{"id":4712,"date":"2024-10-02T16:35:26","date_gmt":"2024-10-02T14:35:26","guid":{"rendered":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/?p=4712"},"modified":"2024-10-15T23:31:54","modified_gmt":"2024-10-15T21:31:54","slug":"zucker-sirup-bienenfutter-was-ist-das-und-warum-soll-imker-das-wissen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/zucker-sirup-bienenfutter-was-ist-das-und-warum-soll-imker-das-wissen\/","title":{"rendered":"Zucker, Sirup, Bienenfutter – was ist das und warum soll Imker das wissen"},"content":{"rendered":"

Zum Vortrag „Zucker, Sirup, Bienenfutter, Honig – was ist das und warum soll Imker das wissen“ finden Sie hier die Internetseite zum Nachlesen. Der Vortrag hat seine Premiere am 04.09.2024 beim Imkerverein Viersen Stadt.<\/a> Ziel dieses Beitrages ist, Informationen insbesondere f\u00fcr die imkerliche Praxis aufzubereiten.
\nDas Titelbild zeigt Bienen, die gerade 1,7 Liter selbstgemachten Invertzuckersirup bekommen haben. Die Bienen nehmen auch Mitte Oktober das Futter gerne noch ab.\u00a0<\/em><\/p>\n

Stand: 15.10.2024<\/p>\n

Was ist Zucker?<\/h2>\n

Zucker besteht aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, schmeckt s\u00fc\u00df und liefert schnell Energie. Menschen m\u00f6gen daher Schokolade, Kuchen und s\u00fc\u00dfes Obst. F\u00fcr Bienen ist Zucker bedeutend und wichtig, sie brauchen Zucker als Treibstoff zum Fliegen und als Energietr\u00e4ger zu Heizen.<\/p>\n

Zucker ist ein sogenanntes Kohlenhydrat und kommt in ganz vielen Formen in der Natur vor (siehe Abb. 1). Die wichtigen Zuckerarten f\u00fcr Bienen sind Haushaltszucker (=Sachharose), Traubenzucker (=Glukkose oder Glucose, =Dextrose) ud Fruchtzucker (=Fruktose oder Fuctose).<\/p>\n

Es gibt auch Malzzucker (Maltose), Melezitose, die f\u00fcr Zementhonig verantwortlich ist, HMF, das aus Fruchtzucker entstehen kann, fur Bienen sch\u00e4dlich und f\u00fcr Menschen unsch\u00e4dlich ist.<\/p>\n

Wie entsteht Zucker?<\/h2>\n

Nur Pflanzen k\u00f6nnen Zucker (und andere Kohlenhydrate wie St\u00e4rke) erzeugen, Tiere inkl. Bienen und\u00a0 Menschen k\u00f6nnen lediglich einige Kohlenhydratarten ineinnander umformen.<\/p>\n

Die Pflanze ben\u00f6tigt Energie in Form von Sonnenlicht, Wasser (H2O) aus dem Boden und Kohlendioxod (CO2) aus der Luft und kann daraus Glukose bauen. Dabei bleibt Sauerstoff (O2) \u00fcbrig. Die Glukose baut die Pflanze teilweise in Fruktose und Saccharose um. Daraus wiederum baut die Pflanze langkettige Kohlenhydrate wie St\u00e4rke und Cellulose. Die St\u00e4rke ist f\u00fcr die Pflanze das, was f\u00fcr die Biene Honig ist, n\u00e4mlich „Futtervorrat“. Cellulose ist\u00a0 f\u00fcr die Pflanze das, was f\u00fcr die Biene Chitin ist, n\u00e4mlich festes Baumaterial f\u00fcr St\u00e4mme und \u00c4ste bzw der Panzer bei Insekten. Wirbeltiere und Menschen verwenden dazu Eiwei\u00df und Kalk und bauen daraus Knochen.<\/p>\n

