超越挥发性物质：非挥发性基质作为酒精饮料中香气释放、口感与风味设计的新型驱动因素

《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：Beyond volatiles: Non-volatile matrices as emerging drivers of aroma release, mouthfeel, and flavor design in alcoholic beverages

　　

非挥发性基团塑造味觉、口感和香气持久性。基团间的相互作用调控香气释放和感官平衡。发酵和陈酿重塑非挥发性代谢物网络。多组学技术支撑质量控制、溯源鉴定和产品开发。基团工程实现低酒精和精准饮料设计。

**引言**

酒精饮料是最复杂的食品基质之一，其感官质量由香气、味觉、口感、外观和余味之间的动态相互作用决定。数十年来，酒精饮料风味的研究一直受挥发性香气化合物主导，包括酯类、高级醇、醛类、酮类、萜烯、硫化合物、内酯和挥发性酚类。这种以挥发性化合物为中心的研究范式极大地推动了人们对香气形成、风味典型性、发酵控制和陈酿演化的理解。然而，这也导致对饮料风味质量的解读不够全面。在许多情况下，关键呈香物质的浓度本身无法完全解释所感知的香气强度、风味持久性、乙醇的顺滑度、涩感、酒体或具有相似挥发性物质轮廓的产品之间的感官差异。这种差异表明，溶解、运输、释放和感知挥发性化合物的液相基质在塑造整体风味体验方面起着决定性作用。

非挥发性化合物是该液相基质的核心组成部分。它们包括有机酸、糖类、酚类化合物、多糖、多元醇、氨基酸、肽类、核苷酸、矿物质、维生素和其他微量成分。传统上，这些化合物主要被讨论为基本味觉来源、营养价值、抗氧化活性或质量指标。有机酸主要与酸味和pH值相关；糖类与甜味和残糖相关；酚类化合物与颜色、苦味和涩感相关；多糖和甘油与酒体和粘度相关；氨基酸和肽类与味觉和香气前体相关；矿物质与真实性或催化反应相关。尽管这些解释仍然有效，但风味化学、口腔摩擦学、感官组学、代谢组学和分子相互作用分析的最新进展表明，非挥发性化合物应被集体视为一种感官活性基质，而非孤立的背景溶质。

这一视角的转变非常重要，因为非挥发性基团可以通过多种机制调节风味感知。首先，它们直接激活味觉受体，贡献酸味、甜味、苦味、鲜味、醇厚度和余味。其次，它们通过改变粘度、润滑性、唾液蛋白相互作用和乙醇刺激来修饰口腔物理感知。第三，它们通过改变挥发性化合物和气-液分配、活度系数、扩散行为和口腔释放来影响香气感知。第四，它们参与跨模态相互作用，其中味觉、香气、化学刺激和口感相互增强或抑制。这些机制在酒精饮料中尤其相关，因为乙醇本身会改变溶剂极性、挥发性、三叉神经刺激以及对甜味、苦味和香气的感知。因此，非挥发性化合物的感官功能不能仅从其个体浓度或阈值来理解，必须在水-酒精基质和口腔加工环境中进行解读。

支持这一基于基团的观点的证据已出现在多种酒精饮料体系中。在葡萄酒和果酒中，有机酸、糖类、酚类化合物、多糖、甘油、氨基酸和矿物质共同决定酸度、涩感、颜色稳定性、香气释放和陈酿潜力。在啤酒和谷物饮料中，残留碳水化合物、β-葡聚糖、肽类、氨基酸和矿物质有助于酒体饱满感、泡沫相关感知、营养特性和产品稳定性。在黄酒、清酒、青稞酒和其他传统发酵饮料中，氨基酸、有机酸、糖类、多元醇、核苷酸和酚类化合物的积累提供了复杂的非挥发性背景，支持甜味、鲜味、粘度和长久余味。在中国白酒、白兰地、威士忌和其他陈酿蒸馏酒中，非挥发性化合物的浓度远低于未蒸馏饮料，但微量的酸类、肽类、酚类化合物、糖类、矿物质和胶体成分仍可影响乙醇顺滑度、香气持久性、异味掩蔽和陈酿相关的感官质量。这些发现挑战了蒸馏消除了非挥发性成分重要性的假设。

这种视角的实用意义对食品饮料行业日益重要。消费者对高端、低酒精、无酒精、天然、功能性以及更精准设计的饮料的需求，加强了对不仅控制香气组成，还要控制口感、余味、风味稳定性和整体感官平衡的需求。例如，低酒精和无酒精饮料常常因乙醇减少或去除而酒体单薄、香气持久性弱和温暖感不足。使用有机酸、多元醇、多糖、肽类和植物提取物的非挥发性基团工程可能提供策略来弥补这些感官损失。同样，在高端酒精饮料中，非挥发性基团的控制可能改善陈酿稳定性、减少粗糙感、调节涩感、掩蔽异味并增强香气融合。在质量保证和真实性评估中，从有机酸、酚类化合物、氨基酸、矿物质和代谢组学获得的非挥发性指纹图谱可补充挥发性物质轮廓和稳定同位素数据，提高对产地、原料、发酵工艺和陈酿条件的区分能力。

尽管取得了实质性进展，但现有的综述和原始研究仍主要围绕个体饮料类别、化学类别、分析平台或孤立的相互作用机制组织。以葡萄酒为重点的综述研究了特定领域，如多酚-挥发性物质相互作用和口感，而白酒综述通常强调特定化合物类别或陈酿相关化学（Laguna等人，2017；Pittari等人，2021；Sun等人，2022）。更近期的关于香气-成分或食品基质相互作用的综述提供了更广泛的物理化学视角，但未围绕酒精饮料类别中非挥发性部分在形成、口腔转化、感官整合、分析验证和工程方面的结构展开（Ni等人，2026；Wang等人，2025）。同时，代谢组学导向的研究极大地扩展了组成覆盖范围，但仅靠化学区分无法建立非挥发性成分如何因果调控香气释放、口感或产品质量。

