萬(wàn)萍，張宇，楊蘭，楊文波，趙鋼

（成都大學(xué)生物產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川成都610106）

響應(yīng)面法優(yōu)化苦蕎干黃酒主發(fā)酵工藝

萬(wàn)萍，張宇，楊蘭，楊文波，趙鋼*

（成都大學(xué)生物產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川成都610106）

以1∶1的苦蕎米和糯米為原料，通過單因素試驗(yàn)研究了主發(fā)酵過程中發(fā)酵時(shí)間、酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)、麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)、沖缸加水比、發(fā)酵溫度對(duì)苦蕎干黃酒主發(fā)酵的影響，并以主發(fā)酵乙醇體積分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面法對(duì)苦蕎干黃酒的主發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.74%，沖缸加水比為1.2mL/g，發(fā)酵溫度29.0℃，主發(fā)酵時(shí)間8 d，在該條件下的乙醇體積分?jǐn)?shù)最高為17.0%（20℃），所得到的產(chǎn)品色香味俱佳，并具有苦蕎干黃酒獨(dú)特的風(fēng)格。

苦蕎米；糯米；干黃酒；主發(fā)酵；響應(yīng)面法

中國(guó)栽培苦蕎的歷史已有2 000多年，苦蕎麥的種植面積和產(chǎn)量均居世界第一［1］?？嗍w麥分布廣泛，主要集中在云南、貴州、四川、湖南、湖北、江西等省，尤其是云貴川比鄰的高山丘陵地帶［1］。它營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高，富含氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、無(wú)機(jī)鹽與微量元素、食物纖維等，還含有獨(dú)特的生物活性成分——黃酮類化合物［2］。相關(guān)研究證明，黃酮類化合物具有明顯降低血糖、血脂的作用［3］。

黃酒是我國(guó)獨(dú)有的最古老的酒種，其酒體溫和、鮮美可口、營(yíng)養(yǎng)豐富，有著悠久的酒文化內(nèi)涵和食療文化的歷史，醫(yī)學(xué)上常以其作為“藥引子”，故素有“百藥之長(zhǎng)”之美稱［5］。在祖國(guó)醫(yī)林中，光彩奪目，獨(dú)具一格。從古至今糯米作為黃酒生產(chǎn)最好的原料，在我國(guó)黃酒生產(chǎn)史上發(fā)揮了重要的作用。黃酒的品質(zhì)和風(fēng)味與釀造用米的品種、食感有很大關(guān)系。食感越好（如糯米），釀造成酒的風(fēng)味也越好［6］。

目前以苦蕎為原料的發(fā)酵酒類產(chǎn)品有很多，如苦蕎糯米甜酒、苦蕎紅曲保健酒、苦蕎糯米保健酒［4，7-8］等，深受廣大消費(fèi)者的歡迎。作者以苦蕎米和優(yōu)質(zhì)糯米為主要原料，采用傳統(tǒng)發(fā)酵工藝釀制一種新型的苦蕎干黃酒，旨在充分利用糯米、苦蕎米和麥曲中所含的多種氨基酸、有機(jī)酸、多糖等成分的同時(shí)，將苦蕎米中具有保健功能的有效因子蘆丁、槲皮素、D-手性肌醇等溶進(jìn)酒中，可使其食療效果發(fā)揮得更好［5］。而且，由于干酒的含糖量少，可以滿足特殊人群的需求。采用響應(yīng)面法對(duì)苦蕎干黃酒主發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，為生產(chǎn)具有特殊營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味的苦蕎干黃酒提供參考，并為苦蕎發(fā)酵酒新產(chǎn)品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

1.1.1材料糯米：市售；苦蕎米：米蕎一號(hào)，四川強(qiáng)勁奧林食品飲料有限公司；麥曲：市售；黃酒酒藥：市售；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：成都普菲德生物技術(shù)有限公司。

