Pomiar stężenia HMF w miodach z polskich pasiek

Hydroksymetylofurfural (HMF, 5-hydroksymetylo-2-furfural) to organiczny związek chemiczny naturalnie występujący w produktach spożywczych. Powstaje m.in. spontanicznie pod wpływem odwodnienia cukrów prostych w wyniku długotrwałego przechowywania oraz ekspozycji na warunki termiczne.
Produkty, tj. miód, wykazują udowodnione działanie prozdrowotne, które zależy od ich składu chemicznego. Wynika z tego zalecenie stosowania konkretnego gatunku miodu na określaną grupę chorób.

Przykładowo ze względu na zawartą w miodzie gryczanym rutynę, jest on zalecany dla pacjentów z chorobami naczyń krwionośnych. Miód mniszkowy rekomenduje się osobom z niedoborem odporności lubz problemami skórnymi, ze względu na wysoką zawartość kwasu askorbinowego.

fot. Jarosław Gerczak

Miód składa się z szeregu składników, głównie węglowodanów, które mogą stanowić substrat do syntezy hydroksymetylofurfuralu. Liczne doniesienia wskazują na niekorzystne dla zdrowia działanie HMF w produktach spożywczych. Jednak pojawiają się również badania potwierdzające jego korzystny wpływ na organizm przy leczeniu nowotworów [Kowalski 2012].

Charakterystyka chemiczna hydroksymetylofurfuralu

5-hydroksymetylo-2-furfural jest rozpuszczalnym w wodzie heterocyklicznym aldehydem o szkielecie furanu zawierającym dwie grupy funkcyjne: aldehydową i alkoholową. Stanowi hydroksymetylową pochodną furfuralu [Basumallick i Rohrer 2016].

Wzór strukturalny hydroksymetylofurfuralu przedstawiono na rys. 1. Jako produkt oczyszczony występuje w postaci igiełek o zapachu przypominającym rumianek lub w postaci gęstego syropu. Jest to związek słabo lotny, dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, m.in. alkoholach, eterze, chloroformie, acetonie czy octanie metylu [Jabłońska i in. 2013].

Może powodować podrażnienie błon śluzowych, podrażnienie oczu oraz górnych dróg oddechowych [Jabłońska i in. 2013]. Wysokie stężenia hydroksymetylo-furfuralu są cytotoksyczne, genotoksyczne oraz rakotwórcze.

Rys. 1. Wzór strukturalny 5-hydroksymetylo-2-furfuralu. Źródło: [Jabłońska i in. 2013].

Schemat procesu karmelizacji przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2. Schemat procesu karmelizacji prowadzący do powstania HMF. Źródło: [opracowano na podstawie Jabłońska i in. 2013].

Rys. 3. Schemat przebiegu reakcji Maillarda na przykładzie fruktozyloglicyny. Źródło: [opracowano na podstawie Jabłońska i in. 2013].

Hydroksymetylofurfural w produktach codziennego użytku

HMF jest wykrywalny w różnego rodzaju produktach spożywczych, takich jak płatki śniadaniowe, chleb razowy, dżemy z owoców leśnych, kawa, morele, rodzynki, daktyle, pieczywo pszenne, mleko UHT, pasteryzowane soki owocowe czy prażone orzechy.

Dodatkowo procesy obróbki cieplnej, takie jak pieczenie, smażenie, tostowanie, grillowanie czy sterylizacja, wpływają na zwiększenie stężenia hydroksymetylofurfuralu w produkcie poddawanym tej obróbce [Kowalski i Łukasiewicz 2012; Arribas-Lorenzo i Morales 2010; Husoy i in. 2008].

HMF jest również obecny w produktach zbożowych, owocowych, warzywnych przetworach i miodzie [Capuano i in. 2009; Gentry i Roberts 2004; Fallico i in. 2004].

Stężenie HMF jako miara jakości miodów

Zawartość niektórych składników miodu została ściśle określona przez Radę Unii Europejskiej. Dyrektywa Rady 2001/110/WE z dnia 20 grudnia 2001 r. odnosząca się do miodu wyznacza m.in. definicję miodu, określa jego główne rodzaje, a także podaje kryteria składu.

