Food Processing: Techniques and Technology Food Processing: Techniques and Technology Техника и технология пищевых производств 2074-9414 2313-1748 110875 10.21603/2074-9414-2025-4-2605 TXNZYJ ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ ORIGINAL ARTICLE ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ Isotope Mass Spectrometry and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry in Honey Authentication Установление критериев подлинности меда с использованием методов изотопной масс-спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой https://orcid.org/0000-0001-8195-4292 Оганесянц Лев Арсенович Oganesyants Lev A. https://orcid.org/0000-0002-5502-7951 Панасюк Александр Львович Panasyuk Alexander L. https://orcid.org/0000-0002-5595-0455 Свиридов Дмитрий Александрович Sviridov Dmitriy A. labvin@yandex.ru https://orcid.org/0000-0003-0518-1181 Ганин Михаил Юрьевич Ganin Mikhail Yu. Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Москва Россия All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Москва Россия All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Москва Россия All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Москва Россия All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry Moscow Russian Federation 25 12 2025 25 12 2025 55 4 755 766 20 06 2025 02 09 2025 https://fptt.ru/en/issues/24078/24091/

Мед является неотъемлемой частью продуктовой корзины широких слоев населения. На сегодняшний день высока доля фальсифицированных образцов, представленных на продовольственном рынке. Используемые в настоящее время методы оценки подлинности меда не всегда позволяют выявить фальсифицированную продукцию. Цель исследования – выявить набор параметров методами изотопной масс-спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, по значениям которых возможно выявление фальсифицированных образцов меда. Исследовано 54 образца меда различного ботанического и географического происхождения, а также 25 образцов сахаров и сахаросодержащих добавок из различного сырья. В исследуемых образцах на основе значений изотопных характеристик общего углерода (брутто) и отдельно белковой фракции рассчитана доля экзогенных сахаров из С4-типа растений. С целью возможной оценки подлинности ботанического и географического происхождения в образцах измерены массовые концентрации 71 элемента с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Преимущество предложенного метода в сравнении с общепринятым заключается в возможности дополнительно устанавливать присутствие свекловичных сахаров в меде, а также в более простой пробоподготовке, не требующей использования реактивов. Элементный профиль меда разнообразен и представлен широким набором показателей. При этом 22 элемента не обнаружены (Be, Sm, V, Eu, Cr, As, Se, Rh, Pd, Sb, Tb, Er, Tm, Re, Ir, Pt, Lu, Ho, Au, Hg, Te, Bi). Качественное и количественное содержание элементов в некоторых образцах отличалось от других, что, скорее всего, связано больше с ботаническим происхождением, чем с географическим. Так, некоторые образцы достаточно дорогих видов меда (сосновый, падевый, манука, разнотравья с высоким содержанием пади и пыльцы каштана) характеризуются высоким содержанием ряда элементов (Zn, Cu, Al, Mn и др.). Использование установленных критериев при оценке подлинности меда в перспективе позволит значительно сократить долю фальсифицированного меда как потребляемого в свежем виде, так и используемого для производства медовых напитков.

Honey is a popular product and one of the most faked foods in the world. Current authentication methods remain rather ineffective. In this study, isotope radio mass spectrometry (IRMS) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) made it possible to reveal a set of criteria that could be used to identify fake honey. The research featured 54 samples of honey of various botanical and geographical origin, as well as 25 samples of sugars and sugarcontaining additives. By obtaining the isotopic profile of total carbon and the protein fraction, the authors calculated the proportion of exogenous sugars from C4 plants. The ICP-MS method was used to assess the botanical and geographical profile based on the mass concentrations of 71 elements. The method was able to detect the presence of beet sugars; the sample preparation did not require reagents. The elemental profile proved diverse and involved a wide range of parameters. However, 22 elements were not detected (Be, Sm, V, Eu, Cr, As, Se, Rh, Pd, Sb, Tb, Er, Tm, Re, Ir, Pt, Lu, Ho, Au, Hg, Te, Bi). The qualitative and quantitative differences in elemental content were most likely associated with the botanical origin, not the harvesting location. Some samples of expensive honeys (pine, honeydew, manuka, herbs with honeydew and chestnut pollen, etc.) were rich in Zn, Cu, Al, Mn, etc. The new criteria may simplify the procedure of honey authentication and reduce the share of fake honey on the market as a separate product or a formulation ingredient in mead beverages.

