專利名稱：一種鑒別單花蜂蜜真實屬性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蜂蜜質(zhì)量鑒定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用不同技術(shù)指標(biāo)兩種數(shù)學(xué)模型對蜂蜜真實屬性進行鑒定的方法。
背景技術(shù)：
蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，與自身分泌物結(jié)合后，經(jīng)充分釀造而成的天然甜物質(zhì)。單花蜂蜜是指蜜蜂主要采集一種蜜源植物花蜜釀造的蜂蜜，只有花期長、 分布面積較大的蜜源植物才能形成商品單花蜜種。國內(nèi)蜂蜜市場存在大量摻偽和假冒現(xiàn)象如玫瑰花蜜(玫瑰花雌蕊和雄蕊退化，沒有蜜腺，不存在玫瑰蜂蜜)，黨參蜜(黨參花期短，分布窄不能形成較純的單花蜂蜜，常由其他低質(zhì)蜂蜜冒充)。蜂蜜真實性屬性的核心是不得添加或混入來自蜂蜜以外的其他物質(zhì)，包括可食用物質(zhì)，也不能移去任何物質(zhì)(包括水分)。我國的蜂蜜標(biāo)準(zhǔn)GB 18796-2005，基本解決了對用蔗糖、果葡糖漿、飴糖等人造假蜂蜜的鑒別，且對部分單花蜂蜜在色澤、氣味、滋味和結(jié)晶狀態(tài)等物理特性方面進行了推薦性要求，而對特有化學(xué)性質(zhì)及檢測方法沒有說明。對單花蜂蜜的鑒別，業(yè)界傳統(tǒng)使用的蜜源植物花粉鑒定法，是通過蜜蜂釀蜜過程中攜帶的少量蜜源植物花粉種類鑒定蜂蜜來源，而現(xiàn)行蜂蜜產(chǎn)品采用過濾工藝，商品蜜中一般不存在花粉； 蜂蜜品質(zhì)快速檢測方法(專利公開號CN 101391221A)，該專利用紅外技術(shù)通過蜂蜜中小分子糖的種類和含量可判定某種食品是否是蜂蜜，沒有解決如何區(qū)分不同種單花蜂蜜；一種蜂蜜真?zhèn)魏推焚|(zhì)鑒定檢測方法(專利公開號CN 101871875A)，只能區(qū)別真蜂蜜和假蜂蜜， 不能判別偽劣蜂蜜(高品質(zhì)蜂蜜中摻入低品質(zhì)蜂蜜)。國內(nèi)外現(xiàn)有分析技術(shù)，如液相、氣相等主要用做蜂蜜樣品中抗生素或農(nóng)殘等的分析使用(如基于快速分類提取技術(shù)檢測蜂蜜中抗生素殘留的方法，專利公開號 CN102183596A)。由于蜂蜜含有180多種組分，成分極為復(fù)雜，目前任何單一的技術(shù)方法仍無法準(zhǔn)確的說明蜂蜜的真實性屬性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用單花蜂蜜的基本理化屬性和特征理化屬性建立數(shù)學(xué)模型，對商品單花蜂蜜的真實植物來源、是否混雜其他低價蜂蜜等真實屬性進行判定的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟(I)建立單花蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)樣本；(2)測量待測蜂蜜樣品的基本理化指標(biāo)數(shù)據(jù)；(3)測量待測蜂蜜樣品的特征物質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)；(4)采用主成分分析結(jié)合聚類分析來判定待測蜂蜜是否為所述單花蜂蜜；步驟(3)中，所述特征物質(zhì)組分是通過將待測蜂蜜樣品80°C加熱60分鐘，通過固相微萃取(SPME)富集，再用氣相質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)方法收集獲得的極性、非極性小分子化合物。其中采集標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜基本理化數(shù)據(jù)基本理化指標(biāo)包括水分含量、電導(dǎo)率、pH值、酸度、羥基甲基糠醛(HMF)、還原性糖、葡萄糖、果糖、總蛋白含量、淀粉酶活性、超氧化物歧化酶(SOD)。