張 政，陳 超，曹紅剛，蔡圣寶，趙風云1, *

1. 甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070

2. 昆明理工大學食品安全研究院，云南 昆明 650500

3. 華南農業(yè)大學食品學院，廣東 廣州 510641

基于HPLC-RI與FAAS對云南春蜂蜜理化性質的研究

張 政1, 2, 3，陳 超2，曹紅剛2，蔡圣寶2，趙風云1, 2*

1. 甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070

2. 昆明理工大學食品安全研究院，云南 昆明 650500

3. 華南農業(yè)大學食品學院，廣東 廣州 510641

云南地區(qū)因其得天獨厚的自然條件，具有豐富的蜜源植物和礦產資源，產出了多種特色蜂蜜。對該地區(qū)的三種特色春蜂蜜(苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜)進行了理化性質的研究，結果表明三種蜂蜜在水分含量、電導率和粘度上均存在顯著性差異。利用高效液相色譜儀-示差折光檢測器(HPLC-RI)測定三種蜂蜜中的主要糖類，結果顯示石榴蜜中的葡萄糖含量最高[35.62 g·(100 g)-1]，橡膠蜜中的果糖含量最高[41.03 g·(100 g)-1]。利用原子吸收光譜儀(FAAS)對三種蜂蜜中的13種礦質元素進行測定，結果顯示橡膠蜜中的礦質元素總含量最高(437.34 mg·kg-1)，石榴蜜中的最少(167.24 mg·kg-1)。將礦質元素作為變量進行主成分分析，可將三種蜂蜜相互分開。Cu，Zn和Na可作為苕子蜜的分辨標記，Mg，K，Ca，As和Cd可作為橡膠蜜的分辨標記，Fe，Mn，Ni和Cr可作為石榴蜜的分辨標記。本研究的開展可補充云南特色蜂蜜的研究，為其開發(fā)利用提供理論依據。

云南蜂蜜；理化性質；糖類成分；礦質元素；主成分分析

引 言

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，與自身分泌物混合后，經充分釀造而成的天然甜物質(GB 14963—2011)。蜂蜜的成分復雜，營養(yǎng)豐富，含有糖類、蛋白質和礦物質等多種成分，糖類占蜂蜜成分的75%以上，其中葡萄糖和果糖又占總糖的80%～90%[1]。蜂蜜不但被作為一種直接有效的營養(yǎng)補充來源，而且還有改善胃腸功能、提高機體免疫力和治療癌癥等臨床應用[2-3]。

我國是世界上的養(yǎng)蜂大國，每年出口蜂蜜數量占世界出口總量的20%左右[4]。云南省地處我國西南邊陲，因其得天獨厚的自然條件而擁有豐富的植物資源和礦產資源，被稱為“植物王國”和“有色金屬王國”[5]。云南蜜源植物種類豐富，月月有花開，四季有蜜采，產出多種特色蜂蜜。公歷4月—5月份為晚春時節(jié)，此時盛開的蜜粉源植物為蜜蜂春繁越夏提供食物，此時節(jié)能生產的商品蜂蜜并不多，主要有苕子蜜(Viciacraccahoney)、橡膠蜜(Heveabrasiliensishoney)、石榴蜜(Punicagranatumhoney)。

本研究在云南多個地區(qū)采集了苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜，共40個樣品，進行了水分、酸度、糖物質和礦質元素含量等理化指標檢測，分析不同地區(qū)，不同蜜源植物所產蜂蜜的特性和差異性。本研究的開展可補充云南特色蜂蜜的研究，為科學評估云南豐富礦質元素對蜂蜜品質的影響提供理論依據，還可為檢測本地區(qū)的蜂蜜摻假帶來一定的技術支持。

1 實驗部分

1.1 樣品的采集

40個樣本均為未經加工過的新鮮蜂蜜，三種蜂蜜的采集時間、地點及數量如表1所示。獲得蜂蜜樣品后及時進行檢測分析，備用蜂蜜于4 ℃下密封儲存。

1.2 試劑

氫氧化鈉、乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞試劑等均為優(yōu)級純。果糖、葡萄糖和蔗糖標準品，購自于貴州迪大生物科技有限公司。乙腈為色譜純，產于美國TEDIA公司。各礦物元素標準物質的純度≥99%，產于國家有色金屬及電子材料分析測試中心。實驗用水均為超純水。

