Apimondia - Apiacta - Artikel - Die Wirkung der zeitweiligen Wärmebehandlung des Honigs auf seine qualitativen Variationen während der Lagerung

Der Bienenhonig ist eines der bedeutendsten Exportprodukte der Yucatan-Halbinsel. Durch die Konkurrenz der anderen Länder erfolgt der internationale Handel mit diesem Produkt immer schwieriger. Die Erwärmung des Honigs kann bestimmte chemische Reaktionen beschleunigen, die während der Lagerung die Honigqualität verschlechtern. Die vorliegende Untersuchung steckte sich als Ziel festzustellen, welchen Einfluß die zeitweilige Erwärmung des Honigs auf seine bedeutendsten Merkmale während der Lagerung ausübt. Bei der Untersuchung verwendeten wir "Tahonal"- (Viguiera dentata var. heliantoides) und "Dzidzilché"honig (Gimnopodium antigonoides Blake). Mustern dieser beiden Honigsorten wurden auf 55 0C während 3, 6, 9 und 15 Minuten erwärmt und danach stehenge-lassen, damit sie auf Raumtemperatur (26 ± 2 0C) auskühlen. Bei dieser Raumtemperatur wurden sie dreieinhalb Monate gelagert. Nach dieser Periode wurden zur Einschätzung Proben entnommen. Ver-folgt wurden die Veränderungen der Diastaseaktivität, der Farbe, des Säuregrades und des HMFs. Die zeitweilige Erwärmung der Honigproben beeinflußte die Qualität der untersuchten Merkmale nicht signi-fikant, außer der Diastaseaktivität des Dzidzilchéhonigs, die sich verringerte. Während der Lagerung wurde beim Tahonalhonig ein größeres Ansteigen des HMFs festgestellt als beim Dzidzilchéhonig, ohne daß die Variation von der anfänglichen Erwärmung beeinflußt worden ist. Die zeitweilige Erwär-mung während 9 und 15 Minuten beeinflußte signifikant nur das Ansteigen des Säuregrades des Tahonalhonigs während seiner Lagerung. Außerdem wurde die Farbe des Tahonalhonigs viel schneller dünkler als die des Dzidzilchéhonigs, wobei diese Differenz nicht durch das Erwärmen beeinflußt war. Im allgemeinen wurde die Schlußfolgerung gezogen, daß die anfängliche Wärmebehandlung die Veränderung gewisser Qualitätsparameter beeinflußte und daß das Verhalten der beiden Honigsorten während der Lagerung unterschiedlich war, wahrscheinlich eine Ursache ihrer unterschiedlichen Zusammensetzung.

Bienenhonig / Erwärmung / Qualität / Lagerung / Tahonal / Dzidzilché / HMF / Dynamismus

Schon seit altersher wird der Bienenhonig als Lebensmittel verbraucht. Der Bienenhonig ist eine komplexe Mischung von Wasser, Zuckern (Glukose, Fruktose, Saccharose, Maltose, hochwertige Zucker), Glukonsäure, Lakton, Stickstoffver-bindungen, Mineralstoffen und einigen Vitaminen.

Er ist ein natürliches Produkt mit großen Variationen seiner Zusammen-setzung und Merkmale, verursacht vor allem durch die geographische und botanische Herkunft (MATEU, 1993). Seine bedeutendsten Merkmale hängen von der Blütenherkunft des bieneneingebrachten Nektars ab. Deshalb werden die ver-schiedenen Honigsorten abhängig von ihren bedeutendsten organoleptischen Merkmale, wie Farbe, Aroma, Geschmack, Konsistenz, Kristallisierungsgrad während der Lagerung, definiert. Außerdem unterscheiden sich die verschiedenen Honigsorten mehr oder weniger durch ihre chemische Zusammensetzung, vor
allem pH, Säuregrad, Gehalt und Verhältnis der Kohlenwasserstoffe, organische Säuren, Mineralstoffe und Stickstoffverbindungen.

Die bedeutendsten Qualitätsfaktoren, die im internationalen Honighandel außer den sensoriellen Merkmalen (Aroma, Farbe und Geschmack) verwendet werden, sind Wassergehalt, HMF-Gehalt und Diastase-Index, wobei die letzten zwei sehr stark von der Erwärmung und der Lagerungsperiode beeinflußt werden (ANÓNIMO, 1984). In den letzten Jahren war im internationalen Handel das HMF ausschlagebend.

