打擊食品欺詐：用NMR檢測(cè)蜂蜜摻假

□ Léa Heintz 布魯克BioSpin應(yīng)用NMR部門(mén)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品經(jīng)理

蜂蜜不僅是一款甜味美食，更是一種保健食品，它的營(yíng)養(yǎng)及抗衰老價(jià)值歷來(lái)備受人們青睞。古埃及金字塔中就曾發(fā)現(xiàn)過(guò)蜂蜜，其因天然抗菌性與良好的防腐性能得以保存下來(lái)。1851年，世界范圍內(nèi)養(yǎng)蜂業(yè)的誕生則始于一種實(shí)用的活動(dòng)框架蜂箱的發(fā)明。

圖1 東部四大蜂蜜出口國(guó)蜂箱總數(shù)及蜂蜜出口總量

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球蜂蜜市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2023年前以約70%的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展，而消費(fèi)需求的增加也給蜂蜜行業(yè)帶來(lái)了更大的壓力。當(dāng)前，全球蜂蜜市場(chǎng)的巨大需求及其生產(chǎn)中相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則的缺失等已成為不法生產(chǎn)者進(jìn)行蜂蜜摻假的誘因。這一情況對(duì)許多人造成了困擾，首當(dāng)其沖的便是生產(chǎn)蜂蜜的養(yǎng)蜂人—他們的產(chǎn)品銷(xiāo)量受到超市中廉價(jià)產(chǎn)品的擠壓，導(dǎo)致不知曉市場(chǎng)上存在假蜂蜜的消費(fèi)者選擇價(jià)格更低的產(chǎn)品。

同位素比值質(zhì)譜法（EA-IRMS）/穩(wěn)定同位素比值分析法（SIRA）是檢測(cè)蜂蜜摻假的常用方法，但由于不法生產(chǎn)者的摻假手段多變，以上檢測(cè)方法已被證明并不完全可靠。因此，人們開(kāi)發(fā)了幾種新方法以解決EA-IRMS與SIRA的缺陷，如1H-NMR等強(qiáng)有力的技術(shù)正逐漸成為應(yīng)對(duì)蜂蜜摻假問(wèn)題的檢測(cè)方案之一，使實(shí)驗(yàn)室能夠更快地識(shí)別摻假蜂蜜。當(dāng)前，核磁共振（NMR）波譜分析已成為打擊蜂蜜摻假的一種更為全面的方法。

因經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)催生的全球性蜂蜜摻假（EMA）

蜂蜜的高價(jià)值為市場(chǎng)提供了強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)刺激，并使其面臨全球范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)型摻假（Economically Motivated Adulteration，EMA） 的 風(fēng) 險(xiǎn)。 青睞天然產(chǎn)品的消費(fèi)者普遍認(rèn)為蜂蜜有益于健康，這是推動(dòng)蜂蜜市場(chǎng)預(yù)期增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一。例如，美國(guó)、日本和澳大利亞等國(guó)家的消費(fèi)者渴求更多的單花蜂蜜或特產(chǎn)蜂蜜。但由于受蜜蜂病害、蜜蜂自然棲息地惡化及不利氣候條件等的影響，大多數(shù)國(guó)家的蜂蜜產(chǎn)量維持不變甚至下降，因此在市場(chǎng)需求持續(xù)上升的情況下，出現(xiàn)了蜂蜜供應(yīng)短缺的情況。根據(jù)美國(guó)藥典委員會(huì)（The United States Pharmacopieial Convention，USP）食品欺詐數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)信息，蜂蜜被列為第三大摻假目標(biāo)食品，僅次于牛奶和橄欖油；在歐洲，蜂蜜也被列為十大摻假食品之一。

