Выявление фальсификаций меда на основе физико-химического анализа

Д. В. Грузнов; О. А. Грузнова; А. В. Лобанов; А. Б. Сохликов

doi:10.25514/CHS.2023.2.25009

Д. В. Грузнов Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии – филиал Федерального государственного бюджетного научного института Федерального научного центра Всероссийского научного института экспериментальной ветеринарии Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-6679-9466
О. А. Грузнова Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-0241-1482
А. В. Лобанов Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет», Москва, Россия; https://orcid.org/0000-0003-4205-7630
А. Б. Сохликов Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии – филиал Федерального государственного бюджетного научного института Федерального научного центра Всероссийского научного института экспериментальной ветеринарии Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-6402-4624

DOI: https://doi.org/10.25514/CHS.2023.2.25009

Ключевые слова: фальсификации меда, сахара, ферменты, 5-гидроксиметилфурфураль, пероксид водорода

Аннотация

Натуральный пчелиный мед – ценный пищевой продукт, пользующийся большой популярностью во многих странах мира. Однако, высокий спрос на него привел к учащению случаев фальсификаций. В России наиболее распространенными и сложными для выявления представляются два фальсификата – «искусственный мед» и «сахарный мед». В соответствии с требованиями нормативной документации (НД) их определение основывается на физико-химическом анализе, что, к сожалению, не всегда дает возможность получить достоверные результаты. Согласно литературным данным, о качестве меда позволяют также судить такие показатели, как уровень активности каталазы и D-глюкозо-1-оксидазы, а также концентрация пероксида водорода (H₂O₂). В статье приведены данные по определению возможности выявления указанных фальсификатов на основе оценки физико-химических показателей, рекомендованных НД, и дополнительных критериев, с целью повышения объективности получаемых результатов. Полученные данные сравнивались как с критериями НД, так и с физико-химическими показателями задействованных в экспериментах образцов натурального гречишного меда. Было установлено, что фальсификат «искусственный мед» не соответствовал требованиям НД по всем параметрам кроме содержания влаги. Также, была детектирована низкая ферментативная активность и концентрация H₂O₂(в 74 раза меньше, чем в натуральном меде). Другой фальсификат – «сахарный мед», в целом, по всем критериям соответствовал НД, поэтому его выявление было более сложным. Активность ферментов хотя и была снижена, но не столь значительно. К наиболее показательным параметрам можно было отнести только низкую концентрацию H₂O₂(в 7,1 раза меньше, чем в натуральном меде). Кроме того, недостаточное содержание H₂O₂в фальсификатах обуславливало существенное снижение их антибактериальной активности в отношении Escherichia coli (штамм 1257) и Staphylococcus aureus (штамм 209-P). Таким образом, концентрация H₂O₂ – важный показатель натуральности меда, его использование может быть целесообразным при подозрении на фальсификацию в качестве дополнительного критерия.

Литература

Kornienko, E.V., Zabolotnykh, M.V., & Kalikin, I.N. (2017). Organoleptic and physico-chemical indicators of honey in the Omsk region. Vestnik Omskogo GAU = Bulletin of the Omsk State Agrarian University, 4(28), 52–157 (in Russ).

Kumar, A., Gill, J.P.S., Bedi, J.S., Manav, M., Ansari, M.J., & Walia G.S. (2018). Sensorial and physicochemical analysis of Indian honeys for assessment of quality and floral origins. Food Research International, 108, 571–583. https://doi.org/10.1016/J.FOODRES.2018.04.005.

Boateng, A.A., Sumaila, S., Lartey, M., Oppong, M.B., Opuni, K.F.M., & Adutwum, L.A. (2022). Evaluation of chemometric classification and regression models for the detection of syrup adulteration in honey. LWT - Food Science and Technology, 163, 113498. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113498.

Bettar, I., González-Miret, M.L., Hernanz, D., Marconi, A., Heredia, F.J., & Terrab, A. (2019). Characterisation of Moroccan Spurge (Euphorbia) honeys by their physicochemical characteristics, mineral contents and colour. Arabian Journal of Chemistry, 12(8), 2052–2060. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2015.01.003.

Ediriweera, E.R.H.S.S., & Premarathna, N.Y.S. (2012). Medicinal and cosmetic uses of Bee’s Honey – a review. AYU (An International Quarterly Journal of Research in Ayurveda), 33(2), 178–182. https://doi.org/10.4103/0974-8520.105233.

Soares, S., Amaral, J.S., Oliveira, M.B.P.P., & Mafra, I. (2017). A comprehensive review on the main honey authentication issues: Production and origin. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 16(5), 1072–1100. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12278.

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

Samat, S., Enchang, F.K., Razak, A.A., Hussein, F.N., & Ismail W.I.W. (2018). Adulterated honey consumption can induce obesity, increase blood glucose level and demonstrate toxicity effects. Sains Malaysiana, 47(2) 353–365. https://doi.org/10.17576/jsm- 2018-4702-18.

Fakhlaei, R., Selamat, J., Razis, A.F.A., Sukor, R., Ahmad, S., Babadi, A.A. & Khatib, A. (2021). In vivo toxicity evaluation of sugar adulterated heterotrigona itama honey using zebrafish model. Molecules, 26, 6222. https://doi.org/10.3390/molecules26206222.

