光谱仪应用 | 蜂蜜掺假的光谱检测技术

海洋光学公司开展了一项研究，利用各种光谱组件测量纯蜂蜜样品的荧光，以优化对蜂蜜掺假物的检测。利用海洋光学公司的多功能光谱仪，可以在实验室以外的环境中进行测量，以评估装瓶期间或销售点的蜂蜜质量，确保蜂蜜的真实性。

蜂蜜因其天然的甜味、悠久的历史以及作为“传统工艺食品”的广泛受欢迎，成为全球最受欢迎的风味之一。几个世纪以来，蜂蜜不仅为我们的食物和饮品增添甜味，还在医疗领域有着广泛的应用。蜂蜜在风味、颜色和香气上的多样性，源于蜜蜂采集花蜜的植物种类以及这些植物生长的环境。不同的植物和环境会形成成分各异的花蜜，从而创造出几乎无穷无尽的蜂蜜种类。

作为一款价格较高的天然产品，蜂蜜常常被掺入玉米糖浆、糖蜜、淀粉和水等物质，以次充好，欺骗消费者。据一些报道，蜂蜜是食品欺诈的五大产品之一，仅次于橄榄油和牛奶。由于蜂蜜成分的自然差异（源于花蜜的多样性）以及加工和储存条件带来的额外变化，检测掺伪蜂蜜是一项极具挑战性的工作。

荧光测量法因其无损检测和操作简便而成为蜂蜜样本快速筛查的理想选择。它几乎不需要样本准备，且测试过程无需复杂或昂贵的设备，也不依赖高度专业化的人员。此外，荧光测量还有望作为质量保证工具，通过检测因过度加热（用于液化或巴氏杀菌）而产生的蜂蜜降解特征，确保产品质量。

埃及开罗农业工程研究所（Agricultural Engineering Research Institute, AENRI）的研究人员利用海洋光学公司的模块化光谱仪，结合多种激光波长激发，对蜂蜜进行了激光诱导荧光（Laser-Induced Fluorescence, LIF）测量。他们的目标是表征纯蜂蜜、掺伪蜂蜜、加热蜂蜜和储存蜂蜜的荧光光谱，并开发一种简单、快速且无损的蜂蜜质量及掺伪检测方法。

研究人员观察到各样本间存在许多光谱差异，这些差异使他们能够区分纯蜂蜜和掺伪蜂蜜。例如，1%浓度的糖蜜在光谱曲线上呈现出一个轻微的肩峰。此外，该团队还利用LIF测量来表征蜂蜜的新鲜度。

受到激光荧光实验结果的启发，我们使用海洋光学公司的背照式CCD阵列光谱仪和365 nm LED作为荧光激发光源，对从当地杂货店购买的几种蜂蜜进行了类似的测量。测试的蜂蜜种类包括苜蓿蜜、金花蜜、橙花蜜和有机蜜，价格从每盎司约0.45美元到接近1.00美元不等。所有样本均产自美国，除了有机品牌蜂蜜，其产地为巴西。

未稀释的蜂蜜被移液至一次性比色皿中，并放置在样品架上，激发和发射光纤呈90度排列。蜂蜜样品的荧光光谱（所有样品的测量时间保持一致）如图1所示。所有样品的荧光强度和光谱形状均存在差异。在每个光谱中，400-700 nm范围内的宽泛荧光峰是由于样品中黄酮类化合物（抗氧化剂）的存在。这些荧光光谱形状的变化主要归因于用于生产蜂蜜的花蜜中黄酮类成分的差异。需要注意的是，365 nm处的小峰值并非来自蜂蜜的荧光，而是未稀释的、光学密度较高的蜂蜜样品将激发能量散射到光谱仪中所致。

蜂蜜荧光光谱（图1）中占主导地位的黄酮类化合物属于多酚类物质。这些植物代谢产物决定了蜂蜜的颜色、香气和风味，并提供了抗氧化和其他健康益处。每种蜂蜜样品的独特荧光光谱展示了荧光光谱法在表征蜂蜜特性方面的强大能力和灵敏度。

图1. 365 nm激发下纯蜂蜜的荧光光谱，光谱主要由蜂蜜中存在的黄酮类化合物的荧光响应主导。

海洋光学进行的测量专注于使用单一激发波长对少量纯蜂蜜样本的荧光进行检测。通过利用丰富的模块化光谱学组件，可以轻松地进行更多测量（例如在埃及及其他全球研究实验室所开展的工作）。可以通过使用一系列LED进行荧光激发，来寻找检测蜂蜜掺伪的最佳激发波长。此外，海洋光学公司的Vis-NIR光谱仪和分类模型也已用于蜂蜜的鉴别。

无论哪种情况，借助模块化光谱学组件，测量工作可以脱离实验室环境，在装瓶过程中或销售点对蜂蜜质量进行检测，从而验证蜂蜜是否为100%纯正。

(客服电话4001021226)

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