XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Введение

Издавна во всех народах нашей большой страны говорили о пользе меда, но мало кто задается вопросом, какой мед лучше и из чего он состоит? В своей работе, я раскрою и исследую эту тему.

Химический состав меда оказывается очень разнообразный, а также я узнала, как можно получить мед в лабораторных и домашних условиях и решила провести сравнительный анализ и его тоже, чем он химически и органолептически отличается от натуральных сортов.

Более подробно, что такое мёд, я решила изучить и рассмотреть в своей работе, посвященной этому удивительному и полезному продукту. Мою идею поддержали родители и учитель биологии и химии. Они и стали моими главными помощниками.

Целью моей работы является исследование качественного состава меда.

Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:

1) изучить литературу о меде: полезных свойствах, составе, методике определении качеств;

2) освоить методику определения органолептических свойств меда;

3) получить собственный мед в лабораторных условиях;

4) сравнить качества покупной мёд с отборным и искусственным;

4) выявить наиболее качественный мёд для использования его в лечебных целях и как пищевую добавку.

Объект исследования: мед, приобретенный в магазинах и мед с пасеки с. Чинеке и с. Жемкон Вилюйского района.

Предмет исследования: сравнительный анализ различных сортов меда.

Гипотеза исследования: я предполагаю, что искусственный мед обладает характеристиками натурального меда.

Метод исследования: анализ научной литературы, наблюдение, сравнение мёда, получение меда, анализ выводов.

Глава I. Методика и материал исследований

1.1. История происхождения мёда

Палеонтологические и археологические исследования показали, что пчёлы существовали примерно за 5-6 миллионов лет до появления первобытного человека.

На основании сохранившихся памятников древней культуры можно предположить, что первобытный человек охотился за мёдом как за вкусным и питательным продуктом. Наиболее древний памятник, изображающий добычу мёда человеком, найден возле Валенсии (Испания), и он относится к каменному веку. На камне сохранилось изображение человека в окружении пчёл, извлекающего мёд. В египетских пирамидах были найдены сведения об использовании мёда как продукта питания и лечебного средства.

В самом древнем медицинском папирусе, написанном 3500 лет назад, уже указывалось, что мёд хорошо принимать в виде лекарства при ранах, "чтобы вызвать мочеиспускание" и "как средство для облегчения желудка". В этом же папирусе находятся описания изнурительных заболеваний (особых видов опухолей), для лечения которых применялись лекарства, содержащие мёд, а также примочки из мёда. В другом древнеегипетском медицинском папирусе приводится много интересных сведений о лечении ран мёдом.

Великие и удивительные свойства мёда по достоинству оценил уже древний человек. Как продукт питания эта сладость занимала видное место у всех народов. Но слава мёда связана больше с его целебными качествами. Мёд уникален как медикамент, успешно выдерживавший тысячелетние испытания на безвредность. С лечебной целью он использовался во все времена и всеми народами.

На Руси первое упоминание о мёде датируется 945 годом в Лаврентьевской летописи. Правда, не как о продукте питания, а как о напитке.

Вывод: пчёлы появились задолго до первобытного человека, а сам мёд с успехом использовался нашими предками и как вкусный продукт, и как лекарство при самых различных заболеваниях.

1.2. Химический состав меда

Мед- это переработанный в организме пчелы нектар. Мед представляет собой 80% натуральных сахаров, 18% воды и 2% минералов, витаминов, антиоксидантов, пыльцы и белков. Около 70% натуральных сахаров составляют фруктоза и глюкоза. Они то и определяют, как быстро происходит кристаллизация меда. Чем выше содержание в меде фруктозы, тем дольше мед остается жидким. Мед обладает кислотностью: липовый – 4,5- 7,0, а для цветочных светлых медов значения pH 3,5-4,1, что предотвращает рост бактерий. Кроме всего прочего, мед содержит в себе огромный спектр витаминов:

В1 (аневрин) — 0,1 мг/кг

В2 (рибофлавин) — до 1,5 мг/кг

В3 (пантотеновая кислота) — 2 мг/кг В5 (никотиновая кислота) — до 1 мг/кг В 6 (пиридоксин) — до 5 мг/кг Фолиевая кислота