1.1.2主要儀器LD型電子天平：沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；BS110S型分析天平：北京賽多利斯天平有限公司；DHG-9141型電熱恒溫干燥箱：上海宏精實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；GNP-9270型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海齊欣科技有限公司；WFJ7200型分光光度計(jì)：尤尼柯上海儀器有限公司；JB-2型磁力恒溫?cái)嚢杵鳎荷虾＠状艃x器廠新涇分廠；PHS-3C型酸度計(jì)：四川新科儀器有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1苦蕎干黃酒發(fā)酵工藝流程

1.2.2操作要點(diǎn)苦蕎米和糯米按1∶1混合，每組稱取400 g，常溫浸米，以水面超過米面6～10 cm為宜，浸泡24 h。浸米的程度以米粒完整而用手指掐米粒成粉狀、無(wú)粒心為好。浸漬后的米用清水沖凈漿水、瀝干后用蒸鍋蒸20 min，上汽3 min和15 min時(shí)分別灑一次水，再燜5min。對(duì)蒸飯的要求是熟而不糊，內(nèi)無(wú)白心。將蒸熟的飯攤冷并放入2 L廣口瓶中（先用沸水滅菌），加水使每只瓶?jī)?nèi)的飯重達(dá)到800 g（即出飯率200%），待飯冷卻至35～40℃時(shí)加入酒藥，攪拌均勻，中間搭成倒置的喇叭狀凹圓窩，蓋上紗布，置于恒溫培養(yǎng)箱進(jìn)行主發(fā)酵。2 d后添加麥曲和水進(jìn)行沖缸，此后8～12 h開頭耙，再過4～6 h開二耙，過3～4 h開三耙，以后每3天開耙1次。主發(fā)酵結(jié)束后，將其密封并置于室溫進(jìn)行后發(fā)酵，時(shí)間約3個(gè)月。過濾得到產(chǎn)品。

1.2.3理化指標(biāo)檢測(cè)方法總糖質(zhì)量濃度的測(cè)定：亞鐵氰化鉀滴定法［10］；總酸質(zhì)量濃度的測(cè)定：電位滴定法［10］；乙醇體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定：密度瓶法［11］；氨基酸態(tài)氮的測(cè)定：電位滴定法［10］；非糖固形物的測(cè)定：干燥法［10］；黃酮質(zhì)量濃度的測(cè)定：GB/T 20574-2006。

1.2.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)首先選取影響苦蕎干黃酒發(fā)酵的主要因素：發(fā)酵時(shí)間、酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)、麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)、沖缸加水比和發(fā)酵溫度等進(jìn)行單因素試驗(yàn)，測(cè)定其在主發(fā)酵過程中的總糖、總酸和乙醇體積分?jǐn)?shù)，以判斷發(fā)酵是否正常，并以乙醇體積分?jǐn)?shù)為主要指標(biāo)來確定最適的單因素條件。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以乙醇體積分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面法對(duì)苦蕎干黃酒的主發(fā)酵工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。每組做兩個(gè)平行樣，結(jié)果取兩個(gè)樣的平均值。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1發(fā)酵時(shí)間對(duì)主發(fā)酵的影響選定酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，沖缸加水比為1.2 mL/g，發(fā)酵溫度為30℃，分別在發(fā)酵第4、6、8、10、12天時(shí)測(cè)定酒醅的總糖、總酸和乙醇體積分?jǐn)?shù)，以確定最適宜的主發(fā)酵時(shí)間，結(jié)果見圖1。

圖1　發(fā)酵時(shí)間對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.1　E ffect of fermentation tim e on m ain fermentation

由圖1可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，酒醅的乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，在8 d時(shí)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最高，為16.6%。隨著時(shí)間繼續(xù)增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)卻有所下降，說明超過8 d以后乙醇有所揮發(fā)，或是轉(zhuǎn)化生成了其他的物質(zhì)，如酯類等。因此確定其最適主發(fā)酵時(shí)間為8 d。

2.1.2酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)主發(fā)酵的影響酒藥作為黃酒生產(chǎn)的糖化發(fā)酵劑，具有糖化發(fā)酵力強(qiáng)而用量少的優(yōu)點(diǎn)［12］。酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)太少，則微生物數(shù)量較少，發(fā)酵不充分，乙醇體積分?jǐn)?shù)偏低；酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)過多，又會(huì)導(dǎo)致微生物數(shù)量太多，在有限的空間內(nèi)會(huì)相互抑制，也會(huì)對(duì)最終的乙醇體積分?jǐn)?shù)產(chǎn)生影響。

