《Frontiers in Sustainable Food Systems》：Chemical profile, antioxidant activity, and FTIR-based multivariate analysis of honey from northeastern Peru
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蜂蜜是一种复杂的天然产物，其化学成分和生物活性特性可能因其地理来源和生产条件的不同而发生变化。本研究旨在评估从秘鲁亚马逊大区（Amazonas region）不同地理来源采集的蜂蜜样品的化学成分、抗氧化活性和光谱特征。研究人员测定了颜色参数、总酚含量（tota
蜂蜜是一种复杂的天然产物，其化学成分和生物活性特性可能因其地理来源和生产条件的不同而发生变化。本研究旨在评估从秘鲁亚马逊大区（Amazonas region）不同地理来源采集的蜂蜜样品的化学成分、抗氧化活性和光谱特征。研究人员测定了颜色参数、总酚含量（total phenolic content, TPC）和抗氧化活性。采用超高效液相色谱（UHPLC）对糖类组成（葡萄糖、果糖和蔗糖）进行定量，同时结合化学计量学分析（主成分分析PCA和层次聚类分析HCA）使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）评估光谱变异性和样品区分能力。结果显示样品间存在显著变异性（p < 0.05），这可能与所分析的生产区域差异及样品整体组成有关。深色蜂蜜样品表现出较高的酚类含量（634–643 μmol TE/100 g），而浅色蜂蜜样品的生物活性潜力较低（<300 μmol TE/100 g）。葡萄糖和果糖是主要糖类，浓度范围分别为40.20–46.50 g/100 g和25.10–36.50 g/100 g。蔗糖含量在样品间存在差异（3.16–12.60 g/100 g），部分样品超过了5 g/100 g的参考限值。FTIR光谱证实了与碳水化合物、水和微量化合物相关的特征官能团的存在。化学计量学分析能够根据组成差异将样品区分为不同的组别，PCA解释了总方差的84.0%。总酚含量与抗氧化活性之间存在正相关关系（r = 0.92–0.94，p < 0.001），表明酚类含量与抗氧化活性之间存在关联。这项初步研究为亚马逊大区蜂蜜样品的化学变异性、抗氧化活性、糖类组成（果糖、葡萄糖和蔗糖）以及FTIR光谱特征提供了见解。然而，未来纳入更多样品和补充分析的研究将有助于更全面地理解与蜂蜜变异性相关的因素。
论文解读：秘鲁东北部蜂蜜的化学特征、抗氧化活性及FTIR多变量分析
一、研究背景与意义
蜂蜜作为一种天然功能食品，近年来受到越来越多的关注，不仅因其天然来源，更因其已被充分证实的生物活性特性。蜂蜜具有复杂的化学基质，主要由果糖和葡萄糖等糖类以及酚类化合物、酶类（转化酶和淀粉酶）、维生素和矿物质组成，这些成分与抗氧化、抗菌和抗炎活性相关联。然而，蜂蜜的质量不能仅通过感官或常规理化参数（如pH值或水分活度）来评估，因为这些指标虽为质量指示物，却不能完全反映其功能潜力。在此背景下，近年来的科学研究日益聚焦于生物活性化合物的详细表征，特别是抗氧化剂、多酚和总糖，因为它们与健康益处和微生物质量直接相关。
多项研究已证明，蜂蜜的化学成分因植物来源、地理来源以及环境和养蜂管理因素的不同而存在显著差异。这些差异影响其营养价值、治疗特性和真实性，后者是检测掺假的关键方面。然而，尽管取得了这些进展，整合先进分析技术以同时评估不同地理来源蜂蜜的化学和功能特征的综合方法仍应用有限。为弥补这一不足，研究人员采用了多种互补分析技术：UHPLC可精确量化糖类；ABTS、DPPH和FRAP等分光光度法可评估抗氧化活性；FTIR已被确立为快速、无损的定性表征工具。这项探索性研究为亚马逊大区不同生产区域蜂蜜样品的化学成分、抗氧化活性和FTIR光谱特征提供了基线信息。
二、主要技术方法
本研究共纳入8个蜂蜜样品，来自秘鲁亚马逊大区四个省份不同地区的独立养蜂人，每个样品代表单一蜂场、单一养蜂人和单次采收批次，采集时间为2025年4月至5月。研究采用的主要技术方法包括：使用Konica Minolta CM-5分光光度计进行CIELab颜色参数测定；采用Folin–Ciocalteu法测定总酚含量（TPC）；使用DPPH、ABTS和FRAP三种分光光度法评估抗氧化活性；采用超高效液相色谱-示差折光检测器（UHPLC-RID）定量葡萄糖、果糖和蔗糖；使用配备衰减全反射（ATR）附件的傅里叶变换红外光谱（FTIR）在650–4,000 cm?1范围内记录光谱；结合主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）进行化学计量学分析；采用单因素方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验进行统计分析，并进行Pearson相关性分析。
三、研究结果
3.1 蜂蜜样品的比色特征、抗氧化活性和总酚含量
