全 文 ：酿酒科技 2012 年第 9 期（总第 219 期）·LIQUOR－MAKING SCIENCE ＆ TECHNOLOGY 2012 No．9(Tol．219)
覆盆子发酵酒发酵工艺响应面优化研究
孙金旭，朱会霞
（衡水学院生命科学系，河北 衡水 053000）
摘 要： 以覆盆子干果为原料，通过响应面设计对覆盆子发酵酒的发酵工艺条件（温度、酵母菌接种量、蔗糖添加
量）进行优化。研究结果表明，优化后的覆盆子发酵酒工艺条件为：覆盆子干果经粉碎至 60目，料水比(1∶40)，发酵温
度为 25.3℃，接种量 0.72 %，蔗糖添加量 20.53 %，此条件下，乙醇浓度为 13.19 %vol，总黄酮含量 2.58 mg/mL。得到
的覆盆子发酵酒澄清透明，色泽金黄，爽口协调，口味纯正，理化卫生指标均符合果酒要求。
关键词： 果酒； 覆盆子发酵酒； 响应面； 发酵工艺
中图分类号：TS262.7；TS261.4 文献标识码：A 文章编号：1001－9286（2012）09－0100－04
Research on the Optimization of Fermentation Techniques of
Raspberry Fermenting Wine by Response Surface Design
SUN Jinxu and ZHU Huixia
(Life Science Department，Hengshui College，Hengshui，Hebei 053000, China)
Abstract： The fermentation technical conditions of Raspberry fermenting wine including temperature, yeast inoculating quantity, and sugar addi-
tion level were optimized through response surface design on the basis of single factor experiment with Raspberry nuts used as raw materials. The
optimized technical conditions were summed up as follows: Raspberry nuts crushing to 60 meshes, the ratio of raw material and water was 1 ∶40,
fermentation temperature was at 25.3 ℃, yeast inoculating quantity was 0.72 %, and sugar addition level was 20.53 %. Under the above condi-
tions, the produced Raspberry fermenting wine was clear and transparent, and golden yellow in color with pure and harmonious taste and its
physiochemical indexes and sanitary indexes met the requirements of fruit wine (ethanol and total flavonoids content were 13.19 %vol and
2.58 mg/mL respectively).
Key words: wine; Raspberry wine; response surface design; fermentation techniques
基金项目：河北省科技厅资助项目（项目编号：11215645）。
收稿日期：2012－05－15
作者简介：孙金旭（1975-），男，副教授，博士，河北景县人，主要从事发酵工程、功能性食品的研究。
优先数字出版时间：2012-07-20；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20120720.1100.009.html。
覆盆子干果为药食两用果实，2005 年被《中华药典》
收录，味甘，略带涩味，覆盆子干果中含有的有机酸、糖
类、维生素、鞣花酸、β-谷甾醇及微量元素等 [1]具有抗衰
老、调节生殖系统、促进细胞免疫机能、减肥之功效，有助
阳缩尿、补肾固精功能，用于治疗阳萎、肾虚遗精、尿频和
遗尿等病症，对金黄色葡萄球菌、人型结核杆菌和霍乱弧
菌有较强的抑制作用和延缓肌体衰老、 提高免疫能力的
作用。 因此，覆盆子具有很强的药用及保健作用[2-6]。
本研究以覆盆子干果为原料， 利用响应面设计对覆
盆子发酵酒的发酵工艺参数进行优化， 并对覆盆子发酵
酒的相关质量指标进行研究。
1 材料与方法
1.1 材料
覆盆子干果（一级品：购于衡水市中医院药店）粉碎
