《食品科学》：成都大学吴华昌教授、董平副教授等：基于风味组学的中国不同地区糯米醋风味特征及关键标志物解析

我国的酿醋历史可追溯到3 000多年以前。醋在中华饮食文化中具有重要地位，与柴、米、油、盐、酱、茶并称“开门七件事”，其具有促进消化、增强体力、增强免疫力、减缓衰老、降低血压和刺激造血等健康益处。经过数千年的发展，我国各地形成了丰富多样的食醋品类和风味流派。例如，以糯米为主要原料酿制的镇江香醋和福建永春老醋，采用固态分层发酵并经长时间后熟陈酿，具有酸而不涩、香而微甜、色浓味鲜、愈存愈香的典型风味特征。各地区因原料和工艺不同所产醋风味各具特色，形成了山西老陈醋、镇江香醋、福建红曲老醋、四川保宁醋等著名传统食醋品牌。风味不仅决定了食醋的品质和特色，也直接影响消费者的喜好度。

食醋的风味物质包括有机酸、氨基酸、糖类、多酚和黄酮等非挥发性成分，以及醇类、酯类、醛酮类等众多挥发性成分。这些物质在复杂的酿造生物化学反应中生成，共同赋予了食醋独特的香气和味道。由于组成成分庞杂、含量差异悬殊，传统经验难以准确表征其风味物质组成及作用机理，因而现代分析检测技术被广泛应用于食醋风味研究。目前，对食醋中挥发性有机物（VOC）的定性定量分析主要依赖色谱-质谱联用等技术。其中，气相色谱-质谱（GC-MS）技术是最常用的挥发性成分分析方法。GC-MS结合了色谱高灵敏度、高分离效率和质谱高鉴别力、快速响应的优势，借助计算机检索大量数据，可实现对复杂混合物中各组分的精确鉴定和定量。近年来兴起的气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）将气相色谱的高分离力与离子迁移谱的快速响应相结合，能够更快速高效地检测挥发性物质，且无需繁琐的样品前处理，但在定量分析方面仍存在一定局限。Li Yiheng等将多种风味表征技术与化学计量分析相结合，成功揭示了翟集小米醋陈化过程中VOCs与感官属性的协同演化。此外，电子鼻和电子舌等智能感官技术在食醋研究的应用日益广泛。电子鼻由气体传感器阵列、数据处理单元和分析软件组成，能够模拟人类嗅觉对样品挥发性气味进行捕获和检测，分析、识别复杂气味。电子鼻技术可用于监控食醋发酵过程中的香气变化，区别不同发酵阶段或不同产品的气味特征。郑吴伟等利用电子鼻连续监测镇江香醋发酵及陈酿各阶段的挥发性成分变化，不仅清晰辨识出醋醅发酵过程中香气谱图的演变规律，还能有效区分出不同时期醋样以及检测早期醋醅中的劣变迹象。电子舌则通过多传感器阵列模拟人舌味觉，对样品的整体味道特征信号进行定性定量分析，目前也已逐步应用于食醋的风味品质鉴定和分类研究。结合这些智能传感技术和多元统计分析，可以从整体模式上快速鉴别食醋的种类、产地以及发酵工艺差异。

尽管前人对山西老陈醋、镇江香醋等传统食醋的挥发性成分及关键香气物质进行了大量研究，获得了丰富的数据和规律，近年来围绕糯米基地食醋也陆续出现了关于陈酿年份差异的代谢与挥发性风味谱、多维度风味表征的研究报道，并有研究利用宏基因组学揭示了发酵过程中游离氨基酸等风味前体的生物合成与代谢通路；然而，与山西老陈醋、镇江香醋等粮食醋相比，面向糯米醋且跨地区的机制性整合研究仍显不足，快速品质判别与类型识别亦有待完善。作为南方传统食醋的典型代表，糯米醋酿造过程涉及多种微生物与多阶段发酵，工艺差异使其风味与感官品质存在显著差异。因此，有必要采用综合分析策略，监测糯米醋发酵过程中的风味物质变化，探究核心风味物质的生物合成与代谢途径，并建立快速鉴定糯米醋品质和类型的方法。

