近红外光谱技术在蜂蜜检测中的应用

林杨斌

摘 要：蜂蜜由于种类多，成分复杂，蜂蜜质量的鉴定较难，利用传统分析技术对蜂蜜质量作出评价具有很大的局限性。通过研究发现，近红外光谱技术在鉴别蜂蜜中有快速稳定性。本文主要围绕近红外光谱技术展开研究，全面分析了此技术在蜂蜜成分、品种以及产地鉴定中的应用情况，以期能为蜂蜜真伪鉴定提供科学的方法与思路。

关键词：近红外光谱技术;蜂蜜检测;应用

前言：食品真实性鉴别和食品的等级识别是食品质量与安全控制中两个重要的研究内容，关系到消费者切身利益和身体健康。研究快速有效的食品质量鉴别和分类分析技术具有重要的现实意义。常见的检测技术有质谱法、高效液相色谱法、核磁共振技术等，但仪器成本高、操作费时且不宜非专业人士使用。因此研究简单、快速、无损的鉴别技术和开发相应的检测仪器很有必要。虽然全波段近红外光谱信息量丰富，但应用成本过高。发展短波近红外蜂蜜掺假鉴别技术，更能适应中国蜂蜜市场频繁检测需要。近红外光谱技术结合化学计量手段的分析方法具有快速、无损等优点，在农产品和食品安全检测中的应用日渐广泛。通过对近红外光谱技术的理论基础和常用的化学计量手段概述，针对蜂蜜液态食品的最一、近红外光谱技术阐述

由于光谱技术的快速、准确，而广泛应用于物质的常量、微量及痕量组分的定性或定量分析，已成为现代分析测试中的一种“常规武器”。近红外技术用于蜂蜜掺假鉴别的研究始于2003年，Downey等运用该技术鉴别爱尔兰蜂蜜果糖和葡萄糖掺假。2006年，Kelly等则将掺假物质变成甜菜糖浆和高果玉米糖浆进行深入研究。随后与不同化学计量学方法相结合的近紅外技术研究在蜂蜜各种糖类物质掺假（包括麦芽糖、粗糖、果葡糖浆等）鉴别方面相继展开。这些研究表明，将近红外技术发展为蜂蜜掺假鉴别技术具有一定的可行性。但是在这些技术中，多将近红外短波区直接摒弃，而只取中长波段加以分析利用。因为短波区本身吸收很弱，且噪音和水吸收干扰严重，不如中长波段信息丰富。其实，该波段同样有可以挖掘的信息。且因短波区近红外便携仪价格远低于全波段仪器，技术易于推广，研究这一技术更具有现实意义。

二、近红外光谱技术在蜂蜜检测中的应用

蜂蜜富含糖类、蛋白质等多种营养成分，是具有良好保健作用的天然食品。蜂蜜也是传统中药的药用辅料，在中药炮制和制剂方面发挥着重要作用。蜂蜜能增强与其共同使用的传统中药或现代药物的疗效，或发挥解毒、缓和药性、矫臭矫味等作用，是中药丸剂常用粘合剂，蜜丸中蜂蜜含量占50%以上。所以，蜂蜜的质量直接影响中药炮制、制剂工艺和药品疗效。但同时文明要而发现，不同品种蜂蜜在颜色、味道、香气等方面存在很大的差异，但是由于化学组分以及含量差异不明显，所以常规的化学分析技术难以检测蜂蜜的质量。近红外光谱技术应用于蜂蜜质量检测，从上世纪90年代中期开始，国外研究人员将此技术应用于蜂蜜成分的检测，随后用于蜂蜜产地以及掺假鉴定方面，取得了很大的发展与进步。

1.蜂蜜成分分析

同常规分析技术不同的是，近红外光谱技术对蜂蜜样品的分析主要是通过构建校正模型来实现的，这是一种科学的利用蜂蜜样品来做出定量或定性分析的技术。具体分析过程中有下面几个步骤。第一，选择蜂蜜样品并利用近红外光谱对其进行测量。第二，对研究组分或性质基础数据的分析研究，需要采用一定的标准或人们普遍认定的鉴定方法，例如，蜂蜜水分、酸度、淀粉酶等各项指标;第三，将测量的基础数据，通过科学的计量方法构建校正模型;第四，结合构建的模型预测检测样品的组分与性质。其中蜂蜜研究样本一定要保证来源真实可靠，否则会影响到模型的准确性。相关研究结果也表明，通过近红外光谱仪能够分析出蜂蜜的水分、葡萄糖、果糖和麦芽糖含量。

2.蜂蜜不同品种的鉴别

对于蜂蜜品种，传统检测方法主要是对花粉成分或花粉形态进行分析的，此方法是通过显微镜来鉴定花粉，不仅费时费力，而且准确性不高。我们知道蜜蜂在采集花粉时存在数量上的差异，植物种类不同花粉的比例也会不同，且花粉的数量也会伴随季节变化而变化等因素，所以此种鉴定方法准确性较差。基于此，人们研究发现了科学的近红外光谱技术。

此技术可以对来自不同产地的蜂蜜做出初步判断，然后通过主要成分分析以及典型变量分析的形式，来鉴别不蜂蜜多个不同种类，包括油菜蜜、板栗蜜、洋槐蜜等，取得了不错的效果。

3.掺假蜂蜜鉴定

蜂蜜中的主要成分为各种糖类物质，糖浆组分所具有的物理特性与其较为相似，直接通过糖量来进行分析，难以鉴别出蜂蜜的真假，所以在蜂蜜中掺入一些糖浆，就成为了当前最常用的掺假手段，这种手段难以用常规蜂蜜检测方法鉴别出来。

Downey G等人使用近红外光谱分析蜂蜜和混合了不同比例葡萄糖、果糖的蜂蜜，为识别真假蜂蜜，使用偏最小二乘回归（PLS1）、K-邻近距离（K-NN）方法对蜂蜜光谱数据进行分析。结果表明，偏最小二乘回归（PLS1）法是三种方法中精度最高的方法。

三、结束语

在蜂蜜鉴别中采用近红外光谱法进行科学检测，研究表明，不仅可以鉴别蜂蜜成分、蜂蜜的类别，同时还可以辨别出掺假蜂蜜，具有较高的准确率。发展短波区近红外便携仪，利用该部分信息来定量鉴别蜂蜜掺假、蜂蜜种类在技术上具有可行性。所以，近红外光谱检测技术可在蜂蜜质量检测中得到大力推广应用。

参考文献：

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