Fyzikální vlastnosti medů

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin

Fyzikální vlastnosti medů Bakalářská práce

Vedoucí práce: doc.Ing. Šárka Nedomová, Ph.D.

Brno 2015

Vypracoval: Robin Slováček

3

PODĚKOVÁNÍ Rád bych touto cestou poděkoval mé vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Šárce Nedomové, Ph.D., za její odborné vedení při vypracování bakalářské práce, za cenné rady a připomínky, ochotu a pomoc při hledání a zpracování údajů. Také za čas věnovaný konzultacím. Děkuji také své rodině za podporu v průběhu celého studia.

ABSTRAKT Bakalářská práce je zaměřena na fyzikální a reologické vlastnosti medů a vlivy působící na tyto vlastnosti. Fyzikální vlastnosti medů jsou velmi rozdílné v závislosti na chemickém složení medu, zdroji medu, klimatických a geografických podmínkách. Krystalizace medů závisí na obsahu fruktózy a glukózy. Nektarové medy obsahující více glukózy, proto krystalizují rychleji než medovicové. Hustota medu je vyšší u medovicových medů, protože obsahují vyšší množství minerálních látek. Barva medu je závislá na botanickém původu medu, způsobu zpracování a délce skladování. Nektarové medy jsou světlejší než medy medovicové. Elektrická vodivost je velmi důležitou vlastností, díky které můžeme zjistit druh medu podle původu. Medovicové medy mají vyšší hodnotu elektrické vodivosti, protože obsahují více minerálních látek. Reologické vlastnosti medů závisí na složení cukru a botanickém původu medu. Mezi reologické vlastnosti patří viskozita, která se snižuje se zvyšující se teplotou. Klíčová slova: včelí med, fyzikální vlastnosti medů, reologie, viskozita

ABSTRACT The bachelor thesis is focused on the physical and rheological properties of honeys and influences on these properties. Physical properties of honeys are very different depending on chemical compositon on honey, sources of honey, climatic and geographic conditions. Crystallization of honey depends on the content of glucose and frucose. Nectar honey crystallize more rapidly than honeydew honey, because nectar honey has got a higher amount of glucose. The density of honeydew honeys is higher then nectar honey. The higher density of honey have a honeydew honeys, it is about a minerals. The colour of honeys depends on botanic origin, processing method and lenght of storage. Nectar honeys are lighter than honeydew honeys. Electrical conductivity is very important feature, because this feature we can find out the botanic origin of honey. Honeydew honeys have a higher electric conductivity, because they have got a larger amout of minerals. Rheological properties of honeys depends on composition of sugar and botanic origin.Viscosity is a reological properties of honeys which dicreases with increasing temperature.

Key words: bee honey, physical properties of honey, rheology, viscosity

OBSAH 1 ÚVOD ............................................................................................................................ 9 2 CÍL PRÁCE ................................................................................................................. 10 3 LITERÁRNÍ REŠERŠE .............................................................................................. 11 3.1 Med ................................................................................................................................... 11 3.1.1 Vznik medu ................................................................................................................ 11 3.2 Zdroje medu ...................................................................................................................... 11 3.2.1 Nektar ......................................................................................................................... 11 3.2.2 Medovice .................................................................................................................... 12 3.3 Druhy medu....................................................................................................................... 13 3.4 Chemické složení medu .................................................................................................... 14 3.4.1 Obsah vody v medu .................................................................................................... 15 3.4.2 Obsah cukrů v medu................................................................................................... 15 3.4.3 Obsah enzymů v medu ............................................................................................... 16 3.4.4 Obsah minerálních látek v medu ................................................................................ 17 3.4.5 Obsah bílkovin a aminokyselin v medu ..................................................................... 18 3.4.6 Obsah organických kyselin v medu ........................................................................... 18 3.4.7 Ostatní látky obsažené v medu ................................................................................... 19 3.4.7.1 Hormony ............................................................................................................. 19 3.4.7.2 Barviva ................................................................................................................ 19 3.4.7.3 Vitamíny.............................................................................................................. 19 3.4.7.4 Aromatické látky ................................................................................................. 20 3.4.7.5 Tukové látky........................................................................................................ 20 3.4.7.6 Hydroxymethylfurtural ....................................................................................... 20 3.5 Kvalita medu ..................................................................................................................... 20 3.5.1 Kontaminace medu..................................................................................................... 21 3.5.2 Falšování medu .......................................................................................................... 21 3.5.3 Nové analytické metody pro zjištění falšování medu ................................................ 22 3.5.4 Nejnovější analytické metody pro zjištění falšování medu ........................................ 22

3.5.5 Falšování medu ve světě ............................................................................................ 22 3.5.6 Falšování medu v USA .............................................................................................. 23 3.5.7 Falšování medu v České republice ............................................................................. 23 3.5.8 Hodnocení medu podle platné evropské legislativy ................................................... 23 3.6 Fyzikální vlastnosti medů ................................................................................................. 24 3.6.1 Hygroskopicita medu ................................................................................................. 25 3.6.2 Krystalizace medu ...................................................................................................... 25 3.6.3 Hustota medu ............................................................................................................. 27 3.6.4 Barva medu ................................................................................................................ 27 3.6.5 Index lomu světla medu ............................................................................................. 28 3.6.6 Optická otáčivost medu .............................................................................................. 28 3.6.7 Tepelné vlastnosti medu ............................................................................................. 29 3.6.8 Elektrická vodivost medu ........................................................................................... 29 3.6.8.1 Metody měření elektrické vodivosti medu .......................................................... 29 3.6.8.2 Výsledky měření elektrické vodivosti medu ....................................................... 30 3.6.8.3 Měření elektrické vodivosti v České republice ................................................... 30 3.7 Reologie ............................................................................................................................ 30 3.8 Reologické vlastnosti medu .............................................................................................. 31 3.8.1 Viskozita medu........................................................................................................... 31

4 ZÁVĚR ........................................................................................................................ 43 5 POUŽITÁ LITERATURA .......................................................................................... 45 6 SEZNAM POUŽITÝCH TABULEK .......................................................................... 53 7 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ ......................................................................... 54

1 ÚVOD Včelí med úzce souvisí s historií lidstva. V nejrůznějších světových kulturách byl med ceněn nejen jako potravina, ale i univerzální prostředek k léčení nebo byl také součástí různých rituálů či obřadů. Nejstarší zmínku o medu můžeme najít ve staré kresbě v Pavoučí jeskyni, která se nachází nedaleko Valencie ve Španělsku. Tato malba znázorňuje ženu, která získává med z dutiny stromu. Med je potravina živočišného původu, která je díky svým nutričním vlastnostem velmi ceněna mezi spotřebiteli. Mezi zdroje medu patří medovice a nektar. Medovice je roztok cukrů, který vyměšuje hmyz, tento roztok je sbírán včelami. Nektar je sladká šťáva, kterou vylučují hmyzosnubné rostliny a je také sbírána včelami. Vznik medu je velice náročný proces, a proto má včelstvo velmi dobrou dělbu práce. Med zraje v plástech a při zmenšení obsahu vody přibližně pod 20 %, je tento med natolik zralý, že se může zpracovávat. Obsah vody v medu se měří refraktometrem. Chemické složení medu je velmi důležité. Nejvyšší obsah zaujímají cukry, a to glukóza a fruktóza. Fruktóza je převažující sacharid ve většině medů. Neznámějšími enzymy medu jsou invertáza a diastáza. Invertáza štěpí sacharózu na jednoduché cukry: glukózu a fruktózu. Minerální látky nejsou v medu příliš obsaženy, avšak díky nim můžeme zjistit, o jaký druh medu se jedná. Dalšími látkami, které jsou obsaženy v medu, jsou bílkoviny a aminokyseliny, organické kyseliny, hormony, barviva, vitamíny, aromatické látky a tukové látky. Fyzikální vlastnosti medů závisí zejména na chemickém složení a zdroji medu. Nejvýznamnější fyzikální vlastnost je krystalizace. Krystalizace závisí na obsahu glukózy a fruktózy v medu. Vyšší množství glukózy obsahují medy z nektaru, tyto medy také dříve krystalizují. Barva medu je také důležitou vlastností medu. Obecně lze říct, že světlejší medy jsou medy nektarové, zatímco tmavší medy jsou medy z medovice. Zjistit falšování medu můžeme pomocí elektrické konduktivity neboli vodivost. Tato fyzikální vlastnost nám ukáže, o jaký druh medu se jedná. Reologické vlastnosti mají velký význam při zpracování, skladování a kontrolování kvality medu. Mezi reologické vlastnosti medu patří viskozita. Tato vlastnost je závislá na teplotě a obsahu vody v medu. Se zvyšující se teplotou se viskozita snižuje.

9

2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše se zaměřením na fyzikální vlastnosti různých druhů medu a na metody hodnocení těchto vlastností z tuzemské i zahraniční literatury.

10

3 LITERÁRNÍ REŠERŠE

3.1 Med Med je nejznámější a nejdůležitější produkt chovu včel. Je to potravina sacharidového charakteru, složená z glukózy, fruktózy, organických kyselin, enzymů a pevných částic získaných při sběru sladkých šťáv květů rostlin (nektar), výměšků hmyzu na povrchu rostlin (medovice), nebo na živých částech rostlin včelami, které se po nasbírání uloží v plástech. Kde se poměrně složitým způsobem změní na kvalitní med (Přidal, 2005; Titěra, 2006).

3.1.1 Vznik medu Vznik medu je komplikovaný proces, který je závislý na včelstvu jako celku. Včely (létavky) nesou sladké šťávy v medném váčku do úlu, kde předávají sladinu včelám úlu (mladušky), které zapojují sladké šťávy do koloběhu potravy v celém včelstvu. Než se kapka přemění na med a je uložena do buněk plástů, tak je několikrát předána mezi včelami úlu. Včely ji obohacují o enzymy, aminokyseliny a další látky, zahušťují a s výměškem hltanových žláz štěpí na jednoduché cukry. Také dochází k odpaření vody, což urychluje přenášení. Při snížení obsahu vody pod 20 % včely buňku uzavřou neprodyšným voskovým víčkem. Když je plást zavíčkován a při manipulaci s plástem nevytéká med, poznáme, že je med vyzrálý. Vyzrálost medu se měří pomocí přístroje refraktometru (Přidal, 2005; Weiss, 2005; Frank, 2010).

3.2 Zdroje medu 3.2.1 Nektar Nektar je sladká šťáva, kterou vylučují hmyzosnubné rostliny ze žlaznatých útvarů (nektarií). Díky přenášení nektaru dochází k opylování, to je přenesení pylových zrn z květu na květ. Každá rostlina má velmi rozdílné vylučování nektaru, což závisí na mnoha vnějších faktorech (teplota, vlhkost, jakost půdy, denní doba), také na

11

genetických vlastnostech rostliny nebo na fázi kvetení (Weiss, 2005; Kubišová a Hálsbachová, 1992). Chemické složení nektaru je obsaženo v tab. 1. Tab. 1: Složení nektaru (Přidal, 2003) Složka Kromě vody vztaženo k sušině nektaru Vlhkost [%] Cukry celkem [%] Nejvíce glukóza, fruktóza a sacharóza v různých poměrech

„Obvykle“

Rozpětí

60

5 – 85

40

15 – 95

Jen ve stopách (obvykle transglukosidací) Kolísá (jablečná, vinná, Kyseliny celkem [mekv/kg] jantarová, citrónová, šťavelová) pH 4,5 2,7 – 6,4 Popel [%] 0,08 0,02 – 0,45 Aminokyseliny [%] 0,05 0,002 – 4,8 Další látky obsaženy: enzymy z buněk nektarií, pryskyřičnaté látky, aromatické silice, terpeny, flavony, z vitaminů v některém nektaru vit. C. Maltóza [%] a jiné cukry

3.2.2 Medovice Medovice je cukerný roztok, který vzniká jako odpadní produkt látkového metabolismu některých druhů zástupců polokřídlého hmyzu náležícího do řádu Hemiptera (polokřídlí). Tato sladká tekutina je využívána velkým množstvím hmyzu a jinými organismy jako zdroj potravy. Medovice je v podstatě přefiltrovaná míza rostlin, kterou producenti medovice (mery, mšice a červci) využívají jako potravu. Míza je získávána pomocí bodavých štětů, což je část ústního ústrojí, které pronikají do rostlinného pletiva sítkovice, odkud přijímají mízu, ta jim proudí sama pod tlakem do těla. Míza obsahuje velké množství cukru, proto se u některých druhů mšic, mer a červců vytvořila, tzv. filtrační komora, tenká polopropustná přepážka v zažívacím ústrojí, přes kterou procházejí jednoduché cukry do konečníku, kde se hromadí, jako tzv. medovice, která je posléze vylučována z těla ven. Vyloučené kapénky cukru se vyskytují na větvích, listech, pupenech, četných listnatých a jehličnatých dřevinách (Počuch, 2014; Přidal, 2003). Chemické složení medovice je shrnuto v tab. 2.

