Preview

Пищевые системы

Расширенный поиск

Индивидуальный комплексный подход к идентификации меда с использованием инструментальных методов анализа и статистической обработки результатов

https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-211-223

Аннотация

Пчелиный мед — ценный натуральный продукт, который обладает питательными веществами, полезными свойствами и широко применяется среди населения. Ввиду своей высокой стоимости натуральный мед часто становится объектом фальсификации. Подлинность меда является гарантией его качества и безопасности, а также обеспечивает здоровую рыночную конкуренцию. В связи с этим проблема идентификации меда стоит достаточно остро во всех странах с развитым пчеловодством. В статье приведен обзор отечественных и зарубежных литературных источников, включая нормативные документы, регулирующие статус меда как продукта с контролируемым местом происхождения. На основе анализа научной литературы выделены наиболее значимые работы, направленные на подтверждение подлинности меда. Они были проведены учеными из разных стран: Европейского Союза, Китая, Бразилии, США, Мексики, Индии и других. Исследования показали, что наиболее эффективными методами для обнаружения фальсификации меда путем внесения экзогенных сахаров и использования сиропов для подкормки пчел являются хроматографические методы и методы изотопной масс-спектрометрии. Определение подлинности меда по ботаническому и географическому происхождению, как правило, проводится по принципу метода «отпечатков пальцев». Процесс осуществляется путем сбора значений ряда показателей и их обработки с использованием инструментальных методов анализа. Для формирования базы данных, помимо указанных выше методов, широкое распространение получили методы ЯМР-спектроскопии, ИК-спектроскопии, ПЦР, ИСП-МС и некоторые другие. При определении подлинности меда по ботаническому и географическому происхождению также необходимо учитывать специфические особенности местных медоносов, вида пчел, почвы и климатических условий. Таким образом, индивидуальный комплексный подход к идентификации меда с использованием инструментальных методов анализа и статистической обработки результатов, позволяющей выявить взаимосвязи между полученными значениями и оценить вклад каждого из них в математическую модель, станет мощным инструментом для определения его подлинности, а также для выявления его ботанического и географического происхождения.

Об авторах

А. Л. Панасюк
Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
Россия

Панасюк Александр Львович — доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе

119021, Москва, ул. Россолимо, 7
Teл.: +7–499–246–63–10



Е. И. Кузьмина
Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
Россия

Кузьмина Елена Ивановна — кандидат технических наук, заведующая отделом технологии виноградных и плодовых вин

119021, Москва, ул. Россолимо, 7
Teл.: +7–499–246–63–10



Д. А. Свиридов
Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
Россия

Свиридов Дмитрий Александрович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, лаборатория технологии виноградных и плодовых вин

119021, Москва, ул. Россолимо, 7
Teл.: +7–499–246–63–10



М. Ю. Ганин
Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
Россия

Ганин Михаил Юрьевич — младший научный сотрудник, лаборатория технологии виноградных и плодовых вин

119021, Москва, ул. Россолимо, 7
Teл.: +7–499–246–63–10



Список литературы

1. da Silva, P.M., Gauche, C., Gonzaga, L.V., Costa, A. C. O., Fett, R. (2016). Honey: Chemical composition, stability and authenticity. Food Chemistry, 196, 309–323. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.051

2. Cianciosi, D., Forbes-Hernández, T.Y., Afrin, S., Gasparrini, M., Reboredo-Rodriguez, P., Manna, P. et al. (2018). Phenolic compounds in honey and their associated health benefits: A review. Molecules, 23(9), Article 2322. https://doi.org/10.3390/molecules23092322

3. Miguel, M.G., Antunes, M.D., Faleiro, M.L. (2017). Honey as a complementary medicine. Integrative Medicine Insights, 12, Article 117863371770286. https://doi.org/10.1177/1178633717702869

4. Roshan, A.-R. A., Gad, H. A., El-Ahmady, S. H., Abou-Shoer, M. I., Khanbash, M. S., Al-Azizi, M. M. (2017). Characterization and discrimination of the floral origin of sidr honey by physicochemical data combined with multivariate analysis. Food Analytical Methods, 10(1), 137–146. https://doi.org/10.1007/s12161–016–0563-x

5. Evershed, R., Temple, N. (2017). How food manufacturers deceive us. Alpina Publisher, 2017.

6. Дубцова, Е. А. (2009). Состав, биологические свойства меда, пыльцы и маточного молочка и возможность их применения в лечебном питании. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология, 3, 36–42.

