Qualitätskontrolle von Honig mittels NIRS

Honig besteht hauptsächlich aus den Zuckern Glucose und Fructose, die bis zu 85 % seines Gesamtgewichts ausmachen. Darüber hinaus enthält er Saccharose, ein Disaccharid, das sich aus Fructose und Glucose zusammensetzt, und andere Disaccharide wie Maltose und Turanose, die in Konzentrationen von 0,5 bis 3,5 % vorhanden sind [1]. Der Zuckergehalt von Honig wird in der Regel mit Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) gemessen. Die Farbe des Honigs ist ein Qualitätsmerkmal, das von den Verbrauchern bewertet wird und eine wichtige sensorische Eigenschaft auf dem Imkermarkt darstellt. International werden die verschiedenen Honigsorten anhand der Pfund-Farbskala klassifiziert. Mit der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) können alle diese Qualitätsparameter des Honigs in wenigen Sekunden ohne Probenvorbereitung gleichzeitig gemessen werden.

Abbildung 1. Der OMNIS NIR Analyzer Solid von Metrohm.

Reine Honigproben wurden mit einem OMNIS NIR Analyzer Solid gemessen (Abbildung 1). Alle Messungen wurden im Transflexionsmodus (1000-2250 nm) unter Verwendung eines Reflektors mit 2 mm Spaltgröße und 28 mm Einwegfläschchen durchgeführt. Die OMNIS-Software wurde für die gesamte Datenerfassung und die Entwicklung von Vorhersagemodellen verwendet.

HPLC war die Referenzmethode zur Messung der Konzentration von Glucose, Fructose, Saccharose, Maltose und Turanose in Honig. Die Farbe wurde mit einem Pfund-Farbmessgerät und der Pfund-Skala gemessen, die von 0 bis 140 mm reicht (von sehr hellem Honig bis zum dunkelsten Honig).

Die erhaltenen NIR-Spektren der Honigproben (Abbildung 2) wurden zur Erstellung von Prognosemodellen für die Quantifizierung des Glucose-, Fructose-, Saccharose-, Maltose- und Turanosegehalts sowie der Farbe verwendet. Die Qualität der Vorhersagemodelle wurde anhand von Korrelationsdiagrammen (Abbildungen 3-8) bewertet, die eine sehr hohe Korrelation zwischen der NIR-Vorhersage und den Referenzwerten zeigen. Die entsprechenden Gütezahlen (FOM) zeigen die erwartete Genauigkeit einer Vorhersage bei der Routineanalyse.

Abbildung 2. NIR-Spektren von Honig, analysiert mit dem OMNIS NIR Analyzer Solid.

Ergebnis Honig Glucosegehalt

Abbildung 3. Korrelationsdiagramm und die entsprechenden Gütezahlen für die Vorhersage des Glukosegehalts in Honig.

R²	SEC (%)	SECV (%)	SEP (%)
0.781	1.51	1.56	1.52

Ergebnis Honig Fructosegehalt

Abbildung 4. Korrelationsdiagramm und die entsprechenden Gütezahlen für die Vorhersage des Fructosegehalts in Honig.

R²	SEC (%)	SECV (%)	SEP (%)
0.527	0.67	0.73	0.64

Ergebnis Honig Saccharosegehalt

Abbildung 5. Korrelationsdiagramm und die entsprechenden Gütezahlen für die Vorhersage des Saccharosegehalts in Honig.

R²	SEC (%)	SECV (%)	SEP (%)
0.917	0.29	0.32	0.25

Ergebnis Honig-Maltosegehalt

Abbildung 6. Korrelationsdiagramm und die entsprechenden Gütezahlen für die Vorhersage des Maltosegehalts in Honig.

R²	SEC (%)	SECV (%)	SEP (%)
0.557	0.30	0.33	0.30

Ergebnis Honig-Turanosegehalt

Abbildung 7. Korrelationsdiagramm und die entsprechenden Gütezahlen für die Vorhersage des Turanosegehalts in Honig.

R²	SEC (%)	SECV (%)	SEP (%)
0.665	0.30	0.31	0.33

Ergebnis Farbe

Abbildung 8. Korrelationsdiagramm und die entsprechenden Gütezahlen für die Vorhersage der Farbe von Honig.

R²	SEC (mm)	SECV (mm)	SEP (mm)
0.578	12.56	13.56	14.58

Diese Application Note zeigt die Vorteile der Nahinfrarotspektroskopie für die Qualitätskontrolle von Honig. Farbe, Glucose-, Fructose-, Saccharose-, Maltose- und Turanosegehalt können gleichzeitig in nur wenigen Sekunden gemessen werden.

Für die Messungen mit der NIR-Spektroskopie sind weder eine Probenvorbereitung noch Lösungsmittel erforderlich, so dass die Anwender Zeit und Geld sparen. Durch den Einsatz von NIRS ist im Vergleich zu anderen herkömmlichen Methoden nur eine einzige Analysetechnik für die Probenmessung erforderlich (Tabelle 1). Und schließlich erfordert NIRS im Gegensatz zur HPLC kein geschultes technisches Personal zur Durchführung der Messungen.

**Tabelle 1.** Überblick über Analysemethoden zur Bestimmung von Referenzwerten in Honig.
Parameter	Methode	Zeit zum Ergebnis
Glukose, Fruktose, Saccharose, Maltose, Turanose	HPLC	~5 min (Vorbereitung) + ~40 min (HPLC)
Farbe	Pfund-Methode	~5 min

Kolayli, S.; Boukraâ, L.; Şahin, H.; et al. Sugars in Honey. In Dietary Sugars: Chemistry, Analysis, Function and Effects; 2012; pp 3–15.

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