12

Tab. 2: Složení medovice (Přidal, 2003) Složka Kromě vody vztaženo k sušině medovice Vlhkost [%] Fruktóza [%] Glukóza [%] Sacharóza [%] „Maltóza“ [%] Melecitóza [%] Vyšší cukry – dextriny [%] pH Kyseliny celkem [mekv/kg] Popel [%] Dusík [%]

průměr

Rozpětí

16,3 31,8 26,0 0,8 8,8 2,3 4,7 4,4 54,9 0,74 0,1

12,2 – 18,2 23,9 – 38,1 19,2 – 31,9 0,4 – 1,1 5,1 – 12,5 0,0 – 13,4 1,3 – 11,5 3,9 – 4,9 34,6 – 76,5 0,21 – 1,18 0,047 – 0,223

3.3 Druhy medu Podle vyhlášky č. 76/2003 Sb. je med členěn (Vyhláška č.76/2003 Sb., v platném znění): 1. Podle původu: a) Nektarové – med pocházející zejména z nektaru květů. b) Medovicové – med pocházející zejména z výměšků hmyzu (Hemiptera) sajícího z rostlin nebo ze sekretů živých částí rostlin. Může dojít i ke smíšení medu, ale ty se ve vyhlášce nerozlišují. Stanovuje se pouze limit pro medovicové a nektarové medy, které mohou obsahovat i příměs druhé skupiny medu (Přidal, 2005). 2. Podle způsobu získávání a úpravy (Vyhláška č.76/2003 Sb., v platném znění): a) Vytočený med – med získaný odstřeďováním odvíčkovaných bezplodových plástů. b) Plástečkový med – med je uložený a zavíčkovaný včelami do bezplodých plástů čerstvě postavených na mezistěnách, vyrobených výhradně ze včelího vosku nebo bez nich a prodávaný v uzavřených celých plástech nebo dílech takových plástů. c) Med s plástečky – med, který obsahuje jeden nebo více kusů plástečkového medu. d) Vykapaný med – med získaný vykapáním odvíčkovaných bezplodových plástů. 13

e) Lisovaný med – med získaný lisováním bezplodých plástů za použití mírného ohřevu do 45 °C nebo bez použití tepla. f) Filtrovaný med – med, který byl po získání upraven odstraněním cizích anorganických nebo organických látek takovým způsobem, že dochází k významnému odstranění pylu. g) Pastový med – med, který byl po získání upraven do pastovité konzistence a je tvořen směsí jemných krystalů.

3.4 Chemické složení medu Chemické složení medu je velmi odlišené, a to zejména u medu podle původu. Záleží též na typu vegetace, klimatických podmínkách, agrotechnických zákrocích (Kubišová a Haslbachová, 1992). Chemické složení medu je zahrnuto v tab. 3. Tab. 3: Chemické složení medu (Křenková, 2009) Složka Voda Glukóza Fruktóza Sacharóza Melecitóza Organické kyseliny aminokyseliny Enzymy Hormony Barviva Vitamíny Minerály Tukové látky Aromatické látky Dextriny Inhibiny

Součásti

Glukonová, jablečná, citrónová, pyrohroznová Prolin, fenylalanin Glukozooxidáza, invertáza, diastáza, kataláza Acetylcholin, adrenalin, noradrenalin, dopamin Flavonoidy, chlorofyly, antokyany, karotenoidy B1, B2, B5, B6, C, H K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Mn, Co, Zn, I, F, Si Estery cholesterolu, triglyceridy, volné kyseliny Estery organických kyselin, acetaldehyd

Obsah [%] 13,4 – 22,9 22,0 – 40,7 27,2 – 44,3 0,2 – 10,1 0,0 – 15,0 0,17 – 1,17 0,1 – 0,6

0,1 0,1 – 1,0 0,015 0,1 – 12,5

14

3.4.1 Obsah vody v medu Obsah vody v medu nesmí překročit 20 %. Při vyšším obsahu vody dochází ke zvýšení mikroorganismů. Med obsahující přes 20 % vody se rozkvasí a tím se zkazí (Šroll, 2012). Přidal a Vorlová (2002) měřili aktivitu vody pomocí přístroje Pawkin AquaLAb. Bylo zjištěno, že aktivita vody pro jednokvětový med je od 0,46 – 0,50. Pro medovicový med byla naměřena hodnota aktivity vody 0,49. Pro medy z různých druhů zdrojů byla od 0,48 – 0,49. Obsah vody v medu původem z ČR a Jihomoravského kraje (JmK) byl sledován v období let 2005 – 2008. Výsledky jsou zahrnuty v tab. 4. Tab. 4: Výsledky měření obsahu vody v medu v roce 2005 – 2008 (Lunerová a Pažout, 2012) Vzorky Z ČR

Z toho JmK

Obsah vody Maximum Průměr Minimum Maximum Průměr Minimum

2005 18,6 16,56 13,6 18,6 16,7 13,6

2006 19,0 17,37 14,6 19,0 16,73 15,0

2007 20,6 19,53 13,7 18,6 16,95 16,1

2008 19,8 17,43 13,6 18,5 17,39 17,39

Autoři Kayacier a Karaman (2008) zkoumali aktivu vody u čtyř druhů tureckých medů (med z citrusu, med z divoce rostoucích rostlin, směs medu z tymiánu a kozelce a medovicový med z borovice). Aktivita vody byla měřena pomocí přístroje na měření aktivity vody (AquaLab) při 20 °C. Zjištěná aktivita vody byla poměrně nízká, u tureckých medů činila od 0,51 – 0,52. Aktivita vody ovlivňuje kvalitu a skladovatelnost výrobku (Kayacier a Karaman, 2008). Hodnota aktivity vody u řeckých medů byla v průměru od 0,528 – 0,663 (Lazaridou et al., 2004).

3.4.2 Obsah cukrů v medu Obsah hlavní složky v medu, tedy cukru, závisí na botanickém a zeměpisném původu, na počasí, na skladovacích podmínkách a technologii zpracování (Dobre et al., 2012; Marghitas et al., 2009; Ouchemoukh et al., 2010). Sušina medu je tvořena z více než 95 % různými cukry. Největší podíl zaujímá fruktóza (38 %) a glukóza (30 %). Celkový obsah redukujících cukrů je přibližně 77 %. 15

Ve většině medů je fruktóza převažující sacharid nad glukózou (Veselý, 2003). Pouze u medů z pampelišky a brukve řepky najdeme větší množství glukózy (Persano-Oddo a Piro, 2004). Je-li fruktóza převažující sacharid v medu, sacharidy stáčí rovinu polarizovaného světla doleva jsou levotočivé. Medy z akátu, vřesu a kaštanovníku setého mají vyšší poměr těchto sacharidů (1,3) než ostatní medy (1

1,3), proto je lze

snadno identifikovat. Med obsahuje do 1 % sacharózy (Veselý, 2003). Disacharidy jsou v medu zastoupeny přibližně v 6 %. Mezi disacharidy patří: maltóza, kojibióza, turanóza, isomaltóza a maltulóza (Čopíková et al., 2006). Okolo 4 % zaujímají oligosacharidy, např. erlózy, trehalózy, panózy a melecitózy. Vyšší koncentrace oligosacharidů je v medovicových medech. Oligosacharidy vznikají zejména enzymaticky. Melecitózu včely nedokáží strávit, proto je pro včely velmi nebezpečná, a může způsobit oslabení i úhyn včelstva (Čopíková et al., 2006; Veselý, 2003). Při zvýšení melecitózy nad 10 %, začne med nevyhnutelně krystalizovat a tvrdnout. Včelaři z těžkých plástů neodstředí skoro nic, proto tento med získal lidový název „cementový med“ (Hásek, 2014). Trehalóza způsobuje při zazimování na medovicovém medu úhyn nebo úplavici (Mácha, 2012). Medovicový med obsahuje menší množství cukru než nektarový (Bentabol et al., 2011; Escuredo et al., 2013).

3.4.3 Obsah enzymů v medu Enzymy se do medu dostávají především z hltanových a pyskových žláz včel. Nejvýznamnější enzymy medu jsou: invertáza, diastáza, glukozooxidáza. Invertáza a diastáza jsou ukazatelé kvality medu. Med také obsahuje katalázu a kyselou fosfatázu. Teplem a skladováním se snižuje obsah enzymů v medu (Veselý, 2003). Invertáza je důležitým enzymem v medu, protože štěpí sacharózu na jednoduché cukry, glukózu a fruktózu. Rozštěpením sacharózy v nektaru stoupne rozpustnost cukru ve vodě a s tím je spojena i stabilita vznikajícího medu. Invertáza je také spojena s opačným pochodem, kdy z jednoduchých cukrů vytváří cukry složité - oligosacharidy (Veselý, 2003). Diastáza patří mezi skupinu enzymů, které štěpí škrob. Vznikají alfa a beta amylázy. Amyláza je přítomná ve všech medech. Pohankový med, med ze šalvěje a máty obsahuje větší množství amyláz (Dobrovoda, 1986). Diastáza se v medu nikdy

16

nevyskytuje. Vzniká při různých způsobech výroby umělých medů chemickým štěpením obilných škrobů (Šroll, 2012). Glukozooxidáza patří mezi významné enzymy medu. Peroxid vodíku má antibakteriální funkci, díky které se med stává velmi odolný vůči mikroorganismům. Produkce peroxidu vodíku probíhá jen v tekutém medu, kde je zprostředkována enzymatickou přeměnou glukózy na kyselinu glukonovou a peroxid vodíku. V této přeměně slouží enzym glukozooxidáza jako významný katalyzátor. Do medu se dostává při zpracování nektaru na med, z hypofaryngeálních žláz včelích dělnic během celého životního cyklu (Majtán, 2014). Kataláza štěpí peroxid vodíku na vodu a kyslík. Nachází se v medu rostlinného původu. Med obsahující vyšší obsah pylu obsahuje i vyšší obsah katalázy (Dobrovoda, 1986). Fosfatázy štěpí estery kyseliny fosforečné a mají i syntetický účinek (Dobrovoda, 1986).

3.4.4 Obsah minerálních látek v medu Obsah minerálních látek se udává od 0,1 do 0,7 %. Vyšší obsah minerálních látek obsahují medy medovicové (Dobrovoda, 1986). Z makrobiogenních prvků tvoří asi polovinu draslík (84 % z procenta medu), který má značný význam pro člověka. Působí pozitivně na lidský organismus při srdečních chorobách. V menší míře je v medu obsažen sodík, vápník, hořčík, síra a fosfor (Veselý, 2003). Mezi stopové prvky, které se v medu nacházejí, řadíme železo, měď, zinek a mangan (Veselý, 2003). Barva medu souvisí s obsahem minerálních látek a kyselostí medu. Tmavší barvu mají zejména medovicové medy, z důvodu vyššího obsahu železa, mědi a manganu. V přítomnosti rostlinného barviva při nižší kyselosti vznikají rozdílné barevné odstíny (Veselý, 2003). V medu můžeme najít mnoho minerálních látek. Je to hlavně z důvodu, že med je konzumován bez tepelné úpravy, a proto nedochází ke snížení obsahu látek, které se v medu nacházejí (Dobrovoda, 1986). Obsah minerálních látek (popela) se stanovuje při některých analytických zkouškách za účelem posouzení pravosti medu (Dupal, 2011a). 17

Autoři Kayacier a Karaman (2008) zkoumali obsah popela u čtyř druhů tureckých medů (med z citrusu, med z divoce rostoucích rostlin, směs medu z tymiánu a kozelce a medovicový med z borovice). Obsah popela byl určen za pomocí muflové pece při 625 °C. Obsah popela byl různý, a to od 0,112 – 0,519 %. Nejvyšší hodnota byla naměřena borovicovému medu, a to 0,519 %, což je dáno větším obsahem minerálních látek (Kayacier a Karaman, 2008). Ouchemoukh et al. (2007) uvedl podobné výsledky u měření obsahu popela u medů z Alžírska. Nejvyšší obsah popela byl u alžírských medů naměřen medu medovicového původu, a to 0,54 %. Vzorky nektarových medů měly obsah popela v rozmezí 0,06 – 0,21 %.

