拉曼光谱在蜂蜜检测中的应用

于文蛟，欧阳玲秀，李思雨，陈国通，杨 中，古丽米热·努拉吉*

（1.新疆维吾尔自治区分析测试研究院，新疆乌鲁木齐 830011；2.北京服装学院 材料设计与工程学院，北京 100029；3.新疆农业大学 食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐 830052）

蜂蜜是一种广受欢迎的天然食品，其具有多种生物活性成分，包括酶、维生素、氨基酸和抗氧化剂等，具有许多健康益处，如促进伤口愈合、预防心血管疾病和提高免疫力等[1-2]。然而，蜂蜜的真实性和品质也成了关注的焦点，因为市场上存在着许多假冒伪劣蜂蜜，其中包括掺杂糖浆、添加色素和添加防腐剂等。传统的蜂蜜分析方法主要包括物理性质测试、糖类成分测定、微生物学检测、色谱和质谱等分析方法。虽然这些方法可以有效地检测蜂蜜中的一些掺假成分，但仍存在诸如检测时间长、操作烦琐、成本高等问题，对于一些高通量和即时性检测要求的场合不太适用[3-4]。因此，开发一种无损检测方法，对于快速、准确地检测蜂蜜真实性和品质具有重要意义。近年来，光谱技术被广泛应用于食品领域的检测，其中拉曼光谱作为一种快速、无损、非破坏性的分析方法，受到了越来越多的关注。拉曼光谱技术基于分子振动产生的激光散射光谱，可以对分子的结构、组成和成分进行分析和鉴定，适用于对不同成分的快速定性和定量分析[5]。与传统分析方法相比，拉曼光谱具有检测速度快、不需要样品预处理、可以直接检测样品中的有机和无机成分等优点，已经在多个领域得到广泛应用，如食品、医药、环境和材料等[6-9]。在蜂蜜检测中，拉曼光谱被广泛用于蜂蜜农兽药残留、真实来源的鉴定、蜂蜜掺假成分的检测、蜂蜜中各种成分的定量等方面[10-13]。本文就拉曼光谱在蜂蜜检测中的应用进行了详细的介绍和分析。

1 拉曼光谱在蜂蜜农兽药残留检测中的应用

拉曼光谱可以用于检测蜂蜜中的农兽药残留。蜂产品农兽药残留检测是蜂蜜食品安全的第一道防线，事关人们的生命健康安全。若对农兽药残留的检测与监管力度不够，最终会使农兽药残留富集于食物链，危害人们的生命健康安全。XIE 等[14]采用表面增强拉曼光谱技术分析蜂蜜中硝基呋喃抗生素呋喃妥因、呋喃他酮和两者的混合物的残留，确定了两种兽药残留对应的两个特征拉曼位移峰。另外，拉曼光谱技术还可以检测蜂蜜中的重金属污染物。OROIAN 等[15]利用拉曼光谱技术检测了受重金属污染的不同种类蜂蜜，发现根据植物来源来对蜂蜜进行分类准确率较高，但不能正确地按照地理来源分类。

2 拉曼光谱在蜂蜜真实性检测中的应用

拉曼光谱可以用来鉴别掺杂糖浆和其他添加物的蜂蜜。它可以通过检测蜂蜜中糖类、蛋白质和其他小分子的特定振动频率来区分真实的蜂蜜和掺杂添加物的蜂蜜。添加物的化学结构不同于蜂蜜中的分子结构，所以它们的振动频率也不同。例如，添加葡萄糖浆的蜂蜜和真实的蜂蜜可以通过它们的C-H 伸展振动区域进行区分，因为它们的振动频率不同[16]。OROIA 等[17]也证明了拉曼光谱的可行性，他们通过比较真实蜂蜜和人工合成的蜂蜜的拉曼光谱，得出了果糖、葡萄糖、水解菊粉糖浆和麦芽汁的典型振动频率，峰的强度随着加入的糖浆浓度的变化而变化。这为真实性检测提供了一种新的无损检测方法。

