Аннотация

Мёд, благодаря своим органолептическим качествам и питательным свойствам, является ценным ингредиентом в пищевой промышленности. Однако мёд стал одним из самых фальсифицируемых продуктов. Нарушение технологии при производстве мёда является одной из главных проблем, угрожающих стабильному развитию и деятельности пчеловодческой отрасли. Разработка способов определения подлинности мёда и продуктов на его основе является востребованным направлением исследований. С целью идентификации мёда авторами проведен анализ отношений стабильных изотопов легких элементов в его отдельных компонентах.
В ходе исследования изучили 36 образцов мёда различного географического и ботанического происхождения, а также 5 образцов сахарных сиропов из различного сырья. Для установления числовых значений показателей изотопных характеристик легких элементов применяли изотопный масс-спектрометр Delta Advantage V (США – Германия), с дополнительными модулями Flash IRMS и Conflo IV.
В исследуемых образцах измерили значения показателей отношений стабильных изотопов углерода: в мёде (брутто) δ¹³С и азота δ¹⁵N в его белковой фракции, а также показатели δ¹³C, δ¹⁸О и δ²Н этанола, выделенного из ферментированного мёда. Анализ значений показателей δ¹³С брутто и δ¹³С белковой части меда позволяет рассчитать количество внесенных сахаров, полученных из кукурузы и тростника. В двух образцах были обнаружены экзогенные сахара в количестве 6,5 и 18 % в пересчёте на тростниковый сахар.
Проведенные исследования показали, что использование метода изотопной масс-спектрометрии позволяет выявить образцы мёда, содержащие экзогенные сахара. На основании методики AOAC 998.12., в 2 образцах мёда из 36 было выявлено присутствие экзогенных сахаров из С4-типа растений. Однако данный метод не позволяет выявить присутствие внесенных сахаросодержащих веществ из С3-типа растений. Были проведены исследования значений показателей δ¹³C, δ¹⁸О и δ²Н этанола, выделенного из ферментированного мёда. Установлено, что показатель δ¹⁸O может выступать в качестве идентификационного критерия при установлении присутствия сахаров из С3-типа растений в меде. Изучение отношений изотопов азота в белковой части мёда может быть полезным инструментом для определения его подлинности и дополнительным критерием идентификации пчеловодческой продукции. В ходе работы был получен патент (RU2809285C1) по определению экзогенных сахаросодержащих веществ в пчелином мёде.

