使用原子光谱法评估蒸馏酒的元素组成的研究进展外文翻译资料

 2022-07-26 15:56:19

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使用原子光谱法评估蒸馏酒的元素组成的研究进展

A.Szymczycha-Madeja，M.Welna，P. Jamroz，A. Lesniewicz，P. Pohl *弗罗茨瓦夫理工大学化学系分析化学系，Wybrzeze Stanislawa Wyspianskiego 27，波兰弗罗茨瓦夫50-370

摘要：在影响蒸馏酒的味道的因素中，有气味和颜色的元素可能源于原料和用于加工的器具，含量达到几十万ug L -1。测定蒸馏酒中的某些元素需要评估它的质量和安全性，并可用于判断其营养价值或验证成品是否符合特定的安全规定。 在过去20年发表的这个评论是专门用于元素分析中的光谱化学技术和样品制备程序蒸馏酒和封面研究。我们特别注意样品-治疗过程和标准化策略优先测量方法。 我们还讨论了蒸馏酒中可能的元素来源和信息的适用性用于识别和分类蒸馏酒的元素含量。

关键词：原子吸收光谱法 校准 蒸馏酒 元素分析 质谱 发射光谱法 质量保证

质量控制 样品制备 光谱技术

目录：

1 内容介绍................. ......................................127

2 蒸馏酒中的元素............... ..... ............................128

3 蒸馏酒的分类....................................................130

4 精神产品元素分析方法选择.............. ......................... 131

5 元素分析前的样品制备.............. ............................. 132

5.1 简化样品处理............................................... 132

5.2在容器和密闭容器系统中进行消化.............................. 133

6 校准和质量保证/控制.............................................133

7 结论......................................................... ..134

致谢........................................................... 134

参考文献....................................................... 134

介绍

蒸馏酒是由植物（例如甘蔗，龙舌兰），植物种子（茴香）或者水果（葡萄或黑莓）蒸馏而产生的。它们是单独使用的受欢迎的强力酒精饮料（见图1），或作为各种酒精饮料的成分[1-5]。图2显示蒸馏酒的生产过程。可以看出，这些酒精饮料中的主要，次要和微量物质主要来源是生产区域，环境条件（土壤类型和天气条件）以及影响植物生长的其他自然活动，水果和谷物以及这些原料的质量（即水果和谷物（例如施肥，农化保护和作物处理）相关的活动和精神生产（例如用于浸渍，发酵，蒸馏和成熟，制造和储存的材料和设备，以及最终的技术和制造过程）[2,5-25]。尽管蒸馏酒产品消费量很大，其中一些的无机概况依旧定义不清，需要更广泛的调查[3,19,25,26]。这种缺乏定义可能会妨碍确立这些产品的市场质量和安全性的适当标准，并严重影响其特性和营销。（种子和果酱，以及谷物醪液）[2,5-25]。蒸馏酒产品的次要来源是植物 [5,27,28]。更加注重产品的真实性和起源，质量控制（QC）和适用元素组成的参考数据肯定可以提高这些产品的安全性，有利于处理蒸馏酒生产和贸易的地区的经济。所选择的微量元素（即Al，As，Cd，Cu，Cr，Hg， Ni，Pb，Sb和Zn）鉴于某些元素的毒性高于可耐受和或允许的限度[3,5,16,19,24,25,29-33]，确定它们的食用的适用性和安全性。鉴于此，需要分析蒸馏酒来评估潜在的健康影响，而某些元素浓度的信息是这些产品的QC的重要参数。通常，潜在危险元素的含量低或甚至无法检测。但是，当某些酒精饮料升高或消费高于平均值时，这些元素的饮食摄入可能达到危险水平[20,32]。为了避免这些因素对人体健康造成毒性影响，并保持最终馏出物的高质量和安全性，这些产品的组成受到国家立法和严格管理[13,25]的控制。因此，这些产品中所选择的微量元素的允许水平如下以下：塞尔维亚的As，Cu，Pb和Zn [25]分别为10mg L -1，10mg L -1，0.5 mg L -1和2 mg L -1，0.1 mg L -1，5 mg L -1和0.2 mgL -1，分别为巴西的As，Cu和Pb [1,3,68,16,31,34,35]，10mgL -1,1mg L -1和10mg L -1 ，西班牙分别为Cu，Pb和Zn [2,5,14]，委内瑞拉铜和铁分别为4 mg L -1和2 mg L -1 [13,27]。除了验证蒸馏酒的质量和安全性外，从市场的角度来看，其可靠的元素分析十分重要（即保证产品是真实的，质量上乘的，特别是当这些产品宣称拥有认证品牌时）原产地（CBO）标签[1,2,6,7,29,36,37]。

