氫核磁共振技術(shù)鑒別摻假蜂蜜的研究

毛偵軍(浙江大學(xué)化學(xué)系，浙江 杭州 310058)

0 引言

蜂蜜是一種天然的保健食品，富含對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，深受廣大人們?nèi)罕姷南矏?ài)。但是，近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者對(duì)蜂蜜需求的不斷增大，蜂蜜市場(chǎng)開始亂象叢生，蜂蜜的質(zhì)量問(wèn)題也不斷出現(xiàn)，比如有不法分子將蔗糖、麥芽糖漿、果葡糖漿、人工果葡萄漿、淀粉等廉價(jià)糖類物質(zhì)摻入到正常蜂蜜中，甚至制作假蜂蜜[1]。眾所周知，摻假蜂蜜不僅沒(méi)有真正蜂蜜的營(yíng)養(yǎng)成分和保健功能，而且還危害消費(fèi)者的身心健康。因此如何科學(xué)地檢測(cè)蜂蜜質(zhì)量及制定嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是目前蜂蜜行業(yè)發(fā)展中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

針對(duì)不一而足、層出不窮的蜂蜜摻假方式，蜂蜜真?zhèn)蔚臋z測(cè)手段也在不斷發(fā)展。從傳統(tǒng)的感官上觀測(cè)到對(duì)理化指標(biāo)的檢測(cè)[2]，再到依靠現(xiàn)代精密、高端儀器分析技術(shù)來(lái)進(jìn)行精準(zhǔn)鑒別。目前比較常用的儀器分析方法有色譜及色譜聯(lián)用技術(shù)、光譜分析法、掃描量熱法、電化學(xué)分析法等[3,4]。以上這些檢測(cè)方法雖然各有所長(zhǎng)，但普遍檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜且耗時(shí)耗力。而核磁共振技術(shù)由于對(duì)樣品無(wú)破壞性，制備樣品簡(jiǎn)單，能夠快速確定標(biāo)志物等優(yōu)點(diǎn)，在鑒別真?zhèn)畏涿蹤z測(cè)的快速準(zhǔn)確方面已經(jīng)顯示出良好的應(yīng)用前景[5-6]。在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)天然的洋槐蜜和劣質(zhì)蜂蜜進(jìn)行氫核磁共振技術(shù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)天然的洋槐蜜和劣質(zhì)蜂蜜所含有的主要成分比較類似，但微量成分在含量上還是存在明顯的差異，所以在快速精準(zhǔn)鑒別真?zhèn)畏涿塾幸欢ǖ挠梦渲亍?/p>

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

WNMR-I-400 MHz 核磁共振波譜儀(武漢中科牛津波譜技術(shù)有限公司)；METTLER TOLEDO 電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)；JIDI-4D-WS 自動(dòng)平衡離心機(jī)(美國(guó)貝克曼公司)；Vortex QL-901 漩渦混合器(海門市其林貝爾儀器制造有限公司)；5mm 核磁管(美國(guó)Wilmad 公司)。

1.2 試劑

磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉(分析純，均國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；重水(Deuterium oxide，99.9% D，薩恩化學(xué)技術(shù)有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)品及供試品溶液配制

配樣方法為稱取蜂蜜100mg，加入500μL 磷酸緩沖液(0.2mol/L，Na2HPO4/NaH2PO4，pH=7.0，99.9% D2O)，使用漩渦混合器將其搖勻，在室溫下靜置5min 后，接著用自動(dòng)平衡離心機(jī)離心5min，轉(zhuǎn)速為5000rpm，然后取其上層清液500μL 加入到5mm 核磁管中并密封，核磁共振波譜均用WNMR-I-400MHz 核磁共振波譜儀檢測(cè)，波譜儀配有STM 全自動(dòng)調(diào)諧探頭，檢測(cè)以D2O 為溶劑，上機(jī)測(cè)試。