表1 苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜樣品的采集時間、地點及數量

1.3 儀器

AL204型電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。UPHW-I-90T優(yōu)普系列超純水機，成都超純科技有限公司。NIB-100倒置顯微鏡，寧波永新光學股份有限公司。電導率儀DDG-128A，蘇州可雷特電力設備有限公司。數顯粘度計SNB-2，上海平軒科學儀器有限公司。WZSI型阿貝折射儀，國營上海光學儀器廠。TU1901型雙束紫外可見分光光度計，北京普析通用有限責任公司。Agilent 1260高效液相色譜儀-示差折光檢測器(HPLC-RI)，美國安捷倫儀器有限公司。NovAA400P乙炔-空氣火焰原子吸收光譜儀(FAAS)，德國耶拿分析儀器股份公司。

1.4 蜂蜜中的花粉檢測

參照GB/T 23194—2008蜂蜜中植物花粉檢測方法。

1.5 理化指標檢測

蜂蜜中蔗糖、葡萄糖和果糖的測定：采用HPLC-RI法進行測定，色譜柱為CarbomixPb-NP糖柱(7.8 mm×300 mm)。

蜂蜜中礦物元素的測定：利用FAAS分別對其中的K，Ca，Na，Mg，Zn，Fe，Cu，Mn，As，Ni，Cr，Cd和Pd進行測定。

水分、灰分、酸度、電導率、粘度和光密度均采用常規(guī)方法進行測定。

實驗中所有的數據均測定三次。

1.6 數據分析

實驗數據的統(tǒng)計使用Office Excel 2010軟件。實驗數據的差異性和主成分分析使用SPSS19.0軟件。

2 結果與討論

2.1 蜂蜜中的花粉分析

Moar在1985年指出45%通常是一種單花蜜的所需單一花粉的最小數量[6]。通過檢測蜂蜜中的主要花粉比例(表2)，苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜中的主要花粉濃度分別為63.86%±2.46%，75.61%±1.72%和62.21%±2.04%，表明本研究選取的40個蜂蜜樣品均屬于單花蜜。

2.2 蜂蜜的理化指標測定

2.2.1 三種蜂蜜水分、灰分、酸度等指標測定

對三種蜂蜜各項理化指標進行測定，結果如表3所示，苕子蜜、橡膠蜜、石榴蜜的水分含量分別為18.65%±1.26%，19.41%±2.24%，20.51%±1.37%，三者之間差異顯著(p<0.05)，均符合GH/T 18796—2012。蜂蜜中的水分含量受到多種因素的影響，如天氣、季節(jié)和蜂巢的成熟度等[7]。苕子蜜的酸度(2.32%±0.50%)顯著高于橡膠蜜(1.93%±0.25%)和石榴蜜(1.95%±0.16%)，橡膠蜜與石榴蜜無顯著差異(p>0.05)。蜂蜜的酸度與其中的有機酸含量有直接的關系[8]。橡膠蜜的光密度(0.18±0.01)顯著高于苕子蜜(0.15±0.01)和石榴蜜(0.14±0.01)，與實驗中觀察到橡膠蜜色澤較另外兩種蜂蜜深的結果相一致。橡膠蜜中的灰分含量(1.75%±0.39%)顯著高于苕子蜜(1.13%±0.25%)和石榴蜜(1.17%±0.33%)，苕子蜜與石榴蜜之間無顯著差異。三種蜂蜜之間的電導率和粘度均差異顯著。實驗中還發(fā)現，蜂蜜的粘度與水分含量成反比，水分含量越高，粘度越低，反之亦然。

表2 苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜樣品中的花粉測定

Table 2 Pollen analysis ofV.craccahoney,H.brasiliensishoney, andP.granatumhoney

注：苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜中的主要花粉分別為苕子花粉、橡膠花粉和石榴花粉。每個指標后的第一行表示平均值±標準差，n=3。第二行表示實驗測得該指標值的范圍。下表同

Note: The mainly pollen type represents thatV.craccapollen,H.brasiliensispollen, andP.granatumpollenexist inV.craccahoney,H.brasiliensishoney andP.granatumhoney, respectively. Horizontally, the first and second lines are expressed as mean ±SD of triplicate samplesand the range of experiment data, respectively. As the same as in the following tables

