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Forschungsreport

Pollenanalytische Charakterisierung von Honigen - Computergestützte Dokumentation der Versuchsergebnisse und deren Auswertung mit Hilfe multivariater statistischer Methoden

Förderkennzeichen: MLR 0139 E

Dr. Dr. Helmut Horn
Landesanstalt für Bienenkunde Universität Hohenheim
März 1999 bis Dezember 1999

Kurzfassung:

Problemstellung

Die Vergabe des Güte- und Herkunftssiegels für Honige aus Baden-Württemberg ist nur dann sinnvoll, wenn die Sorten- und Herkunftsangaben auch nachprüfbar sind. Da das Pollenspektrum von Honigen einer bestimmten Region ständigen Veränderungen unterliegt (Flächenstilllegungsprogramme, Umstellung landwirtschaftlicher Betriebe, Veränderung von landwirtschaftlichen Anbaugewohnheiten durch kurzfristig auftretende Subventionsprogramme, Einfuhr von „exotischen" Pflanzen im städtischen Bereich, Einschleppung von rasch auswildernden Neophyten usw.), erschien es unbedingt notwendig, diese Veränderungen zu beobachten. Dies kann nur mit Hilfe der Pollenanalyse erfolgen. Sie ist die einzige wissenschaftliche Methode, die kurzfristig auftretende Veränderungen rasch und eindeutig erkennen läßt.

Bisher erfolgte die regionale Zuordnung der Honige ausschließlich nach dem Erfahrungs- und Kenntnisstand des Analytikers. Diese Methode ist nicht mehr zeitgemäß, insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, dass das Probenaufkommen aus den neuen Bundesländern ständig zunimmt und durch die Öffnung der Grenzen vieler unserer osteuropäischen Nachbarländer der Handel mit Honig nahezu uneingeschränkt erfolgen kann. Aus diesen Gründen müssen zukünftig pollenanalytische Daten von Honigen mehr denn je computermäßig erfaßt, gespeichert und damit auch abruf- und auswertbar sein.

Ziel

Bienen leben ausschließlich von Nektar oder Honigtau sowie von Pollen. Die Kohlenhydrate dienen als Energielieferanten, Pollen wird zur Aufzucht der Brut benötigt. Der Eigenverbrauch eines Volkes wird mit etwa 30-50 kg Honig und etwa 30-40 kg Pollen pro Jahr veranschlagt. Solch große Mengen können natürlich nur dann eingetragen werden, wenn das am Standort verfügbare Nahrungsangebot intensiv beflogen wird. Ein ausgeklügeltes Kommunikationssystem trägt dazu bei, die vorhandenen Trachtquellen zu finden und ausbeuten zu können. Das effektiv nutzbare Trachtareal wird mit einem Radius von etwa 2-3 km um den Stock veranschlagt, was einer Fläche von 12 bis 30 km 2 entspricht. Innerhalb dieses Bereiches wird das zur Verfügung stehende Trachtpotential intensiv genutzt. Bei der Nutzung von Nektar- und Pollentrachten kommt es immer zu einer „Verschleppung" von Pollenkörnern, so dass diese ein Herkunftszeugnis für den daraus resultierenden Honig darstellen. Die im Sediment nachweisbaren Arten sind tracht- und herkunftsspezifisch. Durch Erstellung eines Pollensediments läßt sich somit die geographische und botanische Herkunft eines Honigs erfassen, wobei jedoch noch bestimmte Formen der Pollenrepräsentierung berücksichtigt werden müssen. Den Hauptanteil aller Pollen im Nektar bilden normalerweise immer Pollen von insektenbestäubten, nektarliefernden (entomophilen) Pflanzen. Darüber hinaus finden sich jedoch auch zahlreiche Arten von windbestäubten (anemophilen) Pflanzen, die gelegentlich auch als Pollenquellen genutzt werden oder aber über das Luftsediment in die Honigrohstoffe gelangen. Diese Vertreter finden sich zwar regelmäßig in nahezu allen Sedimenten, jedoch meistens nur sehr vereinzelt. Somit gestattet die vollständige Erfassung des Pollenspektrums eines Honigs einen guten Überblick über das trachtrelevante Artenspektrum.

