蜂蜜掺假鉴别技术的研究进展与对策建议

蜂蜜掺假鉴别技术的研究进展与对策建议

袁玉伟，张志恒，叶雪珠，杨桂玲，孙彩霞，于国光

(浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，浙江 杭州 310021)

摘 要：蜂蜜掺假是蜂蜜质量安全管理和消费者普遍关心的问题，也影响到蜂蜜产品的出口贸易。本文介绍了蜂蜜掺假的基本特点和几种鉴别蜂蜜掺假的检测技术，分析认为稳定性碳同位素比值、近红外光谱、色谱技术、酶活性检测、显微镜检、差示扫描量热法和旋光法具有不同的检测特点和适用范围。基于一种方法难以确证蜂蜜掺假的问题，提出加强多种方法联合检测技术、混合蜂蜜确证技术和构建蜂密产品溯源与指纹图谱库的建议，以保障蜂密产品的质量安全。

关键词：蜂蜜；掺假；检测；鉴别；质量安全

Research Progress in the Detection of Honey Adulteration

YUAN Yu-wei ，ZHANG Zhi-heng ，YE Xue-zhu ，YANG Gui-ling ，SUN Cai-xia ，YU Guo-guang

(Institute of Quality and Standards for Agricultural Products, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China)

Abstract ：The adulteration of honey is generally concerned by consumers and management departments of safety and quality.The adulteration of honey also affects the export of honey trade. In this paper, some basic characteristics and detection methods of honey adulteration has been reviewed. Stable carbon isotopic ratio technology, near-infrared spectroscopy, chromatogram analysis, enzymatic activity detection, microscopic analysis, differential scanning calorimetry and optical rotation detection were discussed based on their specialties and application ranges. Combinatorial detection methods for honey adulteration were proposed to identify the mixture of honey and set up a traceability system or fingerprint data for honey products, which may be important to ensure safety and quality of honey.

Key words ：honey ；adulteration ；detection technology ；discrimination method ；safety and quality

中图分类号：S896.8 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)09-0318-05

收稿日期：2009-09-03

基金项目：农业部科技发展中心项目(2009R19A24C01)

作者简介：袁玉伟(1975—)，男，助理研究员，博士，研究方向为农产品质量安全与法规。E-mail ：y wy tea@163.co m

中国是蜂蜜生产、消费和出口大国，蜂蜜富含多种营养物质，风味独特，极具保健作用和营养价值，是国内消费和出口贸易的重要农产品之一。据国家统计局统计，2008年蜂蜜产量在35万t 以上，比2007年增加了10%左右，其中2008年的出口量在8.5万t ，而国内市场的需求量也在20万t 左右。蜂蜜价格相对较高，产量难以满足市场需求，且种类繁多，成分复杂，很容易造假掺假；而鉴别耗时费力，技术难度大。因此，蜂蜜中面临的主要质量安全问题就是药物残留超标和掺假造假，而后者占据了蜂蜜市场的20%～30%，有些地区掺假造假的蜂产品占50%左右[1]。陈兰珍等[2]检测蜂蜜中C4植物糖含量，发现71个样品中掺假蜂蜜有44个，掺假比例高达62%。美国FDA 于2008年11月19日发出掺假蜂蜜预警，要求对所有国家进口的蜂蜜进行13C/12C 的同位素比值测定，对于掺假蜂蜜进行自动扣留[3]。

因此，蜂蜜的掺假和造假已经影响到蜂蜜产业的健康发展、出口贸易创汇和消费者的权益保护，需要加强对蜂蜜掺假与真伪鉴别技术的研究。本文对近年来不同的鉴别技术进行综述分析，提出了加强蜂蜜真伪鉴别技术研究的建议。１蜂蜜掺假的基本方式与检测特点1.1

掺假基本方式

蜂蜜中主要含有葡萄糖和果糖，含量在65%以上，其中果糖含量在30.91%～44.26%，葡萄糖含量在22.89%～40.75%，果糖与葡萄糖比在0.76～1.86，如此大的变化范围，给鉴别和检测蜂蜜掺假问题带来一定的困难[4]。常见的掺假物有蔗糖、葡萄糖、果葡糖浆、人工转化糖、淀粉、食盐、饴糖(俗称糖稀)、羧甲基

纤维素钠(CMC-Na)、色素和香精等，主要起到增稠、添色、加香等作用。蜂蜜掺假引起蜂蜜的安全质量问题造成消费者权益受损和出口贸易受阻。但是通过常规检测方法很难在感官指标和部分理化指标区分天然蜂蜜和掺假蜂蜜，单凭执行国家标准(GB18796—2005《蜂蜜》)也难以分别其真假[5]。

1.2掺假蜂蜜的检测特点

针对蜂蜜中不同的掺假物所造成蜂蜜某些物化性质的改变，采用相应的检测技术。如果添加C4植物糖如玉米糖浆和甘蔗糖浆，造成蜂蜜中13C/12C的改变，采用稳定性碳同位素检测技术；由于掺假造成淀粉酶活性的降低，则通过酶活性测定来确定是否掺假；由于纯蜂蜜具有一定特征的近红外光谱和旋光性，掺假后造成光谱位置和特征的改变可以通过近红外光谱仪测定，而旋光性的变化可以通过旋光法测定；掺假蜂蜜中热量特征如玻璃化温度(T g)发生改变，可以通过差示扫描量热法测定。如果蜂蜜的物理特征发生改变，如掺假蔗糖时常造成蜂蜜中含有甘蔗细胞碎片，可以通过显微镜检法确定；或者通过色谱法测定蜂蜜中糖组分的指纹图谱或添加糖分含量的变化来鉴别蜂蜜掺假与否。值得注意的是没有一种方法可以完全保证对蜂蜜真伪鉴别结果的准确性，因为蜂蜜本身含有复杂的化学成分，而且化学成分含量也有很大的变化范围，这需要几种方法共同分析以提高鉴别结果的准确性。

