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Etablierung einer Pollenanalyse von Honig an der Hochschule Anhalt

Masterarbeit 2015 115 Seiten

Ernährungswissenschaft / Ökotrophologie

Leseprobe

INHALTSVERZEICHNIS

I. Bibliografische Beschreibung

III. Tabellenverzeichnis

IV. Abbildungsverzeichnis

V. Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung und Zielstellung

2 Grundlagen
2.1 Die Lehre der Pollen - Palynologie
2.1.1 Funktion und Aufbau eines Pollens
2.1.2 Bedeutung des Aufbaus des Pollens für eine Pollenanalyse
2.2 Honig und dessen Untersuchungen
2.2.1 Vorkommen von Pollen im Honig
2.2.2 Mikroskopische Analyse von Honig - Melissopalynologie
2.2.3 Teil- und Vollanalyse von Honig

3 Material und Methoden
3.1 Arbeitsgeräte und Reagenzien
3.2 Beschreibung der Probenvor- und -aufbereitung
3.3 Identifizierung
3.3.1 Optische Identifizierung
3.3.2 Größenspezifische Identifizierung
3.3.3 Vergleich mittels Fachliteratur und Datenbanken
3.4 Auszählung der Pollen
3.5 Strategie und Kennzeichnung von Ergebnissen
3.6 Erweiterte Versuche

4 Ergebnisse und Auswertung
4.1 Ergebnisse und Auswertung einzelner Pollenanalysen
4.1.1 Ergebnisse und Auswertung der Pollenanalysen von Sortenhonigen
4.1.2 Ergebnisse und Auswertung der Pollenanalysen regionaler Honige
4.2 Ergebnisse und Auswertung der erweiterten Versuche

5 Diskussion
5.1 Diskussion der Methodik, deren Anwendung und weiteren Möglichkeiten
5.2 Diskussion der Ergebnisse und den daraus resultierenden Schlussfolgerungen
5.3 Ausblick

6 Zusammenfassung

VI. Literaturverzeichnis

VII. Anlagenverzeichnis

I. BIBLIOGRAFISCHE BESCHREIBUNG

Name, Vorname: Siedentopf, Jan

Thema der Masterarbeit: Etablierung einer Pollenanalyse von Honig an der Hochschule

Anhalt

116 Seiten/9 Tabellen/63 Abbildungen/5 Anlagen

Bernburg,

Hochschule Anhalt

Fachbereich 1: Landwirtschaft, Ökotrophologie und Landschaftsentwicklung

Autorreferat

Das Naturprodukt Honig ist seit Jahrtauenden Teil der menschlichen Ernährung. Im Sinne des Verbraucherschutzes und der Gewährleistung entsprechender Qualität für Honig ist es notwendig dieses Lebensmittel näher zu untersuchen. Um geforderte Kennzeichnungen über Herkunft und Sortenreinheit zu überprüfen ist die Durchführung einer Pollenanalyse von zentraler Bedeutung. Die Etablierung einer solchen Pollenanalyse, zur näheren Bestimmung von Honig, gilt es mit dieser Arbeit an der Hochschule Anhalt umzusetzen. Es wird Wissen über pollenanalytische Hintergründe und deren Anwendung vermittelt. Ergebnisse werden ausführlich dargestellt und entsprechend begründet. Es werden analytische Zusammenhänge und deren Bedeutung für eine Anwendung diskutiert. Zudem wird die Möglichkeit der Umsetzung der Pollenanalyse auf privater Ebene diskutiert.

TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Übersicht der bezeichnenden Pollenklassen für eine Honiganalyse, mit Angabe ihrer geforderten relativen Häufigkeit, abgeleitet aus HORN; LÜLLMANN

Tabelle 2: Übersicht der Mindestpollenzahlen für bestimmte Honigauslobung, nach NEUFASSUNG LEITSÄTZE

Tabelle 3: Übersicht von Parametern und Grundlagen für Honiguntersuchungen, . aus VON DER OHE

Tabelle 4: Entsprechende Streckenwerte eines Okularmikrometers nach Kalibrieren mit einem Objektmikrometer, bei definierten Vergrößerungen

Tabelle 5: Übersicht möglicher Quellen für eine Pollenanalyse

Tabelle 6: Auflistung der Schleudertermine ausgewählter regionaler Honige, aus dem Raum Bernburg, für das Jahr 2014 und 2015

Tabelle 7: Übersicht der Umrechnung der Rotationsfrequenz in die relative Zentrifugalbeschleunigung, der Eppendorf-Zentrifuge-5804-R

Tabelle 8: Übersicht gezählter Pollenzahlen in 20 µl Pollensediment je 500 U/min, mit Mittelwerten und Standardabweichungen

Tabelle 9: Übersicht der Pollenzahlen von Pollensedimenten nach Nutzung einer manuellen Honigschleuder und Sedimentation, mit Mittelwerten und Standardabweichungen

II. ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Zentrale Grundlagenforschung und Anwendungsgebiete der Palynologie im Rezent-, Subfossil- und Fossilbereich, aus KLAUS

Abbildung 2: Bestandteile einer Blüte, aus KESSELER u. HARLEY

Abbildung 3: Schema des Aufbaus eines Pollenkorns, aus KLAUS

Abbildung 4: Schema der Ultrastruktur und Skulptur der Exine in starker Vergrößerung. NE = Nexine; SE = Sexine, bestehend aus basalem PED (Pedium), darauf aufgesetzte CO (Columellae), darüber meist TE (Tectum); Skulpturelemente SP (Spinae); Tectum mit PE (Perforationen) oder FO (Foveae), aus KLAUS,

Abbildung 5: Übersicht über die mögliche Gestaltung der Exine eines Pollenkorns, von BOTANY

Abbildung 6: Syncolpat (links) und Heterocolpat (rechts), aus POLLEN-WIKI (a)

Abbildung 7: Kornblumenpollen in Pol-Lage (links) und Seitenlage (rechts), aus ZANDER

Abbildung 8: Übersicht möglicher Farben von Sortenhonigen, nach STÖCKMANN

Abbildung 9: Darstellung der Abfolge der angewandten melissopalynologischen Arbeitsschritte

Abbildung 10: Schablone für das Ausstreichen von Pollensediment im rot angedeuteten Bereich auf einem Objektträger mit Fläche für das Aufsetzen eines Deckgläschens

Abbildung 11: Ausschnitt der möglichen Suchmaske einer Pollendatenbank, von PONET

Abbildung 12: Erstelltes Zählschema für eine Pollenanalyse, modifiziert nach DIN 10760

Abbildung 13: Erster Blick auf ein erstelltes mikroskopisches Pollenpräparat bei 100x Vergrößerung

Abbildung 14: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Edelkastanienhonigs des Deutschen Imkerbundes e. V., aus dem Jahr 2014

Abbildung 15: Bildausschnitt des untersuchten Edelkastanienhonigs bei 400x V

Abbildung 16: Blüte, Blätter und Frucht einer Edelkastanie (Esskastanie, Marone) , nach PRITSCH

Abbildung 17: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Rapshonigs des Deutschen Imkerbundes e. V., aus dem Jahr

Abbildung 18: Rapspollen in Seitenlage (links) und Rapspollen in Pol-Lage (rechts) bei 400x V

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 19: Rapspflanze (Brassica napus), nach PRITSCH

Abbildung 20: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Frühjahrshonigs des Deutschen Imkerbundes e. V., aus dem Jahr 2014

Abbildung 21: Erfasste Obstpollen (Prunus/Pyrus-Typ) bei 400x V

Abbildung 22: Kulturapfel-Blüte, nach PRITSCH

Abbildung 23: Sauerkirsch-Blüte, nach PRITSCH

Abbildung 24: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Lindenhonigs von Imker W., aus dem Jahr 2014

Abbildung 25: Pollenkorn der Winterlinde (Tilia cordata), bei 400x V

Abbildung 26: Erscheinung der Winterlinde, vgl. POLLEN-WIKI (b)

