朱保庆：ExplorisGC高分辨气质联用仪揭示果酒香气奥秘

　　葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。品尝美酒让心情愉悦，让生活甘美。专业的品酒师通过观色、品香、尝味三步来鉴定果酒风味和品质，却知其然而不知其所以然。现如今科研人员可借助尖端仪器来科学鉴定，将品酒师的感受转化为定量的化学语言，将检测到的化学分子信息与香气进行关联，揭示果酒香气的奥秘。在借助高分辨质谱后，更是为痕量呈香物质的鉴定增添了利器。近日，分析测试百科网采访了北京林业大学生物学院的朱保庆教授，他为我们揭开了果酒风味研究的神秘面纱，了解利用分析仪器开启果酒丰富口感和风味的奥秘。

果酒风味研究简介

　　朱保庆介绍到果酒研究是从原料、品质、产地等因素出发，在发酵、酿造、陈酿、瓶储等全过程中，分析呈香成色成味组份的演化规律，找到一些对感官刺激有积极贡献或消极作用的化合物，研究清楚其中风味的形成机制及控制因素，从而最终指导人们改善果酒的品质。用分析仪器结合多元统计分析，可以高效区分不同产地、不同年份、不同水果类型、不同微生物类型、甚至是不同酿酒师、不同企业的果酒产品。

　　那这种研究评价方法与品酒有什么区别呢？朱保庆解释，品酒师对酒进行评价，是通过色香味感全方位感受酒的风味，这是非常依赖于经验和天赋的。而借助分析仪器可以帮助把抽象的感受转化为具象的分析结果，将检测到的化学分子信息与香气进行关联，让研究者更好地研究其中奥秘。更重要的是，品酒师的质控只是凭借经验，知其然而不知其所以然，如果利用仪器弄清楚其化学本质，则可以更好地设计一些新工艺、开发一些新菌种，帮助控制香气化合物的演化规律和化合物之间的反应，从而设计更新型的酒类产品。

多基质、多功能的质谱数据库

　　目前朱保庆实验室主要围绕山楂、桑葚、蓝莓、枸杞等国内特有的水果原料进行酒香成分分析工作。研究主要利用的是“分子感官科学”的分析手段，比如赛默飞的高分辨质谱分析仪Orbitrap Exploris GC去测定酒中真正能贡献香味的组分，再通过对组分的精确定性定量，和果酒中的香气属性建立一一对应关系。

　　朱保庆特别介绍了课题组一项创新性的工作：用包括赛默飞Orbitrap Exploris GC在内的各种分析仪器解析果酒中重要的呈香组分，整理和测定其质谱信息,最后将所有信息整理成一个数据库 ，该数据库目前有300-400种物质信息,可对对所有食品风味领域的研究者开放。

B1蓝莓酒中δ-癸内酯的鉴定。（A） 实验色谱图和（B）去卷积后48.294至48.557分钟通过GC Orbitrap MS获得的B1样品的质谱。从（C）NIST数据库和（D）HRMS数据库获得的假定候选者的实验质谱和理论质谱之间的比较。从NIST数据库（E）获得的4-（乙氧基）-2-氧代丁-3-烯酸乙酯和从HRMS数据库（F）获得的δ-十内酯的理论质谱

　　 “该数据库方便了行业从业者开展一些学术研究及产学研的应用工作，”朱保庆说道， “目前网站已经有一定的访问量，相信对整个行业也有挺大的意义。”

Orbitrap让果酒研究如虎添翼

朱保庆与赛默飞的结缘始于2019年。

　　抱着尝试的心态，朱保庆老师开始了果酒分析的合作。系统地使用赛默飞的高分辨质谱分析了十几种果酒后发现，Orbitrap Exploris GC对内酯类硫化物和一些挥发酚都有比较好的检出。结合常规仪器测定酯类、醇类的积累，朱保庆对酒中呈香的机理进行了更系统更全面的分析，建立了更好更全面的化合物谱库进行溯源；最后，再借助多元统计、数据挖掘的算法，可以为酒的呈香、产地鉴别、年份鉴别等提供更好的参考。

　　朱保庆介绍，“截止目前，我们已经使用三四年赛默飞Orbitrap Exploris GC高分辨质谱。在它的帮助下，我们更清楚地分析了果酒里挖掘到的呈香含量的组分信息，取得了不少科研成果。目前我们已经将该方法拓展到了配方奶粉和食用油的香气分析中。在应用过程中，我们也发现了Orbitrap Exploris GC 具有很好的灵敏度，帮助我们发现了之前在三重四极杆气质联用仪中没有检测到的峰。”

使用GC-Orbitrap-MS分析非葡萄果酒中内酯和挥发性酚类的工作流程

与赛默飞合作 探索更多香味奥秘

　　“我们选择赛默飞首先由于其是行业领先的仪器分析专家，其次就风味分析常用的气质联用仪而言，我们在研究分析一些特殊香气的组分含量时，发现赛默飞Orbitrap高分辨质谱的灵敏度十分高。通过一些简单的前处理，Orbitrap就可轻松地检测出这些痕量组分。”

　　最后，朱保庆表达了对双方合作的展望和期待：“赛默飞在技术上有很多的优势。我们希望同赛默飞开展更深入的合作，也期待赛默飞的仪器有更多新技术突破，为国内国际食品风味的解析提供更多的领先工具，让我们能见所未见，探索出更多食品香味形成的奥秘。”

　　参考文献

　　1.Accurate Determination of 12 Lactones and 11 Volatile Phenols in Nongrape Wines through Headspace-Solid-Phase Microextraction (HS-SPME) Combined with High-Resolution Gas Chromatography-Orbitrap Mass Spectrometry (GC-Orbitrap-MS). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022, 70, 1971−1983.

　　2.Sensory and chemical characterization of Chinese bog bilberry wines using Check-all-that-apply method and GC-Quadrupole-MS and GC-Orbitrap-MS analyses. Food Research International.2022, 151, 110809.

　　3.Investigation of Aroma Characteristics of Seven Chinese Commercial Sunflower Seed Oils Using a Combination of Descriptive Analysis, GC-quadrupole-MS, and GC-Orbitrap-MS. Food Chemistry X. 2023.18(3)100690.

　　4.Aromatic Characteristics of Passion Fruit Wines Measured by E-Nose, GC-Quadrupole MS, GC-Orbitrap-MS and Sensory Evaluation. Foods.2022, 11, 3789 |https://doi.org/10.3390/foods11233789

　　5.A high-resolution Orbitrap Mass spectral library for trace volatile compounds in fruit wines. Scientific Data.2022, 9:496 | https://doi.org/10.1038/s41597-022-01594-x

　　6.发酵型和配制型山楂酒中主要呈香物质组成分析. 食品科学. 网络首发https://kns.cnki.net/kcms/detail//11.2206.TS.20221207.1438.004.html