عسل را معمولا به شکل یک محصول آماده و شیرین می‌بینیم؛ اما پشت هر شیشه عسل، فرایندی چندمرحله‌ای و بسیار دقیق در داخل کندو اتفاق افتاده است. زنبور عسل فقط شهد گل را جمع نمی‌کند و آن را در شان ذخیره نمی‌کند؛ بلکه شهد را هنگام جمع‌آوری و پس از بازگشت به کندو تغییر می‌دهد، بخشی از آب آن را خارج می‌کند، ترکیب قندهای آن را تغییر می‌دهد و در نهایت آن را در سلول‌های مومی قرار می‌دهد تا برای مدت طولانی قابل نگهداری باشد.
جالب‌تر اینکه بخشی از این فرایند حتی پیش از بازگشت زنبور به کندو آغاز می‌شود. زنبور هنگام پرواز و جمع‌آوری شهد، با استفاده از خرطوم خود شهد را می‌مکد و آن را در اندام ویژه‌ای به نام چینه‌دان یا Crop که در زنبورداری به آن «کیسه عسل» یا «معده عسلی» نیز گفته می‌شود، حمل می‌کند. این اندام برای حمل شهد طراحی شده و محل اصلی هضم غذا نیست.
در ادامه، مرحله‌به‌مرحله می‌بینیم که چگونه یک مایع نسبتا رقیق و پرآب از گل به عسل غلیظ و پایدار تبدیل می‌شود و زنبوردار از کجا می‌فهمد زمان برداشت فرا رسیده است.
شهد، مایع شیرینی است که گیاهان در بخش‌هایی از گل تولید می‌کنند و برای جذب گرده‌افشان‌ها در اختیار آنها قرار می‌دهند. زنبورهای کارگر با استفاده از خرطوم یا Proboscis شهد را از گل می‌مکند و در چینه‌دان خود ذخیره می‌کنند.
چینه‌دان را می‌توان مانند یک مخزن موقت در بدن زنبور تصور کرد. شهدی که وارد آن می‌شود، قرار نیست مانند غذای معمولی مستقیما هضم شود؛ بلکه برای انتقال به کندو نگهداری می‌شود. ظرفیت حمل شهد به اندازه زنبور و شرایط جمع‌آوری وابسته است، اما منابع علمی میزان بار معمول را در حدود ده‌ها میلی‌گرم گزارش کرده‌اند و FAO برای Apis mellifera در شرایط مناسب، حدود ۷۰ تا ۸۰ میلی‌گرم را نیز ذکر می‌کند.
فرایند تبدیل شهد به عسل کاملا در داخل کندو آغاز نمی‌شود. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که زنبور می‌تواند بخشی از آب شهد را در طول فرایند جمع‌آوری و حتی هنگام بازگشت به کندو از دست بدهد.
در یک مطالعه روی زنبورهای عسل، غلظت قند شهد تازه حدود ۲۰ درصد بود، اما شهد موجود در چینه‌دان زنبورهای بازگشته به حدود ۳۸ تا ۴۰ درصد رسید. یکی از توضیح‌های اصلی این پدیده، تبخیر آب از قطرات شهدی است که زنبور به کمک خرطوم خود در معرض هوا قرار می‌دهد.
بنابراین می‌توان گفت تغییر شهد به سمت عسل، از همان زمان جمع‌آوری آغاز می‌شود.
وقتی زنبور جست‌وجوگر به کندو برمی‌گردد، شهد را مستقیما داخل یک سلول پر از عسل نمی‌ریزد. معمولا شهد به دیگر زنبورهای داخل کندو منتقل می‌شود.
این انتقال میان زنبورها از طریق تماس دهانی انجام می‌شود و زنبورهای دریافت‌کننده می‌توانند دوباره آن را جابه‌جا و پردازش کنند. در همین مراحل، مواد و آنزیم‌هایی که منشأ زنبوری دارند به شهد اضافه می‌شوند و ترکیب آن به تدریج تغییر می‌کند.
