基于多组学技术与分子对接的黄精黍米黄酒风味特征解析及健康功效研究

为解决传统黄酒风味改良与健康功效提升的科学问题，山西大学研究团队采用HS-SPME-GC×GC-TOF-MS、GC-IMS和智能感官技术，首次系统解析了黄精黍米黄酒（HJMHJ）的6种关键香气物质（异丁酸、α-松油醇等），发现糖酵解代谢关键作用，并通过分子 docking 揭示OR1A1受体与β-大马酮的高亲和力（-8.1 kcal/mol），为药食同源黄酒开发提供理论支撑。

　　

黄酒作为中国传统发酵饮品，其独特风味与健康功效一直备受关注。然而，传统黄酒存在风味单一、营养功能局限等问题。近年来，将药食同源原料如黄精（Polygonatum sibiricum）和营养谷物黍米（Broomcorn millet）引入黄酒酿造，成为提升产品附加值的新思路。但这类改良黄酒的风味特征形成机制尚不明确，特别是香气物质与人体嗅觉受体的相互作用缺乏系统研究。

山西大学的研究团队在《Food Chemistry》发表的最新研究中，创新性地采用多维分析技术揭示了黄精黍米黄酒（HJMHJ）的风味密码。研究人员首先通过超快速气相电子鼻（UF-GC-E-nose）和电子舌（E-tongue）构建了HJMHJ的智能感官图谱，发现其与乙偶姻（acetoin）的强关联性及突出的鲜味响应特征。随后利用顶空固相微萃取-全二维气相色谱-飞行时间质谱（HS-SPME-GC×GC-TOF-MS）和气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）技术，从197种挥发性有机物中锁定6种关键香气物质：异丁酸（isobutyric acid）、邻苯二甲酸二丁酯（dibutyl phthalate）、α-松油醇（α-terpineol）、β-大马酮（β-damascenone）、2-戊基呋喃（2-pentyl-furan）和γ-壬内酯（γ-nonalactone）。代谢网络分析显示，这些物质的形成与糖酵解途径密切相关。

分子对接技术进一步揭示了香气感知的生物学机制。研究发现，广谱嗅觉受体OR1A1与β-大马酮的结合能达-8.1 kcal/mol，主要通过氢键和疏水相互作用实现。这种高亲和力结合解释了HJMHJ特有的花果香气特征。智能感官分析则显示，HJMHJ在鲜味指标上响应最强，甜味响应最低，苦味介于两者之间，这种独特的味觉特征谱与其药用原料的添加直接相关。

这项研究的创新性在于首次建立了从原料配伍到风味物质代谢，再到感官受体互作的全链条解析方法。技术层面，GC×GC-TOF-MS的高分辨特性解决了传统黄酒复杂香气物质的分离难题；理论层面，通过代谢网络与分子对接的交叉验证，阐明了药食同源黄酒"风味-功能"协同作用的分子基础。研究成果不仅为传统黄酒的风味改良提供了具体靶向物质（如可通过调控糖酵解途径增加β-大马酮含量），更重要的是建立了中药材与谷物协同发酵的风味评价新范式，这对开发具有地域特色和健康宣称的新型发酵食品具有重要指导意义。

从应用角度看，该研究明确了黄精作为黄酒酿造辅料的科学价值——其富含的多糖和黄酮类物质不仅贡献免疫调节功能，还能通过特定香气前体物质（如β-大马酮）提升产品风味层次感。研究采用的智能感官与组学技术联用策略，也为传统发酵食品的标准化评价提供了可推广的技术模板。未来研究可进一步探索不同配伍比例对风味代谢网络的影响，以及关键香气物质的体内生物利用度，从而全面评估药食同源黄酒的健康效益。