Von: Sharla Riddle

Honigbienen sind Chemiker. Mit Enzymen und Dehydration sind diese Wissenschaftler der natürlichen Welt in der Lage, den Zucker im Nektar in ein übersättigtes Kraftfutter umzuwandeln.

Es ist keine Kleinigkeit – Honig besteht aus mindestens 181 Komponenten. Sein einzigartiger Geschmack ist das Ergebnis komplexer chemischer Prozesse, weshalb zuckerhaltige Sirupersatzstoffe einfach nicht vergleichbar sind. Sie können das chemische Know-how von Mutter Natur nicht nachahmen. Allein im vergangenen Jahr produzierten Bienen in den Vereinigten Staaten satte 158 Millionen Pfund Honig. Das ist eine Menge Chemie.

Honig besteht hauptsächlich aus den Zuckern Glucose und Fructose. Es ist das, was Wissenschaftler eine übersättigte Lösung nennen. Wenn Zucker in ein Glas Wasser gerührt wird, bleibt normalerweise etwas Zucker am Boden. Das liegt daran, dass das Wasser (Lösungsmittel) nur eine bestimmte Menge löst. Aber wenn das Wasser erhitzt wird, kann mehr Zucker aufgelöst werden. Folglich können Wärme, Enzyme oder andere chemische Mittel bei Übersättigung die Menge des gelösten Materials erhöhen. Diese Lösungen neigen dazu, leicht zu kristallisieren. Sirup, Fudge und Honig gelten alle als übersättigte Lösungen. Aufgrund seiner Übersättigung und seines geringen Wassergehalts (15-18%) ist Honig viskos. Das heißt, es ist ziemlich dick in der Konsistenz und manchmal ist es fest. Seine Hauptbestandteile sind Kohlenhydrate (Zucker), aber es enthält auch Vitamine, Mineralien, Aminosäuren, Enzyme, organische Säuren, Pollen, Duft- und Geschmacksstoffe.

Jeder Honig beginnt mit Nektar. Während Honig zähflüssig ist und einen geringen Wassergehalt aufweist, besteht Nektar zu etwa 80% aus Wasser. Es ist eine sehr dünne Lösung – farblos und nicht annähernd so süß wie Honig. Es ist auch chemisch anders. Durch den Einsatz von Enzymen können Bienen den komplexen Zucker im Nektar in einfachere Zucker umwandeln. Deshalb ist Honig leichter verdaulich als normaler Haushaltszucker. Seine Zucker (Glukose und Fruktose) sind einfacher als Saccharose (Haushaltszucker).

Zucker werden manchmal als „süße Kohlenhydrate“ bezeichnet.“ (Kohlenhydrate sind neben Proteinen und Fetten eine der drei Hauptklassen von Lebensmitteln.) Einige Zucker wie Glukose und Fruktose sind einfach, während andere wie Saccharose (Haushaltszucker) komplexer sind. Die Geheimwaffe einer Honigbiene ist ihre Fähigkeit, diese komplexen Zucker im Blütennektar in einfache Zucker umzuwandeln. Dieser Prozess wird Hydrolyse genannt. Um Saccharose (Haushaltszucker) in Glucose und Fructose umzuwandeln, müssen Wärme, Säuren oder Enzyme zugesetzt werden. Es ist ein komplizierter Prozess im Labor. Aber wenn es um die Honigchemie geht, sind Bienen (und ihre Enzyme) weitaus effizienter als Wissenschaftler.

Weil 95 bis 99.9% der Feststoffe in Honig sind Zucker, um Honig zu verstehen, ist es notwendig, Zucker zu verstehen. Reiner Rohrzucker besteht fast ausschließlich aus Saccharose. Es wird als Disaccharid bezeichnet und entsteht, wenn zwei einfache Zucker verbunden werden. Deshalb wird es manchmal als „Doppelzucker“ bezeichnet.“ Saccharose, die im Nektar vorkommt, besteht aus den einfachen Zuckern Glucose und Fructose. Diese einfachen Zucker werden Monosaccharide genannt, was „ein Zucker“ bedeutet.“ Obwohl Fructose und Glucose die gleiche chemische Formel (C6H12O6) haben, sind sie zwei verschiedene Zucker. Das liegt daran, dass ihre Atome unterschiedlich angeordnet sind. Dieser Unterschied in der atomaren Anordnung macht Fruktose viel süßer als Glukose. Honig ist auch etwas süßer als Haushaltszucker, da Honig mehr Fruktose enthält.

