鵝掌柴蜂蜜的糖類指紋圖譜構(gòu)建及摻假識(shí)別研究

林丹，馮志強(qiáng)，莊俊鈺，陳曉嘉，侯真真，黃柳霞

（1.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司，廣東廣州510308；2.廣東省食品工業(yè)公共實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510308；3.廣東省質(zhì)量監(jiān)督食品檢驗(yàn)站，廣東廣州510308）

鵝掌柴蜂蜜，是南方特有冬季蜜種，故俗稱“冬蜜”。鵝掌柴也叫鴨腳木、文母樹，原產(chǎn)中國臺(tái)灣、福建、云南、貴州、四川、西藏、廣東、海南等地，一般用它的根和皮曬干為藥。鵝掌柴蜂蜜色澤為淺琥珀色，較易結(jié)晶，質(zhì)地優(yōu)良，味甘而略帶特有苦味。除具有蜂蜜之清熱、補(bǔ)中、解毒、潤燥等功效外，還有發(fā)汗解表、祛風(fēng)除濕之功效，對感冒發(fā)熱、咽喉腫痛、風(fēng)濕關(guān)節(jié)痛有較好輔助療效[1-3]。鵝掌柴蜂蜜的藥用功能正逐步引起人們的重視。

由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，蜂蜜摻假現(xiàn)象對蜂蜜的質(zhì)量和銷售市場帶來嚴(yán)重的問題。最初蜂蜜摻假原料主要是水、蔗糖、轉(zhuǎn)化糖、飴糖、羧甲基纖維素、糊精或淀粉類物質(zhì)。但是，用這些物質(zhì)摻假得到的蜂蜜較易辨別，因此現(xiàn)在很少使用，取而代之的是用葡萄糖、果糖、蔗糖、高果玉米糖漿、甜菜糖漿、甘蔗糖漿、果葡糖漿等摻假。葡萄糖和果糖為天然蜂蜜主要成分，蜂蜜國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蜂蜜中葡萄糖和果糖含量在60%以上，因此這些物質(zhì)的加入不但沒有破壞蜂蜜的風(fēng)味，還使它們的指標(biāo)值得到了加強(qiáng)。隨著各種合成色素、蜂蜜香精和工業(yè)淀粉酶的使用，不法分子更是以水、葡萄糖、果糖、工業(yè)糖漿和工業(yè)淀粉酶為原料，以蜂蜜國家標(biāo)準(zhǔn)為技術(shù)參考，通過加入色素和蜂蜜香精來制造全假蜂蜜，蒙騙消費(fèi)者，獲取暴利[4-7]。假蜂蜜盡管在技術(shù)指標(biāo)上符合國家標(biāo)準(zhǔn)，但它不具天然蜂蜜的全部營養(yǎng)成分，更不具有天然蜂蜜獨(dú)特的保健功能。

糖類是蜂蜜的主要的成分，其中單糖中的葡萄糖和果糖占蜂蜜總糖的55%～75%，而雙糖和三糖的含量因蜜源種類的不同而變化。蜂蜜指紋圖譜具有整體性和可以部分量化的特征。每種蜂蜜都有獨(dú)特的區(qū)別于其他種類的化學(xué)組分，即有它們白己的指紋特征[8]。本研究通過測定鵝掌柴蜂蜜的糖類指紋圖譜，找出鵝掌柴蜂蜜的分布規(guī)律，為鵝掌柴蜂蜜的定性鑒別奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選取流通領(lǐng)域上具有代表性的鵝掌柴蜂蜜樣品4個(gè)，常見的摻假物質(zhì)有果葡糖漿、玉米糖漿和麥芽糖漿，自制摻假樣品20個(gè)。

果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖，純度≥99%：Sigma公司；乙腈（色譜純）：Honeywell公司。

糖標(biāo)準(zhǔn)貯備液（20 mg/mL）：分別吸取經(jīng)過（96±2）℃干燥2 h的果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖各1 g，加水定容于50 mL，置于4℃密封可貯藏一個(gè)月。

糖標(biāo)準(zhǔn)使用液：分別吸取糖標(biāo)準(zhǔn)貯備液1.00、2.00、3.00、5.00 mL于10 mL容量瓶、加水定容，分別相當(dāng)于 2.0、4.0、6.0、10.0 mg/mL 濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2 設(shè)備與儀器

Agilent1200高效液相色譜儀帶發(fā)光散射檢測器ELSD：安捷倫公司；氨基柱（250 mm×4.6 mm×5 μm）：安捷倫公司；AG 204天平：瑞士METTLER公司；KQ5200DE型超聲波儀：昆山市超聲儀器在限公司；JB-1磁力攪拌器：上海雷磁·創(chuàng)益儀器儀表有限公司；CF15RXⅡ高速冷凍落地式離心機(jī)：日本日立制作所。

