電子鼻在甜葡萄酒發(fā)酵工藝中的應(yīng)用及整體解決方案

更新時(shí)間：2026-06-23

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天然甜葡萄酒傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝多依靠高劑量二氧化硫終止酒精發(fā)酵，以此抑制酵母活性、保障酒體微生物穩(wěn)定性，但高含量二氧化硫易引發(fā)部分人群過(guò)敏，也會(huì)在一定程度上影響葡萄酒天然風(fēng)味表達(dá)，行業(yè)亟需綠色、低硫的發(fā)酵終止替代技術(shù)。

中鏈脂肪酸（辛酸、癸酸）可天然抑制酵母生長(zhǎng)與發(fā)酵活性，是理想的二氧化硫替代物，國(guó)際葡萄與葡萄酒組織（OIV）也已認(rèn)可該工藝方向。辛酸、癸酸及其復(fù)配體系能夠有效中斷酒精發(fā)酵，大幅降低二氧化硫使用量，但不同酸類(lèi)、添加劑量以及發(fā)酵酵母菌株，會(huì)改變葡萄酒揮發(fā)性香氣組分，進(jìn)而影響酒體風(fēng)味品質(zhì)。傳統(tǒng)人工感官品評(píng)主觀性強(qiáng)、重復(fù)性差，常規(guī)色譜檢測(cè)流程繁瑣、檢測(cè)效率低，難以實(shí)現(xiàn)大批量樣品快速甄別與風(fēng)味差異量化分析。

氣相色譜電子鼻結(jié)合快速氣相色譜與嗅覺(jué)識(shí)別技術(shù)，可模擬人體嗅覺(jué)系統(tǒng)，捕捉酒體中復(fù)雜揮發(fā)性有機(jī)物的特征指紋，快速區(qū)分不同工藝樣品、解析香氣組分變化規(guī)律，成為甜葡萄酒發(fā)酵工藝優(yōu)化、風(fēng)味品質(zhì)管控的核心技術(shù)手段。

電子鼻核心應(yīng)用場(chǎng)景（基于辛酸 / 癸酸終止發(fā)酵生產(chǎn)甜葡萄酒工藝）

本次應(yīng)用依托雙柱氣相色譜電子鼻，針對(duì)羅馬尼亞塔馬約阿薩芳香型甜葡萄酒開(kāi)展全流程檢測(cè)分析，儀器搭載兩根不同極性色譜柱（非極性 DB5、中低極性 DB1701），搭配火焰離子化檢測(cè)器（FID）與 Tenax 捕集器，兼具高分離度、高靈敏度與快速檢測(cè)能力，單組樣品色譜采集時(shí)長(zhǎng)僅 46 秒，適配實(shí)驗(yàn)室研發(fā)與生產(chǎn)質(zhì)控雙重場(chǎng)景。

（一）發(fā)酵終止工藝效果驗(yàn)證

發(fā)酵終止有效性判定：設(shè)置 10~30 mg/L 梯度濃度的辛酸、癸酸及二者復(fù)配體系開(kāi)展試驗(yàn)，以傳統(tǒng)高硫工藝為對(duì)照。電子鼻結(jié)合理化檢測(cè)數(shù)據(jù)，同步監(jiān)測(cè)酒液酒精度、殘?zhí)恰⑺岫鹊然A(chǔ)指標(biāo)，驗(yàn)證10 mg/L 及以上濃度的辛酸、癸酸均可終止酵母酒精發(fā)酵，滿足甜葡萄酒殘?zhí)侵笜?biāo)要求。同時(shí)對(duì)比各組二氧化硫用量，證實(shí)該工藝可將二氧化硫添加量由 120 mg/L 降至 60 mg/L，實(shí)現(xiàn)低硫生產(chǎn)目標(biāo)。
不同酸類(lèi)抑制能力對(duì)比：通過(guò)揮發(fā)性組分圖譜差異，量化對(duì)比辛酸與癸酸對(duì)酵母的抑制效果。數(shù)據(jù)表明，受分子鏈長(zhǎng)、脂溶性及細(xì)胞膜作用機(jī)制影響，同等濃度下癸酸對(duì)酵母發(fā)酵的抑制作用強(qiáng)于辛酸，為工藝中酸類(lèi)選型與劑量初步設(shè)定提供數(shù)據(jù)支撐。

（二）揮發(fā)性香氣組分定性與定量分析

電子鼻可精準(zhǔn)分離、識(shí)別葡萄酒中醛類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、萜烯類(lèi)、雜環(huán)化合物等數(shù)十種關(guān)鍵香氣物質(zhì)，包括決定酒體典型風(fēng)味的辛酸乙酯、癸酸乙酯、β- 芳樟醇、反式香葉醇等核心組分，并以色譜峰面積實(shí)現(xiàn)組分相對(duì)含量定量分析。

