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以質譜為方、同位素為藥引,解蜂蜜造假的病

「不純砍頭!」—你吃的是蜂蜜還是糖漿?

近年來食安事件頻傳,你是否懷疑過溫潤醇厚的蜂蜜是大自然的恩賜,還是化工香料色素與糖漿調和的黑心奇蹟?你是否相信業者大聲疾呼「不純砍頭」的賣力演出,抑或是聽說過可以用蜂蜜水的泡沫來猜測蜂蜜的純度嗎?

2015 年底,台北市衛生局稽查了 15 件標榜「天然」、「純正」、「100%」的蜂蜜,卻發現其中 3 件不符合國家標準 CNS 1305,另又有 3 件雖通過國家標準,但經更進階的碳同位素檢定發現,卻有格外摻糖或不夠純正的狀況。在過去幾年蜂蜜稽查的案件中,更不乏擁有各種認證與得獎的產品或廠商,仍被檢驗出有造假或不夠純正的問題。

這些頻傳的劣質蜂蜜狀況,打擊了蜂蜜的市場也彰顯了既有認證標準的不足。導致這樣的結果,我們可以從劣質蜂蜜的特性與製程來看出端倪。目前市面上的假蜜大致可分為以下幾類:

人造蜂蜜、調和蜂蜜

人造蜂蜜,亦稱為調和蜂蜜。利用玉米糖漿、焦糖色素與香精,即可調製出人們難以依靠味覺分辨的假蜜。這樣的假蜜成本極低,市面上每公升價格僅數十元。

然而人造蜂蜜特性與真實蜂蜜相差太大,坊間多數教導的民眾檢驗蜂蜜的訣竅,也多是針對這種蜂蜜。例如將蜂蜜舉水稀釋十倍後搖晃,真實的蜂蜜會因為內含蛋白質而有大量泡沫,且這些泡沫持續時間可達數小時。但假蜜因不含蛋白質,所產生之泡沫消散速度極快。雖然人造蜂蜜也可以透過格外添加蛋白酶等來達到一樣成效,但因含有色素與香精添加物,因此難以通過各種檢驗,往往在不直接面對一般消費者的食品材料通路流動。

工廠混摻

第二種較難分辨的劣質蜂蜜是「工廠混摻」,工廠混摻是將天然蜂蜜送到濃縮廠加工時,混入高果糖糖漿稀釋或是添加其他國家的便宜蜂蜜。再透過添加澱粉酶等天然蜂蜜的內含物,即可瞞混過 CNS-1305 的國家檢驗標準。若不經由更進階的碳同位素檢驗法,則更難以判斷蜂蜜的真偽。

糖蜜殘留

還有一種可能會判定的劣質蜂蜜,會與蜜蜂養殖的產業特性有關。對於養蜂產業來說,每年三到五月是重要的產蜜期,因此養蜂會在三月前夕,在蜂箱中放置糖水餵食蜜蜂,把蜜蜂先養壯。等到花開時,蜜蜂產出第一至一二批次的蜂蜜,就會有較高的成分比例是餵食的糖,而非花蜜。然而,如果花期不穩或開花品質不理想時,養蜂人會刻意餵食糖水來提高蜂蜜產量。

這樣所產出的蜂蜜沒有額外加工或其他添加物,雖然對人體無害,但並非來自植物的花蜜,也缺乏了來自花朵的有機酸與酵素。更不符合今日對於蜂蜜應為「蜜蜂採集植物之花蜜或蜜露,經蜜蜂收集、混合自身特殊物質進行轉化、儲存、脫水到熟成之天然甜味物質。」的定義。

假蜜症頭,靠食品科學來解

對於蜂蜜的檢測,多年來各國學界也紛紛有相關技術的提出與應用,例如利用氣相層析法(gas chromatography, GC)與液相層析法(liquid chromatography, LC)來檢測蜂蜜中各種單醣的含量與比例[1];利用高效陰離子交換層析-脈衝安培流檢測法(High-performance anion-Exchange chromatography with pulsed amperometric detection, HPAEC-PAD)來檢測蜂蜜中各種寡糖含量[2];或是利用近紅外光吸收光譜(Near Infrared Spectroscopy, NIRS)來比對蜂蜜攙偽後的成分改變[3]。

