什么樣的白酒才算得上優(yōu)質(zhì)白酒,？關(guān)于這個問題,，去年瀘州老窖聯(lián)合江南大學(xué)在《Applied and Environmental Microbiology》上發(fā)表的“Metabolite-based mutualistic interaction between two novel clostridial species from pit mud enhances butyrate and caproate production”給出了科學(xué)依據(jù)—“老窖出好酒”。瀘州老窖“國寶窖池群”建造于明朝萬歷年間（即公元1573年）,，已連續(xù)不間斷使用450年,。在這樣的窖池中，采用經(jīng)過24代人的傳承下來的瀘州老窖酒傳統(tǒng)釀制技藝釀造出來的國窖1573,，無疑是對上述問題的完美詮釋,。

近日，江南大學(xué)許正宏教授團(tuán)隊(duì)與瀘州老窖國家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心沈才洪主任團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在國際食品科技專業(yè)期刊《Food Research International》（Q1 TOP,，影響因子7.425）上發(fā)表了題為“Machine learning based age-authentication assisted by chemo-kinetics: Case study of strong-flavor Chinese Baijiu”的研究論文,。這篇論文正是以陳釀多年的國窖1573作為對象展開研究的。通過科學(xué)研究來客觀解讀不同年份國窖1573的品質(zhì)變化規(guī)律,，獲得了具有一定普適性的年份酒鑒定指標(biāo),，建立了預(yù)測白酒陳釀后風(fēng)味化合物組成的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法,，為深入理解陳釀白酒品質(zhì)變化規(guī)律,，助力解決白酒年份鑒定這一行業(yè)難題提供可資借鑒的思路,。

白酒的陳釀是一個動態(tài)的變化過程,，在這個過程中最直觀的變化就是白酒中風(fēng)味化合物的含量變化,。所以在研究過程中,，通過GC-MS定量分析了瓶貯時間在0－11年之間的國窖1573樣品中各類化合物含量，從而建立陳釀時間與樣品中風(fēng)味化合物之間的量效關(guān)系,。本研究創(chuàng)新性地提出了與陳釀時間密切正相關(guān)的風(fēng)味物質(zhì)均勻度（Evenness）指數(shù),；并從可逆反應(yīng)化學(xué)動力學(xué)的角度分析了各年份樣品中主要乙酯化反應(yīng)的濃度商（Qc）,，發(fā)現(xiàn)隨著陳放時間的增加,，大多數(shù)反應(yīng)的Qc趨向于熱力學(xué)平衡常數(shù)Kc,，即反應(yīng)是向著體系自由能降低的方向發(fā)展,；繼而，通過特征值篩選,，獲得了系列包含均勻度和濃度商的特征參數(shù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的國窖1573年份酒鑒定模型,，從而可以通過科學(xué)有效的模型實(shí)現(xiàn)白酒年份的準(zhǔn)確鑒定。

主要研究結(jié)論：

1.隨著陳釀時間的增加,，白酒中酸和長鏈乙酯的含量增加，它們通常能夠使得白酒的香氣和口感更柔和醇厚,，此外，具有烘焙香,、堅(jiān)果香等愉悅香氣的吡嗪和呈現(xiàn)松木香氣的長葉烯在陳釀過程中也增加,，這能夠?yàn)殛愥劙拙铺峁╆愊愕攘己蔑L(fēng)味。結(jié)合感官審評發(fā)現(xiàn),，隨陳釀時間的增加,，酒體中的窖香、陳香,、堅(jiān)果香,、酸香顯著增加,，而青香特征降低,。

2. 白酒年份越老含有的化合物種類越多，隨陳釀時間的增加,，己酸乙酯等量大的化合物含量略有降低，丙酸乙酯,、吡嗪,、萜烯等量小的化合物含量逐漸增加,，酒體中各類化合物的含量差距略有縮小，進(jìn)行化學(xué)計(jì)量學(xué)分析后發(fā)現(xiàn),，風(fēng)味物質(zhì)結(jié)構(gòu)的均勻度指數(shù)隨著陳釀時間的延長而增加,，均勻度指數(shù)越高,，說明白酒的化合物組成越均勻,，這在一定程度上為陳釀白酒的風(fēng)味更協(xié)調(diào)提供了解釋。

3. 白酒中含有大量的乙酯和酸類物質(zhì),，乙酯化反應(yīng)濃度商（Qc）隨陳釀時間趨向于熱力學(xué)平衡常數(shù)（Kc）,，陳釀過程中可逆的反應(yīng)逐步趨于平衡,，體系自由能最小化是化合物之間轉(zhuǎn)化的內(nèi)在驅(qū)動力。

4.均勻度指數(shù)（Evenness index）,、Qc與Kc的量比關(guān)系可以較好的表征酒體陳釀時間，且對不同類型的白酒陳釀趨勢預(yù)測和表征中具有一定的普適性,。

5.采用3種判別模型和5種排序算法聯(lián)合的特征值工程篩選到41個特征,，利用它們成功建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的國窖1573白酒年份鑒定方法,，可以將酒體年份鑒定限定到3年之內(nèi)。

6.具有普適性的均勻度指數(shù),、反應(yīng)濃度商等參數(shù),，以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的特征值篩選方法和模型構(gòu)建可以為其他來源,、其他香型的年份酒鑒別提供解決思路和研究方案,。

主要圖文賞析：

▲圖1 基于化合物濃度關(guān)鍵特征的白酒樣品PCA分析,、各類化合物的總含量和均勻度指數(shù)

▲圖2 陳釀過程中，系列反應(yīng)濃度商（Qc）計(jì)算值以及根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的53個陳釀白酒樣品數(shù)據(jù)計(jì)算得到Qc值

▲圖3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的關(guān)鍵特征篩選流程和結(jié)果

▲圖4 與白酒貯存時間密切相關(guān)的特征參數(shù)以及不同年齡段樣本的感官品評結(jié)果

引用格式：Liu, Q.-R., Zhang, X.-J., Zheng, L., Meng, L.-J., Liu, G.-Q., Yang, T., Lu, Z.-M., Chai, L.-J., Wang, S.-T., Shi, J.-S., Shen, C.-H., Xu, Z.-H. (2023). Machine learning based age-authentication assisted by chemo-kinetics: Case study of strong-flavor Chinese Baijiu.[J] Food Research International, 112594.

文章鏈接：

https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.112594.