全 文 ：《食品工业》2015 年第36卷第 4 期 172
新鲜沙果，黑龙江省绥滨县庆新果园；食用酒
精；白砂糖；果胶酶：上海佳和生物科技有限公司；
亚硫酸（食品级）；白酒酵母：安琪高活性干酵母；
醋酸菌：上海酿造一厂；超净工作台；恒温恒湿培养
箱：哈东联仪器设备有限公司；电子天平：上海梅特
勒-托利多仪器有限公司；手持式折光仪：成都市青
年联合光学仪器成套部；高压杀菌锅：上海申安医疗
器械厂。
1.2 工艺流程[4-5]
酵母菌活化→扩大培养成分调整↘
沙果→清洗去核→破碎榨汁→果胶酶处理→过滤→酒
精发酵→沙果原酒→杀菌→醋酸发酵→后熟→过滤→
调配→灭菌→沙果果醋
2 结果与分析
2.1 二次正交旋转回归试验
2.1.1 二次正交旋转试验设计与结果
在单因素试验研究的基础上，采用二次正交旋转
回归试验设计，包含4个因素，每个因素5个水平，共
36个组合，其因素水平编码表见表1，试验结果见
表2。
2.1.2 回归模型建立与检验
沙果果醋醋酸发酵工艺条件影响因素的分析
贾婉璐，贾建*，张璇，李丹丹，张妮
黑龙江八一农垦大学食品学院（大庆 163319）
摘 要 为了探究沙果果醋合适的发酵工艺条件, 采用二次正交旋转组合设计探讨接种量、初始酒精浓度、发酵
时间、发酵温度4个因素对沙果果醋发酵的影响。结果表明, 在试验浓度范围内, 接种量对醋酸含量的影响最大, 其
次是发酵温度、初始酒精浓度和发酵时间, 且接种量和初始酒精浓度、发酵时间, 初始酒精浓度和发酵时间、发酵
温度之间, 发酵时间和发酵温度之间存在互作效应, 通过等高线图确定各因素的影响范围, 为沙果果醋的发酵提供
理论参考。
关键词 沙果; 二次正交旋转组合设计; 影响因素
Analysis of Affecting Factors of Crab-apple Vinegar Fermentation Condition
Jia Wan-lu, Jia Jian*, Zhang Xuan, Li Dan-dan, Zhang Ni
College of Food Science, Heilongjiang August First Land Reclamation University (Daqing 163319)
Abstract To explore the suitable medium for fermentation condition of crab-apple vinegar. The effects of acetobacter inoculation,
original alcohol degree, fermentation time and fermentation temperature were studied by using quadratic regression rotation-
orthogonal combination design. The results indicated that acetobacter inoculation had the most important influence on acetic acid
content and it was followed by fermentation temperature, original alcohol degree and fermentation time in this experiment
range. Interaction existed among four factors. Influential range of each factor are ensured by contour map. It can provide theoretical
reference for Chinese pear-leaved crab-apple fruit vinegar fermentation.