过 60目筛备用；RA-1-葡萄酒高活性干酵母 （安琪酵母
股份有限公司）；蔗糖（市售）。
1.2 仪器
组织捣碎机 XA-1 （金坛市开发区吉特实验仪器
厂）；分光光度计 UV-250（日本岛津）；超声波清洗仪 JL-
60DTH（上海天普分析仪器有限公司）。
1.3 实验方法
1.3.1 总黄酮测定[7]
准确吸取山奈酚标准溶液 0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、
4 mL、5 mL、6 mL于 10 mL容量瓶中， 加 2 mL 1 %的三
氯化铝溶液，用 70 %vol 乙醇定容，利用紫外分光光度计
测定在 290 nm 下的吸光度值，根据吸光度和浓度，制定
标准曲线，得到回归方程A=3.17C，R2=0.9998。其中，C为
覆盆子黄酮的浓度（mg/mL）。
100
DOI:10.13746/j.njkj.2012.09.033
1.3.2 酒精度测定
使用比重-酒精测量仪进行测定。
1.3.3 覆盆子酒生产工艺及操作要点
覆盆子干果→挑选去杂→粉碎过 60 目筛→成分配比→接菌
前酵→抽滤→陈酿→过滤澄清→装瓶→灭菌→成品
成分配比：将经粉碎 60目的覆盆子干果按料水比 1∶
40（g/g）添加净水，按一定的质量分数添加蔗糖，并适量
添加 SO2后备用；
前酵： 将活化好的酿酒酵母加入至配比液中进行控
温发酵；
陈酿： 前酵结束后， 经抽滤后进行陈酿， 陈酿温度
14～20℃，时间 180 d左右，然后过滤澄清，去除酒脚，添
加一定量的单宁、明胶，静置 48 h后过滤澄清，装瓶；
灭菌：经陈酿后的瓶装酒进行高温瞬时灭菌，冷却后
冷藏贮存。
1.3.4 覆盆子酒发酵条件优化[8]
温度：将处理好的覆盆子液平均分为 7份，每份接种
量 0.5 %，蔗糖添加量 16 %，分别在 10℃、15 ℃、20 ℃、
25℃、30℃、35℃、40℃进行发酵，结束后测定总黄酮含
量及酒精浓度。
接种量：处理好的覆盆子液平均分为 10 份，发酵温
度控制在 25℃，蔗糖添加量 16 %，分别按 0.1 %、0.2 %、
0.3 %、0.4 %、0.5 %、0.6 %、0.7 %、0.8 %、0.9 %、1.0 %接
种量接种发酵，结束后测定总黄酮含量及酒精浓度。
蔗糖添加量：将处理好的覆盆子液平均分为 8 份，发
酵温度控制在 25℃，接种量 0.7 %，分别按 10 %、12 %、
14 %、16 %、18 %、20 %、22 %、24 %、26 %蔗糖添加量添
加进行发酵，结束后测定总黄酮含量及酒精浓度。
根据单因素实验结果，选取发酵温度、接种量、蔗糖
添加量 3 个因素，利用 SAS11.0 Box-Behnken 试验设计
方案， 以发酵后乙醇浓度和总黄酮含量为指标进行响应
面实验设计，设计方案见表 1。
1.3.5 覆盆子发酵酒的质量指标
覆盆子发酵酒质量指标测定采用 GB/T 15038—
2006葡萄酒、果酒通用分析方法进行测定。
2 结果与讨论
2.1 单因素条件控制试验
2.1.1 温度
温度在很大程度上会影响微生物的生长及代谢产
物，发酵过程中酿酒酵母受温度的影响较大，对产物乙醇
浓度也会产生较大影响。因此设计控制不同发酵温度，结
果见图 1。
由图 1 可知，在控制温度范围内，乙醇浓度呈现先
升后降的趋势，发酵温度低，发酵进行缓慢，乙醇浓度
低。 发酵温度低于 25℃，乙醇浓度随发酵温度的升高而
升高；温度高于 25℃，乙醇浓度随发酵温度的升高而降
低，因黄酮提取量与乙醇浓度呈一定的相关性，因此，发
酵液体中总黄酮含量变化基本与乙醇浓度一致。 分析可
知，25℃为发酵后乙醇和黄酮浓度的变化的转折点，故
试验发酵温度采用 25℃为中心点。
2.1.2 接种量
接种量的大小对初始发酵及代谢产物的产生也有直
接的影响，覆盆子发酵酒发酵过程中，按 0.1 %～1.0 %不
同的接种量进行接种发酵，结果见图 2。
由图 2可知， 接种量对覆盆子发酵酒产乙醇有明显
的影响。 随接种量的增加，乙醇产量不断增加，接种量为
0.7 %时，乙醇浓度最大，最大浓度为 11.98 %vol，之后，
随接种量的增加，乙醇浓度逐渐减少。发酵液中总黄酮含
量变化趋势和乙醇变化趋势相一致。因此，酵母菌接种量
选择 0.7 %左右为宜。
2.1.3 蔗糖添加量
一定的糖含量对酵母菌发酵影响重大，发酵液中含
糖量的多少既能影响乙醇产量， 又能影响到发酵酒中其
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他风味物质的产生，因此，研究了不同蔗糖添加量对覆盆
子发酵酒的影响，结果见图 3。
由图 3 可知， 初始发酵液中蔗糖含量对覆盆子发
酵液中乙醇的产生影响较大。 随蔗糖添加量的增加，乙
醇浓度不断增加，当蔗糖添加量增到 20 %时，乙醇浓度
及总黄酮含量最高，分别为 12.11 %vol 和 2.43 mg/mL。
之后逐渐降低，因此，蔗糖添加量为 20 %左右为宜。
