近红外光谱技术在蜂蜜真实性鉴定中的应用_陈兰珍

３）通过加入清亮剂消除了同类产品的＂冷后浑＂现
象，并用正交设计法解决了口味调配问题，得到了色泽良好，口感较佳的清热解暑保健饮料。

参考文献：
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（上册）［Ｍ］．北京：科学出版社，２０００：４－５
收稿日期：２００７－０８－２９
基金项目：国家十一五科技支撑计划“蜂产品安全与高效利用技术研究与示范”项目资助（２００６ＢＡＤ０６Ｂ０４）
作者简介：陈兰珍（１９７４－），女（汉），助理研究员，博士研究生，主要从事蜂产品质量与安全研究。

＊通讯作者
食品真实性鉴定难是食品质量控制和安全的最重
要问题之一。

政府、食品企业、销售商和消费者都对食品是否真实表示极大关注。

蜂蜜是蜜蜂采集周围蜜源植物花蜜酿制而成的天然甜味物质，是一种组分复杂、营养丰富的食品，一直深受消费者的青睐。

根据国际食品法典委员会［１］、
欧盟及其它国际蜂蜜标准规定［２］，蜂蜜真实性包括蜂蜜品质及其品种、产地来源，市售蜂蜜必
陈兰珍１，２，叶志华２，赵静１，＊
（１．中国农业科学院蜜蜂研究所，北京１０００９３；２．中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，北京１０００８１）
近红外光谱技术在蜂蜜真实性鉴定中的应用
摘
要：由于蜂蜜品种多，组分复杂，真假鉴定技术较难，用传统的分析技术评价蜂蜜质量具有一定的局限性。

用具
有快速稳定的近红外光谱技术鉴别蜂蜜真实性。

对近红外光谱技术（ＩＲ）做了简要介绍，同时，详细阐述了该技术在蜂蜜成分、品种和产地来源、掺假鉴定中的应用。

对该技术存在的缺陷及与其他技术联用前景进行了探讨，可为蜂蜜真伪鉴别提供新的方法和思路。

关键词：近红外光谱技术；蜂蜜真实性；品种；掺假鉴别
ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＡＵＴＨＥＮＴＩＣＩＴＹＯＦＨＯＮＥＹＵＳＩＮＧＮＥＡＲＩＮＦＲＡＲＥＤＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ
ＣＨＥＮＬａｎ－ｚｈｅｎ１，２，ＹＥＺｈｉ－ｈｕａ２，ＺＨＡＯＪｉｎｇ１，＊
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＱｕａｌｉｔｙＳｔａｎｄａｒｄａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｇｒｏ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｍａｎｙｖａｒｉｅｔｉｅｓ，ｃｏｍｐｌｅｘｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｈｏｎｅｙａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｈｏｎｅｙａｄｕｌｔｅｒ－ａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｌｉｍｉｔｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｈｏｎｅｙｑｕａｌｉｔｙｂｙｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃ－ｔｒｏｓｃｏｐｙ
（ＮＩＲ）ｔｏｅｖａｌｕａｔｅｈｏｎｅｙａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｒｉｅｆｌｙａｎｄｒｅｖｉｅｗｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｂｏｔａｎｉｃａｌｏｒｉｇｉｎ，ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｏｒｉｇｉｎａｎｄａｄｕｌｔｅｒａｔｉｏｎｏｆｈｏｎｅｙｕｓ－ｉｎｇＮＩＲ．ＴｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆＮＩＲａｎｄｊｏｉｎｗｉｔｈｏｔｈｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｙｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗｍｅｔｈｏｄａｎｄａｎｄｉｄｅａｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｏｎｅｙａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ｈｏｎｅｙａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ；ｂｏｔａｎｉｃａｌｏｒｉｇｉｎ；ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｏｒｉｇｉｎ；ａｄｕｌｔｅｒａｔｉｏｎ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
须标识蜂蜜的品种名称、产地来源。

