全 文 ：2010年 6月
第 31卷第 6期食品研究与开发
A2B2C2，即小麦草粉保健面包的最佳配比为：100 g面
包专用粉对应：小麦草粉 8 g，加水量 61 g，面包改良剂
0.6 g。
2.5 验证试验
经过正交试验确定的最优组合 A2B2C2在正交设
计中未发现该组合，需要进行验证试验。将该组合
A2B2C2和正交试验中的评分最高组合 A2B2C3进行重复
试验，结果显示组合 A2B2C2的面包评分 87.5大于组合
A2B2C3的面包评分 85。因此，验证试验进一步表明小
麦草粉保健面包的最佳配比组合为 A2B2C2。
3 结论
1）面包制作中小麦草粉的添加量应限制在 8 g以
内，既可以保证增加面包的营养保健功能，又不会降低
面包的感特性及适口性。
2）面包制作中，由于小麦草粉的加入影响改良剂
的用量，其用量应限制在 0.4 g～0.8 g。
3）面包制作中，由于小麦草粉的加入影响水的用
量，每增加 1 g小麦草粉需增加 1 g水的用量。
4）影响小麦草粉保健面包品质因素主次顺序为A
（小麦草粉）＞B（加水量）>C（面包改良剂）；正交试验结
果表明最佳配方设计为 A2B2C2，即小麦草粉保健面包
的最佳配比为：100 g面包专用粉对应：小麦草粉 8 g，
加水量 61 g，面包改良剂 0.6 g。
参考文献：
[1] 陈秋实.小麦草汁利养生[J].养生大世界，2004，10：33
[2] 李树立.小麦草保健食品的开发研究[J].食品工业，2007(2)：30-32
[3] 张守文.面包科学与加工工艺[M].北京:中国轻工出版社,1996：
331-334
[4] 林作揖.食品加工与小麦品质改良[M].北京:中国农业出版社, 1994：
154-156
收稿日期：2009-12-23
响应面法优化覆盆子啤酒营养液抗氧化剂研究
孙金旭 1，2，朱会霞 1，2，肖东光 1，*
（1.工业微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457；2．衡水学院生命科学系，河北衡水
053000）
摘 要：利用试验设计软件 Design-Expert，通过二次回归设计得到覆盆子啤酒营养液 DO值（溶解氧值）与抗氧化剂
异 VC钠、葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化复合酶关系的回归模型，经检验证明该模型合理可靠，能够预测覆盆子啤酒营养
液 DO值。分析得到优化工艺参数为：异 VC钠 45 mg/L、葡萄糖氧化酶 3 mg/L、葡萄糖氧化复合酶 5 mg/L，此条件下，
覆盆子啤酒营养液 DO值理论值为 0.23。因此，利用响应面分析方法对覆盆子啤酒营养液抗氧化剂的添加工艺进行
优化，可获得最优的工艺参数。
关键词：覆盆子；抗氧化剂；DO值；响应面
Response Surface Optimization Raspberry Beer Antioxidant Nutrition Research
SUN Jin-xu1，2, ZHU Hui-xia1,2, XIAO Dong-guang1,*
（1. Key Laboratory of Industrial Microbiology, Ministry of Education, College of Biotechnology, Tianjin University of
Science and Technology, Tianjin 300457, China; 2. Department of Biology，Hengshui College，Hengshui 053000，Hebei,
China）
Abstract: The use of experimental design software Design -Expert, through the design of the second return
Raspberry beer has been a nutrition and antioxidant value DO different VC sodium, glucose oxidase, glucose
基金项目：衡水市指令性课题（07003）
作者简介：孙金旭（1975—），男（汉），博士研究生，讲师，主要从事微生物、发酵工程、食品等方面的研究。
*通讯作者
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覆盆子味甘，略有涩味，其提取液色泽呈琥珀色，
香味与啤酒花的香味接近，提取液与啤酒的特点相匹
配。覆盆子所含的有机酸，糖类，维生素，鞣花酸，β－谷
甾醇及微量元素等也是啤酒发酵过程中需要的成
分 [1-2],有抗衰老、调节生殖系统、促进细胞免疫机能、
减肥之功效[3]，且有补肾固精、助阳缩尿功能，有时也
用于治疗肾虚遗精、阳萎、遗尿和尿频等病症[4]。
