При нагревании и при соприкосновении воска с металлической тарой цвет его темнеет. Путем химической отбелки темный воск можно сделать белым. Натуральный пчелиный воск обладает приятным медовым запахом. Этот аромат усиливается при нагревании воска. Воск, полученный из высококачественного сырья, или безвкусен, или имеют неприятный своеобразный слабый привкус, особенно, если они получены из менее качественного воскосырья.

Воск имеет кристаллическую, зернистую структуру, которая особенно хорошо заметна у светлых и долго хранившихся образцов. Кристаллизация воска зависит от температурного режима. Формирование зернистости продолжается и после охлаждения воска до комнатной температуры, этот процесс длится 3-4 месяца. В это время постепенно нарастает твердость и эластичность воска. Консистенция воска характеризуется твердой и плотной структурой, которая на холоде становится хрупкой. Отбеленный воск более мягок.

Физические показатели натурального пчелиного воска зависят от его состава и варьируют в сравнительно небольшом интервале в зависимости от качества воскосырья, от способа его получения и переработки. Температура плавления воска варьирует от 60 до 68ºС, но надо отметить, что воск не плавится при строго постоянной температуре, а в интервале около 1ºС. Температура застывания воска от 60 до 67ºС, но и она изменяется в пределах вышеуказанных границ и обычно чуть ниже их. Относительная плотность воска при температуре 20ºС – 0,950-0,970, а коэффициент рефракции при 75ºС равен – 1,4420-1,4455. Коэффициент твердости воска при 20ºС варьирует от 3 до 13 и изменяется в зависимости от температуры – при повышении температуры он уменьшается. Чем воск более высокого качества, тем коэффициент твердости выше, а следовательно изготовленная из такого воска искусственная вощина будет более высококачественной.

При хранении воска коэффициент твердости увеличивается. Вязкость воска при температуре 100ºС равна 10-15.10-3 Pas, а при температуре плавления – 22.10-3. Коэффициент теплопроводности от 3,47 до 8,16. 10-2 Вт/м²К, а диэлектрическая проницаемость при темпратуре 18-20ºС равна – 2,8-2,9. При нагревании в пчелином воске происходит ряд физико-химических изменений. При 30-35ºС наступает пластическое размягчение; при 46-47ºС нарушается его структура твердого тела; при 60-67ºС начинается процесс плавления; при 95-105ºС начинается вспенивание; при 140ºС наступает отгонка легких маслянистых летучих фракций; при 340-355ºС наступает перегонка большей части воска с частичным распадом.

При сухой перегонке воска можно получить следующие вещества: СО2, этилен, пропилен, бутилен, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, пальметиновую кислоту, углеводороды и т.д. Нагревание воска до 120º в течение 30 мин. повышает коэффициент твердости, вероятно, благодаря испарению минимальных количеств воды и разложению эмульсии из воды и воска. При очень продолжительном нагревании происходит полимеризация и уплотнение воска, причем цвет его становится черным, а растворимость в бензине снижается. Натуральный пчелиный воск нерастворим в воде и глицерине, а на холоде – в этаноле и других спиртах. При комнатной температуре воск полностью нерастворим (ни в одном органическом растворителе). При температуре выше точки плавления воск полностью растворяется в ацетоне, бензине, бензоле, ксилоле, толуоле, хлороформе, тетрахлорметане, сероуглероде и в смеси, этих растворителей. При температуре кипения воск растворяется в этиловом спирте.

Некоторые физические показатели воска зависят от качества воскосырья и от способа его получения. Воск, полученный из свежих сотов и забруса солнечной воскотопкой, превосходит остальные виды воска в отношении температуры плавления, твердости и эластичности. Экстракционные виды воска имеют худшие показатели к заниженную твердость и эластичность и более высокую температуру плавления. У отбеленного воска температура плавления и твердость имеют более высокие показатели. С увеличением количества посторонних примесей в воске ухудшаются большинство его физико-химических и физико-механических показателей.

