響應面法優化無核白甜葡萄酒釀造工藝研究

雷 靜，陳 雅，仲衛娟，韓 琛，吳 斌，阿依加馬麗·加帕爾

（1.新疆農業科學院，吐魯番農業科學研究所，新疆吐魯番838000； 2.阜康市農業技術推廣中心，新疆阜康831500）

響應面法優化無核白甜葡萄酒釀造工藝研究

雷 靜1，陳 雅1，仲衛娟2，韓 琛1，吳 斌1，阿依加馬麗·加帕爾1

（1.新疆農業科學院，吐魯番農業科學研究所，新疆吐魯番838000； 2.阜康市農業技術推廣中心，新疆阜康831500）

以無核白葡萄為原料，利用響應面分析方法，建立無核白甜葡萄酒酒精度（Y1）、感官指標分值（Y2）與酵母接種量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和發酵溫度（X4）的數學二次多項回歸方程模型，分析得到無核白甜葡萄酒發酵工藝最優條件：酵母接種量X1=5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和發酵溫度X4=20.16℃，無核白甜葡萄酒酒精度為11.8%vol，感官指標分值為94.17。用此工藝參數釀造的無核白甜葡萄酒呈禾稈黃色，澄清透亮，無懸浮物和沉淀，具有濃郁的葡萄果香，酒香怡人，醇厚柔和，回味綿長。本研究為我區無核白葡萄產業提供技術支撐。

無核白葡萄酒； 酒精度； 感官指標； 響應面

吐魯番獨特的自然生態環境與民族風情賦予了無核白葡萄的優良品質，無核白葡萄，顆粒橢圓，皮薄肉脆，汁多味甜，鮮果含糖量達24%以上，成熟時晶瑩碧透，猶如一串串掛在葡萄架上的綠色珍珠，是葡萄中的佳品。無核白葡萄富含白藜蘆醇及黃酮類物質以及易于人體吸收的磷、鐵、鈣、鎂、鉀等礦物質和多種維生素。用其釀造的無核白葡萄酒顏色呈淡金黃色，新鮮，具有清淡的果香味，風格典型[1]。

葡萄產業是吐魯番地區的支柱產業之一，主栽品種為無核白葡萄，據統計，2015年吐魯番地區種植無核白葡萄約50萬畝，占吐魯番葡萄種植面積的90%以上，是我國最大的無核白葡萄種植地區。吐魯番地區無核白葡萄主要以鮮食和制干形式進入市場，相對于釀酒產業，用于鮮食和制干的無核白葡萄的加工價值相對較低。隨著吐魯番地區無核白葡萄產業發展轉型，吐魯番地區樓蘭酒業、駝鈴酒業等多家酒廠，響應市場需要，大力發展吐魯番特色無核白甜葡萄酒產業。目前我區無核白葡萄酒存在果香味淡薄的主要問題，本研究主要采用自主篩選的無核白產香酵母菌種，利用響應面分析方法，優化無核白甜葡萄酒發酵工藝參數，為無核白葡萄的深加工提供新的方向，也為無核白甜葡萄酒的開發提供基礎理論數據[2-3]。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：無核白葡萄，購于吐魯番市葡萄鄉，葡萄色澤為黃綠色，無蟲害等；釀酒酵母，自選酵母。

儀器設備：FA1004型電子分析天平，3K15型低溫離心機，SFZO.450型紫外可見分光光度計，酒精計，比重計，全自動電位滴定儀，100 L控溫不銹鋼發酵罐。

1.2 實驗方法

1.2.1 無核白甜葡萄酒釀造工藝流程

無核白葡萄→榨汁→澄清→調節糖酸比→發酵→終止發酵→倒灌→陳釀→澄清→過濾→殺菌→灌裝→成品[4-5]

1.2.2 無核白甜葡萄酒感官評價標準[6]

采用各個工藝釀造得到的無核白葡萄酒，對照下表評定葡萄酒的綜合感官指標。選擇10名評酒人員，通過觀色、聞味、品嘗，按照評分表打分，去掉最高分和最低分，取平均值即為此款酒的感官指標分值，見表1。

表1 無核白甜葡萄酒感官指標分值評價標準

1.2.3 響應曲面優化無核白甜葡萄酒發酵條件[7-11]

在單因素實驗的基礎上，對無核白甜葡萄酒發酵條件進行響應曲面優化。以酵母接種量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和發酵溫度（X4）作為4個考察因素，每個因素選取3個顯著水平見表2。

1.3 指標測定方法

表2 無核白甜葡萄酒發酵條件響應曲面分析因素與水平

酒精度、總糖、總酸測定：國標法GB/T 15038—2006。

2 結果與分析

2.1 數學模型

表3為無核白甜葡萄酒發酵工藝響應分析方案及結果。將表3實驗數據輸入計算機經SAS8.0統計軟件處理，采用響應曲面統計方法對實驗數據進行擬合，建立無核白甜葡萄酒酒精度（Y1）與酵母接種量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和發酵溫度（X4）的數學二次多項回歸方程：

將表3實驗數據輸入計算機經SAS8.0統計軟件處理，采用響應曲面統計方法對實驗數據進行擬合，建立無核白甜葡萄酒感官指標（Y2）與酵母接種量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和發酵溫度（X4）的數學二次多項回歸方程：

