0935-2608482

　　正在葡萄酒、日本清酒、中国黄酒等酿制酒中，黄酒中的含氮类化合物含量最高，除了次要的卵白质、肽和氨基酸外，还存正在胺类、酰胺类、氨基甲酸乙酯（EC）等含量较低的含氮类化合物（表3）。黄酒酿制以糯米、黍米等粮食为次要原料，取酒曲夹杂后进行双边发酵，含氮化合物可来历于原料分化、酒曲微生物及陈酿阶段酵母自溶。据报道，黄酒中卵白质和肽的平均质量浓度约为（4 210±430）mg/L，远高于葡萄酒（卵白质量浓度15～230 mg/L）和日本清酒（总氮质量浓度250～1 190 mg/L）。多肽付与了黄酒奇特的感官特征，如苦味、美味、甜味、涩味等，目前判定的感官活性肽有美味肽DTYNPR、TYNPR、SYNPR、RFRQ、NFHH和FHH，美味加强肽TYNPR、SYNPR、NFHH、FHH和TVDGPSH，苦味肽Pyr-LFNPSTNPWHSP（PGP）。一些多肽组分还具有必然生物活性，如胆固醇消融肽CGSP和血管严重素转换酶活性肽QSGP、VEDGGV、PST、NT、LY，采用膜分手、印迹等手艺，可从黄酒中富集某些活性多肽，为功能性黄酒开辟供给原料根本。然而，对于黄酒多肽的研究是正在比来几十年才起头获得关心，次要环绕肽的风味功能、抗氧化、降血压、降胆固醇、调理脂质代谢和肠道菌群等活性展开。因为现有手艺很难从黄酒中提取到纯度可不雅的方针多肽，因而，虽然黄酒多肽含量正在同类酿制酒中最高，但其分手手段的开辟取特征研究仍十分无限，很多肽的无益活性仍待挖掘。

　　黄酒正在发酵过程中容易构成生物胺和EC。生物胺是一类具有生物活性的含氮低无机化合物，通过响应氨基酸脱羧合成。适量生物胺无益于人体健康，可是过量摄入会惹起头痛、、心悸、呼吸紊乱等严沉风险。黄酒中生物胺质量浓度约为2。56～260。00 mg/L，以腐胺、酪胺、尸胺和组胺为从，总体上高于白酒（0。220 1～13。027 0 mg/L）和葡萄酒（3。55～44。00 mg/L），可是目前我国酒类行业尚无生物胺限量的。EC是黄酒正在发酵过程中由含氮化合物不完全代谢发生的氨甲酰化合物（如尿素和瓜氨酸）取乙醇反映发生的，对人体具有潜正在遗传毒性和致癌性，能够采纳多种节制策略削减EC的含量，包罗酵母、工艺前提节制、利用脲酶和EC降解酶以及物理吸附等。

　　黄酒因其多样的发酵原料、普遍的地区分布及独树一帜的酿制工艺而构成了风味构成复杂、养分物质丰硕、区域性品种繁多等明显特点，因而对于分歧类型的酒样需要连系检测方式取研究对象选择恰当的处置取阐发策略。图2总结了黄酒的代谢组学阐发根基流程。

　　按照研究方针和阐发思的分歧，代谢组学又成长为3 个标的目的：靶向代谢组学、非靶向代谢组学和普遍靶向代谢组学，3 种方式各具特点（表1）。全体来讲，靶向代谢组学专注于事后选定的某种或某类代谢物，凡是是已知的或取研究问题相关的化合物，该方式对物质纯化的程度要求高，物质判定时只采集取方针代谢物相关的离子谱图消息，通过成立和优化MS或NMR方式，依赖方针代谢物尺度品实现特定代谢物的精确定量，合用于一些特定代谢路子的研究。非靶向代谢组学次要逃求检测更全面的代谢物质，不进行任何物质预设，凡是需要精简样品制备步调，尽量连结原样以避免影响代谢物谱，其通量更高，且一般利用高分辩率质谱仪，优先检测样本中品貌较高的代谢离子，该方式数据量复杂，合用于重生物标记物的挖掘。普遍靶向代谢组学则是连系了前两者的特点，既关心已知代谢物，也摸索未知代谢物，通过全扫描模式提高代谢物笼盖率，尽量获取全面的代谢物消息，同时高分辩率质谱仪正在婚配的监测模式下对代谢物进行靶向采集，同时实现了“普遍性”和“精确性”，合用于特定代谢路子的深切研究，成为了一种新型代谢组检测方式。

