CN108645829B - 一种快速识别蜂蜜品种和掺假蜂蜜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速识别蜂蜜品种和掺假蜂蜜的方法，测定蜂蜜样品的荧光发射光谱，以空白溶液为对照，通过比较特征峰和倍频峰的响应值的大小，确定蜂蜜中是否掺假；所述响应值为峰高度。本发明提出的方法，仅使用荧光分光光度仪，该荧光分光光度仪不能带有高通滤光片或其他过滤倍频峰的装置；即可获得光谱，操作过程简单快速，测定一个样品从前处理到结果仅需5min，操作简便。

Description

一种快速识别蜂蜜品种和掺假蜂蜜的方法

技术领域

本发明属于检测领域，具体涉及一种识别掺假蜂蜜的光谱检测方法。

背景技术

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，经充分酿造而成的天然甜物质。由于蜂蜜具有重要的营养价值和保健作用，长期以来深受人们的喜爱。蜂蜜是极易掺假的食品。由于利益的动，近年来有些个体户及厂家，向蜂蜜中掺入糖、转化糖、果糖、葡萄糖、葡糖高果糖浆、果葡糖等，制造掺假蜂蜜，有些生产厂家甚至以葡萄糖、果葡高果糖浆、蜂蜜香精等替代原料制造蜂蜜,以天然蜂蜜的形式投放市场，坑骗消费者以获取暴利，损坏了我国天然蜂蜜的产品信誉。目前一些蜂蜜掺假的检测方法主要有蜂蜜中高果糖淀粉高果糖浆测定方法-薄层色谱法与离子色谱法，碳-4植物糖含量测定方法-稳定碳同位比例法、离子色谱法和串联质谱法等。这些方法普遍需要高端的设备，样品处理复杂，需要较长时间才能确认分析结果，而且样品检测费用昂贵。近些年，荧光、红外和核磁等无损检测技术也应用到蜂蜜的检测，这些方法样品处理简单，但是需要建立不同的识别模型，实际应用时难于推广，特别是对一些地级或企业的检测机构很难适用。目前还没有一个简单、快速的筛查方法，并使用简单的仪器设备来进行蜂蜜糖浆掺假筛查的方法。

荧光光谱已被应用于蜂蜜掺假和品种的分析，研究者集中于不同样品的发射光谱来实现区分。荧光光谱分析时，因为散射的原因，会出现激发波长的倍频峰，即为激发波长的2倍或3倍峰在发射波长波段出现。举例，比如特征峰发生波长为250nm时，在500nm会有一个尖锐的发射光谱峰，该峰即为倍频峰。因为倍频峰为干扰峰，不是样品本身的荧光光谱，在平常的分析过程，通常使用高通滤光片或其他的方法滤除该倍频峰。将倍频峰用于食品掺假检测识别的技术尚未见诸报道。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提出一种快速识别蜂蜜品种和掺假蜂蜜的方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种快速识别蜂蜜品种和掺假蜂蜜的方法，测定蜂蜜样品的荧光发射光谱，以空白溶液为对照，通过比较特征峰和倍频峰的响应值的大小，确定蜂蜜中是否掺假；所述响应值为峰高度。

其中，测定荧光发射光谱的激发波长为200～890nm，所述特征峰在280nm～650nm之间。

其中，所述空白溶液的pH值为2～12；所述蜂蜜样品配制为pH值为2～12的溶液进行测定。

本发明的一种优选技术方案为，样品的倍频峰响应值与空白的倍频峰响应值比值≥20，判定为未掺假蜂蜜；样品的倍频峰响应值与空气的倍频峰响应值比值的比值≤5.0，判定为糖浆掺假的蜂蜜；其中所述蜂蜜为油菜蜂蜜、洋槐蜂蜜、枣花蜂蜜、荆条蜂蜜、枸杞蜂蜜、椴树蜂蜜、荔枝、龙眼、杂花蜂蜜中的一种或多种。

进一步地，未掺假蜂蜜在380～600nm内的特征峰强度较高且峰型平滑，而糖浆在此波长范围光谱带响应低，峰型不规则，呈现毛刺状峰型。所述糖浆为转化糖浆、果糖糖浆、葡萄糖糖浆、高果糖浆中的一种或多种。