С (аскорбиновая кислота) — до 30 – 50 мг/кг

Другие кислоты в составе меда: молочная, серная, щавелевая, фосфорная, яблочная, лимонная – общая масса их составляет около одной десятой процента. Основными минералами являются: кальций, медь, железо, магний, марганец, фосфор, сода, цинк, калий, золото, серебро, ванадий, титан. В составе меда также присутствуют необходимые человеческому организму аминокислоты. Мед также содержит несколько компонентов, которые исполняют роль антиоксидантов. Самые известные из них: хрисин, пинобаксин, витамин С, каталаза и пиноцембрин. В отличие от других сладких веществ, мед содержит огромное количество питательных веществ, но в небольших количествах.

Типичный анализ компонентов меда выглядит так:

Фруктоза – 38%

Глюкоза – 31%

Сахароза – 1%

Другие сахара (мальтоза, мелезит) – 9% Азотистые вещества – 0.4%

Зола – 0,17%

Вода – 17%

В меде также могут присутствовать декстрины (1-4%). Если декстринов в составе больше четырех процентов, то это может быть связано с подмешиванием туда падевых частиц, которые снижают вкусовые качества меда, а также делают его непригодным для зимней подкормки пчел.

1.3. Фармакологические и питательно-диетические свойства меда

1. Питательно-диетические

Пчелиный мед — продукт с непревзойденными вкусовыми и питательными качествами. Установлено, что мед является высококалорийным продуктом близким по составу к плазме крови. При сложном расщеплении глюкозы и фруктозы выделяется большое количество энергии, необходимой для жизненных процессов организма. В меде находится и небольшое количество сахарозы и мальтозы, превращающихся под влиянием фермента инветозы в моносахариды. Как источник энергии, мед содержит в одном килограмме 3150 калорий, по калорийности он равен чистому пшеничному хлебу и консервированному молоку. Питательная ценность 200 г меда равна 480 г рыбьего жира, 180 г масляного сыра, 8 апельсинам. Белки, входящие в мед, играют роль пластического вещества в организме и участвуют в образовании гормонов и энзимов. Минеральные вещества меда находятся в нем в виде солей и представляют питательную ценность, они участвуют в биохимических процессах организма. Ферменты меда способствуют пищеварительным процессам, способствуют секреции деятельность желудка и кишечника, облегчая усвоение питательных веществ. Мед содержит факторы роста. Потому он необходим детям. Ложечка меда к репсовому питанию детей приносит больше пользы, чем 20 – 39 г сахара. Мед — питательный продукт, содержащий химико- биологические вещества незаменимые для растущего организма. Мед содержит фолиевую кислоту, которая способствует росту у детей, повышается количество гемоглобина и кровяных клеток, улучшаются и защитные силы организма. Органическая кислота меда усиливают пищеварение, способствует улучшению усвоения питательных веществ, возбуждает аппетит. Большое питательное значение меда в содержании витаминов. Степень усваиваемости пищевых продуктов различна; мясо — 95%, черный хлеб — 85 %, белый — 96%, молоко — 91%, картофель — 89%, а пчелиный мед — 100%.

2. Иммунологические свойства

Ученые считают, что мед играет роль «эликсира молодости» и влияет на продление жизни человека, при постоянном и продолжительном применении. Результаты различных исследований показывают, что постоянное употребление меда повышает иммунологическую реактивность организма, делает его устойчивым к инфекциям, а заболевание организм переносит легче.

3. Противомикробные и консервирующие свойства

Противомикробные свойства заметили исходя из наблюдений. Мед хранится долгое время, сохраняя все питательные ценности. Изучалось 52 сорта меда, взятые из всех районов Болгарии, произведенный от 1 года до 6 лет. Ни в одной из 52 проб не было обнаружено таких микроорганизмов. Из практики известно, что мед, хранимый в подходящих условиях, даже в открытых сосудах — не плесневеет. Эти особенности меда применялись для лечения гнойных ран. А в древнем Египте, Ассирии и Древней Греции мед использовался для бальзамирования трупов.