7. Pascual-Maté, A., Osés, S. M, Fernández-Muiño, M. A, Sancho, M. T. (2018). Methods of analysis of honey. Journal of Apicultural Research, 57(1), 38–74, https://doi.org/10.1080/00218839.2017.1411178

8. Ligor, M., Kowalkowski, T., Buszewski, B. (2022). Comparative study of the potentially toxic elements and essential microelements in honey. Molecules, 27(17), Article 5474. https://doi.org/10.3390/molecules27175474

9. Meo, S.A., Al-Asiri, S.A., Mahesar, A.L., Ansari, M.J. (2017). Role of honey in modern medicine. Saudi Journal of Biological Sciences, 25(5), 975–978. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2016.12.010

10. Trifković, J., Andrić, F., Ristivojević, P., Guzelmeric, E., Yesilada, E. (2017). Analytical methods in tracing honey authenticity. Journal of AOAC International, 100(4), 827–839. http://doi.org/10.5740/jaoacint.17–0142

11. Siddiqui, A.J., Musharraf, S.G., Choudhary, M.I., Atta-ur- Rahman. (2017). Application of analytical methods in authentication and adulteration of honey. Food Chemistry, 217, 687–698. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.001

12. Albaridi, N.A. (2019). Antibacterial potency of honey. International Journal of Microbiology, 2019, Article 2464507. https://doi.org/10.1155/2019/2464507

13. Ahmed, S., Sulaiman, S.A., Baig, A.A., Ibrahim, M., Liaqat, S., Fatima, S. et al. (2018). Honey as a potential natural antioxidant medicine: An insight into its molecular mechanisms of action. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2018, Article 8367846. https://doi.org/10.1155/2018/8367846

14. Pires, J, Estevinho, M.L., Feas, X, Cantalapiedra, J, Iglesias, A. (2009). Pollen spectrum and physico-chemical attributes of heather (Erica sp.) honeys of north Portugal. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89(11), 1862–1870. https://doi.org/10.1002/jsfa.3663

15. Заикина, В. И. (2012). Экспертиза меда и способы обнаружения его фальсификации. М.: Издательско торговая корпорация «Дашков и К°», 2012.

16. Flanjak, I., Strelec, I., Kenjerić, D.C., Primorac, L. (2016). Croatian produced unifloral honeys characterised according to the protein and proline content and enzyme activities. Journal of Apicultural Science, 60(1), 39–48. https://doi.org/10.1515/jas-2016–0005

17. Santos-Buelga, C., González-Paramás, A. M. (2017). Chemical Composition of Honey. Chapter in a book: Bee Products — Chemical and Biological Properties. Springer International Publishing AG, 2017. https://doi.org/10.1007/978–3–319–59689–1_3

18. Petretto, G.L., Urgeghe, P.P., Mascia, I., Fadda, C., Rourke, J.P., Pintore, G. (2016). Stir bar sorptive extraction coupled with GC/MS applied to honey: optimization of method and comparative study with headspace extraction techniques. European Food Research and Technology, 243, 735–741. https://doi.org/10.1007/s00217–016–2787–9

19. Seisonen, S., Kivima, E., Vene, K. (2015). Characterisation of the aroma profiles of different honeys and corresponding flowers using solidphase microextraction and gas chromatography–mass spectrometry/olfactometry. Food Chemistry, 169, 34–40. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.125

20. Wu, L., Du, B., Heyden, Y.V, Chen, L., Zhao, L., Wang, M. et al. (2017). Recent advancements in detecting sugar-based adulterants in honey. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 86, 25–38. https://doi.org/10.1016/j.trac.2016.10.013