覆盆子啤酒营养液为覆盆子的提取物，富含营养
成分[5]，覆盆子保健啤酒已经研制成功且开始批量生
产，生产过程中发现因覆盆子提取液富含营养且为液
体成分，存储过程中极易氧化变质，基于此方面问题，
采用响应面法研究了几种抗氧化剂同时对覆盆子啤
酒营养液的抗氧化作用，以期对覆盆子保健啤酒的批
量生产有促进作用。
1 材料与方法
1.1 材料
覆盆子果实（一级品）：购于衡水市中医院药店；
异 VC钠、葡萄糖氧化酶：河南省郑州世纪百川食品配
料有限公司；葡萄糖氧化复合酶：广州裕立宝生物科
技有限公司；样品成分分析中所用化学试剂均为分析
纯或生化试剂。
1.2 工艺流程
1.2.1 覆盆子啤酒营养液的提取
覆盆子干果→清洗→粉碎（40目筛）→浸提→过
滤→离心沉淀→覆盆子原汁→调配→脱气→杀菌→成品
1.2.2 覆盆子啤酒营养液抗氧化剂的选择
选择不同抗氧化剂及添加量进行如下操作：
覆盆子啤酒营养液→加入抗氧化剂→适温培
养→比浊测定→菌落总数测定→大肠菌群测定→确
定最佳抗氧化剂及适宜添加量
1.2.3 复合抗氧化剂的筛选
覆盆子啤酒营养液→加入复合抗氧化剂→适温
培养→比浊测定→菌落总数测定→大肠菌群测定→
确定最佳复合氧化剂及适宜添加量
1.2.4 抗氧化剂对覆盆子营养液功能性成分的影响
覆盆子营养液→加入抗氧化剂→适温静置→液
质联用对测定未加与加入抗氧化剂营养液中多糖含
量→液质联用对测定未加与加入抗氧化剂营养液中粗
三萜含量→液质联用对测定未加与加入抗氧化剂营养
液中黄酮含量
1.2.5 不同抗氧化剂同时添加响应面试验设计
采用 Box-Behnken试验设计方案，选择对覆盆子
啤酒营养液 DO值影响效果明显的因素，对抗氧化剂
异 VC钠、葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化复合酶 3因素 3
水平共 15个试验点（3个中心点）的响应面分析试验，
运用 SAS软件的 RSREG（Response surface regression）程
序对 15个试验点的响应值进行回归分析。表 1为响应
面试验设计表。
2 结果与讨论
2.1 单因素试验
2.1.1 抗氧化剂异 VC钠对覆盆子啤酒营养液 DO值
的影响
异 VC钠是一种在啤酒生产过程中经常加入的
抗氧化剂，其对啤酒的抗氧化作用明显，在覆盆子啤
酒营养液中加入也会有一定的作用，试验过程中，覆
盆子啤酒营养液中分别加入 0、5、10、15、20、25 mg/L
的异 VC钠，48 h后测定覆盆子啤酒营养液的DO值，结
果如图 1所示。由图 1可知，抗氧化剂异 VC钠的加入
能够明显降低覆盆子啤酒营养液中 DO值，覆盆子啤
表 1 响应面试验因素水平表
Table 1 Levels of the variables in the Box-Behnken design
水平
-1
0
1
X1异 VC钠/
（mg/L）
40
45
50
X2葡萄糖氧化
酶/（mg/L）
2
3
4
X3葡萄糖氧化复
合酶/（mg/L）
4
5
6
因素
oxidase enzyme complex relationship between the regression model, the test proved that the model is reasonable
and reliable and be able to better predict raspberry beer DO value of the nutrient solution. The impact of
raspberry beer nutrition value of the DO key factors and their interactions to explore, be to optimize the process
parameters are as follows: VC different sodium 45 mg /L, glucose oxidase 3 mg /L, glucose oxidase enzyme 5 mg/L,
under these conditions, raspberry beer nutrition DO theoretical value of 0.23. As a result, in response to the use
of surface analysis methods of raspberry beer antioxidant nutrient solution to add the technology to optimize and
get the optimal process parameters, so as to further lay the foundation for the experimental study.
