鵝掌柴蜂蜜的糖類指紋圖譜構建及摻假識別研究

林丹，馮志強，莊俊鈺，陳曉嘉，侯真真，黃柳霞

（1.廣東省食品工業研究所有限公司，廣東廣州510308；2.廣東省食品工業公共實驗室，廣東廣州510308；3.廣東省質量監督食品檢驗站，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，原產中國臺灣、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，較易結晶，質地優良，味甘而略帶特有苦味。除具有蜂蜜之清熱、補中、解毒、潤燥等功效外，還有發汗解表、祛風除濕之功效，對感冒發熱、咽喉腫痛、風濕關節痛有較好輔助療效[1-3]。鵝掌柴蜂蜜的藥用功能正逐步引起人們的重視。

由于經濟利益的驅使，蜂蜜摻假現象對蜂蜜的質量和銷售市場帶來嚴重的問題。最初蜂蜜摻假原料主要是水、蔗糖、轉化糖、飴糖、羧甲基纖維素、糊精或淀粉類物質。但是，用這些物質摻假得到的蜂蜜較易辨別，因此現在很少使用，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，蜂蜜國家標準規定蜂蜜中葡萄糖和果糖含量在60%以上，因此這些物質的加入不但沒有破壞蜂蜜的風味，還使它們的指標值得到了加強。隨著各種合成色素、蜂蜜香精和工業淀粉酶的使用，不法分子更是以水、葡萄糖、果糖、工業糖漿和工業淀粉酶為原料，以蜂蜜國家標準為技術參考，通過加入色素和蜂蜜香精來制造全假蜂蜜，蒙騙消費者，獲取暴利[4-7]。假蜂蜜盡管在技術指標上符合國家標準，但它不具天然蜂蜜的全部營養成分，更不具有天然蜂蜜獨特的保健功能。

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。每種蜂蜜都有獨特的區別于其他種類的化學組分，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律，為鵝掌柴蜂蜜的定性鑒別奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

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

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

糖標準貯備液（20 mg/mL）：分別吸取經過（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℃密封可貯藏一個月。

糖標準使用液：分別吸取糖標準貯備液1.00、2.00、3.00、5.00 mL于10 mL容量瓶、加水定容，分別相當于 2.0、4.0、6.0、10.0 mg/mL 濃度標準溶液。

1.2 設備與儀器

Agilent1200高效液相色譜儀帶發光散射檢測器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·創益儀器儀表有限公司；CF15RXⅡ高速冷凍落地式離心機：日本日立制作所。

1.3 試樣的制備和保存

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

動態謂詞邏輯(DPL)為一階邏輯的“動態化”，這就是為什么自然語言通常采用一階公式表達實踐知識的語言形式的原因。

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）流動相：乙腈+水=70+30（體積比）；b）流速：1.0 mL/min；c）柱溫：40 ℃；d）進樣量：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，從標準曲線中查的試樣中的糖濃度。

1.7 數據分析

計算數據庫的描述統計量并對其進行分析。

利用Sufer軟件繪制摻假物質糖類的等值線圖，并對圖譜進行分析。

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

式中：Xi為某樣品組分i的含量；Yi為標準指紋圖譜組分i的含量；n為某樣品標準指紋圖譜中所有組分的數目，i為樣品中的某一組分。

2 結果與討論

2.1 鵝掌柴蜂蜜與常見鑒別摻假物質、摻假蜂蜜的糖類組成

從表1數據可知，鵝掌柴蜂蜜中的果糖含量高達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數據可知，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偽。

表1 鵝掌柴蜂蜜與常見摻假物質的糖類組成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 單一物質摻假蜂蜜的糖類分析

根據表2的數據，以摻假物質量為橫坐標，果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖作為縱坐標繪制散點圖見圖1。

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

由圖1可知，當摻假物質為果葡糖漿時，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；當摻假物質為玉米糖漿和麥芽糖漿時，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。

標準差是最常用及最重要的離散趨勢統計量，當數字差別顯示越大時，可以標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、蔗糖和麥芽糖進行標準差分析，見表3。

表3 鵝掌材蜂蜜及摻假樣品的標準差分析Table 3 Standard deviation of schefflera honey and adulteration

從表3中標準差的數據可知，摻假蜂蜜的標準差排序是果糖、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

對試驗中標準差比較大的兩種糖類進行交互試驗，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 0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 表示為摻假物質在樣品中的含量，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，當獲取某摻假待測樣品中果糖和麥芽糖的值時，通過確定該值在圖中的坐標點，可辨別出待測樣品中摻假物質的含量大小。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為標準指紋圖譜，通過夾角余弦法計算出摻假物質和摻假蜂蜜與標準指紋圖譜之間的相似度，見表4。

表4 各類樣品與標準指紋圖譜的相似度比較Table 4 Similarity of samples and standard fingerprint

從表4可知，摻假物質與鵝掌柴蜂蜜標準圖譜比較，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，說明標準糖類指紋圖譜能夠反映鵝掌柴蜂蜜的共同特性，同時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，通過公式計算出特征糖類的置信區間端點，得出鵝掌柴蜂蜜中各個特征糖類的99%置信區間，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，研究結果可以為蜂蜜的產品質量控制和摻假檢測提供理論依據。

3 結論

通過試驗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行分析，建立果糖與麥芽糖含量與摻假物質含量的等值線直觀圖，當摻假物質為果葡糖漿時，葡萄糖、果糖和蔗糖的變化差異性不大，當摻假物質為玉米糖漿和麥芽糖漿時，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準指紋圖譜，對摻假蜂蜜進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研究結果可以為蜂蜜的產品質量控制和摻假檢測提供理論依據。

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