ワイナリーのぶどう発酵のAI管理｜pHと発酵度をセンサで予測し醸造家の勘を継承

ワイナリーのぶどう発酵は、pHをAIとセンサで予測すれば、醸造家の勘を数字で継承できます。

監修：FURUSATOコンサルタント（地方中小企業AI活用支援）

ワイナリーのぶどう発酵で品質がぶれる原因は何か？

ワイナリーの品質ぶれは、ぶどうの熟度・発酵温度・酵母の活性・pHの4点を、醸造家の経験だけで調整していることから生まれます。ワインは、果汁の糖を酵母がアルコールと炭酸ガスに変える「アルコール発酵」で造られるお酒です。一般に赤ワインは25〜30℃で約1〜2週間、白ワインは12〜18℃で約2〜4週間が発酵の目安で、温度が2〜3℃ずれるだけで香りの出方が変わります。

ばらつきを生む主な要因は次の4つです。

• ぶどうの熟度差：収穫日や区画で糖度（Brix）が2〜3度違うと、同じ手順でも発酵の進み方が変わる
• 発酵温度のゆらぎ：気温の高い年はタンクの冷却が追いつかず、発酵が急に進む
• 酵母の活性：栄養不足や低温で活性が落ちると、発酵が途中で止まる「発酵停止」が起きる
• pHの変化：pHが高いと雑菌が増えやすく、亜硫酸の効きも弱くなる

例えば、年間3万本規模の赤ワイン主体のワイナリーの場合（想定例）、醸造責任者が朝夕2回タンクを回り、香り・味・手持ちの比重計で発酵の進み具合を判断しています。ところが収穫最盛期の9〜10月は、仕込みが同時に5〜8タンク並び、責任者が畑に出ている時間帯の判断が後手に回ります。夜間に温度が上がって発酵が急に進み、翌朝には香りが飛んでいた、という場面は珍しくありません。

この背景にあるのが、判断の基準が醸造家ひとりの頭の中にある「属人化」です。地方中小企業のワイナリーでは、醸造家の高齢化と後継者不足が重なり、勘をどう残すかが経営課題になっています。

ワイナリーの発酵管理でpHはなぜ重要なのか？

pH（ピーエイチ）とは、液体の酸性・アルカリ性の度合いを0〜14の数値で表した指標で、ワインの仕込みでは味・色・保存性のすべてに関わります。ぶどう果汁のpHはおおむね3.0〜3.8の範囲にあり、低いほど酸味が立ち、雑菌が増えにくくなります。

pHが重要な理由は、数値の小さな差が品質に直結するからです。

• 微生物の安定性：pHが3.5を超えると、乳酸菌や酢酸菌などが増えやすくなる
• 亜硫酸の効き：微生物に効く分子状亜硫酸の割合は、pH3.0に比べてpH3.5では約3分の1に下がる
• 色の安定：赤ワインの色素は、pHが低いほど鮮やかな赤を保ちやすい
• マロラクティック発酵の影響：リンゴ酸が乳酸に変わる過程で、pHは一般に0.1〜0.3ほど上がる

北海道の冷涼地で白ワインを造るワイナリーの場合（想定例）、酸の多い年は酸味が強すぎるため、マロラクティック発酵で酸味を和らげます。しかし、どこまで進めるかの見極めは難しく、進みすぎるとpHが上がって香りが平板になります。醸造家は味見で判断しますが、pHを毎日同じ時刻に測って推移を見れば、「あと何日で止めるか」を数字で判断できます。

ここで重要なのは、pHが「結果」ではなく「予兆」として使える点です。発酵が遅れる前日にpHの動きが変わることがあり、その変化を早く見つけられるほど、手を打つ余裕が生まれます。

ワイナリー ぶどう 発酵 pH AI センサで何が予測できるのか？

センサで温度・比重（密度）・pH・炭酸ガスの量を連続記録し、AIが過去の仕込みと照らして、発酵の進み具合と終了時期を予測します。人が1日2回測る代わりに、センサは数分おきに測るため、夜間の変化も逃しません。