Honigbienen sammeln nicht nur den Nektar, sie verändern den Nektar chemisch. Sie produzieren ein Enzym namens Invertase in ihren Speicheldrüsen. Enzyme sind organische Verbindungen, die eine biochemische Reaktion beschleunigen. Diese Enzyme werden in der Reaktion nicht verbraucht, so dass sie immer wieder verwendet werden können. Nachdem der Nektar von der Biene gesammelt wurde, wird Invertase hinzugefügt. Dieses Enzym hilft, Saccharose zu gleichen Teilen in Glukose und Fruktose umzuwandeln. Es ist der Anfang von Honig. Andere Enzyme helfen auch, Honig besser zu schmecken. Amylase ist ein Enzym, das hilft, Amylose in Glukose abzubauen. Glukose ist leichter verdaulich und macht Honig süßer. Ein anderes Enzym, Glucoseoxidase, baut dann die Glucose ab und stabilisiert den pH-Wert des Honigs. Katalase wandelt Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff um. Dadurch wird der Wasserstoffperoxidgehalt niedrig gehalten. (Obwohl einige Leute glauben, dass das Wasserstoffperoxid in Honig hilft, es zu konservieren, ist es wahrscheinlich mehr auf seinen leicht sauren pH-Wert und niedrigen Wassergehalt zurückzuführen.)

Wie jeder gute Chemiker folgen Bienen einem Protokoll, um Honig herzustellen. Futterbienen ziehen Nektar durch ihren Rüssel (strohartige Zunge) an.) Sie fügen dann Invertase hinzu, während sie den Nektar tragen. Diese Invertase beginnt, die Saccharose in Glukose und Fruktose im Honigmagen (Ernte) abzubauen. Die Futtersucher geben den Nektar dann an die Hausbienen weiter, wo weitere Enzyme hinzugefügt werden. Dieser Enzymzugabeprozess wird jedes Mal fortgesetzt, wenn eine andere Biene den Nektar aufnimmt. Hausbienen erbrechen und trinken den Nektar über einen Zeitraum von 20 Minuten erneut, wodurch der Zucker weiter abgebaut wird. Wenn der Nektar etwa 20% aus Wasser besteht, wird er auf der Wabe abgelagert, wo die Bienen ihn auffächern, um den Verdampfungsprozess zu beschleunigen und den Honig weiter zu kondensieren. Die Bienen stoppen, wenn die Wasserkonzentration zwischen 17-18% liegt, und bringen sie an ihren Lagerort. So wurde durch die Verwendung von Verdampfung und Enzymen eine übersättigte Lösung gebildet.

Wie jede übersättigte Lösung neigt Honig zur Kristallisation. Kristallisation tritt auf, wenn lange Ketten von Glukose (Polysacchariden) im Honig abgebaut werden. Die Glukosemoleküle beginnen aneinander zu haften, normalerweise auf einem Staub- oder Pollenfleck. Diese Glukosekristalle fallen dann auf den Boden des Glases. Das Problem bei der Kristallisation ist, dass, wenn die Glukose vom Honig getrennt wird, die übrig gebliebene Flüssigkeit einen höheren Prozentsatz an Wasser enthält. Hefe, jetzt mit genug Wasser und Zucker, lässt den Honig gären. Deshalb kann kristallisierter Honig schneller fermentieren als nicht kristallisierter Honig. Die Temperatur kann die Kristallisation beeinflussen. Honig wird am besten über 50ºF gelagert. Forscher sind auch zu dem Schluss gekommen, dass Honig, der aus dem Kamm entfernt und mit Extraktoren und Pumpen verarbeitet wird, eher kristallisiert als Honig, der im Kamm verbleibt, da feine Partikel für Kristalle eingeführt werden. Andere Faktoren, die zur Kristallisation beitragen, sind Staub, Luftblasen und Pollen im Honig. Kristallisation ist nicht immer schlecht. Rahmhonig (Streichhonig) hängt von der kontrollierten Kristallisation ab. Während die natürliche Kristallisation körnige Kristalle erzeugt, erzeugt die kontrollierte Kristallisation ein glattes und cremiges Produkt.

