蜂蜜检测技术原理及发展演变
时间：2015-04-22 阅读：1819
蜂蜜是一种特殊的食品，是蜜蜂采集蜜源植物花蜜酿制而成的天然甜味物质，组分复杂，营养丰富。在我国吃蜂蜜zui多的人群是老人、儿童和病人，所以它的质量更引人关注。然而近年来，蜂蜜品质差、掺假造假的现象层出不穷，严重影响市场秩序。国家质检总局和*于2005年10月新修订了蜂蜜国家强制性标准（GB18796-2005），增加了蜂蜜真实性要求，明确规定蜂蜜产品中“不得添加或混入任何淀粉类、糖类、代糖类物质”，并规定了对蜂蜜掺假的检测方法和判定原则。
由于糖类物质是天然蜂蜜中的主要成分，且糖浆组分的物理特征与其类似，直接用糖量分析无法鉴别出真假，因此在蜂蜜中加入转化糖或糖浆，如甜菜糖、甘蔗糖、甘蔗糖浆、糖类代用品以及高果糖玉米糖浆(HFCS))，成为zui常见的掺假手段。由于在蜂蜜中添加物质不同，目前没有*的方法可以鉴别蜂蜜真实性，只能多种方法协同检测，主要有：稳定碳同位素比率法测定蜂蜜中碳-4植物糖含量（GB/T18932.1）、薄层色谱法测定蜂蜜中高果糖淀粉糖浆（GB/T18932.2-2002）和离子色谱法测定蜂蜜中淀粉糖浆方法（GB/T21533-2008），另外还有用近红外光谱技术、液相色谱鉴别蜂蜜真实性。
碳同位素分析方法的研究过程及应用
早在1880年，美国农业食品研究专家、食品真实性研究的奠基人Wiley博士，就选择了蜂蜜真实性的研究，距今已有100多年的历史。他的研究成果引起美国政府的高度重视，促使美国政府于1906年公布了*个“纯正食品法”。
20世纪70年代，在美国发现市售的蜂蜜中掺入一种名为高果糖玉米糖浆的新物质，用常规分析方法很难检测。1974年，美国*委任美国蜂蜜数据公司董事长White博士主持研究检测高果糖玉米糖浆的方法。整个研究分为两个阶段，White博士及其研究小组花费约20年左右的时间，建立了两个AOAC标准方法，发表了相关论文73篇。
*阶段，建立了蜂蜜碳同位素检验方法。在这个阶段的开始，研究小组试验了一系列比较廉价的方法，如测定是利用碳-4分子循环，称为哈奇－斯莱克(Hatch-Slack)循环，这类植物叫做碳-4植物。通过这种过程形成的碳水化合物(糖类物质)，它的两种碳同位素比值范围在-20‰~-10‰。碳-3和碳-4这两类植物形成的碳水化合物(糖类物质)在化学上是相同的，但在两种碳同位素比值上却是不同的。当两类碳水化合物混在一起时，这种混合物的碳同位素比值就会随混合物的比例量而变化。研究小组利用这种技术分析了500多个来自不同国家和地区的纯正天然蜂蜜，也分析了大量人工制备掺有不同比例高果糖玉米糖浆的蜂蜜样品。通过对分析,统计结果证明，两种碳同位素比值负于-23.5‰的蜂蜜则是没有掺假的纯正天然蜂蜜；在-23.5‰~-21.5‰之间的属不能准确鉴定的“灰色区”，在这个区域内的蜂蜜可能是真的，也可能是假的，但在大于-21.5‰这个临界线的蜂蜜，假蜜的概率为99．996％。1987年，他们对这个方法组织了协同研究，获得成功后被公职分析化学家联合会（AOAC）批准采纳为AOAC标准方法，完成了*阶段的研究任务。
第二阶段，建立了蜂蜜内标碳同位素检验方法（也称第二检验方法）。为了正确鉴定在-23.5‰~-21.5‰这个灰色区域内蜂蜜是否掺入高果糖玉米糖浆，研究小组从利用碳同位素技术测定桔子汁纯度时，将桔子果浆作为内部标准物得到启发，开始研究从蜂蜜自身找出一种内标物，来解决这个的技术难题。研究小组首先选择葡萄糖酸作为内部标准物，它是蜂蜜中仅次于糖类物质的主要成分。但分离后经碳同位素分析，证明这种物质不适于做内标物。蜂蜜中另一种主要成分就是蛋白质，研究小组对740个样品的分析结果表明，用蛋白质作为内标物进行碳同位素比值法对“灰色区”蜂蜜真实性鉴定行之有效。以蜂蜜蛋白质δ13C值为标准，蜂蜜δ13C值与其进行比较，根据其差值来计算蜂蜜中碳-4植物糖的3含量。当这个值是-1.0‰时，蜂蜜中存在7％的C-4糖。这个指数越负，碳-4糖含量越多，也说明掺入的高果糖玉米糖浆越多。1991年他们对这个内标法再次组织了协同研究，在世界范围内评价了这个方法的效率，获得成功后被组织采纳为AOAC方法。