由于单花品种蜂蜜价格高于多花蜂蜜，因此常有标签与蜂蜜真实品种不符的现象。

而且，近年来，蜂蜜品质差、掺假造假的现象层出不穷，严重影响蜂业的市场秩序。

化学分析、感官分析、花粉分析是鉴定蜂蜜真实性的传统方法，然而，这些方法费时，准确度和精确度较差，尤其是对蜂蜜品种及掺假蜜的鉴别较难。

因此，一些学者利用近红外光谱技术筛选蜂蜜品种品质进行初步分析，达到了快速稳定的效果，随后得到了越来越广泛的应用［３］。

不少文献报道了近红外光谱技术结合主成分分析（ＰＣＡ）［４］、聚类分析（ＣＡ）或最小偏二乘法（ＰＬＳ）等化学计量学建立的模型在评价农产品（如牛奶、水果等）、食品、中药等的质量真伪发挥重要作用［５－６］。

近年来，近红外光谱技术结合多元统计分析在区分不同产地、不同品种蜂蜜以及鉴定掺假蜂蜜等方面的研究也不断深入，为蜂蜜的品质和来源鉴定提供了一个良好的技术平台［３］。

１近红外光谱分析技术特点
近红外（ＮｅａｒＩｎｆｒａｒｅｄ，ＮＩＲ）光是指波长介于可见区与中红外区之间的电磁波，其波长范围约为７８０ｎｍ～２５００ｎｍ。

近红外光谱主要是有机分子的倍频和合频吸收光谱，在该谱区产生吸收的官能团主要是含氢基团Ｘ－Ｈ键（ｘ为Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓ等）的特征信息，根据这些基团的近红外吸收频谱出现的位置、吸收强度等信息特征，结合数理统计对该成分作定性和定量分析。

近红外光谱分析是从复杂、重叠、变动的背景中提取弱信息。

与常规分析相比，该项技术需要更多的化学计量学算法与软件技术［６］。

随着计算机技术的发展、化学计量学研究的深入及近红外光谱仪器制造技术的日益完善，近红外光谱分析技术得到飞跃发展。

由于其具有快速、无前处理、环保等特点而广泛用于农产品、食品、化学、医药、石油等领域，从而成为上世纪９０年代最引人注目的光谱分析技术。

利用近红外光谱分析食品主要分４个步骤进行：一是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）；二是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、偏最小二乘法、主成分回归等多元校正方法建模）；三是用已知化学值的验证集样品对校正模型进行评价（预测结果应与实际结果有良好的一致性。

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）；四是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。

２近红外光谱技术在蜂蜜真实性鉴定中的应用蜂蜜中含有大量糖（其中果糖和葡萄糖约占总量的６０％以上）［２］、水分以及微量物质如花粉颗粒、蛋白质、氨基酸、维生素等，组分较复杂。

通过传统的化学方法分析蜂蜜的化学特征，如评价蜂蜜是否发酵、新鲜等，在蜂蜜质量控制过程发挥了重要作用。

然而，不同品种蜂蜜的色、香、味等感官特征存在明显差异，但基本化学组成和含量差异不明显，用常规的化学分析技术较难区分单花种蜂蜜。

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［７］，随后在蜂蜜植物来源［８］、产地，以及掺假鉴别方面作了一些探讨［９］，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。

２．１蜂蜜成分分析
与常规分析技术不同，近红外光谱（ＮＩＲ）分析蜂蜜样品是通过建立校正模型（标定模型）来实现对未知蜂蜜样品的一种间接定性或定量分析技术。

具体的分析过程主要包括以下几个步骤：一是选择蜂蜜标准样品并测量其近红外光谱；二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质得到基础数据，如蜂蜜水分、糖、酸度、电导率、淀粉酶值等指标；三是将测量的光谱和基础数据，用适当的化学计量方法建立校正模型；四是结合已建立的模型预测样品的组分和性质。

