离子色谱法检测蜂蜜中的淀粉糖浆

◎ 毛晴岚

（桐庐县检验检测中心，浙江 杭州 311500）

近年来，蜂蜜的营养价值和保健功能逐渐被人们所认识，随着国内外对蜂蜜需求的不断增加，蜂蜜产量逐渐难以满足日益增长的市场需求。在利益驱使下，一些不法商贩通过混合低价蜂蜜、糖浆等甜味物质以次充好，或制售假冒伪劣产品，严重扰乱了蜂蜜市场秩序，损害了正规养蜂户和企业的利益。在蜂蜜中，糖的含量相对较高，在对蜂蜜的品质进行鉴定时，淀粉糖含量是主要评价指标，其不仅直接影响了蜂蜜的品质，还与蜂蜜的口感以及营养价值密切相关[1]。部分蜂蜜酿造商在生产中会通过额外添加糖分的方式提高测定数值，以达到规定的指标。而在自然条件下，蜂蜜中的淀粉糖是由基础糖分发酵产生[2]。在此基础上，对蜂蜜中淀粉糖含量进行准确检测是十分必要的。现阶段，对糖含量进行检测分析的方法主要分为5种，分别是高效毛细管电脉冲法、高效液相色谱法、分光光度法、连续流动分析以及气相色谱法[3]。在上述 5种检测方法中，高效液相色谱表现出了灵敏度较低的特点，其检测结果的专一性也不够理想[4]。传统通用的分析方法需要大量烦琐的前处理操作过程，会大大增加蜂蜜中淀粉糖检测的工作量[5]。

结合糖类的基本属性特征，结合其分子在电化学方面表现出的活泼性，将其融入强碱溶液中，糖分子将以离子化状态存在，在此基础上对其进行检测将大大提高检测结果的准确性，同时降低衍生反应以及样品纯化处理过程对其产生的影响[6-7]。为此，本文采用操作简便、选择性高、重现性好，并可以同时测定多种糖含量（蔗糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖4种）的离子色谱法对蜂蜜中的淀粉糖含量进行测定，并结合测定结果，分析蜂蜜的质量。通过本文的研究，也希望为蜂蜜检测工作的开展提供帮助，助力蜂蜜产业的优化发展。

1 材料与方法

1.1 仪器准备

（1）型号仪器。本文采用美国Dionex品牌的ICS-5000离子色谱仪作为此次检测实验的主要设备[8]。混合泵选自美国Dionex，配备了脉冲安培检测器以及正负极分别为pH-Ag和AgCl的电极装置[9]。色谱柱选自美国兰博Laboc18色谱柱GC6500。

（2）检测流程。对糖浆溶液进行检测时，将AS-DV 自动进样器作为控制装置，调节检测样品的流动速度，将规格为1.0 mL的OnGuard Ⅱ RP作为检测中的前处理柱，考虑到蜂蜜溶液的渗透性可能会对检测结果造成影响，实验中使用了水相滤膜，等级 为0.45 µm。

1.2 标准物质准备

蔗糖：纯度为99.5%，来自Dr. Ehrenstorfer GmbH；葡萄糖：纯度为99.55%，来自SUPELCO；果糖：纯度为99.5%，来自Dr. Ehrenstorfer GmbH；麦芽糖：纯度为99.5%，来自Dr. Ehrenstorfer GmbH；5-磺基水杨酸：浓度4%，配制提供酸性环境；NaOH溶液：纯度为50%，来自Fisher；叠氮化钠：纯度为2%，稳定性好的防腐剂，可以作为良好的配制载体；稀释蜂蜜的纯水：配制标准品的溶剂一般为纯净水，来自Millipore，额定电阻率为18.2 MΩ·cm-3；椴树蜜：作为测试材料，购买渠道为生产厂家采购。

