碳十三檢測蜂蜜真假的原理

2018-11-19 09:33:00
英聯蜂蜜
原創
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蜂蜜的主要成分是糖,占到蜂蜜的 80%以上。再除去百分之十幾的水,其他成分不到1%。在組成蜂蜜的糖中,主要是果糖和葡萄糖,還有少量的其他糖類。蜂蜜的甜度、外觀,基本上就是由葡萄糖和果糖決定了。

在蜂蜜中加入其他糖類來造假,不是中國人的獨創,檢測蜂蜜的造假,也不是 “中國特色”的任務。

最簡單的造假可能是直接加入蔗糖水。雖然蔗糖中含有等量的葡萄糖和果糖,不過是二者兩兩連接在一起的二糖,而蜂蜜中的葡萄糖和果糖是單獨存在。這種差别使得這種造假比較容易檢測,也就算是 “過時”的技術了。

更新一些的造假是采用高果糖漿。高果糖漿是玉米澱粉水解之後,再用異構酶轉化得到的葡萄糖和果糖的混合物。這兩種糖在組成上跟蜂蜜非常接近,所以把高果糖漿加入到蜂蜜中,幾乎形神兼具、以假亂真,為檢測帶來了很大的挑戰。于是碳四植物糖的同位素檢測應運而生。

植物通過光合作用把空氣中的二氧化碳固定下來,轉化成澱粉。這個 “固碳”過程有兩大類。一類叫做“碳三途徑”,多數種類的植物都采用這種途徑;還有一類叫做“碳四途徑”,光合作用的效率更高,玉米、甘蔗等作物采用這種途徑。

碳三植物和碳四植物合成的澱粉以及這些澱粉轉化而來的糖,在營養和生理作用上沒有差别。但是這兩種途徑産生的糖中 C13同位素的比例不一樣。實際檢測的是C13與C12比例(這一比例大約等于C13在所有碳元素中的含量)對基準的偏移。蜂蜜中的糖主要是碳三植物産生的,偏移一般在23‰-27‰,最高的甚至可達30‰。而碳四植物的糖中的偏移一般在8‰-13‰的範圍。高果糖漿或者蔗糖都來自于碳四植物。所以,如果蜂蜜中加了高果糖漿或者蔗糖,其C13同位素的偏移就會下降。理論上,通過檢測蜂蜜中C13的偏移,就可以判定蜂蜜中是否加入了高果糖漿、玉米糖漿或者蔗糖這樣的碳四植物糖。

 但麻煩的事情在于,蜂蜜跟其他食品一樣,不同的産品之間有比較大的差異。比如說,如果一批蜂蜜檢測出C13同位素的偏移為20‰,那麼可以判定它是加了碳四糖。但是如果測出來是23‰,就無法知道它本來就是這個值,還是本來更高,被加入的碳四糖拉低到這個值的。換句話說,這種方法在隻能檢測出“碳四糖加得太多”的造假。

後來,科學家們發現蜂蜜中那點微量的蛋白質可以幫上大忙。那些蛋白質中的 C13含量跟糖中的非常接近,這樣就可以用它來做标準值——即分别測蜂蜜中的糖和蛋白質中的C13含量,如果二者接近,表示是“純蜂蜜”;如果相差較大,則說明“摻假”了。還是前面那個例子,一批蜂蜜的糖中,C13的含量是23‰,無法判定是不是加了碳四糖,這時通過檢測其蛋白質中的C13含量,就可以确定——如果也是23‰,那麼就說明糖中的23‰是天然值,蜂蜜是“純正”的;如果明顯高于23‰,比如是25‰,就說明糖中的23‰是被碳四糖拉低的,該蜂蜜“摻假”了。根據二者的差值,還可以計算出加入了多少碳四糖。這種以蛋白質為“内标”的同位素檢測法,對碳四糖摻假的檢測能力大大提高。根據目前的國際标準,如果檢測出來的碳四糖濃度超過7%,就是“确定摻假”;在5%-7%為疑似摻假;而低于5%,則認為是實驗誤差。

雖然碳四糖檢測也并不完美 ——比如新西蘭就宣稱他們的“純蜂蜜”經常被檢測出“摻假”,不過總得來說,它也足夠用來打擊通過高果糖漿、玉米糖漿或者甘蔗糖的摻假了。

但如果造假者不添加碳四糖,而是添加碳三糖呢?在常規的農作物中,大米是碳三植物,通過水解大米澱粉得到的大米糖漿也是一種常規的食品原料。如果在蜂蜜中摻入大米糖漿,碳四檢測就無能為力。不過目前使用的大米糖漿在 “高效液相色譜質譜聯用”的檢測下,會有一個SM-R的峰。這個峰在蜂蜜的糖中沒有。所以通過檢測這個峰,可以确定是不是存在大米糖漿。而通過計算峰的面積,也可以估算摻假的程度。

此外,甜菜也是碳三植物,如果用一種叫做 “β-呋喃果糖苷酶”的酶把它水解轉化成葡萄糖和果糖,那麼無論碳四檢測還是SM-R檢測都會“失明”。好在,蜂蜜中不含有這種酶,因此隻要再建立一套檢測這種酶的方法,就可以把這種摻假方式也檢測出來。

除了這幾種檢測方法,也還有一些其他的方法。不過,就象食品檢測中的任何方法一樣,每一種方法都隻能檢測某些特定的目标。當造假者 “發明”出新的 蜂蜜 “造假技術”,檢測者就得跟着開發新的檢測方法。新國标中隻保留了碳四糖檢測,所以它隻能抓住碳四糖的造假,而對其他造假都無能為力

然,消費者希望把所有的檢測方法都用上,用圍追堵截十面埋伏的人海戰術讓造假無所遁形。問題是,增加一項檢測,就要增加相應的成本。這些檢測方法,都需要專門的設備、專業的分析人員。作為監管體系,除了考慮 “能做”,還需要考慮“可操作性”。對于增加的操作成本,歸根結底誰來承擔?這就不是技術問題了。

人們通常會關心 “我如何去分辨造假的蜂蜜”。很遺憾的是,如果普通消費者能夠自己分辨真假,那隻能說明造假者的水平不夠高。像蜂蜜這樣來源不同會導緻巨大差異的産品,稍微有一點技術含量的造假,不進行專業分析就無法分辨。對于消費者來說,隻能通過選擇英聯蜂蜜這樣質量可靠的品牌,通過對商家和監管的信任來保護自己——雖然這可能讓大家難以接受,但這是很難改變的現實。

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