Wśród tych ostatnich znajdują się takie parametry jak zawartość cukrów, tj. glukozy i fruktozy łącznie oraz sacharozy, zawartość wody, substancji nierozpuszczalnych w wodzie, przewodność elektryczna, aktywność diastazy oraz zawartość hydroksymetylofurfuralu oznaczana po przetworzeniu i mieszaniu.

Określono ogólną (z wyjątkiem miodu piekarskiego) dopuszczalną zawartość HMF na poziomie nie więcej niż 40 mg/kg masy miodu. Natomiast w miodzie o deklarowanym pochodzeniu z regionów o klimacie tropikalnym i mieszankach takich miodów nie więcej niż 80 mg/kg.

Metody oznaczenia zawartości hydroksymetylofurfuralu

Istnieje kilka metod analitycznych oznaczenia HMF w produktach spożywczych zalecanych przez Międzynarodową Komisję ds. Miodu. Są to metoda Winklera, White’a oraz wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC).

Materiały i metody

Materiał stanowiły miody z polskich pasiek zakupione od pszczelarzy z obszaru Pojezierza Mazurskiego i Borów Tucholskich. Badane próby miodów były oznaczone przez pszczelarzy i przynależność gatunkowa nie została potwierdzona przez autorów analizą pyłkową.

Dokonano oznaczenia zawartości hydroksymetylofurfuralu w sześciu rodzajach miodów. Wykonano po sześć pomiarów przy dwóch długościach fali dla każdego rodzaju miodu. Są to kolejno: miód leśny malina i czeremcha (2017), miód rzepakowy (2017), miód mniszkowy (2015), miód wielokwiatowy (2015), miód gryczany (2017) i miód chabrowy (2017).

Badane próbki miodów oznaczono za pomocą metody White’a zgodnie z protokołem wykonania.

Wyniki

Na rys. 4. przedstawiono stężenia hydroksymetylofurfuralu w próbach miodów z polskich pasiek.

Rys. 4. Stężenia hydroksymetylofurfuralu w próbach miodów z polskich pasiek. Źródło: [opracowanie własne].

Wnioski i dyskusja

Zaprezentowane wyniki sugerują, że stężenia hydroksymetylofurfuralu w badanych miodach z polskich pasiek w większości nie przekraczają sugerowanej przez dyrektywę Rady Europejskiej dotyczącej zawartości HMF w miodzie. Spośród sześciu różnych rodzajów badanych miodów jedynie stężenie HMF w miodzie wielokwiatowym (98,6 mg/kg) około 2,5-krotnie przekracza rekomendowaną maksymalną zawartość tego związku (rys. 4.).

W badaniach Wilczyńskiej [2011] dotyczących wpływu procesów technologicznych na jakość miodów pszczelich wykazano, że podczas przechowywania miodów zawartość HMF wzrasta. Badany miód wielokwiatowy został wyprodukowany trzy lata temu, co prawdopodobnie może być przyczyną powstania hydroksymetylofurfuralu.

Ponadto zaprezentowane w naszych badaniach wyniki (rys. 4) wskazują, że miód chabrowy cechuje najmniejsza zawartość HMF (0,22 mg/kg). Miód leśny malina i czeremcha, miód rzepakowy oraz miód gryczany zawierały porównywalną ilość hydroksymetylofurfuralu.

Zbadany miód mniszkowy (rys. 4) pomimo długiego czasu przechowywania wykazywał stężenie HMF poniżej rekomendowanej normy UE.

Zakończenie

Śledzenie zawartości hydroksymetylofurfuralu w miodach jest istotnym aspektem związanym z jakością miodów. Stężenie przekraczająca 40 mg/kg miodu może świadczyć o długim lub niewłaściwym przechowywaniu, dodaniu cukru inwertowanego lub podgrzewaniu miodu. Istotnym aspektem jest kontrola ilości hydroksymetylofurfuralu w miodach z polskich pasiek w celu oceny ich jakości.

Mateusz Grabowski, Konstancja Jabłońska
Centrum Medycyny Doświadczalnej, Wydział Lekarski, ŚUM w Katowicach
kontakt: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"