馬永杰，包洪亮，吳鑫鑫，李星宇，宋 粵，胡雪柯，嚴(yán)慧娟，劉曉雨

（1. 洛陽(yáng)師范學(xué)院 食品與藥品學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471934；2. 洛陽(yáng)師范學(xué)院 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471934）

0 引言

蜂蜜蜜源最主要的是意蜂和中蜂，市場(chǎng)上的中蜂蜂蜜從價(jià)格上講，要比意蜂高；從產(chǎn)量上講，產(chǎn)量低，比意蜂蜂蜜的價(jià)格要高出3~5 倍[1-2]。由于蜂蜜復(fù)雜的化學(xué)成分、特殊的氣味及健康益處，蜂蜜的消費(fèi)在近幾年中不斷增長(zhǎng)，消費(fèi)者也越來(lái)越重視蜂蜜的品質(zhì)。然而，商家為了獲得更高的利益，使得市場(chǎng)上蜂蜜質(zhì)量問(wèn)題頗多，如糖漿摻假后，會(huì)破壞蜂蜜的質(zhì)量和安全性，還會(huì)混淆蜂蜜的產(chǎn)地和蜂種的來(lái)源。另外，使用價(jià)格較低的蜂蜜冒充價(jià)格較高的蜂蜜，或者將質(zhì)量差的蜂蜜添加在優(yōu)質(zhì)蜂蜜中，這種情況在蜂蜜市場(chǎng)上經(jīng)常可見(jiàn)。一些檢測(cè)技術(shù)的落后或不足，促使用意蜂蜂蜜冒充或摻入中蜂蜂蜜的假冒偽劣現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁。為此，保證蜂蜜的質(zhì)量也特別重要。對(duì)于蜂蜜摻假的質(zhì)量辨別方法有很多，如氣相和液相色譜法[3-5]、電化學(xué)[6]、光譜技術(shù)[7-8]、核磁共振技術(shù)[9-10]、碳同位素法[11]、抗體檢測(cè)技術(shù)[12]、電子舌檢測(cè)技術(shù)[13-15]等。以上分析方法多數(shù)前期預(yù)處理復(fù)雜繁瑣，具有較高的檢測(cè)分析成本和較長(zhǎng)操作流程。

由于蜂蜜化學(xué)成分復(fù)雜，單憑分析指標(biāo)的幾種成分來(lái)評(píng)定和鑒別蜂蜜的品質(zhì)，很容易讓假冒偽劣產(chǎn)品在市場(chǎng)銷(xiāo)售中有可乘之機(jī)。所以，應(yīng)該對(duì)蜂蜜的成分及來(lái)源進(jìn)行整體或群集成分的分析。目前，針對(duì)非線性化學(xué)群集成分分析方法的反應(yīng)機(jī)理[16-17]、應(yīng)用研究[18-20]，國(guó)內(nèi)已經(jīng)報(bào)道了許多研究成果[21-23]。基于此，在前期工作基礎(chǔ)上，利用非線性化學(xué)群集成分分析方法對(duì)蜂蜜蜜種來(lái)源進(jìn)行鑒別，對(duì)蜂蜜的質(zhì)量進(jìn)行控制、穩(wěn)定蜂蜜蜜源的市場(chǎng)價(jià)格、提高蜂農(nóng)養(yǎng)殖的積極性和蜂種資源的開(kāi)發(fā)利用具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以蜂蜜為測(cè)試樣本，中蜂蜂蜜和意蜂蜂蜜樣品來(lái)自于河南省蜂農(nóng)。5 個(gè)品牌的蜂蜜樣本分別是蜂蜜1 號(hào)、蜂蜜2 號(hào)、蜂蜜3 號(hào)、蜂蜜4 號(hào)、蜂蜜5 號(hào)。其中，中蜜和意蜂蜂蜜分別為6 號(hào)和7 號(hào)。

所用試劑濃度為1.00 mol/L 硫酸、1.00 mol/L 丙酮、0.01 mol/L 溴化鈉、0.80 mol/L 溴酸鈉、0.08 mol/L硫酸錳，均購(gòu)自天津市福晨化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

試驗(yàn)所用設(shè)備，湖南尚泰測(cè)控科技有限公司產(chǎn)品；MZ-1B-2 型非線性化學(xué)指紋圖譜測(cè)定儀；BS 224 S 型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

稱(chēng)取5 g 蜂蜜溶于45 mL 蒸餾水中，儀器打開(kāi)，樣品加入反應(yīng)杯中，蓋好反應(yīng)器蓋。將恒溫系統(tǒng)溫度和攪拌速度分別設(shè)定為50 ℃和800 r/min，點(diǎn)擊菜單，數(shù)據(jù)開(kāi)始收集。攪拌至5.00 min 時(shí)，加入溴酸鈉0.80 mol/L（5.00 mL）。將E-T 曲線記錄下來(lái)，直到不再隨著時(shí)間T 而改變電位E 為止[21-22]。數(shù)據(jù)處理采用MATLAB（VER.7.11.2010B） 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品牌蜂蜜的非線性化學(xué)群集成分指紋圖譜分析

