《Food Chemistry: X》：Comparative study on key aroma components of Hongqu Huangjiu with different sugar contents through aroma analysis technology
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红曲黄酒（HQHJ）的独特风味深受喜爱，但不同糖含量（干、半干、半甜、甜型）对其关键呈香物质的影响尚不清楚。本研究采用固相萃取-气相色谱-嗅闻-质谱（SPE-GC-O-MS）联用等技术，首次在黄酒中发现20种新呈香物质，并鉴定出β-苯乙醇、二甲三硫醚、1,1-二乙氧基乙烷和异丁酸乙酯等为重要呈香物，其中乙基-4-氧代戊酸酯和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚是区分不同含糖量HQHJ的关键差异呈香物质。该研究为精准调控HQHJ风味品质提供了科学依据。
黄酒，与啤酒、葡萄酒并称为世界三大古酒，是中国独特的酿造瑰宝。其中，以红曲（Hongqu）为酒曲酿造的红曲黄酒（Hongqu Huangjiu, HQHJ），不仅风味独特，还因红曲所含的莫纳可林K、γ-氨基丁酸等生物活性成分，被赋予了“药食同源”的健康属性。然而，正如美酒鉴赏家会品评不同甜度的葡萄酒，HQHJ也因其含糖量的不同，分为干型、半干型、半甜型和甜型。消费者能明显感受到它们之间或清爽、或醇厚的风味差异，但究竟是哪些看不见、摸不着的化学分子在背后“操控”着这些香气，尤其是与糖含量变化相关的关键呈香物质是什么，长期以来一直是个谜。过去的研究多集中于使用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）对挥发性成分进行半定量分析，这种方法虽简便，但对强极性、高分子量化合物的提取效率有限，且大多关注“能检测到”的化合物，而非真正“能被闻到”的呈香活性化合物。因此，系统揭示不同含糖量HQHJ的关键呈香活性成分图谱，成为提升其风味品质与市场竞争力的关键科学问题。
为了解开这个风味谜题，来自北京工商大学的研究团队Siman Zheng, Yangyang Huo, Juan Wang, Tianyi Cao, Mingquan Huang, Hongqin Liu, Jihong Wu, Jinglin Zhang, Qing Ren, Dongrui Zhao展开了一项深入的研究。他们从福建龙岩沉缸酒业有限公司和浙江义乌丹溪酒业有限公司获取了四种代表性HQHJ样品：沉缸清爽型（CG-L，干型，12%vol）、丹溪黄酒（DX，半干型，15%vol）、沉缸蓝标（CG-B，半甜型，12%vol）和沉缸三年陈（CG-T，甜型，15%vol）。研究综合运用了多种前沿风味分析技术：首先，采用感官评价对四种酒样的9种香气属性（如酒香、糟香、曲香、酸香、粮香、甜香、陈香、酱香、药草香）进行量化。其次，利用固相萃取技术富集香气成分，结合气相色谱-嗅闻-质谱联用技术和特定气味强度评估法，精准鉴定出样品中的呈香活性化合物及其香气强度。接着，通过气相色谱-质谱的内标曲线法和内标法对目标化合物进行准确定量，并计算其呈香活性值，以评估各成分对整体香气的贡献度。最后，运用偏最小二乘回归分析探究感官属性与化学物质之间的关联，并通过添加实验验证关键差异呈香物质的作用。相关成果已发表于食品化学领域重要期刊《Food Chemistry: X》。
3.1. 感官评价
感官分析结果显示，四种HQHJ的香气特征存在明显差异。在CG-L（干型）中，酒香和糟香是主导香气；而在DX（半干型）中，糟香和甜香更为突出。对于含糖量更高的CG-B（半甜型）和CG-T（甜型），酒香和陈香则成为了最突出的香气属性。有趣的是，甜香感的强度与样品的实际糖含量并无直接关联，表明甜味感知受到多种化合物相互作用的影响。同时，陈香的强度在含糖量较高的样品中评分更高，提示可能与特定呈香物质的浓度有关。