Glukose, Fruktose und Saccharose transportiert die Pllanze zu ihren Nektarien und scheidet dann eine Zuckerl\u00f6sung, genannt Nektar, aus. Damit macht sie sich f\u00fcr Insekten attraktiv, die beim Abholen des Nektars automatisch f\u00fcr die Best\u00e4ubung sorgen (Abb. 2).<\/p>\n

Es gibt Pflanzen, die auch Zucker zur Vorratsspeicherung nutzen. Zu diesen Pflanzen geh\u00f6rt die Zuckerr\u00fcbe, die heutigen Sorten k\u00f6nnen bis zu 20 Gewichtsprozent Saccharose im Wurzelknollen speichern (Abb. 3).<\/p>\n

Wie werden Zuckerarten ineinander umgewandelt?<\/h2>\n

Um Zuckerarten ineinander oder z.B. St\u00e4rke in Zucker umzuwandeln, ist oft die Anwesenheit von Enzymen erforderlich.<\/p>\n

Das Enzym Amylase kann St\u00e4rke in Zucker umwandeln. Beim Menschen ist Amylase\u00a0 in Form von Alpha-Amylase (Ptyalin) im Speichel. Die Biene kann das nicht.<\/p>\n

Haushaltszucker (Saccharose) kann in leicht sauerer Umgebung im Beisein des Enzyms Invertase in Fruchtzucker (Fruktose) und Traubenzucker (Glukose) zerlegt werden. Das kann die Biene sehr gut. Die Biene macht aus Nektar und von Menschen gegebenen Futter eine fast reine Traubenzucker-Fruchtzucker-L\u00f6sung, die hei\u00dft dann nach einem Reifungsprozess Honig (Abb. 5).<\/p>\n

Welche Eigenschaften haben die Zuckerarten?<\/h2>\n

Alle Zuckerarten schmecken s\u00fc\u00df, alle Zuckerarten lassen sich – unterschiedlich – gut in Wasser l\u00f6sen (Abb. 3).<\/p>\n

Haushaltszucker (Saccharose)<\/h3>\n

Saccharose ist ein Doppelzucker (Disaccharid), Ein Molek\u00fcl Sachcharose besetht aus einem Molek\u00fcl Glukose und einem Molek\u00fcl Fruktose. Saccharose l\u00f6st sich sehr gut in Wasser, mit einem Kilogramm Wasser k\u00f6nnen zwei Kilogramm Saccharose aufgel\u00f6st werden. Das ergibt eine L\u00f6sung von 66% (Gewichtsprozent)<\/p>\n

Traubenzucker (Glukose)<\/h3>\n

Glukose ist ein sogenannter Einfachzucker (Monosaccharid). Glukose ist der „Brennstoff“ f\u00fcr Nervenzellen und f\u00fcr Muskeln. Alle Tiere und Menschen m\u00fcssen andere Zuckerarten erst in Glukose umwandeln, um sie direkt in gehirn und Muskulatur nutzen zu k\u00f6nnen. Glukose kann mit 0,47kg in 1kg Wasser gel\u00f6st werden. Glukose kristallisiert schnell aus (Abb. 7).<\/p>\n

Fruchtzucker (Fruktose)<\/h3>\n

Fruktose ist ein sogenannter Einfachzucker (Monosaccharid). Fruktose kann bei S\u00e4ugetieren und bei menschen nur in der Leben weiter verstoffwechselt werden. Fruktose hat praktische technische Eigenschaften. Fruktose l\u00f6st sich mit 0,79kg in ein kg Wasser gut. Man kann \u00fcbers\u00e4ttigte Fruktose-L\u00f6sungen herstellen, die nicht auskristallisieren. Fruktose zieht Wasser an. Dqher ist Fruktose ein gutes Feuchthaltemittel. Honig mit einem hohen Fruktoseanteil bleibt fl\u00fcssig und kristallisiert kaum aus (Abb. 6)<\/p>\n

