Physicochemical properties and antibacterial activity of bee honey as affected by geographical origin in Egypt and Sudan /
Shereen Saad Abdalla Saad,
Physicochemical properties and antibacterial activity of bee honey as affected by geographical origin in Egypt and Sudan / تأثير المنشأ على الخصائص الفيزيوكيميائية والنشاط المضاد للبكتيريا لعسل النحل فى مصر والسودان / by Shereen Saad Abdalla Saad ; Supervision Prof. Dr. Mohamed Ahmed Moustafa Shahba, Prof. Dr. Mohamed Fath-Alla Abdel-Rahman, Prof. Dr. Hend Abd-Ellah Mahmoud, Dr. Ali Mahrous Ali. - 197 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 153-186.
The objective of the current investigation was to evaluate the physical and chemical characteristics, pesticide and antibiotic residues, heavy metal concentration, and antibacterial efficacy of sixty honey samples that were obtained from markets and apiaries located in various parts of Egypt. Both polar and non-polar pesticide residues were analyzed at trace levels using gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) techniques; antibiotic residues in honey were identified using liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS). Honey is vulnerable to contamination from various sources, including environmental factors and beekeeping practices. Therefore, the primary objective of this investigation was to evaluate the presence and concentration of contaminants in honey samples, with a focus on pesticides, veterinary drugs, and trace elements. The analysis aimed to detect 460 types of pesticides, 30 antibiotics, and five trace elements in the sixty honey samples collected from four distinct agricultural areas in Egypt, encompassing both intensive and non-intensive farming regions. Results revealed that only two pesticides, amitraz and acetamiprid, were detected in some samples, albeit at concentrations below the European Union's maximum residue concentration (MRC). However, trace elements such as Iron, zinc, and copper exhibited varying concentrations, depending on the geographic origin of the honey. Lead and cadmium were present in minuscule amounts, found only in two honey samples. Notably, the most significant contamination in honey samples stemmed from veterinary antibiotics, particularly in regions characterized by intensive agricultural activities. The prevalence of veterinary antibiotic residues, notably trimethoprim and tylosin, suggests a concerning trend, likely linked to unregulated antibiotic usage to combat the rising incidence of diseases among honey bees in regions with intensified agricultural production. Conversely, honey samples from regions with limited agricultural activity, specifically the Sinai region, showed no traces of antibiotic residues. The study underscores the potential risks posed by veterinary drug contamination in honey, accentuating the necessity for vigilant monitoring and control measures, particularly in areas with heightened agricultural intensity. The distinct geographical variations in trace element concentrations also highlight the impact of regional factors on honey quality. The analysis was conducted utilizing mass spectrometer techniques to ascertain the presence and levels of these contaminants. استهدفت خطة العمل تقييم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأعسال التى تم جمعها من أصول جعرافية مختلفة والتى تضمنت محافظات سيناء والوادى الجديد ممثلة للمناطق الجغرافية ذات الزراعات غير المكثفة وكذا محافظات شمال وجنوب مصر ذات الزراعات المكثفة حيث تم جمع 60 عينة من تلك المناطق الجغرافية بحيث تم جمع 15 عينة من كل محافظة منها 9 عينات من الخلايا بالمناحل و6 عينات من اسواق المحافظة وذلك لدراسة الخصائص الطبيعية والكيميائية وكذا النشاط البكتيرى لها وتقدير متبقيات المبيدات والمضادات الحيوية والمعادن الثقيلة وذلك باستخدام جهاز HPLC ،و كذلك كروماتوغرافيا الغاز وقياس الطيف الكتلى الترادفى GC.MS/MS وكذلك دراسة تأثير بعض الأعسال وحيدة الزهرة المجموعة من تلك المناطق على بعض سلالات البكتيريا موجبة وسالبة جرام