3.4.5 Obsah bílkovin a aminokyselin v medu Obsah bílkovin v medu je velmi malý, proto nemají zásadní vliv na výživové vlastnosti (Veselý, 2003). Aminokyseliny se v medu běžně vyskytují, a to přibližně 11 21 různých aminokyselin. Výrazně se podílejí na chuťových vlastnostech medu. Díky obsahu aminokyselin můžeme určit i geografický původ medu. Vyšší množství aminokyselin je obsaženo ve smíšených medech. Prolin je nejvíce zastoupená aminokyselina v medu. Thyrosin umožňuje vznik melaonidních barviv (Dobrovoda, 1986; Veselý, 2003).

3.4.6 Obsah organických kyselin v medu Organické kyseliny jsou obsaženy ve všech druzích medu. Ovlivňují chuť, stabilitu a některé z nich řadíme k antioxidantům (Veselý, 2003). V medu je velké množství organických kyselin, například glukonová, citrónová, jablečná,

jantarová,

octová,

mravenčí,

máselná,

mléčná,

glykolová

a

alfa - ketoglutarová. Nejvyšší význam má kyselina glukonová, která vzniká z glukózy enzymatickou oxidací. V medu se nachází spíše ve formě laktonu, který se po zředění vodou mění na glukonovou kyselinu (Titěra, 2006). Obsah kyselin v medu lze stanovit pomocí pH faktoru. Medy nektarové jsou kyselejší jejich pH je 3,4 zatímco medy medovicové mají vyšší pH, a to až 6,1 (Veselý, 2003). Autoři Kayacier a Karaman (2008) zkoumali pH u čtyř druhů tureckých medů (med z citrusu, med z divoce rostoucích rostlin, směs medu z tymiánu a kozelce 18

a medovicový med z borovice). pH bylo změřeno pomocí pH metru v 10% roztoku medu při 25 °C. Hodnota pH sledovaných medů byla mezi 3,67 – 4,57. Nejvyšší pH z nektarových medů měl med z citrusu. Jeho hodnota činila 3,67. Jediným zástupcem medovicových medů byl med borovicový, který měl hodnotu pH 4,57 (Kayacier a Karaman, 2008). Kyselost medu je dána zejména obsahem organických kyselin (Nanda et al., 2003). Výsledky pH tureckých medů byly v souladu s výsledky pro indické medy, jejíchž rozmezí pH bylo od 3,8 – 5,0 (Ahmed et al., 2007). Medy z Alžírska měly hodnoty pH v rozmezí 3,49 – 4,53 (Ouchemoukh et al., 2007).

3.4.7 Ostatní látky obsažené v medu

3.4.7.1 Hormony Hormony obsažené v medu jsou acetylcholin, noradrenalin, adrenalin, dopamin (Přidal, 2003). Acetylcholin je přirozeným přenašečem vzruchu v nervovém systému. Do medu se dostává pravděpodobně z pylu (Veselý, 2003).

3.4.7.2 Barviva Barviva vytvářejí barvu medu. Med obsahuje velké množství barviv spadajících do skupiny flavonoidů, karotenoidů, antokyanů a produktů degradace cukrů. Významné rostlinné barviva medu jsou kvercin a rutin. Rostlinná barviva v medu převládají, přecházejí z medných a pylových zásob do vosku a odtud zpět do medu (Přidal, 2003).

3.4.7.3 Vitamíny V medu se nachází přibližně 20 různých vitamínů. Jsou to především vitamíny rozpustné ve vodě, které řadíme do skupiny B: B1 thiamin, B2 riblofalvin, B6, kys. nikotinová, niacin, biotin, kyselina pantotenová. Hlavním zdrojem vitamínů pro včely je především pyl, med je pouze doplňkovým zdrojem (Titěra, 2006).

19

3.4.7.4 Aromatické látky U medu bylo zjištěno, že až 120 různých látek se podílí na tvorbě jejich vůně. Vůně v medu se nejlépe zachovává, když se med skladuje v chladu a je pevně zavíčkován. Při dlouhodobém skladování se část aromatických látek ztrácí. Mezi aromatické látky patří především aldehydy, ketony, alkoholy, kyseliny a estery organických kyselin (Titěra, 2006; Přidal, 2003).

3.4.7.5 Tukové látky Přibližné množství různých lipidů v medu je 0,015 %. Největší množství zaujímají estery cholesterolu 45 %, poté následuje 22 % triglyceridů, 18 % volných kyselin a 17 % volného cholesterolu. Z mastných kyselin, které tvoří estery, patří kyselina kaprylová, laurová, stearová, arachidonová (Veselý, 2003).

3.4.7.6 Hydroxymethylfurtural Hydroxymethylfurfural patří mezi látky s mutagenní aktivitou. Ze zdravotního hlediska jeho cytotoxické, genotoxické a karcinogenní účinky nejsou jednotné. Vstupuje do reakce dehydratací hexos v kyselém prostředí nebo jako výsledek Maillardovy reakce (Kalábová et al., 2003). Med má velmi vhodné vlastnosti pro vznik hydroxymethylfurfuralu, protože obsahuje vysoký obsah sacharidů, nižší hodnotu pH, přítomnost organických kyselin a nízkou aktivitu vody. Obsah hydroxymethylfurfuralu v českých medech je nízký, blíží se téměř k nulové hodnotě. Hodnota hydroxymethylfurfuralu roste během topných nebo skladovacích procesů. Hydroxymethylfurfural je důležitý při hodnocení kvality medu. Umožňuje detekci poškození medu nebo škrobového sirupu. V české legislativě je limit hydroxymethylfurfuralu 40 mg.kg-1(Kalábová et al., 2003).

3.5 Kvalita medu Kvalita medu závisí především na včelaři (prvovýrobci), poté na zpracovateli (balírna) a distributorovi/prodejci. Tito lidé jsou nejdůležitějšími články řetězce. Spolupůsobí na kvalitě medu a tedy i na jeho znehodnocení (Dupal, 2011a). 20

3.5.1 Kontaminace medu Ke kontaminaci medu může dojít důsledkem nesprávné aplikace léčiv včelařem nebo přínosem z prostředí včelami. Kontaminace reziduí z léčiv je nejčastější vadou medu z dovozu, protože v některých zemích je dovoleno používat antibiotika, což je u nás zakázáno (Dupal, 2011a).

3.5.2 Falšování medu Nařízení EU 74/409 jasně formuluje, že med je 100 % produkt včel, do kterého nesmí být nic přidáno nebo z něho odebráno. K falšování medu docházelo zejména v průběhu druhé světové války, kdy byla velká nouze o med. Dalším příkladem falšování medu je severní Afrika, kde je velká chudoba, která vede k prodávání rozmanitých druhů sirupů místo medu. Nyní je možné pomocí biochemické technologie připravit z obilovin sirup, který se používá na výrobu medu. Do tohoto medu jsou poté přidány aromata, kyseliny a další laboratorně sledované složky. Takový med je následně prodáván. Zjistilo se, že tento med obsahuje malé množství pylu, tudíž bylo prosazeno, že med je možné filtrovat, a tak jde med jednoduše rozpoznat (Hubáč, 2013a). V letech 1984/1985 se největším exportérem medu stala Čína, která ovládla světový trh z 50 %. To samozřejmě vyvolalo velký rozruch. Díky mikroskopické pylové analýze bylo zjištěno, že v medech mimo pylu se nacházela řada uhynulých kvasinek. Dále byla objevena přítomnost půdy, která vypovídala o velmi špatných hygienických podmínkách, což je v zemích EU zakázáno. Při chemické analýze se odhalila velmi nízká hladina enzymu diastázy, která je požadovaná minimálně na 8° Schadeho. Dalším nálezem byla vysoká hladina železa a to 100 – 200 mg·kg-1 (Hubáč,2013a). Díky tomuto okamžiku došlo k rozvoji novým analytickým metodám a přísnějším standardům pro med (Hubáč, 2013a). Med z Číny je považován za nebezpečný z důvodu velkého množství těžkých kovů a antibiotik, kvůli kterým hrozí zdravotní problémy. V Číně taky proběhla epidemie moru včelího plodu. Včely byly léčeny pomocí antibiotik, které se nacházely v medu, což je zakázáno. V medu se nacházel chloramfenikol, který je velmi nebezpečný, způsobuje aplastickou anémii

chudokrevnost (Hubáč, 2013c).

21

3.5.3 Nové analytické metody pro zjištění falšování medu Metoda podle Whita a Donera (1978) byla měřena pomocí hmotového spektra, které určovalo poměr izotopů uhlíku. Tato metoda nebyla vhodná pro různé druhy medů. Proto v roce 1989 publikovali svoji metodiku J. White a K. Winters. Metodika je zaměřena na měření izotopů uhlíku, která měří podíl izotopu uhlíku C13 v bílkovinné frakci medu, tento krok vedl k vytvoření vnitřního standardu. Další metodou hodnocení medu byla metoda publikována laboratoří v Anglii. Při zjištění falšování, dochází k ukončení testování. A medy, které jsou diskutabilní, jsou provedeny důkladnějším rozborem. I tak, tato metoda není vůbec vyhovující. Byly zjištěny velké potíže u medů kontrolovaných touto metodou, zejména u malých dětí, které se projevovaly trávicími potížemi (Hubáč, 2013b). V EU je med hodnocen vysokoúčinnou kapalinou chromatografií (HPLC). Palynologická analýza se soustřeďuje na rozbor pylu. Pomocí této analýzy můžeme zjistit, jestli je spektrum a množství pylu normální pro nefalšovaný med. Palynologická analáza nám odhalí geografický původ medu a druh medu. Jak jsem již napsal, důležitým kritériem je i filtrace medu (Hubáč, 2013b).

3.5.4 Nejnovější analytické metody pro zjištění falšování medu Univerzita v Lyonu ukázala metodu pomocí HPLC na stanovení polysacharidů o stupni polymerace mezi 11 – 17 v medu. Bylo zjištěno, že tyto polysacharidy se v medech nenachází, a u některých medů, např. akátových nebo smíšených květových, jde takto poměrně levně dokázat i 1 % obilného sirupu přidaného do medu (Hubáč, 2013b). Další metodou, která byla vyvinuta na Vysoké škole chemicko-technické v Praze, byla metoda, která ukazuje na přidání cizích enzymů do medu. Bylo zjištěno, že amylázy reagují odlišně s různými druhy škrobů. Podařilo se rozlišit mezi amylázami produkovanými včelami od enzymů, které byly přidány dodatečně do falšovaných medů (Hubáč, 2013b).

3.5.5 Falšování medu ve světě V Spojených státech Amerických je falšování medu zapříčiněno nedostatečnou legislativou, která je pro země EU rozhodně přísnější. V České republice je med 22

kontrolován Státní zemědělskou a potravinářskou inspekcí, ale i tak jsou časté nálezy falšování medu, protože výše trestů nejsou dostatečné. Další problém jsou výkupci a zpracovatelé medu a někdy také přímo včelaři. Zákazníci by se měli více zajímat o výrobky, které si kupují. Výrobků neurčeného původu a neprůkazné kvality by se měli vyvarovat (Hubáč, 2013c).

3.5.6 Falšování medu v USA Ve spojených státech se objevuje velké množství falšovaného medu. Falšovaný med, který je prodáván v USA, činí více než třetinu celkového zkonzumovaného medu. Jde o miliony kilogramů. Prodávaný med je především dovážen z Číny, kdy velké firmy vydělávají na tom, že mají veškeré certifikace tento med prodávat. Med je levnější. Společnosti, které nakupují med přímo od producentů, mají med dražší, protože je tento med laboratorně vyšetřen. Do EU byl v roce 2010 zakázán import indických medů, protože v medech bylo obsaženo hodně olova a antibiotik. A také mnohé medy byly vyráběny ze sirupů. Díky tomuto kroku, bylo velké množství medu dovezeno do USA a následně prodáno. V USA je spotřeba medu více než 200 milionů kilogramů na rok. Včelaři v USA jsou schopni vyprodukovat pouze necelou polovinu, proto musí med dovážet. Dovozci z Mexika, Kanady, Urguaye a Brazilie produkují kvalitní med, ale jejich import tvoří pouze 25 %. Zatímco med přivezen z Asie tvoří více než 60 % (Hubáč, 2013c).

