响应面法优化无核白甜葡萄酒酿造工艺研究

雷 静，陈 雅，仲卫娟，韩 琛，吴 斌，阿依加马丽·加帕尔

（1.新疆农业科学院，吐鲁番农业科学研究所，新疆吐鲁番838000； 2.阜康市农业技术推广中心，新疆阜康831500）

响应面法优化无核白甜葡萄酒酿造工艺研究

雷 静1，陈 雅1，仲卫娟2，韩 琛1，吴 斌1，阿依加马丽·加帕尔1

（1.新疆农业科学院，吐鲁番农业科学研究所，新疆吐鲁番838000； 2.阜康市农业技术推广中心，新疆阜康831500）

以无核白葡萄为原料，利用响应面分析方法，建立无核白甜葡萄酒酒精度（Y1）、感官指标分值（Y2）与酵母接种量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和发酵温度（X4）的数学二次多项回归方程模型，分析得到无核白甜葡萄酒发酵工艺最优条件：酵母接种量X1=5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和发酵温度X4=20.16℃，无核白甜葡萄酒酒精度为11.8%vol，感官指标分值为94.17。用此工艺参数酿造的无核白甜葡萄酒呈禾秆黄色，澄清透亮，无悬浮物和沉淀，具有浓郁的葡萄果香，酒香怡人，醇厚柔和，回味绵长。本研究为我区无核白葡萄产业提供技术支撑。

无核白葡萄酒； 酒精度； 感官指标； 响应面

吐鲁番独特的自然生态环境与民族风情赋予了无核白葡萄的优良品质，无核白葡萄，颗粒椭圆，皮薄肉脆，汁多味甜，鲜果含糖量达24%以上，成熟时晶莹碧透，犹如一串串挂在葡萄架上的绿色珍珠，是葡萄中的佳品。无核白葡萄富含白藜芦醇及黄酮类物质以及易于人体吸收的磷、铁、钙、镁、钾等矿物质和多种维生素。用其酿造的无核白葡萄酒颜色呈淡金黄色，新鲜，具有清淡的果香味，风格典型[1]。

葡萄产业是吐鲁番地区的支柱产业之一，主栽品种为无核白葡萄，据统计，2015年吐鲁番地区种植无核白葡萄约50万亩，占吐鲁番葡萄种植面积的90%以上，是我国最大的无核白葡萄种植地区。吐鲁番地区无核白葡萄主要以鲜食和制干形式进入市场，相对于酿酒产业，用于鲜食和制干的无核白葡萄的加工价值相对较低。随着吐鲁番地区无核白葡萄产业发展转型，吐鲁番地区楼兰酒业、驼铃酒业等多家酒厂，响应市场需要，大力发展吐鲁番特色无核白甜葡萄酒产业。目前我区无核白葡萄酒存在果香味淡薄的主要问题，本研究主要采用自主筛选的无核白产香酵母菌种，利用响应面分析方法，优化无核白甜葡萄酒发酵工艺参数，为无核白葡萄的深加工提供新的方向，也为无核白甜葡萄酒的开发提供基础理论数据[2-3]。

1 材料与方法

1.1 材料

原料：无核白葡萄，购于吐鲁番市葡萄乡，葡萄色泽为黄绿色，无虫害等；酿酒酵母，自选酵母。

仪器设备：FA1004型电子分析天平，3K15型低温离心机，SFZO.450型紫外可见分光光度计，酒精计，比重计，全自动电位滴定仪，100 L控温不锈钢发酵罐。

1.2 实验方法

1.2.1 无核白甜葡萄酒酿造工艺流程

无核白葡萄→榨汁→澄清→调节糖酸比→发酵→终止发酵→倒灌→陈酿→澄清→过滤→杀菌→灌装→成品[4-5]

1.2.2 无核白甜葡萄酒感官评价标准[6]

采用各个工艺酿造得到的无核白葡萄酒，对照下表评定葡萄酒的综合感官指标。选择10名评酒人员，通过观色、闻味、品尝，按照评分表打分，去掉最高分和最低分，取平均值即为此款酒的感官指标分值，见表1。

表1 无核白甜葡萄酒感官指标分值评价标准

1.2.3 响应曲面优化无核白甜葡萄酒发酵条件[7-11]

在单因素实验的基础上，对无核白甜葡萄酒发酵条件进行响应曲面优化。以酵母接种量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和发酵温度（X4）作为4个考察因素，每个因素选取3个显著水平见表2。

1.3 指标测定方法

表2 无核白甜葡萄酒发酵条件响应曲面分析因素与水平

酒精度、总糖、总酸测定：国标法GB/T 15038—2006。

2 结果与分析

2.1 数学模型

表3为无核白甜葡萄酒发酵工艺响应分析方案及结果。将表3实验数据输入计算机经SAS8.0统计软件处理，采用响应曲面统计方法对实验数据进行拟合，建立无核白甜葡萄酒酒精度（Y1）与酵母接种量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和发酵温度（X4）的数学二次多项回归方程：

将表3实验数据输入计算机经SAS8.0统计软件处理，采用响应曲面统计方法对实验数据进行拟合，建立无核白甜葡萄酒感官指标（Y2）与酵母接种量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和发酵温度（X4）的数学二次多项回归方程：

