双模式联合固相微萃取-变温萃取技术解析浓香型白酒挥发性组学特征

本研究针对浓香型白酒中挥发性/低挥发性物质同步检测难题，开发了双模式联合固相微萃取(DMU-SPME)结合变温萃取新技术，通过优化盐浓度和纤维浸入深度等参数，成功鉴定103种风味物质（较HS-SPME多32种，较DI-SPME多25种），首次检出19种独特化合物，系统揭示了46种共性特征风味物质和36种独特性风味物质的分布规律，为白酒风味组学研究提供了高效分析平台。

　　

中国白酒作为千年传承的蒸馏酒典范，浓香型白酒以其"窖香浓郁、绵甜净爽"的独特风味闻名于世。这种复杂风味的奥秘，源自数百种挥发性有机物(VOCs)与低挥发性物质的协同作用，其中脂肪酸等物质对风味形成具有关键影响。然而，现有检测技术面临重大挑战：直接进样法对低挥发性物质灵敏度不足，液液萃取(LLE)需要大量有机溶剂，而最常用的顶空固相微萃取(HS-SPME)难以有效捕获半挥发性和低挥发性组分。更棘手的是，传统方法存在竞争吸附效应，导致风味物质检测不全面，这严重制约了白酒风味组学(volatilomics)研究的深入。

针对这一技术瓶颈，来自辽宁特色食品制备关键技术研究与示范项目组的研究人员创新性地开发了双模式联合固相微萃取(DMU-SPME)结合变温萃取技术，通过系统优化实验参数，成功建立了浓香型白酒全组分风味物质的高效检测方法。这项发表于《Food Chemistry》的研究，不仅突破了传统方法的局限性，更为蒸馏酒风味物质研究提供了新的技术范式。

研究团队采用三项关键技术：双模式联合固相微萃取(DMU-SPME)整合了顶空(HS)和直接浸入(DI)两种模式；变温萃取程序通过温度梯度调控实现不同挥发性物质的最佳吸附；结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)进行高通量物质鉴定。实验选用泸州老窖等典型浓香型白酒为样本，通过C₇-C₃₀正构烷烃系列确定保留指数(RI)，以2-辛醇为内标进行定量分析。

【材料与试剂】部分显示，研究采用亲水-亲脂平衡/聚二甲基硅氧烷纤维(HLB/PDMS)作为萃取介质，这种双涂层设计可同时捕获极性和非极性化合物。

【盐浓度对DMU-SPME萃取能力的影响】部分揭示，氯化钠添加产生的盐析效应显著提升了乙酸乙酯等挥发性物质的峰强度，但对异戊基己酸酯等物质则呈现抑制作用，证实盐浓度需精确调控。通过系统优化，确定20% NaCl为最佳添加量。

【变温萃取优化】结果表明，采用40°C→60°C的阶梯升温程序，既保证了高挥发性物质的萃取效率，又促进了长链脂肪酸等低挥发性物质的吸附。同时，纤维浸入深度优化至1.5cm时，可实现气液两相物质的最佳平衡。

【方法比较】数据显示，DMU-SPME共鉴定出103种物质，较HS-SPME多检出32种，较DI-SPME多25种，其中包括19种其他方法无法检测的独特化合物。特别值得注意的是，该方法成功捕获了11种RI>1560的高沸点物质，突破了传统HS-SPME的技术局限。

【风味物质分析】在三种浓香型白酒样本中，研究人员鉴定出46种共性特征风味物质（含11种RI>1560物质）和36种独特性风味物质（VIP>1.0）。其中，不饱和脂肪酸酯和长链脂肪酸的检出，为解析浓香型白酒的"窖底香"特征提供了新的分子依据。

研究结论部分强调，DMU-SPME与变温萃取的结合创造了挥发性组学研究的新范式。该方法通过温度程序化调控和萃取模式创新，有效克服了竞争吸附效应，实现了白酒中宽沸程风味物质的高效捕获。特别值得关注的是，该方法对RI>1560的高沸点物质的检测能力，为白酒风味形成机理研究提供了关键技术支撑。

这项研究的科学价值在于：首先，建立了首个适用于白酒全组分风味分析的标准化方法；其次，揭示了盐浓度和温度梯度对不同挥发性物质萃取的差异化影响规律；最后，鉴定出的特征风味物质谱，为白酒质量评价提供了客观指标。从行业应用角度看，该技术可推广至威士忌、白兰地等其他蒸馏酒的风味研究，具有广阔的应用前景。

正如作者Xue Wang等在讨论部分指出，这项技术的成功开发，不仅解决了白酒挥发性组学研究中的关键技术瓶颈，更重要的是为食品风味物质的系统研究提供了方法学借鉴。未来，结合嗅觉检测等技术，该方法有望在食品风味指纹图谱构建和品质控制领域发挥更大作用。