Abbildung 27: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Kornblumenhonigs von Imker W., aus dem Jahr 2013

Abbildung 28: Pollenkorn der Kornblume (Centaurea cyanus) bei 400x V

Abbildung 29: Erscheinung und Blüte einer Kornblume, nach PRITSCH

Abbildung 30: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Heidehonigs von Imker W., aus dem Jahr 2014

Abbildung 31: Pollenkorn der Besenheide (Calluna vulgaris) bei 400x V

Abbildung 32: Erscheinung und Blüten der Besenheide, nach PRITSCH

Abbildung 33: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Robinienhonigs des Deutschen Imkerbundes e. V., aus dem Jahr 2014

Abbildung 34: Robinienpollen (Robinia pseudoacacia) bei 400x V

Abbildung 35: Blüten der Robinie mit Nektarsammlerin und Pollensammlerin, n. PRITSCH

Abbildung 36: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Thymianhonigs von Imker W., aus dem Jahr 2013

Abbildung 37: Thymianpollen (Thymus vulgaris) bei 1000x V

Abbildung 38: Gartenthymian, nach ATHA

Abbildung 39: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit eines Buchweizenhonigs aus Russland, aus dem Jahr 2013

Abbildung 40: Buchweizenpollen mit Ackersenf bei 100x V

Abbildung 41: Pollenkorn des Buchweizens (Fagopyrum) bei 400 x V

Abbildung 42: Erscheinung des Buchweizens, nach PRITSCH

Abbildung 43: Zwei Variationen des „Campushonigs“ der Hochschule Anhalt, aus Bernburg - Strenzfeld,2014

Abbildung 44: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der Charge 1/1/2014

Abbildung 45: Mikroskopischer Ausschnitt des Campushonigs der Charge 1/1/2014, bei 100x V., mit Rapspollen (rundlich) und wenigen Obstpollen (dreieckig)

Abbildung 46: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der Charge 1/2/2014

Abbildung 47: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der

Charge 1/1/2015

Abbildung 48: Mikroskopischer Ausschnitt des Campushonigs der Charge 1/1/2015, bei 100x V., mit Obstpollen (dreieckig) und einigen Rapspollen (rundlich) und sonstige im Bild

Abbildung 49: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der Charge 1/2/2015

Abbildung 50: Beifußpollenkorn (Artemisia vulgaris) bei 400x V

Abbildung 51: Beifußpollenkorn, nach ELSA

Abbildung 52: Erscheinung von Beifuß, nach ATHA

Abbildung 53: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der Charge 2/1/2015

Abbildung 54: Mikroskopischer Ausschnitt vom Pollenpräparat des Campushonigs der Charge 2/1/2015, bei 100x V., mit Raps (häufig, rund bis oval), Doldenblütler (1), Erbse (2), Korbblütler (3) und Linde (4), vereinzelt auch kristalline Elemente im Bild

Abbildung 55: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der Charge 2/2/2014

Abbildung 56: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Campushonigs der Charge 3/4/2014

Abbildung 57: Mikroskopischer Ausschnitt von einem Pollenpräparat des Campushonigs der Charge 3/4/2014, bei 100x V. und einem Ausschnitt bei 400x V., mit Korbblütler (1), Kreuzblütler (2) und Linde (3)

Abbildung 58: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit einer Altwabenschleuderung 0/1/2015

Abbildung 59: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Bernburger Talstadthonigs von der Charge 1/1/2015

Abbildung 60: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Bernburger Talstadthonigs von der Charge 2/1/2015

Abbildung 61: Grafische Darstellung der relativen Pollenhäufigkeit des Bernburger Talstadthonigs von der Charge 3/1/2015

Abbildung 62: Grafische Darstellung der mittleren gezählten Pollenzahlen aus 20 µl Pollensediment, aus fünf Honiglösungen zu je 15 ml, in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl je Minute (U/min) und verschieden gewählter Dauer des Zentrifugierens

Abbildung 63: Fragmentiertes Pollensediment nach Zentrifugation bei 5000 U/min für 3 min, bei einer mikroskopischen Vergrößerung von 100x

III. ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 EINLEITUNG UND ZIELSTELLUNG

Honig ist ein natürliches Produkt, welches schon seit Jahrtausenden vom Menschen gewonnen wird und hat somit als natürliches Lebensmittel eine große Bedeutung. Dabei wird es im Sinne der Lebensmittelsicherheit und Informationstransparenz immer wichtiger, qualitative und quantitative Merkmale des Honigs zu analysieren und entsprechend auszuwerten. Ein wichtiges Gebiet ist dabei die Pollenanalyse speziell die Melissopalynologie. Dieses Verfahren ermöglicht die Bestimmung der botanischen und regionalen Herkunft von Honig sowie die Auswertung bezüglich verschiedener Interessensbereiche.

Mit dieser Masterarbeit soll es ermöglicht werden das Prinzip der Pollenanalyse von Honig an der Hochschule Anhalt zu etablieren. Dabei werden verschiedene Rahmenbedingungen berück- sichtigt. So sind DIN-Norm, gesetzliche Vorgaben und eine bestimmte Methode der Probenvor- und -aufbereitung von zentraler Bedeutung. Über die Pollenanalyse hinaus wird das Anlegen von Dauerpräparaten ein wichtiger Aspekt sein und ebenfalls beschrieben werden. Weiterhin wird überprüft, inwieweit es den Studenten der Hochschule Anhalt und interessierten Laien möglich ist das Verfahren selbst anzuwenden.

Indirekt wird mit dieser Arbeit der Grundstein für eine hochschulinterne Pollendatenbank gelegt. Mittels Bildmaterial werden direkte Bezüge zwischen den Pollen im Honig und deren Herkunfts- pflanzen erstellt. Zudem wird diskutiert, inwiefern die Möglichkeit besteht eine Pollenanalyse im privatimkerlichen Bereich durchzuführen und ob dies überhaupt sinnvoll ist. Wichtig ist es im Vorfeld zu wissen, dass das Gebiet der Pollenanalyse ein umfangreiches und aufwändiges Fachgebiet ist. Daher ist es notwendig über entsprechendes Wissen bezüglich Pollen, deren Aufbau, Fachbegriffen und gewissen Hintergründen zu verfügen. Im Folgenden wird dies zunächst erläutert.

2 GRUNDLAGEN

Im Grundlagenteil werden die Hintergründe und Begriffe erklärt, welche in dieser Masterarbeit Anwendung finden. Um Verständnis für die eigentliche Pollenanalyse von Honig zu schaffen, wird beginnend das Fachgebiet der Palynologie (Pollenkunde) und dessen Fakten erläutert. Anschließend wird die Problematik der eigentlichen Analyse (den Honig betreffend) erörtert.

2.1 DIE LEHRE DER POLLEN - PALYNOLOGIE

Das Gebiet Palynologie ist eine vergleichsweise junge Wissenschaft, denn erst im Jahre 1943 wurde der Begriff offiziell eingeführt. Dabei entlehnte man die Bezeichnung den griechischen Worten pale für „Staub“ und dem Wort logos für „Lehre“. Kurzum „die Lehre vom Staub“ anders ausgedrückt die Lehre von den Pollenkörnern. Der Begriff „Staub“ steht für den von Blüten stammenden gelblichen Staub, welcher den Pflanzen zur Fortpflanzung dient. Die Palynologie ist daher im Kern ein botanisches Fachgebiet. Folgendes Zitat lässt sich als konkrete Definition der Palynologie betrachten:

„ Unter der Palynologie versteht man die Wissenschaft von den lebenden und fossilen Sporen und Pollengenerationen der Pflanzen in Grundlagenforschung und Anwendungsbereichen. “ [KLAUS 1987, S. 195]

Obgleich die Pal. eine relativ junge Bezeichnung ist, wurden schon von anderen Wissenschaftlern, seit der Erfindung des Mikroskops (Anthony van Leuwenhoek 17. Jhd.), Forschungen bezüglich Pollen betrieben. [vgl. KLAUS, 1987]

Wird von der Erfindung des Mikroskops ausgegangen, so konnten sich Verfahrensweisen und palynologische Grundprinzipien bereits seit knapp 300 Jahren herausbilden. Besonders die Entwicklung von Licht- und Rasterelektronenmikroskopen ist als Grundlage für die stetige Verbesserung dieses Fachgebiets zu sehen.

