基于稳定同位素分析技术的蜂蜜产地鉴别研究 .pdf

支术地螺晌

1研究背景及意义

不同产地的蜂蜜所富含的营养成分不同，其商品价值存在巨大差异［1-2］,导致蜂蜜制假、掺假、冒充产地等违

法行为层出不穷。因此，解决蜂蜜原产地制假售假等问题，已刻不容缓［3-5］o现今，蜂蜜产地多样、复杂，传统产地鉴

别手段已具有十分明显的局限性。本文基于稳定同位素分析技术，并采用主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)、

偏最小二乘判别分析(PLS-DA),计算整体鉴别率，以评价该方法在蜂蜜产地鉴别实践中的可行性。

2基于稳定同位素分析技术的蜂蜜产地鉴别研究

2.1材料与试剂

(1)蜂蜜样品。分别采自云南、广西、陕西、河北、河南、黑龙江6个省份，每个省份采集20份，总计120份。

样本均从当地蜂农处直接购买，采集后将其放置在4°C条件下保存。

(2)试剂。稳定碳同位素参照标准物质［IAEACH6(613C：-10.4%。)］,英国SerCon公司；二氧化碳气体(纯

度＞.%),中国标准物质中心；氮气(纯度＞.%),北京市亚南气体有限公司；氮气(纯度＞.%),

北京北分气体工业有限公司；二氧化硫气体(纯度＞.%),北京北分气体工业有限公司；钙酸钠(Na2WO4-2H2O)

和浓硫酸(优级纯)，北京国药集团化学试剂有限公司；水［GB/T6682—2008(28)规定的一级水］。

2.2仪器与设备

稳定同位素比值质谱仪Sercon20-22,英国Sercon公司；液相色谱串联同位素质谱仪DeltaVPlus,美国Thermo

Fisher公司；元素分析仪EAGSL,英国Sercon公司；超纯水制备仪Milli-QG,美国Millipore公司；恒温水浴箱德国

TW20,Julabo公司；台式离心机HeraeusMultifugeX3R,美国ThermoScientific公司；烘箱UT20,美国Thermo公

司；微量取样器，德国Eppendorf公司；尼龙滤膜0.22pL,天津津腾公司。

2.3结果与分析

2.3.1不同产地蜂蜜稳定碳同位素指纹

利用EA-IRMS和LC-IRMS,测定云南(YN)、广西(GX)、河北(HB)、河南(HN)、陕西(SX)、黑龙

江(HLJ)6省份蜂蜜中碳同位素比值，结果见表1。蜂蜜中613C(Protein)值范围比613C(Honey)值的范围窄,

与李沈轶等［5］研究结果相同。

表16省份蜂蜜中碳同位素比值表

2.3.2主成分分析

对测定的5种613C数据进行PCA分析，仅提取了1种主成分，累积方差贡献率达84.25%，结合PCA得分图

（图1）得知，6个省份的样品大部分区间重叠，分离效果较差。

图1基于稳定同位素分析技术的蜂蜜PCA得分图

2.3.3线性判别分析

对测定的6个省份的蜂蜜的613C数据进行线性判别分析，结果见表2。

表2基于稳定同位素分析技术的蜂蜜产地判别函数系数表

建立基于稳定同位素分析技术的蜂蜜产地训练集和测试集，得到6省蜂蜜样品预测准确率，测试集预测准确率3

项指标，皆小于50%（见表3）,表示该模型不具备预测有效性。

表3基于稳定同位素分析技术的蜂蜜产地测试集预测准确率表

2.3.4偏最小二乘判别分析

结合图2、3可知，方程拟合效果较差。其中，613C(Protein)作为关键影响因子，可能与样本的选择有关。换

言之，6个省份地理差异极大，从黑龙江到云南，几乎跨越了整个中国，导致样本中的蛋白质含量产生特征性差异。

图2稳定碳同位素指标VIP值图

图3基于稳定同位素分析技术的蜂蜜PLS-DA得分图

3结语

本研究基于稳定碳同位素，对6省蜂蜜进行产地鉴别，建立了产地鉴别模型，并采用旧MS测定了不同产区蜂蜜

样品中的5种碳稳定同位素比值。结果表明，不同产区蜂蜜样品存在显著性差异（PV0.05）。在此基础上，本研究结

合主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）,构建了基于稳定同位素分析技术

的蜂蜜产地鉴别模型。结果显示，PCA分析只提取了一个主成分，累积方差贡献率为84.25%；LDA分析测试集预测

准确率小于50%,说明该模型不具备预测有效性；PLS-DA分析模