HMF ist ein zyklisches Aldehyd (C6H6O3), das durch den Abbau der Zucker entsteht, hauptsächlich durch Entwässerung der Fruktose und Glukose in saurem Medium und vor allem bei ansteigender Temperatur (BADUI, 1986; ESPINOZA-MANSILLA et al., 1993). Es wurde festgestellt, daß die wärmebedingte Erzeugung des HMFs im Honig eine Dynamik ersten Grades befolgt (JUÁREZ-SALOMO und VALLE-VEGA, 1995) und daß seine Bildung autokatalytisch ist (GHOSHDASTI-DAR, CHAKRABARTI, 1992).

Manchmal wird der Honig während seiner Konditionierung und Abfüllung aus verschiedenen Gründen, wie Verringerung der Zähflüssigkeit, Auflösung gro-ber Kristalle und Zerstörung der Hefen (DETROY, 1979; SKOWRONEK et al., 1994; CRANE, 1985), einer zeitweiligen kontrollierten Erwärmung ausgesetzt. Diese Erwärmung wie auch eine ansteigende Temperatur während seines Trans-ports und seiner Lagerung können trotzdem den HMF-Gehalt um etwas erhöhen (SINGH et al., 1948; WHITE, 1980).

Obwohl verschiedene Untersuchungen über die Bildung von HMF während der Honiglagerung und über die Veränderungen der bedeutendsten Qualitäts-merkmale unternommen worden sind, enthält die nachgeschlagene Literatur keinen einzigen Hinweis auf den Einfluß der Honigsorte auf seine Bildungskynetik.

Entsprechende Gewinnungsmethoden des Honigs an Ort und Stelle si-chern ein qualitätsmäßiges Produkt (ROOT, 1976). Eine falsche Handhabung kann aber die Qualität senken. Trotzdem beweisen einige Untersuchungen, daß das bedeutendste Parameter, das die optimale Qualität eines Honigs sichert, die Tem-peratur ist (WINKLER, 1955). Es darf nicht außer Acht gelassen werden, daß in den Tropenländern die Durchschnittstemperaturen der Umwelt signifikant höher sind als in den Ländern mit gemäßigtem Klima. Während der Gewinnung und Lagerung des Honigs in den Tropen stehen die Behälter ziemlich lange in der Sonne, wobei sie sich außergewöhnlich stark erwärmen können (ROOT, 1976).

Auf der Yucatan-Halbinsel (Mexiko) werden vor allem zwei Honigsorten mit unterschiedlichen Merkmalen erhalten, die unter der Bezeichnung Tahonal- (Viguiera dentata var. heliantoides) und Dzidzilchéhonig (Gimnopodium antigon-oides Blake) bekannt und auf dem internationalen Markt stark gefragt sind.

Andererseits sind viele Imker der Yucatan-Halbinsel der Meinung, daß die zeitweilige Erwärmung des Honigs einige chemische Reaktionen beschleunigt, die während der Lagerung die Qualität vermindern können. Dieses geschieht vor allem wegen der katalytischen Wirkung der bedeutendsten Säuren auf die anwesenden Zucker (CRANE, 1985), was ein unerwünschtes Ansteigen verschiedener Bestandteile, wie das HMF, und gleichzeitig die Bildung dunkelfarbiger Pigmente her-vorruft, die die Farbe verändern können. Das Hauptziel dieser Untersuchung war eine Einschätzung der Wirkung der momentanen Erwärmung von Tahonal- und Dzidzilchéhonig auf die Variation der bedeutendsten kommerziellen Qualitäts-merkmale während der Lagerung.
Material und Methode

Wir verwendeten Tahonal- und Dzidzilchéhonigproben, die wir im Staate Yucatan (Mexiko) während der Gewinnungssaison den gedeckelten Waben ent-nommen haben. Von jeder Honigsorte wurde eine Partie verwendet, die zur Ent-fernung der obenaufschwimmenden Partikel kalt gefiltert wurde. Der Honig einer jeden Sorte wurde in vier Portionen eingeteilt, mit denen die vier einzuschätzenden Behandlungen erfolgten: Erwärmung auf 55 0C (gemäßigte Temperatur, die keine großen Veränderungen der Honigmerkmale verursacht) während 3, 6, 9 und 15 Minuten. Die angewandten Wärmebehandlungen erfolgten auf Wasserbad mit kon-trollierter Temperatur, wobei die Honigtemperatur direkt gemessen wurde. Die er-wärmten Proben kühlten bei Raumtemperatur (26 ± 2 0C) aus und wurden bei die-ser Temperatur gelagert. Periodisch (jeden 11. Tag) wurden im Laufe von dreiein-halb Monaten mengenmäßig geringe Mustern für die Analyse entnommen. Bes-timmt wurde die Wirkung der Erwärmung auf die Veränderungen der bedeutend-sten Qualitätsmerkmale während der Lagerung: Diastaseaktivität, Farbe, Säure-grad und HMF. Die Untersuchung erfolgte im Duplikat.