 Мед фальсификация идентификация сахаросодержащие добавки экзогенные сахара изотопная масс-спектрометрия ботаническое происхождение географическое место происхождения Honey food adulteration identification sugar-containing additives exogenous sugars isotope mass spectrometry botanical origin geographical origin

da Silva PM, Gauche C, Gonzaga LV, Costa ACO, Fett R. Honey: Chemical composition, stability and authenticity. Food Chemistry. 2016;196:309–323. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.051 da Silva PM, Gauche C, Gonzaga LV, Costa ACO, Fett R. Honey: Chemical composition, stability and authenticity. Food Chemistry. 2016;196:309–323. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.051 Cianciosi D, Forbes-Hernández TY, Afrin S, Gasparrini M, Reboredo-Rodriguez P, et al. Phenolic compounds in honey and their associated health benefits: A review. Molecules. 2018;23(9):2322. https://doi.org/10.3390/molecules23092322 Cianciosi D, Forbes-Hernández TY, Afrin S, Gasparrini M, Reboredo-Rodriguez P, et al. Phenolic compounds in honey and their associated health benefits: A review. Molecules. 2018;23(9):2322. https://doi.org/10.3390/molecules23092322 Miguel MG, Antunes MD, Faleiro ML. Honey as a complementary medicine. Integrative Medicine Insights. 2017;12:117863371770286. https://doi.org/10.1177/1178633717702869 Miguel MG, Antunes MD, Faleiro ML. Honey as a complementary medicine. Integrative Medicine Insights. 2017;12:117863371770286. https://doi.org/10.1177/1178633717702869 Roshan A-RA, Gad HA, El-Ahmady SH, Abou-Shoer MI, Khanbash MS, et al. Characterization and discrimination of the floral origin of sidr honey by physicochemical data combined with multivariate analysis. Food Analytical Methods. 2017;10(1):137–146. https://doi.org/10.1007/s12161-016-0563-x Roshan A-RA, Gad HA, El-Ahmady SH, Abou-Shoer MI, Khanbash MS, et al. Characterization and discrimination of the floral origin of sidr honey by physicochemical data combined with multivariate analysis. Food Analytical Methods. 2017;10(1):137–146. https://doi.org/10.1007/s12161-016-0563-x Эвершед Р., Темпл Н. Состав. Как нас обманывают производители продуктов питания. М.: Альпина Паблишер; 2017. 392 c. Evershed R, Temple N. Composition. How food manufacturers deceive us. Moscow: Alpina Publisher; 2017. 392 p. (In Russ.) Petretto GL, Urgeghe PP, Mascia I, Fadda C, Rourk JP, et al. Stir bar sorptive extraction coupled with GC/MS applied to honey: Optimization of method and comparative study with headspace extraction techniques. European Food Research and Technology. 2016;243:735–741. https://doi.org/10.1007/s00217–016–2787–9 Petretto GL, Urgeghe PP, Mascia I, Fadda C, Rourk JP, et al. Stir bar sorptive extraction coupled with GC/MS applied to honey: Optimization of method and comparative study with headspace extraction techniques. European Food Research and Technology. 2016;243:735–741. https://doi.org/10.1007/s00217–016–2787–9 Seisonen S, Kivima E, Vene K. Characterisation of the aroma profiles of different honeys and corresponding flowers using solidphase microextraction and gas chromatography–mass spectrometry/olfactometry. Food Chemistry. 2015;169:34–40. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.125 Seisonen S, Kivima E, Vene K. Characterisation of the aroma profiles of different honeys and corresponding flowers using solidphase microextraction and gas chromatography–mass spectrometry/olfactometry. Food Chemistry. 2015;169:34–40. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.125 Wu L, Du B, Heyden YV, Chen L, Zhao L, et al. Recent advancements in detecting sugar-based adulterants in honey – A challenge. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2017;86:25–38. https://doi.org/10.1016/j.trac.2016.10.013 Wu L, Du B, Heyden YV, Chen L, Zhao L, et al. Recent advancements in detecting sugar-based adulterants in honey – A challenge. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2017;86:25–38. https://doi.org/10.1016/j.trac.2016.10.013 Vetrova OV, Kalashnikova DA, Melkov VN, Simonova GV. Detection of honey adulterations with sugar syrups by stable isotope mass spectrometry. Journal of Analytical Chemistry. 2017;72(7):756–760. https://doi.org/10.1134/S1061934817070152 Vetrova OV, Kalashnikova DA, Melkov VN, Simonova GV. Detection of honey adulterations with sugar syrups by stable isotope mass spectrometry. Journal of Analytical Chemistry. 