離子色譜法檢測蜂蜜中的淀粉糖漿

◎ 毛晴嵐

（桐廬縣檢驗檢測中心，浙江 杭州 311500）

近年來，蜂蜜的營養價值和保健功能逐漸被人們所認識，隨著國內外對蜂蜜需求的不斷增加，蜂蜜產量逐漸難以滿足日益增長的市場需求。在利益驅使下，一些不法商販通過混合低價蜂蜜、糖漿等甜味物質以次充好，或制售假冒偽劣產品，嚴重擾亂了蜂蜜市場秩序，損害了正規養蜂戶和企業的利益。在蜂蜜中，糖的含量相對較高，在對蜂蜜的品質進行鑒定時，淀粉糖含量是主要評價指標，其不僅直接影響了蜂蜜的品質，還與蜂蜜的口感以及營養價值密切相關[1]。部分蜂蜜釀造商在生產中會通過額外添加糖分的方式提高測定數值，以達到規定的指標。而在自然條件下，蜂蜜中的淀粉糖是由基礎糖分發酵產生[2]。在此基礎上，對蜂蜜中淀粉糖含量進行準確檢測是十分必要的。現階段，對糖含量進行檢測分析的方法主要分為5種，分別是高效毛細管電脈沖法、高效液相色譜法、分光光度法、連續流動分析以及氣相色譜法[3]。在上述 5種檢測方法中，高效液相色譜表現出了靈敏度較低的特點，其檢測結果的專一性也不夠理想[4]。傳統通用的分析方法需要大量煩瑣的前處理操作過程，會大大增加蜂蜜中淀粉糖檢測的工作量[5]。

結合糖類的基本屬性特征，結合其分子在電化學方面表現出的活潑性，將其融入強堿溶液中，糖分子將以離子化狀態存在，在此基礎上對其進行檢測將大大提高檢測結果的準確性，同時降低衍生反應以及樣品純化處理過程對其產生的影響[6-7]。為此，本文采用操作簡便、選擇性高、重現性好，并可以同時測定多種糖含量（蔗糖、葡萄糖、果糖和麥芽糖4種）的離子色譜法對蜂蜜中的淀粉糖含量進行測定，并結合測定結果，分析蜂蜜的質量。通過本文的研究，也希望為蜂蜜檢測工作的開展提供幫助，助力蜂蜜產業的優化發展。

1 材料與方法

1.1 儀器準備

（1）型號儀器。本文采用美國Dionex品牌的ICS-5000離子色譜儀作為此次檢測實驗的主要設備[8]。混合泵選自美國Dionex，配備了脈沖安培檢測器以及正負極分別為pH-Ag和AgCl的電極裝置[9]。色譜柱選自美國蘭博Laboc18色譜柱GC6500。

（2）檢測流程。對糖漿溶液進行檢測時，將AS-DV 自動進樣器作為控制裝置，調節檢測樣品的流動速度，將規格為1.0 mL的OnGuard Ⅱ RP作為檢測中的前處理柱，考慮到蜂蜜溶液的滲透性可能會對檢測結果造成影響，實驗中使用了水相濾膜，等級 為0.45 μm。

1.2 標準物質準備

蔗糖：純度為99.5%，來自Dr. Ehrenstorfer GmbH；葡萄糖：純度為99.55%，來自SUPELCO；果糖：純度為99.5%，來自Dr. Ehrenstorfer GmbH；麥芽糖：純度為99.5%，來自Dr. Ehrenstorfer GmbH；5-磺基水楊酸：濃度4%，配制提供酸性環境；NaOH溶液：純度為50%，來自Fisher；疊氮化鈉：純度為2%，穩定性好的防腐劑，可以作為良好的配制載體；稀釋蜂蜜的純水：配制標準品的溶劑一般為純凈水，來自Millipore，額定電阻率為18.2 MΩ·cm-3；椴樹蜜：作為測試材料，購買渠道為生產廠家采購。