　　黄酒中还有必然含量的杂环类化合物，包罗内酯类（如γ-内酯）、吡嗪类（如四甲基吡嗪）、呋喃类（如5-甲基-2-糠醛）等，这些化合物含量虽低，但能付与黄酒奇特的质量和口感。例如，γ-内酯具有椰喷鼻和果喷鼻，δ-内酯具有奶油喷鼻和焦糖喷鼻，这些内酯类化合物有帮于丰硕黄酒的喷鼻气轮廓。而四甲基吡嗪做为活性生物碱成分，具有改善微轮回和脑血流、血小板堆积和血栓构成、保肝护肝、抗肿瘤等功能，古越龙山加饭酒中四甲基吡嗪质量浓度为73～151 μg/L。此外，绍兴黄酒中还检测出了包罗β-里那醇、异莰醇、β-喷鼻茅醇、橙花醇、β-环柠檬醛、银线草内酯醇、木喷鼻烃内酯、异喷鼻附醇、β-桉叶醇、坡模酸等正在内的几十种萜烯类化合物，很多萜烯类化合物具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、镇痛等活性。

　　黄酒pH值约为3。5～4。8，无机酸品种丰硕，质量浓度约为6 300～12 300 mg/L，包罗挥发性无机酸（如乙酸、丙酸、戊酸等）取非挥发性无机酸（如乳酸、苹果酸、丁二酸、丙酮酸、草酸等）。这几十种无机酸来历于微生物排泄和乙醇发酵过程，约70%的无机酸正在初级发酵过程中发生，因而通过节制发酵前提可以或许调理黄酒中无机酸含量。挥发性无机酸正在必然程度上贡献了喷鼻气复杂度，非挥发性无机酸则决定了黄酒总体酸度和酒体酸碱不变性，并具有杂菌发展的感化，同时酸也是醇酯的前体，为酒的呈喷鼻呈味做出了贡献。乳酸是黄酒的从体无机酸，余松柏等采用HPLC法测定分歧品种酒样中的13 种无机酸含量，发觉黄酒中乳酸含量远高于其他酒类，约为2 034。49～4 253。49 mg/L（表4）。此外，黄酒中还存正在9。95～256。98 mg/L苹果酸、4。39～33。16 mg/L柠檬酸和34。81～223。49 mg/L丁二酸。HPLC法还能够成立以黄酒中无机酸为目标的指纹图谱，连系化学计量学阐发，成立黄酒的识别取质量评价方式。使用非靶向代谢组学的GC-MS法也可用于探究黄酒中无机酸的相对含量取构成差别。跟着代谢组学的使用成熟，可为处理黄酒酸败、监测节制无机酸比例等问题供给帮帮。

　　黄酒NVCs构成十分复杂，可是目前对其成分阐发和功能解析尚不完美。代谢组学手艺具有高活络度和高通量阐发能力，并以复杂的代谢物数据库和强大的数据阐发东西为支持，可为黄酒NVCs阐发供给无效手段。

　　代谢组学数据获取依赖于高精度分手手艺和高活络性检测方式。色谱分手手艺、质谱检测手艺和NMR手艺正在代谢组学研究中使用最为普遍，也是判定物质和明白物质含量变化的无效东西。目前，尚没有单一阐发手艺能够间接获取所有代谢物消息，因而凡是需要将色谱分手手艺（包罗LC、GC、毛细管电泳（CE））取代谢物判定手艺（包罗MS和NMR手艺）相连系，实现先无效分手再精确检测的目标。VOCs次要通过GC连系MS手艺进行阐发，保守的GC-MS手艺通过电子轰击电离生成碎片离子谱图，连系NIST等数据库进行物质判定。近年来，此外，GC-IMS因无需复杂前处置、快速检测挥发性指纹图谱的特点，被普遍使用于黄酒酿制过程VOCs的及时监测。NVCs次要依赖LC手艺进行分手，LC以分歧极性的液体为流动相，有正相色谱和反相色谱之分，同时，按照分手机理又分为吸附色谱、分派色谱、离子互换色谱和凝胶色谱。此外，正在柱效的改良和柱材的优化下，成长出了高效液相色谱（HPLC）、UPLC等手艺，并正在非挥发性代谢物的研究中获得普遍使用。

　　黄酒中还存正在必然含量的维生素、矿物质、杂环类化合物、烯萜类化合物等其他成分。维生素次要来历于酿酒谷物原料和酿制阶段酵母自溶，谷物原料为黄酒供给了丰硕的B族维生素，包罗0。49～0。69 mg/L的VB1、1。50～1。64 mg/L的VB2、0。83～0。86 mg/L的VB3、2。00～4。20 mg/L的VB6等。此外，黄酒中VC质量浓度可达5。71～43。20 mg/L，但其会跟着储藏时间的耽误而下降。正在绍兴黄酒中还检测出了64。56 mg/L的VB12和14。3 mg/L的VA及少量VD、VK、VE。B族维生素凡是做为辅酶及辅酶因子正在调理人体新陈代谢、加强免疫系统等方面阐扬主要感化，VB6和VB12还具有降低血浆同型半胱氨酸、减轻大鼠动脉粥样软化的结果。

