Honigtauhoniganalytik: Differenzierung von Tannen- und ... · K. Recklies Differenzierung von Tannen- und Fichtenhonigen 1 Honigtauhoniganalytik: Differenzierung von Tannen- und Fichtenhonigen

1K. Recklies Differenzierung von Tannen- und Fichtenhonigen

Honigtauhoniganalytik: Differenzierung von

Tannen- und Fichtenhonigen

DLC Kristin Recklies

Dr. I. Kölling-Speer

Prof. Dr. K. Speer

Professur für Spezielle Lebensmittelchemie und Lebensmittelproduktion

© tirol.orf.at

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Motivation | Methodik | Ergebnisse | Diskussion

Phloemsaft

[Lüllmann, Das große Honigbuch, 2006; Liebig, Die Waldtracht, 1999]

Nektar

Dunkle FarbeWürziges Aroma

Honigtauhonig – der besondere Sortenhonig

Helle FarbeBlumiges Aroma

Honigtau-honig

Blüten-honig

Honigtau

Honigtauerzeuger(Hemiptera)




Akazienhonig14 €/ kg

Lindenhonig12 €/ kg

Fichtenhonig18 €/ kg

Tannenhonig 24 €/ kg

[bienenprodukte-shop.de; media.newfoodmagazine.com (August 2017)]

Massenpopulation

der Honigtauerzeuger

notwendig

Hohe Preise für Sortenhonige





Klassische Methoden nach der Honigverordnung

[Neufassung der Leitsätze für Honig, 2011]

[§ 3 Abs. 3 Nr. 1 der Honigverordnung vom 16. Januar 2004, aktualisiert Juni 2015]

Authentifizierung von Tannenhonigen

Mikroskopische Pollenanalyse

aufgrund fehlender Pollen ungeeignet

Physiko-chemische Merkmale (z. B. elektrische Leitfähigkeit)

nur zur Unterscheidung von Blüten- und Honigtauhonigen

Organoleptische Merkmale (z. B. Aroma, Geschmack, Farbe)

subjektiver Parameter, geschulte Panels notwendig




Entwicklung neuer, robuster

Methoden zur chemisch-analytischen

Charakterisierung der Honigtauhonige

"Botanische, = Wirtspflanze

zoologische & = Honigtauproduzent

geographische = In- und Ausland

Identifizierung von Honigtauhonig"

Projektpartner:

Website: boogih.uni-hohenheim.de




TU Dresden: Alternative Methoden

[Oelschlägel et al. 2012, J. Agric. Food Chem. 60(29), 7229–7237; Beitlich et al. 2014, J. Agric. Food Chem. 62(27), 6435–6444]

Flüchtige Verbindungen(Aromastoffe)

Festphasenmikroextraktion(Headspace-SPME)

GC-MS

Nichtflüchtige Verbindungen(v. a. Phenolcarbonsre., Flavonoide)

Festphasenextraktion(SPE)

UHPLC-DAD-MS/MS

Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe

Clean-up

Analytik

© N. Beitlich© N. Beitlich




IS = interner Standard

Inte

nsität

Retentionszeit

Tannen-honige

Fichten-honige

ISIS

Nichtflüchtige phenolische Verbindungen

*STEEG & MONTAG (1988), 187, 115-120

*Protocatechu-säure

SPE-UHPLC, DAD-Profile, λ 254 nm

Marker für Fichten- und Tannenhonige fehlen

Erweiterung des Spektrums an nichtflüchtigen

Substanzen erforderlich!




Erweiterung der nichtflüchtigen Verbindungen

New SPE method

HPLC-ELSD HPLC-DAD-MS/MS

F3F1

Automatisiert, robust & validiert

ASPEC: Automatisierung

SPE bei Oelschlägel

UHPLC-DAD-MS/MS

F2

*Multi-SPE

*Bengler, Wissenschaftliche Abschlussarbeit, TU Dresden

SPE = Festphasenextraktion




Überprüfung F2 (phenolische Verb.)

Durchgeführt an 16 Sortenhonigen (Manuka, Kornblume, Heide u.a.)

Erfolgreiche Integration der phenolischen Substanzen

UHPLC-DAD (254 nm)

Vollständige Integration der phenolischen Fraktion

F2

IS IS

SPE Oelschlägel (2013)

Multimethode(2017)

Phenolreicher Lindenhonig:





„Authentische“ Honigproben

Fichte

Tanne

Pinie




*Elektrische Leitfähigkeit

Eliminierung von drei

Fichtenhonigen

*Daten von Universität Hohenheim und Intertek (Bremen)

[Neufassung der Leitsätze für Honig, 2011]




Organoleptik

Hohe Varianz in Farbe,

Viskosität und Aroma

Authentische Fichtenhonige?

