混合酒精饮料的创新需求持续增长，但此类产品独特感官属性的分子机制尚未明确。研究人员采用集成风味组学（integrated flavoromics）方法系统解析了白酒-威士忌融合蒸馏酒（Baijiu-Whisky blended spirit, CW）的风味形成机制。比较分析表明，CW具有区别于基酒的果香、甜香及烟熏香特征轮廓。通过香气提取物稀释分析（aroma extract dilution analysis, AEDA）与缺失实验，研究人员鉴定并验证了己酸乙酯、丁酸乙酯、苯乙醇及糠醛等关键呈香物质对CW独特风味的驱动作用。至关重要的是，香气相互作用模型显示，调配过程中加和与协同效应占主导，掩盖效应较弱，这解释了融合酒感官复杂度与醇厚感的增强。此外，感官相互作用分析表明，非挥发性基质显著调控香气释放，促成风味一体化。本研究为理解混合蒸馏酒调配过程中的香气重塑提供了机制框架，为下一代酒精饮料的理性设计奠定了科学基础。
1. 引言
全球烈酒市场正通过跨文化产品开发加速创新，混合酒精饮料因消费者对新颖感官体验的需求成为增长最快的细分领域之一，其中白酒-威士忌融合产品在中国市场已具商业重要性，其结合了中国传统白酒以酯类为主的复杂风味轮廓与威士忌的橡木陈酿特征。尽管市场潜力巨大，但此类混合烈酒风味形成的分子机制仍未被探索——鉴于调配化学性质差异显著的酒精基质可能通过挥发性物质相互作用及基质介导效应产生多样感官属性，这一知识缺口尤为关键。
白酒与威士忌虽均以谷物为原料，但生产工艺存在根本差异：白酒采用多菌种固态发酵（曲含细菌、酵母、霉菌），生成超过500种酯类（以短链乙酯C4-C10为主，如己酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯）及大量非挥发性有机酸与吡嗪类物质，传统生产无橡木接触陈酿；威士忌采用液态酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵并强制橡木桶陈酿，木质纤维素降解释放橡木内酯、丁香酚等木源挥发物及非挥发性多酚，塑造其典型感官特征。二者化学基质差异显著，调配时可能发生酯水解/合成、美拉德反应及溶解度驱动的分配效应，但具体机制尚未阐明。
现有研究多聚焦于单一烈酒体系的挥发性物质表征，缺乏针对混合体系的交叉基质相互作用分析，尤其非挥发性成分（威士忌干浸出物占比可达2.5%，对白酒口感影响显著）可能通过氢键、疏水相互作用或pH变化调控挥发性物质释放，此类基质-化合物相互作用在葡萄酒化学中已有报道，但在蒸馏酒中尚未被探索。为此，本研究以商品化白酒-威士忌融合酒（CW）及其基酒（B：浓香型白酒；W：苏格兰单一麦芽威士忌）为受控模型，结合风味组学、感官相互作用建模及基质解构方法，系统阐明融合酒风味形成的分子机制，填补该领域关键知识空白。
2. 材料与方法
2.1 酒样制备
CW由泸州老窖股份有限公司提供，按标准化工艺制备：将不同储存年份的优质浓香型白酒基酒（平均酒精度60% vol）调配后加水稀释至40% vol，过滤去除脂肪酸酯沉淀；再与同酒精度的麦芽威士忌基酒按1:1体积比混合，二次过滤澄清后立即装瓶，于16±2°C控温条件下瓶储6个月，促进热力学平衡与风味协调。基酒均来自同一公司。
2.2 试剂与仪器
化学试剂包括C7-C40正构烷烃（Sigma-Aldrich）、色谱级二氯甲烷、无水硫酸钠等，内标物为3-辛醇（IS1）、庚酸甲酯（IS2）、2-乙基丁酸（IS3）。仪器涵盖Agilent 7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪、Gerstel ODP3嗅闻仪、Thermo Vanquish Q Exactive HF液相色谱-质谱联用仪等。
2.3 感官剖面分析
经伦理委员会批准（批准号2023-40），筛选并培训评价员（符合ISO 8586标准），通过共识会议生成初步香气/味觉描述词，经两轮筛选（去除情感词、同义词、反义词，基于贡献值M=√(使用频率F×平均强度I)）建立标准化描述词词典，采用Rate-All-That-Apply（RATA）法以11点强度标度量化感官剖面。
