Honey-Profiling mittels NMR. J. Mißler (QSI), G. Beckh (QSI), T. Bocher (Bruker), M. Spraul (Bruker), L. Heintz (Bruker), B.

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Honey-Profiling mittels NMR. J. Mißler (QSI), G. Beckh (QSI), T. Bocher (Bruker), M. Spraul (Bruker), L. Heintz (Bruker), B."

Christa Zimmermann
vor 5 Jahren
Abrufe

1 Honey-Profiling mittels NMR J. Mißler (QSI), G. Beckh (QSI), T. Bocher (Bruker), M. Spraul (Bruker), L. Heintz (Bruker), B. Schütz (Bruker)

2 Honey-Profiling Die Honig-Industrie steht derzeit unter Druck Im Honig-Markt übersteigt derzeit die Nachfrage das Angebot: Gesteigerte Nachfrage vs. weniger Angebot Gesteigerte Nachfrage nach Honig (z.b. aus den BRIC-Staaten) Gesteigerte Nachfrage nach ökologisch erzeugtem Honig in den entwickelten Ländern Reduziertes Honig-Angebot durch Bienenkrankheiten, z.b. die VarroaMilbe Starker Anstieg von Verfälschung bei Honig Hinzufügen von Fremdzuckern Verwendung von Fructose-Glucose-Sirup für künstliche Honige (z.b. in China) Falsche geografische Ursprungsangaben Falsche botanische Ursprungsangaben 2

3 Honey-Profiling Ein neues Werkzeug gegen Honig-Verfälschung Honey-ProfilingTM sieht mehr als die herkömmlichen Analyseverfahren Beispiele: Fremdzucker können unabhängig von deren Quelle detektiert werden (C4- und C3-Pflanzen) Der geografische Ursprung und der botanische Ursprung werden konventionell mit der Pollenanalyse bestimmt das erfordert langjährige Erfahrung und ist im Fall von herausgefilterten Pollen gar nicht möglich (z.b. in USA) Viele der zahlreichen herkömmlichen Methoden können mit nur einer NMR-Messung abgedeckt werden 3

4 Honey-Profiling herkömmliche Analyseverfahren Vielzahl an klassischen Analysen, die meist spezifisch für einen Parameter / Substanz sind: Pollenanalyse (Lichtmikroskopie / in Anl. an DIN 10760) Sensorik (Geschmack, Geruch, Konsistenz und Aussehen / DIN 10964, 10973) Leitfähigkeit (DIN 10753) Fremdenzyme (photometrisch) Zuckerspektrum (HPLC / DIN 10754, 10758) Oligosaccharide (HPLC-ECD) 13C-Isotopen Nachweis von Sirupmarkern (LC-MS/MS, ICP-MS) Analyse und Bestimmung von C4-Zuckern (13C-LC-IRMS / δ-13c-ea-irms, AOAC-Methode) 4

Honey-Profiling Pollenanalyse (Melissopalynologie) Die

Herkunftsbestimmung: Lichtmikroskopie des Honig:

Hefen fremde Partikel, Bienenreste Erschwerung der

in den USA) um Herkünfte zu verschleiern Täuschung

5 Honey-Profiling Pollenanalyse (Melissopalynologie) Die Pollenanalyse ist die konventionelle Herkunftsbestimmung: Lichtmikroskopie des Honig: botanische und geographische Herkunft Stärkekörner, Hefen fremde Partikel, Bienenreste Erschwerung der Analyse durch Pollenfilterung: Allergiker (besonders in den USA) um Herkünfte zu verschleiern Täuschung durch Pollenzugabe Aber NMR-basiertes Honey-ProfilingTM kann die Verfälschungen erkennen! 5

6 Honey-Profiling Vorteile & Nutzen 1) In einer Methode: Bestimmung der Unverfälschtheit, Authentizität und der Qualität von Honig 2) Betrugserkennung: Kann verschiedene hinzugefügte Fremdzucker und Sirupe erkennen und falsche Herkunftsangaben in Bezug auf geografischen Ursprung und botanischen Ursprung aufdecken dies selbst bei entferntem Pollen 3) Voll-automatisierte Analyse kann auch leicht von nicht-nmr Experten durchgeführt werden 4) Kann jede Abweichung von der NMR Referenz-Datenbank sofort erkennen 5) Sehr gute Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse 6) Retrospektive Datenanalyse ist möglich, z.b. für neue oder modifizierte Modelle und Quantifizierungen 7) Zeitersparnis mit nur einer Messung gegenüber den vielen herkömmlichen Methoden 6