方法為還原糖含量(國家進出口標(biāo)準(zhǔn)SN/T 0852-2000)，葡萄糖和果糖(國家進出口標(biāo)準(zhǔn)SN/T 0852-2000)，pH值(AOAC)，酸度(國家進出口標(biāo)準(zhǔn)SN/T 0852-2000)，水分的含量(AOAC)，HMF (國家進出口標(biāo)準(zhǔn) SN/T 0852-2000)，電導(dǎo)(GB/T 18932. 15-2003)，淀粉酶值(SN/T 0852-2000)?？偟鞍撞捎每捡R斯亮藍(lán)法測定。SOD活性參照羅廣華方法。標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜樣品的收集是在蜜源植物盛花季節(jié)從各地蜂農(nóng)手中直接購買的、未經(jīng)任何加工的原始成熟蜂蜜樣品，釀蜜蜂種為中華大黃蜂。市售標(biāo)注為單花蜂蜜的商品蜂蜜不能作為標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜樣本收集。主成分分析結(jié)合聚類分析建立判定模型。先用主成分分析對標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜樣品中 11個基本理化指標(biāo)進行降維處理，根據(jù)累計方差貢獻率大于85%來提取主成分因子。再將提取的幾個主成分作為變量，進行聚類分析。根據(jù)主成分分析和聚類分析的結(jié)果初步建立標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜樣本類群。采集標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜特征理化數(shù)據(jù)采用固相微萃取結(jié)合氣相質(zhì)譜聯(lián)用方法收集蜂蜜樣品中極性、非極性小分子特征物質(zhì)。固相微萃取頭為PDMS\DVB、DVB\CAR\PDMS兩種纖維頭，樣品收集條件為5g樣品+2mL NaCl溶液+60min萃取時間+纖維頭。色譜條件色譜柱為RTX-5MS石英毛細(xì)管色譜柱(3011^0.3211111^1.(^111)，柱溫601(保留5min)，以 50C /min升溫至220°C，保持IOmin ;汽化室溫度250°C;載氣為高純(99. 999% )He ;載氣流量l.Oml/min;無分流進樣。質(zhì)譜條件電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV ;傳輸線溫度 2500C ;離子源溫度為200°C ;質(zhì)量掃描范圍m/z 30 500。聚類分析建立判定模型。單花蜂蜜的典型性離子流如圖1，通過檢索Wiley7譜庫和NIST 27譜庫，鑒定出包括醇類、酮類、醛類、酸類、烷烴類、苯和呋喃衍生物等多種化合物。研究認(rèn)為當(dāng)某一化合物在所檢測的單花蜜中都存在，而在其他檢測的蜂蜜中不存在或存在但含量較少時，此化合物是該單花蜜的特征性物質(zhì)。因而選擇在各單花蜜中出現(xiàn)頻次較高的化合物進行主成分分析和聚類分析。以累計方差貢獻率達85%原則提取主要主成分分析。不同單花蜂蜜蜜種提取化合物不盡相同。根據(jù)特征物質(zhì)主成分分析結(jié)合聚類分析結(jié)果建立標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜的真實類群。待測蜂蜜樣品真實性分析。測定待測樣品蜂蜜上述(I)所述的十一個基本理化指標(biāo)，根據(jù)主成分分析結(jié)合聚類分析結(jié)果觀察待測樣品蜂蜜所分布區(qū)域，初步判定待測樣品與標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜樣品所屬關(guān)系。若基本理化指標(biāo)不能很好將待測樣品蜂蜜分類，則按上述
(3)所述分析待測蜂蜜小分子特征化合物。根據(jù)蜂蜜特征物質(zhì)主成分分析和聚類分析結(jié)果最終判定待測蜂蜜真實所屬類群。


圖I單花蜂蜜-沙棗蜜典型總離子流。圖2四種單花蜂蜜蜜基本理化指標(biāo)主成分結(jié)合聚類分析3四種單花蜂蜜特征物質(zhì)組分的主成分分析荷載圖
圖4四種單花蜂蜜特征物質(zhì)組分主成分結(jié)合聚類分析5基本理化指標(biāo)提取的5個主成分相關(guān)矩陣的特征值