Um Veränderungen im Pollenspektrum von Sortenhonigen einer bestimmten Region schnellstens erfassen zu können, sollten authentische Honige verschiedener regionaler Herkünfte pollenanalytisch untersucht werden. Dazu wurden die Analysendaten von gleichen Sortenhonigen einer Region mit Hilfe eines eigens dafür entwickelten Computerprogramms zu einem Gesamtspektrum zusammengefaßt und mit den Daten gleicher Sortenhonige verschiedener Herkünfte verglichen. Während das Programm für die Erfassung der Pollenspektren bereits in Ansätzen entwickelt war, konnte die statistische Auswertung der gewonnenen Daten noch nicht durchgeführt werden. Mit Hilfe von komplexen und sehr aufwendigen multivariaten Methoden wie z.B der Diskriminanz- oder Clusteranalyse ist es inzwischen jedoch möglich, die Daten statistisch aufzuarbeiten. Nur die kontinuierliche Untersuchung der Pollenspektren authentischer Sortenhonige bestimmter Regionen gestattet es, kurz- und mittelfristig auftretende Veränderungen in der Nutzung der Trachtpflanzen durch Bienen erkennen zu können. Bei entsprechender Datenfülle gestattet diese Methode auch eine regionale Zuordnung von gleichen Sortenhonigen unbekannter Herkunft.

Da im Honig enthaltener Pollen auch im Sinne eines Markers benutzt werden kann, der das trachtrelevante Pflanzenspektrum vieler Insekten wiederspiegelt, sollten sich durch mittel- und langfristige Untersuchungen Änderungen in der Zusammensetzung einheimischer Pflanzengesellschaften schon im Ansatz erkennen und vorhersagen lassen. Somit könnten Ergebnisse von pflanzensoziologischen Studien zusätzlich abgesichert werden.

Untersuchungsmethode

Bei den untersuchten Honigproben handelt es sich um authentische Honigproben aus nicht gewanderten Völkern. Die Proben stammen aus Baden (n = ), Bayern (n = ) und Württemberg (n = ) und wurden mehr oder weniger flächendeckend erhoben, um ein Untersuchungsgebiet möglichst genau erfassen zu können.

Die Proben wurden nach den „methods of melissopalynology" aufgearbeitet. Im Anschluß daran erfolgte die Erstellung des „orientierenden Spektrums". Dazu wurden die Sedimente Bahn für Bahn unter dem Mikroskop untersucht und alle auftretenden Pollenspecies erfaßt. Die Erfassung betraf sowohl Pollen von entomophilen (insektenblütigen), als auch anemophilen (windblütigen) Arten. Nach der Erstellung des orientiernden Spektrums wurden wenigstens 500 Pollenkörner ausgezählt um eine Quantifizierung einzelner Species durchführen zu können. Der Anteil nektarliefernder Pollen wurde nach Korrektur des anemophilen Anteils berechnet. Die verschiedenen Pollenarten wurden in Abhängigkeit ihres Auftretens in Häufigkeitsklassen eingeteilt. Dabei wurde zwischen Leitpollen (über 45 %), Begleitpollen (16-45 %), wichtigen Einzelpollen (3-15%), Einzelpollen (unter 3 %) sowie Pollen, die bei der orientierenden Durchsicht des Sediments gefunden wurden, bei der Zählung jedoch nicht aufgetreten sind, unterschieden. Die Analysenbefunde gleicher Sortenhonige einer bestimmten Region wurden mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms zu einem Gesamtspektrum zusammengefaßt.

