近紅外光譜技術(shù)在蜂蜜檢測中的應(yīng)用

林楊斌

摘 要：蜂蜜由于種類多，成分復(fù)雜，蜂蜜質(zhì)量的鑒定較難，利用傳統(tǒng)分析技術(shù)對蜂蜜質(zhì)量作出評價具有很大的局限性。通過研究發(fā)現(xiàn)，近紅外光譜技術(shù)在鑒別蜂蜜中有快速穩(wěn)定性。本文主要圍繞近紅外光譜技術(shù)展開研究，全面分析了此技術(shù)在蜂蜜成分、品種以及產(chǎn)地鑒定中的應(yīng)用情況，以期能為蜂蜜真?zhèn)舞b定提供科學(xué)的方法與思路。

關(guān)鍵詞：近紅外光譜技術(shù);蜂蜜檢測;應(yīng)用

前言：食品真實性鑒別和食品的等級識別是食品質(zhì)量與安全控制中兩個重要的研究內(nèi)容，關(guān)系到消費者切身利益和身體健康。研究快速有效的食品質(zhì)量鑒別和分類分析技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。常見的檢測技術(shù)有質(zhì)譜法、高效液相色譜法、核磁共振技術(shù)等，但儀器成本高、操作費時且不宜非專業(yè)人士使用。因此研究簡單、快速、無損的鑒別技術(shù)和開發(fā)相應(yīng)的檢測儀器很有必要。雖然全波段近紅外光譜信息量豐富，但應(yīng)用成本過高。發(fā)展短波近紅外蜂蜜摻假鑒別技術(shù)，更能適應(yīng)中國蜂蜜市場頻繁檢測需要。近紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計量手段的分析方法具有快速、無損等優(yōu)點，在農(nóng)產(chǎn)品和食品安全檢測中的應(yīng)用日漸廣泛。通過對近紅外光譜技術(shù)的理論基礎(chǔ)和常用的化學(xué)計量手段概述，針對蜂蜜液態(tài)食品的最一、近紅外光譜技術(shù)闡述

由于光譜技術(shù)的快速、準(zhǔn)確，而廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的常量、微量及痕量組分的定性或定量分析，已成為現(xiàn)代分析測試中的一種“常規(guī)武器”。近紅外技術(shù)用于蜂蜜摻假鑒別的研究始于2003年，Downey等運用該技術(shù)鑒別愛爾蘭蜂蜜果糖和葡萄糖摻假。2006年，Kelly等則將摻假物質(zhì)變成甜菜糖漿和高果玉米糖漿進行深入研究。隨后與不同化學(xué)計量學(xué)方法相結(jié)合的近紅外技術(shù)研究在蜂蜜各種糖類物質(zhì)摻假（包括麥芽糖、粗糖、果葡糖漿等）鑒別方面相繼展開。這些研究表明，將近紅外技術(shù)發(fā)展為蜂蜜摻假鑒別技術(shù)具有一定的可行性。但是在這些技術(shù)中，多將近紅外短波區(qū)直接摒棄，而只取中長波段加以分析利用。因為短波區(qū)本身吸收很弱，且噪音和水吸收干擾嚴(yán)重，不如中長波段信息豐富。其實，該波段同樣有可以挖掘的信息。且因短波區(qū)近紅外便攜儀價格遠(yuǎn)低于全波段儀器，技術(shù)易于推廣，研究這一技術(shù)更具有現(xiàn)實意義。