2.2 响应面法优化覆盆子发酵酒发酵工艺
运用 SAS 软件的 RSREG (Response surface regres-
sion)程序对 15个试验点的响应值进行回归分析。确定函
数表达式，试验结果见表 2及图 4。
Y1 (乙醇浓度 )=13.07667+0.49375 ×X1+0.36625 ×
X2+0.7925×X3-4.418333×X1×X1- 0.265×X1×X2 + 0.5325×
X1×X3-1.103333×X2×X2-0.2675×X2×X3 -1.440833×X3×X3
Y2 (总黄酮含量)= 2.593333+0.09625×X1+0.07375×
X2+0.155×X3-0.872917×X1×X1-0.0525×X1×X2 + 0.105×
X1×X3-0.217917×X2×X2-0.05×X2×X3 -0.285417×X3×X3
采用 SAS RSREG 程序对数据进行 ANOVA 分析，
乙醇生成方程回归显著，模型的复相关系数 R=99.65 %，
说明回归方程的拟合程度良好，失拟较小，可以用该方程
代替真实实验点进行分析。总黄酮浓度方程也回归显著，
模型的复相关系数 R=99.66 %， 说明回归方程的拟合程
度良好，失拟较小，可以用该方程代替真实实验点进行分
析。 由表中的 P 值可知道， 两方程中 X1、X2、X3、X1X1、
X2X2和 X3X3对 Y值影响极显著水平， 表明实验因子对
响应值不是简单的线性关系， 二次项对响应值也有很大
的关系，与模型回归中的线性和平方项影响显著相对应。
交互项系数均不显著，所以交互作用的影响相对较小。失
拟项分别为 p1 = 0.3572；p2=0.3883，无显著性影响，数据
中无异常点，不需要引入高次数项，模型适当。
通过软件分析得出，乙醇浓度的最高值为 13.23%vol，
当乙醇浓度达到最高值时 ，X1=0.06754；X2=0.119812；
X3=0.266613，计算后最佳工艺为：发酵温度为 25.3℃；接
种量 0.72 %、 蔗糖添加量 20.53 %。 总黄酮最高值为
2.62mg/mL，此时 X1=0.066541；X2=0.125559；X3=0.264211，
计算后和乙醇最佳工艺条件相一致， 为检验响应曲面
法所得结果的可靠性， 采用上述优化发酵工艺条件进
行 3 次发酵试验， 实际测得的平均值分别为乙醇浓度
13.19 %vol， 总黄酮含量 2.58 mg/mL， 与理论预测值相
比，其相对误差在 0.1 %以内，因此，基于响应曲面法所
得的优化覆盆子发酵酒发酵工艺参数准确可靠， 具有实
用价值。
2.3 覆盆子发酵酒的质量指标
2.3.1 理化指标
覆盆子发酵酒的部分理化指标见表 5。
2.3.2 感官指标
外观：无悬浮物及沉淀物，澄清透明，色泽金黄。
滋味：气味醇香甘爽，具有淡淡覆盆子清香，爽口协
调，口味纯正，无异香。
2.3.3 卫生指标
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细菌总数≤1个／mL；大肠菌群≤3个／100 mL。
3 结论
3.1 在单因素试验研究基础上，通过响应面实验设计优
化了覆盆子发酵酒的工艺条件，发酵温度为 25.3 ℃、接
种量 0.72 %、蔗糖添加量 20.53 %，此条件下得到的乙
醇浓度最高为 13.23 %vol， 总黄酮最高为 2.62 mg/mL。
采用上述优化发酵工艺条件进行 3 次发酵试验，实际测
得的平均值分别为乙醇浓度 13.19 %vol， 总黄酮含量
2.58 mg/mL，与理论预测值相比，其相对误差在 0.1 %以
内。因此，基于响应曲面法所得的优化覆盆子发酵酒发酵
工艺参数准确可靠，具有实用价值。
3.2 经发酵后得到的覆盆子发酵酒酒体澄清透明，色泽
金黄，爽口协调，口味纯正，理化指标和卫生指标均符合
果酒要求。
参考文献：
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中国白酒与社会经济发展论坛在京召开
本刊讯：金黔在线讯 2012年 8月 16日，中国白酒与社会经济发展论坛——中国白酒非物质文化遗产及中华老字号企业会议在京召开。
与会专家呼吁，要优化行业发展舆论与社会环境，传承发展中国白酒非物质文化遗产，善待自己的民族品牌，为把中国白酒真正建设成世界
蒸馏酒知名品牌而努力。
此次会议由中国酒业协会主办，包括贵州茅台、泸州老窖、洋河股份、古井贡酒等 60余家非物质文化遗产、老字号白酒企业，以及 50余
家新闻媒体参会。贵州茅台酒厂(集团)有限责任公司、贵州茅台酒股份有限公司董事长袁仁国在发言中认为，没有一个国家，不爱惜它的民
族品牌，也没有一个民族，不以他们的民族品牌而感到骄傲和自豪。白酒领袖企业更应通力合作，树立起良好的行业形象。（小小荐）
来源：金黔在线－贵州日报 2012-08-17
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