孫優(yōu)蘭，鐘方達，韋露露，程平言，尤小龍，張 健，黃永光

(1.貴州茅臺酒廠（集團）習酒有限責任公司，貴州遵義 564622；2.貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州貴陽 550025)

白酒是我國特有的酒種，其發(fā)展歷史悠久，文化傳承經典，在中國酒類發(fā)展版圖中占據著重要的地位[1-2]。白酒主要以高粱等谷物為原料，各種酒曲為糖化發(fā)酵劑，經固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸餾及貯存勾兌，最終獲得以乙醇為主體，并富含上千種微量成分的酒精飲料產品[3]。據國家統(tǒng)計局數(shù)據統(tǒng)計顯示，2019年全國規(guī)模以上企業(yè)完成白酒產量達887萬千升，累計實現(xiàn)銷售收入達5896.54億元，利潤總額達1526億元。由此可見，白酒產業(yè)在中國民生產業(yè)中做出了巨大的貢獻，同時也為國民經濟發(fā)展提供了極大的推動作用。

中國白酒屬地域性資源產業(yè)，不同產區(qū)、不同廠家所釀造的酒體呈現(xiàn)出不同的風格特征。近年，研究者們一直致力于白酒特征風味的研究，旨在挖掘白酒中的主體和關鍵風味物質。白酒風格特征的形成主要與酒體中約2%的微量成分相關聯(lián)，且目前在白酒中已經檢測出2400多種風味化合物[4]，而大部分風味成分的風味貢獻和影響機制尚不清楚。近幾年，風味組學技術在各行業(yè)研究中得到飛速發(fā)展，加之分析儀器和研究手段的不斷更新、深入，風味組學作為主要研究策略在白酒特征風味解析中應用越來越廣泛，且風味組學已經成為未來白酒風味化學研究的重要手段。

鑒于此，本文對近年來聯(lián)用色譜技術在白酒成分分析中的應用進行了客觀總結，對風味組學技術在白酒特征風味成分分析中的應用進行了深入探討，并對白酒成分的研究手段進行了展望，以期為白酒風味研究技術的提升和白酒風味品質的改善提供新的思路和理論參考。同時，在未來的研究發(fā)展中，還可以建立白酒特征風味組學應用體系，加強對中國白酒風味的科學認識，助力白酒風味成分挖掘及特征風味解析。

1 白酒風味分析現(xiàn)狀

風味特征是白酒品質的重要組成部分，是香氣、口感、風格和品質的關鍵[5-6]。隨著人們對白酒品質及健康要求的提高，研究逐漸擴大，目前主要集中在白酒風味、白酒質量、白酒安全等領域。白酒由于其生產原料復雜，工藝特殊，多菌種開放式發(fā)酵，導致其風味成分復雜，存在眾多微量成分，雖然這些成分的含量較低，但它們對白酒的香味具有重要的影響作用。經過全國各地科研工作者的努力，使得不同香型白酒特征風味物質上的研究也有長足的進展。白酒中特征風味的研究主要包括揮發(fā)性和非揮發(fā)性風味化合物，對近年來該研究的熱點、方向以及深入程度進行了代表性總結，如表1所示。主要包括對不同香型白酒中特征風味化合物、風味化合物之間的相互作用、風味成分的拓展以及酒體異嗅味化合物的研究等。此外，不難發(fā)現(xiàn)，分析儀器的革新和研究手段的深入對中國白酒的風味化合物的剖析有重要推進作用。其中濃香型和清香型白酒已經能夠確定主體特征風味物質的種類及含量范圍，其他香型由于口感豐富、風味物質復雜多樣，雖然經過大量的研究分析，對其中的特征風味物質還沒有完全了解。

表1 近年白酒風味成分研究進展

揮發(fā)性成分是白酒獨特香氣特征的物質基礎，而非揮發(fā)性成分對整體香氣特征有重要影響，影響揮發(fā)性化合物的釋放，并與揮發(fā)性化合物相互作用影響白酒的風味。截至2020年，已報道白酒中微量成分2400種，其中包括酯類、醇類、酸類、內酯類、醛類、酮類、縮醛類、含硫化合物、含氮化合物、雜環(huán)化合物、芳香族化合物、烴類、萜烯類及其他類等60種[13-14]。通過總結發(fā)現(xiàn)，目前，白酒風味化學分析不再局限于關鍵風味成分的探索，而是已經逐漸向帶有異嗅味特征的風味化合物進行深入研究，這足以說明白酒品質的提升日趨重要。同時，健康白酒是白酒制造業(yè)的發(fā)展方向，因此有必要研究白酒中的各種功能因子，如活性肽等，這將有助于我們正確并科學地認識白酒，有利于消除白酒消費者的誤解。

