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基于非靶向代谢组学技术解析老白干白酒发酵过程中的代谢物特征

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食品科学技术学报 2024年第4期42卷 45-60页

作者：耿晓杰陈尔豹马志莹王新磊王柏文郑福平孙金沅张煜行李泽霞北京工商大学中国轻工业酿酒分子工程重点实验室/食品质量与安全北京实验室/中国轻工业酒类品质与安全重点实验室北京100048 河北衡水老白干酒业股份有限公司河北衡水053000

白酒发酵过程中的代谢物与其独特的风格特征息息相关。对于老白干白酒而言,其发酵过程中代谢物的特征及其变化规律尚未被完全解析。采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术,对老白干白酒发酵过程中的酒醅代谢物进行了鉴定,通过主成分分析... 详细信息

白酒发酵过程中的代谢物与其独特的风格特征息息相关。对于老白干白酒而言,其发酵过程中代谢物的特征及其变化规律尚未被完全解析。采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术,对老白干白酒发酵过程中的酒醅代谢物进行了鉴定,通过主成分分析和显著性差异分析,筛选出了差异代谢物,并通过KEGG数据库注释分析,揭示了这些差异代谢物可能参与的代谢途径。结果表明,在9个不同发酵时间点的酒醅样品中,共检测到2157种代谢物,其中172种为极显著差异代谢物(VIP>2,P0.1)。在不同发酵阶段,各类代谢物的表达量有所不同。在发酵前期(0~8 d)差异代谢物最多,共128种极显著差异代谢物(P及其类似物,脂类,杂环类和碳水化合物及其结合物代谢显著上调;发酵中期(8~17 d)有22种代谢物有极显著差异代谢物(P及其类似物(8~14 d)代谢显著上调,脂类代谢先上调后下调,黄酮类与之相反;发酵后期(17~36 d)有33种极显著差异代谢物(P及其类似物和脂类代谢先上调后下调。此外,通过KEGG数据库注释,确定了104条代谢途径,并据此绘制了代谢网络图。在发酵的不同阶段,某些代谢途径变得更为活跃,如碳水化合物代谢、脂类代谢、黄酮类代谢和氨基酸代谢主要发生在发酵前期(P及甘油磷脂代谢等途径,这可能是风味化合物的潜在生成途径。研究基于代谢组学技术,揭示了老白干白酒发酵过程中代谢物的特征及其变化规律,可为解析老白干白酒发酵过程中的风味代谢机制提供理论依据。

关键词：老白干风味化合物酒醅代谢组学代谢途径

扣囊复膜酵母麸曲制备及其在小曲白酒中的应用

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食品科学 2024年

作者：刘霄黄治国卫春会任志强谢军邓杰中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室

为提高小曲白酒中乙酸乙酯的含量，以大曲中分离的一株产酯能力较强的扣囊复膜酵母M1为出发菌株，将其制备为麸曲并用于小曲白酒酿造（M1麸曲），分析了M1麸曲强化发酵对小曲白酒挥发性风味组分的影响。结果表明，M1麸曲最佳培养条件为... 详细信息

为提高小曲白酒中乙酸乙酯的含量，以大曲中分离的一株产酯能力较强的扣囊复膜酵母M1为出发菌株，将其制备为麸曲并用于小曲白酒酿造（M1麸曲），分析了M1麸曲强化发酵对小曲白酒挥发性风味组分的影响。结果表明，M1麸曲最佳培养条件为：水分含量40%、培养温度28?℃，麸皮初始酸度6?mmol/100g、培养时间为48?h；酿造实验结果显示添加M1麸曲的试验组显著提高乙酸和乙酸乙酯的含量，降低了异丁醇和异戊醇的含量。通过对微生物群落结构的分析表明，对照组和试验组酒醅的微生物群落演替规律存在差异，试验组中扣囊复膜酵母属和魏斯氏菌属丰度增加；同时通过PICRUSt2功能预测分析，验证了试验组中参与乙酸和乙酸乙酯代谢的酶相对丰度更高。通过麸曲为介质将扣囊复膜酵母M1应用到小曲发酵可有效提高小曲白酒乙酸乙酯的含量，对小曲白酒质量提高具有一定参考意义。

