蜂蜜掺假检测方法的研究进展

2008Vo1．59No．10中国蜂业垦Q￡旦!丛堕丛窒塑宣【文章标号10412—4367(2008)10-0035-03蜂蜜掺假检测方法的研究进展朱青王毕妮梁艳陈卫军曹炜f西北大学化1学院食品科学与工程系／西北大学蜂产品研究中心，西安710069)摘要：本~A-Pr+~了同位素比值分析法，高效阴离子交换色谱一脉冲安培检测法，双果糖酐检测法，傅立叶转换—拉曼光谱分析法，差示扫描量热法等方法在蜂蜜掺假检测方面的应用。关键词：蜂蜜；掺假；鉴别【中图分类号】S896．8【文献标识码】BProgressofResearchonDetectionofHoneyAdulterationZhuQingWangBiniLiangYanChenWeijunCaoWei(FoodEngineeringDepartmentofCollegeofChemicalEngineering／ResearchCenterofBeeProduction，NorthwestUniwercity，Xian710069)Abstract：Thedetectionmethodsforhoneyadulterationwerereviewedinthispaper，including13C／12Ciso—topicratioanalysis，high—perfornaaneeanionexchangechromatographywithpulsedamperometricdetection，difructoseanhydridesdetection，FT-Ramanspectroscopy，anddifferentialscanningcalorimetry．Keywords：honey，adulteration，identification蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，与自身分泌物结合后，经过在巢脾内转化、脱水、贮存至成熟的过程而成的天然甜物质⋯。蜂蜜含有丰富的必需氨基酸、维生素、多酚类、类黄酮类、多糖、活性酶和类胡萝卜素等活性物质，具有多种生理功能，如抗氧化、抗菌、加速创伤修复和增强免疫等l21。我围是养蜂大国，20世纪90年代初，蜂蜜的世界年贸易总量约在2O万吨左右，其中我国出口约占40％。然而，由于我国蜂蜜质量不断下降，在各进【_『国中的信誉越来越低，出口量逐年减少【31。这其中的主要原因之一就是我国的蜂蜜产品存在严重的掺假问题。2007年6月16日，首届中国蜂产品质量安全论坛在北京举行，蜂产品行业十大品牌企业联合签署了蜂产品质量安全北京宣言，承诺企业要加强自律，向消费者提供放心的蜂产品。要解决蜂蜜掺假问题，行业自律固然重要，但相关的标准和检测的手段也是不可缺少的。国家质量监督检验检疫总局颁布的针对蜂蜜掺假问题的碳24同位素鉴定国家标准fGB／T18932．1—2002)和2005年10月26日有关部门在2002版蜂蜜标准基础上修订的《强制性国家蜂蜜GB18796—2005标准》，对遏止蜂蜜掺假和规范蜂产品行业及市场都产生了积极的作用。但是蜂蜜是极易掺假的食品，它的成分变化很大。以糖类为例，不同的蜂蜜其果糖含量在30．91％到44．26％之间，葡萄糖的含量在22．89％到40．75％之间，果糖与葡萄糖的比率即WG其变化范围在0．76到1．86之间。由于这种成分含量的变化，给鉴别和检测蜂蜜是否掺假带来一定的困难。尤其是蜂蜜的掺假发展为掺人葡萄糖、葡萄糖浆、果葡糖浆等成分的物质，这些假蜂蜜产品的感官指标和部分理化指标上与天然蜂蜜产品的极为相似，即使是已颁布的国标也难以辨别其真假口1。因此，蜂蜜掺假的检测方法还需要进一步改进和发展。1DC／1C同位素比率分析法[61在单子叶植物(如甘蔗和玉米等，简称C4植物)和双子叶植物(如大部分的为蜜蜂提供花蜜的开花植物，简称c3植物)中，C／C的比值不同，因为它们遵循不同的光合作用循环。