北京工商大学 孙宝国院士 团队 李金宸副教授课题组 在食品科学领域国际著名综述期刊《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 》（IF=14.1，中国科学院1区Top期刊）上 发表了题为“Flavor Interactions in Wine: Current Status and Future Directions From Interdisplinary and Crossmodal Perspectives”的综述性论文。该综述全面探讨了葡萄酒中香气化合物之间复杂的互作关系，着重阐述了它们在塑造葡萄酒风味轮廓中的作用。 综述简介 葡萄酒风味的复杂性源于其超过 1000 种挥发性化合物之间的相互作用，其中酯类、硫醇类和萜烯类是主要贡献者。该综述全面探讨了葡萄酒中香气化合物之间复杂的互作关系，着重阐述了它们在塑造葡萄酒风味轮廓中的作用。这些互作发生在物理化学层面、嗅觉受体层面和神经层面，既能增强也能掩盖感官感知，显著影响葡萄酒品质。非挥发性化合物，如多酚和多糖，也通过π-π堆积和疏水键合等相互作用调节香气挥发性，发挥着关键作用。该文评估了包括感官分析和仪器技术在内的现有研究方法，并强调需要开发先进的模型来预测互作结果。值得注意的是，在2%–10%的乙醇浓度范围内，“正向气味强度”和“正向香气持久性”随乙醇浓度的升高而增加，这说明了基质成分与感官感知之间的复杂关系。香气与滋味之间的跨模态互作进一步使风味感知复杂化，例如香草香气能增强白葡萄酒中的甜味感知。然而，关于红葡萄酒的研究尚无定论，表明需要进一步探究。未来的研究应聚焦于真实的葡萄酒基质，利用机器学习和跨学科方法来模拟复杂的相互作用。将研究拓展至其他酒精饮料，并探索跨模态互作的生理机制，将有助于提升食品工业中的风味设计和感官优化，具有重要的学术与实践价值。 图文赏析 图 1. 特征香气产生理论示意图。(A) 分子振动理论中香气分子与气味受体（Odor Receptor, OR）产生特征香气的机制。“e1” 是游离状态下 OR 的能量，“e2” 是激活状态下 OR 的能量，“e3” 是香气分子振动产生的能量。当 e3 = e2 - e1 时，香气分子能够激活 OR 并与之结合，形成电子隧道并激活 G 蛋白。(B) 结构理论中香气分子与气味受体产生特征香气的机制。当香气分子的形状与 OR 的结构相匹配时，香气分子能够结合 OR 并激活 G 蛋白；而当香气分子的形状与 OR 的结构不匹配时，则无法结合 OR。(C) 部分代表性基本气味物质（primary odorants）的分子结构轮廓图（正视图）。 图 2. 香气相互作用成因示意图。 图3. 常见风味相互作用类型判定方法示意图。(A) S曲线法： 以香气化合物浓度的对数值为横坐标，以正确检出比例为纵坐标。通过公式(3)计算理论S曲线值，并与实际测定值对比。利用绘图软件绘制理论曲线与实际曲线。若实际曲线位于理论曲线之上，则发生香气协同作用；若实际曲线位于理论曲线之下，则发生香气掩盖作用。(B) σ-τ图示法： 该图划分为四个区域。当不同浓度的香气化合物混合时，将其香气强度代入公式(4)和(5)，计算出不同的σ值和τ值，从而得到对应的坐标点。根据坐标点所属的区域，即可判定该香气化合物混合物所产生的相互作用类型。 图4. 硫化物、萜类与酯类香气相互作用关系图。 结论与展望 葡萄酒作为一种风味丰富的酒精饮料，其香气的形成既源于风味成分的直接贡献，也依赖于它们之间复杂的相互作用。这些相互作用不仅发生在物理化学层面，更与嗅觉和神经网络紧密关联，主要发生于嗅觉受体（OR）水平。其中，掩盖作用——即风味化合物竞争OR结合位点——是最为常见的互作形式。为研究这些相互作用，已开发出多种模型与方法，如阈值法、S曲线法和σ-τ图示（用于分析互作类型）等。这些方法各具优势，常结合使用。费勒加和模型（Feller's additive model） 和 奥尔森预测模型（Olsson prediction model） 在预测葡萄酒及其他食品中的香气相互作用方面意义重大，并借助数学和统计学原理得以增强。 理解调控风味相互作用的多方面因素对于提升葡萄酒风味至关重要。研究表明，风味成分的含量、比例和结构显著塑造整体风味。相似的结构（包括同分异构体和具有相同官能团的化合物）会增加相互作用的倾向性，这突显了同时考虑定量和定性特征的重要性。 葡萄酒中的非挥发性成分同样影响风味强度。多酚、多糖和蛋白质等非挥发性成分，通过氢键和疏水作用等与风味化合物相互作用，增强了风味的滞留性并降低了挥发性。虽然这种滞留会降低整体风味强度，但在生产和储存过程中能保护香气化合物，从而为非挥发性化合物用于增强风味滞留提供了可能。未来的研究可聚焦于利用非挥发性物质的风味滞留能力，在酒精饮料的陈酿和储存过程中保护香气，这将深化我们对葡萄酒化学的理解，并提升此类饮料的品质和保质期。 此外，探讨了感官活性分子的复杂相互作用。研究表明，香气对白葡萄酒风味影响显著，能改变其甜味、苦味和涩感。相比之下，香气对红葡萄酒的影响尚不明确，存在相互矛盾的研究结果。香气化合物通过生理途径以及认知影响（如晕轮效应（halo effect） 和 转嫁效应（dumping effect））作用于味觉和口感。然而，现有研究多采用模型溶液，导致结果难以定论。未来的研究应聚焦于真实的葡萄酒基质，以更好地理解气味-滋味跨模态互作，并得出更精确的结论。 除葡萄酒外，其他酒精饮料也含有大量风味物质，这些物质经历着多种相互作用，共同塑造了独特的风味。基于现有知识和模型，将风味相互作用的研究范围从葡萄酒拓展至所有酒精饮料及调味食品领域，是当前风味研究的关键方向。然而，风味相互作用本质上是多维度的，融合了生理学、心理学、化学和物理学等多学科知识。尽管历经多年发展，风味相互作用形成的嗅觉理论在很大程度上仍未被揭示，亟需进一步阐明。因此，风味相互作用研究的发展面临一定障碍：一方面，现有模型和方法无法准确预测复杂风味混合物的结果，部分互作结果甚至与现有理论相悖。这迫切要求我们开发更精密的模型和研究方法，以深入探索相互作用的规律。 为了实现香气相互作用结果预测的准确性与便捷性，仅依靠风味和嗅觉相关理论是不够的，还需整合神经学、心理学、数学和物理学等其他学科的知识与理论。此外，鉴于计算机技术的飞速发展，利用机器学习算法来预测风味相互作用结果是一个极具前景、值得深入探索的研究方向。 原文链接 https://doi.org/10.1111/1541-4337.70199