由于美國(guó)尚未建立蜂蜜認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，因此確保產(chǎn)品安全和質(zhì)量的監(jiān)管工作常常受到阻礙。目前，有幾種類型的EMA與蜂蜜行業(yè)有關(guān)，包括用廉價(jià)糖漿稀釋、對(duì)蜜蜂的強(qiáng)化補(bǔ)充喂養(yǎng)，以及謊報(bào)真正的原產(chǎn)國(guó)等。采用超濾或樹(shù)脂技術(shù)，不法生產(chǎn)者能夠通過(guò)去除花粉及賦予蜂蜜色澤與風(fēng)味的化學(xué)成分來(lái)掩蓋其真正的來(lái)源和植物品種。此外，某些不法生產(chǎn)者的常見(jiàn)做法之一便是收獲未育熟的蜂蜜，這樣做可以提高蜂蜜產(chǎn)量—所收獲的蜂蜜含水量約50%，通過(guò)人工干燥可將含水量降至18%左右。由于此類蜂蜜未被蜜蜂適當(dāng)?shù)赜?，故產(chǎn)品質(zhì)量較為低劣，其性質(zhì)與成熟蜂蜜大有不同。盡管有部分國(guó)家報(bào)告稱蜂蜜出口量大幅增加，但其蜂巢數(shù)量增長(zhǎng)甚微甚至毫無(wú)增長(zhǎng)。同時(shí)，有證據(jù)表明，蜂蜜摻假的情況正在大幅增加（見(jiàn)圖 1）。 雖 然監(jiān)管部門(mén)不斷加強(qiáng)檢測(cè)，以及管理機(jī)構(gòu)和貿(mào)易組織不懈努力以確保市場(chǎng)上的蜂蜜安全、優(yōu)質(zhì)并正確標(biāo)注，但質(zhì)量控制的缺失仍可能對(duì)全球蜂蜜價(jià)格和養(yǎng)蜂人的生計(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

現(xiàn)行檢測(cè)方法

目前，對(duì)蜂蜜中糖漿的檢測(cè)通常采用幾種靶向方法—基于將淀粉轉(zhuǎn)化為糖的外源酶檢測(cè)，包括β-呋喃果糖苷酶、外源淀粉酶等；基于糖漿的特定標(biāo)志物，如SM-R和TM-R。有證據(jù)表明，不法生產(chǎn)者已經(jīng)找到去除靶向檢測(cè)標(biāo)志物的技術(shù)，而尋找特定摻假標(biāo)志物的成本障礙及鑒定技術(shù)相對(duì)于不斷發(fā)展的摻假手段而言較為滯后，導(dǎo)致過(guò)去十年來(lái)?yè)郊俜涿鄣臄?shù)量急劇上升。因此，不局限于某一類摻雜物的非靶向性、多標(biāo)志物檢測(cè)方法越來(lái)越受到人們的重視。

基于EA-IRMS/SIRA的AOAC國(guó)際法只能檢測(cè)玉米、甘蔗等C4植物糖漿，而對(duì)水稻、谷物等C3植物糖漿并不敏感，不法生產(chǎn)者利用該漏洞改變了自身的生產(chǎn)手法—摻入谷物和大米糖漿以增加蜂蜜產(chǎn)量。新的NMR蜂蜜數(shù)據(jù)庫(kù)表明，EAIRMS測(cè)試只能檢測(cè)出約23.9%的摻假樣品。因此，EA-IRMS的陰性結(jié)果并不能被視為蜂蜜真實(shí)性的證明，也不再是完全可靠的檢測(cè)方法。

雖然液相色譜法結(jié)合同位素比值質(zhì)譜法（LC-EA-IRMS）可檢測(cè)不同種類的糖分，但是基于LC-EAIRMS開(kāi)發(fā)的方法使用非標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，以及使用不同參數(shù)和相關(guān)參考值（純度標(biāo)準(zhǔn)）來(lái)評(píng)估蜂蜜中的各種糖漿，故缺乏實(shí)驗(yàn)室間重現(xiàn)性。此外，某些糖漿的同位素模式與蜂蜜相似，更增加了檢測(cè)的難度。