Ключевые слова

Мёд, продукты пчеловодства, идентификация, фальсификация, изотопная масс-спектрометрия легких элементов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Khatun MA, Yoshimura J, Yoshida M, Suzuki Y, Huque R, Kelly SD, et al. Isotopic characteristics (δ13C, δ15N, and δ18O) of honey from Bangladesh retail markets: Investigating sugar manipulation, botanical and geographical authentication. Food Chemistry. 2024;435:137612. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.137612
2. Ždiniaková T, Lörchner C, De Rudder O, Dimitrova T, Kaklamanos G, Breidbach A, et al. EU Coordinated action to deter certain fraudulent practices in the honey sector. JRC Technical Report. 2023. https://data.europa.eu/doi/10.2760/184511
3. Ковалев А. М. Учебник пчеловода: Учебник для сельского профессионального технического училища. Москва: Колос, 1973. 432 с.
4. 70 percent of honey in Russia may be adulterated: how to recognize deception [Internet]. [cited 2024 Jan 15]. Available from: https://www.gastronom.ru/text/nepravilnyj-med-do-70-meda-v-rossii-mozhet-okazatsya-falsificirovannym-1017587.
5. Tosun M. Detection of adulteration in honey samples added various sugar syrups with 13C/12C isotope ratio analysis method. Food Chemistry. 2013;138(2–3):1629–1632. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.11.068.
6. Ajlouni S, Sujirapinyokul P. Hydroxymethylfurfuraldehyde and amylase contents in Australian honey. Food Chemistry. 2010;119(3):1000–1005. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.07.057
7. Chen C-T, Chen B-Y, Nai Y-S, Chang Y-M, Chen K-H, Chen Y-W. Novel inspection of sugar residue and origin in honey based on the 13C/12C isotopic ratio and protein content. Journal of Food and Drug Analysis. 2019;27(1): 175–183. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2018.08.004
8. Kawashima H, Suto M, Suto N. Stable carbon isotope ratios for organic acids in commercial honey samples. Food Chemistry. 2019;289:49–55. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.03.053
9. Cabañero AI, Recio JL, Rupérez M. Liquid Chromatography Coupled to Isotope Ratio Mass Spectrometry: A New Perspective on Honey Adulteration Detection. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2006;54(26):9719–9727. https://doi.org/10.1021/jf062067x
10. Xu JZ, Liu X, Wu B, Cao YZ. A comprehensive analysis of 13C isotope ratios data of authentic honey types produced in China using the EA-IRMS and LC-IRMS. Journal Food Science Technology. 2020;57(4):1216–1232. https://doi.org/10.1007/s13197-019-04153-2
11. Vetrova OV, Melkov VN, Simonova GV, Kalashnikova DA. Detection of honey adulterations with sugar syrups by stable isotope mass spectrometry. Journal of Analytical Chemistry. 2017;72(7):756–760. https://doi.org/10.1134/S1061934817070152; https://www.elibrary.ru/XNGJKQ
12. Tsagkaris AS, Koulis GA, Danezis GP, Martakos I, Dasenaki M, Georgiouc CA, et al. Honey authenticity: analytical techniques, state of the art and challenges. RSC Advances. 2021;11:11273–11294. https://doi.org/10.1039/d1ra00069a
13. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Kharlamova LN. Determination of the carbon isotope 13C/12C in ethanol of fruit wines in order to define identification characteristics. Food and raw materials. 2016;4(1):141–147. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-141-147
14. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Sviridov DA, Ganin MYu, Shilkin AA. Traditional siders and perry identification by isotope mass spectrometry. Food Industry. 2021;4:55–57. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/0235-2486-2021-4-0036 ; https://www.elibrary.ru/XLXEAU
15. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Ganin MYu. Isotopes of Carbon, Oxygen, and Hydrogen Ethanol in Fruit Wines. Food Processing: Techniques and Technology. 2020;50(4):717–725. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-717-725; https://www.elibrary.ru/TRNZXN
16. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Sviridov DA. Geographical place of origin influence on isotope characteristics of ethanol elements and wine aquatic component. Food industry. 2020;(12):78–80. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0235-2486-2020-10152; https://www.elibrary.ru/MVIQNZ
17. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Peschanskaya VA. Аpplication features of isotopic mass spectrometry when analyzing carbon ethanol in cognac and cognac distillates. Winemaking and viticulture. 2016;3:4–7. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/0235-2486-2021-4-0036; https://www.elibrary.ru/WFSBFD
18. Талибова А., Колеснов А. Оценка качества и безопасности пищевой продукции методом изотопной масс-спектрометрии // Аналитика. 2011. № 1. С. 44–48. https://www.elibrary.ru/PIEIFJ
19. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Sviridov DA, Ganin MYu, Shilkin AA. Using the isotope mass spectrometry method to detect the presence of exogenous sugars in honey. Food Industry. 2023;(12):105–113. (In Russ.). https://doi.org/10.52653/PPI.2023.12.12.021; https://www.elibrary.ru/BHHQJQ
20. AOAC official methods of analysis. Method 998.12: C-4 plant sugars in honey, internal standard stable carbon isotope ratio method, AOAC Int. Gaithersburg MD USA. 1999;44:27–30.
21. Rogers KM, Cook JM, Krueger D, Beckmann K. Modification of AOAC Official Method SM 998.12 to Add Filtration and/or Centrifugation: Interlaboratory Comparison Exercis. Journal of AOAC International. 2013; 96(3):607–614. https://doi.org/10.5740/jaoacint.12-386
22. Bocian A, Buczkowicz J, Jaromin M, Hus KK, Legáth J. An Effective Method of Isolating Honey Proteins. Molecules. 2019;24(13):2399. https://doi.org/10.3390/molecules24132399
23. White JW, Doner LW. The 13C/12C ratio in honey. Journal of Apicultural Research.1978;17:94–99. https://doi.org/10.1080/00218839.1978.11099910
24. Trifkovic J, Andric F, Ristivojevic P, Guzelmeric E, Yestilada E. Analytical Methods in Tracing Honey Authenticity. Journal of AOAC in International. 2017;100(4):827–839. https://doi.org/10.5740/jaoacint.17-0142
25. Kalashnikova DA, Simonova GV. Ratios of stable isotopes 13C/12C and 15N/14N in samples of dead honey bees and beekeeping products. Journal of Analytical Chemistry. 2021;76(4):359–368. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S004445022104006X; https://www.elibrary.ru/JHBSUQ
26. Taki H, Ikeda H, Nagamitsu T, Yasuda M, Sugiura S, Maeto K, et al. Stable nitrogen and carbon isotope ratios in wild native honeybees: the influence of land use and climate. Biodivers Conserv. 2017;26:3157–3166 https://doi.org/10.1007/s10531-016-1114-x
27. Stocker A, Rossmann A, Kettrup A, Bengsch E. Detection of royal jelly adulteration using carbon and nitrogen stable isotope ratio analysis. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2005;20(2):181–184. https://doi.org/10.1002/rcm.2287
28. Dinca O-R, Ionete RE, Popescu R, Costinel D, Radu G-L. Geographical and Botanical Origin Discrimination of Romanian Honey Using Complex Stable Isotope Data and Chemometrics. Food Analitical Methods. 2015;8:401–412.https://doi.org/10.1007/s12161-014-9903-x
29. Izol E, Kaya E, Karahan D. Investigation of Some Metals in Honey Samples Produced in Different Regions of Bingöl Province by ICP-MS. Mellifera. 2021;21:1–17.