本研究由四川轻化工大学生物工程学院的袁培尧（Peiyao Yuan）和龚利娟（Lijuan Gong）等人牵头，联合五粮液宜宾股份有限公司及四川轻化工大学工业技术研究院等机构共同完成。论文发表于*Food Chemistry: X*第30卷（2025年），文章编号102881，于2025年2月22日收稿，2025年7月31日修回，2025年8月4日接受，8月6日在线发表。研究以浓香型白酒（nongxiangxing baijiu）为对象，系统探讨了酿酒原粮蒸煮风味对白酒“粮香”形成的贡献机制，揭示了原粮在“粮糟混蒸”工艺中通过直接风味转移和前体物质转化两条路径共同塑造粮香特征。

从学术背景看，浓香型白酒的风味特征与其复杂的酿造工艺密切相关，尤其是多粮浓香型白酒以高粱为主料，配合大米、糯米、小麦、玉米等辅料，在与发酵糟醅同时蒸馏的过程中形成独特的“粮香”。然而，此前研究多集中于单一原粮蒸煮后的固有风味，缺乏从脂肪酸和游离氨基酸变化角度系统解析六种酿造原粮在蒸煮过程中对白酒风味影响的工作。因此，本研究旨在利用同时蒸馏萃取结合气相色谱-质谱联用（SDE-GC–MS）分析五种原粮和一种辅料蒸煮后的风味组成，并通过对比不同蒸馏工艺所得原酒的风味质量，揭示粮香形成机制。研究的核心目标是确定蒸煮原粮直接引入白酒的风味化合物种类，以及原粮内源中长链脂肪酸（MCFAs和LCFAs）和游离氨基酸（FAAs）在高温蒸煮过程中通过氧化分解和美拉德反应转化为关键风味物质的路径。

在具体工作流程上，研究分为四个主要步骤。第一步是对六种酿造原料（高粱、大米、糯米、玉米、小麦、稻壳）及混合组进行蒸煮风味分析。将50克粉碎样品与500毫升超纯水混合，在125±5摄氏度的油浴中加热，以二氯甲烷为萃取溶剂，通过同时蒸馏萃取装置提取3小时，随后经无水硫酸钠除水、冷冻脱水过夜、旋转蒸发浓缩，最终溶解于5毫升二氯甲烷中。萃取液通过DB-WAX CB色谱柱（30米×0.25毫米×0.25微米）在Agilent 8890-5977B GC/MS系统中分离鉴定，采用不分流进样、氦气为载气，柱温程序为40摄氏度保持1分钟，以3摄氏度/分钟升至150摄氏度并保持4分钟，再以7摄氏度/分钟升至220摄氏度保持2分钟，最后以10摄氏度/分钟升至250摄氏度保持3分钟。化合物定性通过NIST20.0质谱库匹配结合保留指数验证，半定量采用内标法（乙酸戊酯和2-乙基丁酸）进行。第二步检测中长链脂肪酸。样品经氯仿和氯化钠溶液提取、离心分层，取下层脂质后加入含5%硫酸的甲醇溶液，在80摄氏度水浴中甲酯化2小时，再以正己烷萃取甲酯化产物，经氮吹干燥后溶解于异辛烷，通过CP-Sil 88色谱柱（100米×0.25毫米×0.25微米）在Agilent 7820气相色谱仪上分析。第三步检测游离氨基酸。样品以0.1摩尔/升盐酸室温振荡提取1小时，过滤后取10微升样品液与70微升硼酸盐缓冲液及20微升AccQ•Tag衍生试剂反应，在55摄氏度加热10分钟，随后利用UPLC-Orbitrap-MS系统进行定量分析，色谱柱为Waters ACQUITY UPLC BEH C18（1.7微米，50×2.1毫米），柱温55摄氏度，流动相为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈溶液，梯度洗脱13分钟。高分辨质谱采用Q Exactive Hybrid Q-Orbitrap仪器，配备加热电喷雾离子源，喷雾电压3千伏，毛细管温度320摄氏度。第四步为白酒风味对比实验。设置两组蒸馏模拟：未添加新粮的对照组（NAG）仅蒸馏发酵糟醅，实验组（SDF）采用酒厂实际“粮糟混蒸”工艺蒸馏加入新粮的糟醅。两组原酒风味通过顶空固相微萃取结合GC–MS分析，使用CP-Wax57 CB色谱柱（50米×0.25毫米×0.2微米），萃取温度60摄氏度保持30分钟，进样口220摄氏度不分流进样，质谱扫描范围25至550原子质量单位。整个实验流程中，数据均设置三次重复测量，并采用Microsoft Office、SPSS 23、GraphPad、Origin 2022等软件进行统计分析和图形绘制。

