《Food Research International》：Multidimensional discrimination of Niulanshan light-flavor baijiu across price categories via integrated volatilome profiling, sensory analysis, and neurophysiological responses
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•多维框架解码了白酒品质的神经-感官逻辑。•总量定量分析确定了29个定义品质等级的关键标志物。•经济型白酒中过量的杂油掩盖了传统香气。•高端白酒诱发大脑α波，显示嗅觉奖赏。•经济型白酒引发大脑β波，反映生理刺激性反应。引言作为中国白酒，它被誉为世界六大蒸馏酒之一，在东亚饮酒文
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多维框架解码了白酒品质的神经-感官逻辑。
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总量定量分析确定了29个定义品质等级的关键标志物。
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经济型白酒中过量的杂油掩盖了传统香气。
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高端白酒诱发大脑α波，显示嗅觉奖赏。
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经济型白酒引发大脑β波，反映生理刺激性反应。
引言
作为中国白酒，它被誉为世界六大蒸馏酒之一，在东亚饮酒文化和全球酒类饮料行业中占据着核心地位。在其十二个主要香型中，清香型白酒（LFB）在中国北方占据着主导的市场份额，以其飘逸的纯净、清爽的回甘和细腻的花香为特征，主要归因于乙酸乙酯（Qiao等，2023）。代表性的清香型白酒品牌包括牛栏山（北京）、汾酒（山西）和宝丰酒（河南）。作为主要市场代表，牛栏山清香型白酒（NLFB）跨越了从经济型到高端产品的广泛价格范围。各档次之间的价格差异可达数百倍，表面上归因于生产工艺的差异。正如热加工和物理加工技术在菜籽油等复杂脂质基质中将前体转化为特征风味谱时起关键决定作用一样（Lin等，2026），这些工艺差异反映在发酵策略上，包括短周期（大茬）和长周期（二茬）发酵，以及陶坛陈酿时长的差异（Z. Wang等，2024；Z. Wang等，2025）。
尽管消费者能够轻易区分高端牛栏山白酒的醇厚与低档产品刺鼻口感之间的差异，但精确的分级科学定义仍难以实现。目前，尚不存在统一的多维标准来解释价格分层背后的物质基础，导致生产工艺与消费者感知之间存在一个"黑箱"。然而，近年来，将先进分析硬件与化学计量学相结合以建立多维、数据驱动框架的方法，在其他复杂食品基质（如食用油）的可视化风味质量监控和真伪鉴别中已展现出巨大潜力（Tang等，2026）。传统品质分级严重依赖人类感官评价和总酸、总酯含量等基本理化指标。然而，这些理化指标在很大程度上仅作为粗略筛选标准，往往无法捕捉高端酒类所具有的精妙风味特征，特别是考虑到等级差异较大的产品往往表现出高度相似的基本化学参数（Fan等，2024）。感官评价虽然被广泛视为行业"金标准"，但本质上具有主观性，易受个体差异、环境影响以及高乙醇基质（40-60%酒精度）引起的嗅觉疲劳所干扰，所有这些因素都可能扭曲对细微香气特征的感知（P. Chen等，2025）。
使用传统一维气相色谱-质谱联用（GC-MS）将感官感知与化学成分联系起来存在额外的局限性。乙醇和主导性酯类的显著掩蔽效应导致共洗脱，并抑制了对微量萜类化合物、含硫化合物和陈酿缩醛的检测，而这些物质被认为是驱动高端品质的关键因素（Song和Liu，2018；Z. Wang等，2022）。因此，深入的风味表征需要更高分辨率的分析策略。全二维气相色谱-质谱联用（GC×GC-MS）已成为应对这些局限性的强大工具。通过耦合两根具有正交分离机制的色谱柱，该技术在指数级扩展了峰容量和灵敏度（Y. Chen等，2025）。这种高分辨率的剖析对于识别微量但感官影响强烈的组分至关重要，例如挥发性硫化物，尽管其含量较低，却在塑造白酒香气中起着关键作用（Li等，2026）。它能够系统性地追踪微量挥发性物质的演变过程，这对于理解长期陈酿过程中陈香特征风味和醇厚口感的形成至关重要（Z. Wang等，2022）。