1.3 溶液配制

1.3.1 标准品溶液的制备

标准品溶液的配制主要是针对蔗糖、葡萄糖、果糖以及麦芽糖而言。在配制过程中考虑到糖类物质本身就属于一种极具营养的物质类型，直接用纯水配制可能会导致其出现污染，降低检测结果的准确性。因此，在标准品配制方法的选择上，以保证各待测成分准确定性为基础，将提高标准品有效时间作为配制目标。最终，本文利用叠氮化钠作为标准的配制溶液，其浓度为20 mg·L-1，将其分别与准备的蔗糖、葡萄糖、果糖以及麦芽糖按照特定比例混合，配制成浓度为50.0 mg·L-1的标准品，利用其实现对测试蜂蜜溶液中淀粉糖含量的测定，具体配制的浓度及过程如下。

蔗糖标准溶液/储备液：取浓度为20 mg·L-1叠氮化钠，取30 mg·L-1蔗糖按照特定比例混合，配制成浓度为50.0 mg·L-1的标准品。

葡萄糖标准溶液/储备液：取浓度为20 mg·L-1叠氮化钠，取30 mg·L-1葡萄糖按照特定比例混合，配制成浓度为50.0 mg·L-1的标准品。

果糖标准溶液/储备液：取浓度为20 mg·L-1叠氮化钠，取30 mg·L-1果糖按照特定比例混合，配制成浓度为50.0 mg·L-1的标准品。

麦芽糖标准溶液/储备液：取浓度为20 mg·L-1叠氮化钠，取30 mg·L-1麦芽糖按照特定比例混合，配制成浓度为50.0 mg·L-1的标准品。

1.3.2 样品处理

准确称量蜂蜜样品1.0 g、2.5 g、5.0 g，并置于100 mL容量瓶中，利用移液管在容量瓶中加入50 mL纯水，并采用超声的方式对其进行溶解处理，直至溶液中不存在明显的蜂蜜颗粒。完全溶解后将蜂蜜溶液放置在室温下冷却，待其冷却到室温后，用移液管向其中加入20 mL 5-磺基水杨酸溶液，最后利用纯水对样品进行定容，直至凹液面最低处与容量瓶的刻度处于同一水平线。完成定容后将溶液静置30 min，利用0.45 µm水相滤膜过滤掉溶液中的大分子物质，再用 1.0 mL的OnGuard Ⅱ RP处理柱对溶液进行处理，保留淀粉糖分子，最后再经过0.45 µm水相滤膜过滤。从过滤后的溶液中准确移取1 mL，并用纯水作为定容液，在100 mL的容量瓶中定容，即可完成对样品的处理。

1.3.3 仪器条件

在《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》（GB 5009.8—2016）和 《蜂蜜和果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006）的相关规定中，已经明确了蜂蜜中蔗糖、葡萄糖、果糖以及麦芽糖的定量检测方法，这不仅为其提供了可依据的执行手段，同时也统一了检测标准[10]。结合标准中的规定，利用AS-DV自动进样器将处理后的样品通入离子色谱仪中完成测定。对于色谱工作条件的设置，其中色谱柱的规格为4 mm×250 mm，对应的参数信息为CarboPac PA 10。阴离子交换柱的淋洗液以浓度1∶9配比NaOH溶液与水的混合溶液，设置淋洗液流速为0.8 mL·min-1，此时样品的进样速 率为25 μL·min-1。

1.4 外标法定量分析

本文根据样品中所含晶相的晶体结构模型，采用Rietveld方法，利用一定的峰形函数计算得到拟合谱。通过调整晶体结构参数和峰形参数，使拟合谱最大限度地逼近测量光谱，进而得到相关参数。其中拟合谱图中第i步计算强度Mci表示：

式中：Mbi为背底强度；Sj为比例因子，mp,j为多重反射因子；LPp为洛伦兹极化因子；Gp,j(2θi-2θp,j)为衍射峰的峰形函数；Pp,j为择优取向校正项。

