近紅外光譜技術在蜂蜜檢測中的應用

林楊斌

摘 要：蜂蜜由于種類多，成分復雜，蜂蜜質量的鑒定較難，利用傳統分析技術對蜂蜜質量作出評價具有很大的局限性。通過研究發現，近紅外光譜技術在鑒別蜂蜜中有快速穩定性。本文主要圍繞近紅外光譜技術展開研究，全面分析了此技術在蜂蜜成分、品種以及產地鑒定中的應用情況，以期能為蜂蜜真偽鑒定提供科學的方法與思路。

關鍵詞：近紅外光譜技術;蜂蜜檢測;應用

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

由于光譜技術的快速、準確，而廣泛應用于物質的常量、微量及痕量組分的定性或定量分析，已成為現代分析測試中的一種“常規武器”。近紅外技術用于蜂蜜摻假鑒別的研究始于2003年，Downey等運用該技術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。隨后與不同化學計量學方法相結合的近紅外技術研究在蜂蜜各種糖類物質摻假（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，將近紅外技術發展為蜂蜜摻假鑒別技術具有一定的可行性。但是在這些技術中，多將近紅外短波區直接摒棄，而只取中長波段加以分析利用。因為短波區本身吸收很弱，且噪音和水吸收干擾嚴重，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。且因短波區近紅外便攜儀價格遠低于全波段儀器，技術易于推廣，研究這一技術更具有現實意義。

二、近紅外光譜技術在蜂蜜檢測中的應用

蜂蜜富含糖類、蛋白質等多種營養成分，是具有良好保健作用的天然食品。蜂蜜也是傳統中藥的藥用輔料，在中藥炮制和制劑方面發揮著重要作用。蜂蜜能增強與其共同使用的傳統中藥或現代藥物的療效，或發揮解毒、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。但同時文明要而發現，不同品種蜂蜜在顏色、味道、香氣等方面存在很大的差異，但是由于化學組分以及含量差異不明顯，所以常規的化學分析技術難以檢測蜂蜜的質量。近紅外光譜技術應用于蜂蜜質量檢測，從上世紀90年代中期開始，國外研究人員將此技術應用于蜂蜜成分的檢測，隨后用于蜂蜜產地以及摻假鑒定方面，取得了很大的發展與進步。

1.蜂蜜成分分析

同常規分析技術不同的是，近紅外光譜技術對蜂蜜樣品的分析主要是通過構建校正模型來實現的，這是一種科學的利用蜂蜜樣品來做出定量或定性分析的技術。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，對研究組分或性質基礎數據的分析研究，需要采用一定的標準或人們普遍認定的鑒定方法，例如，蜂蜜水分、酸度、淀粉酶等各項指標;第三，將測量的基礎數據，通過科學的計量方法構建校正模型;第四，結合構建的模型預測檢測樣品的組分與性質。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確性。相關研究結果也表明，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，傳統檢測方法主要是對花粉成分或花粉形態進行分析的，此方法是通過顯微鏡來鑒定花粉，不僅費時費力，而且準確性不高。我們知道蜜蜂在采集花粉時存在數量上的差異，植物種類不同花粉的比例也會不同，且花粉的數量也會伴隨季節變化而變化等因素，所以此種鑒定方法準確性較差。基于此，人們研究發現了科學的近紅外光譜技術。

此技術可以對來自不同產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，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，就成為了當前最常用的摻假手段，這種手段難以用常規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）方法對蜂蜜光譜數據進行分析。結果表明，偏最小二乘回歸（PLS1）法是三種方法中精度最高的方法。

三、結束語

在蜂蜜鑒別中采用近紅外光譜法進行科學檢測，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，具有較高的準確率。發展短波區近紅外便攜儀，利用該部分信息來定量鑒別蜂蜜摻假、蜂蜜種類在技術上具有可行性。所以，近紅外光譜檢測技術可在蜂蜜質量檢測中得到大力推廣應用。

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