємний тонкий аромат і ніжний смак, особливо стільниковий. У рідкому стані прозорий, а в закристалізованому — білий з кремовим відтінком. Проявляє цінні лікувальні властивості.

Соняшниковий мед має золотистий відтінок, приємний терпкуватий смак і слабкий аромат. До його складу входять терпеноїдні сполуки. Мед швидко кристалізується, часом навіть і в стільниках. Внаслідок кристалізації утворює крупнозернисту масу світло-янтарного кольору, інколи із зеленуватим відтінком.

Буркуновий мед вважається одним із кращих завдяки дуже приємному смаку, ніжному аромату і світло-жовтому кольору. Відкачаний мед кристалізується у крупнозернисту масу.

Ріпаковий мед має гіркуватий присмак, світлого кольору, схильний до швидкої кристалізації.

До темних видів меду відносять гречаний, вересовий, каштановий.

Гречаний мед — темний з коричневим відтінком, характерним сильним ароматом, гострим приємним смаком, злегка подразнює слизову оболонку горла. Містить близько 36% глюкози і понад 40% фруктози, підвищену кількість білків, заліза, марганцю і рубіну. Має високе діастазне число. Кристалізується у масу від дрібно- до крупнозернистої світло-коричневого або темно-коричневого кольору.

Вересовий мед — темно-бурого або світло-бурого кольору, із сильним ароматом, терпким смаком. У стільниках швидко набуває драглистої консистенції, а тому важко піддається відкачуванню. Із стільників, що підлягають вибраковуванню, вересовий мед одержують також пресуванням. Кристалізується дуже повільно, дає кристали голкової форми.

Поліфлорний мед. Назва поліфлорного меду може походити від назви угідь або місцевостей, з яких його збирають бджоли, наприклад, мед луговий, з плодових культур, гірський тощо.

Луговий мед — золотисто-жовтого, часом жовто-коричневого кольору, з приємним ароматом і смаком. Вважається дуже корисним і лікувальним. Використовується за різних захворюваннях як лікувально-профілактичний засіб. У торгівлю він часто надходить під назвою «Мед натуральний із різнотрав'я», часом з додаванням «Травневий».

Мед з плодових культур — один із ранніх весняних видів. Має дуже приємний аромат, колір від блідо-жовтого до червонуватого.

Гірський мед карпатських бджіл відзначено на міжнародних виставках золотими медалями. Більшість медів гірських пасік належить до поліфлорних темного та янтарного кольорів, що відрізняються високими смаковими та лікувальними властивостями.

Падевий мед. За даними В. А. Нестерводського в Україні таке співвідношення збирання паді з різних рослин: з липи — 21%, дуба — 18, верби — 12, білої акації — 9, осики — 8, груші — 8, яблуні — 6, клена — 4, сливи — 3, кропиви — 3, сосни — 2, молочаю 2 и будяка — 2%. В окремі роки виявлено збір паді ще й з кукурудзи.

Падевий мед темного кольору, різних відтінків. Так, з липи та ялини він темно-зелений, з верб — коричневий, дуба — коричнево-чорний. Зустрічається і світлого кольору із золотисто-жовтим (ялиця), лимонно-жовтим і ясно-бурим (морина), водянисто-прозорим (гірська сосна) забарвленням. Аромат падевого меду слабкий, більш відчутний той, що одержали з хвойних дерев. Солодкість у нього значно нижча, ніж у квіткового. Деякі види падевого меду з кислуватим або солонуватим присмаком. Консистенція цього меду в'язка, тягуча, липка, клейка і за в'язкістю він у 2—3 рази переважає квітковий мед.

Падевий мед містить менше моноцукрів, ніж квітковий. У його складі до 5% трегалози, від 1,0 до 16% мальтози: від 0,3 до 19% вищих олігоцукридів, у деяких видах основним вуглеводом є мелецитоза (70—80%). У порівняні з квітковим падевий мед містить у 2—3 рази більше білків і аміносполук, відрізняється в 2 рази вищою амілазною активністю і в 1,7 раза — загальною кислотністю.

