中国小曲白酒酿造过程中挥发性香气化合物的动态变化规律及其品质调控机制研究

本研究针对中国小曲白酒酿造过程中挥发性香气化合物动态变化规律不明的问题，采用HS-SPME-GC-MS技术系统分析了208种挥发性化合物在糖化、发酵等关键阶段的演变特征。研究发现糖化和发酵阶段分别特异性诱导91和93种香气物质，但蒸馏后仅保留104种，且酯类含量显著降低。该研究为提升白酒风味物质含量提供了重要数据支撑，对优化传统酿造工艺具有指导意义。

　　

中国白酒作为具有2000年历史的传统蒸馏酒，其独特风味主要来源于酿造过程中产生的复杂挥发性化合物。尽管近年来对成品酒风味物质的研究取得进展，但关于小曲白酒酿造过程中香气化合物动态变化的系统性研究仍属空白。特别是糖化、发酵等关键阶段如何影响香气物质形成，以及蒸馏过程对风味物质的筛选机制等问题亟待解答。四川大学与五粮液集团合作团队在《Food Research International》发表的研究，首次揭示了小曲白酒全酿造周期中208种挥发性化合物的演变规律。

研究人员采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)，以优质糯高粱"辽糯18"为原料，系统分析了浸泡、蒸煮、糖化、发酵和蒸馏六个阶段的样品。通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计方法，结合KEGG通路富集分析，解析了关键代谢物的变化规律。

研究结果部分，"全质谱表征"显示208种挥发性物质被鉴定为18类，包括羧酸衍生物(25%)、有机酸衍生物(17.8%)和苯系物(13%)等。质量控制样本的总离子流色谱图高度重叠，表明数据可靠性。"总含量分析"发现发酵阶段化合物数量达峰值(207种)，但蒸馏后锐减至106种，证实多数物质难以进入基酒。

"差异分析"揭示糖化和发酵阶段分别特异诱导91和93种物质，如D-(+)-海藻糖在糖化阶段增加424倍。值得注意的是，蒸馏导致176种物质下调，仅保留104种。"代谢通路"部分显示，糖化阶段主要激活ABC转运体和淀粉代谢通路，而发酵阶段涉及氨基酸生物合成和糖酵解等20条通路。

"品质相关通路"的深入分析发现，28种糖类物质在糖化阶段显著积累，20种醇类在发酵阶段增加，但基酒中仅检出9种酯类，显著少于其他香型白酒。这一发现解释了小曲白酒需长期陈酿的生化基础——酯化反应主要发生在储藏阶段。

该研究首次绘制了小曲白酒酿造过程的挥发性物质动态图谱，揭示糖化和发酵是风味物质形成的关键阶段，而蒸馏工艺对物质的选择性保留是影响基酒风味的瓶颈。研究结果为定向调控白酒风味提供了理论依据：一方面可通过优化发酵微生物群落增强前体物质合成；另一方面需改进蒸馏工艺参数以提高风味物质转移率。此外，发现基酒中酯类匮乏的现象，为解释小曲白酒必须经过陈酿的工艺要求提供了科学依据。

这项由产学研联合完成的研究，不仅填补了小曲白酒酿造机理研究的空白，其建立的分析方法体系还可推广应用于其他香型白酒的研究。未来研究可结合宏基因组学和代谢组学，进一步解析微生物-代谢物-工艺参数的多元互作网络，为传统酿造工艺的现代化升级提供更全面的科学支撑。