Инверсия сахарозы

Преимущественным компонентом нектара является сахароза. Это — сложный сахар, который не всасывается через стенки кишечника в кровь ни у пчелы, ни у человека. Но в процессе пищеварения сахароза разлагается на два простых сахара: глюкозу (виноградный) и фруктозу (плодовый). Разложение сахарозы в пищеварительной системе животных и человека происходит под воздействием фермента инвертазы, а сам процесс называют инверсией сахара. Он происходит одновременно с удалением из нектара избытка воды.

Инвертаза вырабатывается в глоточной железе пчелы, расположенной в передней части головы. Железа состоит из двух длинных, извивающихся протоков, вокруг которых расположены альвеолы, состоящие из нескольких крупных секреторных клеток. Железа имеет два выводных отверстия, которые находятся на глоточной пластинке — в полости, куда насасывается нектар, поступающий из хоботка. Глоточная железа у молодой пчелы после выхода из ячейки быстро развивается и в первые две недели жизни выделяет секрет, составляющий основную часть молочка для кормления личинок. В это время инвертаза хотя и выделяется, но в незначительном количестве. Во вторую же половину жизни, когда пчела прекращает кормление личинок и переходит к летной работе, железа перестраивается, усиливается ее активность по выделению инвертазы. Наибольшей интенсивности она достигает с 20-го по 30-й день жизни пчелы. Затем активность инвертазы снижается, и старые пчелы уже совсем ее не выделяют.

В сильных семьях пчелы переходят к летной работе раньше, чем в слабых. Соответственно у пчел из сильных семей раньше наступает стадия активного выделения инвертазы. Пчелы весеннего поколения дольше выращивают расплод, поэтому активное выделение инвертазы у них начинается позднее.

Уже во время всасывания нектара из цветков к нему примешивается секрет глоточной железы и в медовом зобике начинается инверсия сахарозы. Этот процесс продолжается и в улье, когда пчелы неоднократно переносят его из одних ячеек в другие. Исследования показали, что инвертаза пчел наиболее активна при температуре 34—35°С, т.е. при такой, какая бывает в гнезде вблизи расплода.

Пчела, набравшая нектар в медовый зобик, садится где-либо на соте головой кверху и то выпрямляет, то втягивает хоботок. На вытянутый, слегка изогнутый хоботок пчела выпускает капельку нектара, которая оказывается как бы подвешенной к хоботку. Затем пчела постепенно выпрямляет хоботок, и нектар вновь втягивается в глотку и медовый зобик. Пчела много раз выпускает и вновь втягивает капельку нектара. Окончив работу, она складывает нектар в ячейку. При пропускании через хоботок каждый раз к нектару подмешивается секрет глоточной железы, который обогащает нектар ферментами, ускоряющими инверсию, и белком.

В опыте после скармливания пчелам чистого сахарного сиропа (в нем вовсе нет белка) в сиропе оказалось 0,08% белка; после повторного скармливания того же сиропа содержание белка возросло до 0,14%.

В ускорении инверсии сахарозы большое значение имеют многократные переносы созревающего нектара из одних ячеек в другие, при которых каждый раз пчелы добавляют к нектару секрет, содержащий инвертазу. Сотрудник Института пчеловодства И. А. Мельничук в своем опыте скормил семьям пчел 50%-ный сахарный сироп, который пчелы сложили в ячейки сотов. Через 18 часов 50% ячеек со сложенным кормом в каждом соте он покрыл густой металлической сеткой, чтобы лишить пчел доступа к созревшему корму. Рисунок 11, на котором отражена скорость инверсии сахарозы в ячейках со свободным доступом к ним пчел (верхняя кривая) и в ячейках, закрытых металлической сеткой (нижняя кривая), показывает, что доступ пчел к корму значительно ускорил процесс инверсии.

Рис. 11. Скорость инверсии сахарозы: I — корм в ячейках был в течение всего времени доступен для пчел; II — корм в ячейках был доступен для пчел только в течение первых 18 ч

На активность ферментов в созревающем нектаре влияет количество нектара, поступающего в улей за день. При сборе нектара небольшими капельками (путем слизывания язычком) в медовом зобике оказывается больше инвертазы, чем при быстром засасывании его. Замечено, что подкормка пчел сахарным сиропом из кормушки всегда усиливает секрецию глоточных желез.

Инверсия сахарозы продолжается и после запечатывания меда в ячейках восковыми крышечками. В свеже-запечатанном меде может быть до 6% сахарозы; со временем же количество ее снижается до 1% и менее.

У трутней и маток глоточные железы не содержат инвертазы; они не участвуют в переработке нектара, а питаются уже готовым медом.

Пчелиная семья может внести 8—12 кг и больше нектара за день. Весь этот нектар пчелы перерабатывают, расходуя энергию и белок, входящий в состав фермента. Пчелы подготавливают углеводную пищу (мед), которая непосредственно из кишечника всасывается в кровь (гемолимфу) и усваивается клетками тела без каких-либо затрат на переваривание.