選定麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，沖缸加水比為1.2 mL/g，發(fā)酵溫度為30℃，酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%，在發(fā)酵第8天時(shí)測(cè)定酒醅的總糖、總酸和乙醇體積分?jǐn)?shù)，以確定最適宜的酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果見圖2。

圖2　酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.2　E ffect of the mass fraction of jiuyao on m ain fermentation

如圖2所示，在其它條件相同的情況下，酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，乙醇體積分?jǐn)?shù)也不同。酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.4%增加到0.8%，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，在酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)最大值16.6%，因此確定最適酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%。

2.1.3麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)主發(fā)酵的影響麥曲為黃酒釀造提供各種酶類，主要是淀粉酶和蛋白酶，促使各種原料中所含淀粉、蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)的水解。同時(shí)在制曲過程中形成的各種代謝產(chǎn)物，以及由這些代謝產(chǎn)物相互作用產(chǎn)生的色澤香味等，賦予黃酒酒體獨(dú)特的風(fēng)格［12］。麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低，酶量不足，原料利用率低，發(fā)酵不充分；麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高，超過了酶促反應(yīng)所需的最佳量，也會(huì)影響發(fā)酵的進(jìn)行，導(dǎo)致最終的乙醇體積分?jǐn)?shù)偏低。

選定酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，沖缸加水比為1.2 mL/g，發(fā)酵溫度為30℃，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3%、4%、5%、6%、7%，在發(fā)酵第8天時(shí)測(cè)定酒醅的總糖、總酸和乙醇體積分?jǐn)?shù)，以確定最適宜的麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果見圖3。

圖3　麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.3　E ffect of the mass fraction of the w heat star ter on main fermentation

如圖3所示，隨著麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈先上升再下降的趨勢(shì)，在麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值16.6%，因此確定最適麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%。

2.1.4沖缸加水比對(duì)主發(fā)酵的影響水在黃酒成品中占80%以上，它是物料和酶的溶劑，生化酶促反應(yīng)都須在水中進(jìn)行，水中的金屬元素和離子是微生物必需的養(yǎng)分和刺激物，并對(duì)調(diào)節(jié)酒的pH及維持膠體穩(wěn)定性起著重要作用［12］。沖缸加水比適宜，則整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)有了適當(dāng)?shù)娜軇磻?yīng)很迅速；當(dāng)加水比增大，水量增加，溶液被稀釋，各種微生物與酶與原料的接觸面積減小，導(dǎo)致乙醇體積分?jǐn)?shù)下降。

選定酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，發(fā)酵溫度為30℃，分別設(shè)定沖缸加水比為1.1、1.2、1.3mL/g，在發(fā)酵第8天時(shí)測(cè)定酒醅的總糖、總酸和乙醇體積分?jǐn)?shù)，以確定最適宜的沖缸加水比，結(jié)果見圖4。

圖4　沖缸加水比對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.4　Effect of add water than raw materials on main fermentation

如圖4所示，沖缸加水比對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)有一定的影響。沖缸加水比從1.1mL/g上升到1.2mL/g時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)；當(dāng)沖缸加水比從1.2 mL/g繼續(xù)上升到1.3mL/g時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)。沖缸加水比1.2 mL/g時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值16.6%，因此確定最適沖缸加水比為1.2mL/g。2.1.5發(fā)酵溫度對(duì)主發(fā)酵的影響發(fā)酵溫度對(duì)酒的釀造至關(guān)重要，溫度過低或過高都會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)及酶的活性。溫度過低，酶的活性受到影響，導(dǎo)致乙醇體積分?jǐn)?shù)偏低；溫度過高，發(fā)酵速度過快，同時(shí)生酸也快，不僅影響乙醇的生成而且還會(huì)影響酒的品質(zhì)。

