響應面法優化蘋果西打的釀造工藝

施佳萍，周琛媛

（浙江經貿職業技術學院，浙江杭州 310018）

西打是“Cider”的中文音譯名稱，是位于葡萄酒后排名第二的果酒，大多是以新鮮蘋果或濃縮蘋果汁為原料，經釀造得到的一種酒精飲料。蘋果酒“Cider”的酒精含量低，在2.0%～8.5%，含有啤酒中缺少的丙酮酸、蘋果酸和抗氧化物等有益物質，與美容養顏、減肥降脂、預防心虛管疾病的發生等健康需求相契合，因此具有廣闊的市場前景。目前，國內的西打酒大多是以濃縮蘋果汁為發酵原料，采用不同的發酵方法釀成基酒，在調配過程中加入果汁或香精，成為不同風味的西打酒。果味西打的典型工藝為精選蘋果汁→發酵→儲存→加入其他水果→過濾→裝瓶。謝杰等[1]以芒果為原料，通過正交試驗得出芒果西打酒的最佳配方。芒果西打酒是以芒果汁、西打酒為主要原料配以檸檬酸等輔料。劉捷[2]以濃縮梨汁為發酵原料，草莓濃縮汁、青檸檬濃縮汁、脫色脫酸梨濃縮汁為調配用原料，通過正交試驗得出草莓青檸西打酒的最佳制作配方。我國蘋果資源豐富，但因加工率低（不足8%），制約了其發展[3-4]。因此，本試驗以蘋果汁為原料，以蘋果西打的感官評分為指標，采用單因素試驗和響應面法優化蘋果西打的釀造工藝，旨在為蘋果資源的深度加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

濃縮蘋果汁，西安蘭杉生物科技有限公司；酵母，弗曼迪斯safciderAB-1；純凈水。

手持折光儀，陸恒生物LH-T32；電子天平，梅特勒電子天平ME54E。

1.2 試驗方法

1.2.1 釀造工藝

將一定量蘋果汁注入發酵罐→檢測糖度，投入酵母營養→投入酵母和酵母鹽→發酵（10～30 ℃，發酵20 d）→停止發酵→過濾（硅藻土過濾）→包裝。

1.2.2 感官評價

按照劉瑞[5]的方法進行感官評價，感官評分標準見表1。

表1 蘋果西打感官評分標準表

1.2.3 理化指標的測定

按照《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006），采用酒精計法測定酒精度；總糖使用折光儀測定；總酸采用電位滴定法測定。

1.2.4 單因素試驗

以酵母添加量、酵母營養鹽添加量、發酵溫度3個因素進行單因素試驗設計，探究3個因素對蘋果西打理化指標和感官品質的影響。設定酵母添加量為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%和0.06%；酵母營養鹽添加量為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%和0.06%；發酵溫度為10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃和 35 ℃。

1.2.5 響應面試驗

根據單因素試驗結果，以酵母添加量、酵母營養鹽添加量、發酵溫度為自變量，蘋果西打的感官評分為響應值，Box-Behnken為試驗模型，采用3因素3水平響應面分析方法，優化蘋果西打的釀造工藝，因素與水平設計表見表2。

表2 因素與水平設計表

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 酵母添加量對蘋果西打的影響

酵母添加量對蘋果西打的影響如表3所示。蘋果西打的感官評分隨酵母添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，酵母添加量為0.05%時感官評分最高。因此，最佳酵母添加量為0.05%。

表3 酵母添加量對蘋果西打的影響

2.1.2 酵母營養鹽添加量對蘋果西打的影響

酵母營養鹽添加量對蘋果西打的影響如表4所示。感官評分隨酵母營養鹽添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，在酵母營養鹽添加量為0.05%時，感官評分最高，表明在一定范圍內添加酵母營養鹽能提高酵母的發酵能力。因此，最佳酵母營養鹽添加量為0.05%。

表4 酵母營養鹽添加量對蘋果西打的影響

2.1.3 發酵溫度對蘋果西打的影響

發酵溫度對蘋果西打的影響如表5所示。蘋果西打的感官評分隨發酵溫度的升高呈先上升后下降的趨勢，在發酵溫度為20 ℃時感官評分最高。可能是因為酵母在高溫發酵過程中，產生了較多其他風味物質，影響了蘋果西打的感官質量。因此，最適宜的發酵溫度為20 ℃。

表5 發酵溫度對蘋果西打的影響

2.2 響應面優化試驗

2.2.1 響應面模型和顯著性分析

響應面試驗結果見表6。對試驗數據采用Design Expert 8.0.6軟件進行二次回歸擬合，擬合得二次多元回歸模型為Y=84.60+6.88A+1.88B-0.75C+0.25AB+0.50AC-1.00BC-1.68A2-2.18B2-1.92C2。對回歸模型進行方差分析，結果見表7。回歸模型F回歸值為40.74，p＜0.01，表明該二次模型存在極顯著性差異，該試驗模型可用于分析和預測蘋果西打的最佳釀造工藝；F失擬項值為2.40，p=0.208 9＞0.05，失擬項不顯著，表明試驗誤差較小，穩定性良好。根據F值,得蘋果西打感官品質影響因素關系為A酵母添加量＞B酵母營養鹽添加量＞C發酵溫度。響應面試驗模型預測蘋果西打的最佳釀造工藝為酵母添加量0.05%，酵母營養添加量0.05%，發酵溫度19 ℃，預測感官評分為90分。

表6 響應面試驗結果

表7 響應面方差分析

2.2.2 最佳釀造工藝驗證

根據響應面優化得到的最佳釀造工藝釀造蘋果西打，得到感官評分為91分，與預測感官評分90分接近。表明該響應面模型優化得到的蘋果西打的釀造工藝是可行的。

3 結論

試驗以蘋果汁為原料，以蘋果西打的感官評分為指標，采用單因素試驗和響應面法優化了蘋果西打的釀造工藝，預測蘋果西打的最佳釀造工藝為酵母添加量0.05%，酵母營養鹽添加量0.05%，發酵溫度19 ℃，在此發酵工藝下實際得到蘋果西打的感官評分為91分。為蘋果釀造蘋果西打提供了參考。