C／C比值(6nc值)用下面的公式计算：进行Calvin—Benson循环(C3循环)植物的lC／nCtest’℃，％o：=(丽一)∞o8C值在一21％。到一32％。之间；进行Hatch—Slack循环(C4循环)的植物其813C值在一12％。到一19％。之间。可见，C4循环植物的nC含量高于C3循环。最初，人们以813C值为一23．5‰作为为掺假界限，当被测蜂蜜样品的8”c值大于一23．5‰时，就被怀疑可能掺假。但是一些造假公司在蜂蜜中掺加人造甜味剂，使813C值小于一23．5，所以研究人员在此基础上设计出另一种检测方法，内标同位素比分析法(ISCI—RA)，ISCIRA首先检测蜂蜜样品中蛋白质的6”C值，该值等于与之同源的未掺假蜂蜜的6”c值，再作者简介：朱青(1985年生)，女，硕士研究生，主要从事食品科学方向研究。收稿日期：2008—07—14通讯作者简介：曹炜(1969年生)，男，博士，副教授，主要从事蜂产品及功能食品方向研究。维普资讯睦鱼生国竖。。。。。’。。。。。。。。’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。‘。_·_______-。‘。_______--。。________些。。-_____。_。’垒垦Q￡旦!年第59卷第i10期4_____--。________---。_____。-_-。______-_．————————．_-————————————=⋯⋯，，与样品的6”C值比较，差值大于l％。，就可认为是掺假蜂蜜，并且可以计算出掺假的百分数，计算公式如下：碳24同位素鉴定国家标准fGB／T18932．1一掺假跏圳。2002)就是在此原理上建立起来的。ISCIRA鉴别蜂蜜掺假的最小掺假率为7％，即样品的813C值与蛋白质的8c值差值为1‰。Cabanero等人在此基础上引入液相色谱技术，这样可以分别检测蜂蜜样品中主要糖类(如葡萄糖、果糖和蔗糖)的813C值及相互的△6c值。研究人员根据54种纯蜂蜜样品的各种糖类8t3C值和△6”c值得出纯蜂蜜的特征模型，发现葡萄糖、果糖和蔗糖的8。C值两两之间具有很明显的线性关系，而且A8C值(果糖一葡萄糖)，△6”c值(果糖一蔗糖)和△8C值(葡萄糖一蔗糖)也有固定的范围。这些特征为蜂蜜掺假的检测提供了一些更敏感的信息，因此可以检测出更低浓度的掺加糖浆。另外当蜂蜜中掺加的是甜菜糖等来源于c3循环植物的糖类时，由于它们的813C值与蜂蜜的8”c值很接近，用ISCI—RA是无法鉴别出来的。而通过上述方法检测蜂蜜样品中葡萄糖、果糖和蔗糖的8”c值，计算出△813C值(果糖一蔗糖)和△813C值(葡萄糖一蔗糖)，会发现当掺入甜菜糖等c3糖类时，掺假蜂蜜的△6”c值不再符合纯蜂蜜对应的△8c值范围，用这种方法检测的最小掺假浓度在5％～10％7j。2高效阴离子交换色谱一脉冲安培检测法(HPAEC—PAD)高效阴离子交换色谱一脉冲安培检测法是目前糖类化合物分析的首选方法之一。该方法的基本原理是单糖在碱性溶液中以阴离子形式存在，可以在阴离子交换柱上被保留并得到分离。在碱性条件下，糖类可以在贵金属电极(Au和Pt)表面被氧化。安培检测可以测量被分离的单糖在工作电极表面发生氧化还原反应时产生电流变化。高效阴离子交换色谱一脉冲安培检测法具有操作简单、灵敏度高和选择性好等优点1。Corde11a等人运用该方法从蜂蜜样品中分离13种主要糖类，并对它们进行线性判别分析(LDA)和偏最小二乘(PLS)分析。前者用来对样品分类，目的是区别样品的不同植物来源和是否被掺假。后者则是对样品的掺假程度进行量化。在PLS分析中，最终挑选出8种成分(果糖、异麦芽糖、蔗糖、D一松二糖、帕拉金糖、黑曲霉二糖、Erlose)作为预测变量，回归系数分别为一0．2447，0．0163，0．3633。一0．1526．一0．0963，0．2430，0．8764，0．2345。将Y(预测的掺假浓度)与A(真实的掺假浓度)进行比较，得出倒转的回归方程A-1．