本研究由Tengfei Zhao、Derang Ni、Guangyuan Hu、Li Wang、Shuang Chen和Yan Xu共同完成，分别来自江南大学和贵州茅台酒股份有限公司技术中心。该研究于2019年6月发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊上，题为《6-(2-formyl-5-methyl-1h-pyrrol-1-yl)hexanoic acid as a novel retronasal burnt aroma compound in soy sauce aroma-type chinese baijiu》。

学术背景

本研究属于食品科学领域，特别是白酒风味化学的研究。酱油香型白酒（如茅台酒）是中国白酒的代表，其独特的香气特征是其品质的重要标志之一。其中，焦糊香（retronasal burnt aroma）是酱油香型白酒中一种重要的香气类型，通常被描述为“焦米饭”的香气。焦糊香的强度对白酒的风味质量有重要影响，适中的焦糊香可以提升白酒的风味，而过强的焦糊香则可能破坏整体风味。因此，识别和确定酱油香型白酒中焦糊香的关键化合物具有重要意义。先前的研究已经识别出2-羟甲基-3,6-二乙基-5-甲基吡嗪是酱油香型白酒中的一种关键焦糊香化合物，但研究表明还存在其他未知的焦糊香化合物。本研究的主要目标是通过感官引导的分离分析技术，结合高分辨率质谱和核磁共振技术，识别酱油香型白酒中的新型焦糊香化合物，并评估其香气贡献。

研究流程

本研究包括以下几个主要步骤：

1. 样品准备与初步分离
   研究选取了七轮酱油香型白酒生产中的基酒样品（R1-R7）以及三种具有不同焦糊香强度的商业白酒样品（S1-S3）。通过感官评价，发现第七轮基酒（R7）的焦糊香强度最高（9.8），因此选择R7作为研究对象。首先，使用高真空蒸馏系统将R7样品分离为挥发性组分和非挥发性组分。感官评价表明，焦糊香化合物主要存在于非挥发性组分中。随后，通过C18固相萃取（SPE）将非挥发性组分进一步分离为亲水性组分（Fraction I）和疏水性组分（Fraction II）。感官评价显示，Fraction II具有较高的焦糊香强度（8.3），因此选择Fraction II进行后续分析。

2. 两步高效液相色谱（HPLC）分离与感官稀释分析（TDA）
   Fraction II首先通过C18柱进行第一步HPLC分离，收集了23个子组分（II-1至II-23）。通过感官稀释分析，发现子组分II-10和II-7具有较高的焦糊香稀释因子（分别为256和128）。随后，对子组分II-7进行第二步HPLC分离，使用苯基柱进一步分离为12个子组分（II-7/1至II-7/12）。通过超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）分析，发现子组分II-7/6中存在一种高纯度化合物，其伪分子离子峰为m/z 222 [M-H]⁻，初步推测为一种新型焦糊香化合物。

3. 化合物的富集与纯化
   为了进一步纯化该化合物，研究使用Sephadex LH-20柱色谱（SLHC）对R7样品进行富集。通过优化甲醇/水洗脱梯度，发现该化合物主要存在于50%甲醇洗脱液中。随后，使用苯基柱对SLHC洗脱液进行进一步纯化，最终获得了纯度高于95%的目标化合物（约8 mg）。

4. 结构鉴定
   通过高分辨率质谱（HRMS）和核磁共振（NMR）分析，确定了该化合物的结构为6-(2-甲酰基-5-甲基-1H-吡咯-1-基)己酸（6-(2-formyl-5-methyl-1H-pyrrol-1-yl)hexanoic acid，简称化合物1）。这是首次在白酒中发现该化合物，并且它具有焦糊香活性。

5. 焦糊香阈值测定与定量分析
   通过感官评价，确定了化合物1在53%乙醇水溶液中的焦糊香阈值为209.5 μg/L。随后，通过UPLC-MS定量分析，发现化合物1在所有测试样品中的浓度范围为低于检测限（3.8 μg/L）至224.2 μg/L。在基酒样品中，R5、R6和R7的化合物1浓度较高，分别为113.8 μg/L、189.7 μg/L和224.2 μg/L，表明该化合物可能与酱油香型白酒的典型高温生产工艺有关。

6. 化合物1的香气贡献评估
   通过感官评价和Feller’s additive model分析，发现化合物1在其亚阈值浓度下仍能通过与2-羟甲基-3,6-二乙基-5-甲基吡嗪的协同作用，对酱油香型白酒的焦糊香产生贡献。

主要结果

1. 新型焦糊香化合物的发现
   本研究首次在酱油香型白酒中鉴定出6-(2-甲酰基-5-甲基-1H-吡咯-1-基)己酸（化合物1），并证明其具有焦糊香活性。

2. 焦糊香阈值与定量分析
   化合物1的焦糊香阈值为209.5 μg/L。在基酒样品中，R5、R6和R7的化合物1浓度较高，表明其可能与酱油香型白酒的高温生产工艺有关。

3. 化合物1的香气贡献
   化合物1在其亚阈值浓度下仍能通过与2-羟甲基-3,6-二乙基-5-甲基吡嗪的协同作用，对酱油香型白酒的焦糊香产生贡献。

结论

本研究通过感官引导的分离分析技术，结合高分辨率质谱和核磁共振技术，成功鉴定出酱油香型白酒中的一种新型焦糊香化合物6-(2-甲酰基-5-甲基-1H-吡咯-1-基)己酸。该化合物的发现为理解酱油香型白酒的焦糊香特征提供了新的视角，并为白酒风味的调控和优化提供了科学依据。

研究亮点

1. 新型焦糊香化合物的首次发现
   本研究首次在酱油香型白酒中鉴定出6-(2-甲酰基-5-甲基-1H-吡咯-1-基)己酸，并证明其具有焦糊香活性。

2. 感官引导的分离分析技术
   本研究采用感官稀释分析（TDA）技术，结合高效液相色谱分离，成功定位并鉴定了焦糊香化合物。

3. 焦糊香化合物的协同作用
   研究发现化合物1在其亚阈值浓度下仍能通过与已知焦糊香化合物的协同作用，对酱油香型白酒的焦糊香产生贡献。

研究意义

本研究不仅丰富了白酒风味化学的理论体系，还为酱油香型白酒的生产工艺优化和风味调控提供了重要的科学依据。化合物1的发现为白酒风味的精细调控提供了新的可能性，具有重要的应用价值。