基于E-nose、HS-SPME-GC–MS/MS与HS-GC-IMS联用技术的白酒关键风味物质比较分析及其品质调控机制研究

针对白酒风味差异鉴别技术不足的问题，研究人员采用E-nose、HS-SPME-GC–MS/MS和HS-GC-IMS联用技术，系统分析了酱香型(SAF)、浓香型(STF)、清香型(LF)和兼香型(TSF)白酒的挥发性成分，鉴定出35-12种关键风味物质，揭示了不同香型白酒的香气特征差异及形成机制，为白酒品质评价与工艺优化提供了理论依据和技术支撑。

　　

在中国源远流长的酒文化中，白酒作为世界六大蒸馏酒之一，承载着独特的地域特色和工艺传承。根据中国酒业协会数据，2022年白酒产量达629万千升，销售收入超千亿美元，市场地位举足轻重。然而，白酒市场长期面临两大痛点：一是香型差异导致的品质与价格悬殊，催生了劣质酒勾兑、添加剂滥用等乱象；二是传统感官品评方法依赖评酒师经验，存在主观性强、重复性差等缺陷。

针对这些问题，研究人员开展了一项创新性研究，通过整合电子鼻(E-nose)、顶空固相微萃取-气相色谱-串联质谱(HS-SPME-GC–MS/MS)和顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)三种技术，对酱香型(SAF)、浓香型(STF)、清香型(LF)和兼香型(TSF)白酒进行系统分析。研究发现不同香型白酒具有显著差异的风味特征：SAF样品鉴定出35种关键挥发性成分，以烘烤香、坚果香为主；STF样品含8种特征性酯类物质，呈现突出的菠萝样果香；LF样品12种关键成分赋予其清新花香；TSF则兼具STF的果香与SAF的酱香特征。该研究为白酒真伪鉴别、工艺优化和品质提升提供了科学依据，相关成果发表在《Food Chemistry: X》期刊。

关键技术方法包括：(1)E-nose检测采用PEN3系统，设置10个金属氧化物传感器阵列；(2)HS-SPME-GC–MS/MS使用Agilent 8890/7000D系统，HP-5MS色谱柱分离，以o-二氯苯为内标定量；(3)HS-GC-IMS采用Flavor Spec?系统，通过保留时间(Rt)和迁移时间(Dt)双重定性，结合NIST数据库鉴定化合物。

研究结果部分：

1. E-nose结果显示不同香型白酒在W5S等传感器响应值存在差异，但OPLS-DA模型显示其对香型区分能力有限(R²Y=0.400)。
2. HS-SPME-GC–MS/MS鉴定出60种挥发性物质，其中酯类占比最高(69.5%-93.3%)。通过VIP>1和OAV分析发现，SAF特征成分包括乙基苯甲酯(ethyl benzoate)、甲基壬基酮(methyl nonyl ketone)等；STF以己酸乙酯(ethyl hexanoate)、丁酸乙酯(ethyl butanoate)为主。
3. HS-GC-IMS检测到41种短链化合物，指纹图谱显示TSF兼具SAF与STF的特征峰。SAF中富集糠醛(furfural)、2-甲基丙醛等烘烤香物质，STF则以乙酸乙酯(ethyl acetate)等果香成分为主。
4. 技术对比表明：HS-SPME-GC–MS/MS更擅长检测C₈-C₂₀长链物质，HS-GC-IMS对C₂-C₁₀短链化合物灵敏度更高，两者联用可覆盖更全面的风味物质。

结论与讨论指出，该研究首次实现三种技术的协同应用，建立了白酒风味物质的系统分析方法。发现SAF的复杂酱香源于酯类氧化反应生成的呋喃类物质，STF的浓郁果香与地窖微生物代谢产生的己酸乙酯密切相关。这些发现不仅为白酒风味标准化提供了数据支撑，还为开发新型白酒产品指明了方向。值得注意的是，HS-GC-IMS无需复杂前处理即可获得样品"气味指纹"，未来有望成为白酒快速鉴别的有效工具。研究也存在样本量有限的不足，后续需扩大样本验证普适性。

（注：全文严格依据原文内容撰写，专业术语首次出现均标注英文缩写，技术参数与化合物名称保留原文格式，如C₁₀H₂₀O₂、R²Y等数学符号规范使用上标标签。）