2021 Vol.40 No.6
•124 Serial No.352
China Brewing
Research Report
响应面法优化刺梨果酒发酵工艺研究
王宏2，李登2，黄星源0，刘功良，白卫东2，曾彬=
(1.仲恺农业工程学院 轻工食品学院-广东 广州510225;2.广东星耀生物科技有限公司，广东 郁南527100;
3.天地壹号饮料股份有限公司，广东 江门529000)
摘要：以刺梨果干为原料，经破碎、酶解和过滤等预处理，添加安琪果酒酵母BV818进行发酵，制备刺梨果酒。探究初始糖含量、酵 母接种量及 酵时间对刺梨果
质的 ，并采 应面法优化刺梨果 酵工艺。结果表明，刺梨果酒最佳 酵工艺条件为初
始糖含量270 g/L ，酵母接种量4.5%, 25!发酵C d °此时，刺梨果酒呈浅棕，澄清透亮，酒香协调无异味，酸甜适中，为后续刺梨果酒
酵工艺优化及生产 参考依据。
关键词：刺梨；果酒；发酵；优化
中图分类号:TS262.7 文章编号 * *0254-5071 (2021)06-0124-05 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.06.024
收稿日期* 2021-01-11
修回日期* 2021-03-24
基金项目：广东省2019年省级农业科技创新及推广项目(2019KJ101)；郁南县产学研协同创新重大项(B4202070C )；郁南县农业农村局项目
(B720207B6)
作者简介：王宏(1988-)，女，博士，研究方向为食品生物技术。
*通讯作者：刘功良(1980-)，男，教授，博士，研究方向为食品生物技术。
引文格式：王宏，李登，黄星源，等•响应面法优化刺梨果酒发酵工艺研究[J]•中国酿造,2021,40(6) ： 124-12&
Optimization fermentation technique of Rosa roxburghii fruit wine by response surface methodology
WANG Hong 1, LI Deng 1, HUANG Xingyuan 2, LIU Gongliang 1*, BAI Weidong 1, ZENG Bin 3
(l.College of L ight Industry and Food Technology, Zhonghai University of A griculture and Engineering, Guangzhou 510225, China;
2.Guangdong Xingyao Biotechnology Co., Ltd., kunan 527100, China;
3. Tiandi One Beverage Co., Ltd., Jiang/en 529000, China)
Abstract ： Rosa roxburghii fruit wine was prepared from dried R. roxburghii fruit by crushing, enzymolysis and filtration and fermentation with Angel fruit
wine yeast BV818. The effects of initial sugar concentration, yeast inoculum and fermentation time on the quality of R. roxburghii fruit wine were investi
gated. Furthermore, the fermentation process conditions were optimized by response surface methodology. The results indicated that the optimal fermenta
tion conditions were as follows: initial sugar concentration 270 g/L, yeast inoculum 4.5%, fermentation at 25 ! for C d. At the conditions, the color of R^. roxburghii fruit wine was light brown, clear and transparent, the wine aroma was harmonious without peculiar smell, and the acidity and sweetness were
moderate, which would contribute to further fermentation process optimization and production of R. roxburghii fruit wine.
Key words ： Rosa roxburghii ; fruit wine; fermentation; optimization
刺梨(Rosa roxburghii )是蔷薇科多年生落叶灌木01 花的果实，生长在海拔500 /至Ij2 500 m 的地区，分布于陕西、 甘肃及西南等地区，其中贵州所产刺梨最为出名113。刺梨果
肉爽脆，成熟后的刺梨肉质肥厚、味酸甜。刺梨富含维生素 C 、超氧化歧化酶(superoxide dismutase ,
SOD )、胡萝卜素、 有机酸等十多种人体所需的微量元素玖此外，刺梨果实中 还含有很多重要生物活性成分， 刺梨中分 到的
活性物质
酸、刺梨酸、刺梨昔等，分别是黄酮