Keywords crab-apple; quadratic regression rotation-orthogonal combination design; affecting factor
醋是我国传统的酸味调味料，具有诸多的保健作
用。近些年来，以各种水果发酵而成的果醋因其酸
味柔和，富含各种氨基酸、维生素以及各种矿物质而
备受人们青睐。沙果含有丰富的有机酸、维生素，食
之有生津止渴，消食除烦和化积滞的作用，味酸涩而
收敛，有涩精、止泻痢的作用，还有驱虫、杀虫、解
毒、泻火明目的作用。目前，有关沙果果醋的研究还
较少[1-3]。二次正交旋转分析，是多元非线性回归中较
先进的试验设计方法，具有旋转性，克服了回归正
交设计中，二次回归预测值的方差依赖试验点在因
子空间中位置的缺点[4]。近年来，该法虽广泛用于农
业、生物、化工等领域，取得了较好的效果，但关
于沙果果醋醋酸发酵工艺条件影响因素的分析鲜见
报道。
因此利用事先发酵好的沙果果酒，酒精含量为
8%，不足或过量用食用酒精和蒸馏水调配，采用二
次正交旋转回归设计，对沙果果醋醋酸发酵工艺条件
的影响因素进行研究，确定最佳工艺参数范围和相互
影响关系。
1 材料与方法
1.1 材料、仪器与设备
*通讯作者
工艺技术
《食品工业》2015 年第36卷第 4 期 173
表1 试验因素水平表
水平
因素
x1接种量/% x2酒精度/% x3发酵时间/h x4温度/℃
-2 8 6.5 120 26
-1 9 7.0 132 28
0 10 7.5 144 30
1 11 8.0 156 32
2 12 8.5 168 34
表2 二次正交旋转组合设计试验方案及结果
试验号
x1接种量/
%
x2酒精度/
%
x3发酵时
间/h
x4温度/
℃
y酸度/
g·(100 mL)-1
1 1 1 1 1 5.07
2 1 1 1 -1 4.46
3 1 1 -1 1 5.96
4 1 1 -1 -1 6.65
5 1 -1 1 1 5.51
6 1 -1 1 -1 4.81
7 1 -1 -1 1 4.77
8 1 -1 -1 -1 4.46
9 -1 1 1 1 3.50
10 -1 1 1 -1 3.38
11 -1 1 -1 1 3.76
12 -1 1 -1 -1 3.86
13 -1 -1 1 1 5.52
14 -1 -1 1 -1 4.52
15 -1 -1 -1 1 2.60
16 -1 -1 -1 -1 2.45
17 2 0 0 0 2.59
18 -2 0 0 0 5.15
19 0 2 0 0 3.56
20 0 -2 0 0 5.08
21 0 0 2 0 5.10
22 0 0 -2 0 5.90
23 0 0 0 2 3.47
24 0 0 0 -2 4.99
25 0 0 0 0 6.59
26 0 0 0 0 6.48
27 0 0 0 0 6.45
28 0 0 0 0 6.39
29 0 0 0 0 6.56
30 0 0 0 0 6.55
31 0 0 0 0 6.42
32 0 0 0 0 6.53
33 0 0 0 0 6.16
34 0 0 0 0 6.51
35 0 0 0 0 6.33
36 0 0 0 0 6.61
采用DPS 7.05数据处理系统软件对表4中的试验结
果进行回归分析[5-7]，得到回归模型：
y=6.465 00+0.717 50x1+0.210 00x2+0.160 83x3+
0.214 17x4-0.652 92x1
2-0.540 42x2
2-0.245 42x3
2-
0.562 92x4
2+0.198 75x1x2-0.390 00x1x3-0.618 75x2x3-
0.138 75x2x4+0.172 50x3x4 （1）
回归方程方差分析得到相关系数R=0.989 5，
F2=70.594，p=0.000 1＜0.05，F1=6.778，p=0.000 1
＜0.05，说明回归方程高度显著，模型合适。
2.2 模型解析
2.2.1 单因素效应分析
将模型中其它因子固定在零水平条件时，得到各
单因子对醋酸含量的一元回归方程为：
y=6.465 00+0.717 50x1-0.652 92x1
2 （2）
y=6.465 00+0.210 00x2-0.540 42x2
2 （3）
y=6.465 00+0.160 83x3-0.245 42x3
2 （4）
y=6.465 00+0.214 17x4-0.562 92x4
2 （5）
将各因子的水平值带入方程，得各因子不同水平
下的醋酸含量，如图1。由图1可知，x1，x2，x3，x4与
醋酸含量的关系曲线均为抛物线，x1在[-2，0.549 5]
水平区域内随x1增加，醋酸含量增加，最大值为6.662 1；