Honey-Profiling Standardisierte Probenvorbereitung Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3 Verdünnung der Probe Automatische ph-einstellung Transfer & Beschriftung

7 Honey-Profiling Standardisierte Probenvorbereitung Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3 Verdünnung der Probe Automatische ph-einstellung Transfer & Beschriftung Verdünnung in H2O 1:4 Transfer von 600 µl Probe in ein 5mm NMR Röhrchen Beschriften des Röhrchens mit einem Barcode BtpH Unit Nur 900 µl Probe notwendig 7

8 Honey-Profiling Voll-automatische Messung Von der Probenzufuhr Automatische Probenerkennung und NMR Messung Zum Report Automatische Datenanalyse und Erstellung eines Reports 8

9 Honey-ProfilingTM Die FoodScreenerTM Plattform FoodScreenerTM Plattform Food-ProfilingTM Module Bruker Remote Data analysis server SOP Probenvorbereitung SOP Probenmessung Eigene Analyse durch Kunden (in der Forschung) 9

10 Honey-ProfilingTM Übersicht Release 1.0 Quantifizierung von 36 Komponenten 10 Zucker 8 Aminosäuren 3 Säuren 5 Markern (z.b. Manuka, Kastanie) 10 Degradationsparameter / Fermentationsprodukte Datenbank und Statistische Analyse Basiert auf Referenzproben Klassifizierungsmodell für Konsistenzprüfungen Verifikationsmodell für non-targeted Suche von Abweichungen Targeted Modelle für den Nachweis von Zucker/Sirup 10

11 Honey-ProfilingTM Referenzdatenbank und statist. Modelle mehr als 40 Länder mehr als 20 bot. Herkünfte Honigtau Honige, polyflorale Honige, monoflorale Honige, z.b.: Akazie, Buchweizen, Kastanie, Koriander, Eukalyptus, Lavendel, Linde, Lychee, Manuka, Raps, Sonnenblume, Thymian, Vitex, etc. Targeted Modelle für den Nachweis von Zucker/Sirup 9 Verifikationsmodelle Daraus ergeben sich die folgenden: Klassifikationsmodelle Botanischer Ursprung für 3 Varietäten (Linde, Akazie/Robinie, Manuka) Geographischer Ursprung für 9 Länder/Regionen (Bulgarien / Rumänien, Chile, China, Kuba, Ungarn, Mexiko, Thailand, Ukraine, Vietnam) 11

12 Honey-Profiling Report Quantitative Ergebnisse Qualitätskontrolle durch Messung vieler relevanter Komponenten: Zucker Organische Säuren Prolin & andere Aminosäuren HMF Ethanol Andere Degradationsparameter / Fermentationsprodukte 5 Marker-Komponenten (z.b. Manuka, Kastanie) Konzentrationsvergleiche der Probenkomponenten mit den Referenzkonzentrationen für ähnliche Proben (Konzentrationsverteilungskurven) Auszug aus der Tabelle der quantitativen Ergebnisse 12

13 Honey-Profiling Report Quantitative Ergebnisse: 36 Komponenten 13

14 Honey-Profiling Report Klassifikationsmodell für geografischen Ursprung Verifikation der Produktbeschriftung - Konsistenz des geografischen Ursprungs European model American model Asian model 14

15 Honey-Profiling Report Klassifikationsmodell für botanischen Ursprung Verifikation der Produktbeschriftung - Konsistenz des botanischen Ursprungs 15

Honey-Profiling Report Non-targeted Verifikationsanalyse Betrugsnachweis und Aufdeckung von Qualitätsmängeln, non-targeted: Non-targeted Verifikationsmodelle für: Blütenhonig (generell) Waldhonig