值得注意的是，传统一维GC-MS无法检测到的微量酯类和缩醛已被确定为区分发酵轮次和陈酿阶段的关键标志物（Wang等，2024）。因此，基于GC×GC-MS的挥发性代谢组构建为解码价格相关品质分化提供了高分辨率的化学指纹。风味感知不仅是化学过程，还是一个与情绪和记忆密切相关的复杂神经生理事件。研究大脑对白酒香气的反应为品质评价引入了一个新的、客观的维度。感官神经科学，特别是脑电图（EEG），能够实时监测大脑振荡活动，并将主观体验转化为可测量的情感效价和唤醒度指标（Z. Wang等，2025）。特定的EEG频段对嗅觉刺激非常敏感，其中α波活动（8-13 Hz）通常与放松状态相关，而β波活动（13-30 Hz）则与警觉或刺激性反应相关（P. Chen等，2025；Q. Zhao等，2025）。
将EEG与高分辨率化学剖析相结合，可以评估高端白酒是否能诱发一致的神经生理反应。先前的研究表明，高端酒类中愉悦的、富含酯类的香气基质倾向于引发额叶α波同步，反映嗅觉奖赏处理和积极的享乐评价（Aliya等，2025；Z. Wang, Chang等，2024）。相反，低档产品中较高的杂醇油水平作为三叉神经刺激物，导致更分散的激活模式，特别是在感觉运动区域，反映刺激性感觉处理（Brake等，2024；Q. Zhao等，2025）。这种以神经为中心的方法为白酒价格相关的品质分化提供了生物学证据。虽然基于EEG的方法已被应用于鲜味肽（Cui等，2023）和柑橘类风味（Q. Zhao等，2025, 2026），但其在商业白酒价格分层中的应用仍属完全未探索的领域。
为解决这些空白，本研究建立了一个多维框架来区分三个价格类别的商业牛栏山白酒。假设牛栏山白酒样品之间与价格相关的品质差异与不同的挥发性特征有关，这可能进一步导致感官特征的差异。首先，将GC×GC-MS与传统GC-MS结合，构建高分辨率挥发性代谢组并确定关键化学标志物。其次，使用描述性感官分析来表征不同价格的牛栏山白酒的感官差异。此外，假设这些与香气相关的感官差异将反映在嗅觉刺激期间引起的不同神经生理反应中。最后，利用EEG非侵入性地监测消费者暴露于白酒时的神经生理反应，为感官感知提供客观的生物学验证。这种综合方法旨在阐明牛栏山白酒价格分化背后的分子指纹，并推进一种连接理化成分与人类神经生理感知的新分级策略。
章节摘要
化学品
所有使用的化学品均为色谱纯级，纯度不低于95%。C7–C25正构烷烃混合物（用于保留指数计算）购自Sigma-Aldrich（中国上海）。乙酸乙酯、双乙酰、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸戊酯、乙酸己酯、乙酸苯乙酯、乙酸癸酯、乙酸十二酯、正丁醇、4-辛醇、2-乙基丁酸、4-乙基愈创木酚、1-壬醇、紫罗兰酮、乳酸甲酯、乙酸，
感官剖析与多变量统计分析
描述性感官分析用于阐明牛栏山白酒的感官特征，揭示了不同价格档次间明显的风格演变（图1a）。高端样品（BJ和ZX）表现出显著的陈香（陈酿）、粮香和果香强度，这些被认为是高品质牛栏山白酒的关键感官基准（Liu等，2021；Z. Wang等，2023）。相比之下，经济型样品（YH）主要以压倒性的
结论
本研究建立了一个多维框架来研究清香型白酒价格等级的物质基础和神经-感官机制。高分辨率GC×GC-MS和多平台定量分析揭示，高端样品以高度复杂的挥发性代谢组为特征，富含与陈香相关的陈酿缩醛和酯类物质。相比之下，经济型样品以高水平的杂醇油为主，
CRediT作者贡献声明
张培（Pei Zhang）：撰写—审阅与编辑、撰写—初稿、方法论、调查研究、形式分析、数据管理。王勇（Yong Wang）：资源。郝文军（Wenjun Hao）：资源。王英（Ying Wang）：资源。黄明全（Mingquan Huang）：撰写—审阅与编辑、方法论、调查研究。刘红琴（Hongqin Liu）：撰写—审阅与编辑。吴继洪（Jihong Wu）：资源。张景林（Jinglin Zhang）：资源。赵东瑞（Dongrui Zhao）：资源。
伦理审批
涉及人类的研究按照相关法律和机构指南进行，并已获得北京工商大学科研学术委员会的批准（伦理审批编号：2026139）。
伦理声明
已获得所有参与者或其法定代表的书面知情同意，同意参与本研究并发表相关论文。参与者的隐私权已得到尊重。
本研究按照研究所在地的相关法律、监管框架和指南进行。
本研究已获北京工商大学科研学术委员会批准。
（审批编号：2026139）。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
张培|王勇|郝文军|王英|黄明全|刘红琴|吴继洪|张景林|赵东瑞