蒸馏酒中的元素

蒸馏酒的元素组成根据用于生产的原材料而异，制造设备和设备的材料也可以进行[14,26,27,38]。从表1和表2可以看出，K，Na和Ca以最高浓度存在[2,5,9-12,24,36,38]。这些元素与Li和Mg的高含量通常与用于稀释馏出物[2,3,9,10,16,31,38]或用于老化的木桶和木桶的水的质量有关馏分[2,9,24,38]。蒸馏酒中S的存在可能是由于在初始制备用于老化过程的橡木桶中使用二氧化硫[10,38]。此外，所提及的所有主要元素都可以说来源于用于生产蒸馏酒的原始底物[10,11,38]。痕量元素，如Cu和Pb可以来源于用于传统蒸馏的器具的材料（所谓的手工），包括铜锅（alembics）和alquitaras，蒸馏线圈和蒸馏酒（即橡木桶和桶）的成熟[2,3,5,8,9,14-16,19,23-27，29-31,33-35,43,47-49]。这些材料的表面腐蚀Cu和Pb产生的最常见原因，其他伴随元素存在于成品中。这些元素的水平通常在蒸馏期间由于pH的降低和馏出物馏分中酸的浓度的增加而增加[14]。另外的Pb源可以是低品质镀锌焊接用于修复混合物[17,19,31]。缺乏适当的过程控制也可能导致自制蒸馏酒产品中高浓度的Cu和Pb [47]。As [19]也可能是这种原因引入白酒的。最后，蒸馏酒中As，Cu和Pb的浓度变化可能是由于用于生产的原料来源的不同，成品的生产特性和储存[31,34]。不幸的是，Cu装置中的蒸馏是难以避免，因为它对最终蒸馏酒产品的颜色，味道和风味具有催化作用，并提高其质量和感官特性[8,9,23,25,26,34,47]。蒸馏酒大多数部分存在Cu导致低水平的不愉快，挥发性含S化合物，但蒸馏酒精饮料的味道和香气更好[15,23,25]。然而，Cu水平升高可能会造成对人类健康的威胁[30]，主要是由于乙醛和其他醛的催化形成增加[14]和氨基甲酸乙酯（致癌化合物）[34]。此外，高浓度Cu的存在与成品精制产物中自由基和氧化过程的生成速率较高有关[45]。在蒸馏酒中存在某些元素，如Fe，Ni和Zn可能是工业生产的结果，连续蒸馏系统中使用不锈钢管和柱[2,9,11,15,19,25 ，27,43,47]。 Cu，Fe和Mn的含量也与老化时间和木材类型有关用于桶（即橡木或桑树）[25]。在木桶成熟期间，Fe与单宁的复合物形成，使其成为黑色[25]。由于空气氧化，可以形成额外的Fe化合物，将烈酒的颜色变为黄色甚至棕色[25]。用于稀释馏出物的水也可能是微量元素的来源。低品质或污染的水中的痕量和超痕量的元素也会污染蒸馏酒，如Ba，Hg，Mn，Mo，Th或U [2,9,23]。在蒸馏酒中存在较高量的微量元素可能具有一定的感官意义[2,8,25]。诸如Al，Cu，Fe和Zn等元素会影响稳定性，颜色，香气，透明度和其他感官性质（例如，通过赋予蒸馏酒苦味[2,8,20,25]。此外，Cu可以催化形成致癌物质乙基氨基甲酸酯[8]。考虑到蒸馏酒中存在的元素的营养方面，似乎中等消费量提供了低百分比的推荐每日津贴（RDAs）或可耐受的每日摄入量（TDI）。 RDAs和TDI的百分比覆盖率通常在微量元素（Al，As，Cd，Fe，Mn，Zn和Pb）和大量元素（Ca，K，Mg和Na）的0.01-0.5％的范围内[2,25,26]。这表明a温和摄入的酒精饮料不会使饮酒者暴露于有害的微量元素，并且会使宝贵的大量元素滋养身体。低浓度的某些痕量和超痕量元素（即Al，Cd，Co，Cr，Cu，Ni，Sb和Pb）可以反映出对蒸馏酒的良好生产实践的依从性产品，蒸馏时的适当卫生和最终产品的高质量和安全性[2,25,32-34,43]。唯一的例外是以传统方式生产的蒸馏酒中的Cu。在这种情况下，这种酒精饮料的低消耗（50-100mL）可以贡献Cu的1.0-500％的RDA [2,16,24-26,31]。

