智能感官技术赋能谷物风味机理研究｜上海保圣c‑Nose电子鼻助力旱碱麦品质解析

谷物风味是决定小麦食用品质、加工属性与市场附加值的核心评价维度，其形成贯穿作物种植胁迫、籽粒代谢积累、制粉工艺分级、热加工反应转化的完整链条。相较于常规种植小麦，旱碱麦长期处于干旱、高盐的双重逆境胁迫环境，籽粒内部代谢通路发生特异性调控，糖类、游离氨基酸、多肽、不饱和脂肪酸及多种风味前体物质大量富集，使其面制品具备醇厚浓郁、层次丰富的独特风味特征。现阶段，针对旱碱麦逆境生理、风味物质代谢、加工风味演变的深度机理解析，已成为粮食种质改良、特色粮油资源利用、高端面制品研发的重点科研方向。

在传统谷物风味研究体系中，检测手段存在明显的技术局限性。人工感官品评依赖评价员主观感知阈值，易受疲劳效应、环境干扰、个体差异影响，无法实现微量风味差异的精准量化与重复性验证，难以支撑严谨的机理对照实验。而气相色谱、质谱等理化检测设备，仅能对挥发性小分子香气物质进行靶向定性定量，仅在解释“香气成分差异”，无法表征小麦、面粉及熟制产品的整体味觉轮廓、滋味协调性、醇厚感、涩感、回甘及适口性差异。单一理化检测与人工品评的组合模式，存在数据片面、重复性差、无法建模分析的短板，难以系统完整地阐释旱碱麦区别于普通小麦的风味形成机理。

近日，中国农业科学院农产品加工研究所和中国农业科学院农产品加工与营养健康研究院（沧州）的谷物加工与品质调控团队、国家小麦产业技术体系质量安全与营养品质评价岗以旱碱麦为突破口，首次从种植、磨制到热加工全链条系统解析了“麦香味是什么、如何形成、为何旱碱麦香味更浓郁”三大问题，破译了藏在旱碱麦里的“麦香密码”。

在本次旱碱麦全链条风味机理解析研究中，科研团队引入上海保圣c‑Nose智能电子鼻感官分析系统作为核心香气量化检测设备，完成样品整体香气品质的标准化、数字化、智能化解析。上海保圣c‑Nose电子鼻采用多通道广谱气味传感器阵列技术，基于仿生嗅觉识别原理，模拟人体鼻腔嗅觉受体的感知机制，可对样品挥发气体中的醛、醇、酯、酮类等多维香气信息进行同步采集与信号转化。设备搭载高精度信号采集模块与降噪算法，能够过滤环境干扰信号，将复杂、模糊、难以量化的食品香气特征，转化为稳定客观、可用于统计学分析的数字化香气指纹图谱，实现谷物香气品质的精准表征。 

研究中，上海保圣c‑Nose电子鼻承担了全组别样品的香气差异对照实验，覆盖旱碱麦原粮、普通小麦对照样品、不同粉路面粉、不同热加工工艺面制品等多维度实验样本。依托快速无损检测、样品前处理简便的技术优势，设备高效完成大批量样品平行比对测试，精准捕捉不同种植胁迫、不同加工工序带来的细微香气差异。在实验逻辑中，电子鼻香气大数据与GC‑IMS、GC‑MS挥发性物质检测数据形成香气轮廓‑特征分子双向互补验证体系：理化仪器锁定具体挥发性风味小分子物质，保圣电子鼻表征样品宏观整体香气特征，从微观分子代谢与宏观感官品质双重维度，系统解析旱碱麦逆境富集香气前体、热加工过程转化生成风味物质的完整机理，为研究团队筛选10种核心差异风味物质、阐释旱碱麦浓醇麦香形成机制，提供关键的香气数据支撑。

在技术原理与学术应用方面，上海保圣c‑Nose电子鼻具备极强的科研适配性。设备传感器拥有高选择性、高灵敏度与优良交叉敏感性，不对单一气体组分响应，而是对样品整体挥发性风味体系开展全域识别，契合食品风味“复合协同效应”的科研逻辑。检测数据支持主成分分析、聚类分析、差异显著性分析、风味建模等深度统计学挖掘，能够直观区分样品香气相似度与差异化特征，完美适配种质对比、胁迫机理研究、工艺优化、品质分级、储存过程香气衰减研究等粮油科研场景。同时设备检测方法符合国标及行业感官分析技术规范，数据可溯源、可复现，可支撑学术论文、科研课题、专利成果产出，为谷物品质机理研究提供标准化智能感官解决方案。

现代粮食科研已经告别经验驱动的研究模式，步入精准量化、数字赋能、机理阐释的全新发展阶段。传统人工嗅辨评价受评价者个体差异、感官疲劳、环境条件等多重因素干扰，在数据客观性、结果可复现性上存在固有局限，已不能满足粮食品质深度研究的科研诉求。上海保圣c‑Nose电子鼻依托仿生传感核心技术，搭建客观标准化的谷物香气评价范式，破解小麦及面制品香气难以量化表征、重复性差、主观误差突出的关键技术难题，推动谷物香气评价由定性经验描述转向定量数字化解析。

立足粮食安全与种业振兴的发展背景，上海保圣将坚持自主仪器技术创新，以智能感官检测技术助力粮油科研体系建设，助力特色旱作、盐碱地逆境作物资源的挖掘利用，为谷物品质分子机理研究、优良种质筛选培育、高端面制品产业提质升级，筑牢国产科学仪器的硬件底座与技术支撑。