式（2）为拟合谱图与实测谱图之间差别的最小二乘法表达式，计算拟合的目标就是使误差H最小化。

式中：Qi为权重因子；Mci为实测强度；H为误差；Moi为拟合谱图中第i步计算强度。

最终的拟合结果一般用加权剩余方差因子Mwp评价，其值越小，表示拟合越好，拟合谱图与实测谱图的吻合程度越高。一般情况下，Mwp收敛且小于15%，表示结果可靠；若Mwp＜10%，则更理想。Mwp由式（3）进行计算：

推导得出式（1）中单一晶像j的比例因子S与它在样品中的质量分数存在如下线性关系：

式中：K为与X射线衍射仪实验条件有关的常数；Qj为Z相占样品的质量分数；Z为单位晶胞所含化学式的个数；A为化学式分子量；Vj为j相的晶胞体积；μm为样品的质量吸收系数。

采用同一台X射线衍射仪在相同测试条件下测试时，K值不变。在此条件下分别对样品进行测试，对获得的XRD谱图进行Rietveld结构精修，获得各自的比例因子。根据式（4），样品中晶相j的质量分数可表示为式（5），标样的质量分数则表示为式（6），两式相除即可消去常数K得式（7）。样品和标样的质量吸收系数可通过查表计算获得，各晶相及标样的晶胞参数可通过查找晶体结构数据库获得，比例因子在Rietveld结构精修中由精修程序确定。标样若采用纯晶体，则Qs为1。已知全部参数后，根据式（7）进行计算即可得出样品中每一晶相所占质量分数，从而实现定量分析。

计算出样品中各结晶相含量后，则非晶相的含量为：

2 结果与分析

在此基础上，分别对浓度为1.0 g·mL-1、2.5 g·mL-1、 5.0 g·mL-1样品溶液的淀粉糖含量进行测定。计算4种糖的测定结果，ICS-5000离子色谱仪输出的色谱图如图1所示。

根据图1中的图谱信息，对具体的含量信息进行计算，蔗糖的测定结果如表1所示。从表1中可以看出，在测试的蜂蜜样品中蔗糖的回收率达到了99.84%，表明测试结果具有较高的可靠性。测试的蜂蜜中，蔗糖类淀粉糖的含量均值为0.971 1 mg·L-1，按照现有的蜂蜜品质鉴定标准，其属于二等蜂蜜。

表1 蜂蜜中4种糖测定结果表

通过对表1中的数据进行分析可以发现，离子色谱法对蜂蜜溶液中的果糖也表现出了较高的回收率，始终稳定在99.88%，在3种不同浓度溶液的测定结果中，其数值均为0.885 4 mg·L-1。表明离子色谱不仅可以实现对不同浓度果糖的有效分离，还可以实现对其的准确测定，按照蜂蜜品质鉴定标准分析，测试蜂蜜属于一等品。

利用离子色谱法对蜂蜜中的葡萄糖含量进行测定时，其仍表现出了较高的回收率，达到了99.08%，为测定结果的准确性奠定了重要基础。不仅如此，通过观察测量结果也可以发现，其数值为0.642 0 mg·L-1，表明利用离子色谱法检测葡萄糖含量时，其具有良好的稳定性。同样结合现有的蜂蜜品质鉴定标准对其进行分析，测试样品属于二等蜂蜜。

麦芽糖的回收率在100.04%，甚至高于蔗糖、葡萄糖、果糖3种淀粉糖的回收效果，以此为基础的含量检测结果也更具有可靠性。并且测定值达到了0.459 2， 表明离子色谱法可以实现对蜂蜜中麦芽糖含量的准确测定。结合蜂蜜品质鉴定标准分析测试蜂蜜的等级，其属于二等蜂蜜。

3 结论

为实现对蜂蜜中各类淀粉糖的快速准确测定，本文提出基于离子色谱的蜂蜜中淀粉糖浆的检测方法，测定结果具有较高的准确性，并可以通过一次检测实现对所有指标的测定，具有良好的应用效果。希望通过本文的研究，为蜂蜜中淀粉糖含量的测定提供有价值的 参考。