1.3 溶液配制

1.3.1 標準品溶液的制備

標準品溶液的配制主要是針對蔗糖、葡萄糖、果糖以及麥芽糖而言。在配制過程中考慮到糖類物質本身就屬于一種極具營養的物質類型，直接用純水配制可能會導致其出現污染，降低檢測結果的準確性。因此，在標準品配制方法的選擇上，以保證各待測成分準確定性為基礎，將提高標準品有效時間作為配制目標。最終，本文利用疊氮化鈉作為標準的配制溶液，其濃度為20 mg·L-1，將其分別與準備的蔗糖、葡萄糖、果糖以及麥芽糖按照特定比例混合，配制成濃度為50.0 mg·L-1的標準品，利用其實現對測試蜂蜜溶液中淀粉糖含量的測定，具體配制的濃度及過程如下。

蔗糖標準溶液/儲備液：取濃度為20 mg·L-1疊氮化鈉，取30 mg·L-1蔗糖按照特定比例混合，配制成濃度為50.0 mg·L-1的標準品。

葡萄糖標準溶液/儲備液：取濃度為20 mg·L-1疊氮化鈉，取30 mg·L-1葡萄糖按照特定比例混合，配制成濃度為50.0 mg·L-1的標準品。

果糖標準溶液/儲備液：取濃度為20 mg·L-1疊氮化鈉，取30 mg·L-1果糖按照特定比例混合，配制成濃度為50.0 mg·L-1的標準品。

麥芽糖標準溶液/儲備液：取濃度為20 mg·L-1疊氮化鈉，取30 mg·L-1麥芽糖按照特定比例混合，配制成濃度為50.0 mg·L-1的標準品。

1.3.2 樣品處理

準確稱量蜂蜜樣品1.0 g、2.5 g、5.0 g，并置于100 mL容量瓶中，利用移液管在容量瓶中加入50 mL純水，并采用超聲的方式對其進行溶解處理，直至溶液中不存在明顯的蜂蜜顆粒。完全溶解后將蜂蜜溶液放置在室溫下冷卻，待其冷卻到室溫后，用移液管向其中加入20 mL 5-磺基水楊酸溶液，最后利用純水對樣品進行定容，直至凹液面最低處與容量瓶的刻度處于同一水平線。完成定容后將溶液靜置30 min，利用0.45 μm水相濾膜過濾掉溶液中的大分子物質，再用 1.0 mL的OnGuard Ⅱ RP處理柱對溶液進行處理，保留淀粉糖分子，最后再經過0.45 μm水相濾膜過濾。從過濾后的溶液中準確移取1 mL，并用純水作為定容液，在100 mL的容量瓶中定容，即可完成對樣品的處理。

1.3.3 儀器條件

在《食品安全國家標準 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》（GB 5009.8—2016）和 《蜂蜜和果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006）的相關規定中，已經明確了蜂蜜中蔗糖、葡萄糖、果糖以及麥芽糖的定量檢測方法，這不僅為其提供了可依據的執行手段，同時也統一了檢測標準[10]。結合標準中的規定，利用AS-DV自動進樣器將處理后的樣品通入離子色譜儀中完成測定。對于色譜工作條件的設置，其中色譜柱的規格為4 mm×250 mm，對應的參數信息為CarboPac PA 10。陰離子交換柱的淋洗液以濃度1∶9配比NaOH溶液與水的混合溶液，設置淋洗液流速為0.8 mL·min-1，此時樣品的進樣速 率為25 μL·min-1。

1.4 外標法定量分析

本文根據樣品中所含晶相的晶體結構模型，采用Rietveld方法，利用一定的峰形函數計算得到擬合譜。通過調整晶體結構參數和峰形參數，使擬合譜最大限度地逼近測量光譜，進而得到相關參數。其中擬合譜圖中第i步計算強度Mci表示：

式中：Mbi為背底強度；Sj為比例因子，mp,j為多重反射因子；LPp為洛倫茲極化因子；Gp,j(2θi-2θp,j)為衍射峰的峰形函數；Pp,j為擇優取向校正項。

