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塔里木大学『朱丽霞』教授团队发表对葡萄酒香气文献数据进行定量挖掘，以实现规格复用 的研究
发布时间：
2026-10-22
来源：
食研科普
导 读
塔里木大学食品科学与工程学院朱丽霞教授团队在《Food Chemistry: X》（Q1：IF=8.2）发表题为“Quantitative mining of wine aroma literature data for specification reuse”的研究性论文。
葡萄酒香气数据集丰富，但由于分析平台、定量方案和报告格式的跨研究差异巨大，难以重复利用。本研究整理并归一化了1998年至2026年间发表的定量挥发性数据，涵盖化合物身份、浓度、分析元数据和气味阈值。从5000多篇出版物中筛选出103项有效研究，构建了包含792种挥发性化合物、38个葡萄品种和来自22个国家样本的数据集。通过PCA、PLS-DA和随机森林筛选的交集，初步选出31个探索性候选品种标记物。一项概念验证评估使用了24款商业赤霞珠和马瑟兰葡萄酒的HS-SPME-GC-MS和感官分析。商业葡萄酒PLS-DA模型得出R²Y(cum)=0.971和Q²(cum)=0.947，内部ROC-AUC为0.840；没有可用的独立外部测试集。本研究探索了一个重复利用基于文献的葡萄酒香气数据的框架。不完整的元数据、不一致的定量方法、缺失值处理以及不平衡的品种和地理覆盖仍是局限性，需要在统一的分析条件下进行独立验证。
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研究背景
葡萄酒香气是由葡萄前体、微生物代谢、陈酿反应及多相基质互作共同塑造的复杂化学-感官属性。过去三十年，GC-MS、GC-O、全二维气相色谱等高分辨分析技术的快速迭代，已实现葡萄酒中数千种挥发性化合物的系统鉴定，极大深化了香气形成机制认知，为葡萄酒品质评价、产地真实性鉴别提供了核心科学支撑。近年前沿研究进一步将先进色谱平台与化学计量学、机器学习融合，依托全二维气相色谱-高分辨质谱结合随机森林、支持向量机等算法，成功筛选出产地与品种特征香气标记物，在挥发性物质特征预测感官属性任务中展现出优异性能。
当前葡萄酒香气研究仍存在显著痛点：全球已发表的定量香气数据高度碎片化，不同研究在提取流程、分析平台、鉴定标准、定量策略上差异巨大，化合物浓度报告形式不统一，对未检出、低于定量限等状态的定义边界模糊，仅靠常规统计归一化无法完全消除不同实验室、平台带来的固有异质性，文献衍生香气数据的直接横向比较与二次利用难度极大，构建标准化、全流程质控的葡萄酒香气数据库已成为领域推进智能化研究的核心前提。
本研究通过整合全球公开的葡萄酒定量香气数据集，构建文献衍生的标准化葡萄酒香气数据库：系统协调已发表的挥发性化合物定量数据并补充完整分析来源信息，解析葡萄品种、地理产地等核心因子对香气变异的影响规律，依托PCA、PLS-DA与随机森林模型筛选品种关联特征香气标记物，最终通过赤霞珠、马瑟兰葡萄酒的HS-SPME-GC-MS实验与感官评价完成概念验证，为全球葡萄酒香气多样性解析、品质智能评估技术落地提供基础框架。
研究结论
本研究通过协调来自103项研究、792种化合物、38个葡萄品种和22个国家的已发表挥发性数据，建立了一个文献衍生的葡萄酒香气数据库。通过整合化合物身份、定量信息、分析元数据、样本来源和气味阈值，所得数据集为先前碎片化的葡萄酒香气数据的二次利用和跨研究比较提供了结构化基础。
PCA、PLS-DA和随机森林筛选的交集识别出一组31个与品种区分相关的候选化合物。通过对24款商业赤霞珠和马瑟兰葡萄酒的化学和感官评估，探索了它们的潜在相关性。内部区分（R²Y=0.971，Q²=0.947，AUC=0.840）需要在独立队列中确认。尽管如此，这些化合物应被视为品种倾向的候选指标，而非普遍化学指纹，因为它们的丰度还可能受到年份、产区、酿造工艺和分析平台的影响。跨研究异质性、缺失值处理和阈值覆盖仍是局限性。未来工作应优先考虑统一测量、基质匹配阈值和独立验证。
图文赏析
图1 （1.PRISMA 流程图，展示文献检索和研究筛选过程。（2.气泡图展示了文献计量分析的结果。（3.基于文献出现频率的葡萄酒香气化合物研究覆盖分布。（4.葡萄品种在葡萄酒香气研究中的地理分布。
图2 （1.葡萄酒香气成分的定性与定量可视化。（2.基于百分比IncMSE的随机森林模型变量重要性排序。
图3（1. 不同葡萄酒样品中香气成分的多元分析。（2.基于校准或内标半定量测量的原型模型的PLS-DA得分图。
作者简介
通讯作者：朱丽霞，塔里木大学食品科学与工程学院教授、博导，中国农业大学博士，兵团英才、天山英才，兼任工业与食品真菌专业委员会副主任、新疆微生物学会理事、中国食品科学技术学会葡萄酒分会理事、阿克苏地区质检中心学术带头人。长期聚焦新疆发酵食品微生物资源挖掘与特色发酵饮品开发，重点开展慕萨莱思等南疆传统发酵食品酵母菌、乳酸菌资源收集保藏、种群多样性与群体演化、风味物质微生物代谢机理研究，致力于特色功能发酵菌株筛选与发酵新产品研发。先后主持5项国家自然科学基金、兵团重点科技攻关项目及多项厅局级课题，以第二完成人获新疆维吾尔自治区科技进步二等奖，授权发明专利5项，发表学术论文60余篇，含多篇SCI论文，出版专著1部。扎根南疆开展产学研落地，牵头攻克慕萨莱思规模化生产技术瓶颈，参与制定慕萨莱思相关地方标准，推动南疆特色果酒产业由作坊式生产向工业化示范转化，同时承担本科生、硕博士研究生培养工作，持续服务新疆特色农产品精深加工产业发展。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.fochx.2026.104611
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