具體實施例方式為了更準(zhǔn)確的評價市售單花蜂蜜的真實屬性，以新疆地區(qū)大宗商品單花蜜種油菜蜜、沙棗蜜、葵花蜜，棉花蜜為標(biāo)準(zhǔn)建模樣品，以油菜蜜、沙棗蜜、葵花蜜中添加20%棉花蜜為例說明該方法如何鑒別單花蜂蜜的真實屬性。實施例一種鑒別單花蜂蜜真實屬性的方法，具體包括以下步驟標(biāo)準(zhǔn)樣品采集根據(jù)蜜源植物的分布特點和季節(jié)特性，收集蜂蜜樣品共53份，主要來自南疆阿克蘇、喀什，北疆石河子、昌吉、奎屯、阿勒泰、塔城、伊寧、烏魯木齊，東疆木壘、吉木薩爾等地。在蜜源植物開花季節(jié)從蜂農(nóng)手中直接購得。充分代表新疆四種單花蜂蜜特性。基本理化指標(biāo)初步判斷蜂蜜真實屬性檢測糖類、水分、電導(dǎo)、酸度、淀粉酶活性等 11種理化指標(biāo)，根據(jù)一級蜂蜜國家標(biāo)準(zhǔn)要求，剔除水分含量過高，或酸度值較大，或其他單個指標(biāo)不符合的樣品。將獲得的數(shù)據(jù)，根據(jù)特征值大于I的原則提取5個主成分，其特征值分別為2. 996,1. 530,1. 326,1. 225,1. 146，累計方差貢獻率達74. 756%。從表2-2可知第一主成分Fl單獨說明原始變量的27. 237%，代表變量為還原性糖、果糖、pH值、水分和電導(dǎo)。全部樣品的主成分荷載如圖5,棉花蜜位于第一主成份的負(fù)方向，除3個樣品外,可以和其他三種單花蜜區(qū)分開。樣品進行聚類分析，聚類如圖2，從圖中可以看出，同一植物來源的蜂蜜趨向于形成幾個小類。4種單花蜂蜜特征理化數(shù)據(jù)的采集5g蜂蜜溶于2mLNaCl溶液，80°C恒溫60min, 50/30 μ mDVB\CAR\PDMS萃取頭吸附蜂蜜中溢出物質(zhì)，然后將萃取頭插入GC/MS進樣口，于 250°C條件下解析5min后進樣分析。4種蜂蜜樣品共鑒定出144種化合物，主要包括醇類、 酮類、醛類、酸類、烷烴類、苯和呋喃的衍生物。乙醇、糠醛、安息香醛、苯乙醛、順式氧化芳香醇、反式氧化芳香醇、苯乙醇、辛酸、乙酸苯乙酯、壬酸、大馬酮、癸酸、十五烷、十二酸、十七烷、2，4，4，6-四甲基-2-庚烯、肉豆蘧酸、十八烷、異丙基豆蘧酸酯、十九烷、棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、二十一烷、二十四烷和苯甲醇等25種化合物在四種單花蜜中都有檢出，為不同單花蜂蜜的共有萃取物質(zhì)。4種單花蜂蜜特征理化數(shù)據(jù)聚類分析蜂蜜中的特征性物質(zhì)來源主要有兩個途徑直接來自蜜源植物花蜜腺；來自花蜜在蜂巢中逐步成熟過程中產(chǎn)生的新化合物。分析選擇在各單花蜜種中出現(xiàn)頻次較高的化合物進行主成分分析和聚類分析。以沙棗蜜為例。 選擇在沙棗蜜中出現(xiàn)次數(shù)較高的39個代表性化合物進行主成分分析，所得的相關(guān)矩陣的根據(jù)特征值大于I的原則提取12個主成分，累計方差貢獻率達82. 669%。第一主成分的代表變量為1_甲基_4_異丙烯基苯、苯乙醇、桃金娘烯醇、4_職品醇、職品醇、α，α， 4-三甲基-2，4-環(huán)己二烯-I-甲醇、異丙基豆蘧酸酯、2-莰烯、9-(3，3_ 二甲基-環(huán)氧乙燒-2-燒基)-2, 7_ 二甲基-九碳_2,6_ 二稀醇、2,4,4,6_四甲基_2_庚稀、3-苯基_2_丙烯醇、3-苯基丙烯醛。4種單花蜂蜜特征物質(zhì)主成分荷載如圖3。棉花位于第一主成分和第二主成分的負(fù)軸位置，能夠很好的與其他三種單花蜜區(qū)分開。分別對單花蜂蜜的39個代表化合物進行聚類分析，如圖4，棉花蜜等單花蜜能分別聚成小類。三種單花蜂蜜中摻20%棉花蜜的鑒別11種基本理化指標(biāo)的測定結(jié)果表明，樣品全部符合蜂蜜國家標(biāo)準(zhǔn)要求，但蜂蜜標(biāo)準(zhǔn)的符合不能說明混雜樣品與單花蜂蜜樣品的區(qū)別。進一步對基本指標(biāo)的主成分分析結(jié)合聚類分析表明，混雜了棉花蜜的三種單花蜂蜜樣品不能很好分布在本類別的單花蜂蜜類群內(nèi)，如圖2。蜂蜜特征組分的SPME結(jié)合GC-MS獲得的數(shù)據(jù)，摻棉花蜜的各單花蜜萃取的物質(zhì)類別和含量都有一定的變化，反應(yīng)在PCA和聚類分析結(jié)果上就是與本類單花蜜聚類出現(xiàn)分支，樣品落在靠近真實棉花蜜樣品的區(qū)域，如圖4方框內(nèi)所標(biāo)識。由上述實施例可見，判定某一單花蜂蜜的蜜源植物真實性來源、是否混雜其他蜂蜜種類，要在獲得該單花蜂蜜的真實樣本的基礎(chǔ)上，分別建立該單花蜜基本理化指標(biāo)和特征組分的主成分模型，并根據(jù)主成分的特征建立聚類模型，最后根據(jù)未知樣品的PCA分析和聚類說明該樣品是某一單花蜂蜜或某種混和蜂蜜的真實屬性。