　　近年来，人工智能算法取大数据手艺的成长为黄酒代谢组学数据深度挖掘供给了更为高效的手段。目前，人工智能算法已被成功使用于原始质谱数据处置、特征提取、标记物识别取分类、预测建模、建立收集阐发等诸多方面。正在原始质谱处置方面，基于深度神经收集架构（如卷积神经收集、图卷积收集、U-Net等）开辟的噪声滤波取峰对齐算法显著减轻了基线取干扰物影响，提拔了谱图分辩率取数据质量。正在特征提取环节，机械进修和深度进修算法通过特征提取取数据降维，能够精准锁定环节代谢物，预测代谢物变化趋向。例如，操纵基于决策树的机械进修模子（如XGBoost和随机丛林）可高效阐发黄酒陈酿过程中的代谢物变化，并预测环节功能性组分的变化趋向，而变分自编码器可将高维代谢组学数据集解卷积为潜正在的焦点代谢过程。此外，人工智能算法还可通过标记物识别取分类，得选出取黄酒质量亲近相关的生物标记物，正在黄酒功能性组分的预测和分类中展示出庞大潜力。例如，支撑向量机和长短期回忆收集被用于分歧陈酿年份黄酒的质量评价和成分预测，可以或许快速识别代谢物并建立预测模子，充实展示出人工智能正在代谢组学数据阐发中的劣势。正在预测模子搭建工做中，将长短期回忆收集、图神经收集等机械进修使用于时序代谢动态预测和功能活性揣度，可为发酵优化或功能成分隔辟供给理论支撑。不只如斯，基于人工智能的风味组学阐发手艺可实现环节风味物质的智能得选，将天然言语处置取感官评价连系，为黄酒风味的定向富集调控供给新的思。大数据手艺为代谢组学研究供给了强大的数据存储和处置能力。例如，通过建立黄酒代谢组学数据库整合多源数据（如GC-MS、LC-MS和NMR数据），能够实现对代谢物的全面正文以及代谢收集的建立。此外，大数据阐发还能进一步黄酒组分取要素之间的联系关系，帮帮阐明黄酒组分的来历取影响要素，从而为黄酒出产工艺的优化供给理论支撑。人工智能算法的焦点劣势正在于其高维度数据处置能力、非线性模式识别及从动化流程，其取大数据手艺的交互合做使代谢组学从“数据稠密型”迈向“智能驱动型”，但亦面对数据质量依赖、数据尺度化取共享机制不脚、模子机能不齐及可注释性存正在差别、样本数量等挑和。将来动态代谢收集建模、可注释性人工智能算法取多组学数据融合将成为冲破标的目的，以不竭提高组学数据阐发的高效性和切确性，深切黄酒发酵过程中多要素取代谢物变化之间的关系，鞭策黄酒研究从成分表征向机制解析逾越，为黄酒的质量提拔和个性化开辟供给科学根据，也为保守酿制工艺的精准调控取功能因子开辟供给科学范式。人工智能、大数据取代谢组学间的联系如图3所示。

　　黄酒富含生物活性肽、多糖、多酚、γ-氨基丁酸等功能性成分，这些成分具有多靶点、多路子的生物活性，取中药特征高度类似。因而，收集药理学方式可使用于黄酒功能性成分的多靶点感化机制，为黄酒功能性成分的阐发供给无力弥补。具体而言，代谢组学手艺用于判定黄酒中的代谢组分，而收集药理学则用于预测这些代谢组分的潜正在靶点，并建立代谢组分-靶点-疾病收集，通过这种交叉使用，可以或许快速、高效地识别黄酒药效成分，从而深切理解黄酒的保健功能。目前，通过收集药理学研究，已成功预测和了黄酒中多种成分的生物活性，例如正在房县、绍兴和即墨黄酒中判定出113 种中药环节无效成分和78 种抗病无效成分。此外，收集药理学正在黄酒成分研究中还具有更大的使用潜力，例如可用于黄酒活性成分的得拔取靶点预测、黄酒功能性成分的感化机制研究及多成分协同阐发等，从而为黄酒的质量节制及保健功能供给丰硕的理论根据。然而，代谢组学和收集药理学的连系仍面对一些挑和，例如缺乏对外源性成分及相关靶点的全面获取，容易呈现假阳性成果，且全体阐发程度较为单一，局限性较大，缺乏对全体程度的系统性阐发。因而，将来的研究还需进一步完美从代谢组学数据到收集药理学模子的对接模式。

　　收集药理学发源于西医药研究，并由系统生物学和生物收集阐发手艺鞭策成长而来，旨正在通过建立药物-靶点收集、基因-疾病收集等生物收集模子，预测药物成分的潜正在感化靶点，并切磋其取病症的相关性，从而系统地药、食源功能因子的感化机制。