x2在[-2，0.194 3]水平区域内随x2增加，醋酸含量增
加，最大值为6.485 4；x3在[-2,0.327 7]水平区域内随
x3增加，醋酸含量增加，最大值为6.491 4；x4在[-2，
0.549 5]水平区域内随x4增加，醋酸含量增加，最大值
为6.485 4。
各单因子对醋酸含量影响的变幅分别为接种量在
2.418 3~6.662 1之间变动，酒精度在3.883 3~6.485 4之
间变动，发酵时间在在5.266 7~6.491 4之间变动，温
度在3.785 0~6.485 4之间变动，由此可知，在试验因
子设置的范围内，接种量的变化对醋酸含量的影响最
大，其次是发酵温度、初始酒精浓度和发酵时间。
图1 各单因素对醋酸含量的影响
2.3 双因素效应分析
对模型中相互作用效应达显著水平的两个因子
进行分析，将相互作用效应不显著的因子固定在0水
平，接种量和初始酒精度的交互作用对醋酸含量有影
响的回归方程：
y=6.465 00+0.717 50x1+0.210 00x2-0.652 92x1
2-
0.540 42x2
2-0.198 75x1x2 （6）
接种量和发酵时间的交互作用对醋酸含量有影响
的回归方程：
y=6.465 00+0.717 50x1+0.160 83x3-0.652 92x1
2-
0.245 42x3
2-0.390 00x1x3 （7）
初始酒精度和发酵时间的交互作用对醋酸含量有
影响的回归方程：
y=6.465 00+0.210 00x2+0.160 83x3-0.540 42x2
2-
工艺技术
《食品工业》2015 年第36卷第 4 期 174
0.245 42x3
2-0.618 75x2x3 （8）
初始酒精度和发酵温度的交互作用对醋酸含量有
影响的回归方程：
y=6.465 00+0.210 00x2+0.214 17x4-0.540 42x2
2-
0.562 92x4
2-0.618 75x2x4 （9）
发酵时间和发酵温度的交互作用对醋酸含量有影
响的回归方程：
y=6.465 00+0.160 83x3+0.214 17x4-0.245 42x3
2-
0.562 92x4
2-0.172 50x3x4 （10）
由方程（6）可得2个试验因子相互作用时对醋酸
含量影响的三维等高线图，如图2。
由图2中响应曲面的曲率变化可知，接种量和初
始酒精度的交互作用对醋酸含量有影响，在接种量介
于9.5%~11%，初始酒精度介于7.5%~8.2%时，醋酸得
率较高。
图2 接种量和初始酒精度互作效应
由方程（7）可得2个试验因子相互作用时对醋酸
含量影响的三维等高线图，如图3。
由图3中响应曲面的曲率变化可知，接种量和发
酵时间的交互作用对醋酸含量有影响，椭圆形的等高
线说明两因素的交互作用及其显著，当接种量介于
8%~11.5%，发酵时间介于138~162 h时，醋酸含量最
有利。
图3 接种量和发酵时间互作效应
由方程（8）可得2个试验因子相互作用时对醋酸
含量影响的三维等高线图，如图4。
由图4可知，初始酒精度和发酵时间的交互作用
对醋酸含量有影响，两因素在适宜范围内，醋酸得率
较高。
图4 初始酒精度和发酵时间互作效应
由方程（9）可得2个试验因子相互作用时对醋酸
含量影响的三维等高线图，如图5。
图5中响应曲面的曲率变化可知，初始酒精度和
发酵温度的交互作用对醋酸含量有影响，当初始酒
精度介于7.2%~8.0%之间，发酵温度介于29 ℃~32 ℃
时，醋酸得率较高。
图5 初始酒精度和发酵温度互作效应
由方程（10）可得2个试验因子相互作用时对醋
酸含量影响的三维等高线图，如图6。
由图6中响应曲面的曲率变化可知，发酵时间和
发酵温度的交互作用对醋酸含量有影响，当发酵时间
介于136~156 h之间，发酵温度介于28 ℃~33 ℃时，醋
酸得率较高。
图6 发酵时间和发酵温度互作效应
工艺技术
《食品工业》2015 年第36卷第 4 期 175
3 结论
在单因素试验的基础上，通过二次正交旋转回
归设计和分析，得到醋酸含量和接种量、初始酒精
度、发酵时间、发酵温度的回归方程为：y=6.465 00+
0.717 50x1+0.210 00x2+0.160 83x3+0.214 17x4-0.652 92x1
2-
0.540 42x2
2-0.245 42x3
2-0.562 92x4
2+0.198 75x1x2-
0.390 00x1x3-0.618 75x2x3-0.138 75x2x4+0.172 50x3x4，
相关系数R=0.989 5，说明该方程拟合试验数据效果
好。利用模型确定了醋酸发酵各工艺参数对醋酸含量
的影响范围，通过三维等高线图，确定了显著影响醋
酸含量的两因素之间的变化关系，为醋酸发酵提供理
论参考。
参考文献：
[1] 李次力. 沙果-胡萝卜混汁的乳酸发酵饮品的研究[J]. 食