權(quán)利要求
1.一種鑒定單花蜂蜜真實屬性的方法，包括以下步驟(1)建立單花蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)樣本；(2)測量待測蜂蜜樣品的基本理化指標(biāo)數(shù)據(jù)；(3)測量待測蜂蜜樣品的特征物質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)；(4)采用主成分分析結(jié)合聚類分析來判定待測蜂蜜是否為所述單花蜂蜜；其特征在于，步驟(3)中，所述特征物質(zhì)組分是通過將待測蜂蜜樣品80°C加熱60分鐘， 通過固相微萃取(SPME)富集，再用氣相質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)方法收集獲得的極性、非極性小分子化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)中，通過采集單花蜂蜜的基本理化指標(biāo)、特征物質(zhì)組分的數(shù)據(jù)，來建立標(biāo)準(zhǔn)樣本；其中，所述基本理化指標(biāo)包括水分含量、電導(dǎo)率、pH、酸度、羥基甲基糠醛(HMF)、還原性糖、葡萄糖、果糖、總蛋白含量、淀粉酶活性和超氧化物歧化酶(SOD);所述特征物質(zhì)組分是將標(biāo)準(zhǔn)單花蜂蜜樣品通過固相微萃取(SPME)富集，再用氣相質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)方法收集獲得的極性、非極性小分子化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述基本理化指標(biāo)包括水分含量、電導(dǎo)率、pH、酸度、羥基甲基糠醛(HMF)、還原性糖、葡萄糖、果糖、總蛋白含量、淀粉酶活性和超氧化物歧化酶(SOD)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，所述主成分分析是將獲得的待測蜂蜜的基本理化指標(biāo)數(shù)據(jù)進行歸一化處理，輸入建立好的基本理化指標(biāo)分析模型中，得到該待測樣品的樣本點，判斷所述樣本點落在分析模型中的區(qū)域，判定該待測樣品的是否為所屬單花蜜類群。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，所述聚類分析是將獲得的待測蜂蜜的特征物質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)進行歸一化處理，輸入特征組分分析模型中，根據(jù)待測樣本所在區(qū)域，最終判定該待測樣品的真實屬性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑒別單花蜂蜜的方法，包括以下步驟建立單花蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)樣本；測量待測蜂蜜樣品的基本理化指標(biāo)數(shù)據(jù)；測量待測蜂蜜樣品的特征物質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)；采用主成分分析結(jié)合聚類分析來判定待測蜂蜜是否為所述單花蜂蜜。本發(fā)明的方法適用于對蜂蜜真假的鑒定，單花蜂蜜區(qū)別于其他單花蜂蜜，判定蜂蜜真實蜜源植物花蜜來源鑒定，單花蜂蜜摻雜其他低質(zhì)蜂蜜的情況。
文檔編號G01N1/34GK102607924SQ20121004898
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者李冠, 王詠星, 粟有志, 謝麗瓊, 馬東建 申請人:新疆大學(xué)