Переработка пчелами нектара в мед состоит из пяти основных процессов.
Очистка нектара от излишней пыльцы. Как известно, у большинства растений пыльца и нектар образуются в одном цветке и часть этой пыльцы всегда попадает в нектар. В результате исследований установлено, что мед, содержащий большое количество пыльцевых зерен, для зимовки пчел непригоден. При пониженной температуре в гнезде питательные вещества пыльцевых зерен слабо усваиваются пчелами. Кроме того, пыльцевые зерна, накапливающиеся в прямой кишке пчел, увеличивают массу экскрементов, перегружающих кишку (пчелы зимой кал не выделяют и освобождаются от него лишь весной при первых облетах). До наступления этого момента пчелы зимуют нормально, защитные механизмы предохраняют их от преждевременного освобождения кишечника. Дальнейшее повышение каловой нагрузки кишечника вызывает у пчел понос, что ведет к ослаблению семей, заболеванию и гибели.
Кроме того, повышенное содержание в меде пыльцевых зерен значительно ускоряет его кристаллизацию, что резко увеличивает количество опоношенных пчел, ослабление и гибель семей в зимовнике. Поэтому очистка нектара от излишней пыльцы имеет большое значение для благополучной зимовки пчел. Этот процесс протекает непрерывно в медовом зобике в течение всего периода нахождения в нем нектара. У пчел в процессе эволюции появился и постепенно совершенствовался специальный орган - промежуточный клапан, соединяющий медовый зобик со средней кишкой. Как только медовый зобик наполняется нектаром, лопасти головки клапана сразу же начинают совершать захватывающие движения, раскрывая и закрывая щели между ними. При сжатии лопастей жидкая часть корма, пропускаемая между шипиками, выливается обратно в медовый зобик, а пыльцевые зерна задерживаются и затем по рукаву клапана проходят в среднюю кишку. В результате нектар постепенно очищается от избытка пыльцы, но ее небольшая часть все же остается и попадает в мед. Установлено также, что пчелы северных пород более тщательно отцеживают пыльцевые зерна из нектара. При слабом медосборе пчелы лучше очищают мед от пыльцевых зерен, чем при обильном.
Удаление излишней воды из нектара. Нектар в среднем содержит 50% сахара и столько же воды, в сырую погоду концентрация сахара может снизиться до 25-30%. Кроме сахаров и воды в нектаре присутствует небольшое количество белков, витаминов, аминокислот, неорганических и органических веществ, а также множество спор дрожжевых грибов, попадающих в него из атмосферного воздуха.
Состав и концентрация компонентов нектара у растений разных видов неодинаковы. В улье, где температура достигает 34-36 С, вносимый пчелами нектар при такой концентрации сахаров и при наличии дрожжей быстро подвергался бы брожению, но пчелы никогда этого не допускают благодаря быстрому удалению излишней воды из нектара. В результате концентрация сахара повышается до уровня, при котором дрожжи не могут развиваться. Удаление излишней воды из нектара происходит следующим образом. Пчелы приносят в улей лишь то количество нектара, которое они в состоянии переработать. В пчелиной семье принос нектара регулируют пчелы-приемщицы. Они принимают у пчел-сборщиц нектар и размещают его в пустых ячейках, расположенных вблизи расплода. Первоначально пчелы заполняют ячейки не более чем на 1/3, подвешивая капельки нектара в разных местах ячейки, с тем, чтобы испарение воды протекало более интенсивно.
Приблизительно через сутки, по мере сгущения нектара пчелы переносят его в более удаленные от расплода ячейки сотов, главным образом в верхнюю часть гнезда. В итоге пчелы постепенно заполняют ячейки доверху и запечатывают их. Если условия вентиляции гнезда оптимальные, то весь процесс удаления излишней воды длится от 1 до 6 сут., а при неблагоприятных - до 2 нед. и более. На интенсивность созревания меда в улье значительное влияние оказывают условия медосбора (его длительность и уровень), условия погоды и уровень влажности воздуха, количество пчел в семье (ее сила), уровень вентиляции гнезда и уровень сотообеспеченности пчел семьи во время медосбора.
