《Foods》：Characterization and Discrimination of the Taste and Aroma of Quinoa Baijiu Using Electronic Tongue, GC Electronic Nose and Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry
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以藜麦作为部分或全部原料酿造的藜麦白酒是一种新兴蒸馏酒，其风味特征尚缺乏系统表征。本研究旨在利用电子舌（E-tongue）、气相色谱电子鼻（GC E-nose）与顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱（HS-SPME-GC×GC-TOF-MS）对藜麦白
以藜麦作为部分或全部原料酿造的藜麦白酒是一种新兴蒸馏酒，其风味特征尚缺乏系统表征。本研究旨在利用电子舌（E-tongue）、气相色谱电子鼻（GC E-nose）与顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱（HS-SPME-GC×GC-TOF-MS）对藜麦白酒的滋味与香气进行表征与判别。研究选取三个藜麦白酒样品（藜麦占酿造原料的20%、40%和100%，即QJ20、QJ40和QJ100），并与覆盖清香型、浓香型和酱香型的九个市售白酒样品进行比较。共鉴定出201种挥发性化合物，其中70种酯类占主导地位（占总相对含量的60%以上）。电子舌分析显示，与市售参比样品相比，藜麦白酒的甜味相关传感器响应显著较高，苦味相关传感器响应显著较低；上述结果为仪器判别结果，不应等同于人体感官感知。气相色谱电子鼻结合层次聚类分析（HCA）可清晰区分四类白酒，并揭示藜麦白酒的仪器香气指纹与清香型白酒相似。在藜麦白酒中相对丰度较高或为其特有的化合物——包括十一烷酸乙酯、油酸乙酯、壬二酸二乙酯、1,2-癸二醇、金合欢醇、2-乙基庚酸、2,5-二甲基-4-己烯酸、3-亚甲基十三烷、7-十六烯和石竹烯——可作为候选挥发性标志物。上述结果表明，藜麦白酒具有独特且可识别的仪器风味轮廓，为其区别于传统白酒提供了化学依据。
研究背景方面，白酒是中国最受欢迎的酒精饮料，依据香气特征可大致分为十二种类型，其中浓香型、酱香型和清香型因广受青睐而被视为三大主要香型，酿造原料的选择是决定白酒品质与风味的关键因素。藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）原产于南美洲安第斯地区，是少数未经过人工遗传改造的古老粮食作物之一，已在中国高海拔地区广泛种植，富含淀粉（52.0–69.0%）、脂质（2.0–9.5%）、蛋白质（13.8–16.5%）和膳食纤维（7.0–9.7%）。随着社会经济发展和消费者对多样化、特色化白酒产品兴趣的增长，作为藜麦深加工产品的藜麦白酒在中国北方受到关注，其市场份额持续扩大。然而，现有研究多集中于传统清香型、浓香型和酱香型白酒的风味解析，藜麦白酒的风格特征及其与市售白酒的风味差异尚未被深入探讨，其仪器滋味/气味指纹与挥发性化学标志物仍不清晰。基于此，研究人员首次将电子舌、气相色谱电子鼻与顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱（HS-SPME-GC×GC-TOF-MS）联用，以藜麦添加比例（质量分数）20%、40%和100%（w/w）分别对应QJ20、QJ40和QJ100，并选取代表清香型（汾酒）、浓香型（五粮液）和酱香型（茅台）三大香型、覆盖低中高价格区间的市售白酒作为市场参比样品，重点在于仪器判别与候选挥发性生物标志物的识别，而非因果或感官结论。该研究为样品判别和候选挥发性标志物识别提供了初步信息，可为后续研究提供参考。