21. Vetrova, O.V., Melkov, V.N., Simonova, G.V., Kalashnikova, D.A. (2017). Detection of honey adulterations with sugar syrups by stable isotope mass spectrometry. Journal of Analytical Chemistry, 72(7), 756–760. https://doi.org/10.1134/S1061934817070152

22. Kalashnikova, D.A., Simonova, G.V. (2021). Ratios of stable isotopes 13C/12C and 15N/14N in samples of dead honey bees and beekeeping products. Journal of Analytical Chemistry, 76(4), 526–534. https://doi.org/10.1134/S1061934821040067

23. Bodor, Z., Kovacs, Z., Rashed, M.S., Kókai, Z., Dalmadi, I., Benedek. C. (2020). Sensory and physicochemical evaluation of acacia and linden honey adulterated with sugar syrup. Sensors (Basel), 20(17), Article 4845. https://doi:10.3390/s20174845

24. Талибова, А.Г., Файнберг, В.С., Ганин, М.Ю., Федосеенко, О.В., Мозговая, С.С., Овчинников, С.В. (2021). Применение изотопной массспектрометрии для выявления фактов фальсификации и определения места происхождения продуктов пчеловодства. Аналитика, 11(3), 202–207. http://doi.org/10.22184/2227–572X.2021.11.3.202.207

25. Luo, D., Luo, H., Dong, H., Xian, Y., Guo, X., Wu, Y. (2016). Hydrogen (2H/1H) combined with carbon (13C/12C) isotope ratios analysis to determine the adulteration of commercial honey. Food Analytical Methods, 9, 255–262. https://doi.org/10.1007/s12161–015–0202-y

26. Perini, M., Bontempo, L. (2021). Liquid chromatography coupled to isotope ratio mass spectrometry (LC–IRMS): A review. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 147, Article 116515. https://doi.org/10.1016/j.trac.2021.116515

27. Xu, J.Z., Liu, X., Wu, B., Cao, Y.Z. (2020). A comprehensive analysis of 13C isotope ratios data of authentic honey types produced in China using the EA-IRMS and LC–IRMS. Journal of Food Science and Technology, 57(4), 1216–1232. https://doi.org/10.1007/s13197–019–04153–2

28. Megherbi, M., Herbreteau, B., Faure, R., Salvador, A. (2009). Polysaccharides as a marker for detection of corn sugar syrup addition in honey. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(6), 2105–2111. https://doi.org/10.1021/jf803384q

29. Aggrawal, M., Rohrer, J. (2017). HPAE-PAD determination of carbohydrates in honey to evaluate samples for quality and adulteration. ThermoFisher Scientific, 1158. Retrieved from https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CMD/Application-Notes/AN-1158-IC-HPAE-PAD-Carbohydrates-Honey-AN72158-EN.pdf Accessed March 25, 2023

30. Wang, S., Guo, Q., Wang, L., Lin, L., Shi, H., Cao, H. et al. (2015). Detection of honey adulteration with starch syrup by high performance liquid chromatography. Food Chemistry, 172, 669–674. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.09.044

31. Xue, X., Wang, Q., Li, Y., Wu, L., Chen, L., Zhao, J. et al. (2013). 2-Acetylfuran-3-glucopyranoside as a novel marker for the detection of honey adulterated with rice syrup. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(31), 7488–7493. https://doi.org/10.1021/jf401912u

32. Du, B., Wu, L., Xue, X., Chen, L., Li, Y., Zhao, J. et al. (2015). Rapid screening of multiclass syrup adulterants in honey by Ultrahigh-Performance Liquid Chromatography/Quadrupole Time of Flight Mass Spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 63(29), 6614–6623. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5b01410

33. Rios-Corripio, M. A., Rojas-López, M., Delgado-Macuil, R. (2012). Analysis of adulteration in honey with standard sugar solutions and syrups using attenuated total reflectance-fourier transform infrared spectroscopy and multivariate methods. CyTA — Journal of Food, 10(2), 119–122. https://doi.org/10.1080/19476337.2011.596576

