張甫強，鮑其昌，陳茂深

1.樅陽縣鮑記蜂業(yè)有限責任公司（銅陵 246701）；2.江南大學未來食品科學中心（無錫 214122）

蜂蜜作為一種天然食品，一直以來以其獨特的口感、豐富的營養(yǎng)和潛在的藥用價值備受推崇[1-2]。然而，一些不法經(jīng)營者不擇手段采用摻假的手法，以降低生產成本并牟取不當利潤。為此，低成本的濃縮糖漿，如果葡糖漿和麥芽糖漿，被摻入天然蜂蜜中，以提高產量并滿足市場需求。

這種摻假現(xiàn)象引發(fā)對蜂蜜品質和真實性的嚴重擔憂。因為蜂蜜的品質不僅關系蜂蜜本身的質量，還影響到其他蜂產品，如蜂蠟和蜂蜜酒的質量[3]。蜂蜜的流變性影響其感官特性，與加工和質量控制息息相關。研究蜂蜜的流變特性，特別是與摻假相關的流變學行為，變得至關重要。蜂蜜主要是糖類（主要是果糖、葡萄糖和一些蔗糖）的過飽和溶液，含水量低[4]。蜂蜜的黏度是其中一個重要的質構參數(shù)，對蜂蜜的生產、加工、貯存以及最終的產品品質都有著顯著影響[5]。黏度是指液體流動阻力的度量，它與蜂蜜的流動性直接相關。通常情況下，蜂蜜呈現(xiàn)出相對高的黏度，為提高流動性，生產者需加熱以降低黏度[6-7]。除了溫度，蜂蜜的黏度還受其水分的影響，這兩者是黏度的關鍵影響因素[8]。通常情況下，蜂蜜黏度會隨著水分的減少而增加。溫度升高會使蜂蜜黏度降低，而水分的減少會增加蜂蜜的黏度[8]。這種關系使得蜂蜜的質構特性變得復雜，需要深入研究以理解其變化規(guī)律。

試驗聚焦于果葡糖漿和麥芽糖漿這2種常見的摻假成分，使用現(xiàn)代流變學儀器和分析方法，以探究它們對蜂蜜質構的具體影響。選取國產棗花蜂蜜作為天然蜂蜜的代表，將果葡糖漿和麥芽糖漿分別按不同比例摻入，以此測定蜂蜜的黏度隨剪切力、溫度的變化，以及摻入糖漿和水分變化對蜂蜜流變特性的影響。通過建立蜂蜜黏度與摻入糖漿含量和溫度之間的關系模型，以提供新的研究思路和有力的數(shù)據(jù)支持，幫助鑒別蜂蜜中是否摻假，特別是摻入果葡糖漿和麥芽糖漿的情況。旨在為蜂蜜質構的相關研究提供更多見解，同時也為蜂蜜中摻入糖漿的質量控制提供實用方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

棗花蜂蜜（水分18.2%，福建樂之食品有限公司）；麥芽糖（上海楓未實業(yè)有限公司）；果葡糖漿（上海廣禧貿易有限公司）。

1.2 儀器與設備

電子天平（ME104E，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；旋轉剪切流變儀（HR-10，美國TA儀器公司）；數(shù)顯折射儀（PAL-1，廣州市愛宕科學儀器有限公司）。

1.3 樣品制備

棗花蜂蜜分別以5∶5，5∶3，5∶2和5∶1的比例和麥芽糖漿混合，得到HM55、HM53、HM52、HM51蜂蜜摻麥芽糖漿樣本。棗花蜂蜜分別以5∶5，5∶3，5∶2和5∶1的比例和果葡糖漿混合，得到HG55、HG53、HG52、HG51蜂蜜摻果葡糖漿樣本?；旌虾玫臉悠吩?0 ℃恒溫水浴鍋中加熱攪拌直至混合均勻，于常溫冷卻后備用。

1.4 蜂蜜/糖漿樣本水分測定

參考Ciursa等[9]的方法，水分是通過樣品的折光率值轉換而得到。樣品滴在數(shù)顯折射儀（PAL-1）上，儀器事先用蒸餾水進行校準。測量是在25 ℃下進行，含水量由100%扣去含糖百分比獲得。

1.5 蜂蜜流變學特性測定

1.5.1 穩(wěn)態(tài)流動模式掃描

穩(wěn)態(tài)流變測量在25 ℃的溫度下進行，樣品平衡時間設置為5 min。剪切速率在0.1～100 s-1之間（所有樣品均處于線性黏彈性區(qū)域），測定不同樣品的剪切應力和黏度隨剪切速率的變化。

1.5.2 溫度掃描

分析樣品靜置5 min，設置起始溫度15 ℃，剪切速率1.0 s-1，測定不同樣品黏度在溫度15～40 ℃間的變化。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及圖像處理方法

