為了滿足行業(yè)前沿需求，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所許國旺研究團(tuán)隊(duì)與茅臺集團(tuán)微生物研究團(tuán)隊(duì)合作，在 Journal of Chromatography A 發(fā)表題為“Profiling and annotation of carbonyl compounds in Baijiu Daqu by chlorine isotope labeling-assisted ultrahigh-performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry”的研究論文，提出了一種基于氯同位素標(biāo)記輔助結(jié)合超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間高分辨質(zhì)譜（UHPLC-Q/TOF MS）高覆蓋篩選和深度注釋白酒大曲中羰基化合物的策略。采用該策略，在醬香型白酒大曲中檢測和注釋了 487 種羰基化合物，其中 341 個(gè)得到準(zhǔn)確鑒定或推測鑒定。這是迄今為止大曲中羰基化合物數(shù)目最多的報(bào)道。在準(zhǔn)確鑒定的化合物中，有 5 種從未在白酒和大曲中報(bào)導(dǎo)過。

該研究建立的方法具有高效、經(jīng)濟(jì)、簡便等優(yōu)點(diǎn)，為復(fù)雜生物樣品中羰基化合物的全景分析提供了一種新策略。

白酒大曲中羰基化合物的注釋策略流程如下（圖 1）：

本策略無需重同位素標(biāo)記試劑，利用氯的天然同位素特征來篩選衍生化的羰基化合物，同時(shí)結(jié)合 MS1、預(yù)測保留時(shí)間（tR）、in silico MS/MS 和人工注釋碎片等多維信息，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜生物樣本中羰基化合物的深度注釋。

采用上述方法，對醬香型白酒大曲中的羰基化合物進(jìn)行了全面表征和鑒定。以 5- 羥甲基糠醛為例具體示意整個(gè)鑒定流程（圖 2）。

本研究在醬香型白酒大曲中共檢出 487 種羰基化合物，其中 341 個(gè)得到準(zhǔn)確鑒定或推測鑒定，對比已有文獻(xiàn)，這是迄今為止大曲中羰基化合物數(shù)目最多的報(bào)道。此外，在準(zhǔn)確鑒定的化合物中，有 5 種羰基化合物從未在在白酒和大曲中報(bào)導(dǎo)過。

文章進(jìn)一步結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用主成分分析（PCA）、火山圖等，對不同生態(tài)位（黃、白、黑曲）和不同季節(jié)（春、夏、秋）生產(chǎn)的大曲羰基化合物進(jìn)行了差異研究，發(fā)現(xiàn)：白、黃、黑曲中羰基化合物存在顯著性差異（圖 3）；夏、春、秋季大曲中的羰基化合物差異也很大（圖 4）。這可能與制曲初期，黑色大曲的溫度最高，白色大曲的溫度最低，加上夏季溫度高于春季溫度和秋季溫度，導(dǎo)致發(fā)酵溫度影響羰基化合物在大曲中的分布，且發(fā)酵溫度越高，產(chǎn)生的羰基化合物就越多的緣故。

為了研究造成不同大曲之間羰基化合物顯著差異的原因，本研究還將羰基化合物與大曲的酸度、糖化能力、還原糖含量、水分和淀粉含量等理化參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)性分析（圖 5）。夏季不同顏色大曲中的羰基化合物主要與大曲的酸度呈正相關(guān)，而與糖化力呈負(fù)相關(guān)。不同季節(jié)黑色大曲中的羰基化合物主要與大曲的酸度、還原糖含量和水分相關(guān)。且大曲的酸度、還原糖含量與大曲中的羰基化合物呈正相關(guān)，而大曲的水分與大曲中的羰基化合物呈負(fù)相關(guān)?？梢?，大曲的糖化力、酸度、還原糖含量和水分對大曲中的羰基化合物有很大的影響。因此，在大曲的制作過程中，調(diào)整這些參數(shù)將會影響大曲中的羰基化合物的產(chǎn)生，進(jìn)而影響大曲的品質(zhì)和白酒品質(zhì)。

本研究開發(fā)了一種基于氯同位素標(biāo)記、超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用（CIL-UHPLC-Q/TOF MS）技術(shù)，對白酒大曲中羰基化合物進(jìn)行高覆蓋率、高靈敏分析的策略，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘算法和統(tǒng)計(jì)分析，為揭示不同種類大曲羰基化合物代謝特征提供技術(shù)支撐，對大曲質(zhì)量評估和白酒風(fēng)味、品質(zhì)研究具有重要意義。