香料等方式形成[1-2]。卷烟香气品质主要是由根据烟叶
微生物固态发酵法对烟丝品质的影响
解民1，张琳2
1. 河北中烟工业有限责任公司（石家庄 050051）；2. 河北省农业环境保护监测站（石家庄 050035）
摘 要 为考察微生物固态发酵对烟丝品质的影响, 将产香酵母重悬液按5%, 10%, 15%和20%施加量分别接种至烟
丝上, 在25 ℃, 70% RH条件下固态发酵48 h, 发酵完毕后对烟丝进行干燥, 再经水分平衡后卷至烟支。经国标方法
对烟丝进行理化指标和烟气分析, 结果表明, 4种比例接种量样品经发酵后的卷烟叶组, 发酵后各比例施加量样品总
糖、还原糖含量均降低, 而与抽吸品质正相关的氯、钾含量有升高。烟气检测结果表明, 总粒相物、烟碱量、焦油
量和一氧化碳均有不同程度的降低。感官评吸结果表明, 经固态发酵后, 10%接种量样品的香气量时烟气浓度最优,
香气细腻程度较好, 杂气、刺激性减小, 余味干净, 整体品质较其它样品改善明显。因此, 微生物固态发酵具有改善
提高烟丝品质的作用。
关键词 固态发酵; 产香酵母; 烟丝; 化学分析; 感官评吸
Effects of Solid-state Fermentation of Microorganisms on Quality of Tobacco
Xie Min1, Zhang Lin2
1. China Tobacco Hebei Industrial Co., Ltd. (Shijiazhuang 050051);
2. Hebei Agricultural Enviromental Protection & Monitoring Station (Shijiazhuang 050035)
Abstract In order to investigate the effects of solid-state fermentation of microorganisms on quality of tobacco, aroma-producing
yeast (5%, 10%, 15% and 20%) was inoculated on tobacco according, then solid-state fermented for 48 h at 25 ℃ in 70% RH. When
fermentation completed, tobacco was dried and rolled to cigarettes after the water balance. By GB method for tobacco physicochemical
indicators and flue gas analysis, the results showed that after fermentation cigarette leaf group, total sugar and reducing sugar were
were decreased; chlorine, potassium content have increased. Smoke test results showed that total particulate, nicotine, tar, carbon
monoxide reduced. Sensory taste results showed that the sample of inoculation amount was 10% after solid-state fermentation, aroma
and smoke concentrations rose, fine degree of aroma increased, offensive odor and irritation was reduced. Aftertaste was clean and
the overall quality of tobacco had a more significant improvement. Solid-state fermentation of microorganisms made improved action
to improve the quality of tobacco.
Keywords solid-state fermentation; aroma-producing yeast; tobacco; chemical analysis; sensory taste
卷烟产品风格主要是由卷烟叶组配方，施加香精
品工业科技, 2008, 29(1): 188-190.
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工艺技术