أوضحت النتائج المتحصل عليها عن الخصائص الطبيعية لتلك الأعسال مايلى :-
بلغت متوسطات المحتوى المائى 21.23% ، 17.75% ، 19.60% ، 17.73% فى محافظات سيناء ، وشمال وجنوب مصر والوادى الجديد تواليا. وتراوحت درجة التوصيل الكهربائى من 0.20 مليسيمينز/سنتيمتر حتى 0.35 مليسيمينز/سنتيمتر وسجلت عينات عسل جنوب مصر أقل درجة توصيل كهربائى 0.20 مليسيمينز/سنتيمتر
أما عن الخصائص الكيميائية للأعسال مايلى:
بدراسة الهيدروكسى ميثيل فورفورال فقد سجلت عينات سيناء أقل محتوى من الهيدروكسى ميثيل فورفورال 8.03 ملجم/كجم بينما أعلى متوسط 10.54ملجم/ كجم فى عينات شمال مصر أما درجة الحموضة فقد سجلت عينات سيناء أقل درجة حموضة 3.8ملجم/كجم. كما سجل متوسط المواد الذائبة 78.77% ، 82.83%، 80.40% ، 82.20% فى محافظات سيناء وشمال وجنوب مصر والوادى الجديد على التوالى. اما الحموضة الحرة فكانت أعلى قيمة فى شمال مصر 6.31مللى مكافىء/كجم أما بقية المحافظات فكانت النتائج متقاربة 4.78، 4.69، 4.91 مللى مكافىء/كجم فى سيناء وجنوب مصر والوادى الجديد كما سجلت محافظة شمال مصر أعلى نسبة من اللاكتون 9.59 مللى مكافىء/كجم أما بقية المحافظات فكانت النتيجة متقاربة 8.75،8.78،9.45 مللى مكافىء/كجم فى سيناء وجنوب مصر والوادى الجديد كما تراوحت الحموضة الكلية ( اللاكتون والحموضة الحرة) من 13.47 مللى مكافىء/كجم حتى 15.84 مللى مكافىء/كجم وسجلت أعلى درجة حموضة فى شمال مصر.أما عن المحتوى من السكريات فقد سجل الفركتوز أعلى نسبة فى سيناء 40.05% وفى جنوب مصر 39.23% وشمال مصر 38.34% أما الوادى الجديد سجل الفركتوز 38.66% وسجل السكروز أقل نسبة فى سيناء 0.21% ثم جنوب مصر 0.34% وشمال مصر 1.19% والوادى الجديد 0.69% أما المالتوز سجلت عينات سيناء أقل نسبة 5.03% وجنوب مصر 8.99% وشمال مصر 5.86% والوادى الجديد 6.73% أما الدياستيز سجلت عينات جنوب مصر أقل نسبة 5.69% ثم الوادى الجديد 12.49% وشمال مصر 18.17% ثم سيناء 20.980% وسجلت السكريات الكلية درجات متقاربة حيث سجلت النتائج 77.27% ، 77.33% ، 74.83%، 78.21% فى محافظات سيناء ، جنوب مصر ثم شمال مصر والوادى الجديد. كما أوضحت النتائج وجود بقايا 7 مضادات حيوية وكانت عينات سيناء خالية تماما من المضادات الحيوية وسجل التايلوزين أعلى نسبة 632.74ملجم/كجم وسجلت عينات سيناء و شمال وجنوب مصر خلوها من الدوكسيسيكلين. كما أظهرت النتائج وجود 3 عناصر ثقيلة هى الحديد والزنك والنحاس وكانت أعلى نسبة من الحديد فى الوادى الجديد 10.73ملجم/كجم وأقل نسبة فى سيناء 4.35 ملجم/كجم وسجل النحاس أقل نسبة فى جنوب مصر 0.086ملجم /كجم وعدم تواجده فى شمال مصر أما عنصر الزنك سجل أعلى تركيز فى الوادى الجديد 6.70ملجم/كجم وأقل تركيز فى جنوب مصر 2.91ملجم/كجم. كما أوضحت التتائج وجود عدد 2 من المبيدات ولم تظهر متبقيات الاميتراز فى أعسال سيناء وجنوب مصر أما شمال مصر والوادى الجديد فكانت 0.0017، 0.0023ملجم/كجم تواليا أما مركب الأسيتامبريد أظهرت النتائج وجوده فى جنوب مصر 0.006ملجم/كجم. كما أوضحت النتائج التأثير البكتيرى للأعسال وحيدة الزهرة التى تم جمعها من تلك المحافظات أن عسل المورينجا هو أفضل الأعسال فى تثبيط البكتيريا سالبه الجرام حيث أعطت المورينجا أكبر مساحة تثبيط 20ملم لبكتيريا E.Coli وتم أجراء تحليل البيانات باستخدام تحليل ANOVA والذى أظهر وجود فروق معنوية بين المناحل والمناطق الجغرافية P ≤ 0.05, P ≤ 0.01.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Bee honey
Physical chemical properties Pesticide residues antibiotic residues contaminations
641.38
Physicochemical properties and antibacterial activity of bee honey as affected by geographical origin in Egypt and Sudan / تأثير المنشأ على الخصائص الفيزيوكيميائية والنشاط المضاد للبكتيريا لعسل النحل فى مصر والسودان / by Shereen Saad Abdalla Saad ; Supervision Prof. Dr. Mohamed Ahmed Moustafa Shahba, Prof. Dr. Mohamed Fath-Alla Abdel-Rahman, Prof. Dr. Hend Abd-Ellah Mahmoud, Dr. Ali Mahrous Ali. - 197 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 153-186.