Пчелиный воск состоит из 4-ех групп органических соединений, каждая содержит много компонентов углеводороды (I), свободные кислоты (II), свободные спирты (III) и сложные эфиры высших жирных кислот и высших жирных спиртов (IV): СН3(СН)Х СН3(I); СН3(СН2)Х СООН (II); СН3(СН2)Х СН2//ХСН2ОН(III) и СН3(СН2)ХССО (СН2)У СН3 (IV), где х и у представляют число метиленовых групп. обезвоживания одной карбоксильной и одной гидроксильной групп. В пчелином воске есть немного соединений, принадлежащих к указанным группам, которые ненасыщенны (с двойными связями), имеют разветвленную углеродную цепь и содержат больше одной функциональной группы. Большинство кислот, спиртов и сложных эфиров имеют обыкновенные названия, например, церотиновая кислота (С25Н51СООН), мирициловая кислота (С31Н63СООН), пальмитиновая кислота (C51H31СООН), цериловый спирт (С26Н53СООН), мирицилпальмитат (C15H31COOC30H61) и т.д. Химическая номенклатура этих соединений употребляется чаще и происходит от греческих наименований числа углеродных атомов в молекуле, например, церотиновая кислота называется еще гексакозановой кислотой. Пчелиный воск содержит 11-17% углеводородов с нечетным числом углеродов (от С23 до С33).

Большинство углеводородов насыщены с прямой углеродной цепью, но часть из них имеет двойную (ненасыщенные) или же разветвленную цепь. Из насыщенных преобладает углеводород с 27 углеродными атомами (С27), а из ненасыщенных – С33. Установлено, что пчелиный воск содержит около 70-75% сложных эфиров, таким образом, они являются его главной составной частью. Они представлены несколькими группами соединений, различающихся по числу групп сложных эфиров и по наличию других функциональных групп:

1) Моносложные эфиры имеют одну сложную эфирную группу и при их гидролизе образуются монокарбоновые кислоты и одноатомные спирты. Они содержат от 40 до 50 углеродных атомов и являются преимущественно сложными эфирами пальметиновой кислоты (С16) со спиртами, содержащими от 24 до 30 углеродных атомов. Около 10% из них являются сложными эфирами олеиновой кислоты. Из общего количества сложных эфиров насыщенных 85%, а ненасыщенных – 15%. В состав сложных эфиров входят насыщенные и ненасыщенные спирты.

2) Дисложные эфиры имеют две сложные эфирные группы с общим числом углеродных атомов от 56 до 60. При их гидролизе кроме монокарбоновой кислоты и одноатомных спиртов образуются гидрооксикислоты и двуатомные спирты (спирты с двумя гидроксильными группами). Соотношение между насыщенными и ненасыщенными дисложными эфирами – 4:1. Основной гидроксикислотой в пчелином воске является – 15-гидроксигексадекановая (15-гидроксипальметиновая), кроме нее в небольших количествах имеются 14-, 16- и 17-гидроксиоктодекановая, 19-тидроксиэейкозановая и 23-гидрокситетракозановая кислоты. Двуатомные спирты имеют от 24 до 32 углеродных атомов, причем основным является двуатомный спирт с С24.

3) Трисложные зфиры имеют три сложные эфирные группы, в состав которых входят гидроксикислоты и двуатомные спирты.

4) Гидроксимоносложные эфиры и гидроксиполисложные эфиры содержат кроме сложных эфиров и свободную гидроксильную группу. Гидроксимоносложные зфиры состоят из цепей с 40-50 углеродными атомами.

5) Кислые сложные эфиры имеются в пчелином воске в минимальном количестве, они состоят из 32-44 углеродных атомов и сложных эфиров гидроксикислот с пальметиновой кислотой.

После гидролиза сложных эфиров, главной кислотой, образующей сложные эфиры, является пальметиновая кислота, тогда как олеиновая кислота входит в состав моно- и дисложных эфиров. Гидроксигексадекановая кислота составляет 67-84% гидроксикислот. Кроме углеводородов и сложных эфиров, пчелиный воск содержит известное количество свободных жирных кислот (12-15%) с 22-26 углеродными атомами.

В воске имеется минимальное количество свободных спиртов, сходных по своему составу со спиртами сложных эфиров. Тогда как углеводороды имеют нечеткое число углеродных атомов, все кислоты и спирты (свободные и связанные в виде сложных эфиров) имеют четное число углеродных атомов.

Число отдельных групп соединений и число обособленных компонентов в каждой группе, превышающих 1% и недостигающих 1% соответствующей фракции. Воск является многокомпонентным продуктом. Из всех компонентов воска всего лишь 21 содержится в количестве, превышающем 1%. Это объясняется тем, что каждая группа соединений, кроме сложных эфиров, находится в воске в небольшом количестве. 21 компонент воска составляют – 56% и только 4 из них превышают – 5%.

