氫核磁共振技術鑒別摻假蜂蜜的研究

毛偵軍(浙江大學化學系，浙江 杭州 310058)

0 引言

蜂蜜是一種天然的保健食品，富含對人體有益的營養物質，深受廣大人們群眾的喜愛。但是，近年來隨著國內外消費者對蜂蜜需求的不斷增大，蜂蜜市場開始亂象叢生，蜂蜜的質量問題也不斷出現，比如有不法分子將蔗糖、麥芽糖漿、果葡糖漿、人工果葡萄漿、淀粉等廉價糖類物質摻入到正常蜂蜜中，甚至制作假蜂蜜[1]。眾所周知，摻假蜂蜜不僅沒有真正蜂蜜的營養成分和保健功能，而且還危害消費者的身心健康。因此如何科學地檢測蜂蜜質量及制定嚴格的質量標準是目前蜂蜜行業發展中亟待解決的關鍵問題之一。

針對不一而足、層出不窮的蜂蜜摻假方式，蜂蜜真偽的檢測手段也在不斷發展。從傳統的感官上觀測到對理化指標的檢測[2]，再到依靠現代精密、高端儀器分析技術來進行精準鑒別。目前比較常用的儀器分析方法有色譜及色譜聯用技術、光譜分析法、掃描量熱法、電化學分析法等[3,4]。以上這些檢測方法雖然各有所長，但普遍檢測過程復雜且耗時耗力。而核磁共振技術由于對樣品無破壞性，制備樣品簡單，能夠快速確定標志物等優點，在鑒別真偽蜂蜜檢測的快速準確方面已經顯示出良好的應用前景[5-6]。在本實驗中，對天然的洋槐蜜和劣質蜂蜜進行氫核磁共振技術檢測，發現天然的洋槐蜜和劣質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，所以在快速精準鑒別真偽蜂蜜有一定的用武之地。

1 實驗部分

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 自動平衡離心機(美國貝克曼公司)；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Wilmad 公司)。

1.2 試劑

磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉(分析純，均國藥集團化學試劑有限公司)；重水(Deuterium oxide，99.9% D，薩恩化學技術有限公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準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，接著用自動平衡離心機離心5min，轉速為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，波譜儀配有STM 全自動調諧探頭，檢測以D2O 為溶劑，上機測試。

1.3.2 核磁測試條件

使用中科牛津波譜儀標準實驗參數PROTON16，脈沖序列為S1pul 30，譜寬SW 20.2682，中心頻率 2400Hz，測試溫度298K，觀察頻率400MHz，脈沖寬度p1 10.25μs，采樣時間AQ 4.00s，延遲時間d1 1s，掃描次數ns 16。

2 結果與討論

化學位移常常是核磁共振氫分析中的重要參數，確切的化學位移值不僅取決于分子的化學結構、氘代溶劑、測試溫度及核磁共振分析所用的磁場強度及其它相鄰的官能團，還和待測樣品溶液的酸堿度有必然的關系。實驗使用pH 值為7.0 的磷酸緩沖液配置樣品溶液，可以保證所有待測的樣品有統一的酸堿度，減少化學位移值誤差帶來精準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低于5%。實驗中首先使用相同條件依次測定洋槐蜜、蔗糖和劣質蜂蜜的核磁共振氫譜，核磁分析結果見圖1。從3 張核磁共振氫譜中可以發現，2 號譜圖中蔗糖有明顯特征峰，即化學位移δ 為5.4ppm的質子峰，由于受鄰位質子影響，其裂分成二重峰，耦合常數J=4.0Hz。如圖1 所示，通過積分計算，發現1 號譜圖中洋槐蜜中化學位移值δ 為5.4ppm 的積分面積相對化學位移值δ 3.2ppm為0.03，即可推導出洋槐蜜中蔗糖的含量約為3%，滿足蜂蜜中的蔗糖含量應低于5%的要求，所以可以確定該洋槐蜜中沒有添加蔗糖。而3 號譜圖劣質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，但是其指紋區缺少正常蜂蜜中含有的多酚物質，比如綠原酸、咖啡酸、對香豆酸等多酚物質，且蔗糖的含量遠遠大于5%。所以使用核磁共振氫譜能夠快速鑒別出洋槐蜜和劣質蜂蜜的蔗糖含量，并根據核磁共振氫譜指紋區準確區分是否含有正常蜂蜜中的多酚物質。

通過氫核磁共振技術對不同來源的蜂蜜進行檢測，方法具有制樣簡單、檢測快速、無需制作標準曲線等優點，且檢測結果準確，適用于鑒別市場上的摻假蜂蜜。

圖1 正常蜂蜜(1號譜圖)、蔗糖(2號譜圖)、劣質蜂蜜(3號譜圖)的核磁共振氫譜

3 結語

總之，為了更好地保障消費者的身心健康和合法權益，維護蜂蜜市場的規范秩序，開發出一套準確和高效的檢測方法來快速檢驗蜂蜜的質量，以及鑒定蜂蜜是否摻假是非常有必要的。由本實驗可知，氫核磁共振分析法對鑒定蜂蜜摻假具有操作簡便，數據準確等優點，將為蜂蜜行業的健康發展提供技術支持。