《Food Chemistry》：Mechanistic insights into α-cyclodextrin-mediated enhancement of phenolic extraction and aroma–sensory quality during wine fermentation: evidence from metabolomics and aroma–sensory relationships
编辑推荐：
•α-环糊精显著增强了葡萄酒发酵过程中酚类物质的提取。•α-环糊精促进了关键挥发性酯类的积累，增强了果香和花香。•α-环糊精与氨基酸代谢变化相关，这些变化与香气形成有关联。•α-环糊精诱导的挥发性物质富集与感官感知增强密切相关。•α-环糊精提供了一种增强葡萄酒香气和感官质量的
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α-环糊精显著增强了葡萄酒发酵过程中酚类物质的提取。
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α-环糊精促进了关键挥发性酯类的积累，增强了果香和花香。
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α-环糊精与氨基酸代谢变化相关，这些变化与香气形成有关联。
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α-环糊精诱导的挥发性物质富集与感官感知增强密切相关。
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α-环糊精提供了一种增强葡萄酒香气和感官质量的新颖双重功能策略。
引言
香气是葡萄酒品质的关键决定因素，深刻影响着消费者的感知、偏好和市场价值。这一感官维度由挥发性化合物的复杂性、浓度和平衡性所塑造，它们不仅赋予葡萄品种的典型特征，还作为葡萄酒风格和地理产区的标志性指标（Longo等，2021）。葡萄酒香气的形成源于多种因素的相互作用，涉及葡萄品种和成熟度、发酵条件、微生物群落以及发酵后的工艺过程如陈酿和储存（Wu、Zhang、Fan等，2024）。其中，浸提和酒精发酵是两个关键阶段，在此阶段中，关键的香气活性化合物——如酯类、高级醇、萜类和挥发性酚类——被生物合成、释放或转化。浸提促进从葡萄皮和种子中提取酚类前体和香气相关成分，而酒精发酵——主要由酿酒酵母介导——催化广泛的代谢反应，对香气化合物的产生和转化至关重要（Lou等，2025）。
尽管发酵在风味组分的生物合成和积累中起着关键作用，但由于这些挥发性化合物的同时损失和降解，它也带来了重大挑战。首先，发酵过程中CO?的大量释放促进了低分子量香气化合物（包括酯类和单萜）从发酵醪中挥发和物理移除，导致香气强度显著降低（Martínez-García等，2017）。其次，化学不稳定的化合物，包括单萜类降异戊二烯和某些萜类，易通过酸催化水解、氧化反应和酶促裂解而降解，这可以大幅降低其感官贡献（Liang等，2022）。第三，香气分子与基质成分——如多酚、蛋白质和多糖——之间的非共价相互作用可能通过形成瞬态络合物而导致挥发性降低和顶空浓度下降，从而限制了香气感知（Wu、Zhang等，2025）。最后，由葡萄来源的酶或微生物活性介导的酶促转化可以将香气前体转化为非挥发性或不良风味化合物，进一步损害香气完整性（Wang等，2024）。综合来看，这些物理化学和生化现象削弱了期望香气属性的保留和表达，为实现最终葡萄酒的最优感官质量带来了重大挑战。
针对酿酒过程中香气损失和不稳定的问题，越来越多的关注聚焦于环糊精（CDs）作为与食品相关的超分子基质修饰剂。CDs是由α-1,4-连接的D-葡萄糖单元组成的环状寡糖，具有亲水性外表面和疏水性内腔，可与疏水性客体分子相互作用，从而改善其在食品体系中的表观溶解度、稳定性和释放行为（Liu、Wei等，2025）。由于其生物相容性、水溶性以及在食品相关应用中的长期使用历史，CDs被认为是风味稳定和基质调节的有前景材料。虽然β-环糊精（β-CD）和γ-环糊精（γ-CD）已被报道可与较大的或中等大小的香气化合物如芳樟醇、β-紫罗兰酮和乙基酯类相互作用，但它们相对较大的空腔尺寸（β-CD为6–8 ?，γ-CD为8–10 ?）可能限制了其对某些小分子、高挥发性分子的适用性。相比之下，α-环糊精（α-CD）具有较小的空腔（4.7–5.3 ?）和更高的水溶性，这可能有利于与相对较小的香气化合物（如酯类、单萜和降异戊二烯）相互作用，同时减少与较大基质成分的干扰（Liu、Wu等，2025；Wu、Zheng等，2025）。CDs在食品和香气体系中的包合行为通常由空腔-客体尺寸匹配、疏水性匹配、客体几何形状和动态主客体平衡所控制，这可以改善选定挥发性化合物的稳定性和可控释放（Xiao等，2024）。尽管先前的研究表明CDs（特别是α-CD）可以改善赤霞珠葡萄酒的颜色质量和香气相关特性（Liu、Gao等，2024；Liu、Wei等，2025），但这些效应背后的发酵阶段机制仍未得到充分阐明。特别是，α-CD如何关联红葡萄酒发酵期间的葡萄酒基质修饰、香气化合物积累、感官表达和代谢组学途径响应，仍需进一步研究。