成都大学食品与生物工程学院的李燕林、董平*、吴华昌*等以我国7 个不同地区的糯米醋样品为对象，基于多组学分析策略，对糯米醋的风味特征及关键标志物进行分析。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）、顶空气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）、高效液相色谱（HPLC）、电子鼻、电子舌等多种分析技术，对糯米醋样品的挥发性香气成分和非挥发性味道物质进行全面表征。通过多层次、多手段的综合分析，旨在深入解析中国糯米醋独特风味特征及关键标志物，为传统食醋风味物质的调控提供科学依据，并为消费者选择糯米醋产品提供指导和参考。

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有机酸含量分析

本研究比较了华南沿海（GD、CS、DG）、华东沿海（SH、ZJ）、华中（HN）与西北（SX）7 款糯米醋的有机酸谱，检出酒石酸、苹果酸、乳酸、马来酸、柠檬酸、丁二酸与乙酸（图1）。华南沿海样品中，GD与CS样品的乙酸质量浓度显著最高（P＜0.05），并伴随较高的苹果酸与柠檬酸，且GD样品可检出丁二酸，呈现强乙酸化+果酸型酸味骨架；而同区域的DG样品仅检出乙酸，未检出其他有机酸；华东沿海内部差异明显，其中SH样品的乳酸与酒石酸质量浓度显著占优（P＜0.05），使非乙酸部分由乳酸主导，而ZJ样品各酸水平偏低；HN样品的非乙酸部分同样以乳酸为主，同时马来酸含量相对突出；SX样品的各酸水平偏低。上述区域差异与发酵生化途径相吻合：在发酵过程中，醋酸杆菌将酵母产生的乙醇氧化为乙酸，而乙酸与乳酸的共存往往反映乳酸菌与醋酸菌的协同作用。为避免乙酸数量级对结构判断的遮蔽效应，进一步以去乙酸的相对构成比较样品：SH、HN样品的乳酸占比显著高于其他区域，而GD、CS样品的苹果酸+柠檬酸占比较高且含有丁二酸；DG仅检出乙酸，暂无法评价其非乙酸谱。就感官机理而言，乙酸决定酸度强度与尖锐度，乳酸提高圆润度与持久感，柠檬酸和苹果酸赋予清新明快的风味，丁二酸在低剂量下可增厚回味，马来酸、酒石酸对酸锐度与干爽感具有塑形作用。复杂食品体系中的酸味强度具有非线性整合特征：即便是含量较低的有机酸（如柠檬酸、琥珀酸等），在某些体系中也可能通过其酸味特征或与其他成分的相互作用对整体风味产生影响。在其他发酵或调味体系中，有研究通过计算滋味活度值（TAV）发现，柠檬酸和琥珀酸的TAV在某些条件下可超过1；同时，感官实验也表明，在样品中显著提高某一特定有机酸的添加量，专家评定的酸味强度变化往往并不与其浓度增幅呈线性对应关系。综合来看，乙酸强度、乳酸圆润和丁二酸厚度共同构成了区域糯米醋可区分的化学与感官指纹。

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电子鼻分析

本研究采用配备专用金属氧化物与复合敏感元件的电子鼻，对糯米醋样品的整体挥发特征进行快速判别。如图2A所示，T30/1、P10/1、P10/2、PA/2、P40/2、P30/2、P40/1等通道表现出较强响应，提示样品中醇、酮/醛、芳香烃及部分含硫小分子的总体释放水平较高。对各通道响应进行统计检验，结果显示，在高响应通道上SH样品的响应均值显著高于多数样品（P＜0.05）；部分地区之间（如GD、CS、DG与SH）存在显著差异，而ZJ与HN样品的通道响应分布相近，呈现一定相似性的聚类趋势。然而，电子鼻通道具有交叉敏感性，常以α-松油醇（P30/2）、甲硫醇（P40/2）、乙醇（P30/1）、二甲苯（T70/2）等作为代表性标气进行通道校准，但并不等同于样品中仅含这些单一化合物。因此，电子鼻更适合在整体指纹层面提供判别依据。

为进一步检验区分能力，对电子鼻矩阵进行PCA，结果如图2B所示。前2 个PC的累计方差贡献率为98.8%，表明这2 个PC即可覆盖大部分方差，系统具有良好的区分效能。样品在得分空间的排布呈现明确的区域相关模式：SX样品与SH样品分别位于不同象限，清晰分离；CS样品与GD样品分布相近，提示华南沿海样品在整体指纹图谱上更为接近；HN、ZJ、DG样品多位于PC2轴正向区域，彼此之间难以完全分离，显示部分华中、华东、华南样品在电子鼻响应值上存在部分重叠。这些结果说明，特定的挥发性化合物家族而非单一标志物，可能是导致不同地区糯米醋整体风味指纹差异的主要因素。