二、近紅外光譜技術(shù)在蜂蜜檢測中的應(yīng)用

蜂蜜富含糖類、蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)成分，是具有良好保健作用的天然食品。蜂蜜也是傳統(tǒng)中藥的藥用輔料，在中藥炮制和制劑方面發(fā)揮著重要作用。蜂蜜能增強與其共同使用的傳統(tǒng)中藥或現(xiàn)代藥物的療效，或發(fā)揮解毒、緩和藥性、矯臭矯味等作用，是中藥丸劑常用粘合劑，蜜丸中蜂蜜含量占50%以上。所以，蜂蜜的質(zhì)量直接影響中藥炮制、制劑工藝和藥品療效。但同時文明要而發(fā)現(xiàn)，不同品種蜂蜜在顏色、味道、香氣等方面存在很大的差異，但是由于化學(xué)組分以及含量差異不明顯，所以常規(guī)的化學(xué)分析技術(shù)難以檢測蜂蜜的質(zhì)量。近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于蜂蜜質(zhì)量檢測，從上世紀(jì)90年代中期開始，國外研究人員將此技術(shù)應(yīng)用于蜂蜜成分的檢測，隨后用于蜂蜜產(chǎn)地以及摻假鑒定方面，取得了很大的發(fā)展與進步。

1.蜂蜜成分分析

同常規(guī)分析技術(shù)不同的是，近紅外光譜技術(shù)對蜂蜜樣品的分析主要是通過構(gòu)建校正模型來實現(xiàn)的，這是一種科學(xué)的利用蜂蜜樣品來做出定量或定性分析的技術(shù)。具體分析過程中有下面幾個步驟。第一，選擇蜂蜜樣品并利用近紅外光譜對其進行測量。第二，對研究組分或性質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析研究，需要采用一定的標(biāo)準(zhǔn)或人們普遍認(rèn)定的鑒定方法，例如，蜂蜜水分、酸度、淀粉酶等各項指標(biāo);第三，將測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過科學(xué)的計量方法構(gòu)建校正模型;第四，結(jié)合構(gòu)建的模型預(yù)測檢測樣品的組分與性質(zhì)。其中蜂蜜研究樣本一定要保證來源真實可靠，否則會影響到模型的準(zhǔn)確性。相關(guān)研究結(jié)果也表明，通過近紅外光譜儀能夠分析出蜂蜜的水分、葡萄糖、果糖和麥芽糖含量。

2.蜂蜜不同品種的鑒別

對于蜂蜜品種，傳統(tǒng)檢測方法主要是對花粉成分或花粉形態(tài)進行分析的，此方法是通過顯微鏡來鑒定花粉，不僅費時費力，而且準(zhǔn)確性不高。我們知道蜜蜂在采集花粉時存在數(shù)量上的差異，植物種類不同花粉的比例也會不同，且花粉的數(shù)量也會伴隨季節(jié)變化而變化等因素，所以此種鑒定方法準(zhǔn)確性較差?；诖?，人們研究發(fā)現(xiàn)了科學(xué)的近紅外光譜技術(shù)。

此技術(shù)可以對來自不同產(chǎn)地的蜂蜜做出初步判斷，然后通過主要成分分析以及典型變量分析的形式，來鑒別不蜂蜜多個不同種類，包括油菜蜜、板栗蜜、洋槐蜜等，取得了不錯的效果。

3.摻假蜂蜜鑒定

蜂蜜中的主要成分為各種糖類物質(zhì)，糖漿組分所具有的物理特性與其較為相似，直接通過糖量來進行分析，難以鑒別出蜂蜜的真假，所以在蜂蜜中摻入一些糖漿，就成為了當(dāng)前最常用的摻假手段，這種手段難以用常規(guī)蜂蜜檢測方法鑒別出來。

Downey G等人使用近紅外光譜分析蜂蜜和混合了不同比例葡萄糖、果糖的蜂蜜，為識別真假蜂蜜，使用偏最小二乘回歸（PLS1）、K-鄰近距離（K-NN）方法對蜂蜜光譜數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果表明，偏最小二乘回歸（PLS1）法是三種方法中精度最高的方法。

三、結(jié)束語

在蜂蜜鑒別中采用近紅外光譜法進行科學(xué)檢測，研究表明，不僅可以鑒別蜂蜜成分、蜂蜜的類別，同時還可以辨別出摻假蜂蜜，具有較高的準(zhǔn)確率。發(fā)展短波區(qū)近紅外便攜儀，利用該部分信息來定量鑒別蜂蜜摻假、蜂蜜種類在技術(shù)上具有可行性。所以，近紅外光譜檢測技術(shù)可在蜂蜜質(zhì)量檢測中得到大力推廣應(yīng)用。

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