Cárdenas-Escudero, J., Galán-Madruga, D., & Cáceres, J.O. (2023). Rapid, reliable and easy-to-perform chemometric-less method for rice syrup adulterated honey detection using FTIR-ATR. Talanta, 253, 123961. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123961.

Dranca, F., Ropciuc, S., Pauliuc, D., & Oroian, M. (2022). Honey adulteration detection based on composition and differential scanning calorimetry (DSC) parameters. LWT - Food Science and Technology, 168, 113910. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123961.

Hao, Sh., Yuan, J., Cui, J., Yuan, W., Zhang, H., & Xuan, H. (2022). The rapid detection of acacia honey adulteration by alternating current impedance spectroscopy combined with 1H NMR profile. LWT - Food Science and Technology, 161, 113377. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113377

Grossi, M., & Ricco, B. (2017). Electrical impedance spectroscopy (EIS) for biological analysis and food characterization: a review. Journal of Sensors and Sensor Systems, 6(2), 303–325. https://doi.org/10.5194/jsss-6-303-2017.

Zhao, X., Zhuang, H., Yoon, S.C., Dong, Y.G., Wang, W., & Zhao, W. (2017). Electrical impedance spectroscopy for quality assessment of meat and fish: A review on basic principles, measurement methods, and recent advances. Journal of Food Quality, 2017, 6370739. https://doi.org/10.1155/2017/6370739.

Mousavi, M.M., Nemati, M., Nabili, A.A.A., Mahmoudpour, M., & Arefhosseini, S. (2016). Application of dispersive liquid-liquid microextraction followed by gas chromatography/mass spectrometry as effective tool for trace analysis of organochlorine pesticide residues in honey samples. Journal of the Iranian Chemical Society, 13, 2211–2218. https://doi.org/10.1007/s13738-016-0939-2.

de Souza, R.R., Fernandes, D.D.D., & Diniz, P.H.G.D. (2021). Honey authentication in terms of its adulteration with sugar syrups using UV-Vis spectroscopy and one-class classifiers. Food Chem, 365, 130467. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130467.

Valinger, D., Longin, L., Grbes, F., Benkovic, M., Jurina, T., Gajdos, J., & Tusek, A.J. (2021). Detection of honey adulteration-The potential of UV-VIS and NIR spectroscopy coupled with multivariate analysis. Lebensmittel-Wissenschaft und -Technologie- Food Science and Technology, 145, 111316. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111316.

Reshetnikova, I.O., Metlitsckih, S.V., Steklenev,a N.D., & Volov, A.N. (2021). Application of the HPLC-QTOF method for the identification and quantitative determination of impurities in the substance of the drug «Lomustine». Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 5(1), 137–155 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2021.1.19009.

Bondareva, L.G., Egorchenkova, O.E., & Fedorova, N.E. (2022). Determination of the content of nonionic surfactants in the air by spectrophotometry and gas-liquid chromatography. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 6(1), 148–162 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2022.1.21009.

Gruznova, O.A., Lobanov, A.V., Sokhlikov, A.B., & Gruznov, D.V. (2022). Determination of the correlation between 5-hydroxymethylfurfural content and hydrogen peroxide in honey. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 6(2), 215–226 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2022.2.23014.

Lavrukhina, O.I., Amelin, V.G., Kish, L.K., Tretyakov, A.V., & Lavrukhin, D.K. (2022). Determination of residual amounts of pesticides in environmental objects and food products. Review. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 6(2), 81–116 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2022.2.23006.

Gensitsky, I.P. (1968). On the enzymatic hydrolysis of sucrose in bee honey. Voprosy pitaniya = Nutrition Matters, 3, 90–91 (in Russ).

Zaikina, V.I. (2012). Examination of honey and ways to detect its falsification. М.: Publishing house “Dashkov and Co” (in Russ).

Aganin, A.V. (1985). Honey and its research. Saratov: "Publishing house of the Saratov University" (in Russ).

Chepurnoy, I.P. (2002). Examination of the honey quality. М.: Publishing house “Dashkov and Co” (in Russ).

Alygizou, A., Grigorakis, S., Gotsiou, P., Loupassaki, S., & Calokerinos, A.C. (2021). Quantification of Hydrogen Peroxide in Cretan Honey and Correlation with Physicochemical Parameters. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2021, 5554305. https://doi.org/10.1155/2021/5554305.

Flanjak, I., Strelec, I., Kenjerić, D., & Primorac, L. (2016). Croatian produced unifloral honey characterized 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.

Naumkin, V.P. (2002). Bees on buckwheat. Beekeeping, 5, 20–21 (in Russ).

Burmistrov, A.N., & Nikitina, V.A. (1990). Honey plants and their pollen. M.: "Rosagropromizdat" (in Russ).

Karpovich, I.V., Drebezgina, E.S., Elovikova, E.A., Legotkina, G.I., Zubova, E.N., Kuzyaev, R.Z., & Khismatullin, R.G. (2015). Pollen Atlas. Yekaterinburg: "Ural worker" (in Russ).

Kwakman, P.H.S., te Velde, A.A., de Boer, L., Vandenbroucke-Grauls, C.M.J.E., & Zaat, S.A.J. (2011). Two Major Medicinal Honeys Have Different Mechanisms of Bactericidal Activity. PLoS ONE, 6(3), 17709. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0017709.