关键词：扣囊复膜酵母麸曲小曲白酒挥发性物质

不同产地酱香型白酒中挥发性含氮化合物的差异分析

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食品科学技术学报 2024年第3期42卷 35-48页

作者：吴李玲裴荣红李行李晴李良好郑福平孙金沅孙宝国北京工商大学食品质量与安全北京实验室/中国轻工业酿酒分子工程重点实验室/食品与健康学院北京100048

酱香型白酒中含氮类化合物含量虽占比较少,但部分化合物气味阈值较低,对酒体风味贡献较大。以20种酱香型白酒为对象,来源产地包括贵州、广西、湖南、北京、天津、山东、黑龙江,采用液-液萃取结合全二维气相色谱-氮化学发光检测器联用技... 详细信息

酱香型白酒中含氮类化合物含量虽占比较少,但部分化合物气味阈值较低,对酒体风味贡献较大。以20种酱香型白酒为对象,来源产地包括贵州、广西、湖南、北京、天津、山东、黑龙江,采用液-液萃取结合全二维气相色谱-氮化学发光检测器联用技术对酱香型白酒中挥发性含氮化合物进行定性定量分析。共定性出49种挥发性含氮化合物,包括16种吡嗪类、12种噻唑类、4种吡啶类、6种吡咯类、2种胺类和9种其他化合物;不同产地的酱香型白酒中挥发性含氮化合物的种类差别不明显。对已报道具有香气的挥发性含氮化合物进行定量分析,结果表明:酱香型白酒挥发性含氮化合物中吡嗪类质量浓度最高;贵州酒样的吡嗪类质量浓度[(5.36±0.96)mg/L]最高,其次高的是中北部地区的酒样[(4.12±1.20)mg/L],湖南酒样的质量浓度[(3.05±0.64)mg/L]和广西酒样的质量浓度(3.00 mg/L)差别不明显,最低的是黑龙江产地的酒样[(1.68±0.42)mg/L]。根据定量结果,采用正交偏最小二乘判别分析,可成功区分不同产地的酱香型白酒;苯并噻唑、吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪等11种变量投影值大于1的含氮化合物,可作为区分不同产地酱香型白酒的差异成分。研究可为酱香型白酒产地区分和溯源提供理论支持。

关键词：酱香型白酒挥发性含氮化合物产地正交偏最小二乘判别分析全二维气相色谱-氮化学发光检测器

浓香型白酒酒醅发酵过程中微生物群落结构演替及其与理化指标相关性

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食品科学 2024年第7期45卷 111-118页

作者：曾波饶家权邹永芳文静黄治国邓杰四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 舍得酒业股份有限公司四川射洪629000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

为明确浓香型白酒酒醅中微生物群落结构的演替规律及其潜在功能,通过高通量测序技术解析酒醅微生物群落在发酵过程中的动态变化,分析不同发酵节点的微生物群落与理化指标的相关性,并采用PICRUSt分析对酒醅中微生物群落的功能进行预测。... 详细信息

为明确浓香型白酒酒醅中微生物群落结构的演替规律及其潜在功能,通过高通量测序技术解析酒醅微生物群落在发酵过程中的动态变化,分析不同发酵节点的微生物群落与理化指标的相关性,并采用PICRUSt分析对酒醅中微生物群落的功能进行预测。结果表明:厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)是酒醅中的优势菌门,浓香型酒醅中微生物以乳杆菌属(Lactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、高温放线菌属(Thermoactinomyces)、哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)、威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)、青霉属(Penicillium)、假丝酵母菌属(Candida)、曲霉属(Aspergillus)、季也蒙酵母属(Meyerozyma)和德巴利酵母属(Debaryomyces)为主,Lactobacillus、Kazachstania、Wickerhamomyces占绝对优势;相关性分析表明,还原糖、淀粉含量与8个细菌属呈显著正相关(P及其在发酵过程中参与的代谢,为白酒酿造微生物的代谢机制研究提供一定理论基础。

关键词：浓香型白酒酒醅微生物群落相关性分析

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大曲耐热细菌富集及其在小曲白酒中的应用

现代食品科技 2024年第4期40卷 64-72页

作者：应超任志强曾波黄治国张运祺卫春会四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

大曲中耐热细菌菌群富含多种酶系,对白酒风味物质的产生有重要的影响。该研究采用高温富集方法从大曲中分离目的耐热细菌菌群,制作成麸曲并应用在小曲白酒酿造过程中,初步探究了三种高温条件下大曲耐热细菌菌群在小曲酒中的功能。通过16... 详细信息