Glukose-Fruktose-Gemisch<\/h3>\n

Glukose-Fruktose-Sirup<\/h4>\n

Eine Zucker-Wasser-L\u00f6sung, die die Zuchersorten Glukose und Fruktose enth\u00e4lt und dabei einen h\u00f6heren Anteil Glukose als Fruktose aufweist, hei\u00dft Glukose-Fruktose-Sirup.<\/p>\n

Fruktose-Glukose-Sirup<\/h4>\n

Eine Zucker-Wasser-L\u00f6sung, die die Zuchersorten Glukose und Fruktose enth\u00e4lt und dabei einen h\u00f6heren Anteil Fruktose als Glukose aufweist, hei\u00dft Fruktose-Glukose-Sirup.<\/p>\n

Invertzuckersirup<\/h3>\n

Invertzuckersirup besteht aus den drei Zuckerarten Saccharose, Glukose und Fruktose. Invertzucker hei\u00dft Invertzucker, weil er die Polarisattionsrichtung des durchfallenden Lichtes in die entgegengesetzte (inverse) Richtung dreht wie Zucker. Invertzuckersirup einen h\u00f6heren Trockensubstanzgehalt (72%) als Fl\u00fcssigzucker (ges\u00e4ttigte L\u00f6sung aus Haushaltszucker mit 66%Zucker). Der Anteil von Saccharose in Invertzuckersirup kann zwischen 50% und 0% liegen.<\/p>\n

Wie stelle ich Bienenfutter her?<\/h2>\n

Zuckerwasser 1:1 mit Haushaltszucker<\/h3>\n

Zuckerwasser 1:1 l\u00e4sst sich einfach in einem leeren Kanister herstellen. in einen 10 Liter Kanister gibt man 4 kg Zucker und 4 Liter zimmerwarmes Wasser und sch\u00fcttelt ordentlich. Die L\u00f6sung sollte eine halbe Stunde stehen und dann wieder gesch\u00fcttelt werden. Nach drei Wiederholungen sollte sich der Zucker vollst\u00e4ndig gel\u00f6st haben.<\/p>\n

Zuckerwasser 1:2 (66%) mit Haushaltszucker<\/h3>\n

Zuckerwasser 66% l\u00e4sst sich auch in einem leeren Kanister herstellen, allerdings muss mehr gesch\u00fcttelt werden und es ist g\u00fcnstiger, mit warmen Wasser zu starten. in einen 10 Liter Kanister gibt man 6 kg Zucker und 3 Liter 70\u00b0C warmes Wasser und sch\u00fcttelt ordentlich. Die L\u00f6sung sollte eine viertel Stunde stehen und dann wieder gesch\u00fcttelt werden. Nach einigen Wiederholungen sollte sich der Zucker fast vollst\u00e4ndig gel\u00f6st haben (Abb. 3).<\/p>\n

Invertzuckersirup mit bis zu 75% Zuckeranteil mit Haushaltszucker und Invertase<\/h3>\n

Zun\u00e4chst stellt man Zuckerwasser 1:2 her wie beschrieben und l\u00e4sst die Mischung auf unter 45\u00b0C abk\u00fchlen. Dann f\u00fcgt man je kg Zucker 1g Invertase (alte Bezeichnung: Invertin) hinzu. Die Invertierung gelingt deutlich schneller im leicht sauren Bereich, mit etwas Zitronens\u00e4ure kann man den PH-Wert auf 4 einstellen. Nun kann man noch weitere 3 kg Zucker eirieseln lassen. Die Invertierung dauert mindestens 24 Stunden, w\u00e4hren dieser Zeit muss die L\u00f6sung immer wieder gesch\u00fcttelt werden.<\/p>\n