3.2. 呈香活性化合物的鉴定
研究从CG-L和DX中总共鉴定出56种呈香活性化合物，其中20种为首次在黄酒中发现。这些化合物涵盖了酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、缩醛类、呋喃类、酚类、内酯、含氮化合物和含硫化合物等多个类别。一个重要的新发现是首次在黄酒中鉴定出了二糠基硫醚，其呈现出酱油、豆豉般的咸鲜香气。此外，具有药草香的内酯化合物4-羟基-2,3-二甲基-2H-呋喃-5-酮在样品中表现出极高的香气强度。
3.3. 定量分析
对四款HQHJ中香气成分的定量结果表明，酯类物质的总浓度最高，其次是醇类。就总量而言，半甜型的CG-B香气化合物总浓度最高，其次为半干型的DX、甜型的CG-T，干型的CG-L最低。这可能与不同糖含量类型的酿造工艺有关：干型和半干型加水酿造，甜型加白酒或食用酒精酿造（高酒精含量可能抑制了某些微生物代谢），而半甜型则加入陈年黄酒代替水，引入了更多风味物质。具体到单一化合物，乙酸乙酯的平均浓度最高，其次是β-苯乙醇、1,1-二乙氧基乙烷、1-丁醇和乙基-4-氧代戊酸酯。研究发现，随着糖含量增加，异丁酸乙酯、糠醛和2-乙酰基呋喃的浓度呈上升趋势，而2-乙基-6-甲基吡嗪的浓度则下降。
3.4. 呈香活性值计算
呈香活性值是衡量化合物香气贡献的关键指标。计算显示，β-苯乙醇的OAV平均值极高，其次是二甲三硫醚、1,1-二乙氧基乙烷和异丁酸乙酯，这些是HQHJ整体香气的重要贡献者。值得注意的是，乙基-4-氧代戊酸酯和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等物质在不同样品间的OAV差异显著。
3.5. 关联分析
通过偏最小二乘回归分析，研究人员建立了感官属性与化学物质之间的关联模型。分析发现，乙基-4-氧代戊酸酯、糠醛、苯乙醇和异丁酸乙酯与陈香属性呈强正相关。相反，2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、香兰素和苯乙酯则与糟香和甜香属性正相关。这从统计学上揭示了特定化合物与感官感知之间的直接联系。
3.6. 添加实验验证
为了最终确认关键差异呈香物质，研究进行了添加实验。当将乙基-4-氧代戊酸酯添加到半干型DX中，使其浓度达到半甜型CG-B的水平时，DX的陈香强度显著增加。反之，将2-甲氧基-4-乙烯基苯酚添加到CG-B中使其达到DX的水平时，CG-B的糟香和甜香感知增强。这直接证明了乙基-4-氧代戊酸酯是赋予HQHJ陈香特征的关键物质，而2-甲氧基-4-乙烯基苯酚则对糟香和甜香有重要贡献。
本研究通过系统的风味组学分析，首次全面揭示了不同含糖量红曲黄酒的呈香活性物质图谱。研究不仅鉴定出56种呈香物（含20种新发现物质），首次在黄酒中报道了二糠基硫醚，更重要的是，通过定量、OAV计算、统计学关联及实验验证，明确了β-苯乙醇、二甲三硫醚、1,1-二乙氧基乙烷和异丁酸乙酯是HQHJ中普遍重要的呈香物质。而乙基-4-氧代戊酸酯和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚被确定为区分不同糖含量HQHJ的关键差异呈香物质，前者主要贡献陈香，后者影响糟香和甜香。研究还发现，半甜型HQHJ更有利于香气化合物总量的积累，而半干型则能增强香气的强度和多样性；甜型HQHJ因酿造过程中添加酒精，抑制了部分化合物的形成，从而形成了各自独特的风味特征。该研究超越了以往仅关注挥发性成分的层面，深入到了“呈香活性”的范畴，所建立的研究方法体系与获得的关键数据，为红曲黄酒乃至其他传统发酵食品的风味定向调控、工艺优化、品质标准化及新产品开发提供了坚实的理论依据和关键技术支撑，对传承与创新中国传统酿造技艺具有重要意义。