3.5.7 Falšování medu v České republice Kontrolou medu se v České republice zabývá Státní zemědělská a potravinářská inspekce, která odhalila falšování medu z Plzeňska pomocí tzv. C4 cukrů. C4 cukry nevytvářejí medonosné rostliny, jsou například z kukuřice nebo cukrové třtiny. Doslazování tímto cukrem bylo potravinářskou inspekcí označeno jako klamání spotřebitele, proto došlo ke stažení těchto výrobků z prodeje (Dupal, 2011b).

3.5.8 Hodnocení medu podle platné evropské legislativy Přidal (2013) uvádí, že jeden z největších problémů evropské legislativy je ten, že v legislativě nejsou zahrnuty medy květovo

23

medovicové. Dalším významným

problémem je používání názvu lesní med. Tyto nedostatky vedly autora článku k vlastnímu měření, které by mohlo zmíněné chyby v legislativě odstranit. Legislativa Evropské unie, která je důležitým právním spisem při hodnocení medu, měla již v den přijetí své nedostatky. Jedním z nedostatků je hodnota pro elektrickou vodivost, která byla dána touto směrnicí na 80 mS·m-1. Med dle původu, který měl nad tuto hodnotu, byl označen jako nestandardní. Tento omyl, který se dostal do legislativy, byl po pěti letech změněn, ale touto opravou se vytvořila chyba nová. Protože medy s elektrickou vodivostí 80 mS·m-1 zůstávají v obou kategoriích současně (Přidal, 2013). Květové medy různých druhů rostlin mají vodivost do 55 mS·m-1 a jsou bez výrazné příměsi medovice. Uvedení názvu rostlin, ze kterých nektar pochází, je možné pomocí mikroskopické analýzy. Jednodruhové květové medy složené převážně z nektaru musí odpovídat organoleptickým, chemickofyzikálním a mikroskopickým vlastnostem pro daný druh medu. Květové druhové medy, obsahující nektar převážně z jednoho druhu rostliny mají hodnoty vodivosti nad 55 mS·m-1 (Přidal, 2013). Vodivost medovicových druhů medu je vyšší než 70 mS·m-1. Optická rotace po inverzi je vyšší než (-3) °[α] D207 (Přidal, 2013). Medy květ.

med. neodpovídají svými vlastnostmi ani květovým ani medovicovým

medům. Jejich optická rotace je značně vyšší než (-10) °[α] D207 . Hodnota vodivosti pro tyto medy se pohybuje od 50 – 110 mS·m-1. Do této skupiny medů patří např. med z pohanky, med ze svazenky, většina medů z lípy (Přidal, 2013). Na základě těchto faktů lze konstatovat, že stávající legislativa provádí hodnocení medu velmi nepřesně, protože nerozděluje medy na květovo - medovicové a přesně nedefinuje druhovost medů. Nepoužívá k hodnocení parametr optické rotace a nenabádá k omezování označení lesní (Přidal, 2013) Navrhované postupy na zlepšení této problematiky by byl následující: definovat kategorie květovo – medovicové medy nebo označení typu medu vynechat a označovat med pouze druhem, např. med akátový (Přidal, 2013).

3.6 Fyzikální vlastnosti medů Medy mají velmi rozdílné fyzikální vlastnosti, které jsou dány především rozdílným chemickým složením medu podle původu a rozdílným zdrojem medu. Dále závisí na zeměpisném a klimatickém původu (Dobre et al., 2012; Escuredo et al., 2013).

24

3.6.1 Hygroskopicita medu Hygroskopicita medu je způsobená hlavně přítomností fruktózy, která je velmi hygroskopická. Je to schopnost látek pohlcovat a udržovat vlhkost. Proto musí být med velmi dobře uzavřen v hermetickém obalu. Ve špatně uzavřené nádobě dochází k přijímání vlhkosti i pachů z okolí, a proto med může zkvasit a být znehodnocen (Vorlová et al., 2002). Hygroskopicita má i pozitivní vlastnosti, zejména při výrobě perníku, zvyšuje jemnost pečiva a snižuje možnost vysychání pečiva (Přidal, 2003). Autoři Kayacier a Karaman (2008) zkoumali obsah vlhkosti u čtyř druhů tureckých medů (med z citrusu, med z divoce rostoucích rostlin, směs medu z tymiánu a kozelce a medovicový med z borovice). Vlhkost medu byla měřena pomocí přístroje refraktometru při 20 °C. Vlhkost u tureckých medů byla v rozmezí od 16,3 – 17,9 %. Nejvyšší vlhkost medu byla naměřena medu z citrusu. Nektarový med z divoce rostoucích rostlin měl obsah vlhkosti nejnižší, a to 16,3 %. Obsah vlhkosti v medu byl podobný u medů z Indie, jejich hodnota byla od 18,7 – 21,8 % (Singh a Bath, 1997). Medům z Maroka byly naměřeny hodnoty od 16,8 – 20,3 % (Terrab et al., 2002). Nejvyšší obsah vlhkosti v medu byl naměřen u medů z Číny, hodnota byla v rozmezí od 19,8 – 29 % (Junzheng a Changying., 1998).

3.6.2 Krystalizace medu Je přirozenou vlastností medu. Je dána především tím, že med je přesycený roztok cukrů. Největší význam při krystalizaci medů má glukóza, která je nejméně rozpustná (Veselý, 2003). Při zvýšení obsahu fruktóza/glukóza nad 1,33 v medu, dochází ke krystalizaci pomalu. Jestliže je obsah fruktóza/glukóza menší než 1,11 dochází k rychlému zkrystalizování medu (Smanalieva a Senge, 2009). Rychlost krystalizace medu závisí především na poměru glukóza/voda (Gleiter et al., 2006; Laos et al., 2011). Glukóza vytváří vazbu s molekulou vody za vzniku monohydrátu glukózy, díky kterému dochází ke krystalizaci (Veselý, 2003). Med krystalizuje pomaleji, když je tento poměr menší než 1,7. Při zvýšení poměru glukóza/voda nad 2, je tento jev velmi rychlý (Smanalieva a Senge, 2009). Zvýšený účinek krystalizace je způsoben přítomností krystalů, pylových nebo prachových zrnek, mechanickým šokem při odstřeďování a tepelný šokem při zpracování medu (Veselý, 2003). 25

Krystalizace medu probíhá ve dvou fázích (Přidal, 2003; Veselý 2003): 1. Fáze nukleace

vytvoření zárodečných krystalů, které závisí na podmínkách

získávání a skladování medu, 2. Fáze vlastní krystalizace – zárodečné krystaly rostou až do velikosti viditelné pouhým okem, dochází ke ztuhnutí medu. Rychlost krystalizace je závislá zejména na viskozitě medu. Viskozita závisí logaritmicky na teplotě. Medy, které jsou skladovány při nižší teplotě -15 °C, budou tekuté i několik let. Techniky, které se používají při měření krystalizace, jsou: termoanalytické, spektroskopické a gravimetrické (Rahman, 2009). Med pocházející z nektarů květů obsahuje větší množství glukózy (hroznového cukru). Nektarové medy obsahují malé krystalky glukózy a pylová zrna, proto už po několika týdnech po vytočení dochází ke krystalizaci. Naproti tomu tmavý medovicový med obsahuje více ovocného cukru (fruktózy), tudíž dochází ke krystalizaci později. Lesní medy nebo čistý akátový med podléhají krystalizaci až po několika měsících. Každý med by měl do roku ztuhnout, čili zkrystalizovat. Pokud byl proces zrání narušen, nedochází ke krystalizaci a sníží se kvalita medu. Zrání medu bylo narušeno zejména vysokou teplotou nebo přílišnou filtrací medu (odstranění pylových zrn). Výrobce medu může přidat látky, které zabraňují krystalizaci. Doba krystalizace závisí i na skladování medu. Medu neprospívají výrazné změny teplot nebo dlouhodobé působení světla (Hajdušková, 2013). Studie, která se zabývala podílem botanického původu medu na složení cukru a krystalizaci, sledovala devět druhů medů ze Španělska a Rumunska. Pro měření byl použit ion Dionex ICS – 3000 chromatography systém (Escuredo et al., 2014). Bylo zjištěno, že součet glukózy a fruktózy je nejvyšší u lipového a slunečnicového medu, a to přes 75 %. Medovicový med obsahoval nejmenší množství těchto sacharidů, a to pouze 56,1 %, proto dochází ke krystalizaci pomaleji. Medy pocházející z nektaru měly hodnoty vyšší než 60 % (Dobre et al., 2012; Manikis a Thrasivoulou, 2001). Studie dále zjistila, že slunečnicový, řepkový a lipový med mají poměr fruktóza/glukóza 1,02; 1,13; 1,17; tudíž dochází ke krystalizaci rychleji. Vřesový, kaštanový, akátový, eukalyptový a medovicový med měl výrazně větší tento poměr (>1,4), krystalizace probíhá pomaleji (Venir et al., 2010).

26

3.6.3 Hustota medu Hustota medu je významným znakem kvality medu. Měří se při 20 °C, je závislá na obsahu vody (Vorlová et al., 2002): 1,44404 g·cm-3 při 14 % vody, 1,3550 g·cm-3 při 21 % vody. Závislost hustoty medu na obsahu vody je znázorněna v tab. 5. Vyšší hustotu mají medy medovicové, díky většímu množství minerálních látek a dextrinových látek. Při teplotě -36 °C med zamrzá a jeho objem klesá o 10 %. Při zahřívání na teplotu +25 °C med svůj objem zvětší o 5 %. Čím více je obsaženo vody v medu, tím je menší hustota medu (Dobrovoda, 1986). Tab. 5: Závislost hustoty medu na obsahu vody (Chudý, 2000) Hustota medu v g·cm3 při 20 °C 1,435 1,424 1,410 1,395

Obsah vody v medu [%] 15 17 19 21

Index lomu 1,4992 1,4940 1,4890 1,4840

3.6.4 Barva medu Barva medu je závislá zejména na botanickém původu medu, způsobu zpracování a délce skladování. V medu jsou obsaženy rostlinná barviva, jednak barviva vnesená do medu aktivitou včely a také barviva, která vznikají chemickou činností během skladování a zpracování (Veselý, 2003). Z rostlinných barviv významně ovlivňují barvu medu flavonoidy, antokyany, karotenoidy, xantofyly a chlorofyly. Na barvu medu působí obecně mnoho vlivů, proto je třídění medu podle barvy nepřesné. Nektarové medy jsou obecně medy světlé, zatímco za medy tmavé jsou označovány medy medovicové. Barva medu se hodnotí u medu v tekutém stavu, protože zkrystalizováním medu je jeho barva zesvětlena (Veselý, 2003). Medovicové medy mají vyšší antimikrobiální účinnost než medy světlé (Vorlová et al., 2005). Med akátový je vodojasný, nepatrně nažloutlý až nazelenalý, příjemné vůně a zůstává tekutý řadu let. Med z vrbovky je světle žlutý a jemné chuti. Med jetelový a vojtěškový je barvy zlatožluté, příjemné chuti a vůně. Medy světložluté až žluté barvy 27

jsou získávány z ovocných stromů (směs třešně, višně, jabloně, hrušně a také trnek), hořčice, ohnice, řepky olejky a čistce (hojně rozšířený plevel jižní Moravy). Lipový med má barvu zelenožlutou, má jemnou vůni a chuť. Pohankový med je hnědé barvy, tento druh medu je velmi aromatický. Velice zajímavou barvu má med z komonice, bývá nažloutlý a velmi hezký na pohled. Dokonce se objevují i květové medy červené nebo červenohnědé barvy. Červená barva medu je z vřesových porostů. Tmavočervený až rudě zbarvený med pochází z vikve seté (Uváčik, 2013; Dupal 2011a). Medovicové medy mají převážně červenohnědou, zelenohnědou, tmavohnědou a tmavou až do téměř černé (Uváčik, 2013). U medovicových medů lze identifikovat odlišnosti dle druhového původu. Medovicový med smrkový má barvu tmavě hnědočervenou, lahodnou chuť a nevýraznou vůni. Tmavě hnědozelený až černý je med medovicové z jedle. Má velmi příjemnou chuť a zůstává dlouho v tekutém stavu. Medovicový med dubový je tmavě zelenohnědý, má jemnou chuť. Velice chutný, tmavě hnědý je medovicový med modřínový (Dupal, 2011a). Barva medu je nejčastěji hodnocena podle barevné stupnice dle Pfunda, která je uvedena na obr. 1.

