Balda Hile Tespitinde İzotopik Analiz Uygulamaları

İzotopik analiz uygulamalarının temeli karbon, hidrojen ve oksijen atomlarının izotop oranlarının tespitine dayanır. Bitkilerde izotop atom dağılımının tespitinde yararlanılan en önemli faktör bitkinin hangi fotosentez sistemine dahil olduğu ile ilgilidir. Fotosentez sistemi sınıflandırmasına göre bitkiler C3, C4 ve CAM bitkileri olarak gruplandırılmaktadır. Bitkilerin karbon metabolizmalarının belirlenmesinde δ 13C ( 13C/12C ) değeri standart değer olarak kabul edilir. δ 13C değerleri C3, C4 ve CAM bitkileri arasında farklılık gösterir ve bu farklılıktan yola çıkarak bir gıdanın gerçekliği/otantikliği veya bir gıdaya başka bir gruptan gıda ya da bileşen katılıp katılmadığı tespit edilebilmektedir. Bal da izotopik analiz uygulamaları ile gerçekliği belirlenebilen gıdalardan biridir. Arılar bal üretiminde çoğunlukla C3 fotosentez sistemine dahil olan bitkilerin özlerini kullanmaktadır. Hileli bal yapımında ise şeker kamışı ve mısır gibi C4 fotosentez sistemini kullanan bitkiler kullanılmaktadır. Şeker pancarı şekeri ilavesi ile yapılan sahte balların belirlenmesinde baldan protein ekstrakte edilir ve δ 13C değeri belirlenerek bu değer hakiki balın δ 13C değeri ile karşılaştırılır. Kabul edilen uluslararası limite göre, karşılaştırılan balların δ 13C değerleri arasındaki fark ‰1’den farklı olmamalıdır. Bu derleme makalesinde izotopik analizler hakkında bilgi verilerek bu yöntemlerin baldaki uygulamaları ile hileli ve gerçek balın tespiti üzerine katkısının açıklanması amaçlanmıştır.

Isotopic Analysis Applications in Honey Adulteration Detection

The basis of isotopic analysis applications is based on the determination of the isotope ratios of carbon, hydrogen and oxygen atoms. The most important factor used in determining the isotope atom distribution in plants is related to which photosynthesis system the plant is involved in. Plants are grouped as C3, C4 and CAM plants according to the photosynthesis system classification. δ 13C ( 13C / 12C) value is accepted as a standard in determining the carbon metabolism of plants. There is a difference between the δ13C values of C3, C4 and CAM plants. Utilizing this distinction, addition a food or food component from another group participates in a food, or the authenticity of food can be determined. Honey is one of the foods whose authenticity can be determined by isotopic analysis applications. Honey bees usually use C3 plant extracts in honey production. In the production of adulterated honey, C4 plants such as sugarcane and corn are used. Detection of adulterated honey which made with sugar beet sugar added, protein extracted from the honey to detect δ13C value and this value is compared with the value of pure honey δ13C. According to the accepted international limit, the difference between the δ 13C values of the compared honeys should not differ from ‰ 1. In this review article, it is aimed to explain the application of these methods in honey and their contribution to the detection of adulturated honey by giving information about isotopic analysis.

