《Molecules》:Progress in the Synthesis of Organoselenium Compounds: Conventional Routes Versus Green Approaches
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传统罗马尼亚P?linc?是一种受保护的水果烈酒,由发酵的水果基质制成,而添加蜂蜜和植物成分的P?linc?基饮料需要综合的成分和工艺特性表征。本研究调查了在受控手工条件下,以葡萄和李子基P?linc?蒸馏液为原料,添加蜂蜜、黑刺李、玫瑰果或木材相关材料制备的
传统罗马尼亚P?linc?是一种受保护的水果烈酒,由发酵的水果基质制成,而添加蜂蜜和植物成分的P?linc?基饮料需要综合的成分和工艺特性表征。本研究调查了在受控手工条件下,以葡萄和李子基P?linc?蒸馏液为原料,添加蜂蜜、黑刺李、玫瑰果或木材相关材料制备的实验饮料的理化、色度、抗氧化和ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)元素特征。研究人员应用化学计量学工具评估与成分和工艺相关的差异,同时保留目标危害商(THQ)和危害指数(HI)计算作为简化的元素安全筛查评估。蜂蜜添加产生了最强烈的成分变化,主要体现在可溶性固形物、电导率、浊度、色度强度和矿物质含量增加,同时最终酒精度降低。水果浸渍和混合蜂蜜-植物饮料与较高的酚类含量和抗氧化活性相关。ICP-MS分析显示钾是主要宏量元素,而Cu、Fe、Zn和Mn是主要工艺微量元素。潜在有毒元素浓度较低,筛查级THQ/HI评估表明在模拟暴露情景下非致癌元素风险较低。总体而言,结果表明ICP-MS元素分析可以支持实验性P?linca基饮料的工艺和成分差异,而毒理学解释应仅限于元素暴露筛查。
**研究背景与问题**
P?linc?是罗马尼亚受欧盟地理标志(GI)保护的传统水果烈酒,仅通过水果发酵和蒸馏获得,不得添加农业来源乙醇、香精、色素或甜味剂。近年来,为丰富产品类型,研究人员开始探索向P?linc?蒸馏液中添加蜂蜜、野生水果(如黑刺李Prunus spinosa L.、玫瑰果Rosa canina L.)及木材材料(如李子木、桑树木)以制备新型饮料。然而,这些添加物的掺入对饮料的理化性质、色度、抗氧化能力及元素组成的影响尚缺乏系统研究,尤其对元素特征的工艺依赖性差异及潜在食品安全风险认识不足。现有研究多集中于葡萄酒、啤酒、威士忌等,而针对罗马尼亚手工P?linc?基饮料的多元素指纹分析与化学计量学区分能力仍属空白。因此,研究人员旨在:1)系统表征添加蜂蜜、水果浸渍、木材接触及混合处理对饮料的理化、色度、抗氧化及ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)元素特征的影响;2)通过化学计量学工具(主成分分析PCA、层次聚类分析HCA、相关网络)评估成分与工艺相关差异;3)基于目标危害商(THQ)和危害指数(HI)进行非致癌元素风险筛查级评估。该研究发表于《Molecules》。