Obr. 1: Pfundova stupnice (Bray, 1999) 3.6.5 Index lomu světla medu Index lomu závisí na obsahu vody v medu. Čím je vyšší obsah vody, hodnota indexu lomu je nižší. Index lomu se sleduje při 20 °C a 40 °C s ohledem na to, že většina medů je při pokojové teplotě krystalická. Z indexu lomu při 40 °C můžeme vypočítat sušinu v % (Chudý, 2000).

3.6.6 Optická otáčivost medu Medy otáčejí rovinu polarizovaného světla zejména doleva, z důvodu převahy fruktózy. Vyskytují se i medy s pravotočivou otáčivostí, ale pouze výjimečně. Mezi 28

pravotočivé medy patří medy medovicového původu, ale i medy z vojtěšky nebo jetele, které velmi jemně krystalizují. Proto lze pravotočivé medy odlišit od falšovaných medů, protože obtížně krystalizují (Veselý, 2003).

3.6.7 Tepelné vlastnosti medu Specifické teplo medu při obsahu vody 17 % je okolo 2,26 J/g. Měrná tepelná vodivost medu je přibližně desetkrát menší než u vody. To vysvětluje potíže s rozpouštěním medu, které znají včelaři z vlastních zkušeností (Veselý, 2003).

3.6.8 Elektrická vodivost medu U nezředěného medu je elektrická vodivost velice nízká, a proto lze srovnat s vodivostí destilované vody. Vodivost medovicových medů zředěných na 20 % je velmi odlišná oproti nektarovým medům, zředěných na 20 %. Je to dáno zejména vyšším obsahem minerálních látek a dalších iontů v medovicových medech. Květové medy vykazují hodnoty konduktivity nižší než 55 mS·m-1. Medovicové medy z důvodu většího množství minerálních látek mají hodnoty konduktivity 90,0 – 130,0 mS·m-1. Hodnota 80 mS·m-1 je používána jako hranice mezi nektarovými a medovicovými medy, pro účely obchodní klasifikace (Veselý, 2003; Dupal, 2011a). Metoda měření elektrické vodivosti se často používá jako provozní metoda pro rozlišení druhu medu podle původu (Dupal, 2011a). Elektrická vodivost byla zkoumána u medů ze suchých oblastí ve Spojených arabských emirátech. Při 20 °C byly roztoky vzorků medů vloženy do destilované vody.

3.6.8.1 Metody měření elektrické vodivosti medu Pro měření elektrické vodivosti medu se používá měřič elektrické vodivost WTW 1970i (Silva et al., 2009). Bylo zjištěno, že elektrická vodivost je úzce spjata s obsahem minerálních látek, organických kyselin a bílkovin. Tyto parametry jsou důležité při rozlišení medu podle původu.

29

3.6.8.2 Výsledky měření elektrické vodivosti medu Výsledky, které byly získány při této studii, se pohybovaly mezi 154,67 ± 0,58 a 690,67 ± 0,58 µS·cm-1 (průměrná hodnota 429,19 ± 152,78 µS·cm-1). Naměřené hodnoty jsou nižší než maximální mezinárodní limit, který je pro nektarové medy 800 µS.cm-1 (Codex Alimentarius, 2001).

3.6.8.3 Měření elektrické vodivosti v České republice V České republice byla hodnocena elektrická vodivost u různých vzorků medů. Medný roztok obsahoval 20 % sušiny medu a 100 ml destilované vody. Měření bylo prováděno pomocí přístroje konduktometr LF 315. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny u medovicových (96,6 mS·m-1) a u medů smíšených (41 mS·m-1), zatímco u nektarových medů byly hodnoty nižší (10,3 mS·m-1) (Přidal et al., 2002).

3.7 Reologie Je věda, která se zabývá vztahem mezi napětím a deformací látek. Reologie se zajímá o deformace a tokové vlastnosti tuhých i kapalných materiálů (Klescht et al., 2006). Reologie je často používána při měření vlastností tekutých potravin (Mckenna, 2003). Texturní vlastnosti potravin jsou v přímé souvislosti s reologickým chováním potravinářských materiálů. Spotřebitel posuzuje tvrdost ovoce na základě deformace, která je důsledkem působení tlaku ruky nebo prstů (Klescht et al., 2006). Cílem reologie je stanovit napětí (síly) nezbytně nutné ke způsobení toku a následné deformaci materiálu nebo k určení deformace nebo toku z jakéhokoliv materiálu známého pod napětím (Fischer a Windhab, 2011). Z reologického pohledu je med materiál měnící se s molekulární strukturou, protože obsahuje sloučeniny jako: cukry, kyseliny, bílkoviny, malé množství nerostů, pigmentů, fenolické sloučeniny a koloidy (Smanalieva a Senge, 2009; Wei et al., 2010; Witczak et al., 2011). Poměr fruktóza/glukóza a jejich vztah s vlhkostí určují rychlost krystalizace, která je zodpovědná za značnou část reologických vlastností medů (Lazaridou et al., 2004; Oroian et al., 2012; Witczak et al., 2011). Viskozita je ovlivněna teplotou a vlhkostí (Oroian et al., 2011). Znalost reologie medu je nezbytná při jeho zpracování, skladování, manipulaci, dopravě a hraje důležitou roli pro přenosu tepla tekutinou 30

(White, 1987). V literatuře se uvádí, že nejvíce tekuté druhy medu jsou dány newtonovým zákonem a jejich viskozita silně závisí na teplotě (Cohen a Weihs, 2010; Mossel et al., 2000; Oroian et al., 2011; Smanalieva a Senge, 2009). Nenewtonské chování může být způsobeno přítomností krystalů cukru nebo vysokomolekulárními sloučeninami, jako jsou bílkoviny nebo dextrany v medu (Witczak et al., 2011).

3.8 Reologické vlastnosti medu

3.8.1 Viskozita medu Kapalina, na kterou působí síla, mění svůj tvar a deformuje se

teče. Při snížení

síly se deformovaná látka chová různě. Např. tuhá tělesa a část polymerů se vrátí do původního stavu; takovou přechodnou deformaci nazýváme jako vratnou neboli elastickou. Kapalný systém naopak po zrušení vnější síly zůstane ve stavu, do kterého byl jejím působením přiveden; jedná se o deformaci trvalou neboli tok. Těleso mění svůj tvar po celou dobu působení síly a to tím rychleji, čím je větší tato síla a čím menší jsou vnitřní síly, které kladou odpor a působí proti toku. Trvalá deformace je charakteristická tím, že vzniká teplo, při kterém zanikají deformující síly, a proto se těleso nemůže vrátit do původního stavu. Newtonův zákon, (newtonské tekutiny) podle kterého, je rychlost smykové deformace přímo úměrná působícímu smykovému napětí, platí pro běžné kapaliny. Newtonův zákon: , kde: σ- smykové napětí (Newton), η- koeficient viskozity (Pa·s-1). U mnohých disperzních soustav však má vzrůst deformace s napětím složitější průběh; takže η není konstantou, nýbrž je funkcí napětí. Takové kapaliny nazýváme nenewtonské (Pouchlý, 2008). Poměrně vysoká viskozita medu je dána především vysokým obsahem sacharidů, při 20 °C činí 18,0

19,0 Pa·s-1 (Vorlová et al., 2002). Je závislá na obsahu vody,

koncentraci cukrů, pH, teplotě a smykové rychlosti (Kar a Arslan, 1999). Je velice důležitá jako technologický parametr medu. Má velký vliv na tok medu během medobraní, čerpání, čeření, cezení, filtrace, smíchávání medů a plnění do obalů. U většiny medů je viskozita konstantní, ale existují i medy s měnící se viskozitou. Tento 31

děj se nazývá thixotropie, je známá zejména u vřesových medů. Tato vlastnost je ovlivněna vyšším množstvím proteinů s vyšší molární hmotností. Jsou známé i medy s vyšší viskozitou, mají tzv. dilatantní vlastnost (jejich viskozita vzrůstá po zamíchání), například med z opuncie (Vorlová et al., 2002; Přidal, 2005). Na univerzitě v Turecku byla zkoumána viskozita u šestnácti druhů medů. Pro stanovení viskozity bylo naváženo 50 g vzorků medů, poté vloženo na hodinu do vodní lázně (Őzcan a Őlmez, 2014). Viskozita se nejčastěji měří viskozimetrem. V této studii byl použit Vibro (SV-10) viskozimetr (Lazaridou et al., 2004). Výsledky viskozity vzorků medů byly v rozmezí od 1,77 Pa·s-1 do 11,38 Pa·s-1. Nejnižší hodnotu měl med z jetele, zatímco nejvyšší hodnota byla přidělena medu z cedru ( Abu-Jdayil, 2001). Studie v Rumunsku se zabývala reologickými vlastnosti rumunských medů z různých květových zdrojů. Reologické vlastnosti závisí na složení cukru a botanickém původu medu. Znalost těchto reologických vlastností může předpovědět chování medu. Padesát dva různých vzorků medů bylo vybráno od včelařů během roku 2009-2010, z různých regionů státu. Botanický původ byl potvrzen pomocí pylové analýzy. Reologické vlastnosti byly měřeny za pomocí přístroje TA AR 2000 reometr, vždy u čerstvých medů (Dobre et al., 2012). Hodnoty pro viskózní složky se měnily v rozmezí od 610 Pa·s-1 a 2229 Pa·s-1, zatímco u modulu pružnosti byly zaznamenány hodnoty pro lípový med 13,8 Pa·s-1 a 315,6 Pa·s-1 pro slunečnicový med. Rozdíly v hodnotách jsou způsobeny rozdílným složením pylu, odlišným obsahem cukrů a vody (Lazaridou et al., 2004). Při hodnocení smykového napětí aplikovaného při deformaci měl nejvyšší hodnotu slunečnicový med a to v rozmezí od 2247 Pa·s-1 až 2316 Pa·s-1. Med ze slunečnice vykazoval newtonovské chování, které je nezávislé na deformaci. Tento typ medu krystalizuje velmi rychle. Smykové napětí je v rozmezí od 2134 Pa·s-1 do 2200 Pa·s-1. Průměrná hodnota viskozity u slunečnicového medu byla 1586,7 Pa·s-1. Slunečnicový med v průběhu toku zaznamenal vysoké smykové napětí, což je způsobeno nejnižší koncentrací cukru (70,1 %) ze všech zkoumaných jednokvětých medů. Pro hodnocení reologických vlastností medu je nejdůležitější poměr fruktózy/glukózy, díky kterému pochopíme mechanismus toku na strukturální a molekulární úrovni. Řepkový a medovicový med měl pozoruhodné reologické chování, jejich viskozita klesá při zvýšení smyku. Potvrzují teorii nenewtonskou, která je způsobena velkým množstvím proteinů v medovicovém medu a početným zastoupením sacharidů v medu řepkovém. Nenewtonské chování vykazuje i vřesový med (Smanalieva a Senge, 2009; Witczak et al., 2011). Mnohokvětý a lipový med se 32

choval jako newtonská kapalina. Jejich viskozita nezávisí na smykové rychlosti. Tyto medy mají nejnižší ztrátový modul (610 – 1155) a smykové napětí (430 – 1430) (Gomez - Diaz et al., 2009; Juszczak a Fortuna, 2006; Kumar a Mandal, 2009; Witczak et al., 2011; Yanniotis et al., 2006; Yoo, 2004). Závislost mezi smykovým napětím a obsahem glukózy byla zkoumána pomocí metody kanonická korelace, bylo zjištěno, že lipový med má nejnižší obsah glukózy a značné smykové napětí. Slunečnicový med měl nejlepší odpor vůči deformaci. Medovicový med měl zvláštní chování, protože vykazuje nenewtonské chování, tudíž jde o nenewtonskou kapalinu. Poté byla viskozita měřena v závislosti na různé teplotě. Bylo zjištěno, že viskozita klesá se zvýšením teploty pro všechny vzorky. Při 20 °C byla naměřena hodnota pro medovicový med 17,2 Pa·s-1 a 2,7 Pa·s-1 pro med lipový. Studie prokázala newtonovské chování u medů z akátu, slunečnice a lípy. Nenewtonské chování vykazoval med z medovice a řepky (Dobre et al., 2012). Viskozita medu byla zkoumána u sedmi druhů komerčních australských medů (yellow box – med z eukalyptu, tea tree – med z manuka, leather wood – med z Eukyphia lucida, red gum – med z eukalyptu, iron bark