選定酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，沖缸加水比為1.2mL/g，分別設(shè)定發(fā)酵溫度為27、30、33℃，在發(fā)酵第8天時(shí)測(cè)定酒醅的總糖、總酸和乙醇體積分?jǐn)?shù)，以確定最適宜的發(fā)酵溫度，結(jié)果見圖5。

如圖5所示，發(fā)酵溫度上升，相應(yīng)的乙醇體積分?jǐn)?shù)也上升，但當(dāng)發(fā)酵溫度超過30℃后，乙醇體積分?jǐn)?shù)開始下降。發(fā)酵溫度30℃時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值16.6%，因此確定最適發(fā)酵溫度30℃。

2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

圖5　發(fā)酵溫度對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.5 Effect of fermentation tem perature on main fermentation

表1　Box-Behnken實(shí)驗(yàn)因素及編碼Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiment design

2.2.2模型方程的建立與顯著性影響按照Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)學(xué)要求，根據(jù)試驗(yàn)因素和水平的要求，設(shè)計(jì)17次試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2　響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Results of experiment of combination rotational design

2.2.1響應(yīng)曲面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)Box-Behnken的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，采用3因素3水平，以酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)、麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)、發(fā)酵溫度為主要考察因素，運(yùn)用響應(yīng)面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組。其響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素與編碼見表1。

2.2.3響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析用Design-Expert統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次回歸分析，得到多元二次回歸方程為：

乙醇體積分?jǐn)?shù)=16.65-0.13A-0.48B-0.72C-0.030AB-0.43AC-0.48BC-0.87A2-0.63B2-0.91C2+ 0.51A2B-0.26A2C-0.14AB2

回歸方程模型的p值為0.001 9，表明該模型顯著（p＜0.05），說明方程對(duì)實(shí)驗(yàn)的擬合度較好，實(shí)驗(yàn)誤差小，因此該模型可以真實(shí)地?cái)M合和推測(cè)實(shí)際情況；模型的決定系數(shù)R2=0.990 4，說明模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差較小，該模型是比較合適的。

從表3可以看出，3個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響大小分別是C（發(fā)酵溫度）極顯著、B（麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)）顯著，而A（酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)）不顯著。因素A2、B2、C2對(duì)響應(yīng)值的曲面效應(yīng)極顯著；因素A2B、AC、BC對(duì)響應(yīng)值的交互影響顯著，說明3個(gè)因素均不同程度的對(duì)響應(yīng)值產(chǎn)生顯著或極顯著的影響，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素選擇是成功的?；貧w方程模型的F模型=34.33＞F0.01，且P=0.001 9，表明該模型極顯著（P＜0.05），不同主發(fā)酵工藝間的差異極顯著，說明方程對(duì)實(shí)驗(yàn)的擬合度較好，實(shí)驗(yàn)誤差小，因此該模型可以真實(shí)地?cái)M合和推測(cè)實(shí)際情況；模型的決定系數(shù)R2=0.990 4，說明模型99.04%的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可變性可用此模型解釋，僅有總變異的0.96%不能用此模型解釋；回歸模型的擬合程度良好，預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值高度相關(guān)，試驗(yàn)誤差小，該模型是合適的。

表3　回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Tab le 3 Resu ltsof significant test for regression coefficient

利用Design Expert對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，可以得到二次回歸方程響應(yīng)面圖及相應(yīng)等高線，見圖6-8。由此可對(duì)任何二因素交互影響乙醇體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，以確定最佳因素水平范圍。

由圖6可知，當(dāng)酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時(shí)，隨著麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸上升，當(dāng)麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最高，此后隨著麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)；當(dāng)麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時(shí)，隨著酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最高，此后隨著酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)。等高線圖中的橢圓度較小，說明這兩個(gè)因素間沒有交互作用，但由表3可知，A2B之間交互作用對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)有顯著影響。