例如，以空白溶液作为对照，在荧光发射光谱760nm的尖锐光谱峰处(380nm激发波长的倍频峰)，因为不同样品对激发光的散射程度不同，强度差异明显。

麦卢卡蜂蜜属于高价值蜂蜜品种，已有多种方法对其鉴别。应用本方法也对不同的来源的6个麦卢卡蜂蜜进行分析，结果发现，麦卢卡蜂蜜与普通蜂蜜品种不同。

本发明的一种优选技术方案为，对麦卢卡品种进行鉴别分析：在380nm激发时其样品的特征峰在400nm～650nm之间、且其倍频峰远比普通强度低，倍频峰的高度与特征峰的高度比值＜0.01，则判定为麦卢卡蜂蜜；

若样品的特征峰范围在385nm～650nm之间，则判定样品是掺有其他蜂蜜和/或糖浆的麦卢卡蜂蜜；所述糖浆为转化糖浆、果糖糖浆、葡萄糖糖浆、高果糖浆中的一种或多种。

荧光光谱的测定可采用本领域已有的设备。以下是本发明的一种优选技术方案。

所述方法包括操作：

用缓冲盐配置pH值为5.5～6.5的空白溶液，

蜂蜜样品溶解于pH值为5.5～6.5的缓冲溶液中，蜂蜜样品加入的比例为2g：1～10mL；

进行荧光光谱分析，设定激发波长的范围为200～890nm，发射波长为210～900nm。

优选地，设定激发波长为380nm，测定荧光发射光谱。

进一步地，所述方法包括操作：

用磷酸缓冲盐配置pH值为6.0的空白溶液，

蜂蜜样品溶解于pH值为6.0的磷酸盐缓冲溶液中，蜂蜜样品加入的比例为2g：3～5mL，超声除去气泡；

进行荧光光谱分析，设定激发波长为380nm，测定荧光发射光谱。

本发明的有益效果在于：

本申请的发明人通过实验发现，在分析蜂蜜和糖浆样品时，发射谱中的不同的蜂蜜和糖浆的倍频峰显示出不同的强度，这有可能是不同蜂蜜和糖浆对激发光散射不同导致该差异，这个差异可以用来鉴别糖浆掺假蜂蜜。因此基于样品本身的荧光发射光谱带特征，并结合倍频峰的强度差异可以作为鉴别糖浆掺假蜂蜜的方法。

本发明提出的方法，仅使用荧光分光光度仪(不能带有高通滤光片或其他过滤倍频峰的装置)即可获得光谱，操作过程简单快速，测定一个样品从前处理到结果仅需5min，操作简便。

本方法适用于包括麦卢卡蜂蜜在内的多种蜂蜜，特征峰的响应值特征识别适不同类型糖浆掺假的蜂蜜，可以用于蜂蜜原料糖浆掺假或品种识别的快速筛查方法，具有广泛应用价值。

附图说明

图1为缓冲溶液(空白)激发波长380nm荧光发射光谱。

图2为油菜蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图3为洋槐蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图4为枣花蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图5为椴树蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图6为荆条蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图7为枸杞蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图8为多花种蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图9为玉米高果糖浆激发波长380nm荧光发射光谱。