　　代谢组学获得的数据量凡是比力复杂，涉及大量代谢物及多种要素影响，因而数据处置常主要的环节，包罗预处置、代谢物定性定量、数据统计学阐发、下逛生物消息学预测根基步调。起首，数据预处置包罗数据优化、归一化、尺度化和数据转换，数据优化目标正在于加强“信号”和削减“乐音”，例如基于MS平台数据的峰对齐、基线校准和反卷积，或是基于NMR平台数据的信号消弭、化学位移校准、分档等；数据归一化取尺度化则是为了减轻分歧样品正在检测过程中的差同性和不均性，分歧的预处置方影响变量统计成果。其次，代谢物的定性和定量是研究差同性的数据根本，靶向代谢组学能够通过尺度品精确定量或半定量，并通过尺度品数据库间接定性，非靶向或普遍靶向代谢组学能够通过公共数据库及自建数据库对物质定性，并按照峰面积对物质进行相对定量。此外，生物消息学和数学统计东西是阐发和正文数据集的环节，目标正在于以复杂的代谢物系统为多变量，确定取所研究现象相关的代谢物、得选出环节的候选生物标记物或明白样品间代谢物的差别变化，最初通过数据可视化呈现成果。

　　黄酒是中国保守且特有的酒种，由晚期米酒等谷物酿制酒成长演变而成，是一种“以稻米、黍米、小米、玉米、小麦、水等为次要原料，经加曲和/或部门酶制剂、酵母等糖化发酵剂酿制而成的发酵酒”。黄酒出产包罗浸米、蒸煮、冷却、拌曲、糖化发酵、压榨、过滤、拆坛杀菌等根基步调，发酵周期按照出产工艺持续几天到几个月不等。以原料、产地、气概等为根据，可将黄酒按分歧体例进行分类（图1）。黄酒酿制是多种微生物边糖化边发酵（双边发酵）的复杂生物过程，发生并保留了品种丰硕、构成复杂的代谢物，按照其挥发性可大致分为挥发性无机物（VOCs）和非挥发性成分（NVCs）。

　　毛健传授，江南大学食物学院传授，工学博士，博士生导师。“国度高条理人才特殊支撑打算”领甲士才，科技部中青年科技立异领甲士才，中国酒业科技领甲士才，科技部保守发酵食物首席科学家。享受国务院特殊津贴，江南大学“至善特聘传授”，江南大学保守酿制食物研究核心从任，国度黄酒工程手艺研究核心副从任，江南大学（绍兴）财产手艺研究院院长，海洋生物资本高值化操纵取配备开辟广东省工程研究核心从任。

　　酚类物质是指芳喷鼻烃苯环上的氢原子被羟基代替而成的化合物。黄酒酚类物质次要包罗酚酸类、黄酮类、单宁类、酚醛类等。部门酚类物质（一般为一元酚）具有挥发性，如愈创木酚和4-乙基愈创木酚，是黄酒中的痕量挥发性物质，以下次要环绕非挥发性酚类物质进行总结。正在较长的发酵周期中，麸皮中大量酚类物质会溶于酒体，同时微生物代谢感化推进了酚类物质堆集。除了受酚类物质尺度品品种的限制，分歧测定方式也正在很大程度上影响了酒中酚类物质测定的精确性。福林-酚比色法是多酚含量测定的根基方式，操纵该法测得市售红谷黄酒总多酚质量浓度（以没食子酸计）为137。37～308。14 mg/L，平均质量浓度为211。76 mg/L。HPLC-MS法连系多酚物质尺度品能够阐发黄酒中的多酚组分，操纵该法检测的客家黄酒中含有绿原酸、喷鼻豆酸、芸喷鼻苷、阿魏酸、丁喷鼻酸。LC-MS/MS法连系外标定量能够同时测定市售黄酒中20 种多酚，总量约为1。3～9。5 mg/L，以喷鼻草酸、丁喷鼻酸、对喷鼻豆酸、阿魏酸、牡荆素、芦丁为从，可是这些成果远不克不及笼盖黄酒中的多酚类物质。普遍靶向代谢组学方式笼盖率高，能够最大程度上供给黄酒中酚类物质消息，该方式从绍兴黄酒中可判定出176 种酚酸和139 种黄酮类化合物，可是难以进行精确定量。

　　黄酒多酚对维持酒体的非生物不变性具有主要意义。一方面，多酚做为抗氧化剂可以或许黄酒中部门成分不被氧化；另一方面，多酚和铁离子对酒体的不变性有影响，并且多酚和卵白的彼此缔合是形成黄酒非生物混浊的次要缘由。更为环节的是，黄酒多酚因为其奇特的酚羟基布局，可以或许断根体内活性氧和氧基，削减或机体组织中氧化反映过程，具有抗衰老、抗糖尿病、抗癌和防止心脑血管疾病等功能，成为黄酒抗氧化的焦点功能因子。具体而言，黄酒多酚能够卵白质、脂质和核酸等环节细胞成分免受氧化毁伤，从而降低取氧化应激相关疾病的发病率。此外，黄酒多酚能同型半胱氨酸的血管滑润肌细胞迁徙和增殖，调理相关酶的表达均衡，减缓高脂饮食模子下的动脉粥样软化斑块构成。而且，黄酒多酚还能够阿霉素的大鼠心净成纤维细胞的激活和心净纤维化，从而减轻阿霉素的心净毒性。进一步研究发觉，多酚取肠道菌群之间存正在双向彼此感化：一方面，肠道菌群能够代谢酒中的多酚并酚类代谢物；另一方面，酚类化合物对细菌活力有必然的影响，并取益生菌配合病原体黏附正在肠道细胞的能力，从而降低肠道病原菌的风险。

