馬凱,楊昌彪*,黃永橋,吳新文,簡銀池
(1.貴州省分析測試研究院,貴陽 550000;2.貴州省檢測技術(shù)研究應(yīng)用中心,貴陽 550000)
蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露,與自身分泌物混合后,經(jīng)充分釀造而成的天然甜物質(zhì)[1],其主要成分為果糖、葡萄糖、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和酶[2],具有豐富的營養(yǎng)價值,是良好的藥用輔料,并作為食品調(diào)味配料應(yīng)用于多種食品中[3-6]。近些年來,隨著人民的生活水平提高,對于蜂蜜的需求量迅速增加,但是天然蜂蜜的產(chǎn)量難以滿足市場需求,價格相對較高,少數(shù)不法商人在天然蜂蜜中摻加各種低廉的糖漿,如果葡糖漿、麥芽糖漿等,以此牟利,嚴重損害了消費者和正規(guī)蜂蜜生產(chǎn)企業(yè)的利益[7],因此,有必要對蜂蜜摻假與真?zhèn)蔚臋z測技術(shù)進行研究。目前,蜂蜜摻假檢測方法已由感官、理化指標(biāo)、花粉鑒別等傳統(tǒng)品質(zhì)檢測方法[8],發(fā)展到現(xiàn)代分析技術(shù),主要有碳穩(wěn)定同位素分析法、色譜分析法、光譜分析法、酶活性法、差熱分析法等[9-15],這些檢測方法都有各自的特點和一定的適用范圍。其中,薄層色譜法由于對設(shè)備和操作要求較低,且對蜂蜜中摻入的高果糖淀粉糖漿能準確辨別,被廣泛應(yīng)用,我國也在美國AOAC方法《蜂蜜中高果糖淀粉糖漿——薄層色譜測定法》進行了編輯性修改,形成了GB/T 18932.2-2002《蜂蜜中高果糖淀粉糖漿測定方法 薄層色譜法》國家標(biāo)準方法。
本研究在GB/T 18932.2-2002標(biāo)準方法的基礎(chǔ)上,擬采用固相萃取小柱代替活性炭玻璃層析柱,對前處理步驟進行優(yōu)化,再用薄層色譜法分離、檢測,建立了蜂蜜中高果糖淀粉糖漿的測定方法。
無水乙醇、丙酮:分析純,成都市科龍化工試劑廠;正丁醇(分析純):天津市富宇精細化工有限公司;冰乙酸(分析純):天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;磷酸(優(yōu)級純,≥85%):國藥集團化學(xué)試劑有限公司;二苯胺鹽酸鹽、苯胺:分析純,上海安譜實驗科技股份有限公司;實驗用水為一級水;F55果葡糖漿:山東香馳健源生物科技有限公司;原料為食用玉米淀粉。
薄層展開劑的配制:正丁醇+水+乙酸(2+1+1)。
顯色劑的配制:稱取1.0 g二苯胺鹽酸鹽,至盛有50.0 mL丙酮的錐形瓶中,再加入1 mL苯胺,同時加入5 mL磷酸,超聲至完全溶解,冷凍保存或臨用前配制。
薄層層析板:硅膠G板(青島海洋化工有限公司,規(guī)格200 mm×200 mm,厚度0.20~0.25 mm),使用前應(yīng)畫板,在距離薄層板下端2.0 cm的位置畫線,此線為爬板起始線,在薄層板的左右兩邊各留2 cm,并在起始線上水平每間隔2 cm處標(biāo)記,作為點板位置,從起始線向上量10 cm的位置畫線,此線為爬板終點線,層析板使用前應(yīng)置于110 ℃恒溫干燥箱中活化1 h,并置于干燥器中冷卻至室溫,備用;固相萃取小柱(規(guī)格6 mL):上海安譜實驗科技股份有限公司;微量注射器(10 μL):美國安捷倫公司;顯色噴霧瓶(規(guī)格50 mL):姜堰東方科教儀器廠;50 mL棕色雞心瓶;薄層色譜展開槽(200 mm×200 mm,雙槽)。
202型電熱恒溫干燥箱 永光明醫(yī)療儀器有限公司;RE-2000A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;真空抽氣泵(SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵);分析天平 常熟市天量儀器有限責(zé)任公司;多管旋渦混合器 北京普立泰科儀器有限公司;Milli-Q實驗室超純水制備系統(tǒng) 美國Millipore公司;SK250HP型超聲波清洗器 上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司;12管固相萃取裝置 美國Supelco公司;5~50 mL瓶口分液器 德國普蘭德公司;XW-80A型旋渦混合器 蘇州江東精密儀器有限公司;移液器(100~1000 μL、1~5 mL) 大龍興創(chuàng)實驗儀器有限公司;電吹風(fēng)機。