1.3 試樣的制備和保存

未結(jié)晶的樣品將其用力攪拌均勻；有結(jié)晶析出的樣品，可將樣品瓶蓋塞緊后置于不超過60℃的水浴中溫?zé)?，待樣品全部融化后，攪勻，迅速冷卻至室溫以備檢測用。在融化時(shí)應(yīng)該注意防止水分侵入。蜂蜜等易變質(zhì)試樣置于0℃～4℃保存。

動(dòng)態(tài)謂詞邏輯(DPL)為一階邏輯的“動(dòng)態(tài)化”，這就是為什么自然語言通常采用一階公式表達(dá)實(shí)踐知識(shí)的語言形式的原因。

1.4 樣品處理

稱取均勻后的試樣1 g～2 g（精確到0.000 1 g）于50 mL容量瓶，加水定容至50 mL，充分搖勻，用于干燥濾紙過濾，棄去初濾液，后續(xù)濾液用0.45 μm微孔濾膜過濾或離心獲取上清液過0.45 μm微孔濾膜至樣品瓶，供液相色譜分析。

1.5 色譜條件

a）流動(dòng)相：乙腈+水=70+30（體積比）；b）流速：1.0 mL/min；c）柱溫：40 ℃；d）進(jìn)樣量：20 μL；e）漂移管溫度：80℃。

1.6 樣品測定

將試樣溶液注入高效液相色譜儀中，記錄峰面積，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查的試樣中的糖濃度。

1.7 數(shù)據(jù)分析

計(jì)算數(shù)據(jù)庫的描述統(tǒng)計(jì)量并對其進(jìn)行分析。

利用Sufer軟件繪制摻假物質(zhì)糖類的等值線圖，并對圖譜進(jìn)行分析。

采用夾角余弦法計(jì)算鵝掌柴蜂蜜與常見摻假物質(zhì)、摻假蜂蜜糖類指紋圖譜的相似度，同時(shí)比較各類樣品相似度的差異。相似度（夾角余弦）的計(jì)算公式如下：

式中：Xi為某樣品組分i的含量；Yi為標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜組分i的含量；n為某樣品標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜中所有組分的數(shù)目，i為樣品中的某一組分。

2 結(jié)果與討論

2.1 鵝掌柴蜂蜜與常見鑒別摻假物質(zhì)、摻假蜂蜜的糖類組成

從表1數(shù)據(jù)可知，鵝掌柴蜂蜜中的果糖含量高達(dá)40 g/100 g以上，玉米糖漿和麥芽糖漿中的果糖含量均為未檢出；葡萄糖含量明顯低于果葡糖漿、高于玉米糖漿；麥芽糖含量明顯低于玉米糖漿和麥芽糖漿。從表2數(shù)據(jù)可知，對比鵝掌柴蜂蜜樣品，摻假樣品中的果糖、葡萄糖和麥芽糖的含量均有變化，因此可以通過分析樣品中的糖類變化鑒別鵝掌柴蜂蜜的真?zhèn)巍?/p>

表1 鵝掌柴蜂蜜與常見摻假物質(zhì)的糖類組成Table 1 Carbohydrate composition of schefflera honey and adulterated material

表2 摻假鵝掌柴蜂蜜的糖類組成Table 2 Carbohydrate composition of adulterated honey

2.2 單一物質(zhì)摻假蜂蜜的糖類分析

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)，以摻假物質(zhì)量為橫坐標(biāo)，果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖作為縱坐標(biāo)繪制散點(diǎn)圖見圖1。

圖1 摻假鵝掌柴蜂蜜糖類變化規(guī)律Fig.1 Carbohydrate composition change of adulterated honey

由圖1可知，當(dāng)摻假物質(zhì)為果葡糖漿時(shí)，葡萄糖、果糖和蔗糖的變化不太明顯，摻假后的樣品中的麥芽糖均為未檢出；當(dāng)摻假物質(zhì)為玉米糖漿和麥芽糖漿時(shí)，果糖和葡萄糖的含量隨著摻假量的增加而減少，麥芽糖含量隨著摻假量的增加而增加，蔗糖含量均為未檢出。

標(biāo)準(zhǔn)差是最常用及最重要的離散趨勢統(tǒng)計(jì)量，當(dāng)數(shù)字差別顯示越大時(shí)，可以標(biāo)示為變量間的差異越大。對鵝掌柴蜂蜜和各類摻假蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差分析，見表3。

表3 鵝掌材蜂蜜及摻假樣品的標(biāo)準(zhǔn)差分析Table 3 Standard deviation of schefflera honey and adulteration