其中蜂蜜标准样品的来源必须具有真实性，否则会影响模型的准确性。

一些研究结果已经表明，用近红外光谱仪器已可分析蜂蜜的旋光性、水分、果糖、葡萄糖、蔗糖及麦芽糖含量［１０－１１］。

１９９８年，ＨａＪ等和ＣｈｏＨＪ等人是较早用近红外光谱技术分析蜂蜜成分的［８，１１］。

ＨａＪ进行了近红外光谱检测商品蜜的化学组成可行性分析，研究多个样品处理方法和回归模型对校正的影响，选择改良的偏最小二乘法（ｍＰＬＳ）校正所有的蜂蜜成分。

模型验证结果表明，光谱技术准确鉴定蜂蜜的水分、果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖，和参考值相比，相对系数（Ｒ２）分别为１．０，０．９７，０．９１，０．８６，０．９３，而对蜂蜜的酸度、羟甲基糠醛（ＨＭＦ）预测值不可靠。

该研究表明ＮＩＲ可快速检测蜂蜜中的主要成分。

ＱｉｕＰＹ等对近红外光谱技术检测蜂蜜中化学成分进行可行性研究，对水分，果糖，葡萄糖，蔗糖和麦芽
糖的预测效果好于对自由酸度，内酯和羟甲基糠醛的预测［１２］。

Ｇａｒｃíａ－ＡｌｖａｒｅｚＭ等用近红外反射光谱分析了蜂蜜中葡萄糖，果糖和水分，用偏差，校正标准误差（ＳＥＶ）和Ｒ２对测定的组分进行分析，结果表明仪器方法和常规分析方法无明显差异（ρ＝０．０５），认为近红外反射光谱技术适合分析蜂蜜的粘稠状物质。

为了使校正曲线持久，应每年测定新的样品以确保预测果糖，葡萄糖和水分含量的准确度［１２］。

２００２年又对蜂蜜中的旋光指数和蔗糖的近红外光谱图进行分析，用修正的偏最小二乘回归法建立校正模型，验证标准误差和Ｒ２评价模型。

认为ＮＩＲ光谱可以对蜂蜜中蔗糖进行半定量评价［１３］。

２．２蜂蜜品种和产地来源鉴别
蜂蜜品种的传统分析方法是花粉分析或花粉形态学分析，该方法基于显微镜鉴定花粉，昂贵、费时，依据于专家的能力和判断。

然而，由于蜜蜂采集花粉数量差异，不同植物种类花粉比例不同，花粉数量随季节而变等原因，用该法测得结果准确度可靠性较差［１４］。

已有报道近红外光谱技术结合化学计量学方法可鉴别蜂蜜品种和产地来源。

ＤａｖｉｅｓＡＭＣ等用近红外光谱技术对来自于不同产地和植物来源的蜂蜜进行初步研究，用主成分分析和典型变量分析鉴别洋槐蜜、板栗蜜、石南蜜、油菜蜜，得到较好的分类效果，但对来自于法国、德国、意大利３个国家的蜂蜜的地理来源区分结果不理想［１５］。

ＤｖａｓｈＬ等用近红外反射光谱分析１０９个ａｖｏｃａｄｏ蜂蜜样品中的ｐｅｒｓｅｉｔｏｌ成分，参考值用高效液相色谱分析。

虽然蜂蜜样品中ｐｅｒｓｅｉｔｏ平均含量仅为０．４８％，但成功建立了准确的预测方程。

其中一半样品由于用于校正，另一半用于验证，其实测值和预测值之间的相关性令人满意（Ｒ２＝０．８７），偏差（０．００５％）及预测的标准误差都相当低（０．１３％）。

结果表明ＮＩＲＳ分析可用于检测蜜蜂采集ａｖｏｃａｄｏ蜜的程度［１６］。

ＣｏｒｂｅｌｌａＥ等报道了可见／近红外光谱用于分类乌拉圭蜂蜜植物来源。

用主成分分析（ＰＣＡ），判别偏最小二乘法（ＤＰＬＳ）回归和线性识别分析（ＬＤＡ）建立校正模型。

结果显示，用ＬＤＡ和ＤＰＬＳ分类较准确［１７］。

２．３掺假蜂蜜鉴定
由于糖类物质是蜂蜜中主要的天然成分，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成为目前最常见的掺假手段，同时难以用常规方法鉴别出。

最近国内最常见的糖浆掺假物是高果糖玉米糖浆（ＨＦＣＳ），
ＨＦＣＳ由玉米糖浆将葡萄糖异构化为果糖并在生化过程中进行纯化，易于生产，成本较低，价格便宜，其中的果糖和葡萄糖成分组成与蜂蜜类似，加入蜂蜜中不容易被检出。

