蜂蜜是蜜蜂从开花植物的花中采得的花蜜于蜂巢中酿制而成，其品质很大程度上取决于采摘环境。新西兰是目前世界上唯一禁止给蜜蜂喂食抗生素的国家，因其环境无污染而被人们称为遗落人间的“最后一片净土”。随着生活水平的提高，人们越来越注重生活品质，作为世界知名度颇高的新西兰蜂蜜受到了各国人民的青睐。

  近年来，国内外研究者针对新西兰蜂蜜开展了大量的研究。郭思言等采用固相萃取 – 液相色谱 –串联质谱技术同时测定了新西兰麦卢卡蜂蜜中 2’-甲氧基苯乙酮、2- 甲氧基苯甲酸、3- 苯基乳酸和 4-羟基苯基乳酸，为单花种、多花种及非麦卢卡蜂蜜的判别提供了技术支持。NICOLE等采用超高效液相色谱 – 二极管阵列检测器串联质谱技术和顶空固相微萃取 – 气相色谱 – 质谱联用技术分别从非挥发性物质和挥发性物质两方面研究了麦卢卡蜂蜜、卡奴卡蜂蜜和南灌木花蜜的成分差异。目前有关新西兰蜂蜜的研究主要集中在有机组分上，而关于无机元素的研究报道甚少。矿物元素是蜂蜜的一个重要组成部分，测定新西兰蜂蜜中各种矿物元素的含量，对构建完善新西兰蜂蜜研究体系具有重要的现实意义。

  传统的元素检测方法有比色法、紫外可见分光光度法、原子吸收分光光度法，原子荧光分光光度法等，这些方法每次只能进行单元素分析，对多元素的检测则需要消耗大量时间，检测效率低。随着元素检测技术的发展，电感耦合等离子体发射光谱法的出现使得多元素同时测定成为可能，但它对于汞、镉、硒、稀土等微量元素的检出能力低，灵敏度不够。电感耦合等离子体质谱 (ICP–MS) 法具有灵敏度高，检出限低，线性范围宽，可多元素同时分析等优点，是元素分析的主要方法之一。笔者建立 ICP–MS 法测定了来自于新西兰的 86 个蜂巢成熟原蜜（12 种）中的 45 种元素，使用主成分分析法可将新西兰麦卢卡、卡奴卡和其它蜜种蜂蜜较好地区分。该法可作为区分新西兰麦卢卡蜂蜜、卡奴卡蜂蜜和其它蜂蜜的潜在手段。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

  电感耦合等离子体质谱仪：7700x 型，配 ASX–500 型 自 动 进 样 器、ISIS 不 连 续 进 样 系 统 及 Mass Hunter G7201A 版工作站，美国安捷伦科技有限公司；

  超纯水机：Elix Essential 型，美国密理博有限公司；

  微波消解仪：Anton PaarMultiwave PRO 型，奥地利安东帕公司；

  电加热炉：BHW–09A16 型，上海博通化学科技有限公司；

  电子分析天平：XS204 型，感量为 0.000 1 g，梅特勒 – 托利多（上海）仪器有限公司；

  硝酸：65%，分析纯，德国默克公司；

  过氧化氢：30%，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

      45 种元素标准溶液：Li，Be，Sc，V，Cr，Co，Ni，As， Se， Y， Mo， Cd， Sn， Sb， La， Ce， Pr， Nd， Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Tl，Pb，Th，U，Hg， Cu， Sr， Ba， Al， Mn， Fe， Zn， B， Na， Mg， K 和Ca 的质量浓度均为 1 000 mg／L，国家标准物质研究中心；

  Ge，Rh，In，Re，Ir，Bi 内标标准溶液：质量浓度均为 1 000 mg／L，国家标准物质研究中心；

  氦气、氩气：纯度均大于 99.99%，南京特种气体厂有限公司；

  玻璃器皿：均使用体积分数为 20% 的硝酸溶液浸泡过夜，使用清水洗净并用去离子水冲洗 3 遍；

  实验用水为电阻率不小于 18.2MΩ · cm 的去离子水。

1.2 溶液的配制

  内标溶液：以 ⁷²Ge，¹⁰³Rh，¹¹⁵In，¹⁸⁵Re，¹⁹³Ir，²⁰⁹Bi 作为内标，用 5% 硝酸溶液配制质量浓度为 0.2 mg／L混合内标溶液；

      系列混合标准工作溶液： 用 2% 硝酸溶液配制，Li， Be， Sc， V， Cr， Co， Ni， As， Se， Y， Mo， Cd， Sn，Sb， La， Ce， Pr， Nd， Sm， Eu， Gd， Tb， Dy， Ho， Er，Tm，Yb，Lu，Tl，Pb，Th，U 的质量浓度均分别为 0，1，2，5，10，20 μg／L ；Hg 的质量浓度分别为 0，0.5，1，1.5，2，2.5 μg／L ；Cu， Sr， Ba 的质量浓度均分别为0，2，5，10，20，40，60 μg／L ；Al， Mn， Fe， Zn 的 质量浓度均分别为 0，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mg／L ；B，Na，Mg，K 和 Ca 的质量浓度均分别为 0，0.5，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0 mg／L。 