從表3中標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)可知，摻假蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)差排序是果糖、麥芽糖、葡萄糖、蔗糖，其中果糖的值最大，其值為12.11，其次為麥芽糖，其值為12.06。果糖和麥芽糖的變化最為明顯。

圖2 摻假物質(zhì)與果糖、麥芽糖的等值線圖Fig.2 Isogram of fructose and maltose in adulteration

2.3 鵝掌柴蜂蜜摻假的等值分布

對試驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)差比較大的兩種糖類進(jìn)行交互試驗(yàn)，建立2種糖類與摻假含量的等值線圖。以果糖的含量為X軸，麥芽糖的含量為Y軸，繪制出與果葡糖漿、玉米糖漿、麥芽糖漿摻假量的等值線圖，圖中所取等值點(diǎn) 0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 表示為摻假物質(zhì)在樣品中的含量，見圖2。

從圖2直觀顯示出，玉米糖漿、麥芽糖漿在圖中的分布具有明顯的梯度變化，玉米糖漿，當(dāng)獲取某摻假待測樣品中果糖和麥芽糖的值時(shí)，通過確定該值在圖中的坐標(biāo)點(diǎn)，可辨別出待測樣品中摻假物質(zhì)的含量大小。但該方法對于鵝掌柴蜂蜜中摻假果葡糖漿的鑒別不具有明顯的鑒別效果。

2.4 鵝掌柴蜂蜜及摻假樣品的相似度分析

以鵝掌柴蜂蜜樣品1為標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜，通過夾角余弦法計(jì)算出摻假物質(zhì)和摻假蜂蜜與標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜之間的相似度，見表4。

表4 各類樣品與標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜的相似度比較Table 4 Similarity of samples and standard fingerprint

從表4可知，摻假物質(zhì)與鵝掌柴蜂蜜標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較，果葡糖漿的相似度為0.990 1，玉米糖漿和麥芽糖漿的相似度比較低，分別為0.109 5和0.241 7。單一摻假蜂蜜中，5%～50%果葡糖漿摻假蜂蜜的相似度范圍為0.983 5～0.996 5，5%～50%玉米糖漿摻假的相似度范圍為0.733 7～0.991 5，5%～50%麥芽糖漿摻假蜂蜜的相似度范圍為0.781 7～0.993 9；混合摻假蜂蜜中，樣品的相似度均低于0.99。鵝掌柴蜂蜜的相似度均大于0.999，說明標(biāo)準(zhǔn)糖類指紋圖譜能夠反映鵝掌柴蜂蜜的共同特性，同時(shí)也能夠反映摻假蜂蜜與鵝掌柴蜂蜜之間的差異。

2.5 鵝掌柴蜂蜜特征指紋圖譜的建立

計(jì)算出鵝掌柴蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖含量的抽樣誤差，通過公式計(jì)算出特征糖類的置信區(qū)間端點(diǎn)，得出鵝掌柴蜂蜜中各個(gè)特征糖類的99%置信區(qū)間，見表5。

表5 鵝掌材蜂蜜各種糖類含量的范圍Table 5 Carbohydrate content of schefflera honey

鵝掌柴蜂蜜中果糖的含量范圍為42.27 g/100 g～47.79 g/100 g，葡萄糖的含量范圍為21.56 g/100 g～27.53 g/100 g，蔗糖為未檢出，麥芽糖為0.92 g/100 g～1.55 g/100 g，研究結(jié)果可以為蜂蜜的產(chǎn)品質(zhì)量控制和摻假檢測提供理論依據(jù)。

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)對鵝掌柴蜂蜜摻假果葡糖漿、玉米糖漿和麥芽糖漿的糖類組分和含量進(jìn)行分析，建立果糖與麥芽糖含量與摻假物質(zhì)含量的等值線直觀圖，當(dāng)摻假物質(zhì)為果葡糖漿時(shí)，葡萄糖、果糖和蔗糖的變化差異性不大，當(dāng)摻假物質(zhì)為玉米糖漿和麥芽糖漿時(shí)，果糖和葡萄糖的含量隨著摻假量的增加而減少，麥芽糖含量隨著摻假量的增加而增加，蔗糖含量均為未檢出；建立鵝掌柴蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜，對摻假蜂蜜進(jìn)行相似度分析混合摻假蜂蜜中，鵝掌柴蜂蜜的相似度均大于0.999，其它類別樣品的相似度均低于0.99；鵝掌柴蜂蜜中果糖的含量范圍為42.27 g/100 g～47.79 g/100 g，葡萄糖的含量范圍為21.56 g/100 g～27.53 g/100 g，蔗糖為未檢出，麥芽糖為0.92 g/100 g～1.55 g/100 g研究結(jié)果可以為蜂蜜的產(chǎn)品質(zhì)量控制和摻假檢測提供理論依據(jù)。

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