蜂蜜掺假的高效智能检测方法

陈丹+杨虹+曾双雄+张子豪

摘要 研制了一款依据物质的旋光特性原理来检测蜂蜜是否掺假的智能检测仪，使用该检测仪测量了百花原蜜蜜样、蔗糖及蔗糖假蜂蜜的旋光度，并给出了回归方程。针对蔗糖掺假蜂蜜，实际检测数据表明该智能检测仪可有效检测出蜂蜜是否掺假，为检验蜂蜜品质提供了一种操作便捷、结果可靠的方法。

关键词 旋光度；蜂蜜品质；蔗糖掺杂；智能检测

中图分类号 TS207.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）01-0233-02

An Efficient and Intelligent Way to Detect Honey Adulteration

CHEN Dan 1 YANG Hong 1 ZENG Shuang-xiong 1 ZHANG Zi-hao 2

（1 School of Science，Beijing University of Information Science and Technology，Beijing 100101； 2 School of Information and Communication Engineering，Beijing University of Information Science and Technology）

Abstract An intelligent detector based on the principle of optical characteristics of material to detect honey adulteration was developed.The detector was used to measure the optical rotation of Baihua honey，sucrose and sucrose adulteration honey，and the regression equation was made.For sucrose adulteration honey，the actual test data showed that the intelligent detector could effectively detect the adulteration of honey， provide a convenient and reliable method for honey quality detection.

Key words optical rotation；honey quality；sucrose doping；intelligent detection

蜂蜜是蜜蜂从开花植物的花中采得的花蜜在蜂巢中酿制的蜜[1]，使用蔗糖掺假是最常见的掺假手段。近些年来，研究者们对蜂蜜掺假的检测方法进行了诸多研究[2-6]。本检测方法中使用的智能检测仪具有一键式操控、高度智能的优点，适合家庭使用。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料。供试蜜样为东北长白山百花蜜。供试糖样为北京二商集团产蔗糖。

1.1.2 仪器与设备。本文中所使用的智能检测仪是由底座、光源、2片偏振片（起偏器、检偏器）及电源等构成。本智能检测仪的系统结构框图如图1所示。

马吕斯定律为I=I0×（cosα）2

式中，I0为入射光强，α为检偏器与起偏器透光平面的夹角[7]。单片机控制步进电机带动检偏器顺逆时针旋转，测量出光强最小值并记录该最小值对应的角度，该角度为待测样品的旋光度。在液晶显示仪上显示出待测液体的旋光方向及旋光度的大小。

1.2 原理与方法

1.2.1 原理。市场上蜂蜜掺假较常用的手段是加入蔗糖。蜂蜜及蔗糖均具有旋光性，蔗糖的比旋光度为[α]■■=+66.6°，旋光度与浓度呈线性关系，同时还具有加合性[8]。蜂蜜旋光度在±2°以内[9]。通过蜂蜜与蔗糖旋光度的对比发现，若待测样品为蔗糖勾兑的假蜂蜜，其旋光性和旋光度均会发生变化。

根据以上原理，测量待测样品的旋光性和旋光度，即可检测出待测蜂蜜是否为勾兑蜂蜜。

1.2.2 制样。取15 g清水加热至沸腾，加入20 g蔗糖搅拌至完全融化，加热5 min后加入5 g明矾，在此过程中保持沸腾并不断搅拌直至形成30 g蔗糖假蜂蜜。

1.2.3 測定。本检测仪使用激光作为光源，待测样品管的长度为20 cm。

2 结果与分析

2.1 原蜜蜜样的旋光度测定

本文对百花原蜜的旋光度进行测定，如表1所示，蜜样旋光性为左旋，且旋光度很低。对原蜜蜜样旋光度与浓度进行拟合，得出对应的回归系数，回归系数为-6.66。

2.2 蔗糖的旋光度测定

使用本检测仪对不同浓度蔗糖的旋光度进行测定，如表1所示，蔗糖的旋光度与对应的浓度基本成线性关系，旋光度随着浓度的增加而增大。与百花原蜜蜜样相比，蔗糖的旋光性为右旋，蔗糖的回归系数为+112.06，比百花原蜜蜜样的回归系数大。