**主要关键技术与方法**
研究人员在罗马尼亚比霍尔县Tinca地区2025年产季,以传统葡萄(Vitis vinifera L.)和李子(Prunus domestica L.)P?linc?蒸馏液为基底,制备了20种实验饮料变体(包括对照、蜂蜜添加、水果浸渍、木材接触及混合处理),每种变体由3个独立重复样本(n=3)构成,共60个实验样本。主要技术方法包括:1)ICP-MS(iCAP Q系统,He-KED模式)结合微波酸消解对22种元素(K、Ca、Mg、Na、Al、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Se、Sr、Ba、Rb、Li、Cs、Pb、Cd、As、Hg、Ni、Cr)进行定量分析;2)理化、色度(CIELab系统L*、a*、b*)及功能参数(总酚含量TPC采用Folin-Ciocalteu法,抗氧化活性采用DPPH自由基清除法)测定;3)化学计量学分析(PCA、HCA基于欧氏距离和Ward连接法、Pearson相关网络经Benjamini-Hochberg假发现率校正);4)非致癌风险筛查:基于慢性每日摄入量(CDI)计算THQ和HI,暴露场景设为中度饮酒(50 mL/天,体重70 kg,暴露30年)。
**研究结果**
**2.1 综合理化、色度与功能特征**
通过单因素方差分析(ANOVA)及效应量(η2)评估,所有参数在变体间差异显著(p<0.001)。蜂蜜添加降低了酒精度,增加了密度、电导率、浊度、可溶性固形物和干物质,反映蜂蜜可溶性组分的贡献。水果浸渍主要影响色度和功能参数,木材相关变体呈中等响应。混合蜂蜜-植物变体总酚含量和DPPH抑制活性最高。效应量最大的参数包括总酚含量、a*坐标、DPPH抑制、电导率和可溶性固形物。
**2.2 主要矿物质组成与工艺相关元素标记**
K是主导宏量元素,其次为Ca、Mg、Na。对照蒸馏液矿物质水平最低,蜂蜜添加及混合变体富集最明显。所有矿物标记在变体间差异显著(p<0.001),最强效应见于Na、K、Rb、Ca、Mg。元素模式主要归因于蜂蜜、水果、木材及接触材料在蒸馏后的贡献,而非蒸馏过程中非挥发性元素的直接转移。
**2.3 工艺、添加剂与接触相关微量元素及潜在有毒元素**
Fe、Cu、Zn、Mn、Al呈现最清晰的工艺与接触相关变异。添加、浸渍、木材及混合变体普遍区别于对照,但变化被解释为添加剂、后蒸馏加工及接触材料的综合效应,而非特定污染标记。潜在有毒元素(Pb、Cd、As、Hg、Ni、Cr)浓度极低(μg/L水平),仅作为监测参数而非污染指标。ANOVA显示所有元素在变体间差异显著(p<0.001)。
**2.4 筛查级元素安全评估**
所有P?linc?基饮料的HI值远低于临界阈值1.0,表明在模拟中度消费情景下非致癌元素风险低。变体间微小差异主要反映处理驱动的元素变化,而非毒理学意义。由于ICP-MS测量总元素浓度,THQ/HI结果仅代表筛查级风险估计;Cr以Cr(VI)参考剂量(RfD)保守评估,As和Hg因缺乏形态数据未纳入HI。
**2.5 多元化学计量学分析与PCA样本区分**
PCA前两个主成分解释总方差86.3%(PC1 73.1%,PC2 13.2%),成功将对照蒸馏液与添加、浸渍、木材及混合变体分离,主要基于色度、酚类、抗氧化及选定元素变量。PRC(强化玫瑰果浸渍李子变体)和PFW(桑树木材成熟李子变体)分别被解释为强化浸渍和木材成熟变体,GHB和PHB为混合蜂蜜-黑刺李变体。分离表明工艺相关成分差异,而非独立验证的认证能力。
**2.6 层次聚类分析(HCA)**
HCA将20个变体均值分为5个处理相关簇:簇I(传统葡萄和李子对照)、簇II(所有蜂蜜添加变体)、簇III(简单水果浸渍变体及PRC)、簇IV(三种木材成熟变体,包括PFW)、簇V(混合蜂蜜-黑刺李变体GHB和PHB)。聚类模式与PCA一致,支持工艺相关区分,但不等同于先验技术类别,不构成认证证据。
