Über den DNA-Test

Die DNA-Analyse, d. h. die Untersuchung von genetischem Material, ist eine hochmoderne Methode, die bereits seit Jahrzehnten in vielen Feldern eingesetzt und weiterentwickelt wird. In der forensischen Analyse ist sie für die polizeiliche Ermittlung essentiell. Mit der Untersuchung von so genannter Umwelt-DNA wird z. B. der ökologische Zustand von Gewässern ermittelt. Aber auch bei der Suche nach Lebensmittelfälschungen greift man schon lange auf Methoden wie DNA-Barcoding oder Metagenom-Sequenzierung zurück.

Umwelt-DNA: Spuren der Natur

In den letzten Jahren hat die Bedeutung der Umwelt-DNA stark zugenommen. Der Nachweis von DNA-Spuren bestimmter Organismen in Wasser, Boden, Luft oder Lebensmitteln zeigt, welche Lebewesen in einer Probe vorhanden sind oder Kontakt mit ihr hatten. Denn alle Organismen hinterlassen genetisches Material über kleine Gewebestücke, Haare, Hautschuppen oder Körperflüssigkeiten. Die Gesamtheit dieser Spuren lässt auch Rückschlüsse auf die Herkunft einer Probe zu. Im Honig findet sich nicht nur die DNA von Bienen und Pollen der Trachtpflanzen, sondern auch die von Käfern, Spinnen, Milben, Pilzen und Bakterien. Denn sie kommen ebenfalls in der Umwelt vor, in der sich die Bienen aufhalten, wie auf den Pflanzen oder im Bienenstock.

DNA-Barcodes – Arten suchen und finden

Seit über 25 Jahren werden weltweit spezifische DNA-Abschnitte in einer Art DNA-Bibliothek abgelegt. Weil diese Marker-Sequenzen in der Evolution sehr stabil sind und sich kaum verändern, dienen sie als ideales Unterscheidungsmerkmal für Organismen. Über diesen Sequenzen können tausende von Tier- und Pflanzenarten in den DNA-Datenbanken gesucht und identifiziert werden. Weil die Genabschnitte aus einer Abfolge von DNA-Basenpaaren bestehen, nennt man sie – analog zu den Strichcodes auf Lebensmittelverpackungen – „Barcodes“. Die Datenbanken enthalten mittlerweile DNA-Sequenzen von mehreren hunderttausend Arten. Beim DNA-Barcoding werden gezielt Marker-Sequenzen von unterschiedlichen Organismengruppen in den Honigproben gesucht und mit denen in den Datenbanken abgeglichen. Für Honig untypische DNA-Spuren, z.B. von Reis- oder Weizen, und ihre Mengenverhältnisse zu den anderen DNA-Bestandteilen können so aufgespürt werden. Zusätzlich können über quantitative PCR-Verfahren die Menge von DNA bestimmter Arten im Honig sehr genau bestimmt werden. Dies ist u.a. dann hilfreich, wenn festgestellt werden soll, ob echte Honige mit Zuckersirupen gestreckt oder anderweitig verfälscht wurden.

DNA-Metagenomik – das typische Profil

Anders als beim Barcoding wird bei der DNA-Metagenom-Sequenzierung nicht nach einzelnen Markern gesucht, sondern die gesamte in einer Probe enthaltene DNA sequenziert und analysiert. Jede Probe ergibt so ein ganz spezifisches Gesamt-DNA-Muster. Bei Honig z. B. verändert sich dieses Muster je nach Standort, also auch je nach Land und Kontinent, nach Bienenvolk und nach Trachtverhältnissen, bzw. was gerade blüht. Die Metagenomik schaut also nicht nach einzelnen Tier- und Pflanzenarten im Honig, sondern nach dem für einen Honig typischen DNA-Profil. Anhand einer Honig-Referenzdatenbank kann dieses Muster mit dem anderer, authentischer Honige verglichen werden. Fremdbeimischungen wie Zuckersirupe, verändern ein Honigmuster auf untypische Weise.

Chance für heimischen Honig

DNA-Test offiziell etablieren

Wir sehen in den verschiedenen DNA-Analysemethoden eine große Chance für unseren heimischen Honig. Fälscher und ihre Fälschungen werden immer raffinierter. Sie umgehen gezielt bewährte und offiziell anerkannte Methoden wie IRMS und NMR und sie werben sogar damit. Diese Lücke können wir über die genetische Information schließen.

