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FIA | 中国农业大学兰义宾研究员、北京农学院凌梦琪团队：中国橡木陈酿威士忌挥发性代谢组与香气特征——烘烤和炭化作用解析
发布时间：
2026-09-10
来源：
FLA Food lnnovation Advances
文章导读
中国农业大学兰义宾研究员、北京农学院凌梦琪团队在Food Innovation and Advances 期刊发表题为“Profiling the volatile metabolomics and aroma characteristics of Chinese oak-aged whisky: insights of the toasting and charring effects on oak”的研究论文。研究比较了中国蒙古栎、法国夏栎和美国白栎在不同烘烤程度与炭化强度下对威士忌挥发性成分和感官香气的影响，揭示了中国橡木塑造地域化烟熏风格的潜力，并提出基于橡木初始香气潜力选择炭化工艺的思路。崔东升为本文第一作者，凌梦琪为本文通讯作者。
研究背景
橡木桶陈酿是塑造威士忌风格的关键环节。酒液在成熟过程中与木材相互作用，持续萃取呋喃类衍生物、酚醛、挥发性酚和橡木内酯等成分，进而形成焦糖、香草、烘烤、烟熏和椰香等特征。欧洲栎和美国白栎长期占据主流，而开发本土橡木资源，正成为构建地域风味和品牌辨识度的重要方向。中国东北地区分布的蒙古栎具有低橡木内酯、高里那醇、丁香酚及小分子酚类等化学特征，为形成具有中国地域特色的威士忌提供了新的原料基础。
除橡木种类外，制桶过程中的烘烤与炭化工艺同样会改变香气物质的生成、释放和吸附。已有研究发现烘烤可促使木质素、半纤维素等热降解，炭化则形成多孔吸附层并进一步改变木材表面结构，但二者的交互作用及适宜强度对威士忌香气的影响仍缺乏系统研究。因此，本研究选取同一批次的中国、法国和美国橡木块（3种烘烤程度×4种炭化强度），在单一麦芽威士忌中浸泡陈酿9个月，结合挥发性成分分析、感官评价及多变量统计，解析产地来源、烘烤和炭化对威士忌香气的独立与交互影响。
研究亮点
1. 研究共定量85种挥发性化合物，系统比较中国蒙古栎、法国夏栎和美国白栎在轻度、中度和重度烘烤及不同炭化强度下的陈酿表现，并将化学组成与感官特征相结合。
2. 中国橡木陈酿威士忌的挥发性酚含量更高、烟熏香更突出。其中邻甲酚含量分别为美国橡木和法国橡木陈酿样品的2.97倍和7.47倍，但呋喃类衍生物和橡木内酯含量相对较低。
3. 烘烤程度对威士忌香气的影响整体大于炭化强度，且烘烤与炭化存在显著交互作用（p < 0.001）。适宜炭化强度取决于产地来源、烘烤程度及未炭化木材中香气物质的初始含量，过度炭化可能因热降解而削弱橡木香。
研究内容
研究表明，产地来源可显著区分陈酿威士忌的挥发性轮廓。中国橡木样品富集邻甲基酚、异丁香酚等挥发性酚，感官上呈现更强的烟熏香和较弱的干果香；美国橡木的橡木内酯含量最高，法国和美国橡木则总体含有更多呋喃类衍生物。随着烘烤加深，橡木来源的香气物质总体增加，中度和重度烘烤增强焦糖、烘烤和烟熏特征，但会削弱花香等非橡木来源香气。炭化可提升烘烤香和烟熏香，并降低谷物香、花香和果香；不过高强度与重度炭化之间的感官差异趋于饱和，部分挥发性酚在过度炭化后反而减少。进一步的双因素分析证实，不同橡木需要不同工艺组合：中国橡木采用较低烘烤程度和较轻炭化，更有利于保留或积累橡木内酯与挥发性酚，突出其地域风格；对于香气潜力较低的木材，适度增强炭化有助于释放橡木香，而初始挥发性成分丰富时，过度炭化可能造成损失。该研究为国产蒙古栎的精准制桶、风格化陈酿及中国威士忌品牌塑造提供了理论依据。
图文赏析