　　黄酒中氨基酸大致可分为卵白质类逛离氨基酸和非卵白质类氨基酸。卵白质类逛离氨基酸质量浓度约为1 634～5 923 mg/L，是发酵过程中酵母的次要氮源，也是黄酒风味物质或风味物质的前体，此中丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸和脯氨酸为次要氨基酸。部门氨基酸还具有呈味功能，如苦味氨基酸和美味氨基酸。苦味氨基酸次要包罗亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和精氨酸，此中亮氨酸和组氨酸可能是绍兴地域黄酒苦味的次要贡献物质之一，也有研究表白谷氨酸、精氨酸和赖氨酸正在黄酒味感特征中起着主要感化。分歧气概黄酒苦味氨基酸比例存正在较大差别，但总体上占总氨基酸的40%摆布。谷氨酸是黄酒的次要美味氨基酸。此外，一种谷氨酸和葡萄糖的美拉德反映两头体Fru-Glu也是黄酒中新发觉的主要美味物质，其美味强度可达谷氨酸的1。6 倍。目前，通过精细化调控氨基酸构成（如推进美味氨基酸堆集或苦味氨基酸生成），已成为优化黄酒味道的手段之一。黄酒中还富含γ-氨基丁酸，质量浓度约为27。42～70。51 mg/L，做为一种非卵白质类氨基酸，γ-氨基丁酸是动物体内一种主要的中枢神经系统性神经递质，具有抗抑郁、抗肿瘤、恢复脑细胞功能、改善神经机能、降血压和肥胖等功能。同时，黄酒正在储存过程中受影响会发生胶体混浊卵白，绍兴黄酒胶体混浊卵白中谷氨酸含量最高，其次是脯氨酸和天冬氨酸。

　　普遍靶向代谢组学连系了靶向代谢组学“精确性”和非靶向代谢组学“普遍性”的特点，具有高通量、高活络度、广笼盖率、可以或许识别新的代谢区域等长处。该方式最早使用于阐明动物体内代谢物堆集模式，起首通过全扫描模式获代替谢物图谱和离子对消息，基于靶向检测道理采用SIM/MRM/SRM/PRM模式对代谢物采集，连系数据库识别已知代谢物。目前，普遍靶向代谢组学方式被普遍使用于检测阐发食物中小化合物、识别环节代谢路子和评估加工过程对代谢物的影响。例如，Wang Juan等基于超高效液相色谱-电喷雾离子源-三沉四极杆质谱（UPLC-ESI-Q TRAP-MS/MS）的普遍靶向代谢组学方式初次从黄酒中判定出997 个NVCs，了分歧产地黄酒的代谢产品构成差别，为黄酒的质量节制、保健功能及财产化开辟供给了理论参考。此外，普遍靶向代谢组学取收集药理学阐发、对接等手艺的连系也备受关心，为识别诊断生物标记物、活性感化机制和挖掘潜正在医治靶点的工做供给了无效手段，普遍靶向代谢组学将来将有可能继续取多学科从分歧维度连系，正在食物功能因子机制解析、疾病靶向医治等方面得以使用。

　　总之，代谢组学的阐发手段仍正在不竭完美和成长中，跟着新统计方式、阐发平台的成长和多学科手艺的交叉使用，代谢组学将进一步提高数据的精确性和靠得住性，为生物消息学和相关范畴的研究供给更无力的支撑。将来将代谢组学手艺使用于黄酒发酵过程检测、黄酒NVCs代谢路子研究或成立黄酒-疾病之间的代谢物收集联系，可为深切挖掘黄酒特殊功能因子、鞭策黄酒生物手艺前进、改善或医治酒精毁伤性疾病等供给理论根本。

　　然而，目前研究仍存正在诸多问题：手艺层面受限于难分手或微量成分的精确定量、组学检测手艺活络度和精确性仍需均衡、未知代谢物解析不脚等；功能机制方面缺乏对多组分协同效应、体内代谢径及靶点的系统性解析；还存正在数据库取尺度化评价系统不脚、财产化跟尾尚不完美等问题。将来研究需以手艺立异和跨学科融合为焦点，以功能为导向挖掘黄酒活性成分的调控靶点，并鞭策保守酿制身手的科学化转型，建立“成分-风味-功能”三位一体的评价系统，以推进黄酒从保守酿制向精准健康财产逾越，鞭策黄酒财产的可持续成长。

