□ Léa Heintz 布魯克BioSpin應(yīng)用NMR部門業(yè)務(wù)開發(fā)與產(chǎn)品經(jīng)理

蜂蜜不僅是一款甜味美食，更是一種保健食品，它的營養(yǎng)及抗衰老價值歷來備受人們青睞。古埃及金字塔中就曾發(fā)現(xiàn)過蜂蜜，其因天然抗菌性與良好的防腐性能得以保存下來。1851年，世界范圍內(nèi)養(yǎng)蜂業(yè)的誕生則始于一種實用的活動框架蜂箱的發(fā)明。

圖1 東部四大蜂蜜出口國蜂箱總數(shù)及蜂蜜出口總量

據(jù)不完全統(tǒng)計，全球蜂蜜市場預(yù)計在2023年前以約70%的年增長率快速發(fā)展，而消費需求的增加也給蜂蜜行業(yè)帶來了更大的壓力。當前，全球蜂蜜市場的巨大需求及其生產(chǎn)中相關(guān)國際標準化規(guī)則的缺失等已成為不法生產(chǎn)者進行蜂蜜摻假的誘因。這一情況對許多人造成了困擾，首當其沖的便是生產(chǎn)蜂蜜的養(yǎng)蜂人—他們的產(chǎn)品銷量受到超市中廉價產(chǎn)品的擠壓，導(dǎo)致不知曉市場上存在假蜂蜜的消費者選擇價格更低的產(chǎn)品。

同位素比值質(zhì)譜法（EA-IRMS）/穩(wěn)定同位素比值分析法（SIRA）是檢測蜂蜜摻假的常用方法，但由于不法生產(chǎn)者的摻假手段多變，以上檢測方法已被證明并不完全可靠。因此，人們開發(fā)了幾種新方法以解決EA-IRMS與SIRA的缺陷，如1H-NMR等強有力的技術(shù)正逐漸成為應(yīng)對蜂蜜摻假問題的檢測方案之一，使實驗室能夠更快地識別摻假蜂蜜。當前，核磁共振（NMR）波譜分析已成為打擊蜂蜜摻假的一種更為全面的方法。

因經(jīng)濟動機催生的全球性蜂蜜摻假（EMA）

蜂蜜的高價值為市場提供了強大的經(jīng)濟刺激，并使其面臨全球范圍內(nèi)經(jīng)濟利益驅(qū)動型摻假（Economically Motivated Adulteration，EMA） 的 風(fēng) 險。 青睞天然產(chǎn)品的消費者普遍認為蜂蜜有益于健康，這是推動蜂蜜市場預(yù)期增長的關(guān)鍵因素之一。例如，美國、日本和澳大利亞等國家的消費者渴求更多的單花蜂蜜或特產(chǎn)蜂蜜。但由于受蜜蜂病害、蜜蜂自然棲息地惡化及不利氣候條件等的影響，大多數(shù)國家的蜂蜜產(chǎn)量維持不變甚至下降，因此在市場需求持續(xù)上升的情況下，出現(xiàn)了蜂蜜供應(yīng)短缺的情況。根據(jù)美國藥典委員會（The United States Pharmacopieial Convention，USP）食品欺詐數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息，蜂蜜被列為第三大摻假目標食品，僅次于牛奶和橄欖油；在歐洲，蜂蜜也被列為十大摻假食品之一。

由于美國尚未建立蜂蜜認證標準，因此確保產(chǎn)品安全和質(zhì)量的監(jiān)管工作常常受到阻礙。目前，有幾種類型的EMA與蜂蜜行業(yè)有關(guān)，包括用廉價糖漿稀釋、對蜜蜂的強化補充喂養(yǎng)，以及謊報真正的原產(chǎn)國等。采用超濾或樹脂技術(shù)，不法生產(chǎn)者能夠通過去除花粉及賦予蜂蜜色澤與風(fēng)味的化學(xué)成分來掩蓋其真正的來源和植物品種。此外，某些不法生產(chǎn)者的常見做法之一便是收獲未育熟的蜂蜜，這樣做可以提高蜂蜜產(chǎn)量—所收獲的蜂蜜含水量約50%，通過人工干燥可將含水量降至18%左右。由于此類蜂蜜未被蜜蜂適當?shù)赜?，故產(chǎn)品質(zhì)量較為低劣，其性質(zhì)與成熟蜂蜜大有不同。盡管有部分國家報告稱蜂蜜出口量大幅增加，但其蜂巢數(shù)量增長甚微甚至毫無增長。同時，有證據(jù)表明，蜂蜜摻假的情況正在大幅增加（見圖 1）。 雖 然監(jiān)管部門不斷加強檢測，以及管理機構(gòu)和貿(mào)易組織不懈努力以確保市場上的蜂蜜安全、優(yōu)質(zhì)并正確標注，但質(zhì)量控制的缺失仍可能對全球蜂蜜價格和養(yǎng)蜂人的生計產(chǎn)生深遠影響。

現(xiàn)行檢測方法

目前，對蜂蜜中糖漿的檢測通常采用幾種靶向方法—基于將淀粉轉(zhuǎn)化為糖的外源酶檢測，包括β-呋喃果糖苷酶、外源淀粉酶等；基于糖漿的特定標志物，如SM-R和TM-R。有證據(jù)表明，不法生產(chǎn)者已經(jīng)找到去除靶向檢測標志物的技術(shù)，而尋找特定摻假標志物的成本障礙及鑒定技術(shù)相對于不斷發(fā)展的摻假手段而言較為滯后，導(dǎo)致過去十年來摻假蜂蜜的數(shù)量急劇上升。因此，不局限于某一類摻雜物的非靶向性、多標志物檢測方法越來越受到人們的重視。