در واقع، بهتر است عسل را نتیجه همکاری مجموعه‌ای از زنبورها بدانیم، نه محصول یک زنبور منفرد.
شهد تازه معمولا آب بسیار بیشتری از عسل نهایی دارد. بنابراین اگر چنین شهدی بدون تغییر در سلول باقی بماند، برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت مناسب نیست.
یکی از مهم‌ترین بخش‌های فرایند تولید عسل، تغییر شیمیایی قندهای موجود در شهد است.
شهد گیاهان بسته به گونه گیاه و شرایط محیطی، ترکیبات متفاوتی دارد؛ اما ساکاروز یکی از قندهای مهم موجود در بسیاری از شهدهاست. زنبورها با استفاده از آنزیم‌های مختلف، ساختار این قندها را تغییر می‌دهند.
یکی از مهم‌ترین آنزیم‌های مرتبط با رسیدن عسل، Invertase یا اینورتاز است.
این آنزیم باعث تجزیه ساکاروز به دو قند ساده‌تر، یعنی گلوکز و فروکتوز می‌شود:
ساکاروز + آب → گلوکز + فروکتوز
این تبدیل یکی از مهم‌ترین تغییرات شیمیایی در مسیر تبدیل شهد به عسل است. مقدار بسیار کمی ساکاروز ممکن است در عسل نهایی باقی بماند، اما در طی رسیدن عسل سهم آن معمولا کاهش پیدا می‌کند.
آنزیم مهم دیگر Glucose Oxidase است.
این آنزیم در حضور گلوکز و اکسیژن، واکنش‌هایی را ایجاد می‌کند که در نهایت به تشکیل اسید گلوکونیک و پراکسید هیدروژن (H₂O₂) منجر می‌شود.
اسید گلوکونیک یکی از اسیدهای اصلی عسل است و به اسیدی شدن محیط آن کمک می‌کند. پراکسید هیدروژن نیز یکی از عوامل مؤثر در ویژگی‌های ضدمیکروبی عسل محسوب می‌شود.
Diastase که فعالیت آن با آنزیم‌های آمیلازی مرتبط است، در عسل وجود دارد و روی برخی کربوهیدرات‌های پیچیده‌تر اثر می‌گذارد. این آنزیم از جمله شاخص‌هایی است که در ارزیابی کیفیت و وضعیت حرارتی عسل نیز مورد توجه قرار می‌گیرد.
به همین دلیل، وقتی درباره آنزیم‌های عسل صحبت می‌کنیم، همه آنها نقش یکسانی در «تبدیل شهد به عسل» ندارند. اینورتاز مستقیما در تغییر قند اصلی شهد نقش برجسته‌ای دارد، در حالی که دیاستاز بیشتر در ارزیابی کیفیت و وضعیت عسل نیز اهمیت پیدا می‌کند.
اگر بخواهیم یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های شهد و عسل را نام ببریم، میزان آب یکی از بهترین پاسخ‌هاست.
شهد ممکن است مقدار قابل توجهی آب داشته باشد و برای نگهداری طولانی‌مدت مناسب نباشد. زنبورها باید مقدار زیادی از این آب را خارج کنند تا محلولی بسیار غلیظ از قندها ایجاد شود.
این کار به دو روش اصلی انجام می‌شود:
تبخیر فعال: زنبورها با دستکاری شهد، افزایش سطح تماس آن با هوا و باد زدن با بال‌های خود، به خروج آب کمک می‌کنند.
تبخیر غیرفعال: وقتی شهد در سلول‌های شان قرار می‌گیرد، شرایط دما، رطوبت و جریان هوا در کندو باعث ادامه تبخیر آب می‌شود.
پژوهش‌های رفتاری و فیزیولوژیک نشان می‌دهند که زنبورها حتی می‌توانند پیش از بازگشت کامل به کندو، بخشی از آب شهد را از طریق تبخیر از روی قطره شهد حذف کنند. پس کاهش آب فقط حاصل «بال زدن روی یک سلول پر از عسل» نیست؛ فرایندی پیوسته و چندمرحله‌ای است.