med z blahovičníku,

creamed honey, strawberry clover – med jetelu jahodového). Vzorky byly analyzovány v průběhu teplot od 4 do 30 °C. Všechny druhy medů vykazovaly newtonovo chování. Pro změnu viskozity v závislosti na teplotě byl použit Arrheniův vztah (Bhandari, 1999). Změna viskozity v závislosti na teplotě vybraných australských medů je zobrazena na obr. 2. Viskozita je velmi důležitá vlastnost medu, která se mění v průběhu skladování, zpracování a manipulace (White, 1978; Assil a Sterling a Sporns, 1991). Tokové vlastnosti medu jsou velmi ovlivněny několika faktory, jako jsou např. chemické složení, teplota, množství a velikost krystalů. Jedním z nejdůležitějších faktorů je obsah vlhkosti. Vlhkost v medu se může velmi lišit, může být 13 % ale i 29 % (White, 1978; Junzhenga a Changying, 1998). Za normálních podmínek vyšší obsah vlhkosti snižuje viskozitu. Další faktory, které ovlivňují viskozitu, jsou např. složení jednotlivých cukrů v medu nebo typ koloidů přítomných v medu (Chirife a Buera, 1997). Většina medů je publikována, jako newtonovy kapaliny (White, 1978; Junzheng-Changying, 1998). Munro (1943) uvádí, že přítomnost koloidů (0,18 ± 0,8 %) v některých medech (např. pohankový, vřesový), přispívá k thixotropnímu chování. Odstranění koloidů pomocí tepelné koagulace vede ke ztrátě thixotropního chování a dochází ke zvýšení viskozity medu. Munro (1943) ukázal, že teplota má velký účinek na med. Při nižší teplotě (pod 15 °C) med prokazuje větší viskozitu než při teplotě nad 30 33

°C. Závislost teploty na viskozitě medu je popsána pomocí Arrheniova vztahu, tento vztah se používá i u cukerných sirupů nebo ovocných šťáv (Manohar et al., 1991; Khalil et al., 1989). Viskozita medu může být ovlivněna přítomností krystalů a vzduchové bubliny. Vzorky byly zahřáty na teplotu 55 °C po dobu jedné hodiny ve vodní lázni. Po této době byly rozpuštěny krystalky cukru, které jsou přítomny v cukru. Aby došlo k úplnému odstranění vzduchových bublin, předehřáté vzorky byly drženy při teplotě 30 °C po dobu 48 hodin. Z důvodu možné rekrystalizace se vzorky poté uložily do zmrazené komory, která měla teplotu -18 °C. Všechny vzorky byly připraveny v 500 ml skleněných lahvích. Viskozita byla měřena pomocí rotačního viskozimetru Brookfield DV II+. Teplota měření byla v rozmezí 4

30 °C. Pro popis změny viskozity v

závislosti na teplotě byl použit Arrheniův vztah. Parametry jsou uvedeny v tab. 6 (Bhandari et al., 1999). Tab. 6: Parametry Arrheniova modelu u australských medů (Bhandari et al., 1999) Med Yellow box Tea tree Leatherwood Red gum Iron bark Creamed honey Strawberry clover

µ0 3,88·10-19 1,59·10-14 4,22·10-20 1,55·10-19 8,57·10-19 1,64·10-17 4,52·10-21

Ea (J/g mol) 1624 1243 1705 1676 1590 1517 1784

R2 ME [%] 0,97 4,41 0,99 0,59 0,99 0,66 0,97 0,29 0,99 1,18 0,97 2,46 0,99 2,66

Nejvyšší hodnotu viskozity (µ0) vykazoval med red gum. Nejvyšší aktivační energie (Ea) byla naměřena medu strawberry clover a to 1784 J/g mol, což znamená, že tento je nejcitlivější na teplotu.

34

Obr. 2: Změna viskozity v závislosti na teplotě vybraných australských medů (Bhandari et al., 1999)

35

Čtyři druhy vzorků medu typických pro oblast Turecka byly vybrány pro tuto studii. Tři druhy medů byly nektarové (citrus rostoucích rostlin a thyme

citrusový, wildflower

med z divoce

astralagus, směs medu z tymiánu a kozelce) a jeden druh

medu byl medovicový (pine

borovicový). Studie byla zaměřena na fyzikálně-

chemické a relogické vlastnosti medů. Reologické vlastnosti byly zkoumány za použití reometru, který umožňuje testy s řízeným napětím v teplotním rozsahu od 10 – 40 °C. Aktivita vody byla podobná pro všechny druhy medu. Všechny druhy medu vykazovaly newtonovo chování toku. Hodnota viskozity byla velmi rozmanitá a to od 2,8 – 101 Pa·s -1, tato vlastnost závisí na teplotě a druhu medu. Závislost viskozity na teplotě byla popsána pomocí Arrheniova vztahu. Koeficenty Arrheniova vztahu byly 0,990 a vyšší. Aktivační energie byla od 63,4 – 78,5 kJ/mol. Viskozita citrusového medu měla nejnižší aktivační energii, tyto medy jsou méně citlivé na změnu teploty ve srovnání s jinými odrůdami (Kayacier a Karaman, 2008). Znalost reologických vlastností medu je velmi důležitá při manipulaci, skladování a kontrolování kvality. Turecko je jeden z největších producentů medu. Popis reologických vlastností chybí v turecké literatuře. Teplota je velmi důležitý parametr, který ovlivňuje viskozitu medu. Teplotní závislost viskozity medu je popsána pomocí Arrheniova modelu. Všechny turecké medy vykazovaly newtonovo chování (Kayacier a Karaman, 2008). Viskozita vzorků medů byla stanovena při konstantní teplotě s řízeným napětím pomocí RS1 reometru. Měření bylo prováděné v rozmezí smykové rychlosti od 5 – 100 l/s. Viskozita byla stanovena při sedmi různých teplotách (10, 15, 20, 25, 30, 35 a 40 °C). Vzhledem k tomu, že je viskozita ovlivněna přítomností krystalů a vzduchových bublin v medu, byly vzorky drženy při teplotě 55 °C po dobu jedné hodiny ve vodní lázni. Přes noc byly vzorky umístěny do trouby při teplotě 30 °C. Všechny reologické měření byly pětkrát opakovány a poté zprůměrovány. Maximální relativní směrodatná odchylka z měření viskozity byla méně než 7 % (Kayacier a Karaman, 2008). Vliv teploty na viskozitu vzorků medů byl stanoven pomocí Arrheniova vztahu. Vzorky tureckých medů vykazovaly newtonovo chování při různých teplotách. Smykové napětí a viskozita závisí na smykové rychlosti při určité teplotě, což je uvedeno na obr. 3. Viskozita medovicového medu z Turecka byla 26,73 Pa·s-1 (Kayacier a Karaman, 2008). Autoři Juszcak a Fortuna (2006) zjistili hodnotu viskozity medovicového medu z Polska, která činí 23,6 Pa·s-1 při 20 °C. Viskozita byla měřena i u řeckých medů, jejichž hodnota byla v průměru od 9,9 – 63,9 Pa·s-1 (Lazaridou et al., 2004). Viskozita tureckých nektarových medů byla naměřena u směsi medu z tymiánu a kozelce 36

22,08 Pa·s-1, med z divoce rostoucích rostlin měl hodnotu 24,99 Pa·s-1. Nejnižší hodnota viskozity byla naměřena medu z citrusu, a to 12,46 Pa·s-1 při 20 °C (Kayacier a Karaman, 2008). Na obr. 4 můžeme vidět závislost teploty na viskozitu medu. Se zvyšující se teplotou se viskozita medu snižuje. Viskozita u medu z borovice byla naměřena 101 Pa·s-1 při teplotě 10 °C. Při zvýšení teploty na 25 °C byla naměřena hodnota viskozity 20 Pa·s-1 a při 40 °C hodnota činila 5,4 Pa·s-1. Klesající viskozita související se zvýšenou teplotou byla pro všechny čtyři druhy medu podobná. Závislost teploty na viskozitě popsal Arrheniův vztah, který naměřil koeficienty 0,990 a vyšší. Aktivační energie se pohybovala v rozmezí od 63,4 – 78,5 kJ/mol. Nejvyšší aktivační energie byla pozorována u vzorku medu thyme-astragalus, zatímco med z citrusu měl hodnotu nejnižší (Kayacier a Karaman, 2008). Lazaridou et al. (2004) uvádí, že aktivační energie u řeckých medů mezi 69,1 – 93, 8 kJ/mol. Juszczak a Fortuna (2006) vypočítal aktivační energii polských medů v rozmezí do 92,3 – 105,3 kJ/mol.

Obr. 3: Závislost smykového napětí (vyplněno barvou) a viskozity (bez výplně) na smykové rychlosti a teplotě (Kayacier a Karaman, 2008) ∆ thyme astragalus;

wildflower; ◊ pine;

citrus

*shear rate smyková rychlost, shear stress smykové napětí

37

Obr. 4: Změna viskozity v závislosti na teplotě vybraných tureckých medů (Kayacier a Karaman, 2008)

Tato studie se zabývala třemi druhy českých medů. Reologické vlastnosti byly popsány v závislosti viskozity na teplotě a závislosti smykového napětí na smykovou rychlost. Arrheniův matematický model byl použit pro zjištění aktivační energie. Testy byly prováděny v teplotním rozmezí od 0 – 50 °C. Všechny vzorky vykazovaly newtonovo chování (Trávníček et al., 2012). Hodnota viskozity závisí na obsahu vody v medu a teplotě (Cubik et al., 1965; Abu-jdayl et al., 2002). Většina medů je označována jako newtonovy kapaliny (Bhandari et al., 1999; Zaioun et al., 2001; Lazaridou et al., 2004; Juszcak a Fortuna, 2006). Avšak některé druhy medu jsou klasifikovány jako nenewtonské kapaliny, protože u nich dochází k thixotropnímu chování (Witczak et al., 2011). Mezi medy s thixotropním chováním patří vřesový, pohankový a jetelový med (Munro, 1943). Witczak et al., (2011) thixotropní chování je 38

způsobeno větším množstvím dextranů a proteinů. Pro určení reologických vlastností byly vybrány tři druhy medu a to květovo

medovicový, medovicovo lipový a jarní

nektarový med. První byly vzorky zahřáty na teplotu 55 °C po dobu jedné hodiny. Během této doby došlo k roztavení krystalů v medu. Poté se teplota snížila na 30 °C a během 48 hod. došlo k usazení vzduchových bublin. Obsah vody v medu byl měřen pomocí ABBE refraktometru typu G. Elektrická konduktivita byla měřena pomocí aparatury Mitronic MVM-1 (Szczesna a Rybak-Chmielewska, 2004). Reologické vlastnosti medu byly měřeny pomocí přístroje reometr MCR 102. Viskozita v závislosti na teplotě byla vypočítána pomocí Arrheniova matematické vztahu: ƞ = ƞ0 · e (Ea/RT), kde: ƞ = viskozita (Pa·s-1), ƞ0 = je konstanta (preexponeční faktor), Ea = aktivační energie (J/mol), R = univerzální plynová konstant, T = absolutní teplota Závislost smykového napětí na smykové rychlosti byla vypočítána pomocí následujícího vztahu: , kde: τ = smykové napětí (Pa), γ = smyková rychlost (s-1). Obsah vody v medu může najít v tab. 7. Nejvyšší obsah vody byl naměřen medu, který byl vytočen na jaře z různých druhů květů. Med obsahující nejvyšší množství vody má nejnižší hustotu, a proto je nejvíce tekutý (Yanniotis et al., 2007). Hodnoty elektrické vodivosti, které můžeme najít v tab. 7, závisí na chemickém složení medu a také na druhu medu, buď medovicovém, nebo nektarovém (Lachman et al., 2007). Medovicové medy obsahují vyšší množství minerálních látek, než nektarové, proto mají vyšší elektrickou vodivost (Lachman et al., 2007). Viskozita se zmenšuje se zvyšující se teplotou. Exponenciální závislost byla hodnocena s využitím regresní analýzy. Koeficient pro vzorek jedna byl R2 = 0,9866, vzorek dva R2 = 0,9858 a vzorek tři R2 = 0,986. Poté byla závislost rostoucí teploty na viskozitě vypočítána další analýzou. Tentokrát logaritmus z Arhheinova modelu. Z této rovnice byla aktivační energie stanovena pomocí regresních analýz. Hodnota změřených koeficientů pomocí regresní analýzy dosáhla následující hodnoty: vzorek 1: R2 = 0,995, vzorek dvě: R2 = 0,9945, a vzorek tři: R2= 0,9946. Tyto hodnoty jsou v souladu s výsledky dalších autorů