1.3.2 核磁測(cè)試條件

使用中科牛津波譜儀標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)參數(shù)PROTON16，脈沖序列為S1pul 30，譜寬SW 20.2682，中心頻率 2400Hz，測(cè)試溫度298K，觀察頻率400MHz，脈沖寬度p1 10.25μs，采樣時(shí)間AQ 4.00s，延遲時(shí)間d1 1s，掃描次數(shù)ns 16。

2 結(jié)果與討論

化學(xué)位移常常是核磁共振氫分析中的重要參數(shù)，確切的化學(xué)位移值不僅取決于分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、氘代溶劑、測(cè)試溫度及核磁共振分析所用的磁場(chǎng)強(qiáng)度及其它相鄰的官能團(tuán)，還和待測(cè)樣品溶液的酸堿度有必然的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)使用pH 值為7.0 的磷酸緩沖液配置樣品溶液，可以保證所有待測(cè)的樣品有統(tǒng)一的酸堿度，減少化學(xué)位移值誤差帶來(lái)精準(zhǔn)分析鑒定的不確定性。

蜂蜜的主要成分是糖類，并且大部分是果糖和葡萄糖，含量在65%以上。一般情況下，蜂蜜中的蔗糖含量應(yīng)低于5%。實(shí)驗(yàn)中首先使用相同條件依次測(cè)定洋槐蜜、蔗糖和劣質(zhì)蜂蜜的核磁共振氫譜，核磁分析結(jié)果見(jiàn)圖1。從3 張核磁共振氫譜中可以發(fā)現(xiàn)，2 號(hào)譜圖中蔗糖有明顯特征峰，即化學(xué)位移δ 為5.4ppm的質(zhì)子峰，由于受鄰位質(zhì)子影響，其裂分成二重峰，耦合常數(shù)J=4.0Hz。如圖1 所示，通過(guò)積分計(jì)算，發(fā)現(xiàn)1 號(hào)譜圖中洋槐蜜中化學(xué)位移值δ 為5.4ppm 的積分面積相對(duì)化學(xué)位移值δ 3.2ppm為0.03，即可推導(dǎo)出洋槐蜜中蔗糖的含量約為3%，滿足蜂蜜中的蔗糖含量應(yīng)低于5%的要求，所以可以確定該洋槐蜜中沒(méi)有添加蔗糖。而3 號(hào)譜圖劣質(zhì)蜂蜜中主成分和正常蜂蜜比較接近，且果糖和葡萄糖的含量在65%以上，但是其指紋區(qū)缺少正常蜂蜜中含有的多酚物質(zhì)，比如綠原酸、咖啡酸、對(duì)香豆酸等多酚物質(zhì)，且蔗糖的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5%。所以使用核磁共振氫譜能夠快速鑒別出洋槐蜜和劣質(zhì)蜂蜜的蔗糖含量，并根據(jù)核磁共振氫譜指紋區(qū)準(zhǔn)確區(qū)分是否含有正常蜂蜜中的多酚物質(zhì)。

通過(guò)氫核磁共振技術(shù)對(duì)不同來(lái)源的蜂蜜進(jìn)行檢測(cè)，方法具有制樣簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、無(wú)需制作標(biāo)準(zhǔn)曲線等優(yōu)點(diǎn)，且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，適用于鑒別市場(chǎng)上的摻假蜂蜜。

圖1 正常蜂蜜(1號(hào)譜圖)、蔗糖(2號(hào)譜圖)、劣質(zhì)蜂蜜(3號(hào)譜圖)的核磁共振氫譜

3 結(jié)語(yǔ)

總之，為了更好地保障消費(fèi)者的身心健康和合法權(quán)益，維護(hù)蜂蜜市場(chǎng)的規(guī)范秩序，開發(fā)出一套準(zhǔn)確和高效的檢測(cè)方法來(lái)快速檢驗(yàn)蜂蜜的質(zhì)量，以及鑒定蜂蜜是否摻假是非常有必要的。由本實(shí)驗(yàn)可知，氫核磁共振分析法對(duì)鑒定蜂蜜摻假具有操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，將為蜂蜜行業(yè)的健康發(fā)展提供技術(shù)支持。