هرچه غلظت قندها بیشتر و آب آزاد کمتر باشد، محیط برای رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ها نامساعدتر می‌شود.
به همین دلیل، عسل رسیده می‌تواند برای مدت بسیار طولانی‌تری از شهد تازه ذخیره شود. در مقابل، رطوبت بالای عسل خطر تخمیر را افزایش می‌دهد؛ به‌خصوص اگر عسل در شرایط نامناسب نگهداری شود.
در استانداردهای مختلف، حدود مجاز رطوبت عسل معمولا در محدوده ۲۰ تا ۲۱ درصد قرار دارد، اما برای زنبوردار صرفا «زیر یک عدد بودن» کافی نیست و بهتر است رطوبت عسل واقعی با رفرکتومتر بررسی شود. USDA نیز روش رفرکتومتری را برای اندازه‌گیری رطوبت عسل به رسمیت می‌شناسد.
شان مومی فقط یک ظرف برای نگهداری عسل نیست.
زنبورها مجموعه‌ای از سلول‌های شش‌ضلعی مومی را می‌سازند و از آنها برای پرورش نوزادان و همچنین ذخیره غذا، از جمله عسل، استفاده می‌کنند. عسل در این سلول‌ها در طول مرحله رسیدن بارها ممکن است جابه‌جا شود و غلظت آن تغییر کند.
این موضوع یک نکته بسیار جالب را نشان می‌دهد: سلول شان را نباید مانند یک بطری ثابت در نظر گرفت. شهد ممکن است ابتدا در برخی سلول‌ها به‌صورت موقت قرار گیرد و بعد دوباره جابه‌جا شود تا به مرحله نهایی ذخیره‌سازی برسد.
مطالعه‌ای روی فرایند ذخیره عسل نشان داد که برخی سلول‌ها بیشتر نقش «محل پردازش موقت» را دارند، در حالی که سلول‌های دیگری در ادامه با شهد غلیظ‌تر پر شده و برای ذخیره نهایی انتخاب می‌شوند. حتی در مرحله‌ای که پوشاندن سلول با موم آغاز شده، رسیدن عسل لزوما کاملا متوقف نشده است.
پس از آنکه عسل به وضعیت مناسب‌تری برای ذخیره‌سازی رسید، زنبورها سطح سلول را با لایه‌ای نازک از موم می‌پوشانند. به این مرحله Capping یا Sealing گفته می‌شود.
این پوشش، سطح تماس عسل با رطوبت محیط را کاهش می‌دهد و به ایجاد یک ذخیره پایدار برای کلنی کمک می‌کند. از دید زیستی، هدف اصلی زنبورها این است که غذایی برای زمانی داشته باشند که شرایط بیرون برای جمع‌آوری شهد مناسب نیست.
اینجا یکی از مهم‌ترین نکات برای زنبورداران و مصرف‌کنندگان مطرح می‌شود:
صرفا پر بودن یک سلول به معنی آماده بودن عسل برای برداشت نیست.
زنبوردار باید به مجموعه‌ای از نشانه‌ها توجه کند. یکی از مهم‌ترین نشانه‌ها این است که بخش زیادی از سلول‌های عسل با موم پوشانده شده باشند. با این حال، پژوهش‌ها نشان داده‌اند که پوشیده بودن سلول همیشه تضمین نمی‌کند که رطوبت عسل حتما کمتر از ۱۸ درصد باشد. میزان رطوبت می‌تواند به منبع گیاهی، آب‌وهوا، شدت جریان شهد و شرایط کلنی وابسته باشد.
به همین دلیل، بهترین رویکرد ترکیب دو معیار است:
نشانه ظاهری شان: درصد مناسبی از سلول‌ها، به‌خصوص در قاب‌های مورد نظر برای برداشت، با موم پوشیده باشند.
