拉曼光譜在蜂蜜檢測中的應用

于文蛟，歐陽玲秀，李思雨，陳國通，楊 中，古麗米熱·努拉吉*

（1.新疆維吾爾自治區分析測試研究院，新疆烏魯木齊 830011；2.北京服裝學院 材料設計與工程學院，北京 100029；3.新疆農業大學 食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052）

蜂蜜是一種廣受歡迎的天然食品，其具有多種生物活性成分，包括酶、維生素、氨基酸和抗氧化劑等，具有許多健康益處，如促進傷口愈合、預防心血管疾病和提高免疫力等[1-2]。然而，蜂蜜的真實性和品質也成了關注的焦點，因為市場上存在著許多假冒偽劣蜂蜜，其中包括摻雜糖漿、添加色素和添加防腐劑等。傳統的蜂蜜分析方法主要包括物理性質測試、糖類成分測定、微生物學檢測、色譜和質譜等分析方法。雖然這些方法可以有效地檢測蜂蜜中的一些摻假成分，但仍存在諸如檢測時間長、操作煩瑣、成本高等問題，對于一些高通量和即時性檢測要求的場合不太適用[3-4]。因此，開發一種無損檢測方法，對于快速、準確地檢測蜂蜜真實性和品質具有重要意義。近年來，光譜技術被廣泛應用于食品領域的檢測，其中拉曼光譜作為一種快速、無損、非破壞性的分析方法，受到了越來越多的關注。拉曼光譜技術基于分子振動產生的激光散射光譜，可以對分子的結構、組成和成分進行分析和鑒定，適用于對不同成分的快速定性和定量分析[5]。與傳統分析方法相比，拉曼光譜具有檢測速度快、不需要樣品預處理、可以直接檢測樣品中的有機和無機成分等優點，已經在多個領域得到廣泛應用，如食品、醫藥、環境和材料等[6-9]。在蜂蜜檢測中，拉曼光譜被廣泛用于蜂蜜農獸藥殘留、真實來源的鑒定、蜂蜜摻假成分的檢測、蜂蜜中各種成分的定量等方面[10-13]。本文就拉曼光譜在蜂蜜檢測中的應用進行了詳細的介紹和分析。

1 拉曼光譜在蜂蜜農獸藥殘留檢測中的應用

拉曼光譜可以用于檢測蜂蜜中的農獸藥殘留。蜂產品農獸藥殘留檢測是蜂蜜食品安全的第一道防線，事關人們的生命健康安全。若對農獸藥殘留的檢測與監管力度不夠，最終會使農獸藥殘留富集于食物鏈，危害人們的生命健康安全。XIE 等[14]采用表面增強拉曼光譜技術分析蜂蜜中硝基呋喃抗生素呋喃妥因、呋喃他酮和兩者的混合物的殘留，確定了兩種獸藥殘留對應的兩個特征拉曼位移峰。另外，拉曼光譜技術還可以檢測蜂蜜中的重金屬污染物。OROIAN 等[15]利用拉曼光譜技術檢測了受重金屬污染的不同種類蜂蜜，發現根據植物來源來對蜂蜜進行分類準確率較高，但不能正確地按照地理來源分類。

2 拉曼光譜在蜂蜜真實性檢測中的應用

拉曼光譜可以用來鑒別摻雜糖漿和其他添加物的蜂蜜。它可以通過檢測蜂蜜中糖類、蛋白質和其他小分子的特定振動頻率來區分真實的蜂蜜和摻雜添加物的蜂蜜。添加物的化學結構不同于蜂蜜中的分子結構，所以它們的振動頻率也不同。例如，添加葡萄糖漿的蜂蜜和真實的蜂蜜可以通過它們的C-H 伸展振動區域進行區分，因為它們的振動頻率不同[16]。OROIA 等[17]也證明了拉曼光譜的可行性，他們通過比較真實蜂蜜和人工合成的蜂蜜的拉曼光譜，得出了果糖、葡萄糖、水解菊粉糖漿和麥芽汁的典型振動頻率，峰的強度隨著加入的糖漿濃度的變化而變化。這為真實性檢測提供了一種新的無損檢測方法。