4. Антиаллергические свойства меда

Исследователи и врачи-практики считают мед аллергеном, потому его вносят в список запрещенных продуктов для больных, склонных к аллергическим заболеваниям. Но на практике в обычной жизни повышенная чувствительность к меду встречается очень редко — лишь у 0,8% людей. Антиаллергические свойства меда вызывают большой интерес. С одной стороны, мед отличается сенсибилизирующими качествами, а с другой стороны десенсибилизирующими. Ученые на подопытных животных показали, что качество меда зависит от дозировки и способа применения. Один и тот же мед в различных дозах у одних животных может вызвать сенсибилизацию (сверхчувствительность), а у других десенсибилизацию, но при другой дозировке, продолжительности применения.

5. Рекомендации врачей

О том, насколько полезен мёд, можно узнать у врачей. Их мнения однозначны. Мёд – это полезный продукт. Он может употребляться всеми, кроме детей до года. А также аллергикам, у которых возникает реакция на пыльцу медоносных растений. Активно мёд можно употреблять при заболеваниях органов дыхания. Вместе с мёдом употребляйте барсучий жир или молоко. В чистом виде кушайте мёд по 100-140 грамм в сутки. Можно делать ингаляции. Для этого добавьте столовую ложку липового или цветочного мёда на кастрюлю кипящей воды, пары вдыхайте 15-20 минут. Ингаляции лучше проводить перед сном.

При заболеваниях желудочно-кишечного тракта, при гастрите, язве желудка: растворить мёд в теплой воде, принимать за 1,5 – 2 часа до еды. При нервной возбудимости, отсутствии сна: мёд обладает снотворным эффектом, успокаивает нервную систему. В день можно употреблять до 120 грамм мёда, после приема пищи.

При заболеваниях кожи (ушибы, кровоподтеки, ожоги, экзема, лишаи): бактерицидные свойства мёда способствуют уничтожению микроорганизмов. Раны очищаются и затягиваются гораздо быстрее. Можно смешать мёд с рыбьим жиром – тогда процесс заживления пойдет ещё быстрее. Такая мазь поможет и при лечении язв, обморожений.

Вывод: от мёда больше пользы, чем вреда. Мёд как природное лекарство можно применять очень широко.

2. Рекомендуемые дозировки мёда от профессора Э. Лудянского

Возраст

Количество грамм в сутки

до 5 лет	Не более 20 грамм
5-8 лет	50 граммов
9-14 лет	80 граммов
Взрослые	100-150 аммов

 

6. Использование мёда

Благодаря своим уникальным свойствам мёд широко используется человеком. Вот, например, в кулинарии при замене медом сахара наполовину в тесте, кол-во изделий увеличивается, а их вкус улучшается. Мёд вводят в пряники, различные виды печенья, коврижки, кексы, торты. При изготовлении конфет, карамели, мёд задерживает кристаллизацию сахара. Мёд включают во фруктовые начинки и молочные конфеты, леденцы, халву, пастилу, джемы. Добавляют его и в молочные продукты для детей. Мёдом заменяют часть сахара при изготовлении фруктовых сиропов или варенья, фруктовых прохладительных напитков. Мёд используют в пищу непосредственно, намазывая его на хлеб, гренки, лепешки, оладьи, употребляя со свежими фруктами и ягодами, а также подслащивая им каши, творог и творожную массу, кисели, компоты, муссы.

Специальные опыты и наблюдения позволили установить, что употребление мёда в пищу приводит к улучшению самочувствия, аппетита, сна, повышению иммунитета. Поэтому мёд особенно полезен детям, престарелым, людям с ослабленным здоровьем, истощенным или выздоравливающим после болезней. В основную диету взрослых и детей рекомендуется употреблять до нескольких десятков граммов мёда ежедневно. При употреблении мёда детьми их общее состояние улучшается, а рост, масса, физические силы повышаются. Включение мёда в специальную диету престарелых предохраняет от накопления избыточной массы тела. Мёд рекомендуют давать всем больным в период выздоровления.