اندازه‌گیری رطوبت: نمونه‌گیری از عسل و بررسی آن با رفرکتومتر.
در عمل، بسیاری از زنبورداران حدود ۱۸ درصد را یک هدف محافظه‌کارانه و مناسب برای برداشت می‌دانند، اما این عدد را نباید به‌عنوان یک «مرز طبیعی و مطلق» در زیست زنبور در نظر گرفت. حتی عسل پوشیده‌شده توسط زنبور ممکن است در برخی شرایط رطوبت بیشتری داشته باشد.
برای آشنایی بیشتر با تعریف عسل طبیعی، ترکیبات آن و معیارهای علمی تشخیص عسل اصل، می‌توانید مقاله «عسل چیست؟ راهنمای جامع عسل، انواع، خواص، کیفیت و محصولات زنبورعسل» را مطالعه کنید.
سرعت رسیدن عسل به شرایط مناسب به عوامل زیادی بستگی دارد؛ از جمله:
نوع گیاه و ترکیب شهد
میزان رطوبت هوای محیط
دمای کندو
جریان هوا و رفتار تهویه زنبورها
قدرت و اندازه کلنی
مقدار شهد واردشده به کندو
میزان فضای خالی موجود در شان
به همین دلیل نمی‌توان یک عدد ثابت مانند «سه روز بعد از پر شدن سلول» را برای همه عسل‌ها به‌کار برد. مطالعات، بسته به شرایط، مدت رسیدن را از چند روز تا حدود ۱۱ روز یا بیشتر گزارش کرده‌اند.
تفاوت اصلی در پایداری است.
عسل رسیده، آب کمتری نسبت به شهد اولیه دارد و غلظت بالای قندها، همراه با اسیدیته و سایر عوامل طبیعی، محیطی ایجاد می‌کند که برای رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ها مناسب نیست.
اما اگر عسل با رطوبت بالا برداشت شود، خطر تخمیر بیشتر می‌شود. مخمرهای موجود در محیط می‌توانند در شرایط مناسب از قندهای عسل استفاده کرده و باعث تولید الکل، دی‌اکسیدکربن و ترکیباتی شوند که عطر و طعم عسل را تغییر می‌دهند.
ویژگی | عسل رسیده | عسل با رطوبت بالا |
|---|---|---|
رطوبت | معمولا پایین‌تر | بالاتر |
غلظت قند | بیشتر | نسبتا کمتر |
ویسکوزیته | بیشتر و غلیظ‌تر | رقیق‌تر |
پایداری در نگهداری | بیشتر | کمتر |
احتمال تخمیر | پایین‌تر | بیشتر |
وضعیت شان | معمولا بخش قابل‌توجهی از سلول‌ها پوشیده شده | ممکن است سلول‌ها عمدتا باز باشند |
نیاز به کنترل رطوبت | همچنان مهم | بسیار مهم |
نکته مهم این است که رنگ، میزان شفافیت یا غلیظ بودن ظاهری به تنهایی معیار قابل اعتمادی برای تعیین رطوبت عسل نیست. اندازه‌گیری مستقیم با رفرکتومتر بسیار دقیق‌تر است.
اگر بخواهیم تمام مسیر را بسیار ساده خلاصه کنیم، فرایند به این شکل است:
گل → جمع‌آوری شهد → ذخیره در چینه‌دان زنبور → کاهش اولیه آب → انتقال به زنبورهای داخل کندو → افزودن و اثرگذاری آنزیم‌ها → قرار گرفتن در سلول‌های مومی → تبخیر و تغلیظ بیشتر → رسیدن عسل → پوشاندن سلول با موم → ذخیره در شان → برداشت توسط زنبوردار
در این مسیر، سه اتفاق اساسی هم‌زمان رخ می‌دهد:
۱. تغییر شیمیایی: بخشی از قندهای موجود در شهد، به کمک آنزیم‌ها تغییر می‌کنند.
۲. کاهش آب: آب از شهد خارج می‌شود و غلظت قندها افزایش پیدا می‌کند.