The objective of the current investigation was to evaluate the physical and chemical characteristics, pesticide and antibiotic residues, heavy metal concentration, and antibacterial efficacy of sixty honey samples that were obtained from markets and apiaries located in various parts of Egypt. Both polar and non-polar pesticide residues were analyzed at trace levels using gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) techniques; antibiotic residues in honey were identified using liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS). Honey is vulnerable to contamination from various sources, including environmental factors and beekeeping practices. Therefore, the primary objective of this investigation was to evaluate the presence and concentration of contaminants in honey samples, with a focus on pesticides, veterinary drugs, and trace elements. The analysis aimed to detect 460 types of pesticides, 30 antibiotics, and five trace elements in the sixty honey samples collected from four distinct agricultural areas in Egypt, encompassing both intensive and non-intensive farming regions. Results revealed that only two pesticides, amitraz and acetamiprid, were detected in some samples, albeit at concentrations below the European Union's maximum residue concentration (MRC). However, trace elements such as Iron, zinc, and copper exhibited varying concentrations, depending on the geographic origin of the honey. Lead and cadmium were present in minuscule amounts, found only in two honey samples. Notably, the most significant contamination in honey samples stemmed from veterinary antibiotics, particularly in regions characterized by intensive agricultural activities. The prevalence of veterinary antibiotic residues, notably trimethoprim and tylosin, suggests a concerning trend, likely linked to unregulated antibiotic usage to combat the rising incidence of diseases among honey bees in regions with intensified agricultural production. Conversely, honey samples from regions with limited agricultural activity, specifically the Sinai region, showed no traces of antibiotic residues. The study underscores the potential risks posed by veterinary drug contamination in honey, accentuating the necessity for vigilant monitoring and control measures, particularly in areas with heightened agricultural intensity. The distinct geographical variations in trace element concentrations also highlight the impact of regional factors on honey quality. The analysis was conducted utilizing mass spectrometer techniques to ascertain the presence and levels of these contaminants. استهدفت خطة العمل تقييم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأعسال التى تم جمعها من أصول جعرافية مختلفة والتى تضمنت محافظات سيناء والوادى الجديد ممثلة للمناطق الجغرافية ذات الزراعات غير المكثفة وكذا محافظات شمال وجنوب مصر ذات الزراعات المكثفة حيث تم جمع 60 عينة من تلك المناطق الجغرافية بحيث تم جمع 15 عينة من كل محافظة منها 9 عينات من الخلايا بالمناحل و6 عينات من اسواق المحافظة وذلك لدراسة الخصائص الطبيعية والكيميائية وكذا النشاط البكتيرى لها وتقدير متبقيات المبيدات والمضادات الحيوية والمعادن الثقيلة وذلك باستخدام جهاز HPLC ،و كذلك كروماتوغرافيا الغاز وقياس الطيف الكتلى الترادفى GC.MS/MS وكذلك دراسة تأثير بعض الأعسال وحيدة الزهرة المجموعة من تلك المناطق على بعض سلالات البكتيريا موجبة وسالبة جرام
