一種蜂蜜的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及食品分析和食品質(zhì)量安全領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種蜂蜜的評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蜂蜜是由蜜蜂（ApismelliferaL.)從蜜源植物的花朵上采集花蜜或蜜露后，將 其貯存于蜂巢內(nèi)的巢脾中，經(jīng)充分釀制而成。成熟蜂蜜是一種具有濃郁花香味的天然甜物 質(zhì)，自古至今，因其具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而被人們廣泛食用。常溫下，蜂蜜為半透明的粘稠 狀液體，低溫久存后，會(huì)出現(xiàn)部分結(jié)晶或全部結(jié)晶。蜂蜜的結(jié)晶可能與其蜜源種類、物質(zhì)組 成或熱力學(xué)特征等密切相關(guān)。
[0003] 生產(chǎn)或評(píng)價(jià)不同結(jié)晶狀態(tài)的蜂蜜，不僅能為消費(fèi)者提供特色鮮明的產(chǎn)品，而且有 助于改進(jìn)生產(chǎn)工藝，為生產(chǎn)者創(chuàng)造更大的利潤(rùn)。
[0004] 結(jié)晶蜂蜜和非結(jié)晶蜂蜜的化學(xué)組分較為相似，差別多集中在某些成分的物理狀態(tài) 或含量的改變，而蜂蜜的真實(shí)性評(píng)價(jià)對(duì)消費(fèi)者的知情權(quán)和企業(yè)的信譽(yù)度非常重要。從立法 的角度講，眾多關(guān)于蜂蜜的質(zhì)量標(biāo)簽已經(jīng)建立，根據(jù)質(zhì)量標(biāo)簽要求，需規(guī)定每種產(chǎn)品的特殊 狀態(tài)及重要物理特征。而且，從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度出發(fā)，生產(chǎn)消費(fèi)者接受度高的蜂蜜，如結(jié)晶蜂 蜜或固體蜂蜜等（指經(jīng)過(guò)特殊加工的結(jié)晶蜂蜜或固體蜂蜜），可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的附加值。 因此，如何科學(xué)闡明蜂蜜的具體特征是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，其基本的要點(diǎn)為：利用某種技術(shù)手段 準(zhǔn)確評(píng)價(jià)蜂蜜的結(jié)晶狀態(tài)，并保證其質(zhì)量的穩(wěn)定。
[0005]目前，常用的主要有三種方法。第一種是檢測(cè)某些特殊化學(xué)物質(zhì)的含量，其前提是 假設(shè)這些物質(zhì)在某種蜂蜜中的含量比較固定。理論上講，針對(duì)多種目標(biāo)物質(zhì)的多因素分析 方法可以將差異樣品從特定樣品組中分離出來(lái)。然而，蜂蜜樣品因采集方式、儲(chǔ)存條件及加 工技術(shù)等的差異會(huì)導(dǎo)致這些目標(biāo)物質(zhì)的含量發(fā)生變化，進(jìn)而造成檢測(cè)結(jié)果的異常。并且，這 種方法需要運(yùn)用化學(xué)計(jì)量法、主成分分析、線性判別分析或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析等評(píng)價(jià)各組 數(shù)據(jù)間的相似或差異程度，其存在分析過(guò)程繁瑣、數(shù)據(jù)量大等缺陷。
[0006] 第二種方法是在特定狀態(tài)蜂蜜中尋找一種特殊的標(biāo)記，其可以是某種化學(xué)成分 (如復(fù)合物、分子、核酸等）或形態(tài)成分（如植物細(xì)胞）以證明蜂蜜來(lái)源的真實(shí)性。
[0007] 第三種方法是基于蜂蜜的整體信息，主要運(yùn)用物理分析技術(shù)檢測(cè)某種來(lái)源蜂蜜整 體的物理化學(xué)特性，而非僅僅檢測(cè)一種物理化學(xué)指標(biāo)，比如pH，電導(dǎo)率、水分含量、灰分等。
[0008] 差示掃描量是一種熱分析法，最初被用于分析某些工業(yè)材料的物理屬性，在材料 科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而，目前并無(wú)將差示掃描量熱法運(yùn)用于蜂蜜檢測(cè)中的報(bào)道。具體的， 差示掃描量熱法是在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差（如以熱的形 式）與溫度的關(guān)系，差示掃描量熱儀記錄到的曲線稱DSC曲線，它以樣品吸熱或放熱的速 率，即熱流率dH/dt(單位毫焦/秒）為縱坐標(biāo)，以溫度T或時(shí)間t為橫坐標(biāo)，可以測(cè)定多種 熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，例如比熱容、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)變熱、相圖、反應(yīng)速率、結(jié)晶速率、高聚物結(jié)晶 度、樣品純度等。