39

zabývající se podobnými typy medu (Mossel et al., 2000; Juszak a Fortuna, 2006). Med s vyšší hodnotou aktivační energie 178 kJ/mol má thixotropní chování (Bhandari et al., 1999). Reologické vlastnosti byly studovány při různých teplotách (0, 10, 15, 21, 30, 40 a 50 °C). Je zřejmé, že smykové napětí závisí na smykové rychlosti. Z výsledku vyplývá, že všechny medy vykazují newtonovské chování. Výjimkou jsou pouze medy, které mají vysoký obsah makromolekulárních látek, tudíž tyto druhy medu mají thixotropní vlastnosti, ale s tím jsme se v této studii nesetkali (Wiczak et al., 2011). Nejvyšší hodnotu viskozity měl med číslo dvě, poté med číslo jedna. Nejnižší hodnota viskozity byla naměřena medu číslo tři. Med s nejvyšší aktivační energií měl i nejvyšší viskozitu. Tab. 7: Popis vzorků medů (Trávníček et al., 2012) Číslo vzorku medu Med 1

Druh med a zeměpisný původ Smíšený med květovomedovicový Zeměpisný původ: CZ, Morava Smíšený med květovomedovicovo-lipový Zeměpisný původ: CZ, Morava Květový med Zeměpisný původ: CZ, Morava

Med 2

Med 3

Obsah vody [%]

Elektrická vodivost [mS·cm-1]

17,1

78,30

17,7

66,73

17,9

17,62

Juszcak a Fortuna (2006) zkoumali reologické vlastnosti vybraných polských medů. Sedm druhů medů bylo vybráno pro tuto studii. Pět medů bylo nektarových (akátový, pohankový, lipový, řepkový a mnohokvětý), jeden květovo byl medovicový. Teplota byla měřena v rozmezí 10

medovicový a poslední

40 °C. Hodnota viskozity byla od

-1

1,76 do 252,6 Pa·s . Reologické vlastnosti byly měřeny pomocí rotačního viskozimetru Rheolab MC1. Znalosti o reologických vlastnostech medů jsou velmi důležité při zpracování a skladování medu. Viskozita medu závisí na několika faktorech, jako jsou například: obsah vody, teplota a chemické složení. Obsah vody v medu v této studii činil od 14,7

18 g /100 g. Nejvyšší obsah vody byl naměřen řepkovému medu.

Hodnoty viskozity vybraných polských medů jsou zahrnuty v tab. 8. Nejvyšší viskozita při 20 °C byla naměřena medu květovo

medovicovému a naopak nejnižší viskozita 40

byla přidělena medu z pohanky. Největší rozdíly v hodnotě viskozity byly naměřeny při 10 °C, zatímco při teplotě nad 30 °C byly rozdíly nepatrné. Změna viskozity v závislosti na teplotě u vybraných polských medů je na obr. 5. Pro popisy změny závislosti viskozity na teplotě byl použit Arrheniův (str. 38) a Williams

Landel

Ferry model

(Juszak a Fortuna, 2006). Williams Lanel  log   g

Ferry model:

  C1 (Tg  T )   C  (T  T ) 2 g 

Kde:  = viskozita v teplotě T,  g = viskozita v teplotě Tg, T je měřená teplota, Tg je referenční teplota a C1 a C2 jsou WLF konstanty (Juszcak a Fortuna, 2006). . Tab. 8: Hodnoty viskozity vybraných polských medů (Juszcak a Fortuna, 2006) viskozita (Pa·s-1) Med

10 °C

15 °C

20 °C

25 °C

30 °C

35 °C

40 °C

Akátový

126,9

56,1

28,3

13,3

6,9

3,8

2,3

Pohankový

74,9

37,2

18,0

9,0

5,4

2,9

1,8

Lipový

233,6

98,1

43,8

21,4

10,7

6,0

3,4

Mnohokvětý

84,9

43,4

21,0

9,9

5,6

3,1

1,8

Řepkový

94,6

44,8

20,9

10,5

5,5

3,0

1,8

Květovo-medovicový

252,6

102,5

45,7

21,5

11,1

6,0

3,5

Medovicový

109,7

48,3

23,6

12,2

6,5

3,7

2,2

41

300,0

250,0 akátový

viskozita (Pa·s)

200,0

pohankový lipový vícekvětý

150,0

řepkový květovo-medovicový

100,0

medovicový

50,0

0,0 0

10

20

30

40

50

teplota (°C)

Obr. 5: Změna viskozity vybraných polských medů v závislosti na teplotě (Juszcak a Fortuna, 2006)

42

4 ZÁVĚR Cílem bakalářské práce bylo vypracovat

literární rešerši o fyzikálních

a reologických vlastnostech medů a popsat vlivy působící na tyto vlastnosti a také zjistit metody měření těchto vlastností. Rozdílné fyzikální vlastnosti medů jsou dány zejména odlišným chemickým složením medů a také zdrojem medů. Mezi nejznámější fyzikální vlastnosti medů patří krystalizace. Tato vlastnost je závislá na obsahu glukózy a fruktózy v medech. Je-li obsah fruktózy převažující, ke krystalizaci dochází později. Vyšší obsah fruktózy mají medovicové medy, tudíž krystalizují později než nektarové. Hygroskopicita medu je jednou z vlastností, která souvisí s vlhkostí. Tuto vlastnost ovlivňuje zejména fruktóza, která je velmi hygroskopická. Její schopnost spočívá v pohlcování a udržování vlhkosti v medu. Hustota medu je významným znakem kvality medu, která je závislá na obsahu vody v medu. Tato vlastnost se měří hustoměrem. Barva medu je významně ovlivňována botanickým původem medu, zpracováním a skladováním medu. Také velký význam na barvu medu mají rostlinná barviva, např. flavonoidy, antokyany, karotenoidy. Obecně lze říct, že nektarové medy jsou světlejší než medy medovicové. Barva medu je nejčastěji hodnocena pomocí barevné stupnice dle Pfunda. Optická otáčivost medu je dána obsahem cukru. Většina medů obsahuje vyšší množství fruktózy,

proto

tyto

medy

stáčejí

rovinu

polarizovatelného

světla

doleva.

S pravotočivou otáčivostí se setkáme velmi výjimečně. Fyzikální metoda, díky které lze poznat falšování medu, se nazývá elektrická vodivost stanovovaná měřičem elektrické vodivosti. Medovicové medy mají vyšší hodnotu elektrické vodivosti z důvodu vyššího množství minerálních látek, jejich hodnota je od 90,0 – 130,0 mS·m-1. Květové medy vykazují hodnoty nižší než 55 mS·m-1. Reologické vlastnosti medu závisí na složení cukru a botanickém původu medu. Znalost reologických vlastností může předpovědět chování medu při zpracování, skladování a kontrolování kvality medu. Mezi reologické vlastnosti patří viskozita. Viskozita se měří viskozimetrem. Tato vlastnost je závislá především na teplotě a obsahu vody v medu. Se zvyšující se teplotou dochází ke snížení viskozity. Mezi významné chemické vlastnosti, které se podílejí na fyzikálních a reologických vlastnostech medů, patří obsah vody v medu, množství sacharidů, obsah enzymů a obsah minerálních látek. Obsah vody v medu nesmí překročit 20 %. Pří zvýšení 43

obsahu vody v medu dochází ke znehodnocení medu. Nejvýznamnějšími cukry v medu jsou glukóza a fruktóza. Fruktóza je převažující sacharid v medech. Invertáza, diastáza a glukozooxidáza jsou důležitými enzymy v medu. Obsah minerálních látek je vyšší u medovicových medů. Fyzikální vlastnosti medu mají velký význam při zpracování, skladování a vlivu na jeho celkovou jakost.

44

5 POUŽITÁ LITERATURA ABU JDAYIL B., 2001: Heat effect on rheology of light and dark coloured honey. Journal of Food Engineering, 51, 1, s. 33 – 38. ISSN 0260-8774.

AHMED J., PRABHU S. T., RAGHAVAN G S. V. a NGADI M., 2007: Physicochemical, rheological, calorimetric and dielectric behavior of selected Indian honey. Journal of Food Engineering, 79, 4, s. 1207 – 1213. ISSN 0260-8774.

ASSIL H. I., STERLING R. a SPORNS P., 1991: Crystal control in processed liquid honey. Journal of Food Science, 56, 4, s. 1034 – 1041. ISSN 1750-3841.

BENTABOL M., HERNANDEZ A., RODRIGUEZ G. Z. a RODRIGUEZ R. E., 2011: Differentiation of blossom and honeydew honeys using multivariate analysis on the physicochemical parameters and sugar composition. Food Chemistry, 126, 2, s. 664 – 672. ISSN 0308-8146.

BHANDARI B., D'ARCY B. a CHOW S., 1999: Rheology of selected Australian honeys. Journal of Food Engineering, 41, 1, s. 65 – 68. ISSN 0260-8774. BRAY P., 1999: AIBORNE´S New Zaeland Honey Collestions: Manuka honey. [online]. [cit. 2015-04-20]. Dostupné z: http://www.airborne.co.nz/manuka.shtml

Codex Alimentarius Commission Standards. (2001). CODEX STAN. 12 – 1981, Rev. 1 (1987), Rev. 2.

COHEN I. a WEIHS D., 2010: Rheology and microrheology of natural and reducedcalorie Israeli honeys as a model for high viscosity Newtonian fluids. Journal of Food Engineering, 100, 2, s. 366 – 371. ISSN 0260-8774.

45

ČOPÍKOVÁ J., LAPČÍK O., UHER M., MORAVCOVÁ J. a DRAŠAR P., 2006: Cukerná nesacharosová sladidla a přibuzné látky. Chemické Listy, 100, 9, s. 778 – 783. ISSN 1213-7103.

DOBRE I., GEORGESCU L. A., ALEXE P., ESCUREDO O. a SEIJO M. C., 2012: Behavior of different honey types from Romania. Food Research International Journal, 49, 1, s. 126 – 132. ISSN 0963-9969. DOBROVODA I., 1986: Včelie produkty a zdravie. Bratislava: Príroda Bratislava, s. 307. ISBN 64-109-86. DUPAL L., 2011a: Med kvalita, vady, znehodnocení. Včelařství, 64, 145, s. 330 – 331. ISSN 0042-2924. DUPAL L., 2011b: Med – kvalita, vady znehodnocení (druhá část). Včelařství, 64, 145, s. 369 – 370. ISSN 0042-2924. ESCUREDO O., DOBRE I., FERNÁNDEZ GONZÁLES M. a SEIJO C., 2014: Contribution of botanical origin and sugar composition of honeys on the crystallization phenomenon, Food Chemistry, 149, s. 84 – 90. ISSN 0308-8146. ESCUREDO O., MÍGUEZ M., FERNÁNDEZ GONZÁLES M. a SEIJO M. C., 2013: Nutritional value and antioxidant activity of honeys produced in a European Atlantic area. Food Chemistry, 138, 2 3, s. 851 – 856. ISSN 0308-8146.

FISCHER P. a WINDHAB E. J., 2011: Rheology of food materials. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 16, 1, s. 36 – 40. ISSN 1359-0294. FRANK R., 2010: Zázračný med. Líbeznice: Víkend, 124 s. ISBN 978-80-7433-024-7. GOMEZ DIAZ D., NAVAZA J.M. a UINTANS RIVERO L.C., 2009: Effect of temperature on the viscosity of honey. International Journal of Food Properties, 12, 2, s. 396 – 404. ISSN 1094-2912.

46

GLEITER R. A., HORN H. a ISENGARD H. D., 2006: Influence of type and state of crystallization on the water activity of honey. Food Chemistry, 96, 3, s. 441 – 445. ISSN 0308-8146. HAJDUŠKOVÁ H., 2013 : krystalizace medu – známka kvality [online]. Včelařství [cit. 2015-4-1]. Dostupné na: http://www.vcelarstvi.cz/files/pdf_2013/zkrystalmed205x290.pdf HÁSEK J., 2014: Čeká nás letos melecitóza? Včelařství, 67, 148, s. 229. ISSN 0042-2924. HUBÁČ R., 2013a: Falšování medu I. Včelařství, 66, 147, s. 232. ISSN 0042-2924. HUBÁČ R., 2013b: Falšování medu II. Včelařství, 66, 147, s. 266 – 267. ISSN 0042-2924. HUBÁČ R., 2013c: Falšování medu III. Včelařství, 66, 174, 302 s. ISSN 0042-2924.