由圖7可知，當(dāng)酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時(shí)，隨著發(fā)酵溫度的升高，乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸上升，當(dāng)發(fā)酵溫度達(dá)30℃時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)出現(xiàn)最高值，此后隨著發(fā)酵溫度的增大，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)；當(dāng)發(fā)酵溫度不變時(shí)，隨著酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸上升，在酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)到達(dá)最高值；此后隨著酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵溫度與酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)交互作用時(shí)對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響比各自單因素作用大，等高線圖橢圓度較大，故發(fā)酵溫度與酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)交互作用時(shí)對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響顯著。

由圖8可知，當(dāng)麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時(shí)，隨著發(fā)酵溫度的升高，乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸上升，當(dāng)發(fā)酵溫度到達(dá)30℃時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)出現(xiàn)最高值，此后隨著發(fā)酵溫度的升高，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)；當(dāng)發(fā)酵溫度不變時(shí)，隨著麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸上升，在麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)到達(dá)最高值，此后隨著麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乙醇體積分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵溫度與麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)交互作用時(shí)對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響比各自單因素作用時(shí)大，等高線橢圓度較大，故發(fā)酵溫度與麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)交互作用時(shí)對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響顯著。

圖6　酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)和麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)影響的響應(yīng)面及其等高線Fig.6 Response sur face layer and contour p lot of the m utual-affection of them ass fraction of the wheat starter and the mass fraction of jiuyao on the alcoholic concentration

圖7　酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)和發(fā)酵溫度對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)影響的響應(yīng)面及其等高線Fig.7 Response surface layer and contour plot of the mutual-affection of the m ass fraction of jiuyao and fermentation tem perature on the alcoholic concentration

圖8　麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)和發(fā)酵溫度對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)影響的響應(yīng)面及其等高線Fig.8 Response su rface layer and contour p lot of the mutual-affection of themass fraction of the wheat starter and ferm entation tem peratu re on the alcoholic concentration

2.2.4最佳工藝條件的驗(yàn)證由Design-Expert軟件得到優(yōu)化后的主發(fā)酵條件，確定最優(yōu)工藝參數(shù)為：發(fā)酵溫度29.02℃，酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.74%，沖缸加水比為1.2 mL/g，發(fā)酵時(shí)間8 d得到的預(yù)測(cè)乙醇體積分?jǐn)?shù)是16.82%。為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可靠性，采用最優(yōu)發(fā)酵條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)其最后的乙醇體積分?jǐn)?shù)?？紤]實(shí)驗(yàn)的可操作性，將工藝條件改為發(fā)酵溫度29.0℃，其他條件不變，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得值16.97%，與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為0.89%，與預(yù)測(cè)結(jié)果相符。因此，采用響應(yīng)面法優(yōu)化得到的苦蕎干黃酒主發(fā)酵工藝最優(yōu)條件符合實(shí)際。

3　結(jié)語(yǔ)

采用響應(yīng)面法對(duì)苦蕎干黃酒主發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)證明：酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)、麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)及發(fā)酵溫度對(duì)苦蕎干黃酒的乙醇體積分?jǐn)?shù)都有顯著影響?？嗍w干黃酒釀造的最佳主發(fā)酵工藝參數(shù)為：發(fā)酵溫度29.0℃，酒藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，麥曲質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.74%，沖缸加水比為1.2mL/g，主發(fā)酵時(shí)間8 d。所得產(chǎn)品的主要理化指標(biāo)為：乙醇體積分?jǐn)?shù)為17.0%，總糖（以葡萄糖計(jì)）為2.2 g/L，非糖固形物為41.1 g/L，總酸（以乳酸計(jì)）為6.4 g/L，氨基酸態(tài)氮為1.17 g/L，黃酮質(zhì)量濃度為1.24 mg/mL。經(jīng)后酵、過濾后所得到的苦蕎干黃酒呈黃棕色、清亮透明、有光澤；具有干黃酒特有的濃郁醇香；口味醇和、爽口、無(wú)異味；酒體協(xié)調(diào)、具有苦蕎干黃酒獨(dú)特的風(fēng)格，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的保健酒。

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轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用