027Y一0．0022，可见Y对A有很好的预测度lL1。3双果糖酐(difructoseanhydrides，DFAs)检测法㈣双果糖酐是由两个果糖分子缩聚产生的一类假二糖，它是由糖类或含糖丰富的食物在加热过程中的焦糖化反应所产生的。它可以作为一种标记物质来检测某些富糖食品(如蜂蜜)的产品质量。Montilla等人向纯蜂蜜样品中分别掺加不同浓度(5％、10％和15％)的葡萄糖、果糖和蔗糖转化糖浆，经过焦糖化反应和气相色谱／质谱(GC—MS)联用法测定DFAs的含量，发现在掺加果糖和蔗糖转化糖浆的蜂蜜样品中有13个DFA峰，而在掺加葡萄糖的样品中只有5个峰。其中DFA1、DFA7、DFA9和DFA10在所有的样品中均有发现。它们的分子结构如图1所示。由于DFA7和DFA9在洗脱时没有色谱干扰以及相对含量较高，因此这两种化合物被选为检测蜂蜜是否掺假的标记。通过对DFA7和DFA9在不同的蜂蜜样品中的含量的检测，可以明显的看出纯蜂蜜和掺加浓度为5％葡萄糖的样品中DFS7和DFS9的含量为0，其它样品均不为0。尤其是掺加果糖和蔗糖转化糖浆的样品，当掺加浓度为5％时，DFS7和DFS9的含量就可被明显测出，而葡萄糖在掺加浓度为10％时也可被测出。由此可见，利用DFS作为标记检测蜂蜜掺假具有很高的灵敏度。4傅立叶转换一拉曼光谱(FT—Raman)分析法[1l1拉曼光谱是分子振动光谱的一种，它属于散射光谱。拉曼光谱对C=C、C—C、C；N等键特别敏感，对水的敏感性特别的低，对无机物(盐)有高度选择。被测蜂蜜样品的FT—Raman谱图是各种组分散射光谱的综合表现。而碳水化合物的拉曼光谱强而明确，能提供精确的结构信息。因此可以根据掺假样品的特征吸收带，结合化学计量分析手段进行分析，建立模型。该法的特点是简单，快速，高效，对样品无破坏性。Paradkar等人对三种不同植物来源的蜂蜜样品进行拉曼光谱测试，运用化学计量法对样品中蔗糖转化糖浆和甜菜糖转化糖浆进行定量分析，结果表明准确率在96％以上。5差示扫描量热法(DSC)n差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。DSC可以测量物质的热力学参数，如玻璃化温维普资讯童塑鱼．翌度(Tg)、熔化焓(△H)、比热容(△cp)等。蜂蜜和糖浆具有不同的热学性质，在DSC曲线图中即表现出不同的振幅和位置，因此可以依此对掺假蜂蜜进行鉴别。它具有快速、样品需要量少的优点。Cordella等人首先对纯蜂蜜和纯糖浆进行DSC实验，得到它们的热学性质，比较发现蜂蜜和糖浆的△≥IO~C，这个明显差距表明可以用来区别蜂蜜和糖浆。另外，糖浆具有相当高的熔化焓(△H)，也可以用来识别糖浆。然后，研究人员对掺假蜂蜜进行DSC实验，发现掺加甜菜和甘蔗糖浆的蜂蜜的DSC图中，Tg值振幅的位置发生明显变化，而且△H3(糖类的熔化焓，包括单糖、二糖、三糖和低聚糖)也有很大的增幅；但掺入糖类代用物的蜂蜜没有明显的变化。但是研究人员并没有用△H3作为鉴别参数，原因是△H3的振幅出现在较高温度(100~C)，对于糖浆和蜂蜜，高温会带来坩埚爆炸的危险。所以仅对△H2(水／糖／淀粉复合物的熔化焓或由糖的同质异像体引起的焓变)和Tg进行分析，发现它们均与糖浆的掺加比例有良好的线性关系。△H2与糖浆浓度的线性方程的灵敏度可达到5％～10％。6其他检测方法高效液相色谱曾广泛用于蜂蜜掺假的检测[13】，但是该方法检测不到低浓度掺假以及掺加与蜂蜜成分相似的糖浆。特殊位点的天然同位素核磁共振法(SNIF—NMR)_】4l是近二十年发展比较成熟的方法，它基于对分子特殊位置的氘和氢的比率(D／H)的分析来判别蜂蜜是否掺假。样品先经过发酵和蒸馏，分离出乙醇，再分析乙醇分子中甲基的(D／H)I和亚甲基的(D／H)Ⅱ，当(D／H)I小于一个给定值时，样品就认为被掺假。该方法的缺点是需要对大量数据进行处理才能保证结果的有效性。红外光谱技术