為了滿足行業(yè)前沿需求，中國科學院大連化學物理研究所許國旺研究團隊與茅臺集團微生物研究團隊合作，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記輔助結(jié)合超高效液相色譜-四極桿飛行時間高分辨質(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 個得到準確鑒定或推測鑒定。這是迄今為止大曲中羰基化合物數(shù)目最多的報道。在準確鑒定的化合物中，有 5 種從未在白酒和大曲中報導過。

該研究建立的方法具有高效、經(jīng)濟、簡便等優(yōu)點，為復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，同時結(jié)合 MS1、預測保留時間（tR）、in silico MS/MS 和人工注釋碎片等多維信息，實現(xiàn)復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行了全面表征和鑒定。以 5- 羥甲基糠醛為例具體示意整個鑒定流程（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 個得到準確鑒定或推測鑒定，對比已有文獻，這是迄今為止大曲中羰基化合物數(shù)目最多的報道。此外，在準確鑒定的化合物中，有 5 種羰基化合物從未在在白酒和大曲中報導過。

文章進一步結(jié)合統(tǒng)計學分析，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)量評估和白酒風味、品質(zhì)研究具有重要意義。