Окремі підприємства фасують і випускають мед натуральний у наборах, а також з квітковим пилком, з маточним молочком, з прополісом, з пергою. Експресний мед, отриманий згодовуванням бджолам сиропу із відходів інулінового виробництва, що не містять глюкозу. В його складі 80% фруктози, 5—7% глюкози і 10—12% низькомолекулярного інуліну на суху речовину. Такий продукт рекомендують як цукрозамінник для хворих діабетом.

Залежно від способу одержання мед може бути центробіжним, пресованим, стільниковим, самовитікаючим. Центробіжний мед вилучають з розпечатаних стільників на медогонках. Для розпечатування стільників використовують теплі ножі. У цьому випадку можливе засмічування меду дрібними шматочками воску, іншими домішками. Потім мед проціджують і залишають за температури 20°С. Пресуванням стільників виділяють тільки в'язкі і желеподібні види меду. Такий продукт містить багато квіткового пилку, воску і тому каламутний.

Стільниковий мед характеризується найвищою цінністю. У запечатаному вигляді в комірках стільників мед повністю зберігає свій аромат, не контактує з металом медогонки, повітрям і вважається кращим для лікування. Медові стільники нарізають шматочками різної форми. Величини і форми, після стікання меду із зруйнованих комірок стільники осушують, загортають у полімерні матеріали і направляють у реалізацію. Випускають також змішаний мед, коли стільниковий у відповідній тарі заливають центробіжним. Для цього використовують переважно мед світлих відтінків і мало схильний до кристалізації. Кращим стільником вважається мед, вироблений у секційних рамочках таких розмірів, щоб в одній секції вмістилось близько 400 г меду.

Асортимент меду розширюється за рахунок поєднання його з квітковим пилком (10%), з прополісом (1%), маточним молочком, ядрами горіхів: мигдалю, фундука, волоського, арахісу, асорті (30%).

За період заготівлі, обробки, реалізації враховують такі властивості меду як кристалізацію, гігроскопічність, густину, показник заломлення, тиксотропію.

Кристалізація, яку ще називають «садкою» — це перехід меду з рідкого, в'язкого стану в кристалічний і є природним, явищем, що не погіршує якість продукту. В залежності від розмірів кристалів садка буває салоподібною, дрібно- і крупнокристалічною. На схильність меду до кристалізації та її швидкість впливають: склад меду, кількість центрів кристалізації і температура. В перенасиченому розчині швидше кристалізується глюкоза і мелицитоза. Це пояснюється обмеженою розчинністю їх у воді (глюкоза— 72 г в 100 см³; фруктоза— 375 г у 100 см³⁾. Чим більше в меді фруктози і води, тим повільніше проходить кристалізація. Якщо вміст глюкози в меді нижчий 30%, то мед майже не кристалізується. Наявність обмеженої кількості зародкових кристалів сповільнює кристалізацію і приводить до нарощування їх розмірів. За високої концентрації зародкових кристалів, кристалізація проходить швидко, а садка стає салоподібною.

3.1.4. ВЛАСТИВОСТІ МЕДУ.

Кристалізацію меду можна прискорити або затримати під впливом температури. Найбільш швидко кристалізується мед за температури 10—15°С. У випадку більш низької температури нарощування кристалів затримується внаслідок зниження дифузії, а за високої — підвищується розчинність цукрів. За неповної кристалізації, що характерно для недозрілого меду, який зберігався тривалий період в умовах 25—28°С, над кристалічною масою утворюється рідкий шар з підвищеним вмістом води.

Гігроскопічність меду зумовлена наявністю фруктози і деяких нецукристих речовин, агрегатного стану, в'язкості. Наприклад, сиропоподібний і падевий мед більш гігроскопічний, ніж закристалізований і квітковий. Із збільшенням в'язкості меду гігроскопічність його підвищується.

Вологість меду знаходиться у рівновазі з оточуючим середовищем.

Густина меду залежить від вмісту води і температури. Із збільшенням частки води і зростанням температури густина меду знижується.

Показник заломлення меду зв’язаний із вмістом води і за температури 20⁰ С складає відповідну одиницю від 1,4992 до 1, 4840.