Unser Ziel

Alle Tools nutzen

DNA-Analysen sind sehr genau und wissenschaftlich seit Jahrzehnten etabliert und erweitern nun die Analysemethoden zum Nachweis von Honigverfälschungen. Sie haben viele Stärken, zeigen in Grenzfällen wie andere Methoden aber auch Schwächen. So gibt es selten Honige, die weder als sicher authentisch noch als sicher gefälscht eingestuft werden können. Entweder, weil das Ergebnis in einem Graubereich der Bewertung liegt, oder weil verschiedene DNA-Analysemethoden nicht dasselbe Ergebnis zeigen. Das heißt aber nicht, dass die Methoden ungenügend sind. Es bedeutet, dass man den Blick erweitern und noch weitere Signale berücksichtigen muss.

Was die etablierten Methoden können

Die bislang üblichen Authentizitätsprüfungen von Honig umfassen u. a. folgende Methoden:

mikroskopische Analysen auf Pollen,
Isotopenmassenspektrometrie (IRMS) für die Analyse von Zuckerarten, bei der auf Zusatz von Zuckerrohr- oder Maiszucker (C4-Pflanzen) geprüft wird,
Kernmagnetresonanzspektrometrie (NMR) als Nachweis von bestimmten Markern bzw. Sirupbegleitstoffen wie Mannose oder Dihydroxyaceton (DHA) und auch anderer verbotener Zusatzstoffe.

In der Gesamtschau werden wir künftig ein gesichertes Bild bekommen und die Kombination mehrerer Verfahren wird ein lückenloses Bild der Authentizität von eingeführten Honigen fraglicher Herkunft bieten.
Denn: Alle untersuchten heimischen Honige von deutschen Imkern waren in unseren Tests einwandfrei und von höchster Qualität und Reinheit.

Studiensammlung

Wer tiefer einsteigen will, findet hier eine Sammlung relevanter Forschungsergebnisse zu DNA-Analysemethoden für die Honiguntersuchung. Die Liste wird laufend ergänzt.

DNA-Barcoding und Metabarcoding

Übersichtsarbeit zur Methode des DNA-Barcoding auf Deutsch:
DNA-Barcoding, Pilze und das German Barcode of Life-Projekt (GBOL): Der Begriff DNA-Barcoding wurde geprägt für die Artbestimmung von Organismen mit Hilfe eines kurzen, standardisierten DNA-Abschnitts. Dieser Artikel bietet eine Übersicht über das Konzept des DNA-Barcodings, seine Geschichte und die Organisation des deutschen DNA-Barcoding-Projekts GBOL.
Ursula Eberhardt et al., 2014
www.zobodat.at/pdf/Z-Mykologie_80_2014_0627-0641.pdf
Detection of sugar syrup adulteration in UK honey using DNA barcoding: Honey authentication is of the utmost importance, but current methods are faced with challenges due to the large variations in natural honey composition (…), or the incapability to detect certain types of plant syrups to confirm the adulterant used. Molecular methods such as DNA barcoding have shown great promise in identifying plant DNA sources in honey and could be applied to detect plant-based sugars used as adulterants.
Sophie Doot, Maria Anastasiadi et al., 2025 January, https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2024.110772
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956713524004894

Using pollen DNA metabarcoding to trace the geographical and botanical origin of honey from Karangasem, Indonesia: The unique floral fingerprint embedded within honey holds valuable clues to its geographical and botanical origin, playing a crucial role in ensuring authenticity and detecting adulteration
Saeed ullah et al., 2024, February,
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e33094
www.cell.com/heliyon/pdf/S2405-8440(24)09125-4.pdf

Metabarcoding of eDNA for tracking the floral and geographical origins of bee honey: Authentic honey products have a high commercial value and are often falsified via adulteration. Metabarcoding of environmental DNA (eDNA) from bacterial, floral, and entomological sources has recently been proposed as a useful tool for identifying and authenticating floral and geographical origins of bee honey.
Duleepa Pathiraja et al., 2023, February,
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.112413

Employing DNA metabarcoding to determine the geographical origin of honey: The present study investigates the capability of DNA metabarcoding to locate the geographical origin of honey.
Elmira Khansaritoreh et al., 2020 November,
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05596
www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844020324397

DNA Barcoding for Honey Biodiversity: We propose a new method for studying the plant diversity and the geographical origin of honey using a DNA barcoding approach that combines universal primers and massive parallel pyrosequencing. Alice Valentini et al., 2010 April, https://www.mdpi.com/1424-2818/2/4/610

Shotgun Metagenomics

Shotgun metagenomics of honey DNA: Evaluation of a methodological approach to describe a multi-kingdom honey bee derived environmental DNA signature, Samuele Bovo et al., 2018 Oct 31;13(10):e0205575. doi: 10.1371/journal.pone.0205575 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6209200/

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