Analytische Methoden

Bei der Analyse wurden die vom Mexikanischen Qualitätsstandard und vom Codex Alimentarius empfohlenen Methoden verwendet.

Der Wassergehalt (%) wurde mit einem Abbé-Refraktometer gemessen; außerdem erfolgten die entsprechenden Korrektionen der Ablesungen bei 20 0C.

Die Diastaseaktivität wurde anhand der von HADORN (1962) geänderten Spektrophotometrie-Methode von SCHADE et al. (1961) unternommen. Sie fußt auf der Messung der Zeit, die notwendig ist, damit das natürlicherweise im Honig vorkommende Enzym Diastase eine bekannte Stärkemenge hydrolisiert. Diese wurde einer verflüssigten Honigprobe zugefügt, deren pH mit einer Pufferlösung auf 5,1 in Anwesenheit von Jod gebracht wurde (MILLO, 1976).

Die Farbe wurde mit freiem Auge mit einem Pfund-Kolorimeter bestimmt.

Der gesamte Säuregrad wurde durch die Trituration einer Honigprobe mit einer 0,1 N Natriumhydroxidlösung bis zu einem pH 8,3 volumetrisch bestimmt, wobei das Ergebnis in Säuremilliäquivalenten /100 g Honig gegeben wurde.

Der HMF-Gehalt wurde durch die Spektrophotometrie-Methode von WINKLER (1955) bestimmt, die auf der Reaktion mit Thyobarbitursäure und p-Toluidin fußt.

Datenanalyse

Zur mengenmäßigen Bestimmung der gesamten Variation des HMF-Gehalts während der Lagerung wurden zwei Fraktionen berechnet (PAREDES, 1983), scheinbarer monatlicher Wachstumskoeffizient (WK) und Wachstumsfaktor (WF) benannt. Der erste wurde berechnet, um einen Durchschnittswert zu erhal-ten, der auf die monatliche Variation des HMFs bezogen wurde, der zweite, um einen Faktor zu erhalten, der die Einschätzung des HMF-Gehalts nach einer ge-wissen Lagerungszeit abhängig von seiner Anfangskonzentration erlaubt.

Diese Faktoren wurden anhand folgender Gleichungen berechnet:

HMF
CC = ----------
t

EndHMF
FC = -----------------
AnfangsHMF

Die erhaltenen Ergebnisse wurden statistisch mit der Statistikpackung Statgraphics® analysiert.

Ergebnisse und Diskussionen

Allgemeine anfängliche Merkmale des Honigs

Die Proben der beiden untersuchten Honigsorten (Tab. I) waren gleich und entsprachen dem Qualitätsstandard, wobei der HMF-Gehalt niedrig war, ein Beweis, daß der Honig vor kurzer Zeit gewonnen und nicht erwärmt worden ist.

Tabelle I - Sensorielle, physikalische und chemische Merkmale des Tahonal- und Dzidzilchéhonigs

Merkmal	Tahonal	Dzidzilché
Aroma und Geschmack	charakteristisch	charakteristisch
Wassergehalt (%)	20,0	18,48
Diastaseaktivität (° Schade)	32,5	34,17
HMF (mg/kg)	2,85	2,63
Farbe (° Pfund)	42,0	45,0
Gesamtsäure (meq/kg)	38,3	39,9
pH	3,55	3,70

Variation des Diastase-Index (ID)

Die anfängliche Diastaseaktivität war bei beiden Honigsorten gleich (Abb.1), obwohl die Anfangserwärmung verschiedene Wirkungen auslöste. Im Falle des Tahonalhonigs sank sie signifikant und bei allen vier Behandlungen (von 32,6 auf 25,8 0Schade) in gleichem Maße, während beim Dzidzilchéhonig nur das anfängliche Erwärmen während 9 und 15 Minuten ein signifikantes Sinken (von 34,2 auf 31,7 0Schade) gegenüber den während 3 und 5 Minuten erwärmten Pro-ben verursachte. Diese Differenz wurde während der gesamten Lagerungszeit bei-behalten (Abb. 1).