图10为甜菜糖浆激发波长380nm荧光发射光谱。

图11为木薯糖浆激发波长380nm荧光发射光谱。

图12为大米糖浆激发波长380nm荧光发射光谱。

图13为蔗糖糖浆激发波长380nm荧光发射光谱。

图14为不同pH对发射光谱的影响比较图。

图15为掺入30％的糖浆的椴树蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱。

图16为普通蜂蜜和麦卢卡蜂蜜的区别比较图。

图17为糖浆样品1光谱图。

图18为糖浆样品2光谱图。

图19为糖浆样品3光谱图。

图20为糖浆样品4光谱图。

图21为糖浆样品5光谱图。

图22为糖浆样品6光谱图。

图23为糖浆样品7光谱图。

图24为糖浆样品8光谱图。

图25为糖浆样品9光谱图。

图26为糖浆样品10光谱图。

图27糖浆样品11光谱图。

图28糖浆样品12光谱图。

图29为阳性样品1光谱图。

图30为阳性样品2光谱图。

图31为阳性样品3光谱图。

图32为阳性样品4光谱图。

图33为阳性样品5光谱图。

图34为阳性样品6光谱图。

图35为阳性样品7光谱图。

具体实施方式

以下以具体实施例来进一步说明本发明技术方案。本领域技术人员应当知晓，实施例仅用于说明本发明，不用于限制本发明的范围。

以下结合具体操作参数，通过实施例来进一步说明本发明技术方案。本领域技术人员应当知晓，实施例仅用于说明本发明，不用于限制本发明的范围。

实施例中，如无特别说明，所用技术手段为本领域常规的技术手段。

实施例1：

1、采用实验样品常见的高果糖浆样品，其中玉米糖浆5个(测试结果见图9)，大米糖浆样品5个(图12)，转化糖浆-甜菜高果糖浆样品3个(图10)，蔗糖糖浆3个(图3)，木薯高果糖浆5个(图11)。

2、实验用真实蜂蜜样品：油菜蜂蜜10个(图2)，洋槐蜂蜜13个(图3)，枣花蜂蜜10个(图4)，椴树蜂蜜8个(图5)，荆条4个(图6)，枸杞5个(图7)，多花种混合蜂蜜12个(图8)。

3、掺假样品，用不同糖浆混合真实蜂蜜，构成10％，20％，30％，50％含量的掺假蜂蜜。碳四植物糖浆阳性样品5个(经过国标同位素方法鉴别，其中4个样品糖浆含量大于30％，1个样品在7％-10％)。

4、品种鉴定样品，6个可以确认真实性的麦卢卡蜂蜜样品，用于验证本方法是否可以区分麦卢卡蜂蜜和普通蜂蜜的区别。

5、样品的制备：称取高果糖浆或蜂蜜样品2g，分别用4mL pH范围在2～12的缓冲溶液溶解，超声波除去气泡。

6、荧光光谱分析：仪器为日立F 4500荧光光谱仪，激发波长范围设定200-890nm；发射波长范围设定210～900nm；激发单元狭缝5nm，发射单元狭缝5nm；包括操作：①固定发射波长，确定最佳的激发波长；②固定激发波长，测定最佳的荧光发射光谱。

样品分析结果显示，在激发波长在250～450nm时，蜂蜜和糖浆在380-650nm之间有特征发射光谱，并产生对应的倍频峰，因为需要倍频峰不和特征峰发生光谱(380～500nm)重叠，优选325-450nm范围内的波长作为激发波长，本研究中优选380nm，在此波长时发生光谱的强度以及倍频峰的波长范围均达到最优。具体如图1～13(380～650为样品荧光发生光谱带，760nm为倍频峰)。

配置不同pH值的PBS缓冲液。用不同的pH缓冲液溶解样品进行分析，各光谱比较于图14中，从图14可以发现在pH＝6.0时，样品的响应达到最高，因此后续实验优选pH＝6.0溶解样品。

从图1～13可以看出，不同的蜂蜜品种和糖浆在380激发时，荧光发射光谱和对应的倍频峰的强度有明显的差异。蜂蜜普遍在380-650nm间，峰型平滑，峰高均大于10，在760nm的倍频峰峰高均大于20，而且相同蜂蜜品种，不同产地和收获时期的峰型和强度具有很高的一致性，与空白的760nm倍频峰高度相比，其比值均≥20。糖浆在380-650nm峰强度小，峰型呈现毛刺状，同时760nm倍频峰的强度小，比空白的760nm倍频峰高度，比值均≤5。利用这种差异，可以明显地区分不同的蜂蜜品种和糖浆。

实施例2：

验证方法的检出限，通过在不同的蜂蜜里添加不同比例的糖浆，测定方法的灵敏度。以椴树蜂蜜为例，当加入30％的糖浆时，可以通过发射光谱和倍频峰的强度，对其准确识别。见图15，掺入30％的糖浆的椴树蜂蜜激发波长380nm荧光发射光谱(以横线参照，可见椴树蜜加入30％时糖浆时，其380-650nm的特征峰和对应的倍频峰强度都明显降低)。

验证：取10个阳性样品(已被同位素方法确认为糖浆掺假样品)，用本法检测，其中9个蜂蜜呈现的糖浆的特征，判定其中9个为阳性样品。未检出的阳性样品同位素质谱检测其糖浆掺假量为13％，显示该方法对于低于一定掺假量的样品(小于30％)无法准确识别。