另外，拉曼光譜還可以用于檢測不同種類的蜂蜜。不同種類的蜂蜜由于其不同的植物來源和生長環境，其成分和分子結構也不同，因此它們的拉曼光譜也不同。例如，Acacia 蜂蜜和colza 蜂蜜的拉曼光譜具有不同的典型振動頻率，可以通過它們的振動頻率進行區分。BERGHIAN-GROSAN 等[18]研究發現基于拉曼光譜和機器學習在鑒別Acacia 蜂蜜和colza 蜂蜜時，其準確率可達90.7%。由此可知，用拉曼光譜來鑒別不同種類的蜂蜜是有效、快速檢測蜂蜜種類的方法，從而可避免因假冒偽劣蜂蜜而引起的健康問題。

3 拉曼光譜在蜂蜜品質檢測中的應用

除了真實性檢測外，拉曼光譜還可以用于檢測蜂蜜的品質。蜂蜜的品質受到多種因素的影響，如采集時間、儲存條件和加工過程等[19-20]。這些因素可能會導致蜂蜜中化學成分和分子結構的變化，從而影響其品質[21]。而拉曼光譜可以通過檢測蜂蜜中的典型振動頻率來推測其化學結構，從而進一步判斷其品質。

拉曼光譜可以用于檢測蜂蜜中的糖類含量。糖類是蜂蜜中最主要的成分之一，也是影響蜂蜜品質的重要因素之一，據相關資料了解，在蜂蜜加熱過程中不僅許多功能性的酶會失活，在這個過程中糖類可能會轉化成具有毒性的MRPs、5-HMF 的反應產物[22]，導致糖類的含量可能會減少。研究表明，蜂蜜中的糖類含量與其拉曼光譜的C-H 伸展振動強度呈正相關[23-24]。因此，通過檢測蜂蜜中C-H 伸展振動的強度，可以確定蜂蜜中的糖類含量，進而評估蜂蜜的品質。

此外，拉曼光譜還可以用于檢測蜂蜜中的花粉含量。蜂蜜中的花粉是一種重要的指標，可以用來確定蜂蜜的來源和品質。研究表明，蜂蜜中的花粉含量與其拉曼光譜的指紋區域呈正相關[25]，因此，通過檢測蜂蜜中指紋區域的拉曼光譜，可以確定蜂蜜中的花粉類型和含量，進而評估蜂蜜的來源和品質，且拉曼光譜對H2O、CO2等極性物質極其不敏感，檢測結果更準確。例如，符致秋等[26]利用拉曼光譜技術對比了不同來源植物的拉曼光譜圖，發現不同植物花蜜的拉曼光譜有較大差異，可以用于區分不同來源的蜂蜜。

總之，拉曼光譜在蜂蜜品質檢測中的應用，可以為蜂蜜行業提供一個新的無損檢測方法。它可以通過檢測蜂蜜中糖類、蛋白質和其他小分子的典型振動頻率，來確定蜂蜜的真實性和品質。這為蜂蜜生產企業提供了一個更加快速、準確、無損的蜂蜜品質檢測手段，有助于提高蜂蜜的質量和市場競爭力。

4 結語

蜂蜜是一種珍貴的食品，其品質和真實性對消費者和生產企業都非常重要。傳統的蜂蜜品質檢測方法通常需要進行樣本前處理，耗時長，且容易受到外部干擾。而拉曼光譜技術的應用，提供了一種快速、準確、無損的蜂蜜品質檢測方法。拉曼光譜技術可以通過檢測蜂蜜中糖類、蛋白質、花粉等成分的典型振動頻率，來確定蜂蜜的品質和真實性。此外，拉曼光譜技術還可以用于檢測蜂蜜中其他有機化合物和無機物質的含量。綜上所述，拉曼光譜技術在蜂蜜品質檢測中具有廣泛的應用前景，有望成為未來蜂蜜品質檢測的主要方法之一。