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Mit Hightech gegen Honigverfälschungen

19.01.2015

© Stephan Schwarzinger

Der Nachweis von Honigverfälschungen gelingt mit hoch technisierten Nachweis­methoden — hier die Geräte zur magnetischen Kernresonanzspektroskopie.

Auf dem Weltmarkt gibt es zu wenig Honig. Mit Sirup gestreckter Honig könnte auch nach Deutschland gelangen. Bisher waren solche Manipulationen schwierig nachzuweisen. Die Lebensmittelanalytiker Bernd Kämpf, Paul Rösch und Stephan Schwarzinger erläutern ein neues Verfahren.


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Honig ist ein Nahrungsmittel, das eng mit der Entwicklung des Menschen verbunden ist. Es war der erste Süßstoff der Menschheit. In vielen Weltreligionen spielt Honig eine besondere Rolle, und er wurde bereits in der Antike zur Wundheilung eingesetzt. In den letzten Jahren wird vor allem der Einsatz von neuseeländischem Manukahonig zu medizinischen Zwecken intensiv erforscht. Honig ist seit Urzeiten als gesunder und wertvoller Rohstoff bekannt und anerkannt. Daher ist es nicht überraschend, dass der weltweite Trend zu einer bewussten und gesunden Ernährung die Nachfrage nach Honig wesentlich verstärkt. Dieser stetig steigenden Nachfrage stehen aber gravierende Probleme bei der Produktion gegenüber. Dabei ist es eine Summe verschiedener Belastungen, die den Bienenvölkern zusetzen. Insbesondere die Varroamilbe, die sich parasitisch in Bienenstöcken vermehrt, schädigt die Völker. Negativ auf die Honigproduktion wirkt sich auch die Intensivierung der Landwirtschaft aus, die heute in weiten Teilen der Welt vorangetrieben wird, um große Mengen an Grundnahrungs- und Futtermitteln billig herzustellen. In den vergangenen Jahren kam es aufgrund dieser Einflüsse wiederholt zu hohen Völkerverlusten.



In Asien nahm die Honigproduktion in den vergangenen Jahren zu.

Die Ausfälle bei der Honigernte mussten in vielen Ländern durch vermehrte Importe ausgeglichen werden. Diese kamen vor allem aus Asien, wo die Produktion in den vergangenen Jahren zunahm. Der große Bedarf an Honig führte außer zu einem Anstieg der Honigpreise auch zu einer drastischen Zunahme von Fälschungen im internationalen Honighandel.

Fälschungen können in mehreren Ausprägungen vorkommen. Als „Honigwäsche“ oder „honey laundering“ bekannt wurde jene Praxis, die die geografische Herkunft des Honigs fälscht, um Einfuhrzölle zu umgehen. Um die Herkunft zu verschleiern, werden dem Honig durch Filtration oft auch die Pollen entzogen. 2013 wurde in den USA der „Honeygate“-Skandal öffentlich, bei dem chinesischer Honig umdeklariert wurde und 180 Mio. US-Dollar an Zöllen hinterzogen wurden.

Eine weitere Art der Verfälschung ist das Vermischen von Honig mit industriell hergestellten Zuckersirupen, die sich billig aus Pflanzen wie Zuckerrohr oder Zuckerrüben gewinnen lassen. Der hohe Anteil an Saccharose, der auch klassisch-analytisch unweigerlich auffallen würde, wird dabei durch chemische oder enzymatische Zerlegung in seine Bestandteile Glukose und Fruktose abgebaut. Ähnlich verfahren wird bei der Herstellung von Fruktosesirupen aus Pflanzen wie Mais, Reis oder Getreide. Hier wird die Stärke zunächst in ihre Einzelbestandteile zerlegt und dann enzymatisch auf das richtige Glukose-Fruktose-Verhältnis eingestellt. Die Folge ist, dass Honig mit einem Sirup gestreckt wird, der die Hauptbestandteile des Honigs enthält, aber nur einen Bruchteil davon kostet. Diese Praxis ist vor allem aus dem asiatischen Raum bekannt, wo diese „Honige“ neueren Berichten zufolge offenbar auch auf Kundenwunsch hergestellt werden, um dem Konsumenten andere, günstigere Produkte anbieten zu können. Sowohl nach der Europäischen Honigverordnung als auch nach der deutschen Honigverordnung ist dies natürlich strikt verboten.

Hoch problematisch wird die Lage dadurch, dass sich der analytische Nachweis derartig geschickter Verfälschungen extrem schwierig gestaltet. Die geografische Herkunft von Honig wird in der Regel durch Pollenanalyse ermittelt, was aber bei filtrierten, pollenfreien Honigen nicht mehr möglich ist.



Geschickte Fälschungen sind extrem schwierig nachzuweisen.

Die Verfälschung mit bestimmten Zuckersirupen kann durch ein spezielles Verfahren der Massenspektrometrie nachgewiesen werden, die sogenannte Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS). Das Verfahren beruht auf der Tatsache, dass Pflanzen unterschiedliche molekulare Mechanismen zur Photosynthese verwenden. Die Pflanzen werden in C3- und C4-Pflanzen eingeteilt. Zu den C3-Pflanzen gehören Zuckerrüben, Reis, Weizen sowie praktisch alle nektarführenden Arten. Mais und Zuckerrohr zählen zu den C4-Pflanzen. C3- und C4-Pflanzen reichern bestimmte Kohlenstoffisotope unterschiedlich stark an. Verschiebt sich das Verhältnis der Kohlenstoff­isotope, weist das auf die Zumischung eines Sirups auf Basis einer C4-Pflanze hin, also beispielsweise Mais. Sirupe aus C3-Pflanzen, wie zum Beispiel Reissirup, können hingegen mit dieser Methode nicht nachgewiesen werden.

