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湖北工业大学谢逾群老师团队国际食品顶刊重要成果:白酒陈化过程中的液液相分离机制

放大字体  缩小字体 发布日期:2025-12-26  来源:科学私享、湖北工业大学  浏览次数:342
 2025年12月,湖北工业大学谢逾群老师团队在国际食品Top期刊《Food Research International》(Q1,IF: 8.0)发表题为“Evolutionary pattern of liquid-liquid phase separation in amphiphilic molecular self-assembly during the natural aging process of strong-aroma Baijiu”的研究性论文。湖北工业大学青年教师蒋心越为第一作者,湖北工业大学谢逾群副教授,武汉理工大学邹朝勇教授为共同通讯作者。
 
长久以来,清澈透明的白酒被视为是热力学稳定的均一溶液。我们的研究打破了这一传统认知:
 
新视角:首次提出并证实,白酒是一个由超高浓度风味分子(如己酸乙酯)构成的热力学不稳定、动力学亚稳的异质胶体分散体系。其中发生的液液相分离(LLPS)是驱动其陈化演化的核心物理机制。
 
新机制:陈化不仅是简单的化学物质转化,更是一个熵-焓协同驱动的自组装结构演化过程。分子通过疏水相互作用和氢键重组,进行持续的结构精修。
 
新技术:创新性地引入电场调控,成功将关键结构演化进程从数年加速至数十天,为实现白酒的精准、可持续陈化提供了原理验证。


主要科学发现
 
通过荧光显微、拉曼光谱、广角X射线散射等多技术联用,捕捉到了陈化过程中纳米至微米尺度的精细结构演变。
 
结构演化路径:新酒中存在尺寸约38微米的不均一液滴。随着陈化(10年),液滴尺寸显著减小73.68%,分布趋于均一。液滴内部结构从“空心”向“疏水核-亲水壳”的实心核壳结构演变,表明疏水成分(如乙醇、酯类)在核内持续富集与致密化。
 
乙醇状态的转变:拉曼光谱显示,液滴内核的甲基信号强度随陈化增强,证明乙醇分子在疏水核内富集和有序化。
 
关键的酶学检测发现,由于乙醇被“包裹”在相分离形成的胶束核中,游离乙醇浓度随陈化降低了13.3%。从分子水平解释了老酒“口感更醇和、刺激性降低”的根本原因。
 
宏观性质的关联:与结构演变同步,酒体的粘度上升、接触角增大,宏观上证实了内部胶体网络增强和表面性质变化。
 
 
 
研究结论与应用前景
 
理论结论:
白酒的陈化成熟,本质上是其内部两亲性风味分子通过LLPS机制,从亚稳态的异质胶体分散态,向更稳定、均一的纳米结构化胶体平衡态演化的过程。结构决定性质,此过程直接关联了酒体感官品质的“醇化”。
 
应用前景:
加速陈化技术:本研究最大的应用突破在于,通过施加外电场调控分子间相互作用,可在40天内诱导新酒产生相当于自然陈化5-6年的结构特征与风味口感。这为产业突破陈化时间瓶颈提供了全新的、可调控的物理解决方案。
 
品质精准调控:该框架使我们能够从胶体稳定性、相分离动力学角度理解和预测酒质,有望发展出基于物理指标的品质监控与优化新标准。
 
推广至其他体系:该机制对于其他蒸馏酒(如威士忌、白兰地)乃至复杂流体食品体系的结构与风味研究具有重要启示。
 
这项研究完成了一次从“经验描述”到“机制阐释”的范式转变,将白酒陈化这一传统工艺锚定在了现代物理化学的基石之上。它不仅揭开了陈化奥秘的一角,更打开了一扇通过“胶体工程学”精准设计并提升传统食品品质的大门。

 
原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodres.2025.118060
13-25-18-52-1
 
 
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