Czy mikrofale pochodzące z kuchenki mikrofalowej wpływają na jakość miodu lipowego?

Już od starożytności ludzie wiedzieli, że miód ma właściwości lecznicze i prozdrowotne. Ponadto jest naturalnym produktem spożywczym, składającym się głównie z monosacharydów, takich jak glukoza, fruktoza oraz innych węglowodanów, tj. sacharozy, maltozy czy melecytozy (występująca w miodach spadziowych).

Produkowany jest przez pszczoły miodne (Apis mellifera), które należą do gatunku owadów błonkoskrzydłych z rodziny pszczołowatych.

W zależności od rodzaju miodu, np. mniszkowy, gryczany czy lipowy charakteryzuje się różnym składem chemicznym i wykazuje odmienne działanie na organizm.

Fot. Roman Dudzik

Wpływ czynników, tj. mikrofale, długotrwałe przechowywanie czy ekspozycja na podwyższone warunki termiczne mogą powodować powstawanie w miodzie hydroksymetylofurfuralu (HMF, 5-hydroksymetylo-2-furfural), który w dużych ilościach wykazuje działanie cytotoksyczne, genotoksyczne oraz rakotwórcze.

Hydroksymetylofurfural powstaje naturalnie w produktach spożywczych w wyniku odwodnienia cukrów prostych pod wpływem długotrwałego przechowywania i podgrzewania.

Celem pracy było sprawdzenie wpływu działania mikrofal pochodzących z kuchenki mikrofalowej o różnej mocy oraz czasie ekspozycji na jakość miodu lipowego.

Wpływ mikrofal na żywność

Mikrofale są rodzajem promieniowania elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości (2,45 GHz) i długości fali (zakres pomiędzy podczerwienią a falami ultrakrótkimi). Mechanizm podgrzewania za pomocą kuchenki mikrofalowej polega na absorpcji promieniowania przez cząsteczki będące dipolami, czyli posiadające dwa odmienne ładunki + i -. Produkty spożywcze będące dipolami ustawiają się zgodnie z kierunkiem działania pola elektrycznego.

W wyniku cyklicznych i naprzemiennych zmian kierunku działania pola elektrycznego dipole podążają za nim, zaczynają drgać i zderzać się z sąsiednimi cząsteczkami. W wyniku tych interakcji część energii elektromagnetycznej zamieni się w ciepło. Dlatego w kuchenkach mikrofalowych obserwuje się bardzo szybki efekt podgrzewania umieszczonej tam substancji.

HMF jako miara jakości miodu

Hydroksymetylofurfural jest to heterocykliczny aldehyd o szkielecie furanu zawierający w swojej strukturze grupę aldehydową i alkoholową [Basumallick]. Na rys. 1. przedstawiono wzór strukturalny HMF.

Rys. 1. Wzór strukturalny HMF.

Hydroksymetylofurfural jako produkt oczyszczony występuje w postaci sypkiej lub jako gęsty syrop o zapachu przypominającym rumianek. Jest to związek słabo lotny, dobrze rozpuszczalny w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych (różnego rodzaju alkoholach, estrach, eterze, acetonie, chloroformie).

Ponadto roztwory o wysokim stężeniu HMF mogą powodować podrażnienie górnych dróg oddechowych, oczu oraz błon śluzowych nosa [Kowalski i wsp. 2012]. Związek ten można wykryć w produktach spożywczych, m.in. chlebie razowym, miodzie, dżemie, kukurydzianych płatkach śniadaniowych, mleku UHT, kawie, rodzynkach, suszonych morelach, daktylach, pasteryzowanych sokach owocowych, prażonych owocach, produktach warzywnych i owocowych, pieczywie pszennym, produktach zbożowych. [Jabłońska 2013; Capuano i wsp. 2009; Fallico i wsp. 2004; Gentry i wsp. 2004].

Dodatkowo prowadzono również badania stwierdzające zawartość HMF w produktach, takich jak pasta pomidorowa, sosy jabłkowe, galaretki owocowe oraz przetwory owocowe dla niemowląt [Cendrowski i wsp. 2011]. Procesy obróbki produktów spożywczych, tj. sterylizacja, pieczenie, grillowanie, smażenie wpływają na zwiększenie stężenia HMF [Arribas-Lorenzo i wsp. 2011]. Niektóre leki oraz dym tytoniowy mogą zawierać śladowe ilości hydroksymetylofurfuralu. W czasie palenia tytoniu dochodzi do pirolizy zawartej w nim celulozy, prowadzącej do powstania furanów i ich pochodnych, a w śród nich również HMF [Wiesland i wsp. 1993].