© A. Springer




Profilvergleich

Chromatogramme verschiedener Honigsorten

Etablierung von Markersubstanzen

× interne Standards

Inte

nsität

Retentionszeit

× ×




Chemisches Fingerprinting

Mittelwertvergleich(p<0,05)

Boxplots

PCA

Auswahl potentieller Marker – Statistische Tests

Total Σ

29 83 112

21 66 87

?

Profilvergleich: PeakintegrationF3F2




Boxplots: Definition der Marker

ausschließliches Vorkommen oder in deutlich höheren Mengen?




Chemisches Fingerprinting

Mittelwertvergleich(p<0,05)

Boxplots

PCA

Total Σ

29 83 112

21 66 87

10 33 43

?

F3F2

Auswahl potentieller Marker – Statistische Tests

Profilvergleich: Peakintegration




PCA Scoreplot von Fraktion 2

Marker von Fraktion 2 (10 phenolische Verbindungen):

Pinie

Fichte

Tanne

PC 2

Keine Trennung

von Fichten- und

Tannenhonigen[KARABAGAIS et al. 2014]

F2

Principal Component Analysis = PCA(OriginPro 2015)

PC 1

10




PCA Scoreplot von Fraktion 2+3

Marker von Fraktion 2 (10) + Fraktion 3 (33)

Pinie

FichteTanne

PC 1

PC 2

Eindeutige Trennung

von Pinien-, Fichten-

und Tannenhonigen

F3F2

Principal Component Analysis = PCA(OriginPro 2015)

10 33





Ursprung der Marker?

Baum Laus Biene

EnzymeReifung

Phloemsaft Honigtau





Zuckerfütterung

Zeltversuch: kleines Volk ohne Königin

Fütterung mit 1:1- und 3:2-Saccharose/Wasser

Honigernte 7 d nach Fütterung

Ziel: Identifizierung der Marker, die direkt von der Biene

stammen oder während der Reifung entstehen

© C. Henker

© C. Henker





*Baummaterial

Junge Äste zur Extraktion/Zentrifugation des Phloemsaftes

*Eigene Proben aus Garten Prof. Speer und Haifa (Israel)

Tanne(Abies alba)

Pinie(Pinus halepensis)

Fichte(Picea Abies)

© A. Springer © A. Springer

© A. Springer





Beispiele für pflanzenspezifische Marker

Fraktion 2: UHPLC-DAD Fraktion 3: HPLC-DAD

Pinie Fichte





Auswertung Handelsproben

Auswahl Marker Fraktion 2/3

F9 3

F12 3

F15 3

T1 2

T2 2

T7 3

P1 2

P2 3

P3 3

Auswahl der besten Marker für Diskriminanzanalyse (DA)

Kriterien: - Einzigartige Marker

- Große Mittelwertunterschiede

- Pflanzenspezifisch (im Phloem nachweisbar)

9 aus 43 Markern




Ziel: bekannte Gruppen mittels ihrer Variablen unterscheiden

Diskriminanzanalyse (DA)

Beste Marker9 von 43

Klare Trennung der Honigsorten auf

Basis von neun nichtflüchtigen Markern

Klassifikationsrate: 100 %

Auswerteverfahren für Handelsproben

DA F

unktion 1

DA Funktion 2

Pinie

Fichte

Tanne

Discriminant analysis = DA (OriginPro 2015)

Authentische Honigprobenn = 47




Klassifizierung von Handelsproben

Lerneinheit (47 authentische Honigproben)

Klassifikation von Honigproben aus dem Handel (Test-Einheit)

Handelsprobe

(Deklaration)Zuordnung nach DA

Weißtanne Tanne

Tanne Tanne

Weißtanne Pinie

Weißtanne Tanne

Pinie Ägais Pinie

Pinie Ägais Pinie

Pinie Ägais Pinie




Etablierung von 43 Markersubstanzen

Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse

Entwicklung und Validierung einer Multimethode

Klare Differenzierung von Fichte, Tanne und Pinie



Dank an alle Projektpartner!

Dank an die Mitarbeiter & Studenten der TU Dresden:

Teresa Bengler: „Entwicklung einer Multimethode zur Analytik verschiedener Honiginhaltsstoffe aus Honigtauhonigen“ (Diplomarbeit)

Arielle Springer„Charakterisierung und Differenzierung von Honigtauhonigsorten über nichtflüchtige Honiginhaltsstoffe mittels einer Multimethode“ (Diplomarbeit)

Cindy Henker (TU Dresden), Tino Lorz & Lisa BeckerZuckerfütterungsversuch


Vielen Dank Für Ihre Aufmerksamkeit !

DLC Kristin Recklies

Telefon: + 49 351 463 36203

Email: kristin.recklies@chemie.

tu-dresden.de

Prof. Dr. Karl Speer

Telefon: + 49 351-463 33132

Email: karl.speer@chemie.

tu-dresden.de


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