2 白酒風味化學的研究方法

白酒中所有物質的含量、化學性質、極性、沸點、溶解度和揮發(fā)性相差甚遠，導致沒有固定的預處理方法來同時分析所有物質。因此，直接進樣（DI）、液液萃取(LLE)、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、分散液-液微萃取(DLLME)、攪拌棒吸附萃取(SBSE)、攪拌吸附、超臨界二氧化碳萃取等[15]方法被廣泛用于白酒成分的研究，對幾種常用前處理方式進行了比較和總結，如表2所示。

表2 常見白酒風味研究前處理方法的比較與總結

此外，聯(lián)用色譜技術在白酒分離、定性和定量分析中的應用，可以克服傳統(tǒng)色譜檢測器定性數(shù)據的缺點，簡化實驗操作，縮短分析時間。氣相色譜法是白酒風味化學研究中常用的檢測分析手段，可與之相結合的檢測技術眾多，其中有廣譜性檢測技術如氫火焰離子檢測器（FID）、質譜（MS）、飛行時間質譜（TOFMS）以及電子捕獲檢測器（ECD）等和有針對性的檢測技術如氮磷檢測（NPD）、脈沖式火焰光度檢測器（PFPD）、高效液相色譜-核磁共振(HPLC-NMR)和色譜-紅外光譜[15]。相比之下，MS在對未知化合物的鑒別方面有著不可比擬的優(yōu)勢，擁有較好的專屬性和較低的檢測限，同時對樣品量需求較少，分離能力較強，在白酒微量成分研究中應用最廣。近年來，隨著各種色譜串聯(lián)技術的發(fā)展，GC-MS和LC-MS聯(lián)用技術在白酒風味研究中的應用也愈加廣泛。針對于白酒中的揮發(fā)性物質如酸類、酯類、醛酮類等化合物通常采用GC-MS聯(lián)用技術進行檢測分析，相反，對于揮發(fā)性較低的化合物如大分子有機酸、氨基酸、糖醇、糖苷類化合物的檢測分析，通常采用LC-MS聯(lián)用技術，該技術在分離過程均處于低溫環(huán)境，因此也適用于熱敏性化合物的檢測分析。

近年來，相關研究者一直致力于白酒風味化學的研究，且隨著經濟的快速發(fā)展和分析儀器的不斷進步更新，加之研究者們對白酒風味化學物質檢測方法的不斷改進，白酒風味化學的研究開始逐漸系統(tǒng)化，越來越多的重要風味化合物逐漸被發(fā)現(xiàn)。同時，應用現(xiàn)代儀器分析與感官分析相結合的現(xiàn)代風味化學研究學術思想建立了基于風味導向技術的中國白酒風味物質研究技術方法體系，如圖1[3，23]，該體系是目前白酒風味化學的主要研究方法。

圖1 白酒風味化學研究技術路線

3 風味組學及其在白酒特征風味研究中的應用

3.1 風味組學研究方法

風味組學（Flavoromics）由美國明尼蘇達大學Gary A.Reineccius教授于2008年首次提出[24]，是繼基因組學、蛋白組學、感官組學及代謝組學后又一分支研究領域，是系統(tǒng)風味研究的重要組成部分[25]，其非靶向的學術思路是通過代謝組學策略盡可能的收集更多的化學信息，再結合多種化學計量學技術和手段將樣品中的化學成分與感官相聯(lián)系，從而挖掘、鑒定或預測影響風味感知的關鍵風味化合物，因此，風味組學也被稱為“風味代謝組學”[26]。風味組學雖源于代謝組學，但又異于代謝組學，代謝組學主要是運用靶向和非靶向技術鑒定所有小分子代謝物，而風味組學主要是鑒定與風味相關的代謝組分，是在代謝組學的基礎上對風味相關物質進行針對性及綜合性的分析[27]。該核心思想是在分子水平上對影響人體感官感受的關鍵化合物進行定性和定量，探究其相互作用的機制，其技術在于高選擇性、高通量和高靈敏度分析方法的廣泛應用[28]，如氣相-質譜聯(lián)用（GC-MS）和氣相色譜-嗅聞聯(lián)用（GC-O）技術，可分別用于檢測白酒揮發(fā)性化合物和鑒定香氣活性化合物。液相色譜-串聯(lián)質譜（LC-MS）、反相液相色譜（RP-HPLC）、核磁共振（NMR）及高效液相色譜（HPLC）等技術可用于檢測難揮發(fā)性化合物和鑒定滋味化合物，實現(xiàn)感官技術與分析儀器的有機結合，進一步揭示了各類白酒的特征風味成分，極大地促進了風味組學研究的發(fā)展。