Инверсия сахарозы. Кроме сгущения нектара до уровня концентрации сахаров 80-84%, исключающего развитие дрожжевой микрофлоры, важное значение имеет инверсия сахарозы. В большинстве случаев сахара нектара бывают представлены в основном дисахаридом сахарозой (до 40-50% и более), который усваивается организмом пчел только после его разложения на глюкозу (виноградный сахар) и фруктозу (плодовый сахар). Происходит этот процесс под воздействием фермента инвертазы, которая вырабатывается в глоточной (гипофарингеальной) железе пчелы. Наибольшая активность инвертазы наблюдается у пчел полноценных семей в возрасте с 20 по 30-й день жизни пчелы при температуре в гнезде 34-35 С.
Неслучайно поэтому приносимый нектар пчелы первоначально размещают вблизи расплода, где поддерживается повышенная температура, что благоприятно сказывается на процессе инверсии сахара и удалении излишней влаги из нектара. Эти два процесса протекают практически одновременно и функционально взаимосвязаны.
Уже во время забора нектара из цветков к нему примешивается секрет глоточной железы пчелы, и в медовом зобике начинается катализируемая ферментом инверсия сахарозы. Этот процесс продолжается и в улье, когда пчелы неоднократно переносят нектар из одних ячеек в другие. В результате этого к нектару дополнительно каждый раз подмешивается секрет глоточных желез и из него одновременно удаляется еще некоторое количество воды.
Инверсия сахарозы продолжается и после запечатывания меда в ячейках восковыми крышечками. В свежезапечатанном меде может быть до 10% сахарозы, но со временем ее количество снижается до 1% и менее. Процесс протекает в течение 10-12 дней.
На скорость инверсии сахарозы оказывает влияние множество факторов: сила семьи, соотношение различных возрастных групп пчел в семье и их физиологическое состояние, количество выращиваемого расплода на единицу массы семьи, расовые особенности пчел, состояние погоды, количество нектара, поступившего в улей за день, наличие пустых сотов.
Придание меду кислой реакции. Чаще всего нектар медоносных растений характеризуется слабокислой реакцией, а цветущих ранней весной - щелочной.
Мед всегда содержит органические и неорганические кислоты, входящие в состав нектара. Однако содержание этих кислот небольшое, и они не могут создать столь высокую кислотность, которая характерна для меда (рН3,9). Такой кислотности мед достигает в процессе переработки нектара. В состав секрета глоточной железы пчел входит фермент глюкозооксидаза, который превращает глюкозу в глюконовую кислоту. В результате этой реакции выделяется перекись водорода - ядовитое для пчел соединение, которое сразу же нейтрализуется ферментом каталазой, входящим в состав секрета грудной железы. По этой причине в медовом зобике пчелы всегда присутствует каталаза.
При увеличении кислотности среды активность глюкозооксидазы снижается. При достижении созревающим медом определенной кислотности реакция образования глюконовой кислоты прекращается.
Запечатывание ячеек. Переработка нектара в мед завершается запечатыванием ячеек со зрелым медом восковыми крышечками. Это имеет большое значение для сохранения меда, так как в результате запечатывания ячеек мед не вбирает в себя влагу из воздуха и не разжижается. Восковая крышечка предохраняет мед от излишнего иссушения и значительно снижает скорость его кристаллизации, благодаря чему он дольше сохраняет оптимальную для пчел консистенцию.
Пчелы южных и северных пород по разному запечатывают ячейки со зрелым медом. Так, среднерусские пчелы запечатывают ячейки, оставляя между поверхностью меда и восковой крышечкой прослойку воздуха, поэтому сот с запечатанным медом имеет белый цвет (светлая, или «сухая», печатка). Такой способ запечатывания меда повышает тепловые качества сотов и обеспечивает большую приспособленность пчел к зимовке.
Пчелы серой горной кавказской породы не оставляют в ячейках, заполненных медом, прослойки воздуха между поверхностью меда и восковыми крышечками, поэтому сот с запечатанным медом имеет темный цвет (темная, или «мокрая», печатка).
Главный фактор, влияющий на запечатывание ячеек с медом - его зрелость. Пчелы запечатывают мед, содержащий от 16 до 24-25% воды (вересковый). Процесс созревания меда идет и под восковыми крышечками.