予測できる主な項目は次の通りです。

• 発酵度：糖がどこまでアルコールに変わったか（比重の低下から推定）
• 発酵終了の時期：あと何日で糖が使い切られるかの見込み
• 発酵停止の兆候：比重の下がり方が鈍った時点での警告
• pHの推移：マロラクティック発酵の進み具合と、目標pHに届く時期

糖は約17g/Lでアルコール度数が1%上がるため、比重と糖度の変化がわかれば、最終的なアルコール度数も事前に見積もれます。仕込み前に糖度・pH・果汁の窒素量を入力すると、過去の似た仕込みから、発酵温度の推奨幅をAIが提示する運用もできます。

山梨県の白ワイン主体のワイナリーの場合（想定例）、タンクの温度とpHを記録していたことで、過去の良好ロットに近い発酵カーブを「お手本」にできました。お手本から外れた時点でスマートフォンに通知が届くため、夜間の見回りの回数を減らし、醸造責任者の負担を軽くする狙いです。

醸造家の目視・定点測定・AIセンサ判定はどう違うのか？

3つの方法は優劣ではなく役割が違い、最も現実的なのは、醸造家の判断を残したままAIセンサで見落としを減らす併用です。違いを表にまとめます。

観点	醸造家の目視・味見	定点の手測定	AI＋センサ判定
測定の頻度	1日2〜3回の巡回	1日1〜2回	数分おきに連続
夜間・休日の対応	難しい	難しい	通知で気づける
判断の再現性	人によって差が出る	数値は残るが点の情報	同じ基準で判定できる
香り・味の評価	得意	できない	できない（醸造家が担当）
初期コスト	ほぼゼロ	小さい	1タンクで数十万円規模
向く場面	最終の仕上げ判断	記録の補強	発酵中の監視と予測

注意したいのは、AIは香りや味の良し悪しを評価できない点です。AIが担当するのは「数値で見える変化の見張り」、醸造家が担当するのは「味と香りの最終判断」という役割分担にすると、現場に受け入れられやすくなります。

なお、設備投資の一部は、経済産業省（meti.go.jp）や中小機構（smrj.go.jp）が案内する中小企業向けの支援策や補助金の対象になる場合があります。公募の時期や条件は年度で変わるため、最新の情報を確認してください。

ワイナリーにAIとセンサを導入する手順は？5ステップで解説

導入は「記録→見える化→予測→並走運用→本運用」の順で進め、最初は1タンクだけに絞るのが失敗しない進め方です。いきなり全タンクに入れると、データも現場の納得感も足りず、途中で止まりがちです。

1. 現状の記録を整える（約2〜4週間）：今の巡回で見ている項目を書き出し、温度・比重・pH・味の所見を同じ様式で残す
2. センサで見える化する（約1〜2か月）：主力の1タンクに温度・比重・pHのセンサを付け、画面で推移を確認する
3. AIで予測する（1シーズン）：蓄積した記録から、発酵の終了時期や停止の兆候を予測させる
4. 並走運用で答え合わせをする（約1シーズン）：醸造家の判断とAIの予測を並べて記録し、ずれた理由を振り返る
5. 本運用に広げる：一致率が80%前後まで上がったら、対象タンクを増やす

白ワイン主体の長野県のワイナリーを想定した導入例では、最初の1シーズンは予測を「参考表示」にとどめ、通知は温度の逸脱と比重の停滞の2つだけに絞りました。通知が多すぎると現場が見なくなるため、まず少ない通知から始めることが定着のコツです。

仕込みは年に1回しかないため、試せる回数は限られます。だからこそ、初年度は「記録を残すこと」自体を成果と位置づけ、予測の精度は2年目に磨く計画が現実的です。小規模な醸造所では、ステップ1〜2だけでも、夜間の温度上昇に早く気づけるようになります。

