2008 Vo1.59 No.10 中国蜂业
【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7 10069)
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】B
Progress of Research on Detection of Honey Adulteration
Zhu Qing Wang Bini Liang Yan Chen Weijun
(Food Engineering Department of College of ChemicalEngineering/Research Center of Bee Production,
Northwest Uniwercity,Xi an 7 10069)
Abstract:The detection methods for honeyadulteration were reviewed in this paper,including
topic ratio analysis,high—perfornaanee anion exchange chromatography with pulsed amperometricdetection,
difructose anhydrides detection,FT-Ramanspectroscopy,and differential scanning calorimetry.
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。
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
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。
1 DC/
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
l C/nCtest
’ ℃,%o:=(丽一 ) ∞o
环(C4循环)的植物其
间。可见,C4循环植物的nC含量高于C3循环。最
初,人们以
测蜂蜜样品的
掺假。但是一些造假公司在蜂蜜中掺加人造甜味剂,
使
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
值,该值等于与之同源的未掺假蜂蜜的
与样品的
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f GB/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
白质的
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
根据54种纯蜂蜜样品的各种糖类8t
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
A
△
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
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
值(果糖一蔗糖)和△
当掺入甜菜糖等c3糖类时,掺假蜂蜜的△
再符合纯蜂蜜对应的△
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。
Corde
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(difructose anhydrides,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[
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
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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)_】
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(近
红外和中红外)是一种陕速检测技术,它利用有机化合
物在红外光区的特征吸收,分析测定物质的组成以及
成分含量。使用中红外吸收光谱结合化学计量分析,对
蜂蜜的掺假的鉴别可得出较满意的结果l151。
7 小结
蜂蜜掺假问题已经成为全球化的难题。从上述
的介绍中可以看出,目前还没有一种方法可以做到
对任何的掺假都有很好的检测能力。可以说,蜂蜜
掺假的检测手段是随着掺假手段的进步而进步的。
随着人们对蜂蜜成分和性质的不断研究,尤其是对
蜂蜜的一些特有成分的深入认识,基于这些特有天
然物质的检测手段可能会成为今后的发展方向。
参考文献
『1】中华人民共和国国标GB18796~2005
[2]闫玲玲,杨秀芬.蜂蜜的化学组成及其药理作用,特种经
济动植物,2005,2,40~42
【3】李子健,马兰字.蜂蜜大国的质量危机,中国质量技术监
督,2000,11,23
[4]White J W.Composition of Americanhoneys,in:Technical
Bulletin1261,Agricuhural ResearchService, U.S.Department
of Agriculture,W ashington,DC,1962.
【5】何仁,李军生,侯革非.现行国家标准在鉴别蜂蜜掺假方
面存在的缺陷,食品与发酵程,2004,30(2),1 15~1 17
[6]Padovana G.J,De Jongb D,Rodriguesa L P,Marchinia J S.
Detection of adulteration of commercial honey samples bythe
[7]Cabanero A.I,Recio J.L,&Rup6rez.M.Liquid Chromatog—
raphy Coupled to Isotope Ratio Mass Spectrometry: ANew
Perspective on Honey Adulteration Detection,J.Agric.Food
Chem.,2006,54,97 1 9-9727
[8】牟世芬,李宗利.阴离子交换分离一脉冲安培检测分析糖
类化合物的进展,色谱,1995,13(5),320—324
f9】Cordella C,MilitaoJ S L T,C16ment M C,Drajnudel P,&
Cabrol—Bass.D.Detection and quantification of honey adulteration
via direct incorporation of sugar syrups or bee-feeding:
preliminary study using high —performanceanion exchange
chromatography with pulsed amperometric detection (HPAEC—
PAD)and ehemometrics,Analytica Chimiea Acta.,2005,531,
239~248
flO]Montilla A,Ruiz-Matute A.I,Sanz.M.L Martfnez-Castro I,
& Castillo.M.D.Difructose anhydrides as quality markersof honey
and coffee,Food ResearchInternationa1.,2006,39,801~806
【1 1]Paradkar M.M& Irudayar~J.Discrimination andclassification
of beet and cane inve~s in honey by FT-Raman spee—
troscopy,Food Chem.,2001,76,231~239
[12]Cordelia C,Antinelli J K,Aurieres.C,Faucon JP,Cabrol—
Bass.D. &Sbirrazzuoli N. Use of Differentia/ Scanning
Calorimetry(DSC)as a New Technique for Detection ofAdulteration
in Honeys. 1.Study ofAdulteration Effect on Honey
Thermal Behavior,J.Agile.Food Chem.,2002,50,203~208
[13]Swallow.K.W & Low.N.H.Analysis and quantitation of
the carbohydrates in honey using high-perform ance liquidehro—
matography,J.Agric.Food Chem.,1990,38,1 828-1 832
[14】Martin G.J,Martin.M L.Deuteriumlabeling at the natural
abundance level as studied by high field quantitative 2HNMR,
Tetrahedron Lett.,1 98 1,
[15】K elly J D,Petisco.C,&Downey G.Applicationof Fourier
Transform Midinfrared Spectroscopy to the Discriminationbe—
tween Irish Artisanal Honey and Such Honey Adulteratedwith
Various Sugar Syrups,J.Agric.Food Chem.,2006,54,6166-6171
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