Das Erhitzen von Honig kann auch chemische Veränderungen verursachen. Manchmal verdunkelt sich Honig aufgrund eines Prozesses, der als Maillard-Reaktion bekannt ist. Da Honig mit einem pH-Wert von etwa vier leicht sauer ist, kann es im Laufe der Zeit manchmal zu einer Bräunung kommen. Dies liegt daran, dass die Aminosäuren im Honig mit den Zuckern zu reagieren beginnen. Karamelisierung, die Bräunung von Zucker, wird verursacht, wenn das Erhitzen beginnt, die molekularen Bindungen im Honig zu brechen. Wenn diese Bindungen gebrochen sind und sich dann wieder bilden, ist karamellisierter Zucker das Ergebnis. Hitze kann auch Honig und Maissirup mit hohem Fructosegehalt beeinflussen. Wenn Fructose erhitzt wird, kann sich manchmal HMF (Hydroxymethylfurfural) bilden. HMF ist tödlich für Bienen. HMF kann sich bei relativ niedrigen Temperaturen bilden (110-115oF. Wenn Honigbienen Maissirup mit hohem Fruchtzuckergehalt erhalten, der unter heißen Bedingungen gelagert oder transportiert wurde, kann dies sie töten.

Hitze und Kristallisation können auch die Farbe des Honigs beeinflussen. Kristalle im Honig lassen ihn heller erscheinen. Deshalb hat Rahmhonig eine hellere Farbe. In der Natur ist die Farbe des Honigs normalerweise auf die Art des Blütennektars zurückzuführen, aus dem der Honig stammt. Folglich unterscheidet sich der im Herbst gesammelte Honig normalerweise in der Farbe von dem im Frühjahr gesammelten Honig. Das liegt daran, dass verschiedene Blumen blühen. Das USDA klassifiziert Honig in sieben Farbkategorien: Wasserweiß, extraweiß, Weiß, extra heller Bernstein, heller Bernstein, Bernstein und dunkler Bernstein. Helle Farben von Honig haben meistens einen milderen Geschmack als dunklere Honige.

Honig ist hydroskopisch. Das heißt, es sammelt Feuchtigkeit. Wenn es unbedeckt bleibt, beginnt Honig, Feuchtigkeit aus der Atmosphäre zu sammeln. Diese zusätzliche Feuchtigkeit im Honig ermöglicht es der Hefe, den Fermentationsprozess zu beginnen. Normalerweise hat Honig einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt, der bei der Konservierung hilft. Wenn jedoch sein Feuchtigkeitsgehalt über 25% steigt, beginnt er zu gären. Deshalb ist es eine gute Idee, Honig aus einem Bienenstock zu sammeln. Es hat einen niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt und ist viel weniger wahrscheinlich zu gären.

Honig wird in jedem Bundesstaat der USA produziert. Das USDA schätzt, dass es in den USA über 266 Millionen Kolonien gibt, wobei die durchschnittliche Kolonie 59 Pfund Honig produziert. Was diese Zahlen am bemerkenswertesten macht, ist, dass Honig nicht von Menschen gemacht ist. Es wird nur vom Menschen geleitet. Die wahren Chemiker bei der Herstellung von Honig sind die Bienen. Ihre Fähigkeit, Nektar zu suchen und in Honig umzuwandeln, hat buchstäblich Hunderte verschiedener Blumensorten von Honig hervorgebracht. Das sind süße Statistiken.

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Sharla Riddle ist eine pensionierte Erzieherin und freie Autorin. Sie wurde zum Huddleston Scholar, Tandy Scholar und RadioShack Science Chair ernannt. Ihre früheren Artikel sind in den Magazinen Bee Culture, Teaching Today und Gifted Child Today erschienen.