Key words: raspberry; antioxidant; DO; response surface
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酒营养液的 DO值越小，营养液氧化变质的可能性就
越小。由图 1分析可知，随着异 VC钠添加量的增加，营
养液的 DO值逐渐降低，当异 VC钠的添加量为 10 mg/L
时，营养液的 DO值降低至 5 μg/L，之后随异 VC钠添
加量的增加，覆盆子啤酒营养液 DO值的变化不明显，
说明异 VC钠在覆盆子啤酒营养液中的适宜添加量为
10 mg/L，过多无益。
2.1.2 抗氧化剂葡萄糖氧化酶对覆盆子啤酒营养液
DO值的影响
葡萄糖氧化酶可以作用于葡萄糖吡喃型式，使 β－
D－葡萄糖转化为 δ－葡萄糖内脂，同时消耗分子态氧，
它与分子氧的作用产物为过氧化氢，从而消耗作用物
中的氧。试验过程中，在覆盆子啤酒营养液中分别加
入 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1 mg/L的葡萄糖氧化酶，48 h后
测定覆盆子啤酒营养液中的 DO值，结果如图 2所示。
由图 2可以看出，抗氧化剂葡萄糖氧化酶的加入
能够明显降低覆盆子啤酒营养液中 DO值，覆盆子啤
酒营养液的 DO值越小，营养液氧化变质的可能性就
越小。由图 2分析可知，随着葡萄糖氧化酶添加量的增
加，营养液的 DO值逐渐降低，当葡萄糖氧化酶的添加
量为 0.6 mg/L时，营养液的 DO值降低至 7 μg/L，之后
随异维生素钠添加量的增加，覆盆子啤酒营养液 DO
值的变化不明显，说明异 VC钠在覆盆子啤酒营养液中
的适宜添加量为 0.6 mg/L，过多无益。
2.1.3 抗氧化剂葡萄糖复合酶对覆盆子啤酒营养液
DO值的影响
由图 3可以看出，抗氧化剂葡萄糖氧化复合酶的
加入能够明显降低覆盆子啤酒营养液中 DO值，覆盆
子啤酒营养液的 DO值越小，营养液氧化变质的可能
性就越小。由图 3分析可知，随着葡萄糖氧化复合酶添
加量的增加，营养液的 DO值逐渐降低，当葡萄糖氧化
复合酶的添加量为 0.5 mg/L时，营养液的 DO值降低
至 6 μg/L，之后随异维生素钠添加量的增加，覆盆子啤
酒营养液 DO值的变化不明显，说明异维生素钠在覆
盆子啤酒营养液中的适宜添加量为 0.5 mg/L。
2.2 响应面分析法优化覆盆子抗氧化剂添加条件
2.2.1 响应面试验结果与分析
根据单因素试验结果，选择对覆盆子提取液抗氧
化效果有影响的因素，采用响应面分析法进行设计，对
抗氧化剂异 VC钠、葡萄糖氧化酶、葡萄糖复合酶 3因
素 3水平共 15个试验点（3个中心点）的响应面分析
试验，运用 SAS 软件的 RSREG（Response surface
regression）程序对 15个试验点的响应值进行回归分
析。15个试验点可分为两类:其一是析因点，自变量取
值在各因素所构成的三维顶点，共有 12个析因点；其
二是零点，为区域的中心点，零点试验重复 3次，用以
估计试验误差，以氧化值 DO值为响应值，经回归拟合
后,确定函数表达式。试验结果见表 2。
表 2 响应面数据方案及试验结果
Table 2 Box-Behnken design and the experimental results
1
2
3
4
5
6
7
8
X1异 VC钠
-1
-1
1
1
0
0
0
0
X2葡糖酶
-1
1
-1
1
-1
-1
1
1
X3复合酶
0
0
0
0
-1
1
-1
1
4.8
3.9
3.6
3.7
2.6
2.5
2.2
1.6
9
10
11
12
13
14
15
X1异 VC钠
-1
1
-1
1
0
0
0
X2葡糖酶
0
0
0
0
0
0
0
X3复合酶
-1
-1
1
1
0
0
0
4.9
4.2
3.9
3.1
0.2
0.2
0.3
水平
因素
水平
因素
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Y1 Y1
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表 3 回归方程中回归系数的估计值及方差分析
Table 3 Results of the Box-Behnken design regression analysis
方差来源
X1
X2
X3
X1·X1
X1·X2
X1·X3
X2·X2
X2·X3
X3·X3
模型
线性回归
平方项
交互项
误差
失拟项
纯误差
总和
自由度
1
1
1
1
1
1
1
1
1
9
3
3
3
5
3
2
14
平方和
1.051 25
0.551 25
0.98
28.604 1
0.25
0.002 5