　　黄酒样品前处置包罗总样品收集取预处置、初分手和再分手的根基步调，以达到除杂纯化、顺应仪器检测前提等目标。起首按照需要对黄酒样品进行过滤、离心、稀释、浓缩等预处置，以达到除去杂质、调整浓度、初步富集方针物等目标。正在初分手阶段，需要按照方针成分的理化性质选择分手方式。蒸馏法是常用的分手方式之一，例如，水蒸气蒸馏（SD）常用于提取VOCs；实空（减压）蒸馏（VD）正在收集VOCs时能无效避免热敏性物质的分化；同时蒸馏萃取（SDE）能同时分手和收集VOCs，效率更高；溶剂辅帮蒸馏（SAFE）通过溶剂取方针物的协同感化，低温前提下实现高效、广谱的成分提取，特别合用于黄酒热敏性VOCs的分手。总之，蒸馏法操纵化合物挥发性的差别，可将黄酒大部门VOCs收集正在馏出液中，而NVCs则留于余液中。此外，萃取法也可用于VOCs或NVCs的选择性分手和富集。例如，合用于分手VOCs的方式有顶空固相微萃取（HS-SPME）、顶空搅拌棒吸附萃取（HS-SBSE）、薄膜固相微萃取（TF-SPME）等；合用于分手NVCs的方式有液液萃取（LLE）、超临界流体萃取（SFE）、固相萃取（SPE）、浸入式固相微萃取（DISPME）、浸入式搅拌棒吸附萃取（DI-SBSE）等。初分手后，为了进一步提高方针物质的富集度，消弭其他化合物或共聚物的干扰，还需要通过色谱法、萃取法等再分手方式将NVCs进一步纯化为糖类、卵白质类、酸类、脂类等单一系统。此外，从动物样品中操纵水提醇沉、酸碱萃取、酶提法、超滤膜萃取等手艺提取活性多糖的思也可自创。总之，代谢组学阐发的精确性取不变性很大程度上依赖于样品前处置，该当以研究方针为导向，连系研究对象特点进行样品收集取多级分手纯化工做。

　　江南大学食物学院的赵诗睿、任青兮*、毛健*等对代谢组学的成长及其正在黄酒NVCs阐发中的使用进行概述，进一步弥补大数据、人工智能手艺及收集药理学正在代谢组学阐发中的融合取交叉，并总结黄酒次要NVCs的研究进展，以期为进一步使用组学方析黄酒NVCs构成及特征供给思。

　　代谢组学的成长和使用了黄酒NVCs的复杂性，此中糖类、含氮化合物类、无机酸类、酚类及其他微量元素正在黄酒中阐扬了特殊的生物活性，是黄酒中的次要功能性组分，目前相关研究次要环绕其物质含量、构成、来历、功能机制等角度展开。黄酒次要NVCs及其感化如图4所示。

　　糖醇也是黄酒中的一类碳水化合物，它是指单糖（如葡萄糖、果糖）的羰基被还原成羟基后构成的通式为CH2OH-(CHOH)n-CH2OH的多元醇物质。糖醇对人体血糖值上升无影响，并且热量低、口感好，是黄酒醇甜味道的来历之一。糖醇次要由酵母、乳酸菌等微生物正在发酵过程中对单糖进行还原生成。目前关于糖醇的检测方式有HPLC、LC-MS/MS、GC、GC-MS、高效阴离子互换色谱-积分脉冲安培检测法等，此中高效阴离子互换色谱-积分脉冲安培检测法无需衍生化、操做简洁且活络度高，是测定食物中糖醇含量的劣势方式。黄酒中糖醇品种（如甘露糖醇、山梨糖醇和木糖醇）取白酒大致不异，但含量差别很大，可能是因为分歧酒样采用的原料品种、微生物群落和劣势菌种、发酵工艺和前提等方面的差别。

　　毛健传授持久处置保守酿制食物、功能食物及海洋食物的微生物、风味、功能化和工程化研究，及其相关产物的深度开辟取使用。初次提出通过“酒体设想”及“微生物代谢”调控手艺调控黄酒中易深醉物质的含量，成功提高黄酒的饮用及饮后舒服度，并实现工业化使用，正在黄酒风味研究、黄酒机械化新工艺系统沉塑实践上取得了冲破性。以第一完获得国度手艺发现二等、中国专利银。掌管完成国度863打算、十三五国度沉点研发打算项目、十四五国度沉点研发打算、国度天然科学基金沉点项目、面上项目等20余项。已颁发学术论文260余篇，此中SCI论文100余篇。申请国度发现专利200余项，已授权100余项，此中授权国际发现专利6项。获省部级以上科技励30余项，完成科技判定35 项。从编《黄酒酿制环节手艺取工程使用》、《国酒·黄酒》、《国酒·露酒》等著做，参编中国工程院院士孙宝国从编的《国酒》《Chinese National Alcohols》。团队取大学戴维斯分校（UC DAVIS）建有“江南大学-大学戴维斯分校发酵食物取饮品结合研究核心”。

　　黄酒做为中国国酒，双边发酵”的奇特酿制工艺构成了包罗糖类、肽和氨基酸类、酚类、无机酸类等多种成分正在内的复杂基质取系统。此中，NVCs付与了黄酒奇特的味道、养分价值及潜正在健康功能，其多样性和复杂性也是区别于其他酒类的环节特征。因而，深切解析黄酒NVCs的构成及功能特征，并以此设想工艺优化或定向调控手艺，是提拔黄酒质量及其健康价值的环节，对于鞭策黄酒财产立异成长具有主要意义。代谢组学手艺的引入和成长为黄酒NVCs阐发供给了强大东西和数据根本，通过靶向、非靶向和普遍靶向代谢组学策略，能够更全面地判定和逃踪黄酒小代谢物和焦点功能组分，深切理解其构成特征、变化纪律、代谢机制和生物功能。人工智能、大数据取多组学手艺的融合进一步实现了代谢标记物的智能得拔取机制预测，鞭策了黄酒根本理论的系统解析。