PDF

___

[1] TGK, Türk Gıda Kodeksi: Bal Tebliği. Resmi Gazete, 27 Temmuz 2012-28366. Tebliğ No: 2012/58, 2012.
[2] FAO, Food and Agricultural Commodities Production., Honey. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QL, 2017. (Erişim tarihi: 11.11.2020).
[3] Chen CT., Chen BY., Nai YS., Chang YM., Chen KH., Chen YW. 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.
[4] Crane E. A Book of Honey, Oxford University Press, Newyork, 1980.
[5] Se KW., Wahab RA., Syed Yaacob SN., Ghoshal SK. Detection techniques for adulterants in honey: Challenges and recent trends, Journal of Food Composition and Analysis 2019; 80, 16-32.
[6] Elflein L., Raezke KP. Improved detection of honey adulteration by measuring differences between 13C/12C stable carbon isotope ratios of protein and sugar compounds with a combination of elemental analyzer - isotope ratio mass spectrometry and liquid chromatography - isotope ratio mass spectrometry (δ 13C-EA/LC-IRMS). Apidologie 2008; 39(5): 574-587.
[7] Cotte JF., Casabianca H., Chardon S., Heritier JL., Grenier-Loustalot MF. Application of carbohydrate analysis to verify honey authenticity. J. Chromatogr. A 2003; 1021, 145-155.
[8] Gok S., Severcan M., Goormaghtigh E., Kandemir I., Severcan F. Differentiation of Anatolian honey samples from different botanical origins by ATR-FTIR spectroscopy using multivariate analysis, Food Chemistry 2015; 170, 234-240.
[9] Ruiz-Matute AI., Soria AC., Martinez-Castro I., Sanz ML. New methodology based on GCMS to detect honey adulteration with commercial syrups, J. Agric. Food Chemistry 2007; 55, 7264-7269.
[10] Sivakesava S., Irudarayaj J. Classification of simple and complex sugar adulterants in honey by mid-infrared spectroscopy, Int. J. Food Sci. Technology 2002; 37, 351-360.
[11] Cordella C., Antinelli JF., Aurıeres C., Faucon JP., Carbol-Bass DC., Sbırrazzuoli N. Use of differential scanning calorimetry (DSC) as a new technique for detection of adulteration in honeys. 1. Study of adulteration effect on honey thermal behavior, J. Agric. Food Chemistry 2002; 50, 203-208.
[12] Morales V., Corzo N., Sanz ML. HPAECPAD oligosaccharide analysis to detect adulterations of honey with sugar syrups, Food Chemistry 2008; 107, 922-928.
[13] Li S., Shan Y., Zhu X., Zhang X., Ling G. Detection of honey adulteration by high fructose corn syrup and maltose syrup using Raman spectroscopy, J. Food Compos. Anal 2012; 28, 69-74.
[14] Bertelli D., Lolli M., Papotti G., Bortolotti L., Serra G., Plessi M. Detection of honey adulteration by sugar syrups using onedimensional and 461 two-dimensional highresolution nuclear magnetic resonance, J. Agric. Food Chemistry 2010; 58, 8495-8501.
[15] Cinar SB., Eksi A., Coskun İ. Carbon isotope ratio (13C/12C) of pine honey and detection of HFCS adulteration, Food Chemistry 2014, 157, 10-13.
[16] Guler A., Kocaokutgen H., Garipoglu AV., Onder H., Ekinci D., Biyik S. Detection of adulterated honey produced by honeybee (Apis mellifera L.) colonies fed with different levels of commercial industrial sugar (C3 and C4 plants) syrups by the carbon isotope ratio analysis, Food Chemistry 2014; 155, 155-160.
[17] Rogers KM., Sim M., Stewart S., Phillips A., Cooper J., Douance C., Pyne R., Rogers P. Investigating C-4 sugar contamination of Manuka honey and other New Zealand honey varieties using carbon isotopes, J. Agric. Food Chemistry 2014, 62, 2605-2614.
[18] Turkmen I., EKSI A. Gıda analitiğinde izotopik yöntemler. Dünya Gıda 2010; 11, 68- 74.
[19] Kacar B. Bitki Fizyolojisi. A.Ü.Z.F. Toprak Bölümü, Yayın No:1447, Ders kitabı:427, Ankara, 1996.
[20] Çelik N. Ürün Fizyolojisi, Uludağ Üniversitesi Ders Notları, No:79, Bursa, 1998.
[21] Aydemir, O., İnce, F. Bitki Besleme, 653 s, Diyarbakır, 1988.
[22] Türk M., Çelik N. CO2 Özümlemesinde C-3 ve C-4 Tipi Bitkilerde Fotosentez-Solunum Denge Noktalarının Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2006; 10-1,48-51.
[23] Osmond CB. Crassulacean acid metabolism: A curiosity in context. Ann.Rev. Plant Physiol 1978; 29, 379-414.
[24] Pissinatto L., Martinelli LA., Victoria RL., de Camargo PB. Stable carbon isotopic analysis and the botanical origin of ethanol in Brazilian brandies, Food Research International 1999; 32, 665 -668.
[25] Padovan GJ ., Rodriques LP ., Leme IA., Jong D D ., Marchini, JS. Presence of C4 sugars in honey samples detected by the carbon isotope ratio measured by IRMS, Eurasion Journal of Analytical Chemistry 2007; 2(3): 134 -141.
[26] Padovan GJ ., De Jong D ., Rodrigues LP ., Marchini JS. Detection of adulteration of commercial honey samples by the 13C/12C isotopic ratio, Food Chemistry 2003; 82(4): 633 -636.
[27] Çınar, S. Türk çam balının analitik özellikleri. Doktora tezi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Bölümü. 90s., 2010.
[28] White JW ., Winters K. Honey protein as internal standard for stable carbon issotope ratio detection of adulteration of honey, Journal of the Association of Official Analytical Chemists 1987; 72, 907 -911.
[29] Cengiz MF ., Durak MZ ., Ozturk M. In -house validation for the determination of honey adulteration with plant sugars (C4) by Isotope Ratio Mass Spectrometry (IR -MS), LWT - Food Science and Technology 2014; 57(1): 9 - 15.
[30] Tosun M. Detection of adulteration in honey samples added various sugar syrups with 13C/12C isotope ratio analysis method, Food Chemistry 2013; 138, 1629 -1632.
[31] Dong H ., Luo D ., Xian Y ., Luo H ., Guo X ., Li C ., and Zhao M. Adulteration ıdentification of commercial honeys with C -4 sugar content of negative values by elemental analyzer (ea) and Liquid Chromatography (LC) coupled to an ısotope ratio mass spectrometer (IRMS), J. Agric. Food Chemistry 2016; 64, 16, 3258 - 3265.