Während der Lagerung verhielten sich die Veränderungen des Diastase-Index (DI) in den Proben, die den vier Behandlungen der zwei Honigsorten (Taho-nal und Dzidzilché) entsprachen, gleich, denn bei beiden sank der DI ständig. Nach 23 Lagerungswochen verlor der Tahonalhonig an die 35% seiner Aktivität, der Dzidzilchéhonig zwischen 61 und 71% seiner Aktivität, abhängig von der Er-wärmungszeit. Dieses allgemeine Verhalten wurde in verschiedenen Untersuchun-gen beobachtet (WHITE, 1964; IMÁN, 1990). Die anfängliche Erwärmung der bei-den Honigsorten übte keinen signifikanten katalytischen Einfluß auf die Geschwin-digkeit seiner Abnahme während der Lagerung aus. Diese Ergebnisse lassen die Schlußfolgerung zu, daß die Honigsorte das Sinken des DIs während der Lagerung signifikant beeinflußte, was als eine Wirkung der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung der beiden Honige gedeutet werden kann.

Variation des HMF-Gehalts

Bei beiden Honigsorten war der anfängliche HMF-Gehalt niedrig - an die 3 mg/kg (Abb. 2). Die Erwärmung der Honigproben verursachte in beiden Fällen nur ein leichtes Ansteigen, das praktisch nicht von der Behandlungszeit abhing, da ein Ansteigen bis zu Konzentrationen von rund 5 mg/kg verzeichnet wurde.

Bezüglich der anfänglichen Erwärmung wurde innerhalb dieser Unter-suchung keine signifikante Differenz zwischen den vier Behandlungen einer jeden Honigsorte festgestellt. Dieses beweist, daß die anfängliche Erwärmung der Honigproben keine katalytische Wirkung auf das Ansteigen des HMFs während der Lagerung ausübte.

Während der Lagerung verhielten sich die Veränderungen des HMF-Gehalts der beiden Honigsorten (Tahonal und Dzidzilché) nach den vier Behand-lungen der Proben gleich, denn bei beiden stieg das HMF ständig bis zum Ende der Lagerung an. Die Proportionen unterschieden sich aber (Abb. 2). In beiden Fällen war dieses Ansteigen nicht linear. Nach 23 Lagerungswochen stieg die Konzentration im Tahonalhonig bis zu 30 mg/kg (900%) an, während dieses im Dzidzilchéhonig 16 mg/kg (433%) betrug. Dieses allgemeine qualitative Verhalten (signifikantes Ansteigen) entspricht dem Verhalten in anderen Untersuchungen (WHITE, 1964; SKOWRONEK et al., 1994; GHOSHDASTIDAR, 1992; IMÁN, 1990; HADORN, 1962).

Trotzdem kann von quantitativer Sicht beobachtet werden, daß das An-steigen der HMF-Konzentration während der Lagerung im Tahonalhonig signifikant höher war als im Dzidzilchéhonig, bewiesen durch die Werte nach 23 Lagerungs-wochen (um 32 und 16 mg/kg im Tahonal- bzw. im Dzidzilchéhonig) und durch die monatlichen scheinbaren Wachstumskoeffizienten (WK) und die durchschnittlichen scheinbaren Wachstumsfaktoren (WF): 4,4 und 7,3 für den Tahonalhonig und 2 und 3,5 für den Dzidzilchéhonig. Die Wachstumskoeffizienten (WK) sind signifikant höher als die, die GONNET (1979) feststellte, als er die Honige aus kalten und warmen Zonen untersuchte: 1,1 mg/kg bzw. 2,1 mg/kg ohne Erwähnung der Honigsorten.

Bei der Analyse der Wachstumsdynamik der HMF-Konzentration während der Lagerung konnte eine Dynamik ersten Grades festgestellt werden, wobei das Verhältnis der Art:

In C/Co = Kt,

beachtet wurde, in welchem
C = HMF-Konzentration (mg/kg) nach einer Lagerungszeit "t" (in Wochen),
Co = anfängliche HMF-Konzentration zu Beginn der Lagerung,
K = Konstante der Reaktion ersten Grades..