Bienenfuttersirup aus St\u00e4rke<\/h2>\n

Bienenfuttersirup (Maissirup) wird industriell aus Maisst\u00e4rke hergestellt. Die Maisst\u00e4rke wird in zwei Schritten mit Enzymen zun\u00e4chst in Glukose und dann in eine Glukose \/ Fruktosegemisch umgewandelt. Der Maissirup enth\u00e4lt keine Saccharose. Der Gesamtzuckergehalt betr\u00e4gt etwa 73%.<\/p>\n

Was ist Kunsthonig?<\/h2>\n

Kunsthonig (muss heute Invertzuckercreme hei\u00dfen) ist eine z\u00e4he Masse aus invertierter Saccharose, die so \u00e4hnlich aussehen und schmecken soll wie Bienenhonig. Kunsthonig hat heute nur noch wenig wirtschaftliche Bedeutung.<\/p>\n

Bilder und Tabellen<\/h2>\n

\"Bold<\/a><\/p>\n

Abb. 1:Relevanz der Kohlenhydrate, zu denen auch Zucker geh\u00f6rt, in der Natur. Neben Zucker, aus dem Bienenfutter hergestellt werden kann, bestehen auch das Holz der B\u00e4ume (Zellulose) und der Panzer von Insekten (Chitin) aus Kohlenhydraten.<\/p>\n

\"Skizze<\/a><\/p>\n

Abb. 2: Produktion von Nektar in Bl\u00fchpflanzen. Die Pflanze ben\u00f6tigt zur Nektarherstellung Energie in Form von Sonnenlicht, Kohlendioxid (CO2) aus der Luft und Wasser (H2O) vornehmlich aus dem Boden. Im ersten Schritt stellt die Pflanze daraus Glukose her. In weiteren Schritten wird die Glukose in verschiedene andere Zuckersorten umgesetzt. Das macht die Pflanze mit Hilfe von Enzymen. Die Zuckerzusammensetzung im Nektar (Saccharose, Glukose, Fruktose und in geringen Anteilen andere Zucker) ist pflanzentypisch und unterschiedlich. Die Pflanze scheiden den Nektar \u00fcber eigene Dr\u00fcsen, die sog. Nektarien, aus.<\/p>\n

\"Das<\/a><\/p>\n

Abb. 3: Produktion von Saccharose als Energiespeicher in Zuckerr\u00fcben. W\u00e4hrend Pflanzen wie Kartoffeln Energie in Form von St\u00e4rke in der Knolle speichern, setzt die Zuckerr\u00fcbe auf Doppelzucker (Haushaltszucker, Saccharose). Wie Bl\u00fchpflanzen bei der Nektarproduktion ben\u00f6tigt die R\u00fcbe dazu Energie in Form von Sonnenlicht, Wasser aus dem Boden und Kohlendioxid aus der Luft. Die Z\u00fcchtungen der Zuckerr\u00fcbe speichern bis zu 20% ihres Gewichtes in Form von Zucker.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Abb. 3: Drei Gl\u00e4ser mit L\u00f6sungen im Vergleich: Wasser (links), ges\u00e4ttigte Saccharose-L\u00f6sung ohne Invertase (mitte), ges\u00e4ttigte Saccharose-Fruktose-Glukos-L\u00f6sung mit Invertase (rechts). Zu sehen ist, dass sich in der L\u00f6sung mit Invertrase bedeutend mehr der gleichen Menge Saccharose gel\u00f6st hat. Kontrolle mit einem preiswerten Refraktometer (schlecht kalibriert) ergab 69,0\u00b0 Brix f\u00fcr die Saccharose-Loesung und 76,5\u00b0Brix f\u00fcr die teilweise invertierte L\u00f6sung. Die Brix-Zaheln sind nur qualitativ zu werten, da f\u00fcr ein Zuckergemisch die Brix-Skala nicht geeignet ist, und f\u00fcr die Saccharose-L\u00f6sung w\u00e4re ein Honigrefraktometer nicht geeignet.<\/p>\n