3.2 風味組學在白酒風味研究中的應用

在風味組學中，GC-MS與GC-O聯(lián)用技術在酒中風味化合物研究方面已屬常見手段，不僅涉及白酒、葡萄酒、清酒、啤酒及黃酒等各類酒，且可涉及到釀酒工藝的各個環(huán)節(jié)，它使酒類風味化學的理論更加深入和完善。吳幼茹等[29]聯(lián)合采用SPME和GC-O-MS對5種白酒釀酒原料中的蒸煮香氣成分進行了定性定量，通過嗅聞到的化合物分別均在10種以上；易封萍等[30]通過GC-MS、GC-FPD及GC-O對3種醬香型習酒進行研究，分別鑒定出96種、93種、95種香氣成分，將GC-O聞香儀與香氣活力值有機結合，發(fā)現(xiàn)了己酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯等物質對醬香型習酒具有重要的特征風味貢獻；孫細珍等[31]采用液液萃取和頂空固相微萃取結合GC-O-MS技術對小曲清香型白酒進行醛異嗅成分研究，發(fā)現(xiàn)了乙縮醛、乙醛、正丙醇等醛異味特征性化合物；劉明[32]采用風味化學及多元統(tǒng)計分析技術對白酒中的關鍵風味化合物進行篩選，并計算提取了白酒中40種主要代表香氣成分，并證實了香氣特征是多種化合物相互作用的結果；Niu等[33]采用液液萃取和頂空固相微萃取提取了茅臺酒中的酯類香氣化合物，并通過GC-O和GC-MS進行鑒定和定量，其Feller加和模型和OAV分析顯示，不同濃度的異丁酸乙酯和異戊酸乙酯對混合樣品有加強或協(xié)同氣味的作用，特別是隨著異丁酸乙酯濃度的增加，相互作用程度有增加的趨勢。同時，該團隊[33]利用GC-O和GC-MS對3種郎酒(紅花郎10，珍品郎和郎牌郎酒)的揮發(fā)性成分進行了研究，并且深入探討了5種酯類化合物的知覺相互作用。

由此可見，風味組學技術在白酒風味化學研究中的應用已經越來越廣泛，尤其是對酒體中的特征風味成分，且隨著各項研究技術的成熟，目前形成了一套系統(tǒng)而全面的分析和處理方式，極大促進了酒行業(yè)品質質量和安全監(jiān)控的規(guī)范化。但由于酒體中的風味成分數(shù)量繁多，很多酒體的主體特征香氣香味成分尚未明確，且風味化合物隨工藝、環(huán)境及時間等因素的改變呈現(xiàn)穩(wěn)定性較差的特點，因此，通過各種現(xiàn)代儀器檢測手段結合，將風味組學技術結合感官組學、代謝組學等技術應用于白酒特征性風味化合物研究中，是白酒風味化學發(fā)展的又一方向。

4 展望

經過多年的探索，白酒風味化合物的研究已經取得了一定的進展，白酒行業(yè)分析檢測也逐漸有了新的發(fā)展趨勢，其中酒體品質提升及其安全控制是目前檢測分析中的重點和難點。新儀器、新技術、新方法和新思路的應用都已經成為白酒分析檢測領域的潮流，白酒與健康的關系研究也有賴于分析檢測技術的進步而得到發(fā)展。同時，在行業(yè)發(fā)展的基礎上也對白酒分析檢測領域提出了新的思考，即該領域的服務對象問題、發(fā)展方向問題以及新的歷史使命等問題。此外，在白酒風味研究中，由于檢測到的物質數(shù)據龐大，很難通過一般的數(shù)據分析明晰某些成分對白酒呈香呈味的作用，風味組學的相關研究還需要與各類人群的口感香氣偏好對接，明確消費者喜愛的風味品質相關聯(lián)的香味成分，去除有害不利的異嗅成分，提高產品健康、綠色的整體品質，才能滿足更多消費者的需求，達到提升企業(yè)美譽度和經濟效益的目的。同時，傳統(tǒng)的研究方法對白酒中呈香呈味物質的研究僅關心單個成分及其影響因子，忽略了它們之間的相互作用，難以全面掌握酒體風味的屬性。因此，在未來白酒風味研究中將各個組學整體性有機結合及有效應用，才能更全面系統(tǒng)地對白酒特征風味進行剖析，從而解決白酒行業(yè)的關鍵共性難題。