1.3.1 樣品的制備
有結(jié)晶的樣品,在密閉的情況下,置于不超過60 ℃的水浴鍋中,待樣品全部融化后混合均勻,迅速冷卻至室溫,待稱量;無結(jié)晶的實驗室樣品,混合均勻后,備用。
1.3.2 提取與凈化
提?。悍Q取2 g(精確到0.01 g)樣品,置于50 mL聚丙烯離心管中,加入10 mL水后,置于多管旋渦混合器渦旋溶解,待固相萃取小柱凈化?;罨合纫?5 mL水預(yù)洗小柱,流速為1滴/s,待液相距離上層篩板約2 mm處,開始上樣;上樣:溶解液全部過柱,流速控制在1滴/s,棄掉流出液;淋洗:以25 mL 7%乙醇水溶液進行淋洗,棄去淋洗液;洗脫:用10 mL 50%的乙醇水溶液進行洗脫,流速控制在1滴/s,抽干,收集全部洗脫液,轉(zhuǎn)移至50 mL棕色雞心瓶中,待濃縮。濃縮:將洗脫液置于65 ℃水浴中減壓濃縮至干,加入0.50 mL 30%的乙醇水溶液,搖勻,充分溶解,轉(zhuǎn)移至15 mL離心管中,作為供試品溶液待薄層色譜分析。
1.3.3 對照樣品的制備與保存
選取不含糖漿的純蜂蜜作為陰性對照樣品,并添加果葡糖漿,制備含有5%、10%糖漿的蜂蜜作為陽性對照樣品,按照1.3.2步驟操作,制備供試品溶液,可以一次制備冷凍保存,多次使用。
1.3.4 薄層層析
薄層展開:用10 μL微量進樣針在距離薄層板下端2 cm的位置,同時水平間隔2 cm,按照標(biāo)記好的點,少量多次地點上6.0 μL的供試品溶液,并點上同樣量經(jīng)過處理的純蜂蜜和含有5%、10%糖漿的對照品溶液;點樣結(jié)束后,把薄層板放入展開槽中(薄層展開前,展開槽加入30 mL展開劑,液面高度約為0.5 cm,蓋好蓋板,蒸汽預(yù)飽和15 min),按傾斜向上法展開,當(dāng)展開劑前沿到達標(biāo)記好的爬板終點線時,從展開槽中取出薄層板,晾干或者用吹風(fēng)機冷風(fēng)吹干,預(yù)計展開時間為150~180 min。顯色:把顯色劑用噴霧瓶均勻噴霧在薄層板上,等溶劑完全揮發(fā)后,放入105 ℃的恒溫干燥箱中烘15 min,使之顯色。
1.3.5 結(jié)果判定
觀察顯色情況,純蜂蜜在比移值Rf=0.35以上的區(qū)域只有2~3個藍色中帶灰色或咖啡色的斑點,混有糖漿的蜂蜜卻是從原點開始呈現(xiàn)出藍色帶狀樣的斑點群,因此,假如從原點開始到Rf=0.35位置附近有藍色帶狀斑點群出現(xiàn),應(yīng)考慮蜂蜜樣品中混有淀粉轉(zhuǎn)化來的高果糖淀粉糖漿,可以判定為陽性,見圖1。點樣量為6 μL時,檢出限為含有5%的糖漿。
純蜂蜜和高果糖淀粉糖漿中絕大部分糖類是單糖,還含有少量的二糖,純蜂蜜中含有3%~4%的低聚糖,不含高分子糖,而高果糖淀粉糖漿含有微量高分子糖,因此,可根據(jù)糖成分的不同,隨著糖鏈的增加,結(jié)合薄層色譜,其比移值Rf相應(yīng)降低,來區(qū)分純蜂蜜和摻有高果糖淀粉糖漿的蜂蜜。在用薄層色譜展開前,需要除去樣品中單糖和二糖的干擾,并分離和富集其中的高分子糖。在GB/T 18932.2-2002中,使用2.0 g硅藻土、12.0 g活性炭和硅藻土混合物(1+1)、2.0 g硅藻土,加水,依次自然沉降堆積,制得活性炭玻璃層析柱;上樣后,并分別用500 mL水預(yù)洗,300 mL乙醇溶液(7+93)淋洗,100 mL乙醇溶液(1+1)洗脫;洗脫液用旋蒸蒸發(fā)儀濃縮蒸干后,在真空干燥箱中干燥,干燥完畢后,稱取雞心瓶的質(zhì)量,計算溶出物的質(zhì)量,按每10 mg溶出物加0.1 mL水的比例,加水溶解,以備薄層色譜分析用。標(biāo)準方法在實際操作過程中,活性炭玻璃層析柱因長度較長,填料較多,增加了液體的流動阻力,同時需要溶劑的量較大,所需的實驗時間較長,不利于批量操作,增加了檢測成本;同時,在層析柱分離和富集的過程中,需要持續(xù)保持在負壓狀態(tài)下,少量的填料會通過玻璃棉進入到接收瓶中,影響溶出物質(zhì)量的準確性。
本研究采用固相萃取小柱代替活性炭玻璃層析柱,對前處理過程進行了優(yōu)化,具體步驟見1.3.2,優(yōu)化的方法減少了硅藻土、活性炭和試劑使用量,溶出物加入0.50 mL水直接溶解的方式,縮短了前處理過程的時間,見表1,并結(jié)合固相萃取裝置,可以進行批量樣品的同時處理,降低了檢測成本和提高了檢測效率。