使用Origin 2021（OriginLab Corporation，USA）對流變數(shù)據(jù)進行擬合，確定合適的功能模型和常數(shù)，并進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 棗花蜂蜜和糖漿的穩(wěn)態(tài)流變特性

通常認為蜂蜜為牛頓流體，其特點是在固定溫度下黏度（η）恒定，可用牛頓流動定律進行描述，即剪切應力（σ）和剪切速率（γ）之間呈線性關系σ=η×γ[10]。圖1顯示25 ℃下棗花蜂蜜和2種糖漿（果葡糖漿和麥芽糖漿）的剪切應力、黏度隨剪切速率變化曲線?？梢钥吹綏椈ǚ涿酆?種糖漿的應力曲線均線性良好，經(jīng)過原點。但是，在黏度-應變曲線圖中，與黏度始終保持穩(wěn)定的棗花蜂蜜不同，麥芽糖漿和果葡糖漿在低剪切速率范圍0.1～1.0 s-1內，其黏度隨剪切速率增大有降低趨勢，麥芽糖漿更是明顯。說明這2種流體在地剪切速率范圍內呈現(xiàn)一定假塑性的特點[11]，這種假塑性特征隨著剪切速率達到1.0 s-1以上而消失。但從圖1（A）中近乎經(jīng)過原點的應力曲線可以看出，2種糖漿的屈服應力較小，通常情況可以忽略，可以近乎認為與棗花蜂蜜一樣，是牛頓流體。

圖1 25 ℃下棗花蜂蜜、果葡糖漿和麥芽糖漿的剪切應力-剪切應變曲線（A）和黏度-剪切應變曲線（B）

整體來看，隨著剪切速率的增加，棗花蜂蜜和果葡糖漿的剪切應力和黏度略有增加。果葡糖漿的應力變化較為緩和，相比之下低于棗花蜂蜜，兩者均保持較低的黏度和應力水平。而麥芽糖漿則表現(xiàn)出極高的初始黏度，在高剪切速率下，其黏度遠高于果葡糖漿和棗花蜂蜜。與此同時，麥芽糖漿的應力隨應變增加的幅度也呈現(xiàn)顯著變化。

2.2 不同糖漿添加量的蜂蜜穩(wěn)態(tài)流變學特性

2.2.1 剪切應力-剪切應變曲線

如圖2所示，測試將棗花蜂蜜按不同比例與果葡糖漿和麥芽糖漿混合后的剪切應力隨剪切速率的變化。果葡糖漿的添加減緩應力隨應變發(fā)生的變化，而麥芽糖漿則是加劇這一變化，說明糖漿添加確實改變蜂蜜的流變學特性。棗花蜂蜜與麥芽糖漿即使以1∶1的比例混合，其應力變化相較麥芽糖漿來說仍較為緩和。

圖2 不同果葡糖漿（A）和不同麥芽糖漿（B）添加量的棗花蜂蜜剪切應力-剪切應變曲線

2.2.2 黏度-剪切應變曲線

圖3則顯示不同比例果葡糖漿和麥芽糖漿添加后，混合蜂蜜的黏度-剪切速率曲線。隨著果葡糖漿添加比例的升高，棗花蜂蜜的黏度逐漸下降，當果葡糖漿添加量達到37.5%時，25 ℃的蜂蜜密度就已下降至原來的一半。麥芽糖漿添加會提高棗花花蜜的黏度（圖3 B），但是添加量在16.7%～37.5%范圍內時，對黏度的影響差別不大，當添加量繼續(xù)提高到50%，黏度有了進一步提高，但仍遠低于麥芽糖漿的黏度。同時，在低剪切速率范圍0.1～1.0 s-1內，麥芽糖漿混合蜂蜜的黏度變化不再顯著。結合圖2（B）的試驗結果，可以發(fā)現(xiàn)當蜂蜜與麥芽糖漿混合時，混合蜂蜜的性質受到棗花蜂蜜影響更大。

圖3 不同果葡糖漿（A）和不同麥芽糖漿（B）添加量的棗花蜂蜜黏度-剪切應變曲線

圖4分析棗花蜂蜜25 ℃下黏度與糖漿含量的相關性。糖漿添加量在0～50%范圍內基本呈現(xiàn)線性相關。棗花蜂蜜黏度與果葡糖漿濃度呈負相關，可通過公式y(tǒng)=-13.43x+10.04預估混合蜂蜜中果葡糖漿含量（R2=0.970 1）。而棗花蜂蜜黏度與麥芽糖漿濃度呈正相關，可通過公式y(tǒng)=43.91x+11.12預估混合蜂蜜中麥芽糖漿含量，不過該公式的預測效果稍差（R2=0.941 7）。