2.4 挥发性物质分析
结合液液萃取（liquid-liquid extraction, LLE）与顶空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction, HS-SPME）提取挥发性物质，经DB-WAX与DB-FFAP毛细管柱分离，通过气相色谱-嗅闻-质谱联用（GC-O-MS）进行香气提取物稀释分析（AEDA），以系列分流比（1:3至1:6561）测定风味稀释因子（flavor dilution factor, FD）。化合物鉴定结合NIST 20质谱库匹配（匹配因子>800）、保留指数（retention index, RI）及嗅闻特征，定量采用内标法构建校准曲线。
2.5 香气重组与缺失实验
将气味活度值（odor activity value, OAV）≥1的化合物按定量浓度加入40% vol乙醇-水溶液进行重组，由训练有素的评价员进行感官验证；对高FD与高OAV化合物进行单组分或组合缺失，通过三点选配检验（3-AFC）判断缺失是否导致感官显著差异，验证关键呈香物质。
2.6 非挥发性物质分析
酒样经离心、稀释、0.22 μm PTFE膜过滤后，采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）在正、负离子模式下进行分析，色谱柱为Zorbax Eclipse C18，流动相为0.1%甲酸水溶液-乙腈，梯度洗脱，通过全扫描（full scan, m/z100-1500）与数据依赖二级扫描（dd-MS2）进行定性定量。
2.7 感官相互作用实验
采用σ-τ作图法分析关键呈香物质的二元相互作用：评价员以正丁醇参考标度（浓度从10 mg/L至327680 mg/L，每2单位强度翻倍）校准后，评估单一化合物与二元混合物的香气强度，判断加和、协同或掩盖效应。同时，采用溶剂辅助风味蒸发（solvent assisted flavor extraction, SAFE）法制备脱香威士忌基质，分析其对白酒关键呈香物质释放的调控作用。
2.8 统计分析
采用XLSTAT 2019进行偏最小二乘回归（partial least squares regression, PLS-R），Origin Pro 2021绘制维恩图，SPSS 22进行单因素方差分析（one-way ANOVA），GraphPad Prism 9生成热图，SigmaPlot 14.0处理感官相互作用数据。
3. 结果与讨论
3.1 融合酒的独特感官剖面及其化学基础
3.1.1 感官剖面揭示新兴属性
雷达图与风味轮分析显示，白酒基酒（B）以“菠萝”“桂花”“梨”等高强度果香为特征，反映固态发酵的酯类主导轮廓；威士忌基酒（W）以“焦糖”“太妃糖”“烘烤”“奶油”“蜂蜜”为核心属性，符合橡木陈酿特征；CW未呈现简单的中间轮廓，而是在“汽油”“花生”“杏仁”“草本”“酱油样”“橙皮”等属性上强度超过两种基酒，表明调配过程产生了基酒中不存在或低于阈值的咸鲜、坚果及复杂草本风味，形成独特感官身份。
3.1.2 挥发性物质比较与独特标志物
共鉴定出160种挥发性物质，CW含108种（最多），W含92种，B含85种。酯类是三类酒中含量最高的挥发性物质，CW酯类多样性与总量最高，含60种酯，其中42种与W共有，29种与B共有，且独有25种挥发性物质（含12种酯如3-苯基丙酸乙酯、8种酚类如丁香醛），表明调配诱导了酯化、氧化及美拉德反应，重构了酒体化学基质。定量分析显示，CW中己酸乙酯（3454.65 mg/L）、丁酸乙酯（24.11 mg/L）、苯乙醇（4.56 mg/L）、1-十四醇（2.69 mg/L）、糠醛（29.83 mg/L）浓度显著高于基酒，这些物质的OAV均≥1，是CW风味的核心物质基础。
3.1.3 感官描述词与化学物质的关联