我国国标中碳同位素分析检测蜂蜜真实性方法（GB/T18932.1）是修改采用AOAC方法。标准规定，采用该方法试验时，蜂蜜中碳-4植物糖的百分含量不得大于7，否则判定为在蜂蜜中添加了碳-4植物（玉米或甘蔗）糖，这对蜂蜜真实性作了更为清晰的定义。
二、薄层色谱法的检测范围和原理
高果糖淀粉糖浆是判定蜂蜜是否掺假的重要指标。蜂蜜中高果糖淀粉糖浆测定采用薄层色谱测定法。薄层色谱法简称TLC，是在20世纪50年代从经典柱色谱法和纸色谱法基础上发展起来的一种色谱技术，60年代后日趋成熟。该法是将适宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或铝基片上，成一均匀薄层。待点样展开后，与适宜的对照物按同法所得的色谱图作对比。
GB/T18932.2-2002标准方法是在点样量为2uL时，其高果糖淀粉糖浆检出限为10%，在点样量为6kL时，其检出限可达5%。方法是将试样中的高分子糖，经活性炭-硅藻土柱的富集、浓缩，再用薄层色谱法分离、检测，经与掺有一定含量高果糖淀粉糖浆的纯蜂蜜比较，来判定蜂蜜中高果糖淀粉糖浆的存在。结果表述用阳性和阴性表示，阳性表示该蜂蜜中混有至少5%高果糖淀粉糖浆。
三、离子色谱法的检测范围和原理
近年来，蜂蜜掺假普遍使用的廉价的人工淀粉糖浆（主要是高果糖浆、果葡糖浆、葡萄糖浆），采用人工控制糖酐酶水解条件的办法，进行淀粉糖“分子剪裁”，将糖浆仿制成类似于蜂蜜组成的蔗糖-果糖-葡萄糖结构，使掺假的糖浆具有和蜂蜜组成*一致的糖组成和比例，掺入蜂蜜中不改变蜂蜜还原糖性质。
离子色谱法是利用离子交换原理和液相色谱技术测定溶液中阴离子和阳离子的一种分析方法，它可以同时检测多种离子，特别是对阴离子的测定更是其他方法所不能相比的。用离子色谱法测定蜂蜜中淀粉糖浆（GB/T21533-2008），是利用在强碱性条件下糖分子能发生离子化的特性，采用阴离子交换色谱仪-电化学检测器对蜂蜜和人工淀粉糖浆的精细糖谱（主要是寡糖）进行分析，找出两者之间糖谱中有差异的“指纹区”，并以此作为纯蜜中掺假的判定指标。由于蜂蜜中不含五糖以上的寡糖，而各种淀粉糖浆中均含五糖以上的寡糖，使用凝胶体积排阻法去除样品中的果糖、葡萄糖，将寡糖富集后直接进行阴离子交换色谱-电化学检测器检测，将五糖以上寡糖的存在作为蜂蜜中淀粉糖浆的判定指标。
四、近红外光谱技术在蜂蜜真实性鉴定中的应用
近红外光谱技术在蜂蜜质量控制中的应用起步较晚，但发展很快。在20世纪90年代中期，国外研究人员初步将近红外光谱技术用于蜂蜜的成分鉴定，随后在蜂蜜植物来源、产地、以及掺假鉴别方面作了一些探讨，为蜂蜜质量控制技术提供了新的方法和思路。我国目前有关这些方面的研究还处于起步阶段。利用近红外光谱分析食品主要分4个步骤进行。首先，选取有真实性和代表性的待测样品，用标准方法测定其化学值(如组分含量等)；其次，根据近红外谱图信息与组分及其含量的相关性，通过化学计量学方法建立校正模型(如用判别分析、偏zui小二乘法、主成分回归等多元校正方法建模)；第三，用已知化学值的验证集样品对校正模型(模型质量的好坏采用残差、相关系数、校正集样本和预测集样本的标准偏差等指标判定)进行评价，预测结果应与实际结果有良好的一致性；第四，当预测结果在误差范围内，可用已建立的模型预测未知同类样品。
五、结语
食品真实性鉴定是控制食品质量、保证食品安全的关键之一。由于蜂蜜品种多、组分复杂，且造假的手段和遮掩的方法越来越*，因此需要更有力的手段预防和打击假冒。目前鉴定蜂蜜真实性方法都有一定的局限性，相信随着中红外(MIR)分光镜、高性能离子交换色谱和脉冲电流计联用(HPAEC-PAD)、液相色谱和同位素质谱联用等技术的不断发展，蜂蜜真实性鉴定的研究必将有更大的突破。