Пчелиный воск содержит небольшое количество воды (от 0,1 до 2,5%), каротиноидов (12,8 мг. в 100 г. воска), красящих, ароматических и минеральных веществ, а также посторонние примеси цветочную пыльцу, прополис, оболочки личинок, остатки, мертвых пчел и т.д. Количество посторонних примесей зависит от качества воскосырья и способа его получения и очистки.

Существуют известные различия в составе воска, выделенного обыкновенной медоносной пчелой (Apis mellifera), африканской пчелой (Apis adansonii) и индийскими пчелами (Apis dorsata, Apis cerana и Apis florea). В качественном отношении все виды воска содержат одни и те же компоненты, но количество их различно. Сходны по своему составу воск обыкновенной медоносной: пчелы и африканской, а воски индийских пчел, не отличаясь друг от друга, различаются от воска обыкновенной и африканской пчел. Воск индийских пчел содержит меньше углеводородов (5-10%), свободных кислот (2-3%) и ненасыщенных соединений. Общее количество сложных эфиров больше, несмотря на меньшее количество моносложных эфиров. Как уже было упомянуто, хроматографическое исследование воска сложно и трудоемко и поэтому чаще прибегают к лабораторному химическому анализу воска для установления его состава. Для этой цели исследуют следующие показатели: кислотное число, число омыления, эфирное число, йодное число и количество углеводородов.

Известную информацию о составе воска дают: ацетильное число, число Рейхарта-Мейссля, число Поленске и гидроксильное число. Эти показатели варьируют в узких границах, другими словами, менее резко изменяются по величине и поэтому используются для определения качества и чистоты воска и выявления фальсификаций. Определение химических показателей используется и для определения физических показателей: плотности воска, коэффициента рефракции, температуры плавления и т.д., а также некоторых органолептических свойств.

Кислотное число определяет количество свободных кислот и кислых сложных эфиров и выражается в миллиграммах едкого кали, необходимого для нейтрализации кислых соединений, содержащихся в 1 г. воска. Для натурального пчелиного воска кислотное число варьирует от 17 до 24, но чаще находится в пределах от 17,5 до 21,5.

Кислотное число воска индийских пчел ниже – от 5 до 10. Число омыления указывает на общее количество кислот – свободных и связанных в форме сложных эфиров. Оно выражается в миллиграммах едкого кали, необходимого для нейтрализации кислот в 1 г. воска и варьирует в пределах от 87 до 102.

Эфирное число воска указывает на количество сложных эфиров и равняется разнице между омылительным и кислотным числом. Чаще всего оно находится в интервале между 70 и 80, а для воска индийских пчел немного выше – от 80 до 90.

Йодное число воска определяет количество граммов йода, которые присоединяются к ненасыщенным соединениям в 100 г. воска. Для воска обыкновенной медоносной пчелы оно находится в пределах от 7 до 15, а для воска индийских пчел – от 2,4 до 11,4. Отношение между эфирным и кислотным числом сравнительно-постоянно – от 3,3 до 4,4. Для воска индийских пчел это соотношение значительно выше – от 7,5 до 17,9. Реже используются: ацетильное, гидроксильное числа и числа Рейхарта-Мейссля и Поленске.

Ацетильное и гидроксильное число умазывают на количество свободных гидроксильных групп в воске, число Рейхарта-Мейссля – на летучие, растворимые в воде кислоты, а число Поленске – на летучие нерастворимые в воде кислоты. Определение количества углеводородов является другим аналитическим показателем и чаще всего определяется посредством колонковой хроматографии. Воск обыкновенной медоносной пчелы содержит 11-17% углеводородов, а воск индийских пчел – значительно меньше. Химические показатели пчелиного воска зависят от качества воскосырья и, главным образом, от количества примесей, находящихся в воске. Обычно много посторонних примесей содержит воск старых сотов. Часть примесей попадает в воск при воскотопке. Увеличение количества посторонних примесей ведет к снижению величин физико-химических показателей. С другой стороны,. наличие в воске прополиса ведет к повышению кислотного, омылительного, эфирного и йодного чисел. Отбелка воска также влияет на его показатели – уменьшает йодное число и содержание углеводородов и незначительно увеличивает омылительное, эфирное и кислотное числа. При длительном хранении или нагревании воска кислотное число уменьшается, а эфирное – повышается вследствие образования из свободных кислот и спиртов сложных эфиров.