鉴于电子鼻方法侧重快速筛查与模式识别，但无法提供化合物级别的定性/定量信息，本研究后续采用GC-IMS与GC-MS对VOCs进行结构化解析，以定位差异贡献化合物及其与感官相关的化合物家族，从而对电子鼻揭示的区域/样品聚类提供分子层面的解释与验证。

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电子舌分析

这种利用人工脂质膜技术的电子舌能够通过检测酸味、甜味、苦味、鲜味和咸味等关键味觉属性对余味进行数字化评估。通过电子舌分析对不同地区的糯米醋进行分类。如图3A所示，不同地区糯米醋的基础味觉轮廓存在显著差异。总体上，SX样品以咸味最强（9.9），同时伴随较高的酸味（7.7），呈咸酸并重特征；DG样品咸味亦较突出（7.2），酸味中等，风味相对均衡。GD与CS样品则以鲜味主导（9.2、8.7），咸味适中，酸味偏弱，表现为鲜味突出、酸味较弱的谱型。SH样品酸味最强（9.0），而咸味与鲜味均偏弱，呈明显强酸型；HN与ZJ样品酸味处于中高水平，鲜味与咸味分布在中等区间，表现为以酸香为主、整体味觉强度中等的风味轮廓。上述结果表明，各地糯米醋在配方与工艺（如食盐用量、总酸形成与游离氨基酸累积）上存在差异，可为产品定位与风味标准化提供依据。PCA结果进一步证实了电子舌在区分糯米醋样本方面的有效性，其中PC1和PC2的累计方差贡献率为93.5%（图3B）。各样品的分布情况与电子舌结果相印证，结果表明不同陈酿醋组之间的差异性和相似性。然而，电子舌结果或许与有机酸浓度之间有所差异，可能归因于小分子肽和挥发性化合物对电子感官感知的综合影响。

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HS-GC-IMS分析

基于HS-GC-IMS共鉴定出29 种VOCs（表2），包括醇类10 种、酯类6 种、酮类5 种、醛类4 种和杂环类4 种。VOCs分布图见图4A，其中SX为对照样本。红色轨迹为反应离子峰，用于谱图对齐与物质鉴别从机理角度看，本实验在漂移时间6～10 ms、保留时间300～500 s区域获得的主要信号，集中于中等极性的酯、醇与部分杂环化合物，契合发酵型酸味体系中乙醇与有机酸池驱动的酯化与高级醇生成路径。如图4B所示，SH、HN、ZJ整体差异较小，而与GD、CS的差异更为显著，提示区域内差异小于跨区域差异；这与上述电子鼻判别趋势相吻合，说明HS-GC-IMS能够稳定捕捉到产地相关的挥发特征。值得注意的是，HN中丙酸己酯、3-甲基戊醇、吡咯烷、2-甲基丙酸乙酯、丁酸异丙酯等呈阶梯式升高，反映出该地区样品具有更活跃的酯化与氨基酸脱羧/还原代谢（如亮氨酸-Ehrlich途径）及少量美拉德反应、氨基-羰基反应副产物形成；相应地，其果香、奶香与轻微坚果/焙烤调的气味线索更为突出。造成产地差异的可能因素包括原料与微生物群落组成、糖酸比与乙醇基质差异、发酵温/湿度与时间管理、容器材质及贮藏条件等，这些变量共同决定了前体库与反应通量。以丙酸正己酯为例，其丰度受丙酸与1-己醇供给及酸催化条件影响；3-甲基戊醇可由支链氨基酸经转氨-脱羧-还原途径生成；吡咯烷的出现表明，含氮前体在弱酸或加热环境下可能发生环化缩合反应。