Мёд давно известен как общеукрепляющее, тонизирующее, восстанавливающее силы снотворное, успокаивающее средство, которое способствует пищеварению, улучшает аппетит. Его применяли для лечения ран, ожогов, при заболеваниях почек, печени, суставов. Раствором мёда лечили инфекционные и простудные заболевания верхних дыхательных путей. В настоящее время многие из этих рецептов с успехов использует научная медицина. Мёд или его растворы используют для ингаляций, закапываний, спринцеваний, повязок, примочек, ванн. Мёд благотворно влияет на пищеварение. Он нормализует работу желудка, дает лечебный эффект при язвенной болезни желудка, при различных гастритах, колитах. Применяют его для лечения воспалительных инфекционных заболеваний слизистой оболочки, верхних дыхательных путей (ринит, гайморит, фарингит, ларингит, бронхит, ангина). При малокровии мёд улучшает общее состояние, самочувствие, внешний вид, аппетит, сон, устраняет усталость и головокружение, способствует повышению массы тела. В качестве успокаивающего и снотворного на ночь принимают мёд или его тёплые растворы, мёд с молоком или соком лимона. Применяют мёд для лечения повреждений кожи и мышечной ткани, при лечении ожогов, язв, фурункулов, нарывов.

И в косметологии мёд нашёл широкое применение. Медовые маски, обертывания и массажи включаются в услуги различных салонов красоты. Мёд способствует обновлению клеток кожи, поэтому маски для рук и лица являются очень популярными сегодня. Шампуни, кондиционеры, а также краски для волос, в состав которых входит мёд пользуются сегодня особой популярностью. Мёд быстро проникает в кожу, обладает одновременно антибактериальными и другими важными косметическими свойствами. Пчелиный мёд не только смягчает кожу, но и прекрасно её укрепляет. Для укрепления и смягчения кожи рекомендуются медовые маски, состоящие из чистого мёда или в равных частях с яичным желтком или сметаной. Медовые ванны смягчают кожу, способствуют успокоению нервной системы. В теплой воде происходит раскрытие пор, и поэтому полезные активные компоненты доставляются ко всем клеткам тела. Благодаря своему свойству поглощать влагу, мёд впитывает кожные выделения, оказывает обеззараживающее действие, а поступающие из мёда питательные вещества способствуют приобретению кожей свежести и бархатистости.

Вывод: благодаря своему богатому химическому составу мёд благоприятно влияет на организм человека.

Глава II. Практическая часть

2.1. Методика исследования

2.1.1. Методика синтеза искусственного меда

 

Оборудование: сахар, лимонная кислота, коническая колба 250 мл, стеклянная палочка, плита, водяная баня.

Приготовили в конической колбочке 40 мл раствора сахара в виде негустого сиропа. Добавили к полученному раствору 1 г лимонной кислоты и нагревали смесь на водяной бане 40-45 минут. Получили густой и вязкий сироп – искусственный мед – представляет собой смесь глюкозы и фруктозы.

Реакцию гидролиза сахарозы в общем виде можно отразить следующим уравнением:

C12p2O11+ pOкислотаC6p2O6+ C6p2O6

сахароза глюкоза фруктоза

2.2.2. Оценка качества меда химическими методами

Для исследования нами брались следующие образцы меда:

1. Цветочный мед «Образец № 1»

2. Цветочный мед «Образец № 2»

3. Цветочный мед с преобладанием гречихи «Образец № 3»

4. Цветочный мед «Образец № 4»

5. Искусственный мед «Образец № 5».

Опыт № 1. Определение механических примесей. В пробирку отобрали пробу меда, растворили в дистиллированной воде, наблюдали наличие осадка или примесей на поверхности раствора.

Вывод: во всех образцах наличие осадка не наблюдается.

Опыт № 2. Определение наличия крахмала. Для определения примесей крахмала или муки в раствор меда (1:1) добавляли по 2 капли спиртового раствора йода. При наличии синей окраски можно судить о примеси крахмала или муки.

Вывод: во всех образцах посинения не наблюдается.

Опыт № 3. Определение крахмальной патоки. Для выявления наличия в меде примеси крахмальной патоки к 5 мл раствора меда добавили в пробы по 5 капель нашатырного спирта. Если при отстаивании выпадает осадок темного цвета, можно говорить о наличии крахмальной патоки.