在关键技术方法方面，研究人员采用电子舌（ASTREE II，含6个电化学传感器，分别对酸、盐、甜、苦、鲜味敏感并设通用传感器）测定滋味，样品稀释至10%（v/v）乙醇后于20 ℃恒温水浴中检测；采用气相色谱电子鼻（Heracles Neo）分析气味，1 mL样品于40 ℃、500 rpm下孵育20 min后进样；采用顶空固相微萃取（HS-SPME）提取挥发性化合物，样品稀释至10%乙醇并加氯化钠饱和，以2-辛醇为内标，50 ℃萃取45 min；采用全二维气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-TOF-MS）进行分离鉴定，以ZB-FFAP为一维柱、DB-17HT为二维柱，并结合NIST 21库与保留指数（RI）比对定性。样品为山西金贝藜麦开发有限公司采用传统工艺酿造的三个藜麦白酒（酒精度53%）及市售三大香型白酒共12个样品，样品量有限（n = 12），结果属探索性。
研究结果方面，在滋味差异上，电子舌分析显示不同香型白酒的五项滋味属性值存在显著差异（p < 0.05），QJ20、QJ40和QJ100的苦味相关传感器响应较低、甜味相关响应相对较高，QJ40酸味属性值最高且与其他样品差异显著，藜麦白酒的咸味与鲜味值相对较低；主成分分析（PCA）前两个主成分占总方差93.5%，藜麦白酒样品与其他样品明显分离，层次聚类分析（HCA）划分出三个类群，共同凸显QJ20和QJ40独特的电子舌响应特征。在气相色谱电子鼻响应差异上，前两个主成分占总方差91.3%，三个藜麦白酒样品除与LF样品相近外与其他白酒明显分离，且三者整体风味轮廓相似；HCA将全部样品分为四类，与PCA结果高度一致，三个藜麦白酒的仪器香气指纹与汾酒样品相似。在挥发性成分差异上，共鉴定出201种化合物，包括70种酯类、37种醇类、12种酸类、16种醛类、16种酮类、36种烃类、3种酚类和11种其他化合物；QJ20、QJ40、QJ100、LF、MF、HF、LW、MW、HW、LM、MM和HM分别含103、110、105、72、98、79、88、93、108、88、80和120种化合物。酯类方面，酯类占总相对峰面积60%以上，12个样品分别鉴定出32、34、31、22、29、31、37、36、43、32、25和43种酯，乙酯占比最大；藜麦白酒中丰度最高的酯为丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、十一烷酸乙酯、油酸乙酯和乙酸丙酯，棕榈酸甲酯、2-氯亚乙基油酸酯、菠萝酸乙酯和乙酸苯甲酯四种酯仅在藜麦白酒中检出。醇类方面，共鉴定37种，三个藜麦白酒间种类与含量相似，藜麦白酒醇类相对丰度高于浓香型和酱香型白酒，苯乙醇、正丁醇、异丁醇、正己醇、1-壬醇和4-癸烯-1-醇合计占总醇含量90%以上，1,2-癸二醇和金合欢醇仅在藜麦白酒中检出。酸类方面，共鉴定12种，常见且占主导的为己酸、辛酸、癸酸和庚酸；QJ20中癸酸和辛酸相对含量最高，QJ40中2-乙基庚酸相对水平最高，2,5-二甲基-4-己烯酸仅在藜麦白酒中检出。醛酮类方面，共鉴定16种醛和16种酮，常见且丰富的包括乙醛、异戊醛、糠醛、己醛、植酮、2-癸酮和2-十一酮；苯甲醛仅在QJ20中检出，QJ100中异戊醛和糠醛水平最高，β-紫罗兰酮和突厥酮仅在藜麦白酒与清香型白酒中检出。其他风味化合物方面，三个藜麦白酒均表现出较高相对水平的石竹烯，藜麦白酒与清香型白酒中均检出低浓度对伞花烃，2,4-二叔丁基苯酚在藜麦白酒中水平尤高；藜麦白酒的低苦味值可能部分归因于其较低含量的苦味酚类以及高甜度和丰富酯类的掩蔽作用；2-戊基呋喃赋予藜麦白酒青绿、植物性风味，吡嗪类在酱香型白酒中丰富而在其他样品中缺失或极少。上述差异可从原料基质、生产工艺、微生物群落和贮存条件等方面加以解释。研究结论指出，该研究首次对藜麦白酒进行仪器风味表征，电子舌与气相色谱电子鼻提供了可将藜麦白酒与市售参比样品区分开的仪器指纹，藜麦白酒表现出较高的甜味相关和较低的苦味相关电子舌响应，其电子鼻香气指纹与清香型白酒相似；藜麦白酒中普遍存在的关键酯类包括乙酸丙酯、十一烷酸乙酯、油酸乙酯和壬二酸二乙酯，其他相对丰度较高的显著化合物包括1,2-癸二醇、金合欢醇、2-乙基庚酸、2,5-二甲基-4-己烯酸、苯甲醛、1-甲基-3-丙基环辛烷、3-甲基十三烷、7-十六烯和石竹烯；在所分析样品中，藜麦白酒的挥发性风味成分与传统白酒明显不同，支持样品间判别，但由于未纳入相同条件下酿造的0%藜麦对照样品，上述差异不能完全归因于藜麦的添加；聚类分析结果表明藜麦白酒可与其他类型白酒有效区分，凸显其独特风味轮廓。总体而言，受样品量限制，上述发现为藜麦白酒的判别及其风味品质的进一步研究提供了初步化学依据。
