成果介紹

　　醬香型白酒基酒質(zhì)量等級(jí)是影響醬香型白酒成品酒獨(dú)特風(fēng)味形成和品質(zhì)提升的關(guān)鍵因素。然而，現(xiàn)目前醬香型白酒基酒質(zhì)量等級(jí)判別嚴(yán)重依賴(lài)于傳統(tǒng)人為感官經(jīng)驗(yàn)評(píng)估，缺乏具有客觀(guān)、準(zhǔn)確的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)。更為重要的是，現(xiàn)目前行業(yè)對(duì)于醬香型基酒質(zhì)量等級(jí)研究常聚焦在酒體風(fēng)格特征研究，很少有相關(guān)研究報(bào)道基酒質(zhì)量等級(jí)與其對(duì)應(yīng)酒醅的微生物組成結(jié)構(gòu)、理化指標(biāo)等相關(guān)研究分析。針對(duì)上述醬香型白酒生產(chǎn)實(shí)際中的科學(xué)研究難點(diǎn)，本研究選取醬香型白酒冬季生產(chǎn)中易于出現(xiàn)發(fā)酵異常的一輪次酒醅和基酒作為研究對(duì)象，通過(guò)檢測(cè)基酒理化指標(biāo)結(jié)合感官評(píng)價(jià)分析（QDA）表征了不同質(zhì)量等級(jí)基酒酒體風(fēng)格感官差異；選取代表不同質(zhì)量等級(jí)基酒對(duì)應(yīng)酒醅進(jìn)行宏基因組測(cè)序和理化指標(biāo)檢測(cè)，解析了造成不同質(zhì)量等級(jí)基酒差異的關(guān)鍵理化指標(biāo)和微生物標(biāo)志物；通過(guò)GC-FID檢測(cè)不同質(zhì)量等級(jí)基酒52種骨架成分結(jié)合OPLS-DA分析和OVA值闡明了造成不同質(zhì)量等級(jí)基酒關(guān)鍵風(fēng)味化合物。首次應(yīng)用11種機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)模型和9種回歸預(yù)測(cè)模型構(gòu)建了不同質(zhì)量等級(jí)基酒判別和預(yù)測(cè)模型，選擇了具有最優(yōu)模型評(píng)價(jià)的模型結(jié)合SHAP（SHapley Additive exPlanations）方法進(jìn)行最終特征解釋和判別模型構(gòu)建。本研究不僅為醬香型白酒不同質(zhì)量等級(jí)基酒評(píng)價(jià)體系提供了高效精準(zhǔn)的判別和預(yù)測(cè)模型，也為有效預(yù)防和調(diào)控改善發(fā)酵和保障基酒產(chǎn)質(zhì)量提供了科學(xué)理論指導(dǎo)依據(jù)。

　　研究亮點(diǎn)

　　● 表征了不同質(zhì)量等級(jí)基酒酒體風(fēng)格差異。

　　● 確定了影響不同質(zhì)量等級(jí)基酒的酒醅微生物標(biāo)志物。

　　● 闡明了影響不同質(zhì)量等級(jí)基酒的酒醅關(guān)鍵理化因子。

　　● 應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)基酒質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行判別和預(yù)測(cè)。

　　研究結(jié)論

　　本研究全面揭示了造成醬香型白酒一輪次基酒質(zhì)量等級(jí)差異的原因。QDA 分析表明了不同質(zhì)量等級(jí)的基酒在酸澀味和干凈度等五個(gè)維度上均存在顯著差異（p < 0.05）。GC-FID 結(jié)合 OAV 分析確定乙酸（A：1491.3 > B：1350.0 > C：923.67）和丙酸（B：2.55 > A：1.69 > C：0.88）是造成不同質(zhì)量等級(jí)基酒酸澀味差異的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。亞油酸乙酯（C: 97.2 > B: 75.4 > A: 62.9）、油酸乙酯（C: 97.2 > B: 75.4 > A: 62.9）和異戊醇（C: 42.3 > B: 36.3 > A: 32.3）被認(rèn)為是導(dǎo)致不同質(zhì)量等級(jí)基酒干凈度下降的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。此外，研究還發(fā)現(xiàn)酒醅中高還原糖含量對(duì)基酒質(zhì)量等級(jí)有顯著影響（p < 0.05，r > 0.6），這與 LEfSe 分析中A-JP（一等基酒酒醅）中存在高產(chǎn)淀粉水解酶的微生物標(biāo)志物Aspergillus和Monascu研究結(jié)果一致（LDA > 2，p < 0.05）。最后本研究首次應(yīng)用 11 種機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)模型和 9 種回歸預(yù)測(cè)模型構(gòu)建了基酒質(zhì)量等級(jí)的判別和預(yù)測(cè)模型，其中Gradient Boosting （梯度提升）和 Linear Regression（線(xiàn)性回歸） 被認(rèn)為是最佳判別和預(yù)測(cè)模型。此外，基于最佳模型結(jié)合可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)的SHAP 模型表明，異丁醛和乙縮醛是影響判別和預(yù)測(cè)一等基酒的關(guān)鍵特征，而異丁醇則是區(qū)分其他基酒質(zhì)量等級(jí)的關(guān)鍵特征，因此我們建議生產(chǎn)實(shí)際中，適當(dāng)延長(zhǎng)基酒儲(chǔ)存時(shí)間和采用更加透氣的陶壇儲(chǔ)存基酒，可能有利于高級(jí)醇的氧化降解，從而提升基酒質(zhì)量等級(jí)。本研究旨在提高醬香型白酒基酒的質(zhì)量等級(jí)，為建立更加客觀(guān)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)體系提供科學(xué)依據(jù)。