2.2.2 三種蜂蜜中糖含量測定

利用HPLC-RI對三種蜂蜜中的葡萄糖、果糖和蔗糖的含量進行測定，結果如圖1所示。石榴蜜的葡萄糖含量[(35.62±1.58) g·(100 g)-1]顯著高于苕子蜜[(31.75±1.61) g·(100 g)-1]和橡膠蜜[(33.19±1.99) g·(100 g)-1]。有研究表明葡萄糖含量高易導致蜂蜜產生結晶[9]，與本實驗中觀察到石榴蜜較另兩種蜂蜜更易結晶的結果相一致。橡膠蜜的果糖含量[41.03±1.14) g·(100 g)-1]顯著高于苕子蜜[(38.20±2.21) g·(100 g)-1]和石榴蜜[(39.32±2.46) g·(100 g)-1]，有研究表明蜂蜜中的果糖含量高會導致蜂蜜甜度高[10]，與實驗中品嘗到橡膠蜜在口感上甜于另外兩種蜂蜜的結果相一致。苕子蜜的蔗糖含量[(2.78±0.66) g·(100 g)-1]顯著低于橡膠蜜[(3.78±0.40) g·(100 g)-1]和石榴蜜[(3.86±0.56) g·(100 g)-1]。蜂蜜的食用和藥用價值較高，但是目前市場上常出現在蜂蜜中摻入各種價格低廉的果葡糖漿、麥芽糖漿等現象。顧云[11]等采用HPLC對蜂蜜中葡萄糖、果糖和蔗糖進行測定，來評價蜂蜜的真?zhèn)渭百|量的優(yōu)劣，結果表明合格的蜂蜜中果糖、葡萄糖含量約為40%，蔗糖含量低于5%，本實驗與此有相似的結論。本研究的開展可為消費者選購本地區(qū)蜂蜜和鑒定該地區(qū)蜂蜜的摻假提供一定的理論依據。

表3 苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜理化指標間的差異

注：表中不同字母代表同一列中的數值之間的差異顯著(p<0.05)

Note: Significantpvalues are presented (p<0.05). Vertically, significantly different values are represented as letters

圖1 苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜中 葡萄糖、果糖和蔗糖的含量

圖中數值代表平均值±標準差，n=3；不同字母代表相同種類的糖在不同蜂蜜中的差異顯著(p<0.05)

Fig.1 Content of glucose, fructose and sucrose inV.craccahoney,H.brasiliensishoney, andP.granatumhoney

Values are expressed as mean ±SD of triplicate samples. Significant p values are presented (p<0.05). Significantly different values of same sugarin different honeys are represented as letters

2.2.3 蜂蜜中礦質元素含量測定與分析

2.2.3.1 蜂蜜中礦質元素的含量

利用FAAS對三種蜂蜜中的礦質元素進行測定，結果如表4所示，三種蜂蜜中均含有豐富的礦質元素。K是三種蜂蜜中含量最多的元素，分別為(280.48±77.15) mg·kg-1(橡膠蜜)、(119.99±78.67) mg·kg-1(苕子蜜)和(124.44±39.72) mg·kg-1(石榴蜜)。橡膠蜜中的K和Mg含量顯著高于苕子蜜和石榴蜜。三種蜂蜜中的Ca，Ni和Cr含量存在顯著差異。橡膠蜜中的As和Cd含量顯著高于石榴蜜，與苕子蜜無顯著差異。三種蜂蜜之間的Fe，Cu，Mn和Pb含量無顯著差異。橡膠蜜的礦質元素總含量高于另外兩種蜂蜜，可能是橡膠蜜在色澤上較深，光密度較大(表3)的原因之一。

表4 苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜中的礦質元素的含量

Table 4 Distribution data for mineral elements contentinV.craccahoney,H.brasiliensishoney, andP.granatumhoney

V．craccahoney/(mg·kg-1)H．brasiliensishoney/(mg·kg-1)P．granatumhoney/(mg·kg-1)K124 44±39 72a75 10～208 05280 48±77 15b213 58～436 35119 99±78 67a3 77～245 57Na12 53±5 37a6 28～24 047 40±2 22b4 41～11 618 83±4 41b3 80～19 02Ca4 57±1 15a3 06～6 4038 22±5 06b28 74～48 0410 63±2 63c8 05～16 79Mg9 20±1 83a6 01～12 4397 89±20 21b75 07～147 7311 49±5 51a7 29～28 24Zn7 05±5 43a3 52～23 014 55±1 06ab3 09～7 433 91±1 02b2 59～5 66Fe0 32±0 720 07～2 730 08±0 030 03～0 150 11±0 050 05～0 21Mn4 80±3 500 83～12 495 47±1 172 70～7 106 94±2 782 54～10 54Cu0 32±0 720 07～2 730 08±0 030 03～0 150 11±0 050 05～0 21As0 07±0 03ab0 03～0 140 08±0 02a0 04～0 100 05±0 02b0 02～0 13Ni0 07±0 01a0 06～0 090 80±0 26b0 46～1 201 62±0 32c1 10～2 17Cr1 26±0 15a0 98～1 521 79±0 14b1 50～2 003 15±0 73c2 08～4 34Cd0 03±0 01ab0 02～0 0500 03±0 01a0 02～0 040 02±0 01b0 02～0 04Pb0 48±0 130 34～0 730 47±0 170 34～1 010 39±0 130 28～0 85Totalcontent165 14437 34167 24