鉴于香气形成和降解的多面性，传统的分析方法如有针对性的高效液相色谱-质谱联用（GC-MS）不足以全面阐明α-CD的影响。虽然靶向分析对已知挥发性物质的定量测定有效，但缺乏检测代谢途径和基质化学广泛变化的分辨率（Lubes和Goodarzi，2017；Wu、Zheng等，2025）。因此，本研究采用了一种整合代谢组学框架，将靶向定量与非靶向谱分析相结合。靶向分析聚焦于关键的香气活性挥发性物质，包括酯类、单萜和降异戊二烯，而非靶向代谢组学则捕捉全系统变化，识别与脂质代谢、氨基酸分解代谢和多酚生物转化相关的新中间体及途径改变（Pérez-Jiménez等，2021）。这些数据进一步通过多变量化学计量学技术如主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）进行解释，从而实现了对α-CD处理的代谢反应进行稳健的区分。
本研究调查了发酵前添加α-CD对赤霞珠葡萄酒香气化合物形成、保留和感知的效应。挥发性香气化合物和酚类提取动力学分别通过GC-MS和分光光度分析进行定量表征。进一步进行了描述性感官评价和香气-感官关系分析，将这些化学变化与香气强度、复杂性和感知质量相关联。随后使用非靶向代谢组学结合多变量化学计量学探讨了可能与α-CD相关的香气形成变化有关的代谢途径。综合来看，这些分析为红葡萄酒发酵期间α-CD处理、葡萄酒基质变化、香气积累、感官反应和代谢组学图谱之间的关系提供了系统评估。
章节摘要
材料
葡萄：赤霞珠葡萄于2023年10月采集自位于中国宁夏回族自治区中宁县贺兰山东麓的西北农林科技大学实验示范葡萄园（东经106°05′，北纬38°56′）。
酵母菌株：活性干酵母酿酒酵母BV818购自安琪酵母股份有限公司（中国湖北）。
主要试剂：酚类标准品包括没食子酸（CAS：149–91-7，分子量：170.12，≥99.0%）、咖啡酸（CAS：331–39-5，分子量：
α-环糊精对总体酿酒参数和酚类组成的影响
本研究在赤霞珠发酵体系中评估了α-环糊精对酿酒参数和酚类组成的影响。如图1A和表S1所示，α-环糊精的添加仅引起总体酿酒参数的微小变化。α-环糊精处理组葡萄酒（EFW-CD）的乙醇含量略高于对照组葡萄酒（EFW-CK），但差异显著，而总糖、滴定酸度和pH值基本保持不变。这些结果表明
结论
本研究证明了α-环糊精通过增强酚类提取、促进关键香气活性化合物的积累以及在赤霞珠发酵过程中增强香气-感官表达来提高葡萄酒品质。观察到的效应可能与互补机制有关，涉及发酵相关的前体转化、选定挥发性化合物保留或稳定性的改善，以及发酵过程中挥发或降解的减少，从而
人体研究
本研究在研究进行地的相关法律、监管框架和指南下执行。本研究已获得西北农林科技大学研究伦理委员会批准。（批准编号：未正式分配批准编号）
CRediT作者贡献声明
刘彩云：撰写——初稿，调查，形式分析。张增帅：调查，形式分析。蒋娟：调查，形式分析。Mario Prejanò：监督，资源。Tiziana Marino：监督，资源。Nino Russo：监督，资源。陶永生：监督，资源。李云奎：撰写——审阅与编辑，监督，资源，概念化。
知情同意与患者信息
所有参与者或其法律代表均已签署书面知情同意书，同意参与本研究并发表文章。参与者的隐私权已得到尊重。
伦理声明
涉及人类参与者的感官评价根据《赫尔辛基宣言》原则和中国相关法规进行。研究方案经西北农林科技大学研究伦理委员会审阅并批准；委员会未正式分配批准编号。所有参与者均被告知研究程序、潜在风险及其随时退出研究的权利，并提供了书面知情同意
未引用参考文献
Li等，2022
Li等，2024
Saito，2000
Wu等，2024
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：32372466）、新疆维吾尔自治区重点园区人才引进和培养计划项目以及国家外国专家项目（资助编号：G2023172002L）的支持。
Caiyun Liu|Zengshuai Zhang|Juan Jiang|Mario Prejanò|Tiziana Marino|Nino Russo|Yongsheng Tao|Yunkui Li
