Лабораторна робота № 7

Тема: Визначення екологічно чистої продукції на основі методу біоіндикації (на прикладі продуктів бджільництва)

Мета: ознайомити студентів з методом біоіндикації на прикладі продуктів бджільництва.

Вихідні матеріали: пробірки, проби меду, вода дистильована, мірні циліндри (10 мл), скляні палички, розчин йоду (5%), оцтова кислота, етиловий спирт, AgNO₃, 10%-ний розчин меду, ефір, резорцин (1%), HCl (конц.), ложечки, шпателі, хімічний олівець, фільтр, папір, лійки.

Обсяг годин: 2 години.

 

Теоретичні положення

Для забезпечення екологічної чистоти певної продукції її виробництво від початку до кінця повинно оцінюватись в кожній

стадії, а весь виробничий процес повинен відповідати принципам чистого виробництва.

Природоохоронною організацією Грінпіс були сформульовані певні вимоги, яким має відповідати продукція, щоб її вважали «екологічно чистою»:

1. Бути нетоксичною і не містити шкідливих домішок.;
2. Вироблятись за допомогою енергозберігаючих технологій;
3. Виготовлятись з відновних ресурсів, добування яких не руйнує екологічну систему;
4. Призначатися для тривалого та багаторазового використання;
5. Легко розбиратися, ремонтуватися, перероблятися й мати взаємозамінні складові частини;
6. Мати мінімальну кількість упаковки виробленої з перероблених або придатних для повторного використання матеріалів;
7. Передбачати можливість вторинного використання або включатися в кругообіг речовин в природі після закінчення строку дії.

Для того, щоб можна було визначити якість «екологічно чистої продукції» використовують різні методи досліджень – фізичні, фізико-хімічні, моніторингові, експериментальні, аналітичні та інші.

Для дослідження чистоти продуктів бджільництва можна використовувати метод біоіндикації.

Метод оцінки біотичних та абіотичних факторів навколишнього середовища за допомогою біологічних систем називають біоіндикацією.

Відповідно живі організми, життєві функції яких тісно корелюють із зазначеними факторами середовища та можуть застосовуватись для їх оцінки, називають біоіндикаторами.

Якщо біоіндикатор реагує значним відхиленням життєвих проявів від норми, то він є чутливим біоіндикатором.

Наприклад, водоплавних птахів використовували для біоіндикації трофічного, токсичного і структурного стану водних екосистем.

Використання бджіл та їх продуктів в якості біоіндикаторів на сьогоднішній день, є перспективним напрямком екологічного моніторингу. Відомо, що медоносні бджоли є найчутливішими до екологічного стану навколишнього середовища. Дослідження Кір’янової Л.Ю., Параняк Р.П. показали, що бджоли та продукти бджільництва здатні селективно акумулювати деякі важкі метали, радіоактивні речовини, пестициди та деякі інші забруднювачі.

З продуктів бджільництва екологічно чистим вважається мед, а прополіс, пилок, перга – найбільш забруднені. Максимальна чистота меду визначається його біохімічним складом та вмістом пилкових зерен. Коли мед зрілий, то в ньому зменшується вміст пилкових зерен і відповідно зменшується вміст токсичних речовин у ньому.

Бджоли, пилок, перга і прополіс можуть бути об’єктивними індикаторами екологічної чистоти навколишнього середовища та вмісту в ньому важких металів.

Надзвичайний вплив на якість та чистоту продуктів бджільництва мають інсектициди, що іноді призводять до загибелі бджолиних сімей та великої ймовірності потрапляння пестицидів до продуктів бджільництва. Наприклад, навіть для лікування бджіл використання антибіотиків заборонене, щоб уникнути потрапляння цих речовин до продуктів бджільництва. В багатьох країнах світу існують жорсткі вимоги державних нормативних документів щодо якості продуктів бджільництва.

В роботах НДІ бджільництва доведено, що чистота продукції бджіл залежить від часу збору, видового складу рослин медоносів та місця розташування пасіки. На якість продуктів бджільництва також впливають якість воску, який з роками може акумулювати важкі метали і пестициди, радіонукліди.

Великої екологічної шкоди завдає бджолам та продуктам бджільництва – автотранспорт, який насичує довкілля солями свинцю, кадмію, цинку оксидом вуглецю. Він, на відстані від 300 до 1500 м від смуги руху, впливає на вміст цих елементів в медоносних рослинах, а відповідно в організмі бджіл та їх продукції.

Забруднення навколишнього середовища важкими металами призводить до нагромадження їх в рослинній сировині та продукції виробленої з неї, відповідно - якісні показники таких продуктів істотно зменшуються. При значному вмісті важких металів у ґрунті, вони можуть нагромаджуватись в рослинах, зокрема в пилку та нектарі і відповідно включаються в трофічний ланцюг бджіл та людини в системі ґрунт – рослина – бджола – продукти бджільництва – людина. З продуктами бджільництва важкі метали потрапляють до організму людини, де викликають хронічні патологічні процеси та алергічні захворювання.