　　连系代谢组学方式，曾经能够对黄酒中大部门糖类和糖醇类物质进行判定，探究发酵前提的影响及部门糖类的健康效应。然而，目前对单一糖组分纯化、精细布局解析、感化机制等认识程度仍然无限。因而，将来黄酒糖类物质的研究趋势于使用新分手阐发手艺进行单一组分纯化取复杂布局解析，加强取化学、医学、生物消息学等多学科交叉合做，配合鞭策黄酒中糖类物质的研究历程。

　　总之，黄酒多酚做为代表性功能成分阐扬主要的健康功能，目前研究不只受限于酚类物质定性的笼盖率和定量的精确性，还遭到糖、卵白等组分缔合的干扰，酚类物质的提取分手仍有较度。环绕以上问题进行思虑和冲破，才能进一步鞭策黄酒酚类物质的功能探究，拓宽健康黄酒的成长前景。

　　Nicholson等于1999年提出了代谢组学手艺，该手艺最先用于对生物体组织或细胞中的小代谢物进行定性、定量和动态研究，是对基因组学和卵白质组学的进一步成长和弥补。近年来，代谢组学正在食物范畴的使用逐步成熟，正在食物成分阐发、质量节制、加工过程、污染物检测、毒理学和微生物学等方面展示出庞大的使用潜力。

　　总之，黄酒中氮类化合物的品种很是丰硕，它们正在黄酒口感、风味、酒体不变性、健康功能等方面阐扬了主要感化。然而，目前研究热点次要聚焦于肽类物质的分手判定，对其他氮类化合物的认识取挖掘都很无限，需要进一步提高功能探究的深度，拓展含氮类物质认知的广度。

　　基于统计学方式能够对数据进行初步注释，例如单变量阐发、多变量统计阐发、收集阐发等。此中，单变量阐发方式（如描述性阐发、显著性查验、t查验、Mann-Whitney U查验等）较为曲不雅，其焦点道理是通过查验代谢物的组间差别，从而快速调查各个代谢物正在分歧样品类别之间的差别，正在数据量较小或方针明白时，能够帮帮快速定位显著差别变量。而多变量阐发则通过捕获多变量间的协同变化，凸起变量间的联系关系性，样本聚类趋向阐发和多变量标记物得选，能够帮帮代谢物之间的彼此感化和模式。多变量阐发又分为无监视进修和有监视进修两类，焦点区别正在于数据能否具有标签，两者互为弥补，现实使用中常连系利用。正在无监视进修中使用较为普遍的是PCA，针对黄酒样本的高维代谢组数据，PCA通过数据降维以无限变量总结数据次要特征，使代谢物构成彼此区分的板块即“聚类”，以此察看数据能否具有组间分类趋向或数据离群点，从而判断各变量之间的差别关系或寻找标记物，但局限正在于无法间接取分组表型联系关系，合用于无标签或摸索性研究。有监视进修如偏最小二乘判别阐发（PLS-DA）、正交偏最小二乘判别阐发（OPLS-DA）等，正在降维的根本上操纵标签建立预测模子，能够更高效地提取组间差别消息，帮帮得选组间影响研究问题的代谢物，合用于分类预测、标记物得选或成立代谢物取表型的联系关系，但需明白分类标签（如产地、年份等），且需充脚样本量，过拟合风险高，凡是需要对模子进行验证取查验。总之，正在现实使用中，能够基于数据特征（维度、分布、标签完整性）及研究方针分析使用多种统计学方式，或对现无方法进行改良。

