灵芝醋黄芪醋冬枣醋成分解析与品质评价：新型功能食醋代谢指纹图谱研究

本研究建立的食醋代谢指纹图谱方法有助于推动食醋产业的高质量和可持续发展。

作者｜安 耘 运营｜魏雨欣 图片｜网 络 来源｜未来食品实验室

FFL总结与推荐

一、技术推荐

醋是拥有数千年商业化历史的传统发酵调味品，中国传统谷物醋已有约3000年历史，然而针对添加药食同源真菌（如灵芝）或中药材的功能型食醋，其相关研究仍较为匮乏。本研究选取三种新型功能健康醋作为对象：灵芝醋（GV）以灵芝为添加原料，灵芝富含萜类、多糖、多酚等活性成分，具有抗菌、抗炎、抗氧化、降糖等多种生理活性；黄芪醋（AV）以黄芪为添加原料，黄芪含黄酮、皂苷、多糖等功能物质，可调节血糖、降低血压、延缓衰老；冬枣醋（WV）为果醋，其色泽深红，香气清甜，酸度柔和。

当前食醋产业存在成分组成不明确、不同品类缺乏系统对比的问题；同时，沉淀生成、有害物质产生等关键工艺问题尚未解决，食醋的生物功能机制也不清晰。食醋成分可分为两类：主导嗅觉风味的挥发性化合物（VOCs），以及影响滋味并同时调控VOCs挥发性的非挥发性化合物（NVCs）。

鉴于此，山西农业大学山西功能食品研究院郭尚团队采用HS-SPME/GC-MS与UPLC-MS/MS代谢组学技术，结合多元统计分析，对比了三种食醋的挥发性与非挥发性成分，构建了代谢指纹图谱,为食醋真伪鉴别、品质评价及产地溯源提供参考，同时为食醋功效研究提供支撑，进而推动功能食品工程与预防性营养策略的发展。

二、核心痛点

其一，过往食醋研究多聚焦于传统谷物醋与普通果醋，针对添加药用真菌、中药材的新型功能食醋，其全组分代谢谱研究几乎空白，灵芝、黄芪等原料的特征活性成分在发酵后的留存与变化规律完全不明确。

其二，食醋的风味由挥发性物质决定，口感与功效由非挥发性物质主导，且两类物质存在相互作用；但多数研究仅单独检测挥发性风味或某类功效成分，缺少能同时覆盖挥发性与非挥发性组分的整合分析体系，从而无法完整呈现食醋的化学全貌。

三、本技术核心优势

图1展示了三种食醋中挥发性化合物（VOCs）和非挥发性化合物（NVCs）的组成概况。GV、AV和WV共注释到3405种代谢物，其中VOCs 1475种，NVCs 1930种。VOCs以酯类（304种）和萜类（259种）为主，NVCs则以氨基酸及其衍生物（467种）和生物碱（307种）居多，初步揭示了不同原料食醋的化学成分多样性。

▲图1 灵芝醋、黄芪醋与冬枣醋的成分组成

研究团队通过多元统计分析展示了三种食醋的代谢物差异。PCA结果显示，三种食醋在挥发性与非挥发性成分上均能良好分离，质控（QC）样本紧密聚集表明实验重复性可靠。层次聚类分析表明GV与AV聚为一类，二者与WV明显区分；K-means聚类进一步显示WV中生物碱、酚酸、脂质和有机酸含量较高，而GV中氨基酸及衍生物、核苷酸及衍生物更为丰富。

▲图2 基于多元统计分析的三类食醋代谢物差异

接下来，团队通过OPLS-DA模型筛选不同食醋间的差异代谢物。在GV与AV、WV与AV、WV与GV三组比较中，VIP>1的代谢物分别有1573、2394和2569种。S-plot图展示了各组间具有最大协方差和相关性位移的代谢物，这些代谢物可作为区分不同食醋的潜在标志物；各比较组中VIP值排名前20的差异代谢物被进一步标注，例如GV中富集的灵芝酸J和灵芝烯酸K等。

▲图3 基于OPLS-DA模型的三类食醋挥发性与非挥发性代谢物差异

三组食醋比较中分别有308、2143和2215种显著差异代谢物，合计筛选出2417种差异代谢物。FC值分布图标记了各比较组中上调和下调幅度最大的前10种代谢物，如GV与AV对比中灵芝酸H上调幅度最高，而2,3-二甲氧基甲苯下调幅度最大。

▲图4 基于筛选标准的三类食醋代谢物差异

GV中相对含量占优势的代谢物有1076种，在三种食醋中占据主导地位；AV中占优势的为884种，WV中仅457种。这些差异代谢物包含880种VOCs（以酯类、萜类和杂环化合物为主）和1537种NVCs（以氨基酸及衍生物、生物碱和酚酸为主）。

▲图5 已鉴定代谢物的聚类模式

不同食醋中显著上调的VOCs类别各异：GV与AV相比，酯类、萜类和醇类显著上调；WV与AV相比，酮类、酯类和杂环化合物显著上调；WV与GV相比，酮类、酯类、萜类和醛类等显著上调。

▲图6 三类食醋中挥发性代谢物的风味分析

四、总结

本研究首次采用顶空固相微萃取/气相色谱-质谱（HS-SPME/GC-MS）联合超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）的代谢组学技术，系统解析并比较了灵芝醋、黄芪醋、冬枣醋三类功能食醋的挥发性与非挥发性成分，全面呈现了其化学全貌。研究证实三类食醋的代谢谱存在显著差异，其中灵芝醋的差异代谢物数量最多、功能成分丰度最高，整体物质丰富度高于黄芪醋与冬枣醋；研究同时筛选得到大批可用于品类鉴别的特征标志物，并明确了不同食醋的风味贡献成分与潜在活性物质基础。

本研究建立的食醋代谢指纹图谱方法，可为食醋的真伪鉴别、品质评价及产地溯源提供技术依据，同时为功能食醋的健康功效机制研究提供物质基础支撑，有助于推动食醋产业的高质量和可持续发展。

*\ 参考文献：**

Lv H, Guo S, Zhu M, Gao F. Metabolomic fingerprint of volatile and non-volatile compounds of Ganoderma vinegar, Astragalus vinegar, and Winter jujube vinegar based on integrated HS-SPME/GC-MS and UPLC-MS/MS technologies[J]. Food Chemistry: X, 2026, 35: 103807.

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