該法使用溫度范圍寬（-175~725°C)、分辨率高、試樣用量少。適用于無(wú) 機(jī)物、有機(jī)化合物及藥物分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了更加簡(jiǎn)便的評(píng)價(jià)蜂蜜的狀態(tài)，并保證其質(zhì)量的穩(wěn)定性，本發(fā)明將差示掃描量 熱法運(yùn)用在蜂蜜的檢測(cè)中，并通過(guò)分析蜂蜜樣品物質(zhì)組成和熱力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，提供了一 種簡(jiǎn)便有效的蜂蜜的評(píng)價(jià)方法。
[0010] 本發(fā)明首先分析探討了蜂蜜樣品物質(zhì)組成和熱力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，具體方法包括以 下步驟：
[0011] (1)選取不同蜜源、不同結(jié)晶狀態(tài)的蜂蜜作為樣品；
[0012] (2)測(cè)定所述樣品的水分含量、水分活度、葡萄糖含量、果糖含量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變；
[0013] (3)對(duì)水分含量、水分活度、葡萄糖含量和果糖含量進(jìn)行單因素方差分析；
[0014] (4)采用配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變進(jìn)行差異性比 較；
[0015] (5)利用Bivariatecorrelation(二變量相關(guān)分析）法對(duì)水分含量、水分活度、葡 萄糖含量、果糖含量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變進(jìn)行相關(guān)性分析。
[0016] 在本發(fā)明中，蜜源主要指蜜蜂采蜜所需的植物，主要蜜源植物包括槐樹(shù)、棗樹(shù)、荊 條、椴樹(shù)、油菜等樹(shù)種，這些植物集中分布的地理區(qū)域稱為蜜源地。
[0017] 步驟（2)中水分含量、水分活度、葡萄糖含量、果糖含量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰 峰溫和吸熱峰焓變的測(cè)定均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)手段，例如水分含量采用阿貝折 射儀測(cè)定，水分活度采用水分活度儀測(cè)定，葡萄糖含量和果糖含量采用液相色譜測(cè)定，玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變采用差示掃描量熱法測(cè)定，并得到DSC曲線。
[0018] 步驟（3)中的單因素方差分析的步驟為：以水分含量、水分活度、葡萄糖含量和果 糖含量為觀測(cè)變量，以四個(gè)不同實(shí)驗(yàn)組為控制變量（結(jié)晶椴樹(shù)蜂蜜DG，未結(jié)晶椴樹(shù)蜂蜜DY， 結(jié)晶洋槐蜂蜜YG，未結(jié)晶洋槐蜂蜜YY)，確定零假設(shè)為四組樣品的水分含量、水分活度、葡 萄糖含量和果糖含量的總體均數(shù)分別相等，利用SPSS軟件自動(dòng)計(jì)算F統(tǒng)計(jì)值，如果某一觀 測(cè)變量的相伴隨概率P值小于顯著性水平〇. 05,拒絕零假設(shè)，認(rèn)為該觀測(cè)變量各總體均值 有顯著差異，反之則相反，即沒(méi)有差異。
[0019] 通過(guò)單因素方差分析得到：在果糖和葡萄糖含量方面，同一蜜源的非結(jié)晶和結(jié)晶 的蜂蜜之間沒(méi)有差異；而不同蜜源的蜂蜜之間（無(wú)論是結(jié)晶態(tài)還是非結(jié)晶態(tài)）均存在顯著 差異（p〈0. 05)。然而，不同蜜源或不同結(jié)晶狀態(tài)的蜂蜜，在水分含量和水分活度2個(gè)指標(biāo)上 沒(méi)有差異。
[0020] 步驟（4)中配對(duì)t檢驗(yàn)的步驟為：首先假設(shè)不同蜜源或不同結(jié)晶狀態(tài)蜂蜜樣品的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變?nèi)齻€(gè)變量之間沒(méi)有差異，即蜜源或結(jié)晶狀態(tài)對(duì) 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變沒(méi)有影響；利用SPSS軟件對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、 吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到F統(tǒng)計(jì)值，如果某一變量的相伴隨概率p值小 于顯著性水平0. 05,則拒絕假設(shè)，認(rèn)為該變量各總體均值有顯著差異，反之則相反，即沒(méi)有 差異。