34. Valinger, D., Longin, L., Grbeš, F., Benković, M., Jurina, T., Kljusurić, J.G. et al. (2021). Detection of honey adulteration — The potential of UV–VIS and NIR spectroscopy coupled with multivariate analysis. LWT, 145, Article 111316. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111316

35. Bertelli, D., Lolli, M., Papotti, G., Bortolotti, L., Serra, G., Plessi, M. (2010). Detection of honey adulteration by sugar syrups using One-Dimensional and Two-Dimensional High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(15), 8495–8501. https://doi.org/10.1021/jf101460t

36. Burton, I.W., Kompany-Zareh, M., Haverstock, S., Haché, J., Martinez-Farina, C.F., Wentzell, P.D. et al. (2023). Analysis and discrimination of Canadian honey using quantitative NMR and multivariate statistical methods. Molecules, 28(4), Article 1656. https://doi.org/10.3390/molecules28041656

37. Wang, X., Chen, Y., Hu, Y., Zhou, J., Chen, L., Lu, X. (2022). Systematic review of the characteristic markers in honey of various botanical, geographic, and entomological origins. ACS Food Science and Technology, 2(2), 206–220. https://doi.10.1021/acsfoodscitech.1c00422

38. Consonni, R., Cagliani, L.R. (2015). Recent developments in honey characterization. RSC Advances, 5(73), 59696–59714.

39. Schievano, E., Morelato, E., Facchin, C., Mammi, S. (2013). Characterization of markers of botanical origin and other compounds extracted from unifloral honeys. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(8), 1747–1755. https://doi.org/10.1021/jf302798d

40. Madesis, P., Ganopoulos, I., Sakaridis, I., Argiriou, A., Tsaftaris, A. (2014). Advances of DNA-based methods for tracing the botanical origin of food products. Food Research International, 60, 163–172. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.10.042

41. Bovo, S., Utzeri V. J., Ribani, A., Cabbri, R., Fontanesi, L. (2020). Shotgun sequencing of honey DNA can describe honey bee derived environmental signatures and the honey bee hologenome complexity. Scientific Reports, 10, Article 9279. https://doi.org/10.1038/s41598–020–66127–1

42. Boffo, E.F., Tavares, L.A., Tobias, A.C.T., Ferreira, M.M.C., Ferreira, A.G. (2012). Identification of components of Brazilian honey by 1H NMR and classification of its botanical origin by chemometric methods. LWT — Food Science and Technology, 49(1), 55–63. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2012.04.024

43. Ribeiro, R.de O.R., Mársico, E.T., Carneiro, C. da S., Monteiro, M.L.G., Júnior, C.A.C., Mano, S. et al. (2014). Classification of Brazilian honeys by physical and chemical analytical methods and low field nuclear magnetic resonance (LF 1H NMR). LWT — Food Science and Technology, 55(1), 90–95. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2013.08.004

44. Beretta, G., Vistoli, G., Caneva, E., Anselmi, C., Maffei, F.R. (2009). Structure elucidation and NMR assignments of two new pyrrolidinyl quinoline alkaloids from chestnut honey. MRC, 47(5), 456–459. https://doi.org/10.1002/mrc.2407

45. Donarski, J.A., Jones, S.A., Harrison, M., Driffield, M., Charlton, A.J. (2010). Identification of botanical biomarkers found in Corsican honey.Food Chemistry, 118(4), 987–994. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.10.033

46. Truchado, P., Martos, I., Bortolotti, L., Sabatini, A.G., Ferreres, F.F, Tomas-Barberan, F.A. (2009). Use of quinoline alkaloids as markers of the floral origin of Chestnut honey. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(13), 5680–5686. https://doi.org/10.1021/jf900766v

47. Оганесянц, Л.А., Панасюк, А. Л. Кузьмина, Е.И., Свиридов, Д.А. (2019). Использование современных инструментальных методов анализа с целью установления географического места происхождения винодельческой продукции. Пиво и напитки, 4, 59–64. https://doi.org/10.24411/2072–9650–2019–10002

48. European commission (2009). Tracing Food Commodities in Europe. Электронный ресурс. https://cordis.europa.eu/project/id/6942. Дата доступа 05.06.2023