أوضحت النتائج المتحصل عليها عن الخصائص الطبيعية لتلك الأعسال مايلى :-
بلغت متوسطات المحتوى المائى 21.23% ، 17.75% ، 19.60% ، 17.73% فى محافظات سيناء ، وشمال وجنوب مصر والوادى الجديد تواليا. وتراوحت درجة التوصيل الكهربائى من 0.20 مليسيمينز/سنتيمتر حتى 0.35 مليسيمينز/سنتيمتر وسجلت عينات عسل جنوب مصر أقل درجة توصيل كهربائى 0.20 مليسيمينز/سنتيمتر
أما عن الخصائص الكيميائية للأعسال مايلى:
بدراسة الهيدروكسى ميثيل فورفورال فقد سجلت عينات سيناء أقل محتوى من الهيدروكسى ميثيل فورفورال 8.03 ملجم/كجم بينما أعلى متوسط 10.54ملجم/ كجم فى عينات شمال مصر أما درجة الحموضة فقد سجلت عينات سيناء أقل درجة حموضة 3.8ملجم/كجم. كما سجل متوسط المواد الذائبة 78.77% ، 82.83%، 80.40% ، 82.20% فى محافظات سيناء وشمال وجنوب مصر والوادى الجديد على التوالى. اما الحموضة الحرة فكانت أعلى قيمة فى شمال مصر 6.31مللى مكافىء/كجم أما بقية المحافظات فكانت النتائج متقاربة 4.78، 4.69، 4.91 مللى مكافىء/كجم فى سيناء وجنوب مصر والوادى الجديد كما سجلت محافظة شمال مصر أعلى نسبة من اللاكتون 9.59 مللى مكافىء/كجم أما بقية المحافظات فكانت النتيجة متقاربة 8.75،8.78،9.45 مللى مكافىء/كجم فى سيناء وجنوب مصر والوادى الجديد كما تراوحت الحموضة الكلية ( اللاكتون والحموضة الحرة) من 13.47 مللى مكافىء/كجم حتى 15.84 مللى مكافىء/كجم وسجلت أعلى درجة حموضة فى شمال مصر.أما عن المحتوى من السكريات فقد سجل الفركتوز أعلى نسبة فى سيناء 40.05% وفى جنوب مصر 39.23% وشمال مصر 38.34% أما الوادى الجديد سجل الفركتوز 38.66% وسجل السكروز أقل نسبة فى سيناء 0.21% ثم جنوب مصر 0.34% وشمال مصر 1.19% والوادى الجديد 0.69% أما المالتوز سجلت عينات سيناء أقل نسبة 5.03% وجنوب مصر 8.99% وشمال مصر 5.86% والوادى الجديد 6.73% أما الدياستيز سجلت عينات جنوب مصر أقل نسبة 5.69% ثم الوادى الجديد 12.49% وشمال مصر 18.17% ثم سيناء 20.980% وسجلت السكريات الكلية درجات متقاربة حيث سجلت النتائج 77.27% ، 77.33% ، 74.83%، 78.21% فى محافظات سيناء ، جنوب مصر ثم شمال مصر والوادى الجديد. كما أوضحت النتائج وجود بقايا 7 مضادات حيوية وكانت عينات سيناء خالية تماما من المضادات الحيوية وسجل التايلوزين أعلى نسبة 632.74ملجم/كجم وسجلت عينات سيناء و شمال وجنوب مصر خلوها من الدوكسيسيكلين. كما أظهرت النتائج وجود 3 عناصر ثقيلة هى الحديد والزنك والنحاس وكانت أعلى نسبة من الحديد فى الوادى الجديد 10.73ملجم/كجم وأقل نسبة فى سيناء 4.35 ملجم/كجم وسجل النحاس أقل نسبة فى جنوب مصر 0.086ملجم /كجم وعدم تواجده فى شمال مصر أما عنصر الزنك سجل أعلى تركيز فى الوادى الجديد 6.70ملجم/كجم وأقل تركيز فى جنوب مصر 2.91ملجم/كجم. كما أوضحت التتائج وجود عدد 2 من المبيدات ولم تظهر متبقيات الاميتراز فى أعسال سيناء وجنوب مصر أما شمال مصر والوادى الجديد فكانت 0.0017، 0.0023ملجم/كجم تواليا أما مركب الأسيتامبريد أظهرت النتائج وجوده فى جنوب مصر 0.006ملجم/كجم. كما أوضحت النتائج التأثير البكتيرى للأعسال وحيدة الزهرة التى تم جمعها من تلك المحافظات أن عسل المورينجا هو أفضل الأعسال فى تثبيط البكتيريا سالبه الجرام حيث أعطت المورينجا أكبر مساحة تثبيط 20ملم لبكتيريا E.Coli وتم أجراء تحليل البيانات باستخدام تحليل ANOVA والذى أظهر وجود فروق معنوية بين المناحل والمناطق الجغرافية P ≤ 0.05, P ≤ 0.01.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Bee honey
Physical chemical properties Pesticide residues antibiotic residues contaminations
641.38