Microundele provenite de la cuptorul cu microunde afectează calitatea mierii de tei?

Încă din cele mai vechi timpuri, oamenii știau că mierea are proprietăți de vindecare și de promovare a sănătății. În plus, este un produs alimentar natural, constând în principal din monozaharide, cum ar fi glucoza, fructoza și alte carbohidrați, adică zaharoză, maltoză sau melecitoză (care se găsește în mierea de mană). Mierea este produsă de albinele de miere (Apis mellifera), care aparțin speciilor de insecte Hymenoptera din familia albinelor. În funcție de tipul de miere, de exemplu, păpădie, hrișcă sau tei are o compoziție chimică diferită și efecte diferite asupra organismului.

Fot. Roman Dudzik

Influența factorilor, adică microundele, depozitarea pe termen lung sau expunerea la condiții termice crescute pot determina formarea de hidroximetilfurfural (HMF, 5-hidroximetil-2-furfural) în miere, care în cantități mari are efecte citotoxice, genotoxice și cancerigene. Hidroximetilfurfuralul se formează în mod natural în produsele alimentare ca urmare a deshidratării zaharurilor simple sub influența depozitării și încălzirii pe termen lung.

Scopul lucrării a fost de a verifica efectul microundelor de la cuptoare cu microunde cu putere diferită și timp de expunere diferit asupra calității mierii de tei.

Influența microundelor asupra alimentelor

Microundele sunt un tip de radiații electromagnetice cu frecvență înaltă (2,45 GHz) și lungime de undă (interval între undă infraroșu și ultra-scurtă). Mecanismul de încălzire cu ajutorul unui cuptor cu microunde este absorbția radiațiilor de către molecule care sunt dipoli, adică având două sarcini diferite + și -. Produsele alimentare care sunt dipoli se poziționează în funcție de direcția câmpului electric. În urma modificărilor ciclice și alternative ale direcției câmpului electric, dipolii îl urmează, încep să vibreze și să se ciocnească cu particulele vecine. În urma acestor interacțiuni, o parte din energia electromagnetică se va transforma în căldură. Prin urmare, în cuptoarele cu microunde se observă un efect de încălzire foarte rapid al substanței plasate acolo. În timpul acestui proces, apar o serie de schimbări în nutrienți, adică formarea mai multor radicali liberi în timpul transformărilor, inclusiv acizi grași decât în timpul tratamentului termic tradițional. Radicalii liberi sunt nocivi pentru țesuturile corpului datorită proprietăților lor reactive ridicate.

HMF ca masură a calității mierii

Hidroximetilfurfural este o aldehidă heterociclică cu schelet de furan care conține în structura sa o grupă aldehidă și alcool [Basumallick]. Desenul 1 prezintă modelul structural al HMF.

Desenul 1. Modelul structural al HMF.

Hidroximetilfurfural ca produs purificat apare sub formă uscată sau ca un sirop gros, cu un parfum care amintește de mușețel. Este un compus slab volatil, bine solubil în apă și solvenți organici (diverse tipuri de alcooli, esteri, eter, acetonă, cloroform). În plus, soluțiile cu o concentrație mare de HMF pot provoca iritații ale tractului respirator superior, ochilor și mucoasei nazale [Kowalski și colab. 2012]. Acest compus poate fi detectat în produsele alimentare, inclusiv pâinea integrală, mierea, gemul, fulgii de porumb, laptele UHT, cafeaua, stafidele, caisele uscate, curmalele, sucurile de fructe pasteurizate, fructele prăjite, produsele vegetale și din fructe, pâinea de grâu, produsele din cereale. [Jabłońska 2013; Capuano și colab., 2009; Fallico și colab., 2004; Gentry și colab. 2004]. În plus, s-au efectuat și cercetări pentru a determina conținutul de HMF în produse precum pasta de tomate, sosuri de mere, jeleuri de fructe și preparate de fructe pentru sugari [Cendrowski și colb. 2011]. Procesele de prelucrare a alimentelor, adică sterilizarea, coacerea, grătarul și prăjirea, cresc concentrația de HMF [Arribas-Lorenzo și colab. 2011]. Unele medicamente precum și fumul de tutun pot conține urme de hidroximetilfurfural. În timpul fumatului, apare piroliza celulozei conținută în el, ceea ce duce la formarea de furani și a derivaților acestora, inclusiv HMF [Wiesland și colab.1993].

Metoda de producție, metoda de depozitare și calitatea ingredientelor influențează conținutul de HMF în produsele alimentare. Prezența HMF în fluidele sterilizate termic utilizate la perfuzii a fost, de asemenea, confirmată [Nilsson-Thorell și colab., 1993]. Calitatea unui produs alimentar poate fi determinată folosind concentrația de HMF [Cendrowski et al. 2011].

Regulamentele Uniunii Europene privind calitatea mierii

Consiliul Uniunii Europene, în conformitate cu directiva privind mierea, stabilește un conținut total de HMF de cel mult 40 mg / kg miere (cu excepția mierii de panificație și a mierii dintr-o regiune cu climă tropicală).