 <\/p>\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n
Nektar<\/strong><\/td>\nZuckerwasser 1:1<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Zuckerkonzentration 40%<\/td>\nZuckerkonzentration 50%<\/td>\n<\/tr>\n
muss mehrfach umgearbeitet \/ getrocknet werden<\/td>\nmuss mehrfach umgearbeitet \/ getrocknet werden<\/td>\n<\/tr>\n
Nektar enth\u00e4lt schon Fruktose \/ Glukose<\/td>\nZuckerwasser besteht zun\u00e4chst aus Saccharose<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nVorinvertiertes Zuckerwasser enth\u00e4lt schon Fruktose \/ Glukose<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Tab. 1: Was haben Nektar und Zuckerwasser 1:1, als eine L\u00f6sung von Zucker in Wasser \u00a0mit einem Gewichtsanteil von 50% Zucker, gemeinsam?<\/p>\n

 <\/p>\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Eigenschaft<\/strong><\/td>\nSaccharose<\/strong><\/td>\nGlukose<\/strong><\/td>\nFruktose<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Art<\/td>\nDoppelzucker<\/td>\nEinfachzucker<\/td>\nEinfachzucker<\/td>\n<\/tr>\n
Trivialname<\/td>\nHaushaltszucker<\/td>\nTraubenzucker, Dextrose<\/td>\nFruchtzucker<\/td>\n<\/tr>\n
Dichte (g \/cm3) (g\/ml)<\/td>\n1,58<\/td>\n1,56<\/td>\n1,69<\/td>\n<\/tr>\n
Brechungsindex 100%<\/td>\ngerechnet: 1,55<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00f6slichkeit (kg\/L) bei 20\u00b0C<\/td>\n2,00<\/td>\n0,47<\/td>\n0,79<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00f6slichkeit (kg\/L) bei 100%<\/td>\n4,87<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
Energieinhalt (kcal\/g)<\/td>\n4,05<\/td>\n3,74<\/td>\n3,75<\/td>\n<\/tr>\n
Brechungsindex ges\u00e4ttigte L\u00f6sung<\/td>\n1,46 (66%)<\/td>\nPaywall, anders als Saccharose<\/td>\nPaywall, anders als Saccharose<\/td>\n<\/tr>\n
Dichte ges\u00e4ttigte L\u00f6sung bei 20\u00b0C in g\/cm3<\/td>\n1,33<\/td>\n1,36<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
Preis in \u20ac\/kg<\/td>\n0,89<\/td>\n4,70 \u2013 10,50<\/td>\n3,60 \u2013 9,00<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Tab. 2: Drei f\u00fcr Bienen wichtige Zuckerarten Haushaltszucker (Saccharose), Traubenzucker (Glukose), Fruchtzucker (Fruktose) und deren Eigenschaften.<\/p>\n

\"Ein<\/a><\/p>\n

Abb. 4: Diagramm der Abh\u00e4ngigkeit des Brechungsindexes eine Saccharosel\u00f6sung von der Konzentration. Auf der x-Ache ist die Konzentration in Gewichtsprozent aufgetragen, auf der y-Achse der Brechungsindex. Die Daten der zugrundeliegenden Tabelle gingen nur bis 66%, einer ges\u00e4ttigten L\u00f6sung (im Bild fette Kurve). Aus den Daten wurde eine polynominale Regression gerechnet, die die Daten gut erkl\u00e4rt (mit einem Bestimmtheitsma\u00df von 1). Die Extrapolation liefert einen Brechungsindex f\u00fcr eine reine Zuckerl\u00f6sung – die es nicht gibt, also kristallinen Zucker – von etwa 1,54. Mit einer Internetrecherche konnte kein anderer Wert gefunden werden.<\/p>\n