Вывод: во образцах наличие осадка не наблюдается, кроме образца № 3.

Опыт № 4. Определение наличия примесей мела. Для определения примеси мела в каждую пробу добавляли немного уксусной кислоты. Образование газа говорит о наличии мела.

Вывод: во всех образцах выделение газа не наблюдается.

Опыт № 5. Определение добавления сахарозы (сахарной патоки). Для выявления примеси сахарной (свекловичной патоки) к 5 мл раствора меда прибавили 5 капель 5%- ного раствора нитрата серебра. Появление мути или белого осадка говорит о наличии данной примеси.

Вывод: выпадение небольшого количества белого осадка наблюдается в растворе образца мёда № 4.

Опыт № 6. Определение фермента диастазы. Для определения диастазы в водный раствор меда добавили 1% раствор крахмала, поставили на 1 час на водяную баню с температурой 45 С˚, после охлаждения добавили 1-2 капли настойки йода. Окрашивание раствора в синий цвет указывает на отсутствие в нем диастазы.

Вывод: во всех образцах синего окрашивания не наблюдается, кроме образца №5, что доказывает, что мед не натуральный.

Опыт № 7. Определение примеси падевого мёда. К 1 части водных растворов образцов мёда (1:1) добавляю 2 части известковой воды (раствор гидроксида кальция), нагреваю образцы до кипения. Образование хлопьев бурого цвета, выпавших в осадок, говорит о наличии примесей падевого мёда.

Вывод: во всех образцах выпадение бурого осадка не наблюдается.

2.1.2. Определение общей кислотности

Оборудование и реактивы: весы, колба мерная на 50 мл, пипетка на 10 мл, бюретка, колбы для титрования конические, 01 М раствор NaOH, 1 %-ный спиртовой раствор фенолфталеина, вода дистиллированная, образцы меда.

Ход работы: Навеску меда массой 5 г, взвешенную с погрешностью не более 0,01 г, растворили в 35 мл дистиллированной воде, количественно перенесли в мерную колбу вместимостью 50 мл и довели водой до метки. В коническую колбу внесли пипеткой 10 мл раствора меда, добавили 2-3 капли спиртового раствора фенолфталеина и оттитровали 0,1 М раствором гидроксида натрия до появления розового окрашивания, устойчивого в течение 10-20 сек.

Вывод: все образцы соответствуют ГОСТу 19792-2001, кислотность не превышает 4 см3. Образец № 3 и 4 имеют чуть пониженную кислотность.

2.3. Результаты исследований

Результаты анализ сортов меда органолептическими методами.

Провели органолептическое исследование меда разных сортов. Результаты работы представлены в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п	Образец меда	Консистенция	Вкус	Аромат	Цвет
1	мёд «Образец № 1»	Густой	Терпкий, приторно-сладкий	Цветочный	бледно-янтарный
2	мёд «Образец № 2»	Густой	Терпкий, сладкий	Цветочный	ярко – янтарный
3	мёд «Образец № 3»	Жидкий	Сладкий	Слабый запах гречихи	темный
4	мёд «Образец № 4»	Густой, засахарившийся	Сладкий с кислым послевкусием	Цветочный	темно-коричневый
5	мёд «Образец № 5»	Жидкий	Кисло-сладкий	-	светло-желтый

Результаты анализа сортов меда с помощью химического анализа. Результаты работы представлены в таблице 2.

Таблица 2

№	Образец меда	Механические примеси	Наличие крахмала	Наличие крахмальной патоки	Наличие примеси мела	Определение добавки сахарозы	Определение фермента диастазы
1	мёд «Образец № 1»	Отсутствуют	Раствор цвет не изменил	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует	Синего окрашивания не наблюдалось
2	мёд «Образец № 2»	Отсутствуют	Раствор цвет не изменил	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует	Синего окрашивания не наблюдалось
3	мёд «Образец № 3»	Отсутствуют	Раствор цвет не изменил	Отсутствует	Отсутствует	Раствор побелел	Раствор приобрел слабый синий оттенок
4	мёд «Образец № 4»	Отсутствуют	Раствор цвет не изменил	Отсутствует	Раствор побелел, наблюдалось небольшое выделение газа	Отсутствует	Синего окрашивания не наблюдалось
5	мёд «Образец № 5»	Отсутствуют	Раствор цвет не изменил	Отсутствует	Выделение газа не наблюдалось	Отсутствует	Синего окрашивания не наблюдалось

Результаты определения общей кислотности.