۳. ذخیره‌سازی: عسل در سلول‌های مومی نگهداری و در نهایت با موم پوشانده می‌شود.
وقتی عسل به شرایط مناسب رسید، زنبوردار قاب‌های مناسب را از کندو خارج می‌کند. در مرحله برداشت، درپوش‌های مومی سلول‌ها برداشته می‌شوند و عسل با روش‌هایی مانند استخراج گریز از مرکز از شان خارج می‌شود.
اما یک نکته مهم وجود دارد: برداشت عسل نباید صرفا بر اساس ظاهر قاب انجام شود.
قاب کاملا یا عمدتا پوشیده‌شده معمولا نشانه خوبی است، اما بررسی رطوبت می‌تواند اطمینان بسیار بیشتری ایجاد کند. این موضوع به‌خصوص در آب‌وهوای مرطوب، هنگام جریان شدید شهد یا زمانی که بخش زیادی از قاب هنوز باز است، اهمیت بیشتری دارد.
تبدیل شهد به عسل، فرایندی بسیار فراتر از «جمع کردن شهد و ذخیره کردن آن در کندو» است.
زنبور ابتدا شهد را با خرطوم جمع‌آوری و در چینه‌دان خود حمل می‌کند. از همان زمان، بخشی از آب آن می‌تواند تبخیر شود و ترکیب آن نیز تحت تأثیر فرایندهای زیستی و آنزیمی قرار می‌گیرد. پس از ورود به کندو، زنبورهای دیگر فرایند را ادامه می‌دهند؛ آنزیم‌هایی مانند اینورتاز و گلوکز اکسیداز در تغییر ترکیب شهد نقش دارند و هم‌زمان آب اضافی به کمک تبخیر فعال و غیرفعال حذف می‌شود.
در ادامه، شهد در سلول‌های مومی قرار می‌گیرد و ممکن است در طول فرایند رسیدن بین سلول‌ها جابه‌جا شود. هنگامی که شرایط برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت مناسب‌تر شد، زنبورها سلول‌ها را با یک لایه موم می‌پوشانند.
بنابراین، عسل رسیده نتیجه همکاری هم‌زمان رفتار زنبورها، فعالیت آنزیم‌ها، کاهش رطوبت، ساختار شان و شرایط محیطی کندو است.
و شاید جذاب‌ترین نکته همین باشد: چیزی که در نهایت به‌عنوان یک قاشق عسل می‌بینیم، محصول یک فرایند طبیعی چندمرحله‌ای است که از یک قطره شهد در گل شروع می‌شود و با رسیدن آن در سلول‌های مومی کندو به پایان می‌رسد.
Eyer, M., Neumann, P., & Dietemann, V. (2016). A Look into the Cell: Honey Storage in Honey Bees, Apis mellifera. PLOS ONE.
Nicolson, S. W., Human, H., & Pirk, C. W. W. (2022). Honey bees save energy in honey processing by dehydrating nectar before returning to the nest. Scientific Reports.
Bees get a head start on honey production. Biology Letters / PMC. پژوهشی درباره افزایش غلظت شهد در چینه‌دان زنبور پیش از بازگشت به کندو.
The role of honey in the ecology of the hive: Nutrition, detoxification, longevity, and protection against hive pathogens. Frontiers in Nutrition.
Honey moisture reduction and its quality. مقاله مروری درباره نقش رطوبت در کیفیت، نگهداری و تخمیر عسل.
USDA Agricultural Marketing Service. U.S. Standards and Specifications for Grades of Extracted Honey. استانداردها و روش رفرکتومتری برای تعیین رطوبت عسل.
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Beekeeping in Developing Countries. توضیح فرایند جمع‌آوری شهد، چینه‌دان، اینورتاز و تبخیر آب.
Zhang, G.-Z., et al. (2021). Investigation of the Maturity Evaluation Indicator of Honey in Natural Ripening Process. Foods.