49. Schellenberg, A., Chmielus, S., Schlicht, C., Camin, F., Perini, M., Bontempo, L. et al. (2010). Multielement stable isotope ratios (H, C, N, S) of honey from different European regions. Food Chemistry, 121(3), 770–777. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.12.082

50. Wang, J., Kliks, M.M., Qu, W., Jun, S., Shi, G., Li, Q.X. (2009). Rapid determination of the geographical origin of honey based on protein fingerprinting and barcoding using MALDI TOF MS. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(21), 10081–10088. https://doi.org/10.1021/jf902286p

51. Kropf, U., Korošec, M., Bertoncelj J., Ogrinc, N., Nečemer, M., Kump, P. et al. (2010). Determination of the geographical origin of Slovenian black locust, lime and chestnut honey. Food Chemistry, 121(3), 839–846. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.12.094

52. Zhao, Z., Chen, L., Liu, F., Zhou, F., Peng, J., Sun, M. (2020). Fast classification of geographical origins of honey based on laser-induced breakdown spectroscopy and multivariate analysis. Sensors, 20(7), Article 1878. https://doi.org/10.3390/s20071878

53. Drivelos, S. A., Danezis, G. P., Halagarda, M., Popek S., Georgiou, C. A. (2021). Geographical origin and botanical type honey authentication through elemental metabolomics via chemometrics. Food Chemistry, 338, Article 127936. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.127936

54. Fechner, D.C., Hidalgo, M.J., Díaz, J.D.R., Gil R. A., Pellerano, R.G. (2019). Geographical origin authentication of honey produced in Argentina. Food Bioscience, 33, Article 100483. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2019.100483

55. Chudzinska, M, Baralkiewicz, D. (2011). Application of ICP-MS method of determination of 15 elements in honey with chemometric approach for the verification of their authenticity. Food and Chemical Toxicology, 49(11), 2741–2749. https://doi.org/10.1016/j.fct.2011.08.014

56. Radovic, B.S., Careri, M., Mangia, A., Musci, M., Gerboles, M., Anklam, E. (2001). Contribution of dynamic headspace GC–MS analysis of aroma compounds to authenticity testing of honey. Food Chemistry, 72(4), 511–520. https://doi.org/10.1016/S0308–8146(00)00263–6

57. Ruoff, K., Luginbühl, W., Bogdanov, S., Bosset, J.-O., Estermann, B., Ziolko, T. et al. (2007). Quantitative determination of physical and chemical measurands in honey by near-infrared spectrometry. European Food Research and Technology, 225(3–4), 415–423. http://doi.org/10.1007/s00217–007–0634–8

58. Yayinie, M., Atlabachew, M., Tesfaye, A., Hilluf, W., Reta C. (2021). Quality authentication and geographical origin classification of honey of Amhara region, Ethiopia based on physicochemical parameters. Arabian Journal of Chemistry, 14(3), Article 102987. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2021.102987

59. Khansaritoreh, E., Salmaki, Y., Ramezani, E., Azirani, T. A., Keller, A., Neumann, K. et al. (2020). Employing DNA metabarcoding to determine the geographical origin of honey. Heliyon, 6(11), Article e05596. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05596

60. Saravanan, M., Mohanapriya, G., Laha, R., Sathishkumar, R. (2019). DNA barcoding detects floral origin of Indian honey samples. Genome, 62(5), 341–348. https://doi.org/10.1139/gen-2018–0058


Рецензия

Для цитирования:


Панасюк А.Л., Кузьмина Е.И., Свиридов Д.А., Ганин М.Ю. Индивидуальный комплексный подход к идентификации меда с использованием инструментальных методов анализа и статистической обработки результатов. Пищевые системы. 2023;6(2):211-223. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-211-223

For citation:


Panasyuk A.L., Kuzmina E.I., Sviridov D.A., Ganin M.Yu. Individual integrated approach to honey identification using instrumental methods of analysis and statistical processing of results. Food systems. 2023;6(2):211-223. (In Russ.) https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-211-223

Просмотров: 430


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-9771 (Print)
ISSN 2618-7272 (Online)