类、有机酸、话类化合物1343。
刺梨清甜爽口，具有独特的香气， 还富含多种人体所需 成分，具有
153、 机体
163、
降血糖入
冏、预防癌症193、解毒1103等多种功效，因此，
刺梨
具有 的 需 S 刺梨外，还
， 成
的
产。其中果 果实中原有的 物
质， 具有 的 ， 具有 人体
、 微 等生
1113S 等112-153
刺梨 果、 刺梨 刺梨 果
质及其 成分的 ，为刺梨果果实了新思路。
由于刺梨果实的收获期不足30 d ，鲜果供应期短，会在
一定程度上限制刺梨果产业的发展及 的扩大。刺梨
成刺梨果干后有于贮藏及运输。本研究探讨了初
始含量、酵母接种量及酵时间刺梨果 质的 ,
并采 应面法优化了刺梨果酒发酵工艺，以期为刺梨果生产
参考依据。
1材料与方法
1.1材料与试剂
2021年第40卷第6期
总第352期
-125-中国酿造
研究报告
刺梨果干：成都暖民投资管理有限公司；白砂糖：市
售；葡萄酒活性干酵母BV 818：安琪酵母股份有限公司；果
胶酶（食品级，酶活力30 000 U/g ）：和氏璧生物科技有限公 司；纤维素酶（食品级，酶活力10 000 U/g ）：南宁东恒华道
生物科技有限责任公司；其他试剂均为分析纯。
1.2仪器与设备
电热恒温水浴锅：邦西仪器科技有限公司；BL-600
电子天平：广州市正一有限公司；DHP-9172电热恒温培养 箱：广州
仪器有限公司；6202高速粉碎机：州澳华仪
器有限公司；722 分 计：上海佑科仪器仪表有
限公司；TU-1901双光束紫外可见分光光度计：北京普析通
仪器有限责任公司。
1.3试验方法
1.3.1刺梨果酒发酵工艺流程
刺梨果干T 粉碎！酶解！过滤！糖酸调整！接种！发酵！
过滤！
！
果酒品
1.3.2主要操作要点
（1）；：刺梨果干
， 。⑵酶解：向刺梨果 水，
均匀。
为加入100 ;g/L 偏重亚硫酸钾和质量分0.5%柠檬酸，再 加入0.05%的果胶酶与0.1%纤维素酶,50 !酶解40 min A 16-17],
（3） 糖酸调整：向果汁中加入适量白砂糖，并调整pH
为 4.0A 18-19〕。
（4） 接种：称取适量的安琪活性干酵母BV818，加入10
倍含4%葡萄糖的无菌水溶液中，混匀，于35 !保温20〜
30 min ，期间每10 min 振荡一次，至产生大量气泡即可㈣。
（6） 酵：
酵母，上6层
纱布于25!恒温 酒 酵，酒液上
（约1.5 d ）
上 , 酵。
（7）
： 品 70 !加热20 min 叭
1.3.3刺梨果酒感官评价分析
GB/T 15038—2006備萄酒、果酒通用分析方法》冋
中有葡萄酒、果酒 及其他研究对刺
梨果酒或其他果酒冋 描述，对刺梨果酒泽、外
观、香滋味及典型性各项影响
小，从而得出刺梨
果酒 表如表1，满分100分。选具有一定果酒品
尝能力10人，
对刺梨果酒各项
分。
表1刺梨果酒感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation stanclards of Rosa roxburghii fruit wine
项目分分/分
酒体颜为浅棕，清澈有光泽，悦目协调
11〜15泽
酒体颜为黄棕，光泽较好
6〜10M 15分）
酒体颜为 棕， 刺梨果酒应有泽 有不 ，
泽
0〜5
续表
项目分分/分
酒体 清
，
显 物16〜20夕卜
酒体比较澄清透明，有轻微悬浮物
11〜15（20 分）
酒体较浑浊，有少许沉淀或悬浮物
6〜10
酒体浑浊，有大量沉淀及悬浮物 0〜5
具有协调的刺梨果香，果香浓郁、酒香醇和，无其他异味20〜25
香气 具有 较协调的刺梨果香和酒香，酒香较好，其他异味14_19 （25分）
具有较淡的刺梨果香，酒香偏淡，无其他异味 8〜13无刺梨果香，酒香淡，无其他异味或有异味
0〜7
酒体丰满，酸甜适中，略有苦涩，后味浓，口感好，味清爽25〜30 酸甜比较协调，略有苦涩，后味较浓，有回甘，口味较醇正19〜24
滋味 微或酸，苦涩味较重，有淡淡的甘甜，口味一般 13〜18
（0分）过酸或过甜，酸甜不协调，苦涩味比较重，口感差，味杂7-12
太酸或太甜，没有回甘，口味不醇正，有邪杂味，苦涩味 0 6
0 6
具有刺梨酒典型风味，典型性强，风格独特
8〜10（型分）
具有比较典型的刺梨果酒风味，典型性一般
5-7具有较少、或无刺梨果酒典型风味，典型性不明显
0〜4
1.3.4刺梨果酒酒精度的测定
GB/T 15038 2006 葡萄酒 果酒 分析
的酒计法测定冋。
1.3.5刺梨果酒发酵工艺优化单因素试验
采刺梨果添 为7.5%制得刺梨果汁，分别考察
不同初始糖含量（200 g/L 、240 g/L 、280 g/L 、320 g/L 、360 g/L ）、 酵母接种量（4%、5%、6%、7%、8%） 酵时间（5 d 、6 d 、7 d 、
8 d 、9 d ）对 酵果酒感官评价及酒
影响。
1.3.6刺梨果酒发酵工艺优化响应面试验
在单因素试验基础上， Box-Behnken 中心组合试
验设计原理，设计3因素3水平响应面试验，以初始糖
（A ）、酵母添
（B ）
酵时间（C ）为 因素，
刺梨汁分（0作为响应值， 建立回归程预测响应值最时
确认刺梨果酒酿造工艺，响应面试验因素水平表2。
表2刺梨果酒发酵条件优化响应面试验因素及水平
Table 2 Factors and levels of response surface experiments for Rosa
roxburghii fruit wine fermentation conditions optimization
水平A 初始糖 ：/（g ・L -1）
B 酵母添
/%C 酵时/!