实施例3麦卢卡品种鉴别分析

麦卢卡蜂蜜属于高价值蜂蜜品种，已有多种方法对其鉴别。应用本方法也对不同的来源的6个麦卢卡蜂蜜进行分析，结果发现，麦卢卡蜂蜜与普通蜂蜜品种不同，在380nm激发时其发射波长范围从400nm～650nm,比普通蜂蜜的380～650nm的范围明显不同，而且其倍频峰远比普通强度低，在掺入不同的糖浆时，其发射波长范围成为往前规律移动，掺入30％的糖浆或其他的油菜，洋槐等普通蜂蜜时，其发射波长范围成为385nm～650nm，也明显区别于普通蜂蜜的380～650nm,因此方法可有效的筛查掺入30％糖浆或其他蜂蜜掺假的麦卢卡蜂蜜。具体见图16。

图16比较了普通蜂蜜和麦卢卡蜂蜜的区别。参照左侧划出的竖线可以看出麦卢卡蜂蜜的发射特征峰起止波长从400nm开始，与普通蜂蜜(380nm开始)明显不同。倍频峰的高度与特征峰的高度比值远小于0.01。

实施例4

样品来源：陕西西北大学化工学院食品系送检10个洋槐蜂蜜和枣花蜂蜜，2个山花蜂蜜，这些样品经过感官检测，需要进一步确认样品的蜜源(即确认该样品是否洋槐蜂蜜、枣花蜂蜜或山花蜂蜜)。

样品处理：用pH＝6.0的缓冲溶液溶解样品，溶解比例为2g样品：4mL缓冲溶液，用荧光分光光度计测定。同时做试剂空白对照。

荧光分光光度计：岛津荧光分光光度计RF-6000，激发波长380nm,发射波长范围380-800nm。激发和发射波长单元狭缝5nm。

结果分析：10个洋槐蜂蜜中，有一个样品的峰型和倍频峰强度不满足洋槐蜂蜜的特征，其倍频峰比空白的倍频峰强度比值仅为4.0，根据判定规则，怀疑该蜂蜜为掺假蜂蜜。用蜂蜜的团体标准方法-串联质谱法检测，确认该样品为糖浆掺假蜂蜜。

10个枣花蜂蜜，发射光谱的峰型与枣花蜂蜜一致，且倍频峰比空白的倍频峰强度比值均大于等于45。用蜂蜜的团体标准方法-串联质谱法检测，这些样品均未检测出掺假的特征物。

2个山花蜂蜜，发射光谱的峰型与山花蜂蜜一致，且倍频峰比空白的倍频峰强度比值均大于等于15。用蜂蜜的团体标准方法-串联质谱法检测，这两个样品均未检测出掺假的特征物。

说明该方法可以用于蜂蜜的品种识别和一定比例糖浆掺假样品的鉴别。

实施例5

山东种蜂场，送检20个阳性样品疑似高果糖浆掺假样品，其中15个通过GB/T18932.1-2002蜂蜜中碳-4植物糖含量测定方法稳定碳同位素比率法测定，确证为玉米高果糖浆掺假。其他疑似2个样品认为甜菜高果糖浆掺假样品，2个为大米高果糖浆掺假样品，1个为麦芽高果糖浆掺假样品。

样品处理和测定条件：如实施例1优化的条件，激发波长380nm，缓冲液pH＝6。

结果分析：

所检测的20个样品，15个玉米高果糖浆样品中有10个样品符合糖浆的荧光发射光谱特征，其倍频峰的强度与空白比值小于等于5，判定为糖浆掺假，该结果与国标同位素方法一致；

2个疑似甜菜掺假样品，均符合糖浆的荧光发射光谱特征，其倍频峰的强度与空白比值小于等于5，判为阳性样品；

2个疑似大米高果糖浆掺假样品，其中一个样品符合糖浆的荧光发射光谱特征，其倍频峰的强度与空白比值小于等于5，判为阳性样品；

1个麦芽高果糖浆样品，其荧光发射特征谱以及倍频峰基本与纯的糖浆一致。经过液相色谱分析，该样品麦芽糖含量大于50％，明显为掺假样品(天然蜂蜜样品麦芽糖含量≤5％)，与本方法鉴别的结果一致。