圖4 棗花蜂蜜黏度-果葡糖漿含量（A）和麥芽糖漿含量（B）相關性分析

2.3 不同糖漿添加量的蜂蜜黏度-溫度變化

經(jīng)測量，棗花蜂蜜、麥芽糖漿和果葡糖漿的水分有較大差異，分別為18.2%，16.2%和23.8%。然而混合后的蜂蜜樣品水分則較為相似，HM55，HM53，HM52及HM51的水分分別為17.2%，17.7%，17.8%和17.9%；HG55，HG53，HG52及HG51的水分分別為21%，20.8%，20.1%和19.4%。據(jù)報道，在相似且較低水分下，蜂蜜的黏度主要受到溫度的影響[5]。

圖5顯示在恒定剪切速率1 s-1下，棗花蜂蜜、果葡糖漿和麥芽糖漿黏度隨溫度的變化。3種流體隨溫度升高黏度都呈現(xiàn)下降趨勢。其中，麥芽糖漿黏度隨溫度增加下降最為顯著，在40 ℃時，已擁有與棗花蜂蜜和果葡糖漿相似的黏度。

圖5 15～40 ℃下棗花蜂蜜、果葡糖漿和麥芽糖漿的黏度-溫度曲線

同時，測定不同糖漿含量混合蜂蜜的黏度-溫度曲線，如圖6所示。在15～40 ℃溫度范圍內，不同果葡糖漿含量的棗花蜂蜜呈現(xiàn)相似的黏度-溫度變化趨勢，即隨著溫度升高，黏度逐漸降低，且這種降低速度逐漸減緩。不同麥芽糖漿的棗花蜂蜜也呈現(xiàn)一致趨勢（圖6 B中因麥芽糖漿黏度數(shù)量級差別過大，故未放入），但與果葡糖漿混合蜂蜜不同的是，添加麥芽糖漿的混合蜂蜜黏度始終高于純棗花蜂蜜。

圖6 不同果葡糖漿（A）和麥芽糖漿（B）添加量的棗花蜂蜜黏度-溫度曲線

根據(jù)Arrhenius方程μ=μ0×exp[Ea/（RT）][其中：μ0代表蜂蜜的黏度常數(shù)，Pa·s；Ea代表蜂蜜活化能，J/mol；R代表氣體常數(shù)，8.31 J/（mol·K）；T代表溫度，K]，可發(fā)現(xiàn)若符合此模型，則黏度數(shù)據(jù)的自然對數(shù)值ln（μ）與樣本熱力學溫度的倒數(shù)（1/T）應呈線性正相關。圖7顯示無論是添加果葡糖漿還是麥芽糖漿的棗花蜂蜜均在15～40 ℃溫度范圍內線性良好，說明棗花蜂蜜及其添加糖漿的混合蜂蜜均符合Arrhenius模型。

圖7 不同果葡糖漿（A）和麥芽糖漿（B）添加量的棗花蜂蜜黏度-溫度關系曲線

進一步采用Arrhenius方程進行擬合，并進行進一步的分析。如表1所示，當棗花蜂蜜與果葡糖漿按不同比例混合時，隨著果葡糖漿添加比例上升，含水量略微增加，黏度常數(shù)逐漸增加，而活化能則呈現(xiàn)略微下降趨勢。棗花蜂蜜與麥芽糖漿按不同比例混合時，隨著麥芽糖漿添加比例上升，含水量略微下降，黏度常數(shù)變化不大，有少許下降趨勢，而活化能有略微上升趨勢。總體來說，果葡糖漿的添加會影響蜂蜜的黏度常數(shù)，對活化能影響較小。由于黏度常數(shù)是無限高溫下的黏度[12]，而從黏度-溫度曲線觀測到，高溫下混合蜂蜜的黏度區(qū)域平緩，所以可通過高溫下混合蜂蜜的黏度判斷果葡糖漿的摻雜情況。另外，麥芽糖漿添加量在16.67%～37.5%下混合蜂蜜的黏度常數(shù)差別不大，但都顯著高于棗花蜂蜜，因而僅憑高溫下的黏度可能難以對于麥芽糖漿的摻雜程度進行判斷，但是至少可以判斷是否存在摻雜。

表1 棗花蜂蜜及添加不同比例糖漿蜂蜜的Arrhenius模型常數(shù)

3 結論

試驗探究棗花蜂蜜和不同糖漿混合物的流變學特性。結果表明，棗花蜂蜜和糖漿混合物在不同剪切速率下呈現(xiàn)出復雜的黏度變化。果葡糖漿和麥芽糖漿的混合對黏度和剪切應力產生不同程度影響，反映在添加不同糖漿時的獨特特性。結合黏度-溫度變化曲線及Arrhenius模型擬合結果，混合蜂蜜的流變特性受所添加糖漿類型和比例影響明顯。因此，通過流變學特性可辨別蜂蜜中糖漿的摻假情況，為蜂蜜品質鑒定提供重要依據(jù)。