[0021] 通過(guò)步驟（4)得到：無(wú)論是非結(jié)晶或結(jié)晶蜂蜜均存在明顯的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，而且 蜜源或結(jié)晶狀態(tài)的變化均會(huì)引起玻璃轉(zhuǎn)化溫度的改變，而且玻璃轉(zhuǎn)化溫度、吸熱峰焓變和 吸熱峰峰溫會(huì)在不同蜜源或結(jié)晶態(tài)的蜂蜜樣品間，存在明顯差異。
[0022] 同種蜜源但不同結(jié)晶狀態(tài)蜂蜜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變差異 顯著，不同蜜源但是同種結(jié)晶狀態(tài)蜂蜜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變沒(méi)有 差異，說(shuō)明DSC曲線與蜂蜜的蜜源沒(méi)有明顯的相關(guān)性，即當(dāng)結(jié)晶狀態(tài)相同時(shí)，其DSC曲線的 形狀相似，因此可以根據(jù)DSC曲線的形狀判斷需檢測(cè)蜂蜜是否結(jié)晶。
[0023] 當(dāng)蜜源不同時(shí)，差別主要體現(xiàn)為玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg、吸熱峰峰溫Tpk和吸熱峰焓變 等數(shù)據(jù)，即Tg、Tpk和ΔΗ對(duì)于區(qū)分不同蜂蜜樣品較為靈敏，因此本發(fā)明的技術(shù)方案還包括 進(jìn)一步的根據(jù)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變來(lái)判斷所述檢測(cè)蜂蜜的蜜源。
[0024] 因此，利用差示掃描量熱技術(shù)研究蜂蜜的熱力學(xué)特征，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)不同蜜源或不 同結(jié)晶狀態(tài)蜂蜜特征和質(zhì)量的科學(xué)評(píng)價(jià)。
[0025] 步驟（5)利用Bivariatecorrelation進(jìn)行相關(guān)性分析的步驟為：Bivariate correlation相關(guān)分析是基于衡量?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)集合是否在一條直線上面，即兩變量之間的線 性關(guān)系，具體計(jì)算公式為：
[0027] 在上述公式中，r代表樣本相關(guān)系數(shù)；X代表第一個(gè)數(shù)據(jù)集合的數(shù)值；Y代表第二個(gè) 數(shù)據(jù)集合的數(shù)值。
[0028] 通過(guò)步驟（5)得到：蜂蜜的物質(zhì)組成與其熱力學(xué)參數(shù)沒(méi)有顯著的相關(guān)性，即蜂蜜 的蜜源特征可能對(duì)其熱力學(xué)性質(zhì)影響不大。
[0029] 步驟（5)以不同蜜源和不同結(jié)晶狀態(tài)的蜂蜜作為試驗(yàn)材料，分析了其物質(zhì)組成和 熱力學(xué)性質(zhì)，以及物質(zhì)組成與熱力學(xué)性質(zhì)之間的相互關(guān)系。最終認(rèn)為蜂蜜的水分活度與結(jié) 晶程度和水分含量有關(guān)，通過(guò)監(jiān)測(cè)蜂蜜的水分活度有助于控制微生物（尤其是酵母菌）的 滋生。同時(shí)經(jīng)相關(guān)性分析得知，蜂蜜熱力學(xué)參數(shù)與其結(jié)晶狀態(tài)有關(guān)，可通過(guò)測(cè)定蜂蜜的玻璃 轉(zhuǎn)化溫度、吸熱峰峰溫和吸熱峰焓變等指標(biāo)，判定蜂蜜的結(jié)晶程度。例如可以采用采用差示 掃描量熱法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需檢測(cè)蜂蜜的DSC曲線，如果DSC曲線玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg)持續(xù)升高， 而吸熱峰峰溫（Tpk)持續(xù)降低，吸熱峰形狀趨于平緩，沒(méi)有明顯谷底，則需檢測(cè)蜂蜜已經(jīng)結(jié) 晶或即將結(jié)晶。
[0030] 根據(jù)上述結(jié)論，本發(fā)明提供了一種蜂蜜的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：
[0031] (1)采用差示掃描量熱法測(cè)定需檢測(cè)蜂蜜的DSC曲線，根據(jù)DSC曲線的形狀，判斷 需檢測(cè)蜂蜜是否結(jié)晶；
[0032] (2)測(cè)定所述需檢測(cè)蜂蜜的水分活度；
[0033] (3)如所述需檢測(cè)蜂蜜同時(shí)滿足不結(jié)晶和水分活度< 0. 6,則需檢測(cè)蜂蜜的品質(zhì) 良好；如所述需檢測(cè)蜂蜜不滿足其中一個(gè)條件，則需檢測(cè)蜂蜜的品質(zhì)下降。
[0034] 具體的，步驟（1)中判斷需檢測(cè)蜂蜜是否結(jié)晶的具體方法為：如果DSC曲線吸熱峰 形狀陡峭，有明顯谷底，則需檢測(cè)蜂蜜沒(méi)有結(jié)晶；如果DSC曲線吸熱峰形狀平緩，沒(méi)有明顯 谷底，則