色度分析显示所有评估参数均存在显著差异（p < 0.05），表明样品间存在异质性。深色样品（特别是CHSO和CHBA）具有低亮度（L）和降低的b值，颜色指数（CI）更为负值，表明颜色更深且黄色调减少。相反，LUPR和RMSA样品具有较高的亮度和b值，对应视觉上更浅的蜂蜜，带有更多黄色或金色调。所有样品的a值均为正值，表明红色组分占主导，许多样品共享类似琥珀色的色度基础。在ABTS测定中，CHSO和CHCH样品表现出最高的抗氧化活性值，而LUOC、LUCO、LUPR和RMSA样品表现出明显较低的值（<300 μmol TE/100 g）。DPPH和FRAP测定部分证实了ABTS测定的模式，CHSO、CHCH和CONI被确定为抗氧化活性最高的样品。总酚含量与抗氧化活性之间观察到一致的模式：CHCH、CHSO和CONI表现出高抗氧化活性和高总酚水平，而LUPR和LUOC样品在所有评估方法中均表现出低抗氧化活性和低酚含量。研究确定了深色、偏红色的蜂蜜样品具有较高的酚类含量和更强的抗氧化活性，而浅色蜂蜜的生物活性潜力较低。
3.2 UHPLC-RID测定的蔗糖、葡萄糖和果糖含量
UHPLC-RID分析结果显示糖类组成存在显著变异性。在所有评估样品中，葡萄糖和果糖被确定为主要成分。果糖值范围为25.10至36.50 g/100 g，葡萄糖浓度范围为40.20至46.50 g/100 g。与文献中通常报道的果糖占优势的模式相反，本研究中所有样品的葡萄糖均高于果糖。蔗糖结果在样品间存在统计学显著差异（p < 0.05）：CHSO样品最高（12.60 g/100 g），其次是CHCH（10.80 g/100 g），而RMSA、LUOC和LUPR浓度最低（分别为3.16、4.93和4.74 g/100 g）。根据Codex Alimentarius标准，蜂蜜蔗糖含量应低于5 g/100 g，仅LUOC、LUPR和RMSA样品低于此参考限值，而CHSO、CHCH、CONI、CHBA和LUCO超过该限值。果糖/葡萄糖比（F/G）值范围为0.572（LUCO）至0.843（CHSO），所有样品均低于1，表明具有结晶倾向。pH值范围为3.28至5.61，总可滴定酸度（TTA）范围为19.33至38.00 meq/kg，均在天然蜂蜜的报道范围内。
3.3 FTIR光谱分析和多变量研究
FTIR光谱在所有样品中显示出可比较的谱带位置（650–4,000 cm?1）。指纹区（约650–1775 cm?1）的谱带主要归因于碳水化合物，特别是蔗糖、葡萄糖和果糖。770–920 cm?1和960–1,100 cm?1之间的谱带与碳水化合物的C–O、C–C和C–OH振动相关。1,500–2,000 cm?1和1,643–1,650 cm?1区域的谱带归因于C=C伸缩、C=O伸缩、吸附水的O–H弯曲和/或蛋白质酰胺基团的N–H振动。2,800–3,000 cm?1区域对应脂肪族基团的C–H伸缩，3,000–3,600 cm?1的宽谱带与O–H伸缩相关。层次聚类分析（HCA）揭示了三个主要聚类，表明样品整体化学特征存在差异。主成分分析（PCA）中前两个主成分解释了总方差的84.0%（PC1 = 67.7%；PC2 = 16.3%）。PC1在900–1,200 cm?1光谱区域具有最高载荷，主要与葡萄糖、果糖和蔗糖的C–O、C–C和C–OH振动相关。得分图显示样品主要沿PC1分布，CHSO、RMSA、CONI和CHCH位于PC1正值方向，而CHBA、LUCO、LUPR和LUOC位于负值方向。
3.4 Pearson相关性和主成分分析
Pearson相关分析显示，果糖与蔗糖之间存在显著正相关（r = 0.75；p < 0.001）。ABTS与DPPH之间存在显著正相关（r = 0.89；p < 0.001）。颜色参数a与DPPH呈正相关（r = 0.76；p < 0.001），表明红色组分较强的样品具有较高的抗氧化能力。总酚含量（TPC）与DPPH（r = 0.92；p < 0.001）、ABTS（r = 0.94；p < 0.001）和FRAP（r = 0.73；p < 0.001）均呈强正相关。相反，颜色参数L、b、颜色指数（CI）和色度（C）与TPC、糖类和抗氧化活性呈负相关，表明亮度和黄色调较高的蜂蜜往往具有较低的酚类含量和抗氧化活性。PCA解释了总变异的75.8%，识别出两个主要组群：一组由较深、偏红色的蜂蜜样品组成，具有较高的酚类含量和更强的抗氧化活性；另一组由较浅、以黄色调为主的蜂蜜样品组成，生物活性潜力较低。
四、研究结论
来自亚马逊大区的蜂蜜样品在化学成分、颜色特征、抗氧化活性和FTIR光谱特征方面表现出显著变异性。深色蜂蜜样品（特别是CHSO和CHCH）以较低亮度、较强红色组分、较高酚类含量和更强抗氧化活性为特征，而LUPR和RMSA等浅色样品则表现出较低的生物活性潜力。葡萄糖和果糖是所有样品中的主要糖类，而蔗糖含量差异显著，仅LUOC、LUPR和RMSA符合Codex Alimentarius规定的参考限值。pH和总可滴定酸度（TTA）值在天然蜂蜜的报道范围内，进一步支持了理化表征。FTIR光谱证实了蜂蜜的特征光谱特征，与化学计量学分析结合时，可根据整体化学成分对样品进行区分。这些发现为亚马逊大区不同生产区域采集的蜂蜜样品提供了初步表征。然而，由于分析的样品数量有限（n = 8）且每个地点仅包含一个样品，结果不能广泛推广或得出关于地理来源的确定性结论。未来纳入更多来自不同蜂群、蜂场、生产季节和地理区域的生物样品，并结合花粉形态学表征、理化质量评估、酶活性测定和经过验证的FTIR预测模型等补充分析，将有助于更全面地理解影响亚马逊大区蜂蜜组成和变异性的因素。
