Molekulare Pflanzenforschung/ Pflanzenbiochemie, Bergische Universität Wuppertal

Arbeitspakete

Die Wirtspflanzen, die die Grundlage der Honigtauerzeugung liefern, sollen analysiert werden. Dazu werden Phloemsäfte (Siebröhrensäfte), Blatt- und Rindenexsudate sowie Blatt- und Rindenextrakte verschiedener Trachtbaumarten (u.a. Fichte, Tanne, Esskas­tanie, Eiche) gewonnen und in Bezug auf Zuckerkonzentrationen und andere relevante lösli­che Verbindungen analysiert.

Verwendet werden Pflanzen der verschiedenen Baumarten, die im Gewächshaus der Univer­sität Wuppertal angezogen werden, da die Apparatur zur Phloemsaftgewinnung ein fester, nicht mobiler Arbeitsplatz ist. Um die Vergleichbarkeit der Pflanzen sicherzustellen, werden für die Analysen der Blätter und Rinden sowohl Proben der Gewächshaus-Pflanzen als auch Pro­ben von den Baumarten am Standort (Schwarzwald, Bayrischer Wald usw.) analysiert. Dies erfolgt in Abstimmung mit der Bienenkunde der Universität Hohenheim.

Phloemsaft wird mit der Laser-Aphiden-Technik gewonnen. Hierbei werden mit einem Laser durchtrennte Lausrüssel wie „Kapillaren“ genutzt, um an den Saft in den Siebröhren von Pflanzen zu gelangen, da die Siebröhren in der Regel nur einen Durchmessen von einem Mik­rometer haben. Diese Methode ist äußerst zeitintensiv und komplex, jedoch die einzige Möglichkeit, reinen Phloemsaft aus intakten Pflanzen zu gewinnen. Die Gewinnung von Phloemsaft soll in den Sommermonaten über den gesamten Projektzeit­raum erfolgen, wenn die notwendigen Lausarten vorhanden sind und sich entsprechend ver­mehren.

Die Phloemsaftproben werden dann mithilfe verschiedener Verfahren auf ihre Zusammensetzung untersucht. Analysiert werden dabei die darin enthaltenen Zucker, Zuckeralkohole, Aminoverbindungen, organischen Säuren, sowie anorganischen Kationen und Anionen.

Die von der Landesanstalt für Bienenkunde Uni Hohenheim gewonnenen authentischen Honigtauproben aus dem Schwarzwald und dem Schwäbischen Wald werden analysiert.

„Authentische Honigtauprobe“ bedeutet in diesem Zusammenhang, ein Honigtautropfen einer definierten und bekannten Lausart auf einer bestimmten Trachtbaumart. Sowohl die Honigtauerzeuger als auch die Trachtbaumarten werden von unterschiedlichen Umweltbedingungen beeinflusst. Aus Vorversuchen gibt es bereits Hinweise, dass unterschiedliche Lausarten, die von der gleichen Baumart Nahrung aufnehmen, Honigtau mit stark unterschiedlichen Melezitosegehalten produzieren.

Analysiert werden Zuckeralkohole, Mono-, Di- und Oligosaccharide mittels HPAEC-PAD. Ebenso erfolgt die Analyse der löslichen Stickstoffverbindungen, insbesondere der phenolischen Aminosäuren, organischen Säuren, anorganischen Kationen und Anionen. Da nicht jedes Jahr mit einer Massenvermehrung aller trachtrelevanter Honigtauerzeuger zu rechnen ist, erfolgen die Analysen über den gesamten Projektzeitraum, um sicherzustellen, dass alle erfasst werden. Die Analysen erfolgen in Abstimmung mit der Universität Dresden.

Auf der nächsten Ebene werden die von der LAB untersuchten und zur Verfügung gestellten authentischen Honige aus Deutschland hinsichtlich Zuckeralkohole, Mono-, Di- und Oligosaccharide analysiert, um spezifische Muster und/oder Substanzen zu erkennen. Ebenso erfolgt die Analyse der löslichen Stickstoffverbindungen, insbesondere der phenolischen Aminosäuren, der organischen Säuren, anorganischen Kationen und Anionen. Alle Analysen erfolgen in enger Zusammenarbeit und Abstimmung mit den anderen Projektpartnern.

Zur Abgrenzung der Honigtauhonige aus Deutschland werden Honige aus anderen Ländern ebenfalls in Bezug auf Zuckeralkohole, Mono-, Di- und Oligosaccharide sowie Aminosäuren, organischen Säuren, anorganischen Kationen und Anionen analysiert. Alle Analysen erfolgen in enger Zusammenarbeit und Abstimmung mit den anderen Projektpartnern.

Hohe Melezitosegehalte im Honig bzw. im Honigtau führen zu einer minderen Honigqualität. An der Landesanstalt für Bienenkunde der Universität Hohenheim werden Versuche zum Kristallisationsverhalten verschiedener „künstlicher Zuckerfütterungshonige“ an Kleinstvölkern durchgeführt. Veränderungen des Zuckerspektrums der Trachtquelle durch die Bearbeitung durch die Biene werden von unserer Arbeitsgruppe analysiert. Dadurch werden die für die Kristallisation relevanten Schwellenwerte für Melezitose im Honigtau generiert.

Melezitose (O-α-D-glucopyranosyl-(→3)-O-β-D-fructofuranosyl-(2→)-α-D-glucopyranosid) wird in unserer Arbeitsgruppe quantitativ über eine Methode nachgewiesen, die hohe Investitionskosten erfordet und daher für Honigproduzenten kaum verwendbar ist. Aus diesem Grund wird nach alternativen Nachweismethoden gesucht, z.B. mittels Dünnschichtchromatographie oder optisch-enzymatischer Tests.

Durch einen Vergleich der Wirtspflanze, der Honigtauproben und der Honige soll die botanische und zoologische Herkunft der Zuckerkomponenten und anderer charakteristischer Substanzen im Honig aufgeklärt werden, insbesondere auch die unerwünschter Zucker wie Melezitose, aber auch bisher wenig beachteter Zuckerarten wie z.B. Erlose.

Durch eine Zusammenführung und einen kritischen Abgleich aller Ergebnisse der beteiligten Projektpartner werden Markersubstanzen für authentische Tannen-, Fichten- und Waldhonige erarbeitet.