基于EA-IRMS/SIRA的AOAC國際法只能檢測玉米、甘蔗等C4植物糖漿，而對水稻、谷物等C3植物糖漿并不敏感，不法生產(chǎn)者利用該漏洞改變了自身的生產(chǎn)手法—摻入谷物和大米糖漿以增加蜂蜜產(chǎn)量。新的NMR蜂蜜數(shù)據(jù)庫表明，EAIRMS測試只能檢測出約23.9%的摻假樣品。因此，EA-IRMS的陰性結(jié)果并不能被視為蜂蜜真實性的證明，也不再是完全可靠的檢測方法。

雖然液相色譜法結(jié)合同位素比值質(zhì)譜法（LC-EA-IRMS）可檢測不同種類的糖分，但是基于LC-EAIRMS開發(fā)的方法使用非標準化方法進行數(shù)據(jù)采集和處理，以及使用不同參數(shù)和相關(guān)參考值（純度標準）來評估蜂蜜中的各種糖漿，故缺乏實驗室間重現(xiàn)性。此外，某些糖漿的同位素模式與蜂蜜相似，更增加了檢測的難度。

多年來，利用已知方法檢測出的蜂蜜摻假量大幅下降，因此需要一種更加統(tǒng)一且通用的分析方法來打擊蜂蜜欺詐問題。

NMR：一種更全面的解決方案

NMR技術(shù)提供了一種更全面的檢測方法，過去十年中，研究人員已進行了相關(guān)研究證明其對食品真實性進行分析的能力。1H-NMR譜可同時觀測蜂蜜中的數(shù)百種化學(xué)成分，不僅能夠覆蓋每公斤數(shù)百克的高濃度產(chǎn)品，也適用于百萬分之幾（ppm）的低濃度產(chǎn)品，包括糖、酸和氨基酸等。同時，1H-NMR可以生成一個“指紋”圖譜，用戶利用蜂蜜指紋圖譜數(shù)據(jù)庫將待測樣本與所有參考樣本進行比較，即可知曉檢測樣品是否符合要求。該方法不僅可以快速檢測糖漿是否存在，還可以檢測蜂蜜產(chǎn)品所申報的原產(chǎn)國和植物來源是否屬實。此外，與來自同一花源的參考樣品進行比較可以快速發(fā)現(xiàn)蜂蜜的反常特征，然后通過進一步分析確認，以便出現(xiàn)新的欺詐方法后及時將其揭穿。

正是由于NMR的高重現(xiàn)性使其能夠建立十分強大的參考樣品（指紋）數(shù)據(jù)庫，并確保觀察到的譜圖變化真實無誤而非分析誤差引起的漂移。另外，只要采集并存儲了指紋圖譜，即便數(shù)年以后出現(xiàn)新的技術(shù)和算法也可隨時對數(shù)據(jù)進行回顧分析，即將其與更新的蜂蜜參考數(shù)據(jù)庫進行比較。目前，該蜂蜜數(shù)據(jù)庫已包含18000個參考樣本、覆蓋50多個國家和100個植物品種，同時還包括1900種已知摻雜糖漿的蜂蜜，而這是鑒定摻糖蜂蜜區(qū)別于純蜂蜜的特殊標志物時所必需的內(nèi)容。

由于NMR獨特的通用性，1H-NMR結(jié)合多變量統(tǒng)計化學(xué)、計量學(xué)被證明是測定蜂蜜真實性和質(zhì)量的強大工具。

未來對蜂蜜欺詐的打擊

食品欺詐是威脅養(yǎng)蜂業(yè)的重大問題之一，隨著欺詐行為的不斷增多，消費者逐漸對蜂蜜行業(yè)失去信心，而以往用于確定真?zhèn)蔚臉藴史椒ㄒ驯蛔C明不再完全有效。

NMR結(jié)合統(tǒng)計分析，強有力地改變了蜂蜜真?zhèn)坞y以判斷和原產(chǎn)地不易分析的尷尬局面。FoodScreener?平臺等技術(shù)正在滿足可靠檢測的需求，并結(jié)合新出現(xiàn)的軟件模塊（如Honey-Profiling?）以解決蜂蜜摻假問題，促使不法生產(chǎn)者很難甚至無法繼續(xù)通過添加外來化學(xué)品和糖漿來蒙混過關(guān)。如此這般，不僅可以迅速而成功地曝光欺詐行為，也無需付出高昂的成本。

關(guān)于Bruker公司：

50多年來，Bruker已幫助科研人員取得可提高人類生活品質(zhì)的突破性發(fā)現(xiàn)，并開發(fā)出諸多新的應(yīng)用，其高性能的科研儀器和寶貴的分析解決方案使科研人員得以在分子、細胞和微觀水平上開展對生命和材料的探索。通過與用戶的密切合作，Bruker致力于幫助實現(xiàn)創(chuàng)新、生產(chǎn)力提升以及用戶成功，研究領(lǐng)域涉及生命科學(xué)分子研究、制藥應(yīng)用、顯微鏡、納米級分析、工業(yè)應(yīng)用，以及細胞生物學(xué)、臨床成像、臨床研究、微生物學(xué)和分子診斷。