Im Zentrum der Palynologie stehen, wie bereits erwähnt, stets botanische Aspekte. Dennoch ist die Pal. ein sehr breites Themengebiet, welches je nach Anwendungsbereich unterschiedlichste Anforderungen stellt und Möglichkeiten bietet. Neben der für diese Arbeit im Vordergrund stehenden Melissopalynologie Honigerkennung (siehe 2.2.2), ergeben sich diverse Anwendungsgebiete der Palynologie. Dies stellt die Abbildung auf folgender Seite übersichts- weise dar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Zentrale Grundlagenforschung und Anwendungsgebiete der Palynologie im Rezent-, Subfossil- und Fossilbereich, aus KLAUS, S. 198

Die Latropalynologie (Heufieberforschung) ist z. B. bedeutend für zahlreiche Allergiker. Mit Erkenntnissen über Pollenflüge und Blütezeiten können Betroffene unterstützt werden. In historischen Themengebieten kann die Tephropalynologie Aufschluss über vulkanische Aktivi- täten geben oder Gletscher können mit der Kryopalynologie näher typisiert werden. In der Pharmakopalynologie kann die Echtheit von Drogen (pharmakologisch wirksamen Substanzen) untersucht werden, so z. B. die Verfälschung von Bärlappsporen durch Hasel- oder Kieferpollen. [vgl. KLAUS, 1987]

Weiterhin ist der Einsatz der Palynologie im Bereich der Forensik möglich. So konnten in der Vergangenheit Kriminalfälle gelöst werden, indem Pollen und deren Herkunft analysiert wurden, welche sich auf der Kleidung der Täter befanden. Denn z. B. Windpollen (Pollen im Rahmen der Windbestäubung von Pflanzen) schlagen sich im Regelfall in nicht allzu weiter Ferne von ihrer Herkunftspflanze nieder. Daher ist eine genauere Aussage über den Ort möglich, an dem der Täter zu entsprechender Blütezeit gewesen sein muss. [vgl. HERRMANN; SATERNUS, 2007]

Zusammengefasst geht es immer um eine Pollenanalyse in Abhängigkeit von einer bestimmten Zielstellung.

2.1.1 FUNKTION UND AUFBAU EINES POLLENS

Unabhängig von der palynologischen Zielstellung müssen Pollen analysierbare Eigenschaften aufweisen. Um die Eignung der Pollen für eine Analyse zu erörtern, ist es notwendig deren Funktion und Aufbau zu beschreiben. Zunächst sind Begrifflichkeiten abzugrenzen. Wird von „einem Pollen“ gesprochen, so ist das Pollenkorn gemeint. Tatsächlich steht der lateinische Begriff „ Pollen “ im Plural. Dies ist dadurch zu erklären, dass Pollen als Verbund, in Form von „ feinem Staub “ , auftreten. Dieser Staub stammt aus den Antheren (Staubbeuteln) einer Pflanze. Zum besseren Verständnis zeigt folgende Abbildung den schematischen Aufbau einer Pflanze.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Bestandteile einer Blüte, aus KESSELER u. HARLEY, S. 25

Dabei stellt eine einzelne Pflanze eine diploide Generation (einen doppelten Chromosomensatz aufweisend) dar. Das Pollenkorn selber ist eine höchst funktionelle, eigenständige, aber nicht lange lebensfähige Einheit, welche über eine haploide Generation (einen einfachen Chromoso- mensatz) verfügt. Die diploide Elternpflanze entsendet den haploiden Pollen, als Gametophyt. Die Gameten sind die männlichen Keimzellen einer Elternpflanze, welche vom Pollenkorn zu den Empfangsorganen einer anderen diploiden Pflanze derselben Spezies transportiert werden. Gleichzeitig ist das Pollenkorn nicht nur Transportmedium der Gameten, sondern auch deren Schutzhülle, welche dazu dient das Empfangsorgan unbeschadet zu erreichen. Dabei ist das Empfangsorgan das Stigma (die Narbe) der Empfängerpflanze. Dort angekommen verschmilzt die Spermazelle mit dem Eizellnucleus und den Pollenkernen der Samenlage. „ Die befruchtete Samenlage reift dann zu einem diploiden Samen heran, der sich anschließend zu einer diploiden Pflanze entwickelt. “ [KESSELER; HARLEY 2008, S. 33]

Dies ist der Vorgang, der als Bestäubung bezeichnet wird. Die Bestäubung selbst kann auf unter- schiedlichsten Wegen erfolgen. Über Selbstbefruchtung, Windbestäubung oder mittels Vektoren (z. B. Insekten). Die Bestäubung beschreibt damit den Vorgang der Fortpflanzung der Flora. Es ist darauf hinzuweisen, dass Pollen von Sporen abzugrenzen sind. So verfügen Nichtblüten- pflanzen (außer Koniferen und ihre Verwandten) über Sporen. Sporenproduzierende Pflanzen bringen auch eine asexuelle Generation hervor. In feuchter Umgebung können Sporen keimen und nach einigen Jahren zu einer vollständigen Pflanze heranwachsen (z. B. Farn). [vgl. KESSELER; HARLEY, 2008]

Sporen sind damit als selbstständige Einheiten zu sehen. Während Pollen ihre volle Funktion nur erfüllen, wenn diese zu den Empfangsorganen der Zielpflanze gelangen. Um dies zu gewähr- leisten, verfügen Pollenkörner über eine Reihe morphologischer Eigenschaften. Der Aufbau eines Pollenkorns ist also zentrales Element seiner Funktionalität und somit auch der Grund für die analytische Eignung. Nachstehende Abbildung soll den schematischen Aufbau eines Pollenkorns visualisieren.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Schema des Aufbaus eines Pollenkorns, aus KLAUS, S. 213

Die äußere Hülle des Pollenkorns wird als Exine bezeichnet. Diese besteht aus einer sehr robusten Substanz namens Sporopollenin. Es handelt sich dabei um ein Biomakromolekül. Durch die zufällige Vernetzung innerhalb der chemischen Struktur vom Sporopollenin wird die Angriffsmöglichkeit gegen die Exine auf ein Minimum reduziert. Diese Robustheit verhindert, dass das Pollenkorn von biologischen und chemischen Faktoren zersetzt werden kann. Enzymatischer Abbau und diverse Laborverfahren (wie z. B. das Entfetten von Pollen mit Säure) schaden dem Pollenkorn daher nicht bzw. kaum. Diese Tatsache und die Eigenschaft, dass Pollen in großer Menge gebildet werden, ermöglichen eine lange Haltbarkeit. So können Pollen unter entsprechenden Bedingungen im Boden, Eis, Honig etc. konserviert werden. Wodurch die Grundlage für die Anwendungsgebiete der Palynologie gegeben ist. Tatsächlich ist die Exine komplex aufgebaut und verfügt über mehrere Schichten. Dazu folgende Abbildung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Schema der Ultrastruktur und Skulptur der Exine in starker Vergrößerung. NE = Nexine; SE = Sexine, bestehend aus basalem PED (Pedium), darauf aufgesetzte CO (Columellae), darüber meist TE (Tectum); Skulpturelemente SP (Spinae); Tectum mit PE (Perforationen) oder FO (Foveae), aus KLAUS, S. 213