式（2）為擬合譜圖與實測譜圖之間差別的最小二乘法表達式，計算擬合的目標就是使誤差H最小化。

式中：Qi為權重因子；Mci為實測強度；H為誤差；Moi為擬合譜圖中第i步計算強度。

最終的擬合結果一般用加權剩余方差因子Mwp評價，其值越小，表示擬合越好，擬合譜圖與實測譜圖的吻合程度越高。一般情況下，Mwp收斂且小于15%，表示結果可靠；若Mwp＜10%，則更理想。Mwp由式（3）進行計算：

推導得出式（1）中單一晶像j的比例因子S與它在樣品中的質量分數存在如下線性關系：

式中：K為與X射線衍射儀實驗條件有關的常數；Qj為Z相占樣品的質量分數；Z為單位晶胞所含化學式的個數；A為化學式分子量；Vj為j相的晶胞體積；μm為樣品的質量吸收系數。

采用同一臺X射線衍射儀在相同測試條件下測試時，K值不變。在此條件下分別對樣品進行測試，對獲得的XRD譜圖進行Rietveld結構精修，獲得各自的比例因子。根據式（4），樣品中晶相j的質量分數可表示為式（5），標樣的質量分數則表示為式（6），兩式相除即可消去常數K得式（7）。樣品和標樣的質量吸收系數可通過查表計算獲得，各晶相及標樣的晶胞參數可通過查找晶體結構數據庫獲得，比例因子在Rietveld結構精修中由精修程序確定。標樣若采用純晶體，則Qs為1。已知全部參數后，根據式（7）進行計算即可得出樣品中每一晶相所占質量分數，從而實現定量分析。

計算出樣品中各結晶相含量后，則非晶相的含量為：

2 結果與分析

在此基礎上，分別對濃度為1.0 g·mL-1、2.5 g·mL-1、 5.0 g·mL-1樣品溶液的淀粉糖含量進行測定。計算4種糖的測定結果，ICS-5000離子色譜儀輸出的色譜圖如圖1所示。

根據圖1中的圖譜信息，對具體的含量信息進行計算，蔗糖的測定結果如表1所示。從表1中可以看出，在測試的蜂蜜樣品中蔗糖的回收率達到了99.84%，表明測試結果具有較高的可靠性。測試的蜂蜜中，蔗糖類淀粉糖的含量均值為0.971 1 mg·L-1，按照現有的蜂蜜品質鑒定標準，其屬于二等蜂蜜。

表1 蜂蜜中4種糖測定結果表

通過對表1中的數據進行分析可以發現，離子色譜法對蜂蜜溶液中的果糖也表現出了較高的回收率，始終穩定在99.88%，在3種不同濃度溶液的測定結果中，其數值均為0.885 4 mg·L-1。表明離子色譜不僅可以實現對不同濃度果糖的有效分離，還可以實現對其的準確測定，按照蜂蜜品質鑒定標準分析，測試蜂蜜屬于一等品。

利用離子色譜法對蜂蜜中的葡萄糖含量進行測定時，其仍表現出了較高的回收率，達到了99.08%，為測定結果的準確性奠定了重要基礎。不僅如此，通過觀察測量結果也可以發現，其數值為0.642 0 mg·L-1，表明利用離子色譜法檢測葡萄糖含量時，其具有良好的穩定性。同樣結合現有的蜂蜜品質鑒定標準對其進行分析，測試樣品屬于二等蜂蜜。

麥芽糖的回收率在100.04%，甚至高于蔗糖、葡萄糖、果糖3種淀粉糖的回收效果，以此為基礎的含量檢測結果也更具有可靠性。并且測定值達到了0.459 2， 表明離子色譜法可以實現對蜂蜜中麥芽糖含量的準確測定。結合蜂蜜品質鑒定標準分析測試蜂蜜的等級，其屬于二等蜂蜜。

3 結論

為實現對蜂蜜中各類淀粉糖的快速準確測定，本文提出基于離子色譜的蜂蜜中淀粉糖漿的檢測方法，測定結果具有較高的準確性，并可以通過一次檢測實現對所有指標的測定，具有良好的應用效果。希望通過本文的研究，為蜂蜜中淀粉糖含量的測定提供有價值的 參考。