蜂蜜檢測技術原理及發(fā)展演變

　　蜂蜜檢測技術原理及發(fā)展演變
　　
　　蜂蜜是一種特殊的食品，是蜜蜂采集蜜源植物花蜜釀制而成的天然甜味物質，組分復雜，營養(yǎng)豐富。在我國吃蜂蜜zui多的人群是老人、兒童和病人，所以它的質量更引人關注。然而近年來，蜂蜜品質差、摻假造假的現(xiàn)象層出不窮，嚴重影響市場秩序。國家質檢總局和*于2005年10月新修訂了蜂蜜國家強制性標準（GB18796-2005），增加了蜂蜜真實性要求，明確規(guī)定蜂蜜產(chǎn)品中“不得添加或混入任何淀粉類、糖類、代糖類物質”，并規(guī)定了對蜂蜜摻假的檢測方法和判定原則。
　　
　　由于糖類物質是天然蜂蜜中的主要成分，且糖漿組分的物理特征與其類似，直接用糖量分析無法鑒別出真假，因此在蜂蜜中加入轉化糖或糖漿，如甜菜糖、甘蔗糖、甘蔗糖漿、糖類代用品以及高果糖玉米糖漿(HFCS))，成為zui常見的摻假手段。由于在蜂蜜中添加物質不同，目前沒有*的方法可以鑒別蜂蜜真實性，只能多種方法協(xié)同檢測，主要有：穩(wěn)定碳同位素比率法測定蜂蜜中碳-4植物糖含量（GB/T18932.1）、薄層色譜法測定蜂蜜中高果糖淀粉糖漿（GB/T18932.2-2002）和離子色譜法測定蜂蜜中淀粉糖漿方法（GB/T21533-2008），另外還有用近紅外光譜技術、液相色譜鑒別蜂蜜真實性。
　　
　　碳同位素分析方法的研究過程及應用
　　
　　早在1880年，美國農(nóng)業(yè)食品研究專家、食品真實性研究的奠基人Wiley博士，就選擇了蜂蜜真實性的研究，距今已有100多年的歷史。他的研究成果引起美國政府的高度重視，促使美國政府于1906年公布了*個“純正食品法”。
　　
　　20世紀70年代，在美國發(fā)現(xiàn)市售的蜂蜜中摻入一種名為高果糖玉米糖漿的新物質，用常規(guī)分析方法很難檢測。1974年，美國*委任美國蜂蜜數(shù)據(jù)公司董事長White博士主持研究檢測高果糖玉米糖漿的方法。整個研究分為兩個階段，White博士及其研究小組花費約20年左右的時間，建立了兩個AOAC標準方法，發(fā)表了相關論文73篇。
　　
　　*階段，建立了蜂蜜碳同位素檢驗方法。在這個階段的開始，研究小組試驗了一系列比較廉價的方法，如測定是利用碳-4分子循環(huán)，稱為哈奇－斯萊克(Hatch-Slack)循環(huán)，這類植物叫做碳-4植物。通過這種過程形成的碳水化合物(糖類物質)，它的兩種碳同位素比值范圍在-20‰~-10‰。碳-3和碳-4這兩類植物形成的碳水化合物(糖類物質)在化學上是相同的，但在兩種碳同位素比值上卻是不同的。當兩類碳水化合物混在一起時，這種混合物的碳同位素比值就會隨混合物的比例量而變化。研究小組利用這種技術分析了500多個來自不同國家和地區(qū)的純正天然蜂蜜，也分析了大量人工制備摻有不同比例高果糖玉米糖漿的蜂蜜樣品。通過對分析,統(tǒng)計結果證明，兩種碳同位素比值負于-23.5‰的蜂蜜則是沒有摻假的純正天然蜂蜜；在-23.5‰~-21.5‰之間的屬不能準確鑒定的“灰色區(qū)”，在這個區(qū)域內(nèi)的蜂蜜可能是真的，也可能是假的，但在大于-21.5‰這個臨界線的蜂蜜，假蜜的概率為99．996％。1987年，他們對這個方法組織了協(xié)同研究，獲得成功后被公職分析化學家聯(lián)合會（AOAC）批準采納為AOAC標準方法，完成了*階段的研究任務。
　　
　　第二階段，建立了蜂蜜內(nèi)標碳同位素檢驗方法（也稱第二檢驗方法）。為了正確鑒定在-23.5‰~-21.5‰這個灰色區(qū)域內(nèi)蜂蜜是否摻入高果糖玉米糖漿，研究小組從利用碳同位素技術測定桔子汁純度時，將桔子果漿作為內(nèi)部標準物得到啟發(fā)，開始研究從蜂蜜自身找出一種內(nèi)標物，來解決這個的技術難題。研究小組首先選擇葡萄糖酸作為內(nèi)部標準物，它是蜂蜜中僅次于糖類物質的主要成分。但分離后經(jīng)碳同位素分析，證明這種物質不適于做內(nèi)標物。蜂蜜中另一種主要成分就是蛋白質，研究小組對740個樣品的分析結果表明，用蛋白質作為內(nèi)標物進行碳同位素比值法對“灰色區(qū)”蜂蜜真實性鑒定行之有效。以蜂蜜蛋白質δ13C值為標準，蜂蜜δ13C值與其進行比較，根據(jù)其差值來計算蜂蜜中碳-4植物糖的3含量。當這個值是-1.0‰時，蜂蜜中存在7％的C-4糖。這個指數(shù)越負，碳-4糖含量越多，也說明摻入的高果糖玉米糖漿越多。1991年他們對這個內(nèi)標法再次組織了協(xié)同研究，在世界范圍內(nèi)評價了這個方法的效率，獲得成功后被組織采納為AOAC方法。