Zunächst lässt sich die Exine in zwei Hauptschichten unterteilen der Endexine und der Ektexine (auch Sexine). Die Endexine ist die innere der beiden Schichten und weicht leicht von der Zusammensetzung der Ektexine ab. Sie ist dennoch ebenso korrosionsbeständig. Die äußere Ektexine wird in drei Zonen untergliedert. Die erste Zone nennt sich das Pedium (die Fußschicht) und befindet sich direkt über der Endexine. Die Fußschicht der Ektexine und die Endexine wer- den als Nexine bezeichnet. Über der Fußschicht befindet sich eine Struktur - das Infratectum (die Säulenschicht), darüber wiederum das Tectum (lat. für Dach). Das Infratectum besteht aus mehreren Columellae (lat. für Säulen). Allgemein gilt dabei: Außenhüllen von Pollen können stark variieren. So fehlt bei einigen Pollenkörnern die Fußschicht oder das Tectum. Das Tectum wiederum kann über ornamentale Elemente (Skulpturen) verfügen. Fehlt das Tectum, so kommen die ornamentalen Eigenschaften den Columellae zu, welche dann modifiziert sind. Unter der Exine befindet sich eine innere Schicht, die Intine. Sie umgibt das Zytoplasma (Zellflüssigkeit). Im Zytoplasma wiederum sind funktionelle Zellbestandteile (Organellen), vegetative und genera- tive Zellen eingebettet. Während die Exine den Transport der Gameten schützt, bewahrt die Intine diese während der Keimung. Für die Umsetzung der Keimung verfügt ein Pollenkorn zudem über so genannte Aperturen (Keimöffnungen). Durch diese Öffnungen können die Gameten über einen Pollenschlauch zur Samenlage transportiert werden. Zusätzlich sind die Aperturen von einer dünnen Membran umhüllt, welche bei Druck aufreißt. Säuren greifen diese Aperturenmembran an, daher ist diese nach chemischer Behandlung oder bei fossilen Pollen nicht mehr vorhanden. Je nach Pflanzenart kann die Anzahl der vorhandenen Aperturen unterschied- lich ausfallen (1-8 oder mehr Aperturen). An dieser Stelle ist auf eine Besonderheit hinzuweisen. Aperturen, bei denen das Längen-Breiten-Verhältnis größer als 2:1 ist, werden als Colpi (langge- streckte Aperturen) bezeichnet [vgl. BEUG, 2004]. Neben diesen optischen Variationen gibt es noch weitere Eigenschaften von Pollen, welche diese zu einer Analyse befähigen. In Abhängig- keit von ihrer Funktionalität, können Pollen trocken oder klebrig sein. Handelt es sich um trockene bzw. pulvrige Pollen, so stammen diese meist von windbestäubten Pflanzen (wie Birken, Erlen, Eichen, Haselnussbäumen, Brennnesseln und Gräsern). Es wird von „Windpollen“ gesprochen. Klebrige Pollen hingegen zielen auf die Anhaftung an Vektoren (Insekten, Vögel u. andere Tiere) ab. Die Klebrigkeit ist Ergebnis einer Beschichtung mit öligen Lipiden. Diese Be- schichtung wird als Pollenkitt bezeichnet. Dieser Kitt hat zusätzlich die Aufgabe das Zytoplasma vor Sonneneinstrahlung zu schützen, Pollenproteine in den Hohlräumen der Exine zu fixieren und Insekten anzulocken. Ein weiterer Aspekt ist die Farbgebung eines Pollens. Zumeist sind diese farblos oder gelb, aber auch Rottöne und andere Farbvarianten sind möglich. Um die Erläuterung der Funktion und des Aufbaus des Pollenkorns abzuschließen, ist zu sagen, dass sich dies alles auf einen Größenbereich von 5 bis 500 µm bezieht. Die meisten Pollen sind zwischen 20 und 80 µm groß. Einige 5 bis 8 µm und einige Arten aus der Familie der Gurken und Kürbisse (Cucurbitaceae) bis zu 250 µm. Mit 500 µm hat eine spezielle Art der Vergissmeinnicht-Familie (Boraginaceae) den größten bekannten Pollenumfang. [vgl. KESSELER; HARLEY, 2008]

Da die Eigenschaften von Pollen im Mikrometerbereich sichtbar sind, findet eine Pollenanalyse mikroskopisch statt.

2.1.2 BEDEUTUNG DES AUFBAUS DES POLLENS FÜR EINE POLLENANALYSE

Basierend auf dem Wissen über den prinzipiellen Aufbau eines Pollenkorns lassen sich unterschiedlichste Charakteristika der Pollen zu mikroskopischen Analysezwecken nutzen. So kann ein Pollenkorn in Aufbau, Größe, Form und Farbe stark variieren. Dies wiederum ermöglicht eine systematische Differenzierung. Sind unterschiedliche Merkmale bekannt, lassen sich einzelne Pollenkörner deren Herkunftspflanze zuordnen.

Abgeleitet von den Eigenschaften eines Pollenkorns, sind folgende Fragestellungen zu dessen Identifizierung formulierbar:

1. Wie viele Zellen bilden das Pollenkorn? Ist das Pollenkorn einfach oder besteht der Pollen aus zusammengesetzten Körnern?
2. Wie groß ist der Pollen?
3. Welche Form hat der Pollen (rundlich, oval, dreieckig, ellipsoid, etc.)?
4. Wie viele Aperturen besitzt der Pollen? Wie sehen diese aus (Poren, Falten, Porenfalte, Colpus)?
5. Wie sieht die Exine aus (glatt, stachelig, gerieft, vernetzt)?
6. Welche Farbe hat der Pollen (gelblich, braun, grünlich)?
7. Gibt es Deckelbildungen, Auswüchse oder Fäden am Pollen?

[vgl. HORN; LÜLLMANN, 2006]

Speziell für die Beschreibung der Exine gibt es fachliche Termini, die deren Strukturen und Skulpturen beschreiben. Ein Pollenkorn kann über eine psilate (glatte), foveolate (grubige), fossulate (rissige), scabrate (rauhe), verrucate (warzige), gemmate (knospenförmige) echinate (stachelige), clavate (keulenförmige), baculate (stäbchenförmige), rugulate (runzelige), striate (gestreifte), reticulate (netzige) oder fenestrate (gefensterte) Exinenstruktur verfügen. Zusammenfassend sind diese Begriffe in nachstehender Abbildung dargestellt. Eine Kenntnis über diese Begrifflichkeiten erleichtert eine gezielte Differenzierung. Dennoch ist zu berücksich- tigen, dass Strukturen unter dem Mikroskop nicht immer in vollem Maße ersichtlich sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Übersicht über die mögliche Gestaltung der Exine eines Pollenkorns, von BOTANY

Für die Beschreibung der Aperturen des Pollenkorns gelten ebenso beschreibende Begriffe. Es sollte zwischen Pore, Falte, Porenfalte, heterocolpat oder syncolpat unterschieden werden.

Während die ersten drei Begriffe beschreibend sind, ist es notwendig letztere zu erläutern. Für heterocolpate Pollen gilt, dass diese mindestens 6 Colpi aufweisen, abwechselnd mit und ohne Pore. Mit syncolpat sind Pollen gemeint, bei denen die Colpi als Ringe oder Schrauben ausgebil- det sind oder ihre Colpi stehen über den/die Pollenpol/e miteinander in Verbindung. Dazu unten stehende Abbildung.

[Zu den Begriffserklärungen vgl. BEUG, 2004 und PONET, 2015]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Syncolpat (links) und Heterocolpat (rechts), aus POLLEN-WIKI (a)

Die Erkennung der Oberflächenstrukturen von Pollen wird verbessert, wenn beim Mikroskopieren durch die Bildebenen hindurch fokussiert wird [vgl. MOORE et al, 1991]. Das heißt, wenn beim Betrachten des Pollenkorns der Feintrieb verwendet wird, um Höhen und Tiefen des Pollens scharf zu stellen. So ergibt sich für den Betrachter nach und nach ein dreidimensionales Pollenbild. Das Pollenbild selbst hängt zudem von der Lage des Pollens ab. So erscheint ein Pollen in Seitenlage anders, als ein Pollenkorn in Pol-Lage. Dies ist bei einer PA zu berücksichtigen, wie diese Abbildung aufzeigt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Kornblumenpollen in Pol-Lage (links) und Seitenlage (rechts), aus ZANDER 1935, Taf. 78

Letztlich gelingt die Feststellung genannter Eigenschaften nur bei Betrachtung der Pollen im Mikrometerbereich. Daher sind bei einer optischen Vergrößerung von mindestens 150x bis 1000x die Strukturen und Eigenschaften der Pollen auswertbar. Genannte Identifikationsfragestellungen sind dementsprechend zu beantworten.