\"Dals<\/a><\/p>\n

Abb. 5: Der Weg zum Honig \u00fcber die Biene. Zwei M\u00f6glichkeiten gibt es f\u00fcr die Bienen, an Futter zu kommen: Sie sammeln Nektar an Bl\u00fctenpflanzen – alternativ sammeln sie Honigtau an Pflanzen oder L\u00e4usen – oder sie werden gef\u00fcttert. Zur F\u00fctterung kommt Haushaltszucker – in Wasser gel\u00f6st – oder aus St\u00e4rke gewonnener Sirup zum Einsatz. Die Biene muss das Futter noch trocknen und invertieren, bis es in der Wabe die richtige Konsistenz hat und verdecket werden kann. Frisch geernteter Honig soll noch etwas nachreifen. Durch die weitere Invertierung werden noch weitere Aromastoffe erzeugt.<\/p>\n

\"Das<\/a><\/p>\n

Abb. 6: Test mit drei Zuckerl\u00f6sungen: Haushaltszucker (Saccharose), Fruchtzucker (Fruktose) und Traubenzucker(Glukose). Die L\u00f6sungen haben geweils den gleichen Gewichtsanteil von Zucker, hier 66%. W\u00e4hrend die Brechungsindizes von Haushaltszuckerl\u00f6sung und Traubenzuckerl\u00f6sung nahe beieinander liegen, weicht Fruktose nach unten ab. Das kann bei einer „Reifung“ von Honig im geschlossenen Beh\u00e4ltnis dazu f\u00fchren, dass ein Refraktometer nach ein paar Wochen einen h\u00f6heren Wassergehalt anzeigt, obwohl sich der Zuckergehalt gar nicht ge\u00e4ndert hat. Ge\u00e4ndert hat sich nur der Anteil von Fruchtzucker durch die weiter fortgeschrittene Invertierung.<\/p>\n

\"Das<\/a><\/p>\n

Abb. 7: \u00dcbers\u00e4ttigte Traubenzuckerl\u00f6sung kristallisiert nach 48 Stunden aus. Zun\u00e4chst wurde eine 66% L\u00f6sung aus Traubenzucker (Glukose) in Wasser hergestellt. Zun\u00e4chst war die \u00fcbers\u00e4ttigte L\u00f6sung, auch bei Zimmertemperatur, sirupartig fl\u00fcssig. Nach 48 Stunden war die L\u00f6sung vollst\u00e4ndig auskristallisiert. Das Pulver enth\u00e4lt immer noch 33% Wasser und schmeckt s\u00fc\u00df nach Dextroenergen. Das ist ein anschauliches und \u00fcberzeugendes Experiment daf\u00fcr, dass Nektar mit einem hohen Glukoseanteil (Raps) zu einem leicht auskristalllisierendem Honig f\u00fchrt.<\/p>\n

Anhang<\/h2>\n

Quellen und weiterf\u00fchrende Links<\/h3>\n

Das Video zu Vortrag „Zucker, Sirup, Bienenfutter – was ist das und warum soll Imker das wissen“ bei den Viersener Imkern am 06.10.2024 auf youtube: https:\/\/youtu.be\/GtBRWmoMtTg<\/a><\/p>\n

Bienenfutter selber herstellen mit einem Bienenfutterbereiter:\u00a0Bienenfutter-Bereiter selber bauen \u2013 Zuckersirup ohne r\u00fchren<\/a><\/p>\n

Dichtetabelle Saccharose: https:\/\/www.internetchemie.info\/chemie-lexikon\/daten\/s\/saccharose-dichtetabelle.php<\/a><\/p>\n

Zur Glukoseoxydase, Artikel „Biochemische Reaktionen und ihre biologischen Beitr\u00e4ge im Honig“ https:\/\/www-ncbi-nlm-nih-gov.translate.goog\/pmc\/articles\/PMC9331712\/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_pto=rq<\/a><\/p>\n

https:\/\/schmidt-haensch.com\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Technische-Grundlagen-Refraktometrie-1.pdf<\/a><\/p>\n

https:\/\/www.eurotronik.de\/dateien\/Digitale%20Refraktometrie%20Zuckerarten%20und%20Einsatzgebiete.pdf<\/a><\/p>\n

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