蒸馏酒的分类

蒸馏酒的元素是通过它的原产地，植物来源或制造方法来对这些含酒精饮料进行分类的，因为元素的浓度与特定的环境条件良好相关，主要是原料的组成在某一领域生长和生产实践[11,27,47,50]。此外，与有机物质相比，元素的浓度显示出高稳定性，在储存过程中可能容易分解[27]。因此，使用光谱化学元素分析和化学计量数据处理来间接估算蒸馏酒的真实性并区分它们是不足为奇的。文献中报道的蒸馏产品的分类实例列于表3.在所有这些实施例中，元素分布为被确定为在特定地区应用的原材料组成和生产工艺的高度特征。元素浓度（如Cu，Hg，Th和Mo [23]，Ca，Mg和K [50]，Ca和Mg [39]，Cu，Fe ，Mg和Mn [34]，Cu [15]，Cu和Fe [43]，Cu，Mg和Mn [21]}与这些饮料中确定的特定有机物质的浓度（即醇，醛，酮，糖，多酚和挥发性化合物）。表示不同类别产品中元素分布的数据的结构通常由聚类分析（CA）[9,11,21,27,39,42,47]和原理成分分析（PCA）[2,10,11,15,21,23,27,34,38,39,42,43,47,50]。这两种方法都有助于指出所收集数据的任何趋势。然而，它们可能不总是在分析的样本之间很好地区分，并提供清晰的分类[11,38,42,50]。当用于分析的元素数量小（即1-3）[15,27]时，或当蒸馏酒精中的元素浓度（例如Cr和Ni [29]）之间无显着差异时，会发生这种情况。相同的方式被比较，但以不同的方式生产（传统或工业）。有时，原料的区域或收集点比制造工艺变化（例如Cu，Fe和Zn [27]}更强烈地影响元素的浓度。在这种情况下，分类和预测需要具有较高辨别力（gt; 90％）的化学计量技术。显然，采用监督模式识别程序建立分类规则并将测试对象分配到不同的类别，包括：线性判别分析（LDA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）[10,11,15,21,30 ，38,43]，规范或正则判别分析（CDA，RDA）[39,48]，分类二叉树（CBT）[39,48]，K-最近邻（KNN）[11,21]，软独立模型类比（SIMCA）[11]，不同的人工神经网络（ANN）[10,11,27,30,38,42,50]和支持向量机（SVM）[10,11]。最差异的描述符是Al，Ca，Cd，Cu，Fe，K，Mg，Mn，Na，Pb，Si和Zn。这些元素的存在是因为某些土壤对用于生产的原料（例如Ca，K和Mg）在组成或生产过程产生影响（例如Cu，Fe，Ni）[2,9， 11,13,15,21,31,38,39,42,43,47,48,50]。不幸的是，当酿酒厂使用离子交换柱来净化水时，蒸馏酒的特征

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