2.3 蔗糖假蜂蜜的鉴定

如表1所示，使用蔗糖明矾为原料勾兑的蔗糖假蜂蜜的旋光度与纯蔗糖的旋光度相差很大，纯蔗糖的旋光性为右旋，而蔗糖假蜂蜜的旋光性为左旋；从旋光性上看，蔗糖假蜂蜜与百花原蜜蜜样十分相似，均为左旋。蔗糖假蜂蜜的回归系数为-4.14，说明其旋光度随浓度变化的变化较百花原蜜蜜样低，通过连续测量不同浓度样品的旋光度，使用者可以通过此种方法鉴别出蜂蜜的真伪。

2.4 蜂蜜中掺入蔗糖的鉴定

使用本智能检测仪对蔗糖掺假蜂蜜的旋光度进行了测量，如图2所示，蔗糖掺假蜂蜜的旋光性与百花原蜜蜜样的旋光性不同，而是与掺入的蔗糖的旋光性相似。当蜜样中掺入蔗糖时，其旋光性变为右旋，旋光度与浓度基本成线性关系。基于以上特性，使用本检测仪即可检测出蜂蜜是否掺假。endprint

2.5 蜂蜜中掺入蔗糖对旋光度值的影响

由回归方程可知，在原蜜蜜样中掺入蔗糖后样品的旋光度与掺入蔗糖的浓度成线性关系，同样对测试数据进行处理，所得的掺入蔗糖的浓度与样品所测得的旋光度值之间也为线性关系。本文得出了掺入蔗糖浓度的预测值与待测样品的旋光度的回归方程，食用者可以通过测定样品的旋光度来估计出掺入蔗糖的浓度范围。

3 结论

本智能检测仪是基于待检测物质具有旋光特性而研制的，可以有效检验蜂蜜是否掺假，操作简单方便、结果可靠，且成本低、智能程度高，非常适用于家庭使用。利用本智能检测仪对多种样品进行试验检测，试验数据分析表明，真假蜂蜜的旋光度不同，原蜜蜜样的旋光度较小，而掺入蔗糖后掺假蜂蜜的旋光度随掺入蔗糖浓度的不同而呈现有规律的变化趋势。以蔗糖和明矾为原料勾兑的假蜂蜜的旋光度与原料糖的旋光度的差别较大，与真蜂蜜的旋光度不同。本文也给出了掺入不同浓度蔗糖的蜂蜜旋光度的数学模型，为检测蜂蜜是否掺假及推断掺假类型提供了方法依据。

4 参考文献

[1] 中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准.蜂蜜：GB 14963-2011[S].北京：中国标准出版社，2011.

[2] BENEDETTI S，MANNINO S，SABATINI A G，et al.Electronic nose and neural network use for the classification of honey[J].Apidologie，2004，35（4）：397-402.

[3] PADOVAN G J，RODRIGUES L P，JONG D D，et al.Brazilian honey samples evaluated by physical-chemical and carbon isotope ratio analy-sis[J].Journal of Apicultural Research，2008，47（1）：87-88.

[4] MANNAS D，ALTUG T.SPME/GC/MS and sensory flavour profile analy-sis for estimation of authenticity of thyme honey[J].International Journal of Food Science & Technology，2007，42（2）：133-138.

[5] 李水芳，單杨，朱向荣，等.近红外光谱结合化学计量学方法检测蜂蜜产地[J].农业工程学报，2011，27（8）：350-354.

[6] 贾洪锋，李维，段丽丽，等.电子舌对掺入果葡糖浆掺假蜂蜜的识别[J].食品与机械，2015（4）：68-71.

[7] 郑颖君，侯宇.旋光度测量原理的研究[J].计量学报，2000，21（4）：268-272.

[8] 李滨，曹艳.蜂蜜中糖类测量方法的研究[J].中医药学报，2000（2）：43-44.

[9] 史琦云，贠建民.旋光法检验蜂蜜中掺入糖类的研究[J].食品科学，2003，24（9）：111-114.endprint