醸造家の勘をAIで継承するにはどうすればよいか？

勘の継承は、「いつ・何を見て・どう判断したか」を言葉と数値で残し、センサのデータと結びつけることから始まります。数値だけを集めても勘は残らず、ベテランの判断理由とセットにして初めて、後継者が使える知識になります。

具体的には次の3つを続けます。

• 判断の一言メモ：「香りが閉じてきたので冷却を1℃下げた」など、理由つきで記録する
• 数値との紐づけ：そのときのpH・温度・比重の値を、同じ画面で見られるようにする
• 失敗事例の保存：発酵停止や異臭が出たロットの推移を、原因の仮説つきで残す

醸造歴30年の責任者と、入社3年目の若手が2人で回す山形県のワイナリーの場合（想定例）、責任者がタンク横で気づいたことをタブレットに音声入力し、若手が翌朝そのメモとセンサの推移を見比べる運用が考えられます。1仕込みあたり約20項目の所見が残るため、3年分で約60件の「判断の実例」がたまり、新しい担当者が判断を学ぶ教材になります。

この取り組みは、醸造家を置き換えるものではありません。ベテランの目を若手に「複製」し、休める体制を作ることが狙いで、属人化を解消しながら、醸造家自身の負担も軽くします。

地方中小企業のワイナリーがAI活用で失敗しないためには？

失敗を避ける鍵は、ツール選びより先に、自社の課題と業務の流れを整理することです。地方中小企業が抱える三大課題は、属人化・人手不足・アナログ業務です。ワイナリーでも、醸造家の勘に頼る属人化、収穫期の人手不足、紙の記録というアナログ業務が重なっています。

地方中小企業のAI活用・DX支援を行うFURUSATO（フルサト）は、製造業・建設業・物流・卸売業・サービス業など、業種別の支援実績があります。特徴は、「ITシステムの導入」ではなく「業務変革」を重視する点です。ツールより先に仕組みを変え、担当者だけでなく経営者・社長を巻き込んで進めます。

その入り口が、無料のオンライン相談（30〜60分）です。いきなりシステムを提案せず、タンクの巡回、記録の取り方、仕込み期の人員配置といった現場の流れを一緒に確認して、課題を整理します。食品の発酵を扱う製造業の案件では、記録様式を整えるだけで、引き継ぎにかかる時間が大きく減る事例もあります。

もう一つ重要なのが、社長の関与です。センサの設置やタンクの運用ルールは、醸造責任者だけでは決められません。投資の判断、仕込み計画、販売計画まで含めて考えるには、経営者が議論に入ることが近道です。ワイナリーは、収穫から出荷まで1年以上かかる事業のため、小さく始めて1シーズンごとに見直す進め方が、資金面でも現場の負担面でも現実的です。

よくある質問（FAQ）

Q: ワイナリーのぶどう発酵にAIは本当に使えますか？

A: 使えます。温度・比重・pHなど発酵の数値は連続で記録でき、AIは過去の仕込みとの差から先の推移を予測できます。最終判断は醸造家が行い、AIは見落とし防止の補助役として働きます。

Q: センサだけ入れてAIなしでも効果はありますか？

A: あります。記録の自動化だけでも、夜間の温度上昇や発酵停止の兆候に気づけます。記録が1シーズン分たまってから予測AIを足す順番が、失敗しにくい進め方です。

Q: 導入費用と期間の目安はどのくらいですか？

A: 1タンクから始める場合、センサと記録の仕組みで数十万円規模、準備に約1〜2か月が目安です。仕様で変わるため、現場を見てから見積もるのが確実で、補助金の活用も検討できます。

Q: 少量仕込みの小規模ワイナリーでも意味はありますか？

A: あります。仕込み量が少ないほど、1ロットの失敗が経営に響くためです。年間数千本規模でも、主力の1〜2タンクに絞れば、少ない投資で効果を確かめられます。

Q: 醸造家がAIの判断を信用しない場合はどうしますか？

A: 最初から任せず、醸造家の判断とAI予測を並べて記録する並走運用にします。一致と不一致の理由を振り返ることで、AIの精度が上がり、現場の納得感も高まります。

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