Die Werte der erhaltenen K-Konstanten der beiden eingeschätzten Honige (Tab. II) bestätigen, daß das Modell sich für die hohen erhaltenen Korrelations-koeffizienten und für die verschiedenen Bildungsgeschwindigkeiten der Werte der K-Konstante in den beiden Honigsorten sehr gut eignet

Tabelle II - Korrelationskoeffizienten und Bildungskonstante (ersten Grades) des HMFs während der Honiglagerung

Erwärmungszeit (min)	Tahonal		Dzidzilché
Erwärmungszeit (min)	Korrelationskoeffizient	K, kynetische Konstante	Korrelationskoeffizient	K, kynetische Konstante
3	0,973	0,0380	0,983	0,0248
5	0,980	0,0393	0,986	0,0247
9	0,979	0,0355	0,989	0,0226
15	0,979	0,0324	0,994	0,0225

Dieses so stark unterschiedliche Verhalten der beiden Honigsorten im Falle dieses Parameters kann als eine Wirkung ihrer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung gedeutet werden, die durch ihre Blütenherkunft, vor allem aber dem Reduzierzucker, verursacht wird. Das Ansteigen der HMF-Konzentration steht mit der Herabsetzung des Fruktosegehalts in Verbindung (HADORN, 1962). Dieses Ergebnis läßt uns schlußfolgern, daß für jede Honigsorte die Geschwindig-keit des HMF-Ansteigens während der Lagerung berechnet werden müßte.

Variation des Säuregrads

Der anfängliche Säuregrad war im Dzidzilchéhonig etwas höher (40 meq/kg) als im Tahonalhonig (38,3 meq/kg), wobei die Anfangserwärmung diese Werte nicht signifikant beeinflußte. Trotzdem wurde während der Lagerung ein signifikantes Ansteigen festgestellt, das mit der Zeit in direktem Verhältnis stand (Abb. 3), was mit den Ergebnissen von HADORN (1962) und IMÁN (1990) übereinstimmt

Während beim Dzidzilchéhonig keine signifikanten Differenzen zwischen den Variationen der vier Erwärmungszeiten bestanden, wurde beim Tahonalhonig festgestellt, daß die 9 und 15 minutigen Erwärmungen signifikant höhere Werte ergaben als die 3 und 5 minutigen Erwärmungen. Dieses spricht dafür, daß die Anfangserwärmung der Proben eine katalytische Wirkung auf die Ansteigege-schwindigkeit des Säuregrades ausgeübt hat.

Die erhaltenen Ergebnisse lassen außerdem die Schlußfolgerung zu, daß die Honigsorte die Ansteigegeschwindigkeit des Säuregrades während der Lagerung nicht signifikant beeinflußt hat.

Farbenvariation

Die Anfangserwärmung beeinflußte die Farbe der Honigproben fast über-haupt nicht, was den Feststellungen von ROOT (1976) entspricht. Bei beiden Honigsorten wurde die Farbe im Vergleich zu qualitativen Standardpatronen während der Lagerung signifikant dünkler, was bedeutet, daß sie von ver-schiedenen Bedingungen verursacht worden ist.

Während der Lagerung des Tahonalhonigs (Abb. 4) wurde eine Verdunke-lung der Farbe, die eine Exponentialkurve beschrieb, wahrgenommen. Die Ver-dunkelung fand nach der 10. Lagerungswoche viel schneller statt. Die gleiche Wirkung wurde auch beim Dzidzilchéhonig festgestellt, aber sie fand viel früher statt, d.h. nach der 7. Woche.

Werden die Werte der beiden Honigsorten nach einer Lagerung von 23 Wochen verglichen, dann wird festgestellt, daß der Dzidzilchéhonig viel dünkler (90 mm) als der Tahonalhonig (65 mm) war. Diese Differenzen sind eine Folge der Zusammensetzung der beiden Honigsorten, Zusammensetzung die die Variation ihrer Farben signifikant beeinflußt hat. Diese Verdunkelung ist vor allem eine Folge des chemischen Grauwerdens, wobei die Zucker die Hauptrolle spielten.

Bei beiden Honigsorten konnte keine signifikante Differenz zwischen dem Dunkelwerden gemäß der vier Behandlungsarten festgestellt werden, ein Hinweis dafür, daß die Feststellung, ob die anfängliche Erwärmung den Farbwechsel kata-lysierte, unmöglich ist. Jedoch übte die Honigherkunft zweifellos einen signifikanten Einfluß aus.