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HS-SPME-GC-MS分析

通过使用HS-SPME-GC-MS进行综合分析，共鉴定出58 种VOCs（表3），其中包括醇类8 种、芳香族化合物7 种、酚类衍生物3 种、醛类5 种、酸类11 种、酮类2 种、杂环类5 种以及酯类化合物17 种。如图5A、B所示，通过两种方法均检测到了2 种醋酸甲酯（果香）和醋酸异戊酯（果香）。此外，HS-SPME-GC-MS技术鉴定出58 种VOCs，而使用HS-GC-IMS技术仅检测到29 种VOCs。相比之下，HS-SPME-GC-MS表现出能够检测到广泛VOCs种类的能力，特别是高沸点化合物，如酮类、酯类和酸类。HS-GC-IMS对于较轻的二聚体化合物（3-甲基-1-丁醇、正丁醇以及醋酸异戊酯等）表现出更高的灵敏度，这些化合物通常与衰老相关的次级反应有关。将这些分析技术结合起来，可以提供互补的挥发性特征谱，从而增强对糯米醋中挥发性有机化合物的全面表征。

由图5C可知，SX、SH和CS样品主要以酯类物质为主，无论在种类还是含量上均较高，同时芳香族化合物在SH与DG样品中的质量浓度最高，分别为486.19、512.63 μg/100 mL，提示其香气复杂度更高。具体来看，CS样品中醋酸甲酯质量浓度最高（733.17 μg/100 mL），并含有2-辛醇乙酸酯（39.31 μg/100 mL）与甲酸甲酯（0.89 μg/100 mL），形成清甜果香前调；SH样品富含醋酸异戊酯（164.57 μg/100 mL）与苯乙醇（475.90 μg/100 mL），形成香蕉、梨与玫瑰样气息；SX样品具有中等水平酯类，其(S)-1,2-丙二醇质量浓度为32.33 μg/100 mL。酸类使不同地区样品在酸度骨架上产生差异：醋酸质量浓度依次为ZJ（646.23 μg/100 mL）＞DG（205.47 μg/100 mL）＞SH（195.69 μg/100 mL）＞SX（181.36 μg/100 mL）；部分中链脂肪酸（如辛酸）能够赋予脂肪、乳酪样底香。芳香族与酚类能够显著提升香气层次并具判别力：DG样品中的丁香酚（502.84 μg/100 mL）能够贡献辛香木质调，SH样品中的苯乙醇与少量茴香醚类共同塑造花香；GD样品中含苯甲醛（29.87 μg/100 mL），形成杏仁、樱桃香气。发酵来源的酮类也对产品的风味有贡献作用，如CS富集3-羟基-2-丁酮（182.96 μg/100 mL）和2,3-丁二酮（3.56 μg/100 mL），SH样品中的2,3-丁二酮质量浓度也较高（30.71 μg/100 mL），共同赋予奶油、黄油样圆润感并缓和酸感。上述化合物还可用于真实性判别与品质追踪。CS样品中(S)-1,2-丙二醇与醋酸甲酯、DG样品中丁香酚、3-甲基丁酸与3-羟基-2-丁酮等表现出样品特异性，具备潜在标志物价值；若上述关键物质缺失或短链酸、酯的相对比例异常，指示可能掺混陈化不足的醋液。结合多技术可显著提高掺假识别准确性：HS-SPME-GC-MS可准确检测种间标志物，如糠醛衍生物、乙基丁酸，而HS-GC-IMS能对挥发性指纹的实时偏差高效预警。总体上，酯类的高多样性决定了果香与甜感的基调，酸类与醇类主导了强度差异；其形成受脂肪酸与醇的酯化以及氨基酸代谢调控，共同平衡由氨基酸带来的潜在苦味。

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不同地区所采集的糯米醋样本中挥发性有机化合物的比较

为进一步阐明SV样本间差异及风味特征及关键标志物，基于已鉴定的87 种VOCs（醇类18 种、芳香族化合物7 种、酚类衍生物3 种、醛类9 种、酸类11 种、酮类7 种、杂环类9 种、酯类23 种）构建OPLS-DA模型。该模型产生了可接受的拟合指数：，，预测指数Q2＝0.964。通过200 次置换检验对模型进行了验证（图6B）。Q2与Y轴的交点为负，表明模型验证成功。因此，所得结果可用于区分不同类型糯米醋的特征物质。如图6A所示，华南沿海的3 个样品聚集于第3象限，其周边负载的特征变量包括苯乙酸甲酯、苯甲醛、壬醛、己醛、戊酸与对乙基苯酚；华东沿海的ZJ、SH样品及华中的HN样品分布在第二潜变量的正向，而SX样品独置于第4象限，表明其型谱独特。与单平台的指纹图谱、电子鼻与电子舌相比，多平台数据融合的监督判别获得更高的组间分离度与稳健性。此外，为了识别组间差异，计算变量投影重要性（VIP）值，VIP＞1表示存在显著差异。本实验确定了17 种VIP＞1的VOCs（图6C）。基于VIP＞1的VOC浓度热图（图6C），样品与化合物在双向聚类中形成清晰分群，并与OPLS-DA的分离趋势一致。整体上，CS、SX、SH一类样品对酯类与部分高醇呈高丰度，如醋酸甲酯、醋酸异戊酯与苯乙醇相对富集；DG和SH样品则富集部分芳香族与酚类，如苯甲醛、对乙基苯酚、丁香酚；ZJ与部分HN在乙酸及中链脂肪酸、醛类（如戊酸、己醛、壬醛）上信号更强。

