摘要
黑高粱富含酚类化合物和β-葡聚糖，越来越多地被用于精酿啤酒的生产中，但其加工过程中代谢变化的动态机制仍不清楚。本研究结合了基于GC×GC-TOF MS的风味组学技术与基于UHPLC-QTRAP-MS的广靶标代谢组学技术，追踪了从原始谷物（K1）到发芽麦芽（K2）、烘焙麦芽（K3）以及最终啤酒（K4）的过程中挥发性和非挥发性代谢物的变化。共检测到256种挥发性化合物和615种非挥发性代谢物。在原始谷物中，醇类和烃类占主导地位；发芽过程使醛类和酯类的含量增加了66%；烘焙过程产生了美拉德反应产物，其中2,3,5-三甲基吡嗪的含量增加了198.4倍，糠醛的含量增加了20.2倍；发酵过程使酯类成为主要风味成分（占比40.95%），异戊基醇（相对丰度ROAV = 71.59）和2-十一酮（相对丰度ROAV = 65.37）成为主要香气来源。值得注意的是，184种酚类和黄酮类化合物中有94.1%在最终啤酒中的含量高于原始谷物，这些化合物在烘焙后含量下降，但在发酵过程中又重新积累。跨组学分析表明糠醛与其戊糖磷酸前体之间存在强相关性（ρ = 1.00，
p
< 0.001）。这些发现表明，发酵是决定性代谢转折点，它同时影响了黑高粱啤酒的风味特征和营养价值。最终啤酒中的总酚含量为250.45 mg GAE/L，总黄酮含量为97.91 mg RE/L，其ABTS和DPPH自由基清除率分别为87.41%和92.68%。