特征酯類(lèi)物質(zhì)專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)測(cè)：辛酸、癸酸會(huì)被酵母代謝轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的辛酸乙酯、癸酸乙酯，這兩類(lèi)物質(zhì)是改變葡萄酒香氣風(fēng)格的關(guān)鍵。檢測(cè)結(jié)果顯示，兩種酯類(lèi)生成量與對(duì)應(yīng)脂肪酸添加劑量呈顯著正相關(guān)；當(dāng)脂肪酸添加量超過(guò) 10 mg/L 時(shí)，酯類(lèi)含量變化可被明顯感知，直接影響酒體梨香、菠蘿香、蠟質(zhì)果香等風(fēng)味表現(xiàn)。
品種香氣保護(hù)效果分析：萜烯類(lèi)物質(zhì)（β- 月桂烯、順式 -β- 羅勒烯、芳樟醇氧化物等）是塔馬約阿薩葡萄的標(biāo)志性品種香氣。經(jīng)電子鼻圖譜比對(duì)，辛酸、癸酸終止發(fā)酵工藝下，各類(lèi)萜烯物質(zhì)含量無(wú)顯著波動(dòng)，證明該工藝可完整保留葡萄本身的天然果香與花香。同時(shí)通過(guò) β- 芳樟醇與（E）- 芳樟醇氧化物的比值變化，證實(shí)辛酸具備良好的抗氧化效果，可降低酒體氧化風(fēng)險(xiǎn)，維持新鮮風(fēng)味。

（三）酵母菌株適配性篩選

試驗(yàn)選用 ERSA、ST 兩種主流釀酒酵母，結(jié)合電子鼻判別因子分析（DFA）、主成分分析（PCA），區(qū)分不同酵母搭配酸類(lèi)工藝的風(fēng)味特征：

ERSA 酵母發(fā)酵體系中，辛酸乙酯生成量更高，搭配癸酸使用時(shí)，酒體香氣層次更豐富，能保留更多品種香與發(fā)酵香；
ST 酵母更易代謝生成癸酸乙酯，風(fēng)味特征偏向簡(jiǎn)潔；
結(jié)合工藝需求給出選型建議：以癸酸終止發(fā)酵時(shí)優(yōu)選 ERSA 酵母，以辛酸終止發(fā)酵時(shí)優(yōu)選 ST 酵母，最大限度減少原有風(fēng)味體系改變。

（四）樣品快速區(qū)分與工藝批次管控

利用電子鼻構(gòu)建各樣品香氣指紋圖譜，通過(guò)判別因子分析實(shí)現(xiàn)不同工藝樣品的快速分類(lèi)：DF1 軸可區(qū)分不同酵母發(fā)酵樣品，DF2 軸可精準(zhǔn)劃分辛酸處理組、癸酸處理組、復(fù)配酸處理組，區(qū)分準(zhǔn)確率高。該功能可應(yīng)用于：

研發(fā)階段：快速比對(duì)不同酸類(lèi)、不同劑量的工藝樣品，縮短配方篩選周期；
生產(chǎn)階段：建立標(biāo)準(zhǔn)指紋庫(kù)，對(duì)每批次成品酒、發(fā)酵中途酒樣進(jìn)行抽檢，排查工藝偏差、批次風(fēng)味不均等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化管控。

（五）感官風(fēng)味關(guān)聯(lián)性分析

將電子鼻檢測(cè)的揮發(fā)性組分?jǐn)?shù)據(jù)與人工感官評(píng)價(jià)聯(lián)動(dòng)，建立 “物質(zhì)含量 - 風(fēng)味表現(xiàn)" 對(duì)應(yīng)關(guān)系：明確乙醛、2 - 甲基丁醛帶來(lái)的辛辣氣息，各類(lèi)乙酯帶來(lái)的水果香氣，雜環(huán)化合物帶來(lái)的特殊風(fēng)味等。通過(guò)客觀儀器數(shù)據(jù)解讀感官差異，解決人工品評(píng)主觀誤差大、無(wú)法溯源風(fēng)味缺陷的痛點(diǎn)，為風(fēng)味優(yōu)化提供量化依據(jù)。

電子鼻解決方案綜合優(yōu)勢(shì)

結(jié)合酒類(lèi)研發(fā)、中試、工業(yè)化生產(chǎn)全流程需求，圍繞設(shè)備、技術(shù)、服務(wù)、落地四大維度打造一體化解決方案，突破單一儀器使用局限，適配葡萄酒企業(yè)、釀酒研究院、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)等不同用戶場(chǎng)景，優(yōu)勢(shì)如下：