本综述的概念新颖性在于将非挥发性部分视为一个集成的、动态的和感官活性的基团。我们提出了一个组成-形成-相互作用-感知-验证-工程框架，将通常单独研究的六个层次联系起来：(i) 构成基团的化学成分；(ii) 它们沿生产链的生成和重塑；(iii) 它们与挥发性化合物及彼此之间的分子和物理化学相互作用；(iv) 它们在口腔加工过程中转化为味觉、口感、鼻后嗅觉香气和跨模态感知；(v) 区分相关性和因果性所需的分析和感官证据；以及 (vi) 将机制知识转化为饮料设计中的可控基团工程策略。

因此，本综述在三个方面区别于以化合物为中心、针对特定饮料、以代谢组学为中心或以香气释放为中心的综述。首先，它将发酵饮料、蒸馏酒和配制酒精饮料整合在同一个基团框架内，而不是将每个类别独立对待。其次，它明确连接了静态组成与动态过程，包括发酵、陈酿、分子缔合、口腔稀释、唾液相互作用和鼻后释放，而不是将化学丰度视为最终解释层次。第三，它根据机制证据的强度评估基团效应，并将这些证据与可实验验证和工业可实施的干预措施联系起来。所形成的框架旨在推动该领域从描述哪些化合物存在转向解释非挥发性基团如何构建、如何发挥作用、如何验证其效应以及如何进行工程化。

**章节片段**

**酒精饮料中非挥发性基团的化学轮廓**

在本综述提出的框架内，化学轮廓表征代表基团解码的第一层次：识别构成非挥发性基团的成分。因此，本节的目的不是提供详尽的化合物清单，而是根据通过物理化学和感官功能贡献于集成饮料基质的主要非挥发性类别进行组织。酒精饮料中的非挥发性化合物包括……

**沿生产链的形成和调控**

所提出框架的第二层次将生产视为基团构建和重塑的过程。酒精饮料的非挥发性基团不是从原料继承的静态化学残留物。它沿着整个生产链逐步构建、转化和再分配，包括原料选择、破碎或蒸煮、糖化、浸渍、发酵、蒸馏、陈酿、储存和配制。每个步骤都会改变平衡……

**非挥发性基团与香气化合物之间的分子相互作用**

框架的第三层次从基团组成转向基团功能。在此，核心问题是基团是否以及如何通过何种机制改变香气化合物所经历的热力学、动力学或结构环境。相应地，平衡分配、特定分子结合、大分子保留、粘度依赖扩散、盐析效应以及提出的胶体或超分子效应被单独考虑，并根据强度评估……

**多模态感官感知：味觉、口感、香气释放和跨模态效应**

框架的第四层次解决了从物理化学基团效应到人类感知的过渡：瓶中测量的基团与消费过程中经历的基团并不相同。酒精饮料消费期间的风味感知是一个动态且多模态的过程。一旦饮料进入口腔，非挥发性化合物就会暴露在唾液、口腔表面、温度变化、稀释、剪切力、吞咽运动和鼻后气流中。这些……

**基团解码的分析与计算工具包**

框架的第五层次涉及验证：不同的分析和感官工具提供根本不同的证据层次，从组成关联到直接的机制因果性。解码非挥发性基团需要做的不仅仅是识别复杂水-酒精溶液中的化合物。核心分析挑战是确定哪些非挥发性化合物存在，它们如何形成，以及它们如何与挥发性香气化合物和口腔成分相互作用……

**酿造工艺对酒精饮料中非挥发性化合物的影响**

框架的第六也是最后一个层次将机制理解转化为可控的产品设计变量。核心前提是，非挥发性基团科学只有当组成、加工、分子相互作用、感官结果和实际约束都能与可操作的干预措施联系起来时，才具有工业意义。新兴的基于基团的酒精饮料风味理解对工业创新有直接影响。在传统……

**结论**

酒精饮料中的非挥发性化合物传统上被视为支持性成分，负责酸度、甜味、苦味、涩感、酒体、营养价值或质量指标。本综述将其重新定义为感官活性基团，决定酒精饮料如何品尝、感受、释放香气、陈酿以及响应加工。有机酸、糖类、酚类化合物、多糖、多元醇、氨基酸、肽类、核苷酸、矿物质、维生素和胶体……

**未引用参考文献**

Chen等人，2023；Chen等人，2023；决议OIV-ECO 432-2012，2012a；决议OIV-ECO 433-2012，2012b；Li等人，2024；Li等人，2025；Rogns?等人，2017；Wang等人，2022；Wang等人，2022；Wang等人，2023；Zhang等人，2024；Zhang等人，2024；Zhang等人，2025。

**CRediT作者声明**

Bian Xinyu：方法论、软件、形式分析、调查、初稿撰写。Xuan Jiahui：数据整理、初稿撰写。Liu Xinxin：可视化、调查。Sun Jinyuan：审阅与编辑、监督、资金获取。Li Hehe：软件、验证、监督。Sun Xiaotao：审阅与编辑、监督。Sun Baoguo：审阅与编辑、监督。Li Jinchen：概念化、调查、审阅与编辑……

**致谢**

本工作得到了国家自然科学基金的支持，项目编号：32322068；32202212。

Bian Xinyu | Xuan Jiahui | Liu Xinxin | Sun Jinyuan | Li Hehe | Sun Xiaotao | Sun Baoguo | Li Jinchen