朱保慶：Exploris GC高分辨氣質聯用儀 揭示果酒香氣奧秘
葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。品嘗美酒讓心情愉悅，讓生活甘美。專業的品酒師通過觀色、品香、嘗味三步來鑒定果酒風味和品質，卻知其然而不知其所以然?，F如今科研人員可借助尖端儀器來科學鑒定，將品酒師的感受轉化為定量的化學語言，將檢測到的化學分子信息與香氣進行關聯，揭示果酒香氣的奧秘。在借助高分辨質譜后，更是為痕量呈香物質的鑒定增添了利器。近日，分析測試百科網采訪了北京林業大學生物學院的朱保慶教授，他為我們揭開了果酒風味研究的神秘面紗，了解利用分析儀器開啟果酒豐富口感和風味的奧秘。
果酒風味研究簡介
朱保慶介紹到果酒研究是從原料、品質、產地等因素出發，在發酵、釀造、陳釀、瓶儲等全過程中，分析呈香成色成味組份的演化規律，找到一些對感官刺激有積極貢獻或消極作用的化合物，研究清楚其中風味的形成機制及控制因素，從而最終指導人們改善果酒的品質。用分析儀器結合多元統計分析，可以高效區分不同產地、不同年份、不同水果類型、不同微生物類型、甚至是不同釀酒師、不同企業的果酒產品。
那這種研究評價方法與品酒有什么區別呢？朱保慶解釋，品酒師對酒進行評價，是通過色香味感全方位感受酒的風味，這是非常依賴于經驗和天賦的。而借助分析儀器可以幫助把抽象的感受轉化為具象的分析結果，將檢測到的化學分子信息與香氣進行關聯，讓研究者更好地研究其中奧秘。更重要的是，品酒師的質控只是憑借經驗，知其然而不知其所以然，如果利用儀器弄清楚其化學本質，則可以更好地設計一些新工藝、開發一些新菌種，幫助控制香氣化合物的演化規律和化合物之間的反應，從而設計更新型的酒類產品。
多基質、多功能的質譜數據庫
目前朱保慶實驗室主要圍繞山楂、桑葚、藍莓、枸杞等國內特有的水果原料進行酒香成分分析工作。研究主要利用的是“分子感官科學”的分析手段，比如賽默飛的高分辨質譜分析儀Orbitrap Exploris GC去測定酒中真正能貢獻香味的組分，再通過對組分的精確定性定量，和果酒中的香氣屬性建立一一對應關系。
朱保慶特別介紹了課題組一項創新性的工作：用包括賽默飛Orbitrap Exploris GC在內的各種分析儀器解析果酒中重要的呈香組分，整理和測定其質譜信息,最后將所有信息整理成一個數據庫 ，該數據庫目前有300-400種物質信息,可對對所有食品風味領域的研究者開放。
B1藍莓酒中δ-癸內酯的鑒定。（A） 實驗色譜圖和（B）去卷積后48.294至48.557分鐘通過GC Orbitrap MS獲得的B1樣品的質譜。從（C）NIST數據庫和（D）HRMS數據庫獲得的假定候選者的實驗質譜和理論質譜之間的比較。從NIST數據庫（E）獲得的4-（乙氧基）-2-氧代丁-3-烯酸乙酯和從HRMS數據庫（F）獲得的δ-十內酯的理論質譜
“該數據庫方便了行業從業者開展一些學術研究及產學研的應用工作，”朱保慶說道， “目前網站已經有一定的訪問量，相信對整個行業也有挺大的意義?！?/p>
Orbitrap讓果酒研究如虎添翼
朱保慶與賽默飛的結緣始于2019年。
抱著嘗試的心態，朱保慶老師開始了果酒分析的合作。系統地使用賽默飛的高分辨質譜分析了十幾種果酒后發現，Orbitrap Exploris GC對內酯類硫化物和一些揮發酚都有比較好的檢出。結合常規儀器測定酯類、醇類的積累，朱保慶對酒中呈香的機理進行了更系統更全面的分析，建立了更好更全面的化合物譜庫進行溯源；最后，再借助多元統計、數據挖掘的算法，可以為酒的呈香、產地鑒別、年份鑒別等提供更好的參考。
朱保慶介紹，“截止目前，我們已經使用三四年賽默飛Orbitrap Exploris GC高分辨質譜。在它的幫助下，我們更清楚地分析了果酒里挖掘到的呈香含量的組分信息，取得了不少科研成果。目前我們已經將該方法拓展到了配方奶粉和食用油的香氣分析中。在應用過程中，我們也發現了Orbitrap Exploris GC 具有很好的靈敏度，幫助我們發現了之前在三重四極桿氣質聯用儀中沒有檢測到的峰?！?/p>
使用GC-Orbitrap-MS分析非葡萄果酒中內酯和揮發性酚類的工作流程
與賽默飛合作 探索更多香味奧秘
“我們選擇賽默飛首先由于其是行業領先的儀器分析專家，其次就風味分析常用的氣質聯用儀而言，我們在研究分析一些特殊香氣的組分含量時，發現賽默飛Orbitrap高分辨質譜的靈敏度十分高。通過一些簡單的前處理，Orbitrap就可輕松地檢測出這些痕量組分。”
最后，朱保慶表達了對雙方合作的展望和期待：“賽默飛在技術上有很多的優勢。我們希望同賽默飛開展更深入的合作，也期待賽默飛的儀器有更多新技術突破，為國內國際食品風味的解析提供更多的領先工具，讓我們能見所未見，探索出更多食品香味形成的奧秘?！?/p>
參考文獻
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
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6.發酵型和配制型山楂酒中主要呈香物質組成分析. 食品科學. 網絡首發https://kns.cnki.net/kcms/detail//11.2206.TS.20221207.1438.004.html
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