硬件組合靈活，適配多場(chǎng)景檢測(cè)：整套方案以雙柱氣相色譜電子鼻為核心，搭配頂空進(jìn)樣系統(tǒng)、樣品前處理輔助設(shè)備、恒溫靜置裝置，無(wú)需復(fù)雜樣品衍生、萃取操作，酒液僅需簡(jiǎn)單分裝即可上機(jī)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)非破壞性快速檢測(cè)。雙柱差異化極性設(shè)計(jì)結(jié)合 FID 檢測(cè)器與捕集阱，大幅提升低濃度揮發(fā)性物質(zhì)的識(shí)別能力，既能區(qū)分相似度的風(fēng)味樣品，也可精準(zhǔn)定量微量香氣組分，兼顧科研級(jí)精度與生產(chǎn)線高通量檢測(cè)需求。
參數(shù)模塊化預(yù)設(shè)，上手門(mén)檻低：針對(duì)葡萄酒檢測(cè)場(chǎng)景預(yù)設(shè)成熟方法包，包含柱溫程序、載氣參數(shù)、進(jìn)樣條件等標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，操作人員無(wú)需精通氣相色譜原理，簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即可獨(dú)立操作；同時(shí)支持參數(shù)自定義，滿足新型工藝、特殊風(fēng)味酒樣的探索性檢測(cè)。
定制化方法開(kāi)發(fā)：根據(jù)用戶葡萄品種、目標(biāo)風(fēng)味、發(fā)酵工藝（酸類(lèi)選型、劑量梯度、酵母菌株），一對(duì)一開(kāi)發(fā)專(zhuān)屬檢測(cè)方法、香氣指紋庫(kù)與數(shù)據(jù)分析模型。針對(duì)低硫發(fā)酵、脂肪酸終止發(fā)酵等特色工藝，優(yōu)化組分分離條件，重點(diǎn)強(qiáng)化特征酯類(lèi)、萜烯類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)靈敏度。
多維數(shù)據(jù)分析賦能工藝優(yōu)化：配套專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件，集成 PCA、DFA、方差分析、線性擬合等多元統(tǒng)計(jì)工具，自動(dòng)完成峰識(shí)別、積分、數(shù)據(jù)比對(duì)、圖譜歸類(lèi)，輸出可視化報(bào)告。不僅提供原始檢測(cè)數(shù)據(jù)，還可解析組分變化規(guī)律、工藝相關(guān)性、風(fēng)味影響機(jī)制，將檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為工藝優(yōu)化方向，真正實(shí)現(xiàn) “檢測(cè) - 分析 - 優(yōu)化" 閉環(huán)。
工藝合規(guī)性輔助把控：結(jié)合 OIV 葡萄酒相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同步監(jiān)測(cè)二氧化硫殘留、發(fā)酵副產(chǎn)物等指標(biāo)，確保辛酸、癸酸終止發(fā)酵工藝符合行業(yè)規(guī)范，助力企業(yè)合規(guī)推進(jìn)低硫工藝升級(jí)。

東南科儀全周期一站式服務(wù)體系，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

全程落地服務(wù)：提供上門(mén)安裝調(diào)試、儀器校準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操培訓(xùn)、數(shù)據(jù)分析培訓(xùn)等一站式落地服務(wù)，覆蓋從實(shí)驗(yàn)室搭建、設(shè)備啟用到人員操作的全環(huán)節(jié)。針對(duì)批量檢測(cè)場(chǎng)景，協(xié)助制定標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程（SOP），保障不同操作人員、不同時(shí)間段檢測(cè)數(shù)據(jù)的一致性。
維保與應(yīng)急保障：建立標(biāo)準(zhǔn) + 定制化雙重維保體系，定期開(kāi)展儀器巡檢、色譜柱維護(hù)、傳感器校準(zhǔn)，預(yù)防漂移、故障等問(wèn)題；配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，提供快速應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)，針對(duì)生產(chǎn)線上突發(fā)檢測(cè)故障、數(shù)據(jù)異常及時(shí)排查修復(fù)，避免耽誤生產(chǎn)進(jìn)度。同時(shí)可按需提供 CNAS 校準(zhǔn)、3Q 驗(yàn)證等增值服務(wù)，滿足第三方實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)企業(yè)的資質(zhì)要求。
長(zhǎng)期技術(shù)迭代支持：持續(xù)跟進(jìn)行業(yè)新工藝、新檢測(cè)需求，免費(fèi)升級(jí)軟件算法與數(shù)據(jù)庫(kù)；針對(duì)用戶后續(xù)工業(yè)化放大試驗(yàn)、感官聯(lián)合分析、新品研發(fā)等需求，提供長(zhǎng)期技術(shù)咨詢與方案優(yōu)化支持，伴隨項(xiàng)目全生命周期發(fā)展。

電子鼻憑借快速、客觀、精準(zhǔn)、高通量的優(yōu)勢(shì)，適配辛酸、癸酸終止發(fā)酵生產(chǎn)低硫甜葡萄酒的工藝研發(fā)與品質(zhì)管控需求，可有效解析不同酸類(lèi)、劑量、酵母對(duì)酒體揮發(fā)性香氣的影響，助力企業(yè)篩選工藝參數(shù)，在降低二氧化硫用量的同時(shí)，保留葡萄酒天然風(fēng)味。

配套的整體解決方案打破了單一儀器的使用局限，依托靈活的硬件配置、專(zhuān)業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)、服務(wù)體系，可無(wú)縫對(duì)接實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、中試放大、工業(yè)化生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)。后續(xù)可結(jié)合感官評(píng)價(jià)小組開(kāi)展聯(lián)合試驗(yàn)，進(jìn)一步風(fēng)味預(yù)測(cè)模型，推動(dòng)該綠色發(fā)酵終止工藝在葡萄酒行業(yè)規(guī)?；涞?，助力酒類(lèi)行業(yè)向低硫、天然、風(fēng)味標(biāo)準(zhǔn)化方向升級(jí)。

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