大曲中耐热细菌菌群富含多种酶系,对白酒风味物质的产生有重要的影响。该研究采用高温富集方法从大曲中分离目的耐热细菌菌群,制作成麸曲并应用在小曲白酒酿造过程中,初步探究了三种高温条件下大曲耐热细菌菌群在小曲酒中的功能。通过16S rDNA测序技术分析了微生物结构及多样性,并考察了含水量对麸曲中的细菌生物量的影响,结果发现,大曲中以Bacillus为主的耐热细菌菌群被成功复刻至麸曲中,并占主导地位;在一定范围内随着富集温度的升高,耐热细菌占比越大;水分含量在55%时,麸曲中细菌生物量最高可达8.52×10^(10) CFU/g。通过小曲酒酿造试验发现,酿造出的最优小曲酒相较于对照组,出酒率提高3.7%,高级醇含量降低27.27%,酯含量增加23.07%,说明在小曲酒酿造过程中使用大曲耐热细菌菌群,可以提高小曲白酒质量。

关键词：大曲耐热细菌群落分析麸曲小曲白酒

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基于黄水线上下层酒醅及基酒的风味特征分析

食品与发酵工业 2024年第19期50卷 321-330页

作者：牟薏卫春会曾波黄治国邓杰四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

为探究浓香型白酒黄水线上下层的出窖酒醅及其基酒风味物质的差异,以典型窖池的黄水线以上酒醅(上层)和黄水层酒醅(下层)为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相质谱联用法对上下层糟醅以及出窖糟醅蒸馏酒中的挥发性风味物质进行分析,同时... 详细信息

为探究浓香型白酒黄水线上下层的出窖酒醅及其基酒风味物质的差异,以典型窖池的黄水线以上酒醅(上层)和黄水层酒醅(下层)为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相质谱联用法对上下层糟醅以及出窖糟醅蒸馏酒中的挥发性风味物质进行分析,同时对两层酒醅中主要的差异性物质在发酵过程含量变化规律进行分析。结果表明,糟醅中检出136种风味物质,基酒中检出152种风味物质,上下层糟醅风味物质总量和基酒风味物质总量存在显著差异性(P及其基酒挥发性风味物质建立了不同层次的糟醅以及基酒的正交偏最小二乘判别分析,根据模型的变量权重系数(variable importance in projection,VIP)与相对百分含量大于1%筛选出18种主要差异化合物;酒醅与原酒中共有差异性风味物质正丙醇、正丁醇、正己醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、己酸含量差异性显著(P及调控发酵模式提供数据支撑。

关键词：黄水层次酒醅浓香型白酒风味物质

不同位置窖泥酶活力及其细菌群落结构相关性分析

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食品与发酵工业 2024年第4期50卷 102-109页

作者：曾波蒲吉洲陈秋旭饶家权邹永芳文静黄治国卫春会四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 舍得酒业股份有限公司四川射洪629000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

窖泥微生物对酒质的影响是通过多种酶促反应实现,目前对窖泥酶活的研究较少,缺乏关于窖泥中氮代谢功能酶的空间分布特征分析。该研究分析不同位置的窖泥理化因子和酶活力,采用高通量测序技术对窖泥细菌群落进行分析,通过聚类分析研究细... 详细信息

窖泥微生物对酒质的影响是通过多种酶促反应实现,目前对窖泥酶活的研究较少,缺乏关于窖泥中氮代谢功能酶的空间分布特征分析。该研究分析不同位置的窖泥理化因子和酶活力,采用高通量测序技术对窖泥细菌群落进行分析,通过聚类分析研究细菌群落的空间分布特点,并标记窖泥微生物的基因序列预测参与氮代谢功能酶的相对丰度。结果表明,铵态氮含量(1478.37 mg/kg)、过氧化氢酶活力[1.731 mg/(g·d)]、蛋白酶活力[1.107 mg/(g·d)]在窖底窖泥中最大,在窖池内自上而下呈增高趋势,而脱氢酶呈减小趋势。Firmicutes是窖泥的绝对优势菌门,Caproiciproduces、Lactobacillus、Fastidiosipila分别是窖底、窖壁中层和窖壁上层窖泥的第一优势菌属。铵态氮、蛋白酶与Aminobacterium呈显著的正相关(P<0.05);酸性磷酸酶与Lactobacillus呈显著负相关(P<0.05),脲酶与Syntrophaceticus呈显著的正相关(P<0.05)。PICRUSt2功能预测中,参与氮代谢的功能酶在不同位置窖泥中的相对丰度差异显著(P<0.05)。酶活性影响窖泥物质循环,物质交换是微生物相互作用的重要驱动力,功能酶活力可以衡量氮代谢的强度,由此可见,窖泥位置对氮代谢酶的分布产生重要影响,并影响着氮代谢,该研究为解析微生物参与窖泥中的物质循环过程提供理论基础。