注：表中不同字母代表同一行中的數值之間的差異顯著(p<0.05)

Note: Significant p values are presented (p<0.05). Horizontally, significantly different values are represented as letters

云南的礦產豐富，種類多樣，因此部分重金屬元素，如Pb，As，Cr及Mn的含量較有關報道偏高，依然符合GB 2762—2012。通過檢測蜂蜜中的礦質元素含量是一種檢測蜂蜜摻假的有效方法[12]，本研究可以為鑒定本地區(qū)蜂蜜摻假提供一定的理論依據。

2.2.3.2 三種蜂蜜中灰分、電導率與礦質元素含量之間的關系

以三種蜂蜜的礦質元素含量為橫坐標，電導率及灰分含量為縱坐標繪圖，分析三個指標之間的關系，結果如圖2所示。橡膠蜜中礦質元素含量最高，石榴蜜次之、苕子蜜最少，其灰分和電導率也有相同的對應關系。礦質元素含量越高，其灰分含量及電導率的值也越大，呈現出正相關的趨勢。Terrab[13]等的研究表明，蜂蜜的電導率與其中所含礦質元素的濃度、有機酸和蛋白質密切相關。Bonheví等[14]和Downey等[15]的研究表明，電導率會隨著蜂蜜中灰分含量的增加而升高，本研究與之有相同的結果。

圖2 苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜的礦質元素 含量與灰分、電導率之間的關系

Fig.2 Relationships of ash, electrical conductivity and mineral elements content inV.craccahoney,H.brasiliensishoney, andP.granatumhoney

2.2.3.3 主成分分析

將三種蜂蜜中的礦質元素作為變量進行主成分分析(PCA)，第一個組件(PC1)能解釋29.44%，其他三個組件 (PC2，PC3和PC4) 分別能解釋22.92%，10.27%和8.86%。圖3(a)顯示變量的載荷(元素濃度)在平面上定義的兩個主要組件，即PC1和PC2。Ni，Fe，Cr，Mn與PC1負相關，Mg，K，Ca，As，Cd，Pb，Cu，Zn，Na與PC1呈正相關。另外，Na，Cu和Zn與PC2呈負相關，Ni，Fe，Cr，Mn，Ca，Mg，K，As，Cd，Pb與PC2呈正相關。

蜂蜜種類的區(qū)分主要取決于PC1和PC2兩個主要組件。在圖3(b)的右上方，苕子蜜樣品與PC1呈正相關。在三種蜂蜜樣品中，苕子蜜樣品中Cu，Zn和Na含量最高。在圖3(b)的左上部，橡膠蜜樣品與PC1呈正相關。橡膠蜜樣品中Mg，K，Ca，As和Cd含量最高。在圖3(b)的下方，石榴蜜樣品與PC1成負相關。石榴蜜樣品中的Fe，Mn，Ni，Cr含量較高。結合圖3(a)和表4，以上結論均符合數據的統(tǒng)計結果。

主成分分析的結果證實可以用四個變量構成簡單的組件以表示元素與蜂蜜樣品的關系。Cu，Zn和Na可作為苕子蜜的分辨標記，Mg，K，Ca，As和Cd可作為橡膠蜜的分辨標記，Fe，Mn，Ni和Cr可作為石榴蜜的分辨標記。檢測蜂蜜中的礦質元素，不僅可以鑒別蜂蜜的摻假，同時還可以反映蜂場周圍環(huán)境的污染程度以及對蜂蜜溯源進行判斷分析[16]。本實驗可以為消費者鑒別及選購本地區(qū)蜂蜜提供一定的理論依據。

圖3 蜂蜜樣本的主成分分析

3 結 論

從云南地區(qū)采集了三種特色春蜂蜜(苕子蜜、橡膠蜜和石榴蜜)進行了理化特性的研究分析。三種蜂蜜在水分含量、電導率和粘度上都存在顯著差異。利用HPLC-RI對三種蜂蜜中的糖類成分進行測定，結果表明石榴蜜和橡膠蜜中的葡萄糖和果糖含量較高，苕子蜜中的蔗糖含量較低。通過FAAS對三種蜂蜜中的礦質元素進行測定并以其作為變量進行了主成分分析，結果表明三種蜂蜜均有豐富的礦質元素以及獨特的標記可將這三種蜂蜜區(qū)分開。另外，對蜂蜜中的糖類成分和礦質元素進行分析可以判斷該地區(qū)蜂蜜的摻假情況。此研究系統(tǒng)地分析了云南地區(qū)特色春蜂蜜的理化性質，補充了該地區(qū)特色蜂蜜的研究，為本地區(qū)春蜂蜜加工、營銷及消費者選購起到了一定的技術支持和指導意義。

[1] White J W. Composition of Honey, in Honey: A Comprehensive Survey London. Heinemann Press, 1979. 157.