**2.7 相关网络分析**
相关网络识别出两个主要关联域:矿物质-电导率域连接电导率与K、Na、Rb、Ba、Sr、干物质、浊度;功能域由TPC-DPPH强相关(r=0.93)表征。抗氧化参数与Cu、Fe、Zn、Mn的相关性被解释为处理驱动的共变,而非直接抗氧化效应。潜在有毒元素间的关联反映实验数据集内的共享变异,不一定是直接理化相互作用。
**讨论与结论**
蜂蜜添加通过稀释及糖、胶体、色素、酚类、矿物质引入产生最强成分变化,解释酒精度降低及可溶性固形物、电导率、浊度、酚类、抗氧化和黄色-琥珀色增加。元素富集(K、Mg、Sr、Ba、Rb、Li、Cs及Fe、Cu、Zn、Mn适度增加)与蜂蜜来源无机成分一致,但因蜂蜜未单独分析,直接来源归属属推测。水果浸渍通过色素、酚类提取改变色度和功能特征:黑刺李变体呈红色,玫瑰果变体呈黄橙色;PRC因破碎玫瑰果增加接触面积而响应更强。木材相关处理引起中等成分变化,包括黄棕色和琥珀色调及总酚含量和DPPH活性适度增加,符合木材酚类、单宁、木质素降解产物缓慢提取模式。ICP-MS分析显示对照蒸馏液为低矿物质基线,K、Ca、Mg、Na主要描述添加剂和接触相关的离子负载,而Rb、Sr、Ba提供更有效的成分和原料相关信号,反映植物、土壤-水和原料输入。Fe、Cu、Zn、Mn受传统工艺条件(蒸馏设备、金属配件、接触材料、储存)影响更强,应视为工艺控制指标而非来源特异性标记。潜在有毒元素(Pb、Cd、As、Hg、Ni、Cr)浓度在蒸馏饮料常见范围内,未显示过度污染,其安全性通过THQ/HI评估确认低风险。PCA、HCA和相关网络整合了所有变量,分离主要反映低矿物质对照、蜂蜜相关的可溶性固形物和矿物质富集、水果相关的色度和酚类变化及木材/接触的中等效应。由于样本组有意采用不同工艺制备,分离是预期的,不应视为ICP-MS认证能力的验证。
**结论翻译**:本研究显示,所调查的罗马尼亚手工P?linc?基饮料根据所应用的添加、浸渍、木材接触和混合处理程序而呈现差异。蜂蜜添加与最强的成分变化相关,包括°Brix、电导率、干物质、浊度、总酚含量(TPC)、DPPH活性和矿物质含量(尤其是K、Ca、Mg、Na、Sr、Ba、Rb、Fe、Cu、Zn、Mn)增加。水果浸渍主要与色度增强、与酚类提取和抗氧化响应及微量元素差异一致的变化相关,而木材相关处理表现出更温和但独特的元素和色度特征。混合变体呈现最高的成分复杂性,表明添加和浸渍程序的累积效应。ICP-MS分析支持对照、蜂蜜添加、水果浸渍、木材相关和混合P?linc?基饮料之间工艺相关成分模式的区分,尤其通过K、Ca、Mg、Na、Sr、Ba、Rb、Li、Cs、Fe、Cu、Zn、Mn的变化。然而,由于实验组有意采用明显不同的添加、浸渍、木材接触和混合处理程序,观察到的多元分离应视为受控工艺相关成分差异的证据,而非ICP-MS认证能力的最终证明。需要进一步研究包括独立、自然变异和商业代表性样本集,以验证这些元素指纹作为认证或可追溯性标记。然而,观察到的元素模式应解释为由土壤/地球化学背景和环境因素(尤其对于蜂蜜和水果来源添加剂)调节的工艺和成分相关谱图,而非仅由植物来源决定的标记。THQ/HI评估仅作为针对ICP-MS定量金属和微量元素的筛查级元素安全检查。所有个体THQ和累积HI值均低于1.0,表明在模拟中度消费情景下非致癌元素风险低。然而,这些结果不应解释为饮料的完整毒理学、食品安全或质量评估,因为乙醇相关暴露未被纳入,且甲醇、氨基甲酸乙酯、挥发性污染物、农药残留、微生物参数、同位素比认证数据及正式感官描述符未评估。因此,本研究的安全性解释仅限于在适用暴露假设下的定量元素部分。