关键词：不同位置窖泥酶活力细菌群落相关性

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白酒物质检测中基质效应的挑战与消减

食品科学 2024年第21期45卷 323-330页

作者：连旭东商晓龙贾银桃叶思廷安明哲赵东郑佳孙啸涛董蔚北京工商大学老年营养与健康教育部重点实验室中国轻工业酿酒分子工程重点实验室北京100048 五粮液集团有限公司四川宜宾644000

白酒中已报道发现的物质成分,具有种类多、含量分布广、结构差异大的特点。因此基质效应普遍存在于白酒物质检测中,对目标化合物的准确定性、定量有一定挑战。本文综述了白酒基质效应的影响因素、产生后果和消减途径,特别是聚焦前处理... 详细信息

白酒中已报道发现的物质成分,具有种类多、含量分布广、结构差异大的特点。因此基质效应普遍存在于白酒物质检测中,对目标化合物的准确定性、定量有一定挑战。本文综述了白酒基质效应的影响因素、产生后果和消减途径,特别是聚焦前处理方法应用、仪器分析方法选择、基质匹配法和内标法等减少和补偿基质效应方法的研究进展,旨在为提高白酒分析的准确性和科学性提供理论依据,并为酒企质控指标的科学构建提供理论支持。

关键词：白酒基质效应风味物质风险因子消减和补偿方法

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磁性固相萃取-气质联用-同位素内标法精准检测白酒中8种高级脂肪酸乙酯

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食品科学技术学报 2024年第3期42卷 58-69页

作者：陈晓漫连旭东叶思廷安明哲赵东郑佳孙啸涛董蔚北京工商大学酿酒分子工程中国轻工业重点实验室/北京市食品风味化学重点实验室北京100048 五粮液集团有限公司四川宜宾511500

高级脂肪酸乙酯是引起酒体浑浊的关键因素之一。为系统分析白酒中的高级脂肪酸乙酯以改善白酒生产过程中的浑浊问题,建立了一种基于氨基化四氧化三铁(Fe_(3)O_(4)-NH_(2))磁性固相萃取结合气质联用技术的方法,用以同时测定白酒中8种高... 详细信息

高级脂肪酸乙酯是引起酒体浑浊的关键因素之一。为系统分析白酒中的高级脂肪酸乙酯以改善白酒生产过程中的浑浊问题,建立了一种基于氨基化四氧化三铁(Fe_(3)O_(4)-NH_(2))磁性固相萃取结合气质联用技术的方法,用以同时测定白酒中8种高级脂肪酸乙酯。通过考察酒样的pH值、离子强度、吸附剂用量、吸附时间、解吸溶剂种类、解吸溶剂酸碱度、解吸时间等因素,确定了较佳的萃取条件。结果表明:这8种高级脂肪酸乙酯在各自的质量浓度范围内线性关系良好,相关系数R 2均大于0.99;方法检出限和定量限分别为9.1~42.9μg/L和5.2~200.0μg/L;回收率为79.6%~99.3%,相对标准偏差(n=3)为8.0%~10.7%。应用此方法,并结合同位素内标法对24种不同香型和品牌的白酒样品中8种高级脂肪酸乙酯进行精准定量,发现它们的种类和质量浓度存在显著差异。其中,在酱香型白酒中,高级脂肪酸乙酯的检出率最高,达到100%。该方法简便快捷,样品萃取只需10 min,具有高灵敏度和准确性,能够有效避免传统液-液萃取技术的背景干扰问题,可为实现白酒中高级脂肪酸乙酯的精准检测提供一种新的方法。

关键词：高级脂肪酸乙酯浑浊磁性固相萃取同位素内标白酒