贺兰山东麓有机葡萄自然发酵葡萄酒的微生物群落与香气特征研究

本研究针对消费者对健康食品和可持续农业日益增长的需求，聚焦有机种植与自然发酵对葡萄酒品质的影响。研究人员通过高通量测序(HTS)、高效液相色谱(HPLC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)等技术，系统分析了贺兰山东麓有机与常规管理葡萄园"赤霞珠"的自然发酵过程。研究发现有机管理显著提升微生物多样性(+16%发酵香气、+72%品种香气)，并揭示Saccharomyces等微生物与特定香气物质的强相关性，为自然葡萄酒生产提供科学依据。

　　

在追求健康饮食与生态友好的时代浪潮中，葡萄酒产业正面临重大转型。传统工业化酿酒过程中标准化酵母接种虽能保证产品稳定性，却导致微生物多样性丧失和风味同质化。与此同时，有机葡萄栽培虽被证实能提升果实品质，但其对自然发酵过程中微生物演替及最终酒体风味的影响机制尚不明确。贺兰山东麓作为中国新兴葡萄酒产区，亟需建立符合当地风土的有机酿酒技术体系。

针对这一科学问题，研究人员以宁夏地区有机管理(OMV)与常规管理(CMV)葡萄园的"赤霞珠"为原料，采用完全自然发酵工艺，运用高通量测序(HTS)解析微生物群落动态，结合高效液相色谱(HPLC)监测酒体基本参数，采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测挥发性物质，并通过感官评价建立风味图谱。通过构建微生物-香气物质网络模型，首次系统揭示了贺兰山东麓有机葡萄酒的特征指纹。

微生物多样性特征

有机葡萄醪液表现出更丰富的微生物α多样性，Saccharomyces相对丰度降低使Hanseniaspora和Metschnikowia等非酿酒酵母获得竞争优势。细菌群落中Pantoea始终保持优势地位，这种稳定的微生物演替模式为自然发酵质量控制提供新依据。

酒体参数变化

OMV葡萄酒甘油含量显著提升，总酸度、酒石酸和柠檬酸含量降低。这种独特的化学特征与微生物代谢活动直接相关，证实有机管理能诱导特定的生化代谢途径。

香气物质谱系

GC-MS检测发现OMV葡萄酒中发酵香气物质增加16%，品种香气物质增幅高达72%。除典型的花香和甜果香外，独特的指甲油（乙酸乙酯）和植物味（C₆醛类）特征形成鲜明风味印记。网络分析显示Saccharomyces与高级醇、Hanseniaspora与乙酸酯类、Pantoea与萜烯类物质存在显著相关性。

该研究构建了从葡萄园管理到终端风味的完整知识链条，证实有机栽培通过重塑微生物群落结构影响发酵进程和酒体特性。发现的微生物-香气关联模型为定向调控葡萄酒风味提供理论支撑，推动中国葡萄酒产业向"自然、健康、特色化"方向发展。特别值得注意的是，研究揭示的Pantoea细菌在发酵系统中的稳定存在现象，为拓展酿酒微生物资源库开辟了新思路。这些发现发表于《Journal of Integrative Agriculture》，对实现葡萄酒产业可持续发展具有重要指导价值。