1.3 样品前处理

  取约 10 g 蜂蜜样品于 15 mL 离心管中于 40℃水浴中，超声 30 min 至样品呈清澈液态。准确称取1 g( 精确至 0.000 1 g) 超声处理后的样品于消解管中，依次加入 4 mL 硝酸、2 mL 过氧化氢，于 70℃预消解至无黄烟冒出，将消解管放入消解仪中按表 1微波消解程序进行消解。消解完成后，待消解管温度降至 55℃以下，溶液冷却至室温后，用二次水转移并定容至 50 mL 容量瓶中，直接进样分析 Li，Na， Mg，V，Cr，Cd，Sn，Sb，Hg，Pb等44种元素，稀释10 倍后分析 K 进行。 同时做试剂空白和加标样品。

1.4 仪器工作条件

  高灵敏等离子体模式；He 模式分析；RF 入射功率：1 600 W ；载气：氩气，流量为 0.34 L／min ；碰撞气：氦气，流量为 4.3 mL／min ；采样深度：10.0 mm ；雾化室温度：2℃；蠕动泵泵速：0.30 r／s ；积分时间：0.3 s ；采样次数：3 ；采用内标溶液在线加入法。

1.5 样品测定

  在 1.4 仪器工作条件下，分别对系列混合标准工作溶液、试剂空白、样品溶液和加标样品溶液进行测定，由 ICP–MS 工作站软件分析数据，以各元素的质量浓度（X ）为横坐标，对应的仪器信号值（Y ）为纵坐标，仪器自动绘制出各元素的标准工作曲线，并计算出样品及加标样品中的元素含量。

2 结果与讨论

2.1 消解方法的确定

  在分析样品中无机金属元素时，需对样品进行消解以破坏样品中大量共存有机物或还原性物质，从而将各种价态的待测元素氧化成单一高价态，以便测定。分别采用干法、湿法和微波法对蜂蜜样品进行消解。结果发现，干法消解花费近 5 h 样品仍无法完全消解；湿法消解中加入 6 mL 硝酸加热近 4h 后，样品溶液中仍有部分悬浮物；采用微波消解法过程中，加入了 4 mL 硝酸，在 1 h 内样品溶液清澈、透明，无沉淀。密闭容器反应和微波加热决定了微波消解具有完全、快速、低空白的特点。微波消解法还具有重现性好、准确度高、损失和干扰小等优点，故选择微波消解法作为样品前处理方法。

2.2 基体干扰的消除

  样品溶液和标准溶液在传输效应、雾化效应、电离效应和空间电荷效应等方面存在一定程度的差异，导致分析过程中信号随时间发生漂移，甚至使被测物信号受到抑制或增强，采用内标溶液可对其进行有效校正。研究表明，试样中硝酸的浓度控制在2% 左右，试样的总稀释倍数控制在 50～500 倍，内标校正能得到良好的分析结果。

2.3 质谱干扰的消除

质谱干扰主要来源于同量异位素干扰及多原子离子干扰。选择各元素合适的同位素可以最大限度地避免干扰。同位素的选择应按照丰度大、干扰小、灵敏度高的原则，最大程度地避免同量异位素与被分析元素的质谱重叠。综合考虑，最终确定测定同位素分别为⁷Li，⁹Be，¹¹B，²³Na，²⁴Mg，²⁷Al，³⁹K，⁴³Ca，⁴⁵Sc，⁵¹V，⁵³Cr，⁵⁵Mn，⁵⁶Fe，⁵⁹Co，⁶⁰Ni，⁶³Cu，⁶⁶Zn，⁷⁴Ge，⁷⁵As，⁷⁸Se，⁸⁸Sr，⁸⁹Y，⁹⁵Mo，¹⁰³Rh，¹¹¹Cd，¹¹⁵In，¹¹⁸Sn，¹²¹Sb，¹³⁷Ba，¹³⁹La，¹⁴⁰Ce，¹⁴¹Pr，¹⁴⁶Nd，¹⁴⁷Sm，¹⁵³Eu，¹⁵⁷Gd，¹⁵⁹Tb，¹⁶³Dy，¹⁶⁵Ho，¹⁶⁶Er，¹⁶⁹Tm，¹⁷²Yb，¹⁷⁵Lu，¹⁸⁵Re，¹⁹³Ir，²⁰²Hg，²⁰⁵Tl，²⁰⁸Pb，²⁰⁹Bi，²³²Th，²³⁸U。在标准模式下 ⁶⁰Ni，⁷⁵As，⁷⁸Se 往往受到多原子离子干扰的影响，从而造成测定结果偏高。八级杆碰撞 –反应池技术可以通过多原子离子与氢气或氦气的碰撞，从而降低对痕量元素检测的质谱干扰。氦气碰撞模式能排除大部分的多原子离子干扰，尤其适用于样品组成复杂而无法预知的多原子离子干扰的情况。为了消除多原子离子干扰，采用氦气碰撞模式。