进一步对回归模型进行显著性检验，响应曲面数据的方差分析结果见表4、表5，分析结果显示模型的p＜0.05，表明回归模型显著。失拟项p＞0.05，不显著，说明该模型拟合程度良好，实验误差小，可以用此模型来分析和预测无核白甜葡萄酒酒精度和感官指标。由此可以认为上述设置的二次回归方程模型是合适的。

2.2 无核白甜葡萄酒发酵工艺的响应曲面分析与优化

2.2.1 无核白甜葡萄酒酒精度与各因素的关系

表3 无核白甜葡萄酒发酵工艺响应分析方案及结果

表4 回归模型系数及显著性检验结果(酒精度)

表5 回归模型系数及显著性检验结果(感官指标分值)

图1 无核白甜葡萄酒酒精度与各因素的响应面关系

图2 无核白甜葡萄酒感官指标与各因素的响应面关系

模型的响应曲面及其等高线见图1，图1直观地反映了各因素对无核白甜葡萄酒的影响。由图1的近似圆形的等高线可知，酵母接种量、发酵温度对酒精度的交互作用不显著（越接近圆形交互作用越不显著）。由于葡萄酒的酒精度并不是越高越好，只要在国标范围内就可以。因此，可以在实验范围内寻找最优点。得到酵母接种量X1=5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和发酵温度X4=20.16℃，无核白甜葡萄酒酒精度为11.8%vol。

2.2.2 无核白甜葡萄酒感官指标与各因素的关系

模型的响应曲面及其等高线见图2，图2直观地反映了各因素对无核白甜葡萄酒的影响。由图2的近似圆形的等高线可知，酵母接种量、初始pH值对葡萄酒感官指标分值的交互作用不显著（越接近圆形交互作用越不显著）。葡萄酒的感官指标越高越好。因此，可以在实验范围内寻找到感官指标分值最高点。通过模型可以得出，当酵母接种量X1= 5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和发酵温度X4=20.16℃时，无核白甜葡萄酒的感官指标分值为94.17。

2.3 优质无核白甜葡萄酒质量指标

2.3.1 感官指标

外观：无核白甜葡萄酒呈禾秆黄色，澄清透亮，无悬浮物和沉淀。

风味：具有浓郁的葡萄果香，酒香怡人，醇厚柔和、回味绵长。

2.3.2 理化指标

酒精度（20℃，v/v）10.0%vol±1%vol；干浸出物≥18.0；总酸（以柠檬酸计）5.0～8.0 g/L；挥发酸（以乙酸计）≤1.2 g/L。

2.3.3 卫生指标

参照GB 2758—2005发酵酒卫生标准，所酿制的葡萄干酒的卫生标准符合国家卫生标准。

3 结论

3.1 利用响应面分析方法，建立无核白甜葡萄酒酒精度（Y1）、感官指标分值（Y2）与酵母接种量（X1）、初始糖度（X2）、初始pH值（X3）和发酵温度（X4）的数学二次多项回归方程模型：

分析得到无核白甜葡萄酒发酵工艺最优条件：酵母接种量X1=5.6%、初始糖度X2=23.11%、初始pH值X3=3.54和发酵温度X4=20.16℃时，无核白甜葡萄酒酒精度为11.8%vol，感官指标分值为94.17。

3.2 采用优化后工艺，得到无核白甜葡萄酒外观呈禾秆黄色，澄清透亮，无悬浮物和沉淀；具有浓郁的葡萄果香，酒香怡人，醇厚柔和、回味绵长。

理化指标：酒精度（20℃，v/v）10.0%vol±1%vol；总糖≥45 g/L；干浸出物≥18.0；总酸（以柠檬酸计）5.0～8.0 g/L；挥发酸（以乙酸计）≤1.2 g/L。卫生标准符合国家卫生标准。

[1] 王婷，王新勇，毛亮，等.吐鲁番无核白甜葡萄酒的研制[J].酿酒科技，2007(7)：76-78.

[2] 李华.第六届国际葡萄与葡萄酒学术研讨会论文集[C].西安：陕西人民出版社，2009.

[3]王婷，郭峰，毛亮，等.吐鲁番无核白农家甜葡萄酒的酿造工艺研究[J].吐鲁番科技，2007(1)：29-32.

[4] 李华，王华，袁春龙，等.葡萄酒工艺学[M].北京：科学出版社，2007.

[5] 李明元，杨洁，焦云，等.干白葡萄酒生产工艺研究[J].西南师范大学学报(自然科学版)，2008(05)：137-140.

[6] 李华.葡萄酒品尝学[M].北京：科学出版社，2006：127.

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[8] 张建华.影响葡萄酒发酵因素的讨论[J].江苏食品与发酵，2002(04)：31-32.

[9] 代文亮，程龙，陶文沂.响应面法在紫杉醇产生菌发酵前体优化中的应用[J].中国生物工程杂志，2007(11)：66-72.

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[11]SALINAS M R,GARIJO J,PARDO F,et al.Color, polyphenol and aroma compounds in Rose wines after prefermentative maceration and enzymatic treatments[J]. American journal of enology and viticulture，2003,54 (3)：195-202.

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

新疆自治区青年自然科学基金项目（项目编号：2014211B032）。

2016-05-24；

2017-04-07

雷静（1982-），女，硕士研究生，助理研究员，研究方向为农产品加工，E-mail：839130762@qq.com。

优先数字出版时间：2017-03-15；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170315.1614.001.html。