-1
240 4.0
7
0260 4.57.5
1280
5.08
1.3.7数据处理方法
采SPSS 20.0软件进行处理，响应面分析试验设
计及其显著性差异分析采Design-Expert 8.0.6软件处理。 2结果与分析
2.1刺梨果酒发酵条件优化单因素试验
2.1.1初始糖含量对刺梨果酒品质的影响
2021Vol.40No.6•126・Serial No.352China Brewing
Research Report
图1初始糖含量对刺梨果酒感官评分和酒精度的影响
Fig.1Effect of initial sugar concentration on sensory evaluation score and alcohol content of Rosa roxburghii fruit wine
如图1所示，随着初始糖含量增加，刺梨果酒逐渐澄6，酒香逐渐浓：，口感越来越甜。从感官评价这一指标来看，初始糖含量在240g/L时，分值达到最高。随着发酵初始糖含量增大，酒精度逐渐增大。初始糖度对刺梨果酒酒精度和感官评价影响的变化趋势同柚子果酒工艺报道类似）24*。同时，当发酵初始糖含量较高时，发酵液的渗透压增大，抑制酵母菌的生长繁殖。酵母菌的生长适应期延长时，对刺梨果酒的酒精发酵而言是的，酒精度。而且初始糖含量高着糖度加的糖量增多，发酵后酒的果香也会受到影响，同时果酒甜也会影响刺梨果酒的口感及风。，刺梨果酒的发酵初始糖含量应该选择在240g/L左右。
2.1.2酵母接种量对刺梨果酒品质的影响
图2酵母接种量对刺梨果酒感官评分和酒精度的影响Fig.2Effect of yeast inoculum on sensory evaluation score and alcohol content of Rosa roxburghii!fruit wine
图2示，酒精度随着酵母量的增加而
。
酵母菌含量增加，生繁殖度加，
酒精增多，的糖也增多。当酵母量过多时，发酵果的酵母菌浓度高，酵母量增加，酵母菌生的也增加，时酵母，影响果酒量。同时刺梨果酒随着酵母量的增加，果酒的逐渐变，及逐渐增多，酒香虽逐渐增加，但“酵母味”也相应增加田，刺梨原有的果香味逐渐。果酒口感，变，感官评价得分趋势。到刺梨果酒感官评分果，
酵母量在4%亍。
2.1.3发酵时间对刺梨果酒品质的影响
图3发酵时间对刺梨果酒感官评分和酒精度的影响Fig.3Effect of fermentation time on sensory evaluation score and
alcohol content of Rosa roxburghii fruit wine
如图3所示，发酵时间延长，刺梨果酒酒精度不断增加。当发酵时间＜73时，刺梨果酒随着发酵时间的延长，口感加，酒香加浓：和，果酒独特的风味更加甜，感官评分随发酵时的增加高当发酵时间为73时，刺梨果酒的感官指标均处于较高水平。发酵时间〉73之后，刺梨果酒酒体逐渐浑浊，酒味变，刺梨果香的香，果酒增加，感官评分，这果楂复合果酒的酿造工艺报道的趋势类似国发酵时变，酵母生
长旺盛，能力增强，残糖进一步减少，酒精度渐渐增加，而的含量可能升高，而影响果酒的口感、风，使得刺梨果酒甜，刺梨果酒的发酵时应该在73。
2.2响应面优化试验结果与分析
2.2.1响应面设计及结果
由Design-Expert8.0.6软件将上述3个因素分析后，设计出17组试验方案，根据软件给出的试验顺序进行试验，试验设计及果见表3。
表3刺梨果酒发酵工艺优化响应面试验设计与及结果Table3Design and results of response surface experiments for fermentation conditions optimization of Rosa roxburghii
fruit wine
试验
号
A初始糖含量D酵母接种量C发酵时间Y感官评分/
分1-11071.5
20-1181.5
30-1-177
4000
82
2021年第40卷第6期
总第352期
・127・
中国酿造
研究报告
续表
试验 号
!初始糖含量B 酵母接种量C 发酵时间
Y 感官评分/
分
51
-182
6-1
-1
072
7
000808
00
819
11
80.5
1011
077.511
1-1
078.5
120
00
81131
0182.5
14
-101
73.5
15
-1
0-173
1600
80170
1-1
77