１３Ｃ／１２Ｃ同位素比质谱法已经被用于蜂蜜掺高果糖玉米糖浆，但该法昂贵、费时，不适合常规分析［１８］。

ＤｏｗｎｅｙＧ等用近红外光谱（４００ｎｍ￣２４９８ｎｍ）分析蜂蜜和掺不同比例的果糖和葡萄糖的蜂蜜（果糖／葡萄糖＝０．７∶１、１．２∶１、２．３∶１），为识别未掺假和掺假蜂蜜，用偏最小二乘回归（ＰＬＳ１），Ｋ－邻近距离（Ｋ－ＮＮ）和ＳＩＭＣＡ法等化学计量学分析手段分析蜂蜜的光谱数据。

结果证明偏最小二乘回归是３种方法中最准确的方法［１０］。

ＫｅｌｌｙＪＤ等在１１００ｎｍ￣２４９８ｎｍ处用近红外反射光谱快速筛选掺甜菜糖浆和高果玉米糖浆的爱尔兰蜂蜜，检测限约为２０％，结合最小二乘回归（ＰＬＳ１）法可预测蜂蜜的掺假水平［１９］。

３存在的难题及今后的发展趋势
虽然近红外光谱技术在蜂蜜的定性定量分析中的应用越来越广泛，但是还有一些难题需要解决。

由于近红外光谱仪不适于微量成分分析，而反应蜂蜜品种差别的特征性成分含量少，以及不同品种蜂蜜之间所含的主要成分如糖（约占６０％￣７０％），水分（约１８％￣２０％）含量差异不明显，水由于含有氢键，对其他成分的近红外吸收影响很大等因素，因此还需进一步改善分析方法和数据处理技术，提高准确度和精确度，协调并验证该方法是否适用于所有商品蜜种类的鉴定。

不同单花种蜂蜜来源于不同的蜜源植物，品种间及其品质受产地、采收季节、贮存、加工等因素影响，这些因素使蜂蜜的真实性评价难度加大，单一的分析技术已经无法满足评价目的。

随着高效液相色谱、气相色谱、质谱、毛细管电泳、红外光谱等技术、理论的不断发展，这些技术的应用领域也越来越广，具有各自的优势，同时均存在许多不足。

将近红外光谱仪器与色谱或色谱－质谱仪联用，并结合计算机数据处理技术用于产品真实性鉴别的研究在国内外尚处于探索阶段，还需进一步加强基础理论研究。

但由于该技术能全面反应产品的整体信息，因此，该联用技术用于蜂蜜真实性鉴定将是未来的发展趋势，将成为蜂蜜企业在线快速监控蜂蜜质量的一个重要手段。

同时，对于提高质检机构快速反应机制，提高蜂蜜品种及其品质的真伪鉴定水平均具有重要意义。

基金项目：云南省自然科学基金（２００５Ｃ００７８Ｍ）；云南省教育厅项目（５Ｚ０５２１Ｃ）；云南省教育厅基金项目（０７Ｃ１０１３７）；红河学院科研项目（ＸＪＩＹ０６０８）
作者简介：张举成（１９７８－），男（汉），讲师，硕士，主要从事化学分析研究工作。

＊通讯作者
参考文献：
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收稿日期：２００７－０６－１９
张举成１，２，刘卫１，２，＊，易中周１，２，李应１，２，严和平１，２，杨平金１
（１．红河学院理学院，云南蒙自６６１１００；２．红河学院理学院分析测试中心，云南蒙自６６１１００）湿法测定红河州野山茶中微量元素摘要：通过湿法消解法分别制备了红河州弥勒、建水、石屏３个县市的野山茶样品。

通过火焰原子吸收法连续测定野山茶中Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｃｕ等９种微量元素的含量，实验方法的的相对标准偏差在０．０７％￣１．６９％之间，回收率在９８．７％￣１１６．４％之间。

从试验结果得出，在红河州的野山茶中含有人体内必须的微量元素，测定结果为以后开发野山茶饮品提供理论依据。

关键词：微量元素；野山茶；湿法消解；原子吸收光谱法
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