Кількість і склад важких металів у меді залежить від його походження та виду медоносної культури. Зокрема, за результатами досліджень останніх років встановлено дещо вищу акумулятивну здатність соняшника, щодо свинцю і кадмію, порівняно з іншими агрокультурами, а у меді виробленому з нектару ріпака вміст важких металів є нижчим порівняно із медом одержаним під час цвітіння гречки, соняшника та гірчиці.

Оскільки, хімічні речовини, які потрапляють в навколишнє середовище у вигляді газоподібних, рідких або твердих частинок, обов’язково заносяться у вулик бджолами разом з нектаром, пилком, смолою дерев, водою, то їх концентрація може бути у 1000-10000 разів більшою, ніж у повітрі і в 1000 разів вищою, ніж у рослинах. Оскільки широке використання продукції бджільництва у харчуванні людей та медицині вимагає високої якості та екологічної безпечності, то це, в свою чергу, значною мірою залежить від екологічного стану довкілля.

Бджолиний мед – це продукт переробки медоносною бджолою нектару рослин або паді з участю ферментів, які виробляють її слинні залози. Перетворення нектару в мед пов’язане із складними фізіологічними та фізико-хімічними процесами, внаслідок яких формується натуральний продукт, що характеризується наявністю основних поживних компонентів, а також різноманітних біологічно активних речовин та хімічних елементів, у тому числі шкідливих та токсичних. Мед цінний харчовий та лікувальний продукт, до складу якого входять вуглеводи, ферменти, мінеральні речовини, білки, вітаміни, амінокислоти та гормони. У ньому сконцентровані легкозасвоювані цукри, у невеликих кількостях містяться всі зольні елементи відповідно до наявності їх у медоносах, а також ферменти, вітаміни, ароматичні та азотисті сполуки та інші біологічно активні компоненти. Щодо ферментів, то відомо, що в меді містяться інвертаза, діастаза, каталаза, оксидаза, пероксидаза, протеаза та деякі інші. Вони відіграють важливу роль у формуванні та дозріванні меду, а також в дезінтоксикаційних процесах життєдіяльності бджіл.

В зв’язку з вищенаведеним актуальними проблемами залишаються: покращення методів визначення токсичних речовин та інших факторів, від яких залежить якість та безпека продуктів бджільництва для людини, вдосконалення державних стандартів та технічних умов на ці продукти.

 

Хід роботи

1. Визначте домішки у меді інших тіл.

В пробірку налийте пробу меду (2 мл), доливайте дистильовану воду (5 мл). Мед розчиняється, а домішки осідають на дно або спливають на поверхню.

2. Визначте домішки борошна або крохмалю.

У пробірку (див. завд. 1) додайте краплями 5%-ну йодну настойку. За наявності домішок борошна або крохмалю розчин забарвлюється в синій колір.

3. Визначте домішки крейди.

До водного розчину меду додайте кілька крапель кислоти або оцту. За наявності крейди зразок спінюється (виділяється СО₂).

4. Визначте домішки крохмальної патоки.

До водного розчину меду (1:2 чи 1:3) до­дайте 96%-го етилового спирту — за наявності домішок патоки розчин стає молочно-білого кольору, а після відстоювання на дні утворюється напіврідка маса (декстрин).

За відсутності патоки розчин стає прозорим, а на межі меду зі спиртом утворюється невелика каламуть, що при збовтуванні зникає.

5. Визначте домішки цукрового сиропу.

5.1 За смаком Для натурального меду характерна подразлива ді на слизову оболонку порожнини рота полі фенольними сполуками, що перейшли в мед із нектаром. Цей після смак може підсилюватись після проковтування меду. Чим менший після смак меду, тим більша ймовірність, що мед фальсифікований сахарозою.

5.2 До 5-10% водного розчину меду додайте AgNO₃ (або ляпіс). Білий осад свідчить про наявність домішок.

6.Визначте якість меду за його прозорістю.

Натуральний мед через присутність білкових речовин має опалесценцію (мутність). Ця опалесценція збільшується при утворенні кристалів глюкози. Прозорий мед вказує на його можливу фальсифікацію.

7. Визначте зрілість меду.

Наберіть на ложечку мед і покрутіть. Зрілий мед намотується на ложечку і стікає з неї безперервними нитками. Незрілий мед просто стікає з ложечки. Визначення слід проводити при 20 °С, бо температура впливає на густину меду.

8. Визначте вологість меду (до 21,5% за стандартом).

Капніть мед на папір і опустіть в нього хімічний олівець. Якщо утворюється чорнильна пляма, то вологість меду велика, якщо ж ні — то мед добрий.

Результати проведених досліджень занотуйте до зошита з лабораторних робіт.

 

Контрольні питання:

1. Чому бджола може бути екологічним індикатором?

2. Які вимоги ставлять до екологічно чистої продукції?

3. Що таке біоіндикація?