蜂蜜蜜源鑒別與蜂蜜質量控制的方法研究與探索

馬永杰，包洪亮，吳鑫鑫，李星宇，宋 粵，胡雪柯，嚴慧娟，劉曉雨

（1. 洛陽師范學院 食品與藥品學院，河南 洛陽 471934；2. 洛陽師范學院 數學科學學院，河南 洛陽 471934）

0 引言

蜂蜜蜜源最主要的是意蜂和中蜂，市場上的中蜂蜂蜜從價格上講，要比意蜂高；從產量上講，產量低，比意蜂蜂蜜的價格要高出3~5 倍[1-2]。由于蜂蜜復雜的化學成分、特殊的氣味及健康益處，蜂蜜的消費在近幾年中不斷增長，消費者也越來越重視蜂蜜的品質。然而，商家為了獲得更高的利益，使得市場上蜂蜜質量問題頗多，如糖漿摻假后，會破壞蜂蜜的質量和安全性，還會混淆蜂蜜的產地和蜂種的來源。另外，使用價格較低的蜂蜜冒充價格較高的蜂蜜，或者將質量差的蜂蜜添加在優質蜂蜜中，這種情況在蜂蜜市場上經?？梢?。一些檢測技術的落后或不足，促使用意蜂蜂蜜冒充或摻入中蜂蜂蜜的假冒偽劣現象出現頻繁。為此，保證蜂蜜的質量也特別重要。對于蜂蜜摻假的質量辨別方法有很多，如氣相和液相色譜法[3-5]、電化學[6]、光譜技術[7-8]、核磁共振技術[9-10]、碳同位素法[11]、抗體檢測技術[12]、電子舌檢測技術[13-15]等。以上分析方法多數前期預處理復雜繁瑣，具有較高的檢測分析成本和較長操作流程。

由于蜂蜜化學成分復雜，單憑分析指標的幾種成分來評定和鑒別蜂蜜的品質，很容易讓假冒偽劣產品在市場銷售中有可乘之機。所以，應該對蜂蜜的成分及來源進行整體或群集成分的分析。目前，針對非線性化學群集成分分析方法的反應機理[16-17]、應用研究[18-20]，國內已經報道了許多研究成果[21-23]。基于此，在前期工作基礎上，利用非線性化學群集成分分析方法對蜂蜜蜜種來源進行鑒別，對蜂蜜的質量進行控制、穩定蜂蜜蜜源的市場價格、提高蜂農養殖的積極性和蜂種資源的開發利用具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以蜂蜜為測試樣本，中蜂蜂蜜和意蜂蜂蜜樣品來自于河南省蜂農。5 個品牌的蜂蜜樣本分別是蜂蜜1 號、蜂蜜2 號、蜂蜜3 號、蜂蜜4 號、蜂蜜5 號。其中，中蜜和意蜂蜂蜜分別為6 號和7 號。

所用試劑濃度為1.00 mol/L 硫酸、1.00 mol/L 丙酮、0.01 mol/L 溴化鈉、0.80 mol/L 溴酸鈉、0.08 mol/L硫酸錳，均購自天津市福晨化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

試驗所用設備，湖南尚泰測控科技有限公司產品；MZ-1B-2 型非線性化學指紋圖譜測定儀；BS 224 S 型電子天平，上海精密科學儀器有限公司產品。

1.3 試驗方法

稱取5 g 蜂蜜溶于45 mL 蒸餾水中，儀器打開，樣品加入反應杯中，蓋好反應器蓋。將恒溫系統溫度和攪拌速度分別設定為50 ℃和800 r/min，點擊菜單，數據開始收集。攪拌至5.00 min 時，加入溴酸鈉0.80 mol/L（5.00 mL）。將E-T 曲線記錄下來，直到不再隨著時間T 而改變電位E 為止[21-22]。數據處理采用MATLAB（VER.7.11.2010B） 軟件。

