高分辨质谱及核磁共振技术在蜂蜜掺假鉴别中的应用①

李 响 曹 悦 裴 岗 张进杰

（秦皇岛海关技术中心 河北秦皇岛 066004）

蜂蜜深受广大消费者的喜爱，但是不法商贩为谋利将低价的糖浆掺入到蜂蜜中，这种行为严重损害了消费者的权益。现有的蜂蜜掺假鉴别，如稳定同位素质谱技术可检测蜂蜜中掺入的C4植物糖，而薄层色谱法等可检测掺假蜂蜜中含有的寡糖[1]。但是掺假的手段不断翻新，C3植物糖浆（大米糖浆、甜菜糖浆）的碳同位素值与蜂蜜在同一范围内，其中的寡糖也可被去除。因此，有必要建立一种适应新掺假手段的鉴别技术。

1 高分辨质谱及核磁共振技术概述

线性离子阱-静电场轨道阱组合式高分辨质谱（LTQ-Orbitrap）以串联的方式将离子阱质谱与静电场轨道阱质谱进行联用，兼具2种质谱的优势与特长[2]，具有极高的质量分辨率，可以减少样品基质干扰，提高检测的选择性与灵敏度。与LTQ的联用，可以对分析物进行多级质谱测定，而多级质谱图中每个碎片离子都可以测到精确质量数，极大便利了对未知物结构的推断[3]。核磁共振技术（NMR）可以鉴定分析物的分子结构，因此结合液相色谱的馏分收集能力，使用NMR进行结构鉴定。

2 高分辨质谱及核磁共振技术的应用

将蜂蜜与糖浆溶解后，使用C18色谱柱进行色谱分离，LTQ-Orbitrap进行检测。研究中收集到了35个典型蜂蜜样品，其中包含杨槐蜜、油菜蜜等典型蜜种，收集到大米糖浆样品22个与甜菜糖浆样品12个。采取数据比对的方式，对典型蜂蜜与典型糖浆中的组分进行比对分析，以发现糖浆中的特征物质。通过两两比对发现的差异物质，只能作为糖浆中的候选特征物质，还需要进一步在收集到的所有蜂蜜和糖浆中进行筛查，只有在所有大米糖浆/甜菜糖浆中都存在，而且在蜂蜜中都不存在的物质，才能作为大米糖浆/甜菜糖浆的特征物质。

3 鉴别方法

首先在大米糖浆中发现了质量数为599的特征离子（RS）。选择典型大米糖浆作为标准糖浆掺入蜂蜜中，分别配制糖浆含量为5%、10%、20%的样品。可以发现，掺杂有5%糖浆的蜂蜜中的RS仍可以被检测到，因此该方法的检测限为5%。RS可以作为大米糖浆的特征物质，用于大米糖浆的检测。其次在甜菜糖浆中发现了质量数为347（BS）和168（SM-B）的特征离子。BS可以在大部分甜菜糖浆中检测到，对于部分无法检测到BS的甜菜糖浆，其中SM-B的含量却很高，因此这2个离子可互为补充。选择2种典型甜菜糖浆作为标准糖浆，其中1种只含有BS，另1种只含有SM-B，掺入蜂蜜中，分别配制糖浆含量为5%、10%、20%的样品。可以发现，掺杂有5%糖浆的蜂蜜中的BS和SM-B仍可以被检测到，因此该方法的检测限为5%。BS和SM-B可以作为甜菜糖浆的特征物质，用于甜菜糖浆的检测。

LTQ-Orbitrap可以测定离子及其碎片的精确质量数，由此用于结构推定。RS的精确质量数为599.157 3，其碎片的精确质量数为311.072 9，而三级碎片的精确质量数为185.041 7与149.020 7。由此可推断出RS的分子式为C24H32O16Na，其碎片的分子式为C12H16O8Na，其三级碎片的分子式为C6H10O5Na和C6H6O3Na。结合糖浆生产工艺可推断，分子量为185的碎片是脱水葡萄糖，分子量为149的碎片是糖类深度脱水产物。因此，分子量为311的碎片是双糖类物质脱水产物，而RS是311离子的加合离子。因此，RS来源于淀粉水解中糖类受热脱水过程。

BS的精确质量数为347.074 3，其碎片的精确质量数为329.083 6和185.041 7。由此可推断出BS的分子式为C12H20O10Na，其碎片的分子式为C12H18O9Na和C6H10O5Na。与RS类似，分子量为185的碎片是脱水葡萄糖，而BS是双糖类物质脱水产物。由糖浆工艺可知，BS来源于甜菜糖受热脱水过程。

SM-B的精确质量数为168.101 7，其碎片的精确质量数为151.074 9。由此可推断出，SM-B的分子式为C9H14NO2，其碎片的分子式为C9H12NO。查找数据库，该物质可能是3-甲氧基酪胺。使用液相色谱收集SM-B并浓缩，NMR测定氢谱，发现SM-B与数据库中3-甲氧基酪胺的氢谱相同。因此结合2方法可确定SM-B是3-甲氧基酪胺。3-甲氧基酪胺是产生3-甲氧基酪胺-甜菜黄素的前体物质，来自甜菜色素代谢途径。因此，3-甲氧基酪胺源于甜菜，蜂蜜中不会含有。

4 结语

本研究发现了C3植物糖浆中的3种特征物质RS，BS和SM-B，在蜂蜜与糖浆中的含量具有显著性差异，可以用于蜂蜜中C3植物糖浆的掺假鉴别。结合高分辨质谱与NMR，可以确定这些物质的结构与来源，证明了其作为糖浆特征物质的特异性。因此高分辨质谱与NMR可以为蜂蜜掺假鉴别提供有力的手段，并且会发挥越来越重要的作用。