Кислотность меда Х (в см3) вычисляем по формуле Х=100*0,1*V; где 100 – коэффициент пересчета на массу меда 100 г; 0,1 – концентрация раствора NaOH; V – объем 0,1 М раствора NaOH, израсходованного на титрование, мл.

Результаты титрования:

Образец меда	V1	V2	V3	Vср	Кислотность
мёд «Образец № 1»	0,28	0,31	0,29	0,3	3
мёд «Образец № 2»	0,33	0,36	0,35	0,35	3,5
мёд «Образец № 3»	0,23	0,27	0,19	0,23	2,3
мёд «Образец № 4»	0,24	0,27	0,25	0,25	2,5
Мед собственного изготовления	0,36	0,37	0,40	0,38	3,8

По полученным данным рассчитываем кислотность каждого меда: Х1 = 100*0,1*0,3 = 3 см3

Х2 = 100*0,1*0,35 = 3,5 см3

Х3 = 100*0,1*0,23 = 2,3 см3 Х4 = 100*0,1*0,25 = 2,5 см3 Х5 = 100*0,1*0,38 = 3,8 см3

Вывод и рекомендации:

На основании данных опытов можно сделать вывод, что образцы мёда, приобретённые в магазинах и у знакомых людей, по всем показателям являются натуральными. Мед полученный в лаборатории по свойствам ничем не отличается, отличается лишь по вкусу и отсутствием цветочного привкуса и аромата.

Рекомендации при при выборе меда:

Мед должен приятно пахнуть;

Мед не должен иметь ни вкуса, ни запаха закисания; На меде не должно быть белой пенки;

Неправильно распущенный мед (перевод из твердого состояния в жидкое может производиться только при температуре не выше 40 градусов) вообще не кристаллизуется; Закристаллизованный мед лучше хранится, поэтому не стоит бояться покупать засахаренный мед;

Старайтесь покупать мед у проверенного продавца.

Заключение

В целом, все сорта натурального меда имеют одинаковый химический состав и являются одинаково полезными, различны только по органолептическим свойствам.

Главное - чтобы мед не был фальсифицированным и не был собран в районах с повышенным содержанием токсичных веществ.

Надо учитывать, что попадающие на растения токсичные вещества в собранном с них меде концентрируются (т.е. находятся в значительно большей концентрации). Пчелы ко многим ядовитым веществам нечувствительны, а для людей такой мед может оказаться весьма вредным, вплоть до массовых тяжелых, а то и смертельных отравлений (такие случаи весьма нередки, т.к. на наличие всех возможных ядовитых веществ проверить мед в лаборатории просто нереально - таких веществ слишком много).

Моя гипотеза подтвердилась, ведь мы смогли получить мед в лабораторных условиях который судя по моим опытам почти ничем не отличается с химической точки зрения от натуральных.

Список литературы

1. Аранская О.С., Бурая И.В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии. М.: Издательский центр «Вентана- Граф», 2005.

2. Куприянова Н.С. Лабораторно-практические работы по химии. 10-11. – М.: Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС, 2007

3. http://supercook.ru/honey/honey-01.html: Из истории мёда

4. http://ipchepurnoy.narod.ru/Expertize.html: Экспертиза качества пчелиного мёда

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Мёд: Википедия

6. http://www.youtube.com/watch?v=EBNIySWpig0&feature=player_embedded: Видеоролик «Биологическая активность мёда (показатель диастаза)»

7. www. sweethoney.ru

8. www. medoviy.ru

9. www. medok-ok.ru

10. www. u-mama.ru/ped/anticle/php?id=4…

11. www. goodhoney.ru

12. www. wjman-perfection.ru/o-polze-meda-za…. www. bezdietu.ru/med.php