研究结果显示，不同原粮蒸煮风味化合物的数量和组成差异显著。高粱、混合组和稻壳分别检出40、39和34种风味化合物，而大米、糯米、小麦和玉米分别检出25、24、25和27种。总风味物质含量由高到低依次为高粱（215.35毫克/升）、混合组（188.85毫克/升）、玉米（163.73毫克/升）、糯米（159.25毫克/升）、小麦（153.52毫克/升）、大米（115.37毫克/升）和稻壳（12.07毫克/升）。高粱中酯类化合物含量最高，这从风味化学角度解释了为何高粱常作为白酒生产的主要原料。小麦中杂环类、醛类和芳香类化合物含量最高，混合组的酸类、酮类和酚类化合物含量最高。通过气味活性值（OAV）和香气特征影响值（ACI）综合分析，筛选出14种ACI%≥1的特征性风味化合物，包括1-辛烯-3-酮、2,4-癸二烯醛、(Z)-4-癸烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-4-壬烯醛、(E)-2-壬烯醛、2,4-二叔丁基苯酚、2-甲基萘和橙花醇等。主成分分析显示小麦和高粱与其他原粮的蒸煮风味差异最大，而混合组的风味构成综合了各单一原粮的特征。

在白酒风味对比实验中，SDF和NAG原酒共鉴定出108种风味化合物，其中酯类49种、醇类17种、醛类12种、酸类10种、杂环类5种、酮类4种、酚类4种、酸酐类3种、烯烃类2种和芳香类2种。SDF含有烯烃类和芳香类化合物而NAG不含，这表明原粮蒸煮风味可通过混蒸工艺直接引入白酒。通过对比原粮蒸煮风味（BRM）、NAG和SDF的风味化合物交集，鉴定出7种仅在SDF和BRM中共有而NAG中缺失的化合物：丙酸酐、对乙烯基愈创木酚、(E)-2-癸烯醛、壬醛、α-松油烯、己醛和2-甲基萘。来源分析表明，玉米贡献丙酸酐，高粱贡献对乙烯基愈创木酚、α-松油烯和(E)-2-癸烯醛，小麦贡献壬醛和2-甲基萘，大米和糯米贡献己醛。此外，偏最小二乘判别分析显示，戊酸、己酸乙酯、辛酸乙酯、(E)-2-壬烯醛、苯甲醛、棕榈酸乙酯、丙醇、异戊醇和正己醇等9种化合物的变量投影重要性值大于1，表明它们在区分SDF和NAG风味中起关键作用。这些化合物虽可通过其他途径生成，但原粮蒸煮过程可显著增加其在白酒中的含量。

脂肪酸和氨基酸分析进一步揭示了粮香形成的内在转化途径。六种原粮中均检测到23种中长链脂肪酸，其中亚油酸、棕榈酸和油酸含量最高，占总量的81%至93%；不饱和脂肪酸含量显著高于饱和脂肪酸。六种原粮中共检测到25种游离氨基酸，天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸和丙氨酸含量最丰富，占总量的55%至79%。蒸煮前后比较显示，关键中长链脂肪酸和游离氨基酸含量均显著下降，表明在高温堆积和蒸煮环境下发生了脂肪氧化分解和美拉德反应。推测的转化路径包括：亚油酸在脂氧合酶催化下转化为C9-氢过氧化物并裂解生成青草香气的己醛；油酸在非酶自氧化下生成C10-氢过氧化物并进一步分解为壬醛和(E)-2-癸烯醛；游离氨基酸通过美拉德反应和斯特雷克降解生成苯甲醛、苯乙醛、丙烯醛等醛类物质，同时形成3-甲基呋喃、2-戊酰呋喃、2-甲基苯并呋喃、噻唑和2,4,5-三甲基噻唑等杂环化合物。SDF与NAG的比较进一步证实了这些转化产物的含量在添加新粮蒸煮后显著增加，包括壬醛、己醛、丙烯醛、苯甲醛、苯乙醛、(E)-2-癸烯醛、噻唑、3-甲基呋喃、2-戊酰呋喃、2-甲基苯并呋喃和2,4,5-三甲基噻唑等11种关键风味物质。

研究结论指出，浓香型白酒中“粮香”的形成具有双重机制：一是蒸煮原粮中固有的风味物质通过粮糟混蒸过程直接转移进入原酒，丰富白酒风味类型；二是原粮内源的中长链脂肪酸和游离氨基酸在高温蒸煮条件下发生氧化分解和美拉德反应，转化为醛类和杂环类等风味化合物，显著提升白酒中多种关键风味的含量。本研究的科学价值在于首次系统揭示了多粮浓香型白酒酿造原粮影响白酒风味的物质基础和转化路径，将原粮蒸煮风味、脂肪酸氧化分解、氨基酸美拉德反应与白酒最终风味之间建立了明确的因果关系。在应用层面，该结果为白酒企业优化原粮配比、改进蒸煮和蒸馏工艺以强化或调控“粮香”特征提供了理论依据，也为不同产地、不同品种原粮的风味评价和筛选提供了可借鉴的分析方法。研究的亮点在于采用了风味组学思路，整合SDE-GC–MS、UPLC-Orbitrap-MS和GC-QMS等多平台分析技术，首次在六种原粮和粮糟混蒸体系中将直接风味转移与原粮内源物质转化两种机制统一到同一理论框架内解释粮香形成。此外，利用OAV和ACI相结合的方法筛选关键特征风味化合物，突破了单一OAV分析的局限，为白酒风味贡献度评价提供了更严谨的量化手段。