蜂蜜因其独特的香气和风味而在全球广泛消费。根据蜜源的不同，蜂蜜可以分为天然蜂蜜和人工喂养（糖喂养）蜂蜜。天然蜂蜜是由蜜蜂通过将来自各种花源的花蜜通过酶转化成果糖和葡萄糖，并在储存过程中蒸发水分而产生的（Nicolson等人，2022年）。天然蜂蜜的质量，包括其风味，受到多种环境因素的影响，如花源、地理来源和季节变化（Kek等人，2017年）。天然蜂蜜富含植物衍生物，包括酶、维生素、矿物质、氨基酸、酚酸和黄酮类化合物（da Silva等人，2016年）。然而，当由于季节或地区因素导致蜜源有限时，蜜蜂可能会被喂食糖浆。这会导致蜂巢内产生糖喂养蜂蜜，将其与天然蜂蜜混合是最常见的蜂蜜掺假方法之一（da Silva等人，2016年）。
由于天然蜂蜜依赖于花源，其生产过程比糖喂养蜂蜜更为耗时且成本更高。再加上其较高的营养价值，导致其市场价格也更高。糖喂养蜂蜜含有与天然蜂蜜相似的糖分，这决定了其甜度，但缺乏其他植物来源的营养成分（Hu等人，2024年）。由于天然蜂蜜和糖喂养蜂蜜在口感、颜色和香气等主观属性上难以区分，因此存在糖喂养蜂蜜被误售为天然蜂蜜的情况（Cotte等人，2004年；Walker等人，2022年）。根据欧盟2023年的报告，进口到欧盟的蜂蜜中有46%存在掺假问题（Tosun，2013年；?diniaková等人，2023年）。此类事件会损害市场诚信，削弱消费者信心，并对天然蜂蜜产业的整体价值产生负面影响（Tosun，2013年；Zhang等人，2023年）。因此，需要一种可靠的方法来确定天然蜂蜜的真实性。
稳定碳同位素比率分析（SCIRA）是一种常用的分析方法，用于检测蜂蜜中的掺假情况（Cotte等人，2004年；Dodd等人，2025年）。该方法通过检测δ13C值的差异来识别蜂蜜掺假，这些差异反映了C4植物糖（如甘蔗和玉米）与C3植物糖（如甜菜、水果和花蜜）中13C和12C同位素的相对丰度（Tosun，2013年）。然而，这种方法对于使用甜菜糖浆生产的糖喂养蜂蜜适用性有限（Dodd等人，2025年；Tosun，2013年；Walker等人，2022年）。除了SCIRA之外，还尝试了其他复杂的方法，包括用于评估化学成分的高效液相色谱（HPLC）（Zhang等人，2021年）、基于DNA的方法用于鉴定蜂蜜的植物来源（Dodd等人，2025年）以及基于NMR的分析技术（Spiteri等人，2015年）。然而，现有的方法都无法同时检测蜂蜜中的所有潜在掺杂物（Naila等人，2018年）。
为了维护市场诚信并确保消费者信任，有必要验证蜂蜜的真实性并颁发认证。然而，当前先进的分析方法需要昂贵的仪器、专业人员和大量时间。因此，这些方法对于小型养蜂人、地方分销商和消费者来说难以获得。这突显了需要能够在现场快速评估蜂蜜真实性的诊断工具（Naila等人，2018年；Zhang等人，2023年）。
蜂蜜的掺假方法多种多样且复杂，包括混合不同类型的蜂蜜、添加糖浆和色素以及直接喂食蜜蜂糖分，因此需要不断开发更快、更易于获取的检测技术（Yilmaz等人，2014年；Zhang等人，2023年）。即使使用精密仪器，也难以完全识别所有掺杂物（Naila等人，2018年），这表明需要通过多种互补策略进行现场诊断。根据Naila等人（2018年）的综述，几种有前景的现场可应用方法包括紫外-可见-近红外光谱技术、电化学方法（如电子舌）、利用抗体、酶或DNA的生物技术，以及基于流体流动特性的流变分析。
基于毛细管驱动微流控技术的纸基分析设备（μPADs）提供了一个低成本且便携的平台，适用于现场流变特性分析（Chung等人，2019年）。根据传统的HPLC分析，添加到蜂蜜中的掺杂物会改变果糖与葡萄糖的比例，从而影响其流变特性，如流动特性、粘弹性和蠕变行为，从而有效检测掺假（Yilmaz等人，2014年）。在μPADs中，流体通过毛细作用在纸张的纤维网络中移动，其流动特性受到粘度、表面张力和与纤维相互作用的影响（Klug等人，2018年）。因此，可以通过μPADs上的流动模式分析来测量流变特性的变化。根据蜂蜜成分的不同，流动特性的变化显示出在真实性评估中的潜力。
此外，通过添加与溶质相互作用的反应介质（如凝集剂）来修改μPAD环境，可以放大流动行为的变化，从而便于区分不同类型的样本（Breshears等人，2023年；Kim等人，2022年；Son等人，2025年）。壳聚糖是一种天然的多阳离子聚合物，在pH值低于6.0的酸性条件下可溶解，并形成含有多个羟基（–OH）和胺基（–NH?）官能团的聚合物链（Hong等人，2024年）。这种pH依赖性的溶解性使壳聚糖与其他聚合物（如果胶、明胶或右旋糖酐）区分开来，使其能够与蜂蜜中的糖和有机酸形成强氢键，并通过有机酸的羧基（–COOH）实现疏水性和离子相互作用（Qiao等人，2021a）。由于蜂蜜中糖和有机酸的含量和组成各不相同（Consonni等人，2019年；El Sohaimy等人，2015年），添加壳聚糖可以影响影响毛细管流动的物理化学性质，如表面张力、粘度和表面电荷。因此，与其他聚合物相比，壳聚糖可能更有效地增强不同类型蜂蜜之间的毛细管流动特性的区分。
在这项研究中，我们提出了一种新方法，通过分析μPAD上的毛细管流动特性变化来区分不同类型的蜂蜜，利用壳聚糖这种能够与蜂蜜中的糖和有机酸相互作用的天然聚合物。壳聚糖通过与蜂蜜成分的相互作用，引起流变特性的变化，如粘度、表面张力和表面电荷的变化。这些变化反映在μPAD上的流动特性差异中。我们定量分析了导致流动特性变化的主要蜂蜜成分，并研究了壳聚糖-蜂蜜混合物的物理化学性质，以将这些流动变化与蜂蜜类型相关联。特别是，我们发现天然存在于蜂蜜中的琥珀酸对壳聚糖引起的流动特性变化有显著影响，并讨论了添加琥珀酸后壳聚糖结构和流动特性的变化。一种结合毛细管流动分析与机器学习的简单且经济高效的方法能够区分天然蜂蜜和糖喂养蜂蜜，并识别蜂蜜的植物来源，为无需复杂设备的现场真实性测试提供了有希望的方向。