圖3

宜蘭大學陳裕文教授團隊:左起依序為陳春廷(博士生)、游雅亘(助理)、陳裕文教授、陳亮元(碩士生)、陳易成(碩士級助理)。

分辨蜂蜜與糖漿的利器—碳同位素分析

2012 年起,宜蘭大學陳裕文教授團隊,也建立起穩定碳同位素比例分析技術(Stable carbon isotope ratio analysis, SCIRA),這項技術是比較檢測物(蜂蜜)中,碳的同位素 13C 與 12C 的比率,來推定蜂蜜的成分或來源是否有造假或不純的可能。造成碳同位素成分的差異,是因為不同種類的植物,會採用不同形式的光合作用機制,這些不同的機制會導致不同的碳同位素分化作用。例如玉米與甘蔗等作物,採用 C4 型的光合作用途徑,而擁有較高的 13C 同位素;而水稻、甜菜、樹薯、與多數蜜源植物則採用 C3 型的光合作用途徑,12C 同位素比例則較高。又因假蜜糖漿多以玉米製成的高果糖糖漿或蔗糖轉化而成,因此藉由測量蜂蜜中的碳同位素比例,就可以推測出摻假或不純的狀況。

碳同位素的分析成果,可以用計算 13C 與 13C 比例的 δ13C 值來表示:

式一

如果蜂蜜來源是來自於甘蔗或玉米等 C4 植物糖漿,δ13C 值為 -9 到 -15‰;但若是蜜源植物的純蜂蜜,則 δ13C 值應為 -23 到 -28‰。因此,若測量數值介於這兩者之間,就很有可能是添加了糖漿稀釋或讓蜜蜂刻意餵食糖水所產生的蜂蜜。

為得到更準確的結果,研究團隊再將蜂蜜的蛋白質,以國際分析化學家協會的指定方式分離(AOAC Official Method 998.12, 2005),再計算蜂蜜蛋白與蜂蜜 δ13C 的差值,過去研究指出,如果兩項差值大於 1.0‰,即有可能是摻入人工糖漿的蜂蜜[4-5]。進一步再計算與蜂蜜蛋白與人工 C4 糖漿差值的比例:

式二

由於天然蜂蜜蛋白與蜂蜜的來源相同,因此分子項兩個 δ13C 值越接近,代表蜂蜜的純度越高。再給定一個人工 C4 糖漿作為比較基準(δ‰(sweetener) = -9.7)。如果 %Adulteration 大於 7%,即代表被檢測的蜂蜜中摻有過多的糖漿,或主要蜜源來源並非花蜜而是糖水所致。陳裕文教授團隊以此抽驗市售 62 件蜂蜜,發現即有 32 件達到摻假標準。

刻畫蜂蜜味道的獨特指紋—GS-IMS氣相層析

SCIRA 的技術應用,可以準確地抓出混摻蔗糖與玉米糖漿,以及過度或刻意餵食蜜蜂糖水的劣質蜂蜜。然而不肖業者仍可以利用樹薯澱粉所製作的人工 C3 糖漿,或是進口其他國家較便宜的蜂蜜混入來牟取不當利益。因此,建立起產地鑑定的食品科學技術也成了把關蜂蜜品質的關鍵。

圖2

宜蘭大學陳裕文教授與 GC-IMS 氣相層析—離子泳動光譜分析儀。

如同品茶、品酒一般,不同產地、蜜源、蜜蜂品種所產出的的蜂蜜也有不一樣的風味,這些風味代表了成分上的差異。為能更精確量化各產地蜂蜜的特徵,陳裕文教授團隊使用了「氣相層析離子泳動光譜分析儀(Gas Chromatograph coupled to Ion Mobility Spectrometer, GC-IMS)」來建立各地蜂蜜成分資料庫。

GC-IMS 的原理,是先將蜂蜜加熱,加熱後所揮發出來的揮發性有機物(Volatile Organic Compound, VOCs)內有不同質量的分子團,導致揮發過程的擴散距離不一,又因氣相的擴散係數遠大於液相,因此能迅速將蜂蜜中的不同分子團給分離。分離的同時再利用氚(3H)撞擊分子團,氚會發生 β 衰變放出電子而使分子團離子化帶有電性。再將這些離子通過電場,由於不同離子在電場中的遷移速率不同,因此可以藉由離子飄移的時間,來對複雜成分的物質分離定性。