進一步對回歸模型進行顯著性檢驗，響應曲面數據的方差分析結果見表4、表5，分析結果顯示模型的p＜0.05，表明回歸模型顯著。失擬項p＞0.05，不顯著，說明該模型擬合程度良好，實驗誤差小，可以用此模型來分析和預測無核白甜葡萄酒酒精度和感官指標。由此可以認為上述設置的二次回歸方程模型是合適的。

2.2 無核白甜葡萄酒發酵工藝的響應曲面分析與優化

2.2.1 無核白甜葡萄酒酒精度與各因素的關系

表3 無核白甜葡萄酒發酵工藝響應分析方案及結果

表4 回歸模型系數及顯著性檢驗結果(酒精度)

表5 回歸模型系數及顯著性檢驗結果(感官指標分值)

圖1 無核白甜葡萄酒酒精度與各因素的響應面關系

圖2 無核白甜葡萄酒感官指標與各因素的響應面關系

模型的響應曲面及其等高線見圖1，圖1直觀地反映了各因素對無核白甜葡萄酒的影響。由圖1的近似圓形的等高線可知，酵母接種量、發酵溫度對酒精度的交互作用不顯著（越接近圓形交互作用越不顯著）。由于葡萄酒的酒精度并不是越高越好，只要在國標范圍內就可以。因此，可以在實驗范圍內尋找最優點。得到酵母接種量X1=5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和發酵溫度X4=20.16℃，無核白甜葡萄酒酒精度為11.8%vol。

2.2.2 無核白甜葡萄酒感官指標與各因素的關系

模型的響應曲面及其等高線見圖2，圖2直觀地反映了各因素對無核白甜葡萄酒的影響。由圖2的近似圓形的等高線可知，酵母接種量、初始pH值對葡萄酒感官指標分值的交互作用不顯著（越接近圓形交互作用越不顯著）。葡萄酒的感官指標越高越好。因此，可以在實驗范圍內尋找到感官指標分值最高點。通過模型可以得出，當酵母接種量X1= 5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和發酵溫度X4=20.16℃時，無核白甜葡萄酒的感官指標分值為94.17。

2.3 優質無核白甜葡萄酒質量指標

2.3.1 感官指標

外觀：無核白甜葡萄酒呈禾稈黃色，澄清透亮，無懸浮物和沉淀。

風味：具有濃郁的葡萄果香，酒香怡人，醇厚柔和、回味綿長。

2.3.2 理化指標

酒精度（20℃，v/v）10.0%vol±1%vol；干浸出物≥18.0；總酸（以檸檬酸計）5.0～8.0 g/L；揮發酸（以乙酸計）≤1.2 g/L。

2.3.3 衛生指標

參照GB 2758—2005發酵酒衛生標準，所釀制的葡萄干酒的衛生標準符合國家衛生標準。

3 結論

3.1 利用響應面分析方法，建立無核白甜葡萄酒酒精度（Y1）、感官指標分值（Y2）與酵母接種量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和發酵溫度（X4）的數學二次多項回歸方程模型：

分析得到無核白甜葡萄酒發酵工藝最優條件：酵母接種量X1=5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和發酵溫度X4=20.16℃時，無核白甜葡萄酒酒精度為11.8%vol，感官指標分值為94.17。

3.2 采用優化后工藝，得到無核白甜葡萄酒外觀呈禾稈黃色，澄清透亮，無懸浮物和沉淀；具有濃郁的葡萄果香，酒香怡人，醇厚柔和、回味綿長。

理化指標：酒精度（20℃，v/v）10.0%vol±1%vol；總糖≥45 g/L；干浸出物≥18.0；總酸（以檸檬酸計）5.0～8.0 g/L；揮發酸（以乙酸計）≤1.2 g/L。衛生標準符合國家衛生標準。

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Optimization of the Fermentation of Seedless White Grape Sweet Wine by Response Surface Method

LEI Jing1,CHEN Ya1,ZHONG Weijuan2，HAN Chen1,WU Bin1and JIAPAER Aijamal1
(1.Turpan Institute of Agricultural Sciences,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Turpan,Xinjiang 838000;
2.Fukang Agricultural Technology Promotion Center,Fukang,Xinjiang 831500,China)

The quadratic multinomial regression equation model of the alcohol content of seedless white grape sweet wine(Y1),its sensory index score(Y2),yeast inoculation quantity(X1),the initial sugar(X2),the initial pH value(X3)and fermentation temperature (X4)was set up by response surface method.The optimum fermentation conditions were determined as follows:X1=5.6%,X2= 23.11%,X3=3.54,X4=20.16℃,Y1=11.8%vol,and Y2=94.17.The produced wine was grain yellow,clear and transparent with no suspension and precipitation.Besides,it had full-bodied grape aroma,enjoyable taste and long aftertaste.This study provided technical support for seedless white grape industry in Xinjiang.

seedless white grape wine;alcohol content;sensory index;response surface method

TS262.6；TS261.4

A

1001-9286（2017）05-0041-06

10.13746/j.njkj.2016179

新疆自治區青年自然科學基金項目（項目編號：2014211B032）。

2016-05-24；

2017-04-07

雷靜（1982-），女，碩士研究生，助理研究員，研究方向為農產品加工，E-mail：839130762@qq.com。

優先數字出版時間：2017-03-15；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170315.1614.001.html。