Comisia Internațională pentru Miere recomandă trei metode care se caracterizează prin cea mai mare precizie a determinării HMF în miere, acestea sunt: metodele Winkler, White și HPLC [Jabłońska 2013]. Prima este reacția HMF cu acidul barbituric și p-toluidină în prezența acidului acetic. Complexul rezultat este determinat colorimetric la o lungime de undă de 550 nm. Această metodă arată o specificitate redusă datorită faptului că reacționează și alți derivați ai furfurului [Jabłońska 2013]. A doua metodă este metoda lui White, care a fost utilizată pentru determinarea spectrofotometrică a HMF în studiile prezentate. Este rapid și ușor de efectuat și este o metodă ieftină de determinare a HMF. Cea mai mare precizie și exactitate a determinării HMF în miere este obținută prin metoda HPLC, care este utilizată într-un sistem cu fază inversată pe o coloană cu grupe funcționale C18 într-un sistem de flux constant de fază mobilă, cu măsurare spectrofotometrică la o lungime de undă de 283 nm [Jabłońska 2013]. HPLC permite, de asemenea, determinarea simultană a altor compuși în proba testată. Din păcate, este cea mai puțin disponibilă metodă din cauza costului ridicat.

Materiale și metode

Materialul a fost reprezentat de eșantioane de miere de tei dintr-o stupină poloneză din regiunea Bory Tucholskie colectate în 2018. Producătorul confirmă tipul de miere prin efectuarea analizei polenului. Mierea testată a fost împărțită în 5 grupe (n = 5 pentru grupă). Primul nu a fost expus la microunde, păstrat în condiții normale, adică la o temperatură care nu depășește 25° C în borcane de sticlă, fără expunere la soare (control). A doua grupă a fost expusă la microunde de 600 W timp de 1 minut. A treia grupă a fost expusă la acțiunea cuptorul cu microunde 1200 W timp de 1 minut. În schimb, grupele patru și cinci au fost expuse la microunde la 600 W, respectiv 1200 W, timp de 2 minute.

Toate eșantioanele de miere testate au fost determinate prin metoda lui White. Principiul metodei White este măsurarea absorbanței la 284 nm și 336 nm lungime de undă. Conținutul de HMF se măsoară cu un spectrofotometru UV-VIS pe soluții clare de miere.

Rezultatele

Concentrația de HMF în mierea de tei sub influența radiațiilor cu microunde la 600 W timp de 2 minute a crescut de 1,2 ori comparativ cu expunerea de 1 minut la radiații de aceeași putere. Cu toate acestea, performanța testului t-Student a arătat că aceste modificări nu au fost semnificative statistic.

Desenul 2. Concentrația medie de HMF la testele cu miere de tei sub influența microundelor de 600 W care funcționează timp de 1 sau 2 minute. Rezultatele sunt prezentate ca valori medii și abateri standard.

Desenul 2 arată concentrația medie de HMF la testele cu miere de tei sub influența microundelor de 600 W care funcționează timp de 1 sau 2 minute. Expunerea la radiații la microunde de 1200 W timp de 2 minute a dus la o creștere de 1,9 ori a concentrației de HMF comparativ cu expunerea la 1 minut la microunde. Testul Mann-Whitney U a confirmat că aceste modificări au fost semnificative statistic. Desenul 3 prezintă concentrația medie de HMF la testele cu miere de tei, sub influența microundelor de 1200 W care funcționează timp de 1 sau 2 minute. S-a observat o creștere a concentrației de HMF la probele testate de miere de tei expuse la microunde în comparație cu controlul. Testul Kruskal-Wallis a confirmat doar o creștere semnificativă a concentrației de HMF la probele de miere după o expunere de 2 minute la microunde de 1200 W, raportat la proba de control. Desenul 4 prezintă o analiză comparativă a concentrației medii de HMF în miere de tei după expunerea la microunde.

Desenul 3. Concentrația medie de HMF la testele cu miere de tei sub influența microundelor de 1200 W care funcționează timp de 1 sau 2 minute. Rezultatele sunt prezentate ca valori medii și abateri standard.

Desenul 4. Analiză comparativă a concentrației medii de HMF în miere de tei după expunerea la microunde. Rezultatele sunt prezentate ca valori medii și abateri standard.

Concluzii și discuții

Rezultatele prezentate cu privire la concentrația de HMF în mierea de tei supusă expunerii de 1 sau 2 minute la microunde de 600 W și 1200 W pot sugera că microundele afectează formarea de HMF în eșantioanele testate datorită temperaturii ridicate care însoțește acțiunea microundelor. Cu cât este mai mare puterea microundelor, cu atât efectul termic este mai scurt. Cercetările arată că probele de miere încălzite într-o baie de apă afectează generarea de HMF în ele [a VI-a Conferința apicolă a tinerilor cercetători, Zgorzelec 2019].

Fot. Teresa Kobialka

Modificările concentrației de HMF au fost demonstrate pe eșantioanele de miere testată. Funcționarea și puterea microundelor crește concentrația de HMF în mierea de tei. Cu cât este mai mare puterea microundelor (600 W și 1200 W), cu atât concentrația de HMF este mai mare în mierea testată și calitatea acesteia este mai slabă. Timpul de expunere la microunde se corelează cu conținutul de HMF din mierea de tei. Cu cât timpul de expunere la microunde este mai lung, cu atât concentrația de HMF este mai mare în mierea testată.

Konstancja Jabłońska,
Mateusz Grabowski
Facultatea de Medicină din Katowice, Universitatea Medicală Sileziană din Katowice

Abonament