2.4 线性方程、检出限和定量限

  按照 1.5 方法绘制标准工作曲线。对 20 个独立样品空白溶液进行测定，计算各元素测定值的标准偏差，以 3 倍标准偏差对应的浓度作为检出限，10 倍标准偏差对应的浓度作为定量限。45 种元素的线性范围、线性方程、相关系数、检出限及定量限见表 2。由表 2 可知，各元素的质量浓度在各自范围内线性关系良好，相关系数不小于 0.999 0，方法检出限为 0.01 μg／kg 至 0.2 mg／kg，定量限为 0.1μg／kg 至 0.7 mg／kg，表明该法线性范围宽、检出限低，适合多种无机元素的同时检测。

2.5 加标回收试验与精密度试验

  准确称取蜂蜜样品，分别添加低、中、高 3 个水平的元素标准溶液，按 1.3 方法进行样品前处理，分别平行测定 6 次，测定结果见表 2。由表 2 可知，45种元素的加标回收率为 90.1%～109.2%，测定结果的相对标准偏差为 0.5%～6.2%，表明该方法的准确度和精密度高，适合蜂蜜样品中多元素的分析。

2.6 实际样品测定

  按所建方法对新西兰不同产地的麦卢卡、卡奴卡、三叶草、圣诞花、瑞瓦瑞瓦、甘露蜜、塔瓦瑞、卡玛希、琉璃苣、塔库、瑞塔和蓝蓟 12 种共计 86 个取自蜂巢的成熟原蜜样品进行检测。考虑到新西兰蜂蜜体系中，麦卢卡是新西兰独有的具有药用功效的“国宝级”蜂蜜，其售价往往是普通蜂蜜的数十倍甚至上百倍；卡奴卡与麦卢卡蜂蜜因花期邻近而造成蜜种区分难度大。因此将新西兰蜂蜜样品按照麦卢卡、卡奴卡和其它蜜种划分为 3 组进行分析，结果见表 3。由表 3 可知，新西兰蜂蜜中富含多种人体所需的矿物元素，其中浓度较高的是 K，Na，Ca，Mg，B 和 Al，其次是 Mn，Fe，Zn，Ba，Cu 和 Sr，不同品种蜂蜜中的元素含量存在一定差异性。此外对人体危害较大的元素 As，Hg，Pb，Cd 和 Cr，稀土元素La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y 和 Sc，以及弱放射性元素 Th 和 U 在蜂蜜中的平均含量水平较低，表明新西兰蜂蜜是一种营养价值较高和食用安全性较好的保健食品。

2.7 新西兰蜂蜜中元素主成分分析谱图的建立

  将所有新西兰蜂蜜蜜种和所测元素数值融合到一个数据矩阵，行为元素含量，列为样本种类。采La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y 和 Sc，以及弱放射性元素 Th 和 U 在蜂蜜中的平均含量水平较低，表明新西兰蜂蜜是一种营养价值较高和食用安全性较好的保健食品。

2.7 新西兰蜂蜜中元素主成分分析谱图的建立

  将所有新西兰蜂蜜蜜种和所测元素数值融合到一个数据矩阵，行为元素含量，列为样本种类。采用 UV 标度化方法进行数据前处理，再将数据输入

SIMCA–P14.0 软件进行多维统计分析。选用前两个主成分建立模型，能提取所有变量中大于 37.6%的信息，因此提取较为完全。以第一个主成分为横坐标，第二个主成分为纵坐标，建立主成分分析（PCA）模型见图 1。由图 1 可知，麦卢卡蜂蜜、卡奴卡蜂蜜和其它新西兰蜂蜜区分较好，尤其麦卢卡和卡奴卡蜂蜜区分较好，说明 3 种蜂蜜的元素含量有明显差异，元素分析可作为区分新西兰麦卢卡、卡奴卡和其它蜜种的潜在手段。对于个别离群值，需进一步从样本种类溯源，考察离群原因。

3 结语

  建立了微波消解 – 电感耦合等离子体质谱法同时测定新西兰蜂蜜中的 45 种元素。该方法操作简单，准确度和精密度高。运用该方法验证了新西兰蜂蜜具有较高的营养价值和较好的食用安全性。采用主成分分析法可较好地区分麦卢卡蜂蜜、卡奴卡蜂蜜和其它新西兰蜂蜜。该方法可作为区分新西兰麦卢卡蜂蜜、卡奴卡蜂蜜和其它蜜种的潜在手段，为新西兰麦卢卡蜂蜜的真伪鉴别提供一定的理论依据和数据支持。