2017;72(7):756–760. https://doi.org/10.1134/S1061934817070152 Kalashnikova DA, Simonova GV. Ratios of stable isotopes 13C/12C and 15N/14N in samples of dead honey bees and beekeeping products. Journal of Analytical Chemistry. 2021;76(4):526–534. https://doi.org/10.1134/S1061934821040067 Kalashnikova DA, Simonova GV. Ratios of stable isotopes 13C/12C and 15N/14N in samples of dead honey bees and beekeeping products. Journal of Analytical Chemistry. 2021;76(4):526–534. https://doi.org/10.1134/S1061934821040067 Талибова А. Г., Файнберг В. С., Ганин М. Ю., Федосеенко О. В., Мозговая С. С. и др. Применение изотопной масс-спектрометрии для выявления фактов фальсификации и определения места происхождения продуктов пчеловодства. Аналитика. 2021. Т. 11. № 3. С. 202–207. https://doi.org/10.2 2184/2227-572X.2021.11.3.202.207 Talibova AG, Feinberg VS, Ganin MYu, Fedoseenko OV, Mozgovaya SS, et al. The use of isotope mass spectrometry to identify the facts of falsification and determine the place of origin of bee products. Analytics. 2021;11(3):202–207. (In Russ.) https://doi.org/10.2 2184/2227-572X.2021.11.3.202.207 Dinca O-R, Ionete RE, Popescu R, Costinel D, Radu G-L. Geographical and botanical origin discrimination of romanian honey using complex stable isotope data and chemometrics. Food Analitical Methods. 2015;8:401–412. https://doi.org/10.1007/s12161-014-9903-x Dinca O-R, Ionete RE, Popescu R, Costinel D, Radu G-L. Geographical and botanical origin discrimination of romanian honey using complex stable isotope data and chemometrics. Food Analitical Methods. 2015;8:401–412. https://doi.org/10.1007/s12161-014-9903-x Oganesyants LA, Panasyuk AL, Sviridov DA, Egorova OS, Akbulatova DR, et al. A study of the elemental profiles of wines from the North-Eastern Coast of the Black Sea. Separations. 2024;11(5):148. https://doi.org/10.3390/separations11050148 Oganesyants LA, Panasyuk AL, Sviridov DA, Egorova OS, Akbulatova DR, et al. A study of the elemental profiles of wines from the North-Eastern Coast of the Black Sea. Separations. 2024;11(5):148. https://doi.org/10.3390/separations11050148 White JW, Doner LW. Mass spectrometric detection of high fructose corn syrup in honey by 13C/12C ratio. A collaborative study. Journal of the Association of Official of Analytical Chemists. 1978;61:746–750. White JW, Doner LW. Mass spectrometric detection of high fructose corn syrup in honey by 13C/12C ratio. A collaborative study. Journal of the Association of Official of Analytical Chemists. 1978;61:746–750. White JW, Doner LW. The 13C/12C ratio in honey. Journal of Apicultural Research. 1978;17(2):94–99. White JW, Doner LW. The 13C/12C ratio in honey. Journal of Apicultural Research. 1978;17(2):94–99. AOAC official methods of analysis. Method 998.12: C-4 plant sugars in honey, internal standard stable carbon isotope ratio method. USA: AOAC International; 1999;44:27–30. AOAC official methods of analysis. Method 998.12: C-4 plant sugars in honey, internal standard stable carbon isotope ratio method. USA: AOAC International; 1999;44:27–30. Rogers KM, Cook JM, Krueger D, Beckmann K. Modification of AOAC official methodSM 998.12 to add filtration and/or centrifugation: Interlaboratory comparison exercis. Journal of AOAC International. 2013;96(3):607–614. https://doi.org/10.5740/jaoacint.12-386 Rogers KM, Cook JM, Krueger D, Beckmann K. Modification of AOAC official methodSM 998.12 to add filtration and/or centrifugation: Interlaboratory comparison exercis. Journal of AOAC International. 2013;96(3):607–614. https://doi.org/10.5740/jaoacint.12-386 Оганесянц Л. А., Панасюк А. Л., Кузьмина Е. И., Свиридов Д. А., Ганин М. Ю. и др. Использование метода изотопной масс-спектрометрии для определения наличия экзогенных сахаров в меде. Пищевая промышленность. 2023. Т. 12. С. 105–113. [Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Sviridov DA, Ganin MYu, et al. Using the isotope mass spectrometry method to detect the presence of exogenous sugars in honey. Food industry. 2023;12:105–113. (In Russ.)] https://doi.org/10.52653/PPI.2023.12.12.021. Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Sviridov DA, Ganin MYu, et al. Using the isotope mass spectrometry method to detect the presence of exogenous sugars in honey. Food industry. 