２蜂蜜真伪鉴别的检测技术进展

2.1稳定性碳同位素比值(13C/12C)法

由于C3和C4植物中碳循环途径不同，稳定性碳同位素在植物中的分馏程度不同，造成植株中13C/12C不同(用δ13C表示)，一般情况下C3植物的δ13C值在－21‰～－32‰之间；而C4植物的δ13C值在－12‰～－19‰之间。如蜂蜜中δ13C值低于－23.5‰，一般认为蜂蜜中可能掺入C4植物源的糖分，如果糖、葡萄糖等。稳定性碳同位素比值检测法可以测定蜂蜜中掺入C4植物源的糖分，但对于掺入的转化糖分(人造甜味剂等)或者C3植物的糖分就很难区分开来。后来又采用蜂蜜的δ13C值与蛋白质的δ13C值的差值(Δδ13C)来判断蜂蜜掺假与否，如果Δδ13C值高于1‰，则认为最小掺假量为7%。Padovan等[6]利用13C/12C测定商品蜂蜜的掺假，根据掺入的蔗糖溶液和高果糖浆(HFCs)来确定方法检测限。结果表明C4植物源蔗糖的δ13C值在－11.82‰～－11.78‰，而HFCs的δ13C值在－9.7‰～－9.78‰；如果掺入1%～10%的蔗糖糖浆，掺假蜂蜜与其蛋白质的Δδ13C值都小于1‰，从判断结果来看仍被认为是“合格”纯蜂蜜；而加入20%、50%和90%的HFCs时，Δδ13C值都大于1‰，判断为不合格产品。这说明掺入不同糖分对Δδ13C值的影响不同，采用稳定性碳同位素比值法甄别蜂蜜掺假与否仍存在技术上的漏洞。Elflein等[7]采用耦合元素分析仪/液相色谱和同位素比值质谱法(EA/LC-IRMS)分析蜂蜜中C3和C4植物源转化的糖浆，改进了传统的δ13C和Δδ13C测定法。传统的LC-IRMS法的检测限分别为1%的C4糖和10%的C3糖，即使采用传统的Δδ13C判定，C3-C4混合糖和C3糖掺假时不容易检出；而采用EA/LC-IRMS法测定蜂蜜中不同糖分的δ13C 和糖分之间的Δδ13C，确定合适范围，可以进一步降低C4糖的检测限，如能将转化糖的检测限从AOAC法的27%降低到EA/LC-IRMS法的8%，还能够检测出蜂蜜中掺入C3糖(大米糖浆)。

2.2近红外光谱法

近红外光谱法是利用蜂蜜中有机化合物的含氢基官能团X—H键对波长为780nm～2500nm具有特征吸收，如不同基团的吸收频谱位置和强度不同，结合统计分析和建立模型对特征组分进行定性和定量分析。Downey 等[8]利用近红外光谱进行蜂蜜掺有果糖和葡萄糖的分析，掺假果糖和葡萄糖的比例分别为0.7:1、1.2:1和2.3:1，采用κ-NN(κ-最邻近分类法)、SIMCA(软独立建模分类法)和判别偏最小二乘法DPLS进行建模判定分析。结果表明，κ-NN法分析适合每一组中样品数量不对称时较为敏感，真样品的假阴性率为12%，而假样品的假阳性率为2.67%；SIMCA分析4个主成分，针对未掺假蜂蜜的特征模型确定了全部的25个真样品，而掺假蜂蜜样品尚未全部确定；DPLS分析适合用于未掺假蜂蜜和掺假量在7%以内的假蜂蜜判定，真蜂蜜的分辨率为96%，而假蜂蜜的分辨率高达99%。陈兰珍等[2]提出一种用傅里叶变换近红外光谱结合DPLS快速鉴别蜂蜜真伪的新方法，首先采集27个纯蜂蜜和44个掺假蜂蜜的近红外光谱数据，然后5次随机划分建模集样本和验证集样本，并对建模样本进行不同光谱预处理，选择并优化不同波段范围和主成分数量，用DPLS法建立了5组蜂蜜样本的真伪鉴别模型，5组校正模型中真蜂蜜和掺假蜂蜜的总体识别准确率分别为91.49%、94.68%、92.98%、93.86%、94.87%；预测样本的识别准确率为86.96%～93.75%，假蜂蜜的识别率高于真蜂蜜的识别率，这与真蜂蜜样本的数据量少有关系。

2.3色谱分析法

色谱分析法是针对蜂蜜中不同糖组分或掺假组分进行分离检测，可以是单组分检测也可以是多组分的指纹图谱分析。张存洁等[9]利用高效液相色谱法(HPLC)测定蜂蜜中高果糖浆(HFS)，该法根据蜂蜜和HFS中高寡糖不同，通过活性炭-硅藻土层析柱分离、浓缩后，采用HPLC示差检测器测定，C3植物的HFS(大米和甘薯)最低检测限可以达到2.5%，线性范围在2.5%～30%，弥