PLS-R模型明确了挥发性物质与感官属性的对应关系：CW的“杏仁”“焦糖”“花生”“酱油香”“橙皮”“烟熏”“烘烤”“草本”“汽油”等属性与苯乙醇、糠醛、异戊酸乙酯、丁二酸二乙酯、2-己烯酸乙酯密切相关；W的“梨”“草莓”“干果”“糖果甜”“酒精刺激感”与癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、辛酸异戊酯、棕榈酸乙酯、乙酸己酯、异丁醇、异戊醇、辛醇、壬酸乙酯显著相关；B的“奶油”“谷物”“柑橘”“蜂蜜”“酸感”则主要由苯乙酸乙酯、庚酸乙酯、己酸乙酯、戊酸乙酯、乙酸乙酯、己酸驱动。
3.2 关键呈香物质的鉴定与验证
3.2.1 基于OAV的关键呈香物质筛选
OAV计算显示，W的高OAV化合物数量最多（>50种），CW次之，B最少，表明调配并非挥发性物质的简单累加，而是对高影响力呈香物质的选择性富集。CW中己酸乙酯（OAV>60000）、丁酸乙酯（OAV>250）、3-苯基丙酸乙酯（OAV>24）、苯乙烯（OAV=12）等高OAV物质，分别对应其“菠萝”“苹果”“甜香”“汽油样”等感官特征，与风味轮结果一致。
3.2.2 重组与缺失实验验证
重组模型感官评价显示，除“木质”属性外（p=0.027，可能与橡木陈酿非挥发性成分有关），重组样品与原酒感官剖面无显著差异（p>0.05）。缺失实验进一步证实，己酸乙酯、辛酸乙酯、异戊酸乙酯、异戊醇、丁酸乙酯、辛酸是CW的关键呈香物质；癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、月桂酸乙酯是W的关键呈香物质；己酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯是B的关键呈香物质。
3.3 风味重塑的机制起源
3.3.1 挥发性物质间的协同相互作用
σ-τ作图分析显示，白酒与威士忌关键呈香物质的33对二元组合中，22对为加和效应，14对为协同效应，仅3对为掩盖效应；威士忌与白酒关键呈香物质的20对组合中，20对为加和效应，14对为协同效应，2对为掩盖效应。例如，己酸乙酯与异戊酸乙酯的组合产生高于单一组分的果香强度，为CW突出的果香特征提供解释；部分高级醇组合轻微掩盖粗糙气味，可能是CW较白酒更顺滑、刺激性更低的原因。协同效应主导表明，调配倾向于增强愉悦的果香与甜香，降低过度刺激性，形成更平衡的感官轮廓。
3.3.2 非挥发性组分的基质调控
LC-MS鉴定出CW含225种非挥发性物质，多于B（126种）与W（144种）。W的非挥发性物质以香豆素类为主，其次为肉桂酸/醛类与苯衍生物，源于橡木桶陈酿过程中木质素、纤维素、半纤维素的降解产物（如橡木内酯、丁香酚、香草醛、没食子酸、鞣花酸）；B的非挥发性物质主要为有机酸、含氮化合物、脂肪酰类、香豆素衍生物与单宁，源于原料与发酵代谢。CW独有的非挥发性物质（如香草醛、丁香醛、没食子酸、6,7-二羟基香豆素、咖啡酸、鞣花酸、东莨菪素等）表明，调配与瓶储过程中发生了非挥发性成分的复杂化学反应（如氢键重组、大分子聚集-解聚平衡、pH介导的溶解度改变），而非简单混合。
σ-τ作图分析显示，威士忌脱香基质与白酒关键呈香物质的8对二元组合均为加和效应。机制上，非挥发性基质中的有机酸（如乳酸）可降低己酸乙酯、乙酸乙酯的感知阈值，产生加和或协同效应；多酚类物质通过盐析效应提高疏水性呈香物质（如酯类）的顶空浓度，其中水解单宁（如橡木特征性的鞣花单宁）比缩合单宁更能保留新鲜果香并减轻氧化异味，这解释了威士忌来源的非挥发性基质如何协同支持白酒来源的果香酯类在融合酒中的表达。
4. 结论
本研究首次建立了白酒-威士忌融合酒的风味蓝图，阐明其风味重塑由双重机制驱动：化学层面，调配与陈酿促进动态反应生成新呈香物质并改变挥发性物质比例；感知层面，关键挥发性物质发生协同相互作用，且其释放动力学受非挥发性基质调控。研究结果为混合蒸馏酒的风味设计提供了科学框架，未来可结合电子舌/鼻系统与分子对接技术深入解析风味结合机制，推动新兴领域的工程化风味设计发展。