2 結果與分析

2.1 不同品牌蜂蜜的非線性化學群集成分指紋圖譜分析

5 種不同蜂蜜的非線性化學指紋圖譜見圖1。

圖1 5 種不同蜂蜜的非線性化學指紋圖譜

研究結果發現，各種蜂蜜特征參數中差別最明顯的是振蕩壽命（圖1 中每個圖譜上的箭頭所示），其中蜂蜜振蕩壽命最長的為4 號，其次為5 號，最短的為1 號。經研究發現，影響蜂蜜圖譜振蕩壽命的最直接因素是樣本量，反應底物的濃度也會在樣本量較少時相對降低，從而引起振蕩壽命的增加；相反，如果檢測樣本量太多，反應底物的濃度相對增加，導致反應速度加快和振蕩壽命縮短。因此，每次測定時，保持蜂蜜檢測樣本量一致非常重要；另外，在同量的蜂蜜樣本中，從振蕩壽命的長短，來評估所測蜂蜜中含有的水分量和蜂蜜純度的高低。研究通過反應體系和檢測量的優化，最終檢測量為稱取5 g蜂蜜溶于45 mL 蒸餾水中。由圖1 可知，5 個品牌的蜂蜜，在檢測條件和檢測用量相同的情況下，蜂蜜振蕩壽命最長的是4 號，這說明該品牌蜂蜜中含有的水分量最大，蜂蜜的純度最低，相對而言，蜂蜜的振蕩壽命最短的是1 號，這說明該品牌的蜂蜜純度最高。所以，蜂蜜的品質可以根據不同蜂蜜振蕩壽命的不同直觀地、迅速地鑒別出來。

2.2 不同蜜種的非線性化學群集成分分析指紋圖譜

不同蜂種蜂蜜的非線性化學群集成分分析指紋圖譜見圖2。

圖2 不同蜂種蜂蜜的非線性化學群集成分分析指紋圖譜

從直觀程度講，蜂蜜的指紋圖譜差別不大，但稍微有些不同。通過研究發現，導致蜂蜜的成分存在一定差異的因素是蜜種的生長環境、蜜源植物來源及采集方式等，這些因素會直接影響到蜂蜜的理化特性和物質組成[4-6]。據報道，中蜂蜂蜜成分指標（如酸度、灰分、總酚和果糖含量） 要高于意蜂蜂蜜[8]。由圖2 圖譜上箭頭所示可知，誘導時間比較長的是中蜂蜂蜜（6 號），它的停波時間較短，在曲線輪廓的左端以較寬的幅度呈下凹的趨勢；與中蜂蜂蜜相比，意蜂蜂蜜（7 號） 誘導時間短、停波時間長，在曲線輪廓左端位置，向下凹進的趨勢幅度較小。基于此，可以通過這些指紋圖譜的外觀特征差異，直接可以辨別中蜂蜂蜜和意蜂蜂蜜。

2.3 數學模型的構建

構建相似度評價模型是將指紋圖譜的參數按照該系列蜂蜜的非線性化學群集成分進行分析，從而得出蜂蜜的品質評價標準。研究利用系統相似度的計算方法[22]，對5 種蜂蜜的非線性化學群集成分分析指紋圖譜進行相似度評價，將5 個蜂蜜圖參數的平均值設置為參考值，采用系統相似度對5 種蜂蜜進行分析。

蜂蜜的相似度評價結果見表1。

表1 蜂蜜的相似度評價結果

由表1 可知，5 種蜂蜜的相似度都大于0.900 0，平均值為0.926 6。經研究發現，蜂蜜的營養成分和含量對于蜂蜜的品種和產地，有很大的差異。因此，對于同一品種的不同產地，或源蜜在同一產地的不同品種，建立一個相似度評估模型，特別重要?；诖耍ㄟ^數學模型的構建，可以對蜂蜜的品種進行辨別和質量控制。

3 結論

研究蜂蜜蜜種來源的鑒別采用非線性化學群集成分分析方法，同時對蜂蜜品質進行控制[24]。研究表明，振蕩壽命是所有蜂蜜中最明顯的差異參數，其中最長的為4 號，其次為5 號，最短的為1 號。此外，中蜂蜂蜜誘導時間長、停波時間短、曲線輪廓左端位置，下凹趨勢幅度較寬，意蜂蜂蜜誘導時間短、停波時間較長、曲線輪廓左端位置，下凹趨勢幅度較小，因此，蜂蜜蜜源的質量可以通過這些指紋的明顯特征差異來區分。從系統相似度的計算方法來看，每種蜂蜜的相似度都大于0.900 0。因此，通過非線性化學群集成分分析方法，可對蜂蜜蜜種來源及蜂蜜的質量進行控制。