2.2 HONIG UND DESSEN UNTERSUCHUNGEN

Nachdem der Hintergrund der Palynologie erörtert ist, soll sich dieser Abschnitt konkret auf das Bienenprodukt „Honig“ beziehen. Daher wird ein unmittelbarer Bezug zu entsprechenden Analysen am und im Honig genommen. Um entsprechendes Verständnis zu schaffen, soll klar gestellt werden, wie die einzelnen Pollenkörner für eine Pollenanalyse überhaupt in den Honig gelangen.

Als thematischer Einstieg für diesen Abschnitt eignet sich daher folgende Frage: Was ist Honig per Definition eigentlich?

Laut deutscher Honigverordnung ist Honig „ [...] der naturs üß e Stoff, der von Honigbienen erzeugt wird, indem die Bienen Nektar von Pflanzen oder Sekrete lebender Pflanzenteile oder sich auf den lebenden Pflanzenteilen befindende Exkrete von an Pflanzen saugenden Insekten aufnehmen, durch Kombination mit eigenen spezifischen Stoffen umwandeln, einlagern, dehydratisieren und in den Waben des Bienenstocks speichern und reifen lassen. Honig besteht im Wesentlichen aus verschiedenen Zuckerarten, insbesondere aus Fructose und Glucose, sowie aus organischen Säuren, Enzymen und beim Nektarsammeln aufgenommenen festen Partikeln. Die Farbe des Honigs reicht von nahezu farblos bis dunkelbraun. Er kann von flüssiger, dickflüssiger oder teilweise bis durchgehend kristalliner Beschaffenheit sein. Die Unterschiede in Geschmack und Aroma werden von der jeweiligen botanischen Herkunft bestimmt. “ [HONIGVERORDNUNG 2004, ANL. I]

Die Definition fasst zusammen, dass Honig über verschiedene Eigenschaften verfügt. Diese können entsprechend analytisch genutzt werden. Für eine Pollenanalyse ist besonders die Formu- lierung „ beim Nektarsammeln aufgenommenen festen Partikeln “ und „ Unterschiede [...] werden von der jeweiligen botanischen Herkunft bestimmt “ bedeutend. Die festen Partikel können Pollen, die beim Nektarsammeln mit in den Honig gerieten, sein. Unabhängig vom Nektarsammeln sind zudem Wachsrückstände, Bienenteile, Algen aber auch kristalline Masse pollenanalytisch relevant. Insgesamt lässt sich durch die Eigenschaften von Honig ableiten, dass Honig nicht gleich Honig ist. Es kann grundsätzlich zwischen Blütenhonigen und Honigtauhonigen unterschieden werden. Die Zusammensetzung verschiedener Parameter ent- scheidet über deren Sortenreinheit, deren Herkunft und entsprechende Auslobungsmöglichkeiten.

Dies zu überprüfen und entsprechend zu kennzeichnen ist in der Honigverordnung geregelt. Tatsächlich fordert der § 3 der Honigverordnung eine entsprechende Kennzeichnung und somit entsprechende Analysen, wie eine Pollenanalyse „ 1. zur Herkunft aus Blüten oder lebenden Pflanzenteilen, wenn der Honig vollständig oderüberwiegend den genannten Blüten oder Pflanzen entstammt und die entsprechenden organoleptischen, physikalisch-chemischen und mikroskopischen Merkmale aufweist; 2. zur regionalen, territorialen oder topographischen Herkunft, wenn der Honig ausschließlich die angegebene Herkunft aufweist; 3. zu besonderen Qualitätsmerkmalen “ [HONIGVERORDNUNG 2004, § 3].

Ein markanter Parameter von Honig ist die Farbe. So kann das Farbspektrum von Honigen in breiten Farbbereichen variieren. Dies unterstreicht die folgende Abbildung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Übersicht möglicher Farben von Sortenhonigen, nach STÖCKMANN

Blütenhonige definieren ihre Farbe vor allem durch ihre differenzierte Lichtbrechung. Dies ist damit zu begründen, dass Zuckerkristalle im Blütenhonig einfallendes Licht anders brechen, als dies der Fall in anderen Honigen ist. Hinzu kommt, dass Blütenhonige viele Pollen beinhalten, da diese beim Nektarsammeln durch Bienen in den Honig geraten. Honigtauhonige hingegen sind von der Honigbiene gesammelte süße Säfte von Pflanzen und Ausscheidungen von Blattläusen. Da dieser Honig hauptsächlich nicht durch Nektar geprägt ist, sind in einem Honigtauhonig ent- sprechend wenige Pollenanteile nektarliefernder Pflanzen zu finden. Enthaltene organische Säuren, Mehrfachzucker und Aminosäuren lassen den Farbton von Honigtauhonigen im Allge- meinen dunkel erscheinen. Anteile von Algen, Wachsröhrchen sowie ein erhöhter Anteil an kristalliner Masse sind zusätzliche Merkmale, welche Honigtauhonige charakterisieren [vgl. NEUFASSUNG LEITSÄTZE, 2011]. Letztlich bedeutet dies, dass bestimmte Farben für Sortenhonige typisch sind. Tritt eine andere Farbe auf, so ist die Sortenreinheit durch eine Pollenanalyse zu beweisen. [vgl. MÜHLEN; EBERHARDT, 2015]

Mitunter sammeln Bienen auch von Fruchtsäften, Sirupen oder gelösten Bonbons ihre süßen Substanzen. Dies kann dann der Fall sein, wenn ein Trachtmangel bei einem Bienenvolk vorherrscht [vgl. VON DER OHE, 2005].

Neben der allgemeinen Unterscheidung zwischen Honigen, nimmt Heidehonig, der von der Besenheide (Calluna vulgaris) stammt, eine Sonderstellung ein. Heidehonig weist eine gelartige Konsistenz auf und muss daher einer besonderen Behandlung unterzogen werden. Diese wird als „Stippen“ bezeichnet. Dabei finden spezielle Lösegeräte Anwendung. [vgl. HORN; LÜLLMANN, 2006]

Insgesamt sind für Honige stets organoleptische, chemisch-physikalische und mikroskopische Parameter heranzuziehen, um Sortenhonige hinsichtlich Qualität und Authentizität zu beurteilen [vgl. NEUFASSUNG LEITSÄTZE, 2011].