Z badań wynika, że miody zafałszowane cukrem inwertowanym charakteryzują się stosunkowo większym stężeniem HMF w porównaniu do miodów niezafałszowanych [Majewska i wsp. 2011].

Regulacja UE dotycząca jakości miodu

Rada Unii Europejskiej na mocy dyrektywy odnoszącej się do miodu określa ogólną, dopuszczalną zawartość HMF na poziomie nie więcej niż 40 mg/kg miodu (z wyjątkiem miodu piekarskiego oraz miodu z regionu o klimacie tropikalnym).

Międzynarodowa Komisja ds. Miodu rekomenduje trzy metody, które charakteryzują się największą dokładnością oznaczenia HMF w miodach, są to: metoda Winklera, White’a oraz HPLC [Jabłońska 2013]. Pierwsza z nich jest reakcją HMF z kwasem barbiturowym i p-toluidyną w obecności kwasu octowego.

Materiały i metody

Materiał stanowiły próby miodu lipowego z polskiej pasieki z regionu Borów Tucholskich zebrane w roku 2018. Producent potwierdza rodzaj miodu poprzez wykonanie analizy pyłkowej. Badany miód podzielono na 5 grup (n = 5 dla grupy).

Wyniki

Stężenie HMF w miodzie lipowym pod wpływem promieniowania mikrofalowego o mocy 600 W przez 2 minuty wzrosło o 1,2 razy w porównaniu do 1-minutowej ekspozycji na promieniowanie o tej samej mocy. Jednak wykonanie testu t-Studenta wykazało, że zmiany te były nieistotne statystycznie.

Rys. 2. Średnie stężenie HMF w próbach miodu lipowego pod wpływem działania mikrofal o mocy 600 W działających przez 1 lub 2 minuty. Wyniki przedstawiono w postaci średnich wartości i odchyleń standardowych.

Zaobserwowano wzrost stężenia HMF w badanych próbach miodu lipowego poddanych działaniu mikrofal w porówaniu do kontroli. Test Kruskal-Wallis’a potwierdził tylko istotny wzrost stężenia HMF w próbach miodów po 2-minutowej eskpozycji mikrofal o mocy 1200 W, w odniesieniu do próby kontrolnej. Na rys. 4 przedstawiono analizę porównawczą średniego stężenia HMF w miodzie lipowym po ekspozycji na mikrofale.

Rys. 3. Średnie stężenie HMF w próbach miodu lipowego pod wpływem działania mikrofal o mocy 1200 W działających przez 1 lub 2 minuty. Wyniki przedstawiono w postaci średnich wartości i odchyleń standardowych.

Rys . 4. Analiza porównawcza średniego stężenia HMF w miodzie lipowym po ekspozycji na mikrofale. Wyniki przedstawiono w postaci średnich wartości i odchyleń standardowych.

Wnioski i dyskusja

Zaprezentowane wyniki dotyczące stężenia HMF w miodzie lipowym poddanym 1- lub 2-minutowej ekspozycji na mikrofale o mocy 600 W i 1200 W mogą sugerować, że mikrofale wpływają na powstawanie HMF w badanych próbach ze względu na wysoką temperaturę, jaka towarzyszy działaniu mikrofal.

Im wyższa moc mikrofal, tym efekt cieplny jest zauważalny w krótszym czasie. Z badań wynika, że próby miodów podgrzewane w łaźni wodnej wpływają na generowanie w nich wzrostu HMF [VI Pszczelarska Konferencja Młodych Naukowców, Zgorzelec 2019].

Fot. Teresa Kobialka

Badany miód lipowy charakteryzuje się niewielkim stężeniem HMF w próbach przechowywanych w temperaturze pokojowej. Po ekspozycji 1- lub 2-minutowej na mikrofale zawartość HMF wzrasta, jednak nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego stężenia ustalonego przez Unię Europejską.

Można przypuszczać, że krótkotrwałe podgrzewanie, np. herbaty z miodem lipowym w kuchence mikrofalowej nie będzie znacząco wpływać na jakość spożywanego miodu. Jednak każdy rodzaj miodu charakteryzuje się odmienną podatnością na powstawanie HMF w wyniku działania czynników fizycznych.

Czas ekspozycji na działanie mikrofal koreluje z zawartością HMF w miodzie lipowym. Im dłuższy czas ekspozycji na mikrofale, tym większe stężenie HMF w badanym miodzie.

Konstancja Jabłońska,
Mateusz Grabowski
Wydział Lekarski w Katowicach, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"