CHIRIFE J. a BUERA M.P., 1997: A simple model for predicting the viscosity of sugar and oligosaccharide solutions. Journal of Food Engineering, 33, 3 4, s. 221 – 226. ISSN 0260-8774. CHUDÝ J., CAGINOVÁ M., HORVATHOVÁ V., LAGIN L. a MICHALCOVÁ A., 2000: Hodnotenie surovín a potravín živočíšneho pôvodu. Nitra: Slovenská pol´nohospodárska univerzita, s. 206. ISBN 80-7137-692-22.

JUNZHENG P. a CHANGYING J., 1998: General rheological model for natural honeys in China. Journal of Food Engineering, 36, 2, s. 165 – 168. ISSN 0260-8774.

JUSZCZAK L. a FORTUNA T., 2006: Rheology of selected Polish honeys. Journal of Food Engineering, 75, 1, s. 43 – 49. ISSN 0260-8774.

47

KALÁBOVÁ K., VORLOVÁ L., BORKOVCOVÁ I., SMUTNÁ M. a VEČEREK V., 2003: Hydroxymethylfurfural in Czech honeys. Czech Journal of Animal Science, 48, 12, s. 551 – 557. ISSN 1212-1819.

KAR F. A ARSLAN N., 1999: Characterization of orange peel pectin and effect of sugars, l-ascorbic acid, ammonium persulfate, salts on viscosity of orange peel pectin solutions. Carbohydrate Polymers, 40, 4, s. 285 – 291. ISSN 0144-8617.

KAYACIER A. a KARAMAN S., 2008: Rheological and some physicochemical characteristics of selected turkish honeys. Journal of Texture Studies, 39, 1, s. 17 27. ISSN 0022-4901.

KHALIL

K.

E.,

RAMAKRISHNA

P.,

NANJUNDASWAMY

A.

M.

a

PATWARDHAN M. V., 1989: Rheological behavior of clarified banana juice: Effect of temperature and concentration. Journal of Food Engineering, 10, 3, s. 231 – 240. ISSN 0260-8774. KLESCHT V., HRNČIŘÍKOVÁ I. A MANDELOVÁ L., 2006: Éčka v potravinách. Brno: Computer Press. 108s. ISBN 80-251-1292-6. KŘENKOVÁ E., 2009: Používání včelích produktů 1. Včelařství, 62, 143, s. 10 – 11. ISSN 0042-2924. KUBIŠOVÁ S. a HÁSLBACHOVÁ H., 1992: Včelařství. 1.vyd. Brno: VŠZ, s. 101. ISBN 80-7157-024-9.

KUMAR J. S. a MANDAL M., 2009: Rheology and thermal properties of marketed Indian honey. Nutrition and Food Science, 39, 2, s. 111 – 117. ISSN 0034-6659.

LAZARIDOU A., BILIADERIS C. G., BACANDRITSOS N. a SABATINI A. G., 2004: Composition, thermal and rheological behaviour of selected Greek honeys. Journal of Food Engineering, 64, 1, s. 9 – 21. ISSN 0260-8774. LUNEROVÁ J. a PAŽOUT V., 2012: Obsah vody v medu. Včelařství, 65, 146, 48

s. 190 – 191. ISSN 0042-2924. MAJTÁN J., 2014: Nové vědecké poznatky o včelím enzymu glukooxidáza. Včelařství, 67, 148, s. 192. ISSN 0042-2924. MANIKIS I. a THRASIVOULOU A., 2001: La relación entre las características fisicoquímicas de la miel y los parámetros de sensibilidad a la cristalización. Apiacta, 36, 2, s. 106 – 112. ISSN 0003-6455.

MANOHAR B., RAMAKRISHNA P. a UDAYASANKAR K., 1991: Some physical properties of Tamarind Tamarindus indica L. juice concentrates. Journal of Food Engineering, 13, 4, s. 241 – 258. ISSN 0260-8774.

MARGHITAS A. L., DANIEL D., MOISE A., BOBIS O., LASLO L. a BOGDANOV S., 2009: Physico chemical and bioactive properties of different floral origin honeys from Romania. Food Chemistry, 112, 4, s. 863 – 867. ISSN 0308-8146. MÁCHA J., 2012: Není invert jako invert. Včelařství, 65, 146, s. 290. ISSN 0042-2924.

MCKENNA B. M., 2003: Texture in food : Semi-solid foods. Volume 1. 1. vyd. Cambridge: Woodhead Publishing.Woodhead publishing in food science and technology. s. 425. ISBN 1-85573-708-6.

MOSSEL B., BHANDARI B., D'ARCY B. a CAFFIN N., 2000: Use of an Arrhenius model to predict rheological behaviour in some Australian honeys. LWT — Food Science and Technology, 33, 8, s. 545 – 552. ISSN 0023-6438.

MUNRO J. A., 1943: The viscosity and thixotropy of honey. Journal of Entomology, 36, s. 769 – 777. ISSN 1210-5759.

NANDA V., SARKAR B. C., SHARMA H. K. a BAWA A.S., 2003: Physico-chemical properties and estimation of mineral content in honey produced from different plants in

49

Northern India. Journal of Food Composition and Analysis, 16, 5, s. 613 – 619. ISSN 0889-1575.

OROIAN M., AMERIEI S., ESCRICHE I. a GUTT G., 2011: Rheological aspects of Spanish honeys [online]. Food and Bioprocess Technology, [cit. 2015-3-28]. Dostupné na: http://dx.doi.org/10.1007/s11947-011-0730-4 OUCHEMOUKH S., SCHWEITZER P., BACHIR M. P. a DJOUDAD KADJI H., 2012: HPLC sugar profiles of Algerian honeys. Food Chemistry, 121, 2, s. 561 – 568. ISSN 0308-8146. ŐZCAN M. a ŐLMEZ Ҁ., 2014: Some qualitative properties of different monofloral honeys. Food Chemistry 163, s. 212 –218. ISSN 0308-8146. PERSANO ODDO L. a PIRO R., 2004: Main European unifloral honeys: Descriptive sheets. Apidologie, 35, 1, s. 38 – 81. ISSN 0044-8435. POČUCH M., 2014: Producenti medovice 1. Včelařství, 67, 148, s. 37. ISSN 0042-2924. POUCHLÝ, J., 2008: Fyzikální chemie makro-molekulárních a koloidních soustav. Praha: VŠCHT Praha. 204 s. ISBN 978-80-7080-674-6. PŘIDAL A., 2003: Včelí produkty: cvičení. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita. s. 57. ISBN 80-7157-711-1. PŘIDAL A., 2013: Hodnocení medu podle platné Evropské legislativy [online]. Veterinářství [cit. 2015-4-8]. Dostupné na: http://user.mendelu.cz/apridal/text/c058.pdf PŘIDAL A. a VORLOVÁ L., 2002: Honey and its physical parameters. Czech Journal of Animal Science, 47, 10, s. 439 – 444. ISSN 1212-1819.

RAHMAN S., 2009: Food properties handbook. 2. Vyd. Boca Raton: CRC Press. s. 861. ISBN 978-0-8493-5005-4. 50

SILVA L. R., VIDEIRA R., MONTEIRO A. P., VALENTãO P. a ANDRADE B., 2009: Honey from Luso region (Portugal): Physicochemical characteristics and mineral contents. Microchemical Journal, 93, 1, s. 73 – 77. ISSN 0022-265X.

SMANALIEVA J. a SENGE B., 2009: Analytical and rheological investigations into selected unifloral German honey. European Food Research and Technology, 229, 1, s. 107 – 113. ISSN 1438-2377. ŠROLL J., 2012: Něco o medu. Včelařství, 65, 146, s. 342 – 343. ISSN 0042-2924. TITĚRA D., 2006: Včelí produkty mýtů zbavené: med, vosk, pyl, mateří kašička, propolis, včelí jed. Vyd. 1. Praha: Brázda, s. 175. ISBN 80-209-0347-x. TRÁVNÍČEK P., VÍTĚZ T. a PŘIDAL A., 2012: Rheological properties of honey. Scientia Agriculturae Bohemica. 43, 4 s. 160 – 165. ISSN 1211-3174. UVÁČIK A., 2013: Barevná variabilita medu. Včelařství, 66, 147, s. 84. ISSN 0042-2924. VENIR E., SPAZIANI M. a MALTINI E., 2010 : Crystallization in ‘‘Tarassaco’’ Italian honey studied by DSC. Food Chemistry, 122, 2, s. 410 – 415. ISSN 0308-8146. VESELÝ V., 2013: Včelařství. Vyd. 2. Praha: Brázda, s. 270. ISBN 80-209-0320-8. VORLOVÁ L., GÁLKOVÁ H., PŘIDAL A., NÁVRÁTIL S. a KARPÍŠKOVÁ R., 2002: MED-Souborná analýza. Brno: Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, s. 67. ISBN 80-7305-450-7. VORLOVÁ L., KARPÍŠKOVÁ R., CHABINIOKOVÁ I., KALÁBOVÁ K. a BRÁZDOVÁ Z., 2005: The antimicrobial activity of honeys produced in the Czech Republic. Czech Journal of Animal Science, 50, 8, s. 376 – 384. ISSN 1212-1819.

51

Vyhláška č. 76/2003 Sb., ze dne 6. 3. 2003, kterou se stanoví požadavky pro přírodní sladidla, med, cukrovinky, kakaový prášek a směsi kakaa s cukrem, čokoládu a čokoládové bonbony.

WEI Z., WANG J. a WANG Y., 2010: Classification of monofloral honeys from different floral origins and geographical origins based on rheometer. Journal of Food Engineering, 96, 3, s. 469 – 479. ISSN 0260-8774. WEISS K., 2005: Víkendový včelař. Praha: Víkend, s. 247. ISBN 80-7222-368-2. WITCZAK M., JUSZCZAK L. a GAłKOWSKA G., 2011: Non-Newtonian behaviour of heather honey. Journal of Food Engineering, 104, 4, s. 532 537. ISSN 0260-8774. WHITE J. W., 1978: Honey. Advances in Food Research, 24, s. 287 – 374. ISSN 978-0-12-016432-5.

YANNIOTIS S., SKALTSI S. a KARABURNIOTI S., 2006: Effect of moisture content on the viscosity of honey at different temperatures. Journal of Food Engineering, 72, 4, s. 372 – 377. ISSN 0260-8774.

YOO B., 2004: Effect of temperature on dynamic rheology of Korean honeys. Journal of Food Engineering, 65, 3, s. 459 – 463. ISSN 0260-8774.

52

6 SEZNAM POUŽITÝCH TABULEK Tab. 1: Složení nektaru (Přidal, 2003) ............................................................................ 12 Tab. 2: Složení medovice (Přidal, 2003) ........................................................................ 13 Tab. 3: Chemické složení medu (Křenková, 2009) ........................................................ 14 Tab. 4: Výsledky měření obsahu vody v medu v roce 2005 – 2008 (Lunerová a Pažout, 2012) ............................................................................................................................... 15 Tab. 5: Závislost hustoty medu na obsahu vody (Chudý, 2000) .................................... 27 Tab. 6: Parametry Arrheniova modelu u australských medů (Bhandari et al., 1999) .... 34 Tab. 7: Popis vzorků medů (Trávníček et al., 2012) ...................................................... 40 Tab. 8: Hodnoty viskozity vybraných polských medů (Juszcak a Fortuna, 2006) ......... 41

53

7 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ Obr. 1: Pfundova stupnice .............................................................................................. 28 Obr. 2: Změna viskozity v závislosti na teplotě vybraných australských medů (Bhandari et al., 1999) ..................................................................................................................... 35 Obr. 3: Závislost smykového napětí (vyplněno barvou) a viskozity (bez výplně) na smykové rychlosti a teplotě (Kayacier a Karaman, 2008) .............................................. 37 Obr. 4: Změna viskozity v závislosti na teplotě vybraných tureckých medů (Kayacier a Karaman, 2008) ............................................................................................................ 38 Obr. 5: Změna viskozity vybraných polských medů v závislosti na teplotě (Juszcak a Fortuna, 2006) .............................................................................................................. 42

54