3.570 256
0.062 5
3.754 103
35.739 83
2.582 5
32.842 33
0.315
0.284 167
0.277 5
0.006 667
36.024
均方
1.051 25
0.551 25
0.98
28.604 1
0.25
0.002 5
3.570 256
0.062 5
3.754 103
3.971 093
0.860 833
10.947 44
0.105
0.056 833
0.092 5
0.003 333
F
18.497 07
9.699 413
17.243 4
503.298
4.398 827
0.043 988
62.819 76
1.099 707
66.054 59
69.872 6
15.1466 3
192.623 7
1.847 507
27.75
Pr > F
0.007 709
0.026 419
0.008 888
0.000 1
0.090 057
0.842 154
0.000 515
0.342 352
0.000 458
0.000 101
0.006 075
0.000 1
0.255 89
0.549 83
2.2.2 模型的建立与显著性检验
对回归方程进行显著性检验、方差分析及各因素
最佳点值分析，结果见表 3。采用 SAS RSREG程序对
表 3数据进行 ANOVA分析。该方程回归显著，模型的
复相关系数的平方即 R2=99.18 %，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试验点进
行分析。
由表 3中的 P值可知道，方程中 X2对 Y值的影
响达显著水平，而方程中 X1、X3、X1X1、X2X2和 X3X3对
Y值的影响达极显著水平，表明试验因子对响应值不
是简单的线性关系，二次项对响应值也有很大的关系，
这和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。
失拟项的 p=0.549 8，没有显著性影响，说明数据中没
有异常点，不需要引入更高次数的项，模型适当。
用 Design Expert软件, 对表 2中的数据进行多元
回归拟合,选择对响应值显著的各项,可得异 VC钠、葡
萄糖氧化酶及复合酶与覆盆子啤酒营养液中 DO值多
项回归方程,回归方程为:
Y1 =0.233 333 －0.362 5X1 －0.262 5X2 －0.35X3 +
2.783 333X1X1 +0.25X1X2－0.025X1X3 + 0.983 333X2X2－
0.125X2X3+1.008 333X3X3
通过软件分析，得到覆盆子啤酒营养液抗氧化剂
的最佳添加比例为：异 VC钠 45 mg/L、葡萄糖氧化酶
3 mg/L、葡萄糖氧化复合酶 5 mg/L。在此条件下，覆盆
子啤酒营养液的 DO值为 0.23。为检验响应曲面法所
得结果的可靠性，采用上述优化提取条件进行蛋白质
的分解，实际测得的平均 DO值为 0.25，与理论预测值
相比，其相对误差约为 1 %，因此，基于响应曲面法所
得的优化抗氧化添加参数准确可靠，具有实用价值。
3 结论
利用试验设计软件 Design-Expert，通过二次回归
设计得到了覆盆子啤酒营养液 DO 值与抗氧化剂异
VC钠、葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化复合酶关系的回归
模型，经检验证明该模型是合理可靠的，能够较好地预
测覆盆子啤酒营养液 DO值。在对影响覆盆子啤酒营
养液 DO值的关键因素及其相互作用进行探讨后，得
到的优化工艺参数为：异 VC钠 45 mg/L、葡萄糖氧化酶
3 mg/L、葡萄糖氧化复合酶 5mg/L，此条件下，覆盆子啤
酒营养液 DO值理论值为 0.23。因此，利用响应面分析
方法对覆盆子啤酒营养液抗氧化剂的添加工艺进行
优化，可获得最优的工艺参数，从而为进一步的试验研
究奠定基础。
参考文献：
[1] 向德军.掌叶覆盆子提取物的温肾助阳作用研究[J].广东药学院学报,
2002, 18(3): 217-218
[2] 冯文,梁保河.覆盆子本草考证[J].时珍国医国药，2000,11(10): 915
[3] 苗菊茹,谢一辉,刘红宁.覆盆子的研究进展[J].江西中医药，2004,
35(1): 54-55
[4] 冯文,梁保河.覆盆子本草考证[J].时珍国医国药，2000,11(10): 915
[5] 朱会霞，孙金旭，魏淑珍,等.覆盆子保健啤酒的研制[J].食品工业
科技，2007，10（2）:155-157
收稿日期：2009-08-30
基础研究
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