糯米醋中各种特征香味物质的生成源于发酵过程中的微生物代谢作用和酿造工艺条件共同作用。在传统酿醋过程中，先由酵母等微生物将原料糖类发酵生成乙醇和高级醇等醇类；随后醇类与有机酸通过酯化作用生成酯类，是食醋中呈果香、甜香等挥发性香气的主要来源。酵母菌的氨基酸代谢会产生3-甲基丁醇、3-甲基戊醇等高级醇，这些醇再与发酵产生的脂肪酸结合可形成对应酯，赋予醋液浓郁的果香和花香。酵母发酵还会同时产生一些酚类衍生物，形成独特的香气调性。例如某些酵母和真菌能够将原料中的芳香族前体脱羧并还原生成4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚等酚类，使醋呈现烟熏或丁香样风味。发酵过程中的氨基酸分解和美拉德反应也会生成醛酮类等风味物质；适量的醛类能够增添坚果或杏仁气息并协调整体香气，但含量过高则会形成刺激性生青气味。值得注意的是，乳酸菌大量产生的有机酸不仅贡献醋的酸味骨架，其与酵母产醇结合生成的酯类大大丰富了食醋的芳香层次。同时，醋酸菌将乙醇氧化生成醋酸等挥发性酸，是醋酸味的主要来源，并可在代谢过程中产生3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二酮等醇酮类副产物，对醋香气圆润度产生影响。有研究表明，不同微生物对食醋特征风味的形成各有所长。例如在红曲糯米醋发酵中，占优势的醋酸杆菌Komagataeibacter与醋酸、3-羟基-2-丁酮、苯甲醛、苯乙酸酯和4-乙基苯酚含量呈显著正相关，表明醋酸发酵菌既能推动酸度形成，也参与了一些芳香物质的生成。这种多平台、多途径的风味特征及关键标志物解释了为何融合GC-MS、GC-IMS、电子鼻/舌等数据可以更有效地区分各产地糯米醋。因为每一种分析技术捕获的信号实质上对应着发酵过程中某类特定途径的产物。通过结合多元统计分析与风味代谢通路的认识，不仅确认了各地区糯米醋的标志性挥发物组合，也加深了对其风味成因的理解，可为传统食醋风味的定向调控提供科学依据。

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结 论

本研究系统分析了7 个地区糯米醋的风味物质图谱与味觉表型。共鉴定出7 种有机酸，其中主要以乙酸为主。电子鼻和电子舌技术有效地区分了不同地区的糯米醋样本。通过互补技术共鉴定出87 种挥发性有机化合物，包括醇类18 种、芳香族化合物7 种、酚类衍生物3 种、醛类9 种、酸类11 种、酮类7 种、杂环类9 种以及酯类23 种。通过OPLS-DA确定了17 种挥发性有机化合物为样本之间的差异代谢物。风味形成受底物库、微生物群落与工艺环境的耦合调控，VOCs来源于脂肪酸氧化、氨基酸降解以及其他生物化学反应。本研究加深了对糯米醋风味特征及关键标志物的理解，并为质量提升提供了新视角，同时也为鉴别不同地区糯米醋提供了一种有效的方法。

引文格式：

李燕林, 廖慧, 高亮, 等. 基于风味组学的中国不同地区糯米醋风味特征及关键标志物解析[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 270-280. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251022-150.

LI Yanlin, LIAO Hui, GAO Liang, et al. Flavoromics-based characterization of regional flavor profiles and key markers in Chinese glutinous rice vinegar[J]. Food Science, 2026, 47(8): 270-280. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251022-150.

实习编辑：辉煌；责任编辑：张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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