表1 不同前處理過程的對比
采用本研究方法與GB/T 18932.2-2002方法分別對純蜂蜜及添加外源糖漿的陽性對照品進行處理,并在硅膠薄層板上展開,結(jié)果見圖1。
圖1 薄層色譜法測定樣品的結(jié)果
由圖1可知,1號、2號和5號是按照本研究方法進行前處理,其中1號為含10%高果糖漿的蜂蜜,2號為含5%高果糖漿的蜂蜜,5號為純蜂蜜;3號、4號和6號是按照GB/T 18932.2-2002進行前處理,其中3號為含5%高果糖漿的蜂蜜,4號為含10%高果糖漿的蜂蜜,6號為純蜂蜜。由圖1可以看出1,2,3,4號除了在Rf>0.35處出現(xiàn)了斑點外,在從近原點處開始呈現(xiàn)藍色帶狀斑點群,判定結(jié)果為陽性,5,6號在Rf>0.35處出現(xiàn)了大斑點,在Rf<0.35位置薄層板比較干凈,未出現(xiàn)斑點,判定結(jié)果為陰性。比較本方法與標(biāo)準方法所得譜圖,結(jié)果顯示兩種試驗結(jié)果一致,表明本研究方法可以對蜂蜜中高果糖淀粉糖漿進行定性判斷。
為了進一步驗證本方法的適用性,選取了實驗室收集和市場采購的共計45個蜂蜜樣品,按照本研究建立的方法進行實驗,同時,對這些蜂蜜按照GB 5009.8-2016的方法,測定了果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖的含量,以及按照GB/T 18932.1-2002的方法,測定蜂蜜中碳-4植物糖的百分含量,通過這些指標(biāo)判斷選取的蜂蜜是否有外源性植物糖漿的摻入,蜂蜜樣品測定統(tǒng)計結(jié)果見表2。
表2 蜂蜜樣品測定結(jié)果
續(xù) 表
由表2可知,在45個蜂蜜樣品中共有8個樣品摻入了外源性植物糖漿,占總體樣品的17.78%。
根據(jù)2020年版的中國藥典《蜂蜜》和GB 14963-2011《食品安全國家標(biāo)準 蜂蜜》規(guī)定:果糖和葡萄糖的總量不得少于60 g/100 g;蔗糖的含量除桉樹蜂蜜、柑橘蜂蜜、紫苜蓿蜂蜜、荔枝蜂蜜、野桂花蜜不得高于10 g/100 g外,其他蜂蜜不得高于5 g/100 g;麥芽糖含量不高于5 g/100 g。由表2可知,除L17號樣品外,所有蜂蜜樣品的果糖和葡萄糖含量都在規(guī)定的60 g/100 g以上,蔗糖和麥芽糖的含量均低于5 g/100 g,L17號樣品果糖和葡萄糖的含量為4.9 g/100 g,麥芽糖含量高達42.6 g/100 g,判斷該樣品添加了外源性糖漿,主要成分為麥芽糖漿。
按照GB/T 18932.1-2002《蜂蜜中碳-4植物糖含量測定方法 穩(wěn)定碳同位素比率法》計算結(jié)果規(guī)定,當(dāng)計算結(jié)果≥7%時,應(yīng)認為含有碳-4植物糖。表2中L21、L27、L35、L36、L44號樣品的計算結(jié)果大于7%,表明這5個樣品添加了碳-4植物糖(主要是指玉米糖或甘蔗糖),L17號樣品未提取出蛋白,由于真實蜂蜜樣品中含有蛋白,結(jié)合糖含量的測定結(jié)果,該蜂蜜樣品為假蜂蜜樣品。
按照本研究建立的方法對選取的蜂蜜樣品進行實驗,在硅膠薄層板上的展開結(jié)果見表2,其中L17、L18、L30、L36號樣品在薄層色譜法中呈陽性,表明這些蜂蜜樣品中摻有淀粉轉(zhuǎn)化來的高果糖淀粉糖漿。
本研究通過對GB/T 18932.2-2002標(biāo)準方法的樣品前處理過程進行了優(yōu)化,采用固相萃取小柱代替活性炭玻璃層析柱,結(jié)合固相萃取裝置,可以進行批量樣品的同時處理,減少了填料和試劑使用量,縮短了前處理過程的時間,降低了檢測成本,提高了檢測效率,比較了本方法與標(biāo)準方法的測定結(jié)果,譜圖顯示兩種實驗結(jié)果一致,表明本研究方法可以對蜂蜜中摻有的高果糖淀粉糖漿進行定性判斷,能滿足生產(chǎn)企業(yè)和檢驗機構(gòu)的檢測要求。
隨著蜂蜜中摻入糖漿來源多樣,以及摻假手段越來越復(fù)雜,薄層色譜法的應(yīng)用有一定局限性,且很難通過一種檢測方法對蜂蜜的摻假進行確證,需要結(jié)合多種檢測方法來保證結(jié)果的準確性,同時,蜂蜜摻假的檢測技術(shù)也要隨著摻假手段的變化而不斷發(fā)展。