在 GC-IMS 的檢驗成果中,我們可以看到在台灣蜂蜜和泰國蜂蜜成分圖譜上有顯著的差異。這份技術在食安檢驗的應用與落實,將有助於遏止不肖業者造假產地或以便宜進口蜂蜜混摻造假的行為。

圖1

宜蘭大學陳裕文教授利用 GC-IMS 做出的蜂蜜圖譜,可以看出台灣蜂蜜和泰國蜂蜜成分圖譜上的明顯差異。

從蜜蜂到蜂蜜的高規格把關

雖然各種技術的研發,都能更有向地提升我國蜂蜜的品質。然而這些技術在今日的市面上仍不夠普及與重視。以我國針對蜂蜜的 CNS 1305 國家標準來看[6],在成份上針對水分、蔗糖、葡萄糖與果糖、水不溶物、酸度與反應蜂蜜是否新鮮與加工品質的羥甲基糠醛(HMF)含量等規範,對於高果糖糖漿來說都可以輕易通過。而針對澱粉酶的活性規範,也可以在高果糖糖漿中格外添加澱粉酶來通過檢驗。目前通行的國家標準,恐怕已無法作為判定蜂蜜真偽的依據,也使得消費者需要依賴更多的標章、認證機制與對優質廠商的信賴,來幫助自己選擇良好品質的蜂蜜。

因此,陳裕文教授主持的「優質蜂產品研發技術聯盟」。除了更積極與嚴格地運用辨識真偽的食品科學技術,更著手於帶動整體產業的提升。目前,以宜蘭大學蜜蜂與生技保健產品中心為核心,往供應鏈的上游尋找優質蜂蜜供應商合作,同時也向銷售端媒合各類通路。由宜蘭大學與台灣 SGS 檢驗科技公司提供人工糖漿、農藥殘留、抗生素等的產品檢驗,並訂定比 CNS 1305 更為嚴苛的標準。此外,宜蘭大學蜜蜂與生技保健產品中心也肩負起從蜂蜜的採樣、檢驗,到最終的裝瓶、封條。

圖4

養蜂業者收集的蜂蜜,由宜蘭大學團隊成員採取檢體後即封上封條,確保檢體與蜂蜜品質一致。

針對採樣的蜂蜜,更有專人在採樣後以封條封存確保檢體的確實無誤。通過檢驗後的蜂蜜,也由宜蘭大學負責裝瓶、封條與封裝。每一瓶封裝完成的蜂蜜,均給予各自的流水編號與 QRCode,消費者可以輕易追蹤每一瓶蜂蜜的產銷履歷與檢驗數據。從蜂蜜源頭的農產輔導,產品檢驗的食品科學到銷售通路的推廣與媒合,「優質蜂產品研發技術聯盟」正重新打造頂級蜂蜜的完整供應鏈,讓蜂蜜能擺脫食安疑慮,重現其珍貴價值。

圖5

通過檢驗後的蜂蜜,由宜蘭大學負責分裝封瓶、封條。

參考文獻

  1. Cotte, Jean-François, et al. “Application of carbohydrate analysis to verify honey authenticity." Journal of Chromatography A 1021.1 (2003): 145-155.
  2. Morales, V., N. Corzo, and M. L. Sanz. “HPAEC-PAD oligosaccharide analysis to detect adulterations of honey with sugar syrups." Food Chemistry 107.2 (2008): 922-928.
  3. Kumaravelu, Chellakutty, and Aravamudhan Gopal. “Detection and Quantification of Adulteration in Honey through Near Infrared Spectroscopy." International Journal of Food Properties 18.9 (2015): 1930-1935.
  4. Anklam, Elke. “A review of the analytical methods to determine the geographical and botanical origin of honey." Food chemistry 63.4 (1998): 549-562.
  5. Elflein, Lutz, and Kurt-Peter Raezke. “Improved detection of honey adulteration by measuring differences between 13C/12C stable carbon isotope ratios of protein and sugar compounds with a combination of elemental analyzer—isotope ratio mass spectrometry and liquid chromatography—isotope ratio mass spectrometry (δ13C-EA/LC-IRMS)." Apidologie 39.5 (2008): 574-587.
  6. 中華民國國家標準 CNS 1305:2012 蜂蜜
2016/09/09 發佈 返回列表
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