16 Honey-Profiling Report Non-targeted Verifikationsanalyse Betrugsnachweis und Aufdeckung von Qualitätsmängeln, non-targeted: Non-targeted Verifikationsmodelle für: Blütenhonig (generell) Waldhonig (generell) Blütenhonig (Ursprung: Amerika Zentral/ Süd) Blütenhonig (Ursprung: Asien Ost) Blütenhonig (Ursprung: Europa) Blütenhonig (Ursprung: Mexiko) Blütenhonig (Ursprung: Thailand) Blütenhonig (Ursprung: Ukraine) Manuka Excerpt of the report for a blossom honey 16

Honey-Profiling Report Non-targeted Verifikationsanalyse, Quantilplot Visualisierung durch den Quantilplot: Non-targeted Verifikation Modellspezifisch Vergleich mit

17 Honey-Profiling Report Non-targeted Verifikationsanalyse, Quantilplot Visualisierung durch den Quantilplot: Non-targeted Verifikation Modellspezifisch Vergleich mit Referenzdatenbank 3 Hauptbereiche: Aliphatischer Bereich, Zuckerbereich, Aromatischer Bereich, Authentischer Lindenhonig (schwarz) in Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) 17

18 Honey-Profiling Report Nachweis von Fremdzuckern und Sirupen Betrugsnachweis und Aufdeckung von Qualitätsmängeln, non-targeted: Maltotriose Verfälschung: Reissirup-Zugabe Hinzugefügte Sirupe und Fremdzucker Reissirup Maltose Oligosaccharide Beispiel für Honey-ProfilingTM: Nachweis einer verfälschten Probe (schwarz) mit Reissirup im Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) 18

19 Honey-Profiling Report Nachweis von Fremdzuckern und Sirupen Betrugsnachweis und Aufdeckung von Qualitätsmängeln, non-targeted: Deutscher Kornblumenhonig (schwarz) in Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) Chinesischer Vitex mit 44 % C4-Verfälschung (schwarz) in Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) 19

Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) Zitronensäure wurde zur ph-einstellung vom

20 Honey-Profiling Report erhöhter Säuregehalt Hohe Zitronensäurewerte können ein Indiz für Verfälschungen mit enzymatisch hergestellten Sirupen sein Polyfloraler Honig (schwarz) in Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) Zitronensäure wurde zur ph-einstellung vom enzymatischen Substrat verwendet Nach Beanstandung waren die hohen Werte wieder verschwunden 20

36 % Brassicaceae (Kreuzblütler) keine bot.

21 Honey-Profiling Report Verfälschung der bot. Herkunft Botanische Herkunft = Sonnenblume (Helianthus annuus) Pollenanalyse ergab 43% Helianthus Annus, 36 % Brassicaceae (Kreuzblütler) keine bot. Herkunft im Spektrum erkennbar Vermutung Pollenzugabe 43 % chinesische Sonnenblume (schwarz) im Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) 83 % ukrainische Sonnenblume (schwarz) im Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) 21

zur Datenbank (farbiger Hintergrund) geographische Herkunft (tropische

22 Honey-Profiling Report Hinweise für Wärmezufuhr Wärmezufuhr durch: Erhitzen, zu warme Lagerung zu beachten ist jedoch: Rapshonig (schwarz) in Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) geographische Herkunft (tropische Region) Polyfloraler Honig (schwarz) in Vergleich zur Datenbank (farbiger Hintergrund) 22

23 Honey-Profiling mittels NMR Honey-ProfilingTM Verifikationsanalyse Fremdzucker-/ Sirup-Zugabe Honigtyp Klassifikationanalyse Botanischer Ursprung Geografischer Ursprung Targeted Quantifizierung der Komponenten Zucker Organische Säuren Prolin & andere Aminosäuren Ethanol HMF 23

24 Innovation with Integrity 24

Ähnliche Dokumente

FoodScreener: industrielle Authentizitäts- und Qualitätskontrolle von Lebensmitteln

FoodScreener: industrielle Authentizitäts- und Qualitätskontrolle von Lebensmitteln Birk Schuetz, Andrea Steck, Monika Moertter, Manfred Spraul, Lea Heinz, Gudrun Hofmann, Claudia Napoli 10.11.2016 Innovation