2023;12:105–113. (In Russ.) https://doi.org/10.52653/PPI.2023.12.12.021. Zhou X, Taylor MP, Salouros H, Prasad S. Authenticity and geographic origin of global honeys determined using carbon isotope ratios and trace elements. Scientific Reports. 2018;8(1):14639. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32764-w Zhou X, Taylor MP, Salouros H, Prasad S. Authenticity and geographic origin of global honeys determined using carbon isotope ratios and trace elements. Scientific Reports. 2018;8(1):14639. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32764-w Stocker A, Rossmann A, Kettrup A, Bengsch E. Detection of royal jelly adulteration using carbon and nitrogen stable isotope ratio analysis. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2006;20(2):181–184. https://doi.org/10.1002/rcm.2287 Stocker A, Rossmann A, Kettrup A, Bengsch E. Detection of royal jelly adulteration using carbon and nitrogen stable isotope ratio analysis. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2006;20(2):181–184. https://doi.org/10.1002/rcm.2287 Kropf U, Golob T, Nečemer M, Kump P, Korošec M, et al. Carbon and nitrogen natural stable isotopes in slovene honey: Adulteration and botanical and geographical aspects. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2010;58(24):12794–12803. https://doi.org/10.1021/jf102940s Kropf U, Golob T, Nečemer M, Kump P, Korošec M, et al. Carbon and nitrogen natural stable isotopes in slovene honey: Adulteration and botanical and geographical aspects. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2010;58(24):12794–12803. https://doi.org/10.1021/jf102940s Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Kharlamova LN. Determination of the carbon isotope 13C/12C in ethanol of fruit wines in order to define indentification characterictics. Foods and Raw Materials. 2016;4(1):141–147. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-141-147 Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Kharlamova LN. Determination of the carbon isotope 13C/12C in ethanol of fruit wines in order to define indentification characterictics. Foods and Raw Materials. 2016;4(1):141–147. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-141-147 Оганесянц Л. А., Панасюк А. Л., Кузьмина Е. И., Свиридов Д. А., Ганин М. Ю. и др. Идентификация традиционных сидров и пуаре методом изотопной масс-спектрометрии. Пищевая промышленность. 2021. № 4. С. 55–57. https://doi.org/10.24412/0235-2486-2021-4-0036 Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Sviridov DA, Ganin MYu, et al. Traditional siders and perry identification by isotope mass spectrometry. Food industry. 2021;(4):55–57. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/0235-2486-2021-4-0036 Оганесянц Л. А., Панасюк А. Л., Кузьмина Е. И., Ганин М. Ю., Исследование отношений изотопов углерода, кислорода и водорода этанола фруктовых вин. Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4. С. 717–725. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-717-725 Oganesyants LA, Panasyuk AL, Kuzmina EI, Ganin MYu. Isotopes of carbon, oxygen, and hydrogen ethanol in fruit wines. Food Processing: Techniques and Technology. 2020;50(4):717–725. (In Russ.) https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-717-725 Кузьмина Е. И., Егорова О. С., Акбулатова Д. Р., Свиридов Д. А., Ганин М. Ю. и др. Новые виды сахаросодержащего сырья для производства пищевой продукции. Пищевые системы. 2022. Т. 5. № 2. С. 145–156. https://doi. org/10.21323/2618-9771-2022-5-2-145-156 Kuzmina EI, Egorova OS, Akbulatova DR, Sviridov DA, Ganin MYu, et al. New types of sugar-containing raw materials for food production. Food systems. 2022;5(2):145–156. (In Russ.) https://doi. org/10.21323/2618-9771-2022-5-2-145-156 Izol E, Kaya E, Karahan D. Investigation of some metals in honey samples produced in different regions of Bingöl Province by ICP-MS. Mellifera. 2021;21(1):1–17. Izol E, Kaya E, Karahan D. Investigation of some metals in honey samples produced in different regions of Bingöl Province by ICP-MS. Mellifera. 2021;21(1):1–17. Свиридов Д. А., Ганин М. Ю., Шилкин А. А., Ильин А. А. Особенности элементного профиля меда различного ботанического происхождения. Пищевая промышленность. 2024. № 10. С. 77–80. https://doi.org/10.52653/PPI.2024.10.10.015 Sviridov DA, Ganin MYu, Shilkin AA, Il’in AA. Features of the elemental profile of honey of various botanic origins. Food industry. 2024;(10):77–80. (In Russ.) https://doi.org/10.52653/PPI.2024.10.10.015