2.2.1 VORKOMMEN VON POLLEN IM HONIG

Bedingt durch das zentrale Thema der Pollenanalyse, ist es wichtig zu verdeutlichen, wie Pollen in den Honig gelangen können. Tatsächlich können Pollen auf verschiedenen Wegen in den Honig geraten. Ist der Analytiker sich dieser Tatsache bewusst, kann er entsprechende Analyse- ergebnisse differenzierter und kritischer bewerten. Ausgangsbasis für diese kritische Betrach- tungsweise ist der bereits geschilderte Fortpflanzungsmechanismus der Pflanzen (siehe 2.1.1) - die Bestäubung. Zu deren Zweck das einzelne Pollenkorn als Transportmedium der männlichen Keimzellen dient. Für den Prozess der Bestäubung nutzen Pflanzen das Medium Wind oder Vektoren wie z. B. Menschen und Tiere. Aus dieser Tatsache resultieren für das Produkt Honig verschiedene Arten der Einstäubung. In erster Linie geraten Pollen in den Nektar, während die Honigbiene diesen von Blüten sammelt. Diese Art der Einstäubung wird als primäre Einstäubung bezeichnet. Wenn die Biene Nektar von Trachten sammelt wird diese von der Blüte mit Pollen „beladen“. Daher kann es dazu kommen, dass Pollen vom Haarkleid der Biene in unverdeckelte Honigwaben gelangen. Da eine Honigwabe erst verdeckelt wird, wenn der Nektar von der Biene eingespeichelt wurde und der Honig reif ist, besteht bis zu diesem Zeitpunkt eine Eintrittspforte für Pollen. Dies wird als sekundäre Einstäubung bezeichnet. Dieser Sachverhalt ist allerdings nicht kritisch zu bewerten. Da die Pollen, die innerhalb eines Bienenvolks zirkulieren, in der Regel von Nektar liefernden Pflanzen stammen. Somit sind diese, unabhängig von primärer oder sekundärer Einstäubung, für einen entsprechenden Sortenhonig typisch. Dagegen ist die soge- nannte tertiäre Einstäubung kritischer zu betrachten. Diese tritt durch imkerliche Maßnahmen auf. Durch mechanische Beanspruchung (z. B. durch Entdeckelungsgeräte oder Schleudern bei der Honigernte) können Waben mit Polleneinlagerungen (Bienenbrot) in großem Maß in den Honig geraten. Auch können Pollen an der Kleidung des Imkers haften und in den Honig gelangen. Eine Schwierigkeit für eine anschließende Pollenanalyse kann zudem das Fortpflan- zungsverhalten von verschiedenen Pflanzen sein. So können Pollen, die über den Wind transportiert werden, ebenfalls in den Honig gelangen. Nicht jede Pflanze ist für die Biene auch interessant, denn Wind-/Selbstbestäuber sind nicht auf Insekten angewiesen. Deshalb produzieren diese keinen Nektar, der entsprechende Vektoren anlockt. Diese Tatsache kann das Pollenbild eines Honigs verfälschen bzw. die Analyse erschweren. Angemessene Bewertungen durch den Analytiker sind dann erforderlich. Anteile an Windpollen werden bei einer Untersuchung entsprechend gewertet/nicht gewertet, denn bei der Honigerkennung sind vorwiegend die Nektar liefernden Pollen von Interesse. Zusätzlich produzieren einige Pflanzen anteilig mehr Pollen als andere. So können diese in einer Honigprobe ü ber- oder unterrepräsentiert erscheinen. Für die gefundenen Pollen im Honig erfolgt eine prozentual-anteilige Bewertung. Wie nachstehende Tabelle aufführt, wird zwischen Leitpollen, Begleitpollen und Einzelpollen unterschieden. [vgl. HORN; LÜLLMANN, 2006]

Tabelle 1: Übersicht der bezeichnenden Pollenklassen für eine Honiganalyse, mit Angabe ihrer geforderten relativen Häufigkeit, abgeleitet aus HORN; LÜLLMANN 2006, S. 122

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Für die Pollenanalyse von Honig sind vorwiegend Leit- und Begleitpollen von Interesse. Je nach Zusammensetzung und Anforderung für die Analyse, werden die Pollen entsprechend klassifi- ziert. Da eine PA komplex ist, ist es notwendig deren Zweck und deren Arbeitsschritte zu beschreiben.

2.2.2 MIKROSKOPISCHE ANALYSE VON HONIG - MELISSOPALYNOLOGIE

Neben chemisch-physikalischen und sensorischen Untersuchungen von Honig ist die mikroskopische Untersuchung von Honig bedeutend. Dabei handelt es sich um die Pollenanalyse - Melissopalynologie genannt. Diese ist ein Teilgebiet der bereits beschriebenen Palynologie. Sie stellt eine eigenständige Methodik dar. Sie ist zudem geeignet andere Untersuchungsergebnisse zu überprüfen bzw. zu bekräftigen. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass ältere Quellen anstatt von „Melissopalynologie“ von „Melitopalynologie“ sprechen. So verwendet Dr. Wilhelm Klaus 1987 in „Einführung in die Paläobotanik“ noch den Begriff Melitopalynologie [vgl. KLAUS, 1987]. Heutzutage hingegen, ist Melissopalynologie der etablierte Terminus. Neben Pollen, bezieht sich der Begriff im weiteren Sinne auch auf die Honigbiene und andere Bienenarten [vgl. VON DER OHE, 2014].

Das Themengebiet der Melissopalynologie ist ein sowohl theoretisches, als auch stark praktisch orientiertes Gebiet. Dabei ist das anzuwendende Prinzip wie folgt: Für die mikroskopische Untersuchung wird eine definierte Menge Honig (10 g) einem Probenvorbereitungsprozess unterzogen und anschließend untersucht. Würde Honig direkt untersucht werden, wäre die Konzentration an Pollen im mikroskopischen Präparat zu gering, daher werden die Pollen zuvor aufkonzentriert [vgl. HORN; LÜLLMANN, 2006]. Nach der Vorbereitung wird die Probe vom Analytiker auf Pollenarten und deren relative Häufigkeiten untersucht. Damit ist die Melissopalynologie ein im hohen Maß von der durchführenden Person abhängiges Verfahren. Es ist notwendig entsprechend geeignete Quellen zur Identifizierung der Pollen heranzuziehen sowie über Erfahrung auf dem Gebiet der Pollenidentifikation zu verfügen bzw. diese zu erwerben.

Versuche Pollenzählungen zur Berechnung der relativen Pollenhäufigkeit mittels EDV zu realisieren weisen bis dato keine hohe Effektivität auf [vgl. GOTZEL et al., 2012]. Eine Quantifizierung und Qualifizierung, von im Honig vorkommenden Pollen, ist für verschiedene Anwendungen von Interesse. So lassen sich zwei Aspekte formulieren:

1. Die „ Qualitative Pollenanalyse für interessierte Laien
2. Die „ Quantitative Pollenanalyse als Hilfsmittel für Institute “ [GOTZEL et al. 2012, S. 3]

Dabei gilt für die Anwendungen der Melissopalynologie (Mangels entsprechender EDV) momentan noch:

„ Nur das menschliche Gehirn ist zur Zeit in der Lage, die große Vielzahl der einzelnen Pollen und auch die große Vielzahl der jeweiligen Pollenkombinationen, die typisch für die jeweiligen Provinzen sind, im Bild wiederzuerkennen. “ [HORN; LÜLLMANN 2006, S. 125] Als primäres Ziel der Melissopalynologie kann der Nachweis der Sortenreinheit und der Herkunft eines Honigs bzw. die Feststellung des Zeitraums der Honigernte verstanden werden. Dabei ist es möglich regionale Besonderheiten und Zusammenhänge festzustellen. So können für bestimmte Regionen spezifische Kombinationen von Pollenkörnern im Honig maßgeblich sein, wenn sich entsprechende Pflanzenarten innerhalb des Anflugradius der Bienen befanden. War z. B. ein Rapsfeld in der Nähe und wurde dieses von den Bienen als Nektarquelle angeflogen, so sind auch Rapspollen im Honig. [vgl. VON DER OHE, 2015] In Kombination mit anderen regional spezifischen Pflanzen wie z. B. Spitzahorn, Apfel etc. wird ein regionaler Honig entsprechende Pollenkombinationen aufweisen. Umgekehrt sind Rückschlüsse auf den Zeitraum möglich, in dem Bienen den Honig sammelten bzw. wann der Imker entschied diesen zu ernten. Denn ent- sprechende Trachten (Pflanzen als Nektar- und Pollenquellen) blühen nur in bestimmten Zeiträumen. Daher lassen sich für Honigernten bestimmte Zeiträume abstecken. Vom primären Ziel der Melissopalynologie lässt sich eine sekundäre Anwendung ableiten: Die Prüfung der Wirtschaftlichkeit. Wie effektiv haben Bienen eine Tracht genutzt? Ein mögliches Szenario sind z. B. Absprachen zwischen Imker und Landwirt. In der Praxis können Überein- künfte zwischen beiden Parteien getroffen werden. Der Imker erhält die Genehmigung seine Bienenbeute am Rand oder im Feld des jeweiligen Landwirtes aufzustellen, damit es seinen Bienen möglich ist entsprechenden Nektar vor Ort zu sammeln. Im Gegenzug partizipiert der Landwirt an der Bestäubungsleistung der Bienen, was ihm wiederum einen erhöhten Ertrag einbringt. Hierzu verpflichtet sich der Landwirt nun, gar nicht, minimal bzw. nur mit Ankündigung und unter Rücksichtnahme auf das Flugverhalten der Bienen, Pestizide auf seinen Feldern auszubringen. Eine solche Absprache bietet also auf der einen Seite die erleichterte Erzeugung eines Sortenhonigs für den Imker, auf der anderen Seite die Ertragssteigerung für den Landwirt. [vgl. RADTKE, 2013]

Ob diese Absprache erfolgreich war, lässt sich z. B. durch die Pollenanalyse feststellen. Wurde das Feld des Landwirtes von den Bienen als Nektarquelle genutzt, so sind entsprechende Pollen, in entsprechender Anzahl im Honig des Imkers zu finden.