[2] Alvarez-Suarez J, Gasparrini M, Forbes-Hernández T Y, et al. Foods, 2014, 3(3): 420.

[3] Alvarez-Suarez J M, Giampieri F, Battino M. Curr. Med. Chem., 2013, 20(5): 621.

[4] YU Ya-li(于亞麗). Apiculture of China(中國蜂業(yè)), 2012, 63(9): 47.

[5] DONG Xia，LIN Zun-cheng(董 霞，林尊誠). Journal of Bee(蜜蜂雜志), 2002, (8): 31.

[6] Moar N T. New Zeal J. Agr Res., 1985, 28(1): 39.

[7] Silva L R, Videira R, Monteiro A P, et al. Microchem J., 2009, 93(1): 73.

[8] Terrab A, Recamales A F, Hernanz D, et al. Food Chem., 2004, 88(4): 537.

[9] ZHAO Ya-zhou, TIAN Wen-li, GUO Zhan-bao, et al(趙亞周，田文禮，國占寶，等). Journal of Agricultural Scienceand Technology(中國農業(yè)科技導報), 2010, 12(3): 50.

[10] de Alda-Garcilope C, Gallego-Picó A, Bravo-Yagüe J C, et al. Food Chem., 2012, 135(3): 1785.

[11] GU Yun，LI Hai-sheng(顧 云，李海生). Tianjin Pharmacy(天津藥學), 2001, 13(2): 49.

[12] Chen H, Fan C, Chang Q, et al. J. Agr. Food Chem., 2014, 62(11): 2443.

[13] Terrab A, Díez M J, Heredia F. J. Food Chem., 2002, 79(3): 373.

[14] Bonvehí J S, Tarrés E G. Apidologie, 1993, 24(6): 586.

[15] Downey G, Hussey K, Kelly J D, et al. Food Chem., 2005, 91(2): 347.

[16] Anklam E. Food Chem., 1998, 63(4): 549.

*Corresponding author

(Received Jul. 18, 2015; accepted Nov. 22, 2015)

Study Physicochemical Characteristics of Spring Honeys from Yunnan with the Application of HPLC-RI and FAAS

ZHANG Zheng1,2,3, CHEN Chao2, CAO Hong-gang2, CAI Sheng-bao2, ZHAO Feng-yun1,2*

1. College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China

2. Food Safety Institute, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China

3. College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510641, China

Many special honeys are produced in Yunnan province due to abundant nectar plants and minerals resources provided by the unique natural environment in this area. In this work, the physicochemical property of three honeys (Viciacraccahoney,Heveabrasiliensishoney andPunicagranatumhoney) from Yunnan was studied. The results showed that in different honeys the moisture content, electrical conductivity and dynamic viscosity were different. The sugar contents of each honey were determined with HPLC-RI. The results showed thatP.granatumhoney had the most abundant glucose [35.62 g·(100 g)-1], andH.brasiliensishoney had the most abundant fructose [41.03 g·(100 g)-1]. Thirteen different mineral elements in three honey species were determined with FAAS. It was found that the mineral level was from 167.24 mg·kg-1inP.granatumhoney to 437.34 mg·kg-1inH.brasiliensis. Based on the mineral content the three honey species were classified following the principal component analysis (PCA) method. The result showed that Cu, Zn and Na could act as the elemental markers forV.craccahoney, while Mg, K, Ca, As and Cd act as the elemental markers forH.brasiliensishoney, and Fe, Mn, Ni, and Cr act as the elemental markers forP.granatumhoney. This study reported the physicochemical property of three special Yunnan honeys, which could help the further study and utilization of these honeys.

Yunnan honeys; Physicochemical characteristics; Carbohydrate composition; Mineral elements; Principal component analysis

2015-07-18，

2015-11-22

國家自然科學基金地區(qū)基金項目(31560576)，國家自然科學基金青年基金項目(31401503)，云南省教育廳基金項目(2014Y080)資助

張 政，1989年生，昆明理工理工大學食品安全研究院碩士研究生 e-mail: 372794280@qq.com *通訊聯系人 e-mail: zhaofy@kmust.edu.cn

O657.3

A

10.3964/j.issn.1000-0593(2016)10-3346-05