　　黄酒中碳水化合物含量较高，次要由单糖、低聚糖和多糖构成，还来历于未完全发酵的残糖和糊精，这些糖类不只为黄酒供给甜味，仍是发酵过程中微生物的能量来历，影响黄酒的全体乙醇含量和风味。受酿酒原料、产地、酿制工艺等影响，分歧类型黄酒糖含量差别显著，干黄酒糖分质量浓度小于15。0 g/L（以葡萄糖计），半干黄酒为15。1～40。0 g/L，半甜黄酒为40。1～100。0 g/L，甜黄酒大于100。0 g/L。黄酒单糖以葡萄糖为从，市售黄酒葡萄糖质量浓度约为14。31～60。42 g/L，而阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、核糖和乳糖的质量浓度较低，根基低于1 g/L（表2）。黄酒低聚糖由3～10 个单糖通过糖苷键毗连聚合而成，分为通俗低聚糖和功能性低聚糖。此中，通俗低聚糖（如麦芽三糖）的分支布局简单，可被人体消化酶分化。功能性低聚糖因其存正在的α-1，6-糖苷键及其特殊的分支布局，难以间接正在消化道内分化而具有特殊的心理功能。黄酒功能性低聚糖次要包罗异麦芽低聚糖和小麦麸皮低聚糖。异麦芽低聚糖（如异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖）来历于支链淀粉酶解后残留的分支低聚糖，或由麦曲微生物排泄的葡萄糖苷酶通过转糖苷合成，质量浓度约为7～8 g/L；而小麦麸皮低聚糖次要包罗小麦麸皮经微生物酶解后构成的低聚木糖、阿拉伯低聚木糖和阿魏酰低聚糖。这些低聚糖不被机体消化接收而间接进入大肠，不只能够间接调理肠道菌群布局，间接推进一些养分物质（如B族维生素）正在肠道的接收取生物操纵，还正在缓解便秘（图5）和肠道炎症、降低血清胆固醇、提高机体免疫力、防止癌症等方面阐扬感化。为了添加功能性低聚糖含量，可从原料、工艺和菌种方面进行优化，例如采用支链淀粉含量高的糯米或添加小麦麸皮，耽误糖化时间推进支链淀粉的酶解取转糖苷反映或进行菌种，为功能性黄酒的开辟供给思。此外，低聚糖还可取卵白质、酚类物质等构成堆积或沉淀复合物，其取多糖的交互感化也可能潜正在影响黄酒的不变性。黄酒多糖次要由原料酶解、乳酸菌合成、酵母细胞自溶等路子发生，其链长差别很大，由几十个至成百上千个单糖聚合而成。Yang Yi等经布局解析取预测，得出黄酒多糖的次要成分是短链支链α-D-葡聚糖（图6）。此外，多项研究通过无机溶液沉淀、除卵白、超滤纯化等工艺对板栗黄酒、客家黄酒、党参黄酒等分歧品种黄酒多糖进行提取阐发，并从基断根、巨噬细胞排泄、信号传导等角度对黄酒多糖的抗氧化活性、体外免疫调理活性、氧化应激、抗炎、肠道微生物调理等功能进行了验证。

　　黄酒中矿物质品种同样丰硕，含有Ca、Mg、K、P、Fe、Cu、Zn、Se、Mn、Cr等30余种矿物元素，这些无机物以离子形式被人体接收，并正在发展发育和其他生命勾当中阐扬主要感化（表5）。晚期杨等发觉黄酒中K、Mg、Ca、Zn、Se含量丰硕，它们是心血管系统的主要因子。钱俊青等发觉Fe、Al、Mg、Ca、Cu元素正在两种黄酒析出物中的含量均较高，且Ca含量随陈酿期的耽误而升高。矿物质含量遭到酿酒原料、地区、水质和储存体例等的影响，骆思铭等通过一种ICP-MS法测定分歧产地的市售黄酒中无机元素含量，发觉Al、Ca、Cu、Fe、Mn含量正在分歧黄酒中均存正在显著差别，此中Al含量差别可能取陶坛储存前提相关。

　　非靶向代谢组学对小代谢物进行无方向性全面检测，侧沉于检测尽可能多的代谢物组，以获得“图谱”或“指纹”特征，而无需识别或定量预设化合物。指纹阐发和轮廓阐发靶向方式中常用的两种策略。指纹阐发可识别谱图中最主要的区域，操纵化学计量学东西（如从成分阐发（PCA））对分歧区域中获得的组分进行分类，以获得样品的特征指纹图谱。轮廓阐发则是基于数据库或软件东西，正在限制前提下对代谢产品进行快速定性和半定量阐发，从而得出样品中最具辨别力的代谢物。非靶向代谢组学长处是对代谢物的评估相对普遍，物质笼盖率相对较广，可用于初步的定性，但因为尺度品受限，可能还会呈现假阳性信号干扰，无法供给物质的绝对定性定量数据。此外，非靶向代谢组学的挑和还正在于若何确定谱峰中对应代谢物的“身份”，为处理这一问题，需要不竭更新取扩大响应数据库，如Tautenhahn等推出METLIN4代谢物数据库，大幅提高了二级质谱离子碎片数据婚配的速度，简化了非靶向代谢组学流程。正在使用方面，Cao Xuedan等基于超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS/MS）的非靶向代谢组学方式，正在葡萄柚鸡尾酒中判定出1 015 种动物化学物质，探究了发酵前儿女谢物的变化特点；钱敏等采用非靶向代谢组学连系GC-TOF-MS阐发广东客家黄酒，共判定出133 种代谢组分，包罗无机酸、氨基酸及其衍生物、糖类及衍生物等，为黄酒的NVCs及含量供给了科学根据。取靶向代谢组学对比，非靶向代谢组学供给的代谢物消息更为丰硕全面，不会脱漏样品代谢组的大部门消息，而黄酒发酵恰是一个复杂代谢物系统动态变化的过程，该方式可为研究黄酒酿制过程代谢物全体变化纪律供给无力东西。