Abhilfe schaffen kann hier die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR), bekannt unter anderem als schonendes Verfahren zur Bildgebung in der Medizin. Die NMR-Spektroskopie eignet sich hervorragend zur Authentizitätsprüfung von Lebensmitteln. Fruchtsäfte werden damit bereits routinemäßig analysiert. Die Methode ist aber auch auf viele weitere Lebensmittel übertragbar. Dabei werden einzelne Atomsorten von Lebensmitteln, zum Beispiel natürlich vorkommende Wasserstoff­isotope, in einem starken Magnetfeld mit einer Radiofrequenz angeregt. Als Antwort erhält man die Überlagerung einer Vielzahl von Radiofrequenzsignalen, die für die im Lebensmittel vorkommenden Substanzen charakteristisch sind. So kann man ein Spektrum errechnen, das einem molekularen Fingerabdruck des Lebensmittels entspricht (Abb. 1).

Die besondere Stärke der NMR-Spektroskopie ist, dass der erhaltene Fingerabdruck nicht nur Aufschluss darüber gibt, welche Stoffe vorkommen, sondern auch, wie viel von diesen Stoffen enthalten ist. Auf diese Art wird ein charakteristisches Gesamtbild der Inhaltsstoffe eines Lebensmittels erzeugt. Aus dem Gesamtbild können nicht nur Sorte und Herkunft abgeleitet werden, sondern kann auch dies nach guter imkerlicher Praxis zu erwarten wäre. Lange Zeit war dies kein Problem, nun aber tauchen immer öfter Proben auf, die zu viel Bienenfutter enthalten. Nur teilweise kann dies durch extreme Wetterlagen erklärt werden, in deren Folge zugefüttert werden musste. In solchen Fällen sind aber besondere Sorgfalt bei der Ernte und Verarbeitung sowie eventuell sogar Analysen ratsam, um Beanstandungen beim Inverkehrbringen solcher Honige zu vermeiden.



Es ensteht ein Wettrennen von Analytik und verfeinerten Fälschungsmethoden.

Neue analytische Verfahren – das hat die Vergangenheit gezeigt – lassen sich im Laufe der Zeit umgehen, ein Wettrennen zwischen Analytik und der Verfeinerung von Verfälschungsmethoden ist die Folge. Die NMR-spektroskopische Untersuchung von Lebensmitteln hat aber den entscheidenden Vorteil, dass sie einen umfassenden molekularen Fingerabdruck darstellt, also gleich mehrere Hundert Variablen qualitativ und quantitativ erfasst. Das betrügerische Umgehen dieser Analysenmethode ist damit viel schwerer als bei anderen Verfahren.

Mit der NMR-Spektroskopie wurde eine technologisch sehr fortgeschrittene Methode in die Honiganalytik eingeführt, die erwarten lässt, dass Verschneidungen und Verschleierungen der Herkunft im internationalen Handel nachhaltig eingedämmt werden können. In dem Maße, in dem die Quellen für Honig fragwürdiger Herkunft versiegen und die Zahl an Beanstandungen entsprechend sinkt, wird das Vertrauen der Komsumenten in das natürliche, hochwertige Lebensmittel Honig weiter steigen. Vor allem bei den immer stärker nachgefragten, hochwertigen regionalen Produkten wird das Verständnis der Konsumenten für höhere Preise zunehmen. Dies ist insbesondere auch für deutsche Honige zu erwarten, die im internationalen Vergleich bereits jetzt ein sehr hohes Ansehen genießen. Gleichzeitig ist durch das nachlassende Angebot an verfälschten Produkten am internationalen Markt mit einer Stabilisierung der Weltmarktpreise für Honig zu rechnen.



Bernd Kämpf
ist seit 1999 Laborleiter und Leiter der Qualitätssicherung bei der Firma Breitsamer und Ulrich sowie Geschäftsführer der Firma FoodQS. Seine Arbeitsschwerpunkte liegen im Bereich der Honiganalytik, insbesondere der Rückstandsanalytik.





Prof. Dr. Paul Rösch

ist seit 1990 Leiter des Lehrstuhls Biopolymere der Universität Bayreuth und seit 2007 geschäftsführender Direktor des Forschungszentrums für Bio-Makromoleküle (FZ BIOmac) der Universität Bayreuth. Sein Schwerpunkt ist die NMR-basierte biomedizinische Strukturforschung.





Prof. Dr. Stephan Schwarzinger

arbeitet im FZ BIOmac der Universität Bayreuth, seit 2013 als außerplanmäßiger Professor. Er ist Geschäftsführer der Firma ALNuMed. Er forscht zu NMR-Methoden zur Charakterisierung von flexiblen Proteinen, NMR-basierter Lebensmittelanalytik sowie der Kombination von Analysemethoden.

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