另外，拉曼光谱还可以用于检测不同种类的蜂蜜。不同种类的蜂蜜由于其不同的植物来源和生长环境，其成分和分子结构也不同，因此它们的拉曼光谱也不同。例如，Acacia 蜂蜜和colza 蜂蜜的拉曼光谱具有不同的典型振动频率，可以通过它们的振动频率进行区分。BERGHIAN-GROSAN 等[18]研究发现基于拉曼光谱和机器学习在鉴别Acacia 蜂蜜和colza 蜂蜜时，其准确率可达90.7%。由此可知，用拉曼光谱来鉴别不同种类的蜂蜜是有效、快速检测蜂蜜种类的方法，从而可避免因假冒伪劣蜂蜜而引起的健康问题。

3 拉曼光谱在蜂蜜品质检测中的应用

除了真实性检测外，拉曼光谱还可以用于检测蜂蜜的品质。蜂蜜的品质受到多种因素的影响，如采集时间、储存条件和加工过程等[19-20]。这些因素可能会导致蜂蜜中化学成分和分子结构的变化，从而影响其品质[21]。而拉曼光谱可以通过检测蜂蜜中的典型振动频率来推测其化学结构，从而进一步判断其品质。

拉曼光谱可以用于检测蜂蜜中的糖类含量。糖类是蜂蜜中最主要的成分之一，也是影响蜂蜜品质的重要因素之一，据相关资料了解，在蜂蜜加热过程中不仅许多功能性的酶会失活，在这个过程中糖类可能会转化成具有毒性的MRPs、5-HMF 的反应产物[22]，导致糖类的含量可能会减少。研究表明，蜂蜜中的糖类含量与其拉曼光谱的C-H 伸展振动强度呈正相关[23-24]。因此，通过检测蜂蜜中C-H 伸展振动的强度，可以确定蜂蜜中的糖类含量，进而评估蜂蜜的品质。

此外，拉曼光谱还可以用于检测蜂蜜中的花粉含量。蜂蜜中的花粉是一种重要的指标，可以用来确定蜂蜜的来源和品质。研究表明，蜂蜜中的花粉含量与其拉曼光谱的指纹区域呈正相关[25]，因此，通过检测蜂蜜中指纹区域的拉曼光谱，可以确定蜂蜜中的花粉类型和含量，进而评估蜂蜜的来源和品质，且拉曼光谱对H2O、CO2等极性物质极其不敏感，检测结果更准确。例如，符致秋等[26]利用拉曼光谱技术对比了不同来源植物的拉曼光谱图，发现不同植物花蜜的拉曼光谱有较大差异，可以用于区分不同来源的蜂蜜。

总之，拉曼光谱在蜂蜜品质检测中的应用，可以为蜂蜜行业提供一个新的无损检测方法。它可以通过检测蜂蜜中糖类、蛋白质和其他小分子的典型振动频率，来确定蜂蜜的真实性和品质。这为蜂蜜生产企业提供了一个更加快速、准确、无损的蜂蜜品质检测手段，有助于提高蜂蜜的质量和市场竞争力。

4 结语

蜂蜜是一种珍贵的食品，其品质和真实性对消费者和生产企业都非常重要。传统的蜂蜜品质检测方法通常需要进行样本前处理，耗时长，且容易受到外部干扰。而拉曼光谱技术的应用，提供了一种快速、准确、无损的蜂蜜品质检测方法。拉曼光谱技术可以通过检测蜂蜜中糖类、蛋白质、花粉等成分的典型振动频率，来确定蜂蜜的品质和真实性。此外，拉曼光谱技术还可以用于检测蜂蜜中其他有机化合物和无机物质的含量。综上所述，拉曼光谱技术在蜂蜜品质检测中具有广泛的应用前景，有望成为未来蜂蜜品质检测的主要方法之一。