Die Informationen der Melissopalynologie lassen sich auch für die Vermarktung des Honigs nutzen. Der Honig kann nach weiteren entsprechenden Analysen (siehe 2.2.3) als Sortenhonig angepriesen werden. Dies gewährleistet wiederum, dass der Verbraucher vor Täuschung geschützt wird und der Imker rechtlich abgesichert ist. Zwecks dieser Absicherung und der Gewährleistung von Qualität gibt es festgelegte Angaben für die relative Häufigkeit der im Honig zu findenden Pollen. Dies wird der Übersicht halber in der nachstehenden Tabelle verdeutlicht.

Tabelle 2: Übersicht der Mindestpollenzahlen für bestimmte Honigauslobung, vgl. NEUFASSUNG LEITSÄTZE

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Honigtauhonige werden zusätzlich über Anteile an Pilzelementen, Algen, Wachsröhren und ggf. Wachswolle beurteilt. Zusätzlich gilt für eine PA, dass Honigtauhonige anteilig mehr Windpollen enthalten können. Dies ist die Folge, wenn die Honigbienen keine/kaum effektive Nektarquellen nutzten, sondern nur/überwiegend Honigtau sammelten. In der Konsequenz können dann nur Pollen über sekundäre oder tertiäre Einstäubung bzw. Windbestäubung in den Honig gelangen. Anzumerken ist dabei, dass für das deutsche Trachtgebiet in der Regel nur einheimische Herkunftspflanzen relevant sind. So wird z. B. ein Orangenblütenhonig oder Eukalyptushonig eher internationaler Herkunft sein.

In der Melissopalynologie erfolgt die Bewertung der Pollenanteile im Wesentlichen quantitativ und qualitativ. Für einen Pollengehalt unter 1% wird nur die Herkunft angegeben, das heißt es findet hier allein eine qualitative Auswertung statt [vgl. HORN; LÜLLMANN 2006, S. 123]. Bei einer pollenanalytischen Untersuchung sind die DIN 10760, die Honigverordnung und die deutschen Leitsätze für Honig stets zu berücksichtigen.

2.2.3 TEIL- UND VOLLANALYSE VON HONIG

Wie bereits erwähnt, bedarf es mehrerer Analysen, um einen Honig vollständig charakterisieren zu können. Obgleich das Thema der Melissopalynologie im Vordergrund dieser Arbeit steht, so ist diese nur als ein Teil mehrerer Untersuchungen am und im Honig zu verstehen. [vgl. DUSTMANN, 2006]

Sensorische und chemisch-physikalische Analysen sind die Grundlage der Honigbeurteilung.

Tatsächlich sind für den Handel bestimmte Parameter vorrangig. Die Bestimmung dieser Parameter wird deshalb als Grundanalytik im Zusammenhang mit Honig bezeichnet. Zur Grundanalytik gehört die Bestimmung folgender Parameter:

HMF-Gehalt

Invertase/Diastasezahl

Wassergehalt

Säuregrad

pH-Wert

Bei Sortenhonigen kommt die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit hinzu, um zwischen Blüten- und Honigtauhonig unterscheiden zu können. Zudem kann die Aussage der Pollenanalyse über die Leitfähigkeit überprüft werden und umgekehrt. [vgl. HORN; LÜLLMANN, 2006] Das Zuckerspektrum eines Honigs sowie Sedimentbestandteile sind auch ein wichtiger Aspekt bei der Honiganalytik. Entsprechende Vorschriften und Parameter sind der Honigverordnung zu entnehmen. Auch sensorische Eigenschaften wie Farbe und Geschmack sind von wesentlicher Bedeutung. Nur das Zusammenspiel verschiedener Merkmale ist in der Lage Honig vollständig und sortentypisch kenntlich zu machen. [vgl. VON DER OHE, 2015]

Für die chemisch-physikalischen Aspekte ist die Übersicht auf der folgenden Seite zu vergleichen. Wenn also im Rahmen dieser Arbeit eine Empfehlung für die Bezeichnung eines Honigs ausgesprochen wird, so bezieht sich diese Angabe lediglich auf den Bereich der Melissopalynologie (als Teilanalyse). Die Angaben sind daher rein botanischer Natur und beziehen sich auf die tatsächlich im Honig gefundenen Pollen.

Tabelle 3: Übersicht von Parametern und Grundlagen für Honiguntersuchungen, VON DER OHE 2015, S. 17

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3 MATERIAL UND METHODEN

Im Material und Methodenteil wird die Probenahme und Probenvorbereitung beschrieben sowie der Ablauf des weiteren melissopalynologischen Vorgehens. Vor der eigentlichen Melisso- palynologie findet eine Probenvor- und -aufbereitung statt, gefolgt von der Identifizierung und der anschließenden Auszählung der Pollen. Bezug wird dabei stets auf die DIN 10760 genommen. Dabei wird das Verfahren nach der DIN-Norm in modifizierter Form angewandt. Nach Verdeutlichung des angewandten melissopalynologischen Verfahrens, wird die Methodik erweiterter Versuche beschrieben. Diese zusätzlichen Versuche beziehen sich auf den Zusammenhang von Faktoren der Probenaufbereitung und der Analysequalität.

3.1 ARBEITSGERÄTE UND REAGENZIEN

Die unten aufgelisteten Arbeitsgeräte und Materialien sind notwendig, um eine adäquate Pollenanalyse im Rahmen gegebener Möglichkeiten zu vollziehen:

50 ml Becherglas

Deckgläschen (22 x 22 mm)

destilliertes Wasser (max. 40 °C)

Glycerin-Gelatine (nach Kaiser)

Honigschleuder (handbetrieben, für erweiterte Versuche)

Lichtmikroskop (400 x bis 1000 x) mit Kreuztisch Löffel

Messzylinder (10-100 ml)

Mikroskop-Kamera

Mikrospatel

Objektträger (76 x 26 mm)

Pasteur-Pipette

Pinzette für Deckgläschen

Rührstab

Schablone zum Ausstreichen einer Probe auf dem Objektträger

Waage (zwei Nachkommastellen)

Wärmeplatte

Zählgerät bzw.

Zählprogramm Zentrifuge

Zentrifugenröhrchen (2 x 15 ml, spitz, mit Schraubdeckel) und ggf.

Halterung

Laut DIN-Vorschrift wird ein größeres Zentrifugenröhrchen (40 ml) verwendet. Für das zu beschreibende Verfahren werden jedoch zwei spitze ZR je 15 ml genutzt, da größere nicht in die vorhandene Zentrifuge passen. Die zu analysierende Menge Honig wird dadurch nicht beeinflusst, jedoch anders aufbereitet.

Die genutzte Zentrifuge für das Verfahren ist die „Eppendorf-Zentrifuge-5804-R“.

Das verwendete Lichtmikroskop ist unter der Bezeichnung „Bresser-Researcher-Trino- Mikroskop“ erhältlich. Für alle mikroskopischen Schritte der PA wird eine Vergrößerung von 100x bis 1000x genutzt.

Zur Dokumentation einzelner Pollenkörner wird die „Mikroskop-Kamera 5.0 MP“ von TOOLCRAFT genutzt.

