核磁共振技術在蜂蜜品質檢驗中的應用

隨著食品的真實性越來越受到關注，蜂蜜是審查程序越來越多的食品之一，其生產現在受到諸多旨在確保食品真實性和質量的法規的約束。
 
 
基于NMR的質量與真實性分析
 
隨著食品真實性日益受到關注，蜂蜜成為受到越來越多審視的食品之一，其生產現在必須遵循一系列旨在確保真實性與質量的法規。蜂蜜生產商以及質量控制實驗室現在需要更加先進的分析方法。在這里，我們將探討基于核磁共振（NMR）的篩選是如何提供一種高成本效益的完整分析手段的，它能可靠保障消費者得到名副其實的蜂蜜。
 
蜂蜜生產的挑戰
 
有關蜂蜜實物、標簽甚至其成分的基本性質的各項法規，目前正面臨越來越多的爭議。由于需要考慮大量存在爭議的環境、生態和個人健康問題，現代蜂蜜制造商正面臨涉及滿足大量變化不定的法規、并確保消費者利益的眾多挑戰。
 
蜂蜜需求量龐大但供應不足，我們注意到近年來市場上造假產品的數量急劇上升。造假可以包括添加高果糖玉米糖漿等其它糖分，以及宣稱錯誤的地理原產地，并且變得越來越難以檢測。
 
食品認證對于消費者和食品工業來說都是非常重要的，它跨越生產過程的各個層面。近年來，隨著食品丑聞的增多，歐盟委員會現在鼓勵使用分析方法來確定蜂蜜產品的真實性和質量。為了擊敗造假者，蜂蜜生產商和質量控制實驗室因此需要越來越先進的分析方法。在這里，我們將探討基于核磁共振（NMR）的篩選是如何提供一種高成本效益的完整分析手段的，它涵蓋了有關真實性、質量控制和量化的所有方面。
 
蜂蜜的質量與真實性
 
蜂蜜的定義為由蜜蜂產生的天然甜物質，主要由糖組成，還含有酸、礦物質、維生素和氨基酸。蜂蜜的組成主要取決于其花源，這也使得生產區域得以確定。蜂蜜的供應受天氣波動的影響很大，由于這一因素加之蜜蜂數量減少以及生產成本高漲，特別容易導致蜂蜜造假。
 
在按蜂蜜標記并銷售的產品中添加甜味劑，既違法又不道德。因為它在不通知買方的情況下通過降低產品價值來獲得不當經濟收益，因而是一種經濟性摻假行為。由于它會影響消費者的意見，因而這種方法對整個行業尤其有害。
 
由于食品市場日益國際化，近年來蜂蜜的進出口量顯著增加。這將一國范圍的蜂蜜生產與真實性問題擴展到全球質量標準的問題。特別是由于面筋和甜菜糖等一些常見的蜂蜜摻假劑都是過敏原，各國際組織和各國政府對食品質量控制的需求不斷增加，以保護消費者的健康和安全。
 
蜂蜜分析：一種新方法
 
有多種方法可用于測定蜂蜜的真偽。然而，在面對復雜的食物基質時，許多技術無法提供足夠的靈敏度和選擇性，因此不能用于同時確定真實性和摻假行為。現在，NMR可以提供一種高成本效益的、高效率交鑰匙解決方案。
 
Bruker的一項研發成果表明NMR可以用于綜合性蜂蜜分析。使用FoodScreener平臺的新蜂蜜圖譜模塊，可進行靶向和非靶向分析。它能通過單次測量同時識別并量化大量化合物，且只需單一的校準標準。
 
該原理基于400 MHz NMR波譜，依賴于對各單個樣本特定波譜指紋的采集。該方法已經成功地提供了一種用于特定果汁和葡萄酒樣本類型的全自動按鈕式解決方案，能夠以更低的單位成本提供可靠的靶向和非靶向多標記分析。
 
如圖1所示，將基于NMR的技術應用于蜂蜜，已證明可以識別并量化30多種參數，包括脯氨酸、蔗糖和纈氨酸。該表還包括與各化合物參考數據庫中分布的可視化對比，因而能直接檢測非典型濃度。
 
通過將特定樣本的完整NMR波譜與相應組別的參考波譜數據庫進行比較，可將驗證模型用于非靶向分析。無論信號是否是由先前已識別的分子產生，所有的波譜數據點都被考慮在內，從而得到如圖2所示的NMR圖譜。
 
圖1顯示了所有九種磺胺類藥物的代表性色譜圖，研究在蜂蜜中進行，0.1 ppb，峰-峰（PP）S/N比。0.1 ppb下蜂蜜基質中所有九種磺胺類藥物的S/N比遠高于10，圖2清楚地顯示了不含目標磺胺類藥物的凈蜂蜜基質。
 
在蜂蜜樣本的真實性分析中，原產地起著至關重要的作用。圖3顯示了對來自中美洲的多花蜂蜜的地理來源驗證。通過結合覆蓋廣泛的數據庫，基于NMR的篩選方案可以包含嚴格的驗證條件，包括參與環試驗。
 
結論
 
通過同時結合靶向和非靶向分析，基于NMR的蜂蜜篩選提供了完整的解決方案，可用于質量控制和造假檢測，如添加糖漿或糖溶液，包括預期之外的、甚至未知的造假。因為該項技術能減少所需樣本的數量，并增加實驗室通量，使之極具成本效益。通過提供一種可靠的按鈕式解決方案，甚至讓非專家型操作人員也能據此準確地測定蜂蜜的質量和真實性，NMR因此提供了一種適用于質量控制和政府監管實驗室的理想的篩選方案。
 
〔1〕Codex Alimentarius；2001；蜂蜜法典修訂版（No. CODEX STAN 12-1981；Rev 1 (1987)；Rev. 2 (2001)）。