本方法与常见的蜂蜜掺假检测方法比较见下表。

表1实施例5所述蜂蜜样品的检测结果

从表1可以看出，本方法与现有的方法相比，可以作为一个快速筛查方法，判定蜂蜜的掺假。

实施例6

某蜂蜜生产企业送样，包括不同的糖浆样品(不同制造商的高果糖浆，转化糖浆，甜菜和木薯糖浆等，共12个)和用确证方法确认为阳性的掺假样品20个，用本方法筛查。按照实施例1优化的条件分析，按照不同蜂蜜和糖浆的特征发射谱、倍频峰的强度分析样品，具体见糖浆的荧光发生光谱图17～图28，阳性样品的图谱见图29-图35。从图17～28可以看出，这些样品符合糖浆特征发射谱和倍频峰强度符合糖浆特征，判别为糖浆。从图28～图35可以看出，这样样品尽管标签上表明为不同的蜂蜜品种，且标称符合蜂蜜标准要求，但是这些样品没有天然蜂蜜的特征发生光谱和倍频峰的响应强度特征，而与糖浆的特征符合，因此判定这些样品为阳性样品。其中图30为阳性样品2光谱图。该样品尽管用目前的其他方法无法判别为阳性，但本方法检测，其在380～650nm的范围呈现糖浆特征，本方法判定该样品为阳性样品。

通过实际的样品检验，说明本方法可以用于蜂蜜品种和掺假的快速筛查分析。方法简单，快速，可靠，可以用于检测机构或企业质检部门用于蜂蜜真实性的筛查分析。

以上的实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，测定蜂蜜样品的荧光发射光谱，以空白溶液为对照，通过比较特征峰和倍频峰的响应值的大小，确定蜂蜜中是否掺假；所述响应值为峰高度。

2.根据权利要求1所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，测定荧光发射光谱的激发波长为200～890nm，所述特征峰在280nm～650nm之间。

3.根据权利要求1所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，所述空白溶液的pH值为2～12；所述蜂蜜样品配制为pH值为2～12的溶液进行测定。

4.根据权利要求1～3任一项所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，样品的倍频峰响应值与空白的倍频峰响应值比值≥20，判定为未掺假蜂蜜；样品的倍频峰响应值与空白的倍频峰响应值比值≤5.0，判定为糖浆掺假的蜂蜜；其中所述蜂蜜为油菜蜂蜜、洋槐蜂蜜、枣花蜂蜜、荆条蜂蜜、枸杞蜂蜜、椴树蜂蜜、荔枝、龙眼、杂花蜂蜜中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，未掺假蜂蜜在380～600nm内的特征峰强度较高且峰型平滑，而糖浆在此波长范围内光谱带响应低，峰型不规则，呈现毛刺状峰型；

所述糖浆为转化糖浆、果糖糖浆、葡萄糖糖浆、高果糖浆、麦芽糖浆中的一种或多种。

6.根据权利要求1～3任一项所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，对麦卢卡品种进行鉴别分析：激发波长为380nm时，样品的特征峰在400nm～650nm之间、且其倍频峰比普通蜂蜜强度低，倍频峰的高度与特征峰的高度比值＜0.01，则判定为麦卢卡蜂蜜；

若样品的特征峰范围在385nm～650nm之间，则判定样品是掺有其他蜂蜜和/或糖浆的麦卢卡蜂蜜；所述糖浆为转化糖浆、果糖糖浆、葡萄糖糖浆、高果糖浆、麦芽糖浆中的一种或多种。

7.根据权利要求1～3任一项所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，包括操作：

用缓冲盐配置pH值为5.5～6.5的空白溶液，

蜂蜜样品溶解于pH值为5.5～6.5的缓冲溶液中，蜂蜜样品加入的比例为2g：1～10mL；

进行荧光光谱分析，设定激发波长的范围为200～890nm，发射波长为210～900nm。

8.根据权利要求7所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，设定激发波长为380nm，测定荧光发射光谱。

9.根据权利要求7所述的快速识别掺假蜂蜜的方法，其特征在于，包括操作：

用磷酸缓冲盐配置pH值为6.0的空白溶液，

蜂蜜样品溶解于pH值为6.0的磷酸盐缓冲溶液中，蜂蜜样品加入的比例为2g：3～5mL，超声除去气泡；

进行荧光光谱分析，设定激发波长为380nm，测定荧光发射光谱。

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