5 種不同蜂蜜的非線性化學(xué)指紋圖譜見(jiàn)圖1。

圖1 5 種不同蜂蜜的非線性化學(xué)指紋圖譜

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各種蜂蜜特征參數(shù)中差別最明顯的是振蕩壽命（圖1 中每個(gè)圖譜上的箭頭所示），其中蜂蜜振蕩壽命最長(zhǎng)的為4 號(hào)，其次為5 號(hào)，最短的為1 號(hào)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，影響蜂蜜圖譜振蕩壽命的最直接因素是樣本量，反應(yīng)底物的濃度也會(huì)在樣本量較少時(shí)相對(duì)降低，從而引起振蕩壽命的增加；相反，如果檢測(cè)樣本量太多，反應(yīng)底物的濃度相對(duì)增加，導(dǎo)致反應(yīng)速度加快和振蕩壽命縮短。因此，每次測(cè)定時(shí)，保持蜂蜜檢測(cè)樣本量一致非常重要；另外，在同量的蜂蜜樣本中，從振蕩壽命的長(zhǎng)短，來(lái)評(píng)估所測(cè)蜂蜜中含有的水分量和蜂蜜純度的高低。研究通過(guò)反應(yīng)體系和檢測(cè)量的優(yōu)化，最終檢測(cè)量為稱(chēng)取5 g蜂蜜溶于45 mL 蒸餾水中。由圖1 可知，5 個(gè)品牌的蜂蜜，在檢測(cè)條件和檢測(cè)用量相同的情況下，蜂蜜振蕩壽命最長(zhǎng)的是4 號(hào)，這說(shuō)明該品牌蜂蜜中含有的水分量最大，蜂蜜的純度最低，相對(duì)而言，蜂蜜的振蕩壽命最短的是1 號(hào)，這說(shuō)明該品牌的蜂蜜純度最高。所以，蜂蜜的品質(zhì)可以根據(jù)不同蜂蜜振蕩壽命的不同直觀地、迅速地鑒別出來(lái)。

2.2 不同蜜種的非線性化學(xué)群集成分分析指紋圖譜

不同蜂種蜂蜜的非線性化學(xué)群集成分分析指紋圖譜見(jiàn)圖2。

圖2 不同蜂種蜂蜜的非線性化學(xué)群集成分分析指紋圖譜

從直觀程度講，蜂蜜的指紋圖譜差別不大，但稍微有些不同。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致蜂蜜的成分存在一定差異的因素是蜜種的生長(zhǎng)環(huán)境、蜜源植物來(lái)源及采集方式等，這些因素會(huì)直接影響到蜂蜜的理化特性和物質(zhì)組成[4-6]。據(jù)報(bào)道，中蜂蜂蜜成分指標(biāo)（如酸度、灰分、總酚和果糖含量） 要高于意蜂蜂蜜[8]。由圖2 圖譜上箭頭所示可知，誘導(dǎo)時(shí)間比較長(zhǎng)的是中蜂蜂蜜（6 號(hào)），它的停波時(shí)間較短，在曲線輪廓的左端以較寬的幅度呈下凹的趨勢(shì)；與中蜂蜂蜜相比，意蜂蜂蜜（7 號(hào)） 誘導(dǎo)時(shí)間短、停波時(shí)間長(zhǎng)，在曲線輪廓左端位置，向下凹進(jìn)的趨勢(shì)幅度較小?；诖?，可以通過(guò)這些指紋圖譜的外觀特征差異，直接可以辨別中蜂蜂蜜和意蜂蜂蜜。

2.3 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建

構(gòu)建相似度評(píng)價(jià)模型是將指紋圖譜的參數(shù)按照該系列蜂蜜的非線性化學(xué)群集成分進(jìn)行分析，從而得出蜂蜜的品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。研究利用系統(tǒng)相似度的計(jì)算方法[22]，對(duì)5 種蜂蜜的非線性化學(xué)群集成分分析指紋圖譜進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)，將5 個(gè)蜂蜜圖參數(shù)的平均值設(shè)置為參考值，采用系統(tǒng)相似度對(duì)5 種蜂蜜進(jìn)行分析。

蜂蜜的相似度評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 蜂蜜的相似度評(píng)價(jià)結(jié)果

由表1 可知，5 種蜂蜜的相似度都大于0.900 0，平均值為0.926 6。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，蜂蜜的營(yíng)養(yǎng)成分和含量對(duì)于蜂蜜的品種和產(chǎn)地，有很大的差異。因此，對(duì)于同一品種的不同產(chǎn)地，或源蜜在同一產(chǎn)地的不同品種，建立一個(gè)相似度評(píng)估模型，特別重要?；诖?，通過(guò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，可以對(duì)蜂蜜的品種進(jìn)行辨別和質(zhì)量控制。

3 結(jié)論

研究蜂蜜蜜種來(lái)源的鑒別采用非線性化學(xué)群集成分分析方法，同時(shí)對(duì)蜂蜜品質(zhì)進(jìn)行控制[24]。研究表明，振蕩壽命是所有蜂蜜中最明顯的差異參數(shù)，其中最長(zhǎng)的為4 號(hào)，其次為5 號(hào)，最短的為1 號(hào)。此外，中蜂蜂蜜誘導(dǎo)時(shí)間長(zhǎng)、停波時(shí)間短、曲線輪廓左端位置，下凹趨勢(shì)幅度較寬，意蜂蜂蜜誘導(dǎo)時(shí)間短、停波時(shí)間較長(zhǎng)、曲線輪廓左端位置，下凹趨勢(shì)幅度較小，因此，蜂蜜蜜源的質(zhì)量可以通過(guò)這些指紋的明顯特征差異來(lái)區(qū)分。從系統(tǒng)相似度的計(jì)算方法來(lái)看，每種蜂蜜的相似度都大于0.900 0。因此，通過(guò)非線性化學(xué)群集成分分析方法，可對(duì)蜂蜜蜜種來(lái)源及蜂蜜的質(zhì)量進(jìn)行控制。