利用Design-Expert &0.6软件，对表3的数据进行多元回
归拟合，得感官评价对初始糖含量、酵母接种量、发酵时 间的二次多项回归方程：
Y =-705.89+4.91A +94.23B -25.50C -0.012 5AB +1.236 79E-
014AC -1.00BC -8.968 75E-003A 2-9.35B 2+2.15C 2
2.2.2方差分析
方差分析结果见表4。由表4可知，模型P ? 0.0014 (P < 0.01)，说明模型显著；失拟项A ?0.083 7 (P >0.05)，不显
著。对模型进行回归方程系数显著性检验，一次项A (初始 糖含量)及二次项！2、#2对刺梨果酒感官评 显著(P V0.01),
对刺梨果酒感官评 不显著
(P E0.05)。 对刺梨果酒感官评的 次是！
(初始糖含量)>C (酵时间)>#(酵母接种量)。
表4回归模型的方差分析
Table 4 Varianee analysis of regression model
方差方由方
P :
显著性
模型208.82923.20
12.750.001 4
**116.28
1116.28
63.90V0.000 1
**
B 0.78
10.780.43
0.533 2
C 10.13
110.13 5.56
0.050 4
AB 0.063
10.0630.0340.858 2
AC 0.00010.000
0.000
1.000 0
BC 0.25
10.250.14
0.721 9
A 2
54.19
154.19
29.780.000 9
**B 223.01
123.01
12.64
0.009 3
**
C 2
1.22
1 1.220.670.440 5差12.74
7
1.82失拟性
9.94
3
3.31
4.73
0.083 7
差 2.8040.70
总误差
221.56
16
注：表示对结果影响极显著(P V0.01)。
2.2.3因素间交互作用分析
据 面及其等高线图可评价试验因素之间的相
作用及对感官评的 ，
的
,
作用对结果 面 高线
见图4。 面高线
, 说明
作用显著, 说明
作用不显著。 面图 可 对
。 面图及方差析表明，3
对刺梨果酒
感官评价的
初始糖含量〉 酵时间〉酵母接
种量。
图4初始糖含量、酵母添加量及发酵时间交互作用对刺梨果酒感官评价
影响的响应面和等咼线
Fig. 4 Resp o nse surfaee plots and eon t our lines of effeets of in t eraet i on
between initial sugar eoneertation, yeast inoeulum and
fermentation time on sensory evaluation of Rosa roxburghii
fruit wine
图4 (a )显示了初始糖含量和酵母接种量的交互作用,
2021Vol.40No.6
•12+Serial No.352China Brewing Research Report
当初始糖含量一定时，随着酵母添加量的增加，感官评分含量先增加后减少。图4(b)显示了初始糖含量和发酵时间的交互作用，发酵时间较少时，初始糖浓度增加，感官评分也随之增加；发酵时间较长时，初始糖含量增加，感官评分先增加后减少。初始糖含量一定时，感官评分随着发酵时间的增加而增加。图4(c)显示了酵母添加量和发酵时间的交互作用。通过对回归模型方程求解，得出刺梨果酒的前发酵酿造工艺为初始糖含量270.69+-，酵母接种量4.43%，发酵时间8d，在此条件下响应值最大为83.52分。
2.2.4回归模型的验证
通过该回归方程得到优化后的工艺参数，即初始糖含量270.69g/L，酵母接种量4.43%，发酵时间8d；为验证模型的可预测，时到作的可，工艺条件为：初始糖含量270g/L，酵母接种量4.5%，发酵时间8d，在此条件下对刺梨果酒前发酵工艺条件验证。
果得出感官评得分为83分，酒精度为12%vo1，与预测值较为相近，因此运用响应面法优化刺梨果酒酿造工艺的回归模型可行。
3结论
通过响应面分析试验结果表明刺梨果酒前发酵工艺条件为初始糖含量270g/L，酵母接种量4.5%，发酵时间8d；在此条件下酿造的刺梨果酒感官评分最为83分，显减，酒，，酒
,，酒精度为12%vo1；
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