Die Gesamtspektren gleicher Honigsorten unterschiedlicher regionaler Herkunft wurden mittels Diskriminanzanalyse miteinander verglichen wobei die Entfernung zwischen den einzelnen Clustern (Distanzmaß) bei vorgegebener Irrtumswahrscheinlichkeit berechnet wurde. Bei der statistischen Auswertung des Zahlenmaterials wurden aus Kapazitätsgründen nicht die Gesamtspektren der jeweiligen Herkünfte berechnet sondern deren 50 %-Spektren, d.h. dass nur diejenigen Pollenarten berücksichtigt wurden, die in mindestens einer Region zu 50 % aufgetreten sind.

Ergebnis

Insgesamt wurden 213 Honigproben verschiedener authentischer Herkunft (Bayern, Baden und Württemberg) pollenanalytisch untersucht. Dabei konnten 207 verschiedene Pollenarten identifiziert werden. In Honigen aus Bayern war die Artenvielzahl am höchsten (n = 206), gefolgt von Baden (n = 199) und Württemberg (n = 185). Die mittlere Artenzahl aller Honige lag bei 35 unterscheidbaren Species, bei einer Variationsbreite von 22 bis 79 Arten pro Honig. Honige aus Bayern enthielten die größte Artenzahl, gefolgt von Proben aus Baden und Württemberg.

Bei der Erstellung der 50 %-Spektren sind folgende Pollenarten vertreten:

 

Tab. 1: Pollenspekrtren (50%) von Honigen unterschiedlicher geographischer Herkunft.

Pollenart

Bayern

Baden

Württemberg

Castanea sativa

-

+

-

Campanula sp.

+

-

-

Rumex sp. (*)

+

+

+

Poaceae (*)

+

+

+

Polygonum bistorta

+

-

-

Salix sp.

+

+

-

Aesculus sp.

+

+

+

Centaurea cyanus

-

-

-

Acer sp.

+

+

+

Liliaceae

+

-

-

Sanguisorba major

+

-

-

Sambucus sp. (*)

+

+

+

Mercurialis sp.

-

+

+

Quercus sp. (*)

+

+

+

Papaver sp. (*)

+

-

-

Asteraceae A

+

+

-

Asteraceae T

+

+

+

Rhamnus frangula

+

+

-

Tilia sp.

+

-

+

Buxus sempervirens

+

-

-

Brassica sp.

-

+

+

Cirsium, Carduus

+

-

-

Cornus sanguinea

+

+

+

Ranunculus sp. (*)

+

-

+

Phacelia tanacetifolia

+

-

+

Trifolium pratense

+

-

-

Pyrus sp.

+

+

+

Prunus sp.

+

+

+

Rubus sp.

+

+

+

Trifolium repens

+

+

-

Betula sp. (*)

+

+

+

Pinus sp. (*)

+

+

+

Apiaceae A

+

-

-

Heracleum spondylium

+

-

-

(*) = Pollen von nektarlosen Pflanzen

 

Insgesamt wurden dem 50 %-Spektrum 34 verschiedene Pollenarten und -formen zugeordnet. Dabei handelt es sich um Vertreter von 26 entomophilen und 8 anemophilen Arten. Die größte Artenvielfalt in den Honigen zeigt Bayern, gefolgt von Baden und Württemberg. In der nachfolgenden Abbildung sind die entsprechenden Pollencluster für die einzelnen Regionen mit Hilfe der Diskriminanzanalyse auf der Basis eines Signifikanzniveaus von 95 % graphisch dargestellt. Aus der Graphik wird ersichtlich, dass sich das Gesamtpollenspektrum der Blütenhonige aus Bayern signifikant vom badischen Spektrum unterscheidet und somit eindeutig abgegrenzt werden kann. Dies wird dadurch dargestellt, dass sich die durch Kreise gekennzeichneten Spektrenbereiche nicht berühren oder gar überlappen. Beim Vergleich des Spektrums bayerischer Blütenhonige mit dem Spektrum württembergischer Proben kommt es dagegen zu einer deutlichen Überlappung der Vertrauensbereiche. Dies bedeutet, dass sich die beiden Pollenspektren ähnlich sind und nicht signifikant unterscheiden. Gleiches gilt für den Vergleich der Gesamtspektren badischer und württembergischer Blütenhonige.