图1 实验所用橡木样品示意图。产地来源包括中国蒙古栎（C）、法国夏栎（F）和美国白栎（A）；烘烤程度包括轻度（L，185±5 ℃、25 min）、中度（M，195±5 ℃、35 min）和重度（H，205±5 ℃、45 min）；炭化强度1-4依次对应20、25、35和40 s。
图2 产地来源对陈酿威士忌挥发性成分和香气特征的影响。（A）不同产地来源样品的PLS-DA得分图；（B）载荷图；（C）陈酿过程中挥发性化合物组成；（D）感官分析。C：中国橡木；A：美国橡木；F：法国橡木。
图3 威士忌陈酿9个月后，不同烘烤程度与炭化强度组合对中国、法国和美国橡木来源挥发性成分浓度的影响。（A）呋喃类衍生物；（B）橡木内酯；（C）酚醛；（D）挥发性酚。L、M和H分别表示轻度、中度和重度烘烤；1-4表示不同炭化强度。
作者介绍
崔东升，男，博士。主要从事葡萄酒酿造与风味化学研究，围绕不同工艺条件对酵母生长代谢、发酵进程及香气物质形成的影响，解析葡萄酒风味组分的组成与演变规律及其与感官品质的关系，并探索关键工艺参数对葡萄酒风味品质的调控作用。累计在Food Chem.，Food Res. Int.，Curr. Res. Food Sci. 等学术期刊发表SCI论文 8 篇，授权实用新型专利 4 项。
兰义宾，博士，中国农业大学研究员、博士生导师，国家葡萄产业技术体系岗位科学家，农业农村部葡萄酒加工重点实验室副主任，中国农学会葡萄分会副主任，中国葡萄酒技术委员会委员，中国白兰地技术委员会委员，中国食品工业协会葡萄（果）酒专家委员会委员，中国食品工业协会首席葡萄酒酒体设计师，宁夏贺兰山东麓葡萄酒产业技术协同创新中心首席专家。担任Journal of Future Foods、Food Innovation and Advances、Agricultural Products Processing and Storage和中国酿造等期刊青年编委。主要从事葡萄酒风味化学及酿造技术相关领域的研究和教学工作。近年来，主持包括国家自然科学基金、北京市自然科学基金、省级重点研发计划等在内的国家及省部级科研项目与企业横向课题20余项；以第一作者或通讯作者在Food Hydrocoll.、Crit. Rev. Food Sci. Nutr.、Food Chem.、Food Res. Int.、《食品科学》等重要学术期刊共发表研究论文60余篇，授权专利或软著16件（项），参与出版教材、编著或译著5部，制定行业、团体标准2项；获中国轻工业联合会科技进步奖一等奖1项（第1）、中国酒业协会科技进步奖一等奖2项（第1、第5）和二等奖1项（第1）、中国食品工业协会科学技术奖特等奖1项（第8）以及中国食品杂志社“食品界优秀青年奖”。
凌梦琪，博士，北京农学院食品科学与工程学院酿酒工程系讲师，硕士生导师，中国食品工业协会第七届葡、果酒国家评委，中国酒业协会国家级评酒委员，一级品酒师。研究领域为葡萄酒香气定向调控及感官互作理论，专注于人工智能技术解析葡萄酒风味及数智化混酿技术研究。主持国家自然科学基金青年基金项目（C类）、省级重点研发计划项目子课题、农业农村部葡萄酒加工重点实验室开放课题、校级和其他横向项目6项。作为主要研究人员参与国家自然科学基金区域联合重点项目1项、省部级重点研发计划项目3项。发表SCI/EI论文25篇，参与授权软著4项、申请发明专利1项，完成混酿工艺技术规程3套，获宁夏回族自治区科学技术成果1项（3/11）。
原文链接
https://doi.org/10.48130/fia-0026-0013
pdf下载：fia-0026-0013.pdf
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