多年來(lái)，利用已知方法檢測(cè)出的蜂蜜摻假量大幅下降，因此需要一種更加統(tǒng)一且通用的分析方法來(lái)打擊蜂蜜欺詐問(wèn)題。

NMR：一種更全面的解決方案

NMR技術(shù)提供了一種更全面的檢測(cè)方法，過(guò)去十年中，研究人員已進(jìn)行了相關(guān)研究證明其對(duì)食品真實(shí)性進(jìn)行分析的能力。1H-NMR譜可同時(shí)觀測(cè)蜂蜜中的數(shù)百種化學(xué)成分，不僅能夠覆蓋每公斤數(shù)百克的高濃度產(chǎn)品，也適用于百萬(wàn)分之幾（ppm）的低濃度產(chǎn)品，包括糖、酸和氨基酸等。同時(shí)，1H-NMR可以生成一個(gè)“指紋”圖譜，用戶利用蜂蜜指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)將待測(cè)樣本與所有參考樣本進(jìn)行比較，即可知曉檢測(cè)樣品是否符合要求。該方法不僅可以快速檢測(cè)糖漿是否存在，還可以檢測(cè)蜂蜜產(chǎn)品所申報(bào)的原產(chǎn)國(guó)和植物來(lái)源是否屬實(shí)。此外，與來(lái)自同一花源的參考樣品進(jìn)行比較可以快速發(fā)現(xiàn)蜂蜜的反常特征，然后通過(guò)進(jìn)一步分析確認(rèn)，以便出現(xiàn)新的欺詐方法后及時(shí)將其揭穿。

正是由于NMR的高重現(xiàn)性使其能夠建立十分強(qiáng)大的參考樣品（指紋）數(shù)據(jù)庫(kù)，并確保觀察到的譜圖變化真實(shí)無(wú)誤而非分析誤差引起的漂移。另外，只要采集并存儲(chǔ)了指紋圖譜，即便數(shù)年以后出現(xiàn)新的技術(shù)和算法也可隨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回顧分析，即將其與更新的蜂蜜參考數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較。目前，該蜂蜜數(shù)據(jù)庫(kù)已包含18000個(gè)參考樣本、覆蓋50多個(gè)國(guó)家和100個(gè)植物品種，同時(shí)還包括1900種已知摻雜糖漿的蜂蜜，而這是鑒定摻糖蜂蜜區(qū)別于純蜂蜜的特殊標(biāo)志物時(shí)所必需的內(nèi)容。

由于NMR獨(dú)特的通用性，1H-NMR結(jié)合多變量統(tǒng)計(jì)化學(xué)、計(jì)量學(xué)被證明是測(cè)定蜂蜜真實(shí)性和質(zhì)量的強(qiáng)大工具。

未來(lái)對(duì)蜂蜜欺詐的打擊

食品欺詐是威脅養(yǎng)蜂業(yè)的重大問(wèn)題之一，隨著欺詐行為的不斷增多，消費(fèi)者逐漸對(duì)蜂蜜行業(yè)失去信心，而以往用于確定真?zhèn)蔚臉?biāo)準(zhǔn)方法已被證明不再完全有效。

NMR結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析，強(qiáng)有力地改變了蜂蜜真?zhèn)坞y以判斷和原產(chǎn)地不易分析的尷尬局面。FoodScreener?平臺(tái)等技術(shù)正在滿足可靠檢測(cè)的需求，并結(jié)合新出現(xiàn)的軟件模塊（如Honey-Profiling?）以解決蜂蜜摻假問(wèn)題，促使不法生產(chǎn)者很難甚至無(wú)法繼續(xù)通過(guò)添加外來(lái)化學(xué)品和糖漿來(lái)蒙混過(guò)關(guān)。如此這般，不僅可以迅速而成功地曝光欺詐行為，也無(wú)需付出高昂的成本。

關(guān)于Bruker公司：

50多年來(lái)，Bruker已幫助科研人員取得可提高人類生活品質(zhì)的突破性發(fā)現(xiàn)，并開(kāi)發(fā)出諸多新的應(yīng)用，其高性能的科研儀器和寶貴的分析解決方案使科研人員得以在分子、細(xì)胞和微觀水平上開(kāi)展對(duì)生命和材料的探索。通過(guò)與用戶的密切合作，Bruker致力于幫助實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、生產(chǎn)力提升以及用戶成功，研究領(lǐng)域涉及生命科學(xué)分子研究、制藥應(yīng)用、顯微鏡、納米級(jí)分析、工業(yè)應(yīng)用，以及細(xì)胞生物學(xué)、臨床成像、臨床研究、微生物學(xué)和分子診斷。