Vergleich

Diskussion

Die pollenanalytische Untersuchung des Sediments von identischen Sortenhonigen verschiedener geographischer Herkunft hat gezeigt, dass bezüglich des Gesamtspektrums deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen untersuchten Honigherkünften bestehen. Dies betrifft sowohl das Artenspektrum als auch dessen unterschiedliche Repräsentation. Bei entsprechender Dokumentation lassen sich diese Unterschiede mittels multivariater statistischer Methoden (Diskriminanzanalyse) eindeutig nachweisen. Dabei ist bei der Probenentnahme jedoch unbedingt zu beachten, dass alle Honigproben von nicht gewanderten, stationär gehaltenen Bienenvölkern entnommen werden.

Da das Pollenspektrum von Honigen einer bestimmten Region ständigen Veränderungen unterliegt (Sturmschäden wie Lothar und Wiebke, Flächenstilllegungsprogramme, Umstellung landwirtschaftlicher Betriebe, Veränderung von landwirtschaftlichen Anbaugewohnheiten durch kurzfristig auftretende Subventionsprogramme, Einfuhr von „exotischen" Pflanzen im städtischen Bereich, Einschleppung von rasch auswildernden Neophyten usw.) ist es unbedingt notwendig, kontinuierliche Untersuchungen durchzuführen. Bis heute gibt es bundesweit jedoch noch keine ausreichende Dokumentation bezüglich des Pollenspektrums verschiedener Sortenhonige unterschiedlicher geographischer Herkunft. Die im Rahmen dieses Forschungsprogramms durchgeführte Studie stellt damit einen ersten Ansatz dar, melissopalynologische Daten zu erfassen, stastistisch aufzuarbeiten um diese gezielt im Rahmen der Qualitätskontrolle und Herkunftsbestimmung von Honig einsetzen zu können. Bei ausreichend großem Datenmaterial sollte es auch möglich sein, entsprechende Sortenhonige unbekannter geographischer Herkunft anhand ihres Artenspektrums unter Berücksichtigung der entsprechenden Repräsentationsverhältnisse mit hoher statistischer Wahrscheinlichkeit zuordnen zu können.

Die Daten aus langfristig durchgeführten Honiguntersuchungen in einer Region können auch im Sinne eines Monitoring Systems verwendet werden. Da im Honig enthaltener Pollen auch als Marker benutzt werden kann, der das trachtrelevante Pflanzenspektrum vieler Insekten wiederspiegelt, sollten sich durch derartige Untersuchungen Änderungen in der Zusammensetzung einheimischer Pflanzengesellschaften schon im Ansatz erkennen und vorhersagen lassen. Somit könnten Ergebnisse von aufwendigen pflanzensoziologischen Studien zusätzlich abgesichert werden.

Schlussbetrachtung

Regionale Herkunftsangaben von Honig müssen nachprüfbar sein. Dies gilt besonders im Hinblick auf die Verwendung des HQZ aber auch hinsichtlich der Nachprüfbarkeit ganz allgemeiner Herkunftsangaben. Durch die zunehmende Öffnung der Grenzen unserer osteuropäischen Nachbarländer erscheinen in jüngster Zeit immer mehr ausländische Honige auf dem einheimischen Markt, die durch organoleptische Prüfungen häufig nicht erkannt werden können. Eine eindeutige Aussage bezüglich der regionalen Herkunft solcher Honigproben lässt sich nur mit Hilfe eines derartigen, computergestützten Programms machen. Dazu sind langfristige Untersuchungen notwendig. Dies dient dem Schutze des Verbrauchers, und trägt dazu bei den einheimischen Markt zu stärken.

 




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