　　
　　我國國標中碳同位素分析檢測蜂蜜真實性方法（GB/T18932.1）是修改采用AOAC方法。標準規(guī)定，采用該方法試驗時，蜂蜜中碳-4植物糖的百分含量不得大于7，否則判定為在蜂蜜中添加了碳-4植物（玉米或甘蔗）糖，這對蜂蜜真實性作了更為清晰的定義。
　　
　　二、薄層色譜法的檢測范圍和原理
　　
　　高果糖淀粉糖漿是判定蜂蜜是否摻假的重要指標。蜂蜜中高果糖淀粉糖漿測定采用薄層色譜測定法。薄層色譜法簡稱TLC，是在20世紀50年代從經(jīng)典柱色譜法和紙色譜法基礎上發(fā)展起來的一種色譜技術，60年代后日趨成熟。該法是將適宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或鋁基片上，成一均勻薄層。待點樣展開后，與適宜的對照物按同法所得的色譜圖作對比。
　　
　　GB/T18932.2-2002標準方法是在點樣量為2uL時，其高果糖淀粉糖漿檢出限為10%，在點樣量為6kL時，其檢出限可達5%。方法是將試樣中的高分子糖，經(jīng)活性炭-硅藻土柱的富集、濃縮，再用薄層色譜法分離、檢測，經(jīng)與摻有一定含量高果糖淀粉糖漿的純蜂蜜比較，來判定蜂蜜中高果糖淀粉糖漿的存在。結果表述用陽性和陰性表示，陽性表示該蜂蜜中混有至少5%高果糖淀粉糖漿。
　　
　　三、離子色譜法的檢測范圍和原理
　　
　　近年來，蜂蜜摻假普遍使用的廉價的人工淀粉糖漿（主要是高果糖漿、果葡糖漿、葡萄糖漿），采用人工控制糖酐酶水解條件的辦法，進行淀粉糖“分子剪裁”，將糖漿仿制成類似于蜂蜜組成的蔗糖-果糖-葡萄糖結構，使摻假的糖漿具有和蜂蜜組成*一致的糖組成和比例，摻入蜂蜜中不改變蜂蜜還原糖性質。
　　
　　離子色譜法是利用離子交換原理和液相色譜技術測定溶液中陰離子和陽離子的一種分析方法，它可以同時檢測多種離子，特別是對陰離子的測定更是其他方法所不能相比的。用離子色譜法測定蜂蜜中淀粉糖漿（GB/T21533-2008），是利用在強堿性條件下糖分子能發(fā)生離子化的特性，采用陰離子交換色譜儀-電化學檢測器對蜂蜜和人工淀粉糖漿的精細糖譜（主要是寡糖）進行分析，找出兩者之間糖譜中有差異的“指紋區(qū)”，并以此作為純蜜中摻假的判定指標。由于蜂蜜中不含五糖以上的寡糖，而各種淀粉糖漿中均含五糖以上的寡糖，使用凝膠體積排阻法去除樣品中的果糖、葡萄糖，將寡糖富集后直接進行陰離子交換色譜-電化學檢測器檢測，將五糖以上寡糖的存在作為蜂蜜中淀粉糖漿的判定指標。
　　
　　四、近紅外光譜技術在蜂蜜真實性鑒定中的應用
　　
　　近紅外光譜技術在蜂蜜質量控制中的應用起步較晚，但發(fā)展很快。在20世紀90年代中期，國外研究人員初步將近紅外光譜技術用于蜂蜜的成分鑒定，隨后在蜂蜜植物來源、產(chǎn)地、以及摻假鑒別方面作了一些探討，為蜂蜜質量控制技術提供了新的方法和思路。我國目前有關這些方面的研究還處于起步階段。利用近紅外光譜分析食品主要分4個步驟進行。首先，選取有真實性和代表性的待測樣品，用標準方法測定其化學值(如組分含量等)；其次，根據(jù)近紅外譜圖信息與組分及其含量的相關性，通過化學計量學方法建立校正模型(如用判別分析、偏zui小二乘法、主成分回歸等多元校正方法建模)；第三，用已知化學值的驗證集樣品對校正模型(模型質量的好壞采用殘差、相關系數(shù)、校正集樣本和預測集樣本的標準偏差等指標判定)進行評價，預測結果應與實際結果有良好的一致性；第四，當預測結果在誤差范圍內(nèi)，可用已建立的模型預測未知同類樣品。
　　
　　五、結語
　　
　　食品真實性鑒定是控制食品質量、保證食品安全的關鍵之一。由于蜂蜜品種多、組分復雜，且造假的手段和遮掩的方法越來越*，因此需要更有力的手段預防和打擊假冒。目前鑒定蜂蜜真實性方法都有一定的局限性，相信隨著中紅外(MIR)分光鏡、高性能離子交換色譜和脈沖電流計聯(lián)用(HPAEC-PAD)、液相色譜和同位素質譜聯(lián)用等技術的不斷發(fā)展，蜂蜜真實性鑒定的研究必將有更大的突破。