新型葡萄酒检测可在每个样品不到一分钟内识别葡萄异味

2026年 06月 23日

研究人员表示,这种快速筛查方法可加快采收决策,并与较慢的标准实验室确认技术形成互补。

研究人员周四在美国酿酒学与葡萄栽培学会全国会议上展示了两项新的酿酒分析工具,介绍了更快检测葡萄异味以及将单宁化学与葡萄酒涩感联系起来的方法。

该场次于下午3:45至4:25在 Grand Ballroom 100C 举行,重点讨论酿酒学中的方法开发。其中一项报告来自康奈尔大学,研究利用实时直接分析质谱法,即 DART-MS,快速测量葡萄中的“青味”和“霉味”挥发物。另一项来自宾夕法尼亚州立大学,介绍了一种高通量的单宁碎片指纹分析方法,旨在更好解释葡萄酒口感差异。

康奈尔大学的 Zoe Scott、Andre Kalenak 和 Gavin Sacks 表示,对未成熟和与霉变相关的异味进行可靠、快速筛查,对采收、分选和调配决策都很重要。他们重点关注两种可能限制品质的化合物:trans-2-hexenol,与青味和草本气息相关;以及 1-octen-3-ol,与蘑菇香气相关。

这些化合物通常通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法,即 HS-SPME-GC-MS 进行测定,研究人员称其为标准确认方法。但他们表示,每个样品约30分钟的 GC-MS 周期时间会限制采收接收环节的处理能力。

为解决这一限制,康奈尔团队开发了一套工作流程,将顶空提取中的固相网增强吸附与 DART-MS/MS 结合起来。由于醇类在 DART 条件下电离效率较低,研究人员采用位阻氮碱进行原位衍生化,以提高电离效率。他们测试了孔内预孵育衍生化和以雾状方式施加的后孵育衍生化两种方式。

在水性模型体系中,团队报告称 trans-2-hexenol 产生了强响应,而 1-octen-3-ol 的检出限低于其感官阈值,因此能够在低浓度下加以区分。饱和的 1-hexanol 响应较弱,研究人员称这在预期之中。在所测试的试剂中,pyridine 和 quinoline 提供了最佳灵敏度,而更强或分子量更高的碱则提高了化学背景和检出限。

该团队表示,在 SPMESH-DART-MS/MS 之前以后孵育方式施加位阻氮碱,可实现对 trans-2-hexenol 和 1-octen-3-ol 的筛查,每个样品不到一分钟。他们将这一方法描述为在压榨季和常规质量控制中,可供酒庄和服务实验室使用、对 HS-SPME-GC-MS 形成实用高通量补充的方法。如果大规模采用,这种速度有助于生产者更快做出采收决策,减少与异味相关的损失,并提高不同批次之间的一致性。

康奈尔大学这项研究得到了纽约州葡萄酒与葡萄基金会以及 E&J Gallo Winery 的支持。

在第二场报告中,宾夕法尼亚州立大学的 Yanxin Lin、Helene Hopfer、Duncan Calvert、Ezekiel Warren 和 Misha Kwasniewski 讨论了另一个问题:为什么在标准化学指标上看起来相似的葡萄酒,在口腔中的感觉仍可能不同。研究人员表示,pH、可滴定酸度、乙醇,甚至总酚或单宁测定等传统指标,往往无法解释涩感,因为酚类物质高度多样,其感官效应取决于分子结构以及与葡萄酒基质和唾液的相互作用。

他们的研究将单宁碎片指纹数据与加州 Cabernet Sauvignon 葡萄酒的感官评价联系起来。这些葡萄酒是有意按传统指标选择为化学特征较窄的一组。该指纹分析方法采用液相色谱-串联质谱,并结合电喷雾源内碎片化,为缩合单宁、水解单宁、氧化衍生加合物和芪类生成结构指纹。

宾夕法尼亚州立大学团队将这些数据集与分光光度法测定和基础组成测量结合起来,再通过多变量分析与投射映射感官构型进行比较。在 PLS2 模型中,基础化学指标对两个感官维度的预测价值都较低,尤其是 Dim2,其 Q² 为 0.029。捕捉总体酚类的分光光度法测定对 Dim1 的预测效果很好,Q² 为 0.664,但对 Dim2 表现很差,Q² 为 -0.588。

单宁碎片指纹分析与感官图谱的匹配度最高。研究人员称,它对 Dim1 的预测稳健,Q² 为 0.711;对 Dim2 的预测也可接受,Q² 为 0.368。载荷模式显示,氧化衍生特征和缩合单宁特征主导了 Dim1,而水解单宁特征和芪类相关特征对 Dim2 的贡献更大。

研究人员表示,这些结果表明,将单宁碎片指纹分析与投射映射结合,可以在一组化学特征较窄的葡萄酒中,更敏感地把酚类结构与涩感相关口感联系起来。对于生产者而言,这可能比仅依赖基础化学或总体测定提供更精确的单宁表征方式,从而有望改善调配选择并提升感官一致性。

宾夕法尼亚州立大学这项研究得到了美国农业部国家食品与农业研究所 Hatch Program 的支持,项目编号为 PEN04792 和 PEN04761,同时还获得美国葡萄园基金会项目 2025-2954 的支持。