Von allen Reagenzien wird keine gesonderte Reinheit gefordert, da das Verfahren die Auszählung pflanzlicher Zellen anstrebt und kein chemisches Verfahren ist [vgl. DIN 10760, 2002]. Dennoch ist für eine längere Lagerfähigkeit erarbeiteter Präparate eine gewisse Gründlichkeit erforderlich. Um dies zu gewährleisten und Unreinheiten zu vermeiden, wird destilliertes Wasser verwendet. Zudem findet die Desinfektion einiger Arbeitsmaterialien statt. Entsprechende Arbeitsschritte werden im weiteren Text dazu erörtert.

3.2 BESCHREIBUNG DER PROBENVOR- UND -AUFBEREITUNG

Methodisches Ziel der Melissopalynologie ist es, alle Pollen aus 10 g Honig in ein mikroskopierbares Präparat zu bringen. Aus diesem Grund ist die Honigprobe entsprechend vor- und aufzubereiten. Die 10 g Honigprobe bezieht sich dabei auf die Menge Honig, die aus einem Honigglas stammt. Eine erstellte Übersicht zeigt wesentliche Arbeitsschritte für das zu vollzie- hende Verfahren auf:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: Darstellung der Abfolge der angewandten melissopalynologischen Arbeitsschritte

Zur Vorbereitung der Pollenanalyse werden 10 g einer 3 min gut durchgerührten Honigprobe (per Hand) mit 20 ml destilliertem Wasser in Lösung gebracht. Das dest. Wasser sollte dabei nicht wärmer als 40 °C sein. Es ist eine klare Lösung herzustellen. Zuckerkristalle sind daher vollständig aufzulösen. Anschließend wird die Lösung in zwei 15 ml Zentrifugenröhrchen überführt. Das heißt in jedes Röhrchen wird jeweils die Hälfte an Honiglösung gefüllt. Die Differenz in den Röhrchen ist bis zum 15 ml Meniskus mit dest. Wasser aufzufüllen. Zu berücksichtigen ist dabei: Beide Röhrchen müssen das gleiche Gewicht aufweisen (zwei Nachkommastellen), um eine Unwucht beim anschließenden Zentrifugieren zu vermeiden. Die gefüllten Röhrchen sind fest zu verschließen und bei 1000 g 1 für 10 min zu zentrifugieren. Nach 10 min Zentrifugieren befindet sich ein Bodensatz in jeder Spitze der zwei Zentrifugenröhrchen. Dabei handelt es sich um das Pollensediment. Der Überstand an Flüssigkeit ist jeweils vom Sediment abzudekantieren. Dies ist ohne Aufwirbeln des Sediments zu vollziehen. Anschließend ist das Sediment eines der beiden ZR mit einer Pipette aufzuwirbeln und in das verbleibende ZR zu überführen. Dieser Schritt gewährleistet, dass sich die Pollen aus 10 g Probe nun in einem Röhrchen befinden. Das verbleibende Röhrchen ist erneut bis zur 15 ml Marke aufzufüllen. Um für das spätere Verfahren ein klares mikroskopisches Bild zu erhalten, ist ein Waschschritt nötig. Dabei handelt es sich um ein erneutes Zentrifugieren bei 1000 g für 5 min. Bei diesem Vorgang werden eventuell verbleibende, störende Zuckerkristalle aufgelöst. Als Gegengewicht für diesen Zentrifugationsschritt kann ein zusätzliches Honigprobenröhrchen verwendet werden.

Nach dem erfolgten Waschschritt ist der Überstand durch ein weiteres, vorsichtiges Dekantieren vom Sediment zu trennen. Es soll so wenig Volumen wie möglich im ZR verbleiben. Die Menge reduziert sich auf etwa 0,1-0,2 ml Flüssigkeit mit Sediment. Nachdem die Pollen auf diese Weise aus der Honigprobe isoliert wurden, ist das Sediment auf einen Objektträger zu bringen und quadratisch auszustreichen. Die Überführung des Sediments auf den Objektträger erfolgt mittels Pipette. Hierfür wird das Sediment mit der Pipette aufgewirbelt und anschließend auf den Objektträger übertragen. Das quadratische Ausstreichen wird mit Hilfe eines Mikrospatels realisiert. Als Vorgabe für die auszustreichende Fläche dient eine erstellte Schablone:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: Schablone für das Ausstreichen von Pollensediment im rot angedeuteten Bereich auf einem Objektträger (76 x 26 mm) mit Fläche für das Aufsetzen eines Deckgläschens (22 x 22 mm)

Die, durch rote Ecken angedeutete, quadratische Fläche in Abbildung 10 ist mit dem Sediment auszustreichen. Darauf kommt später das Deckgläschen (äußeres Quadrat).Würde das ausgestrichene Präparat so mikroskopiert werden, wären kleine Teilchen-Strömungen in der Flüssigkeit des Präparates möglich [vgl. KREMER; BANNWARTH, 2014]. Diese Tatsache könnte die Position der Pollen beeinflussen. Es ist deshalb sicher zu stellen, dass die Pollen beim Mikroskopieren in jedem Fall in ihrer Position gehalten werden. Aus diesem Grund erfolgt eine Fixierung der Pollen in Glycerin-Gelatine. Bis die Pollenprobe fixiert ist, wird die Bezeichnung „Vor-Präparat“ genutzt. Bevor der Einschluss in Gelatine vollzogen wird, ist die verbleibende Flüssigkeit des Vor-Präparats zu reduzieren. Dies geschieht durch eine Trocknung, von bis zu einer Stunde, auf einer Wärmeplatte bei maximal 40 °C, da sonst Pollenproteine denaturieren könnten. Durch die Trocknung werden die Pollen vorfixiert und verschieben sich beim Glycerineinschluss kaum.

Für den Einschluss der Pollen in Glycerin-Gelatine wird diese im Wasserbad erwärmt und so verflüssigt. Speziell wird „Kaisers Glycerin-Gelatine“ genutzt. Auch für das Verflüssigen der Gelatine sollten 40 °C nicht überschritten werden. Auf derselben Wärmeplatte kann bereits das Deckgläschen, zum späteren Aufsetzten auf das Sediment, vorgewärmt werden. Da die Glycerin- Gelatine laut Sicherheitsdatenblatt gesundheitsschädlich sein kann, ist unter einem Abzug mit entsprechenden Schutzmaßnahmen (Kittel, Handschuhe und Schutzbrille) zu verfahren. Ist die Gelatine im flüssigen Zustand und das Vor-Präparat getrocknet, so ist die Gelatine auf dieses zu geben. Zu diesem Zweck wird auf einem angewärmten Deckgläschen ein diagonales Kreuz aus Glycerin-Gelatine geformt und im Folgenden über das Sediment gesenkt. Objektträger und Deckgläschen sind vor dem Gebrauch mit Ethanol zu reinigen. Das Präparat wird für 5 Minuten zum Quellen der Pollen auf der Wärmeplatte gelassen. Ferner verteilt sich so das Glycerin optimal.

Ist das Sediment in Glycerin-Gelatine eingeschlossen und die Pollen damit fixiert, wird das Deckgläschen zusätzlich mit Klarlack umrandet. Der Lack verbessert die Lagerfähigkeit. Das Pollenpräparat ist nun angefertigt und kann mikroskopiert werden.

[...]


1 ein Vielfaches der Erdanziehungskraft, g = 9,81 m/s², für die Eppendorf-Zentrifuge-5804-R entsprechen ca. 2500 Umdrehungen 1000 g

Details

Seiten
115
Jahr
2015
ISBN (eBook)
9783668273115
ISBN (Buch)
9783668273122
Dateigröße
4.1 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v337648
Institution / Hochschule
Hochschule Anhalt - Standort Bernburg
Note
1,5
Schlagworte
Imkerei Honigbiene Botanik Palynologie Melissopalynologie Pollenanalyse Honiganalyse Honig Honiganalytik Pollen Mikroskopie Pollenbestimmung Sortenhonig Sortenreinheit von Honig

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Titel: Etablierung einer Pollenanalyse von Honig an der Hochschule Anhalt