自1974年科恩（Cohen）揭開轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用的序幕起，“轉(zhuǎn)基因”這個(gè)詞在全球承受了無(wú)盡爭(zhēng)議。2015年1月13日，歐洲議會(huì)全體會(huì)議通過一項(xiàng)法令，允許歐盟成員國(guó)根據(jù)各自情況選擇批準(zhǔn)、禁止或限制在本國(guó)種植轉(zhuǎn)基因作物。面對(duì)轉(zhuǎn)基因食品，目前的世界趨勢(shì)是：對(duì)相關(guān)食品必須給消費(fèi)者真實(shí)而明確的信息。因此，不論是對(duì)轉(zhuǎn)基因食品貼示標(biāo)簽，或是對(duì)轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因原料的分別輸送，轉(zhuǎn)基因原料和食品的檢測(cè)技術(shù)是必不可少的。

Morisset（2008）利用NASBA技術(shù)在芯片上完成對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米MON863和MON810的多重定量檢測(cè)，證明了該方法在轉(zhuǎn)基因檢測(cè)方面的可應(yīng)用性。Freeman（2011）根據(jù)量子點(diǎn)特性設(shè)計(jì)生物探針用來檢測(cè)小分子DNA。目的片段存在的情況下可以與探針結(jié)合暴露酶切位點(diǎn)，經(jīng)ExoⅢ內(nèi)切酶切開后探針與量子點(diǎn)的距離變?cè)龃蟀l(fā)出熒光。CN201010604671.0公開了一種基于熒光量子點(diǎn)編碼二氧化硅球進(jìn)行多種轉(zhuǎn)基因植物的檢測(cè)方法，其采用反相微乳法制備的二氧化硅球結(jié)構(gòu)均一，過程簡(jiǎn)單易操作，控制QDs的種類和比例能夠準(zhǔn)確編碼二氧化硅球，二氧化硅對(duì)QDs的熒光起到保護(hù)作用，提高QDs的穩(wěn)定性。CN200910181247.7公開了一種葡聚糖四氧化三鐵磁性納米粒子的制備方法、葡聚糖四氧化三鐵磁性納米粒子用于轉(zhuǎn)基因大豆檢測(cè)過程中DNA的提取純化以及PCR產(chǎn)物的純化。CN201510064905.X公開了一種利用微流體芯片高通量檢測(cè)轉(zhuǎn)基因玉米的方法，其使用單列流體通道包含反應(yīng)孔腔數(shù)目不少于20、通道不少于3列的微流體芯片進(jìn)行檢測(cè)。在一次PCR擴(kuò)增過程中，同時(shí)完成2個(gè)玉米內(nèi)源基因以及18個(gè)外源重組品系的篩查檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度可達(dá)1%。CN201510075479.X公開了一種利用多重PCR技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因番木瓜的方法。該方法包含如下步驟：S1.設(shè)計(jì)多重PCR的5對(duì)引物；S2.以待檢測(cè)番木瓜基因組DNA為模板，在PCR反應(yīng)中加入S1.設(shè)計(jì)的所有引物，進(jìn)行PCR及電泳，從而得知所檢測(cè)的番木瓜是否為轉(zhuǎn)基因番木瓜。該發(fā)明多重PCR具有高效性、系統(tǒng)性、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便性，成功建立了檢測(cè)番木瓜中轉(zhuǎn)基因成分的五重PCR技術(shù)，檢測(cè)限為0.2 ng，達(dá)到了轉(zhuǎn)基因番木瓜快速篩選的目的。CN201510005351.6公開了一種食品中轉(zhuǎn)基因成分的檢測(cè)方法，包括：步驟一、提取原材料的總蛋白；步驟二、將步驟一得到的總蛋白質(zhì)注射到檢測(cè)裝置中，使總蛋白通過檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置包括加樣裝置、多根中空纖維聚丙烯膜和第一多孔板體，中空纖維聚丙烯膜上附著有與轉(zhuǎn)基因蛋白特異性結(jié)合的第一抗體，加樣裝置包括第二多孔板體和圓錐體，中空纖維聚丙烯膜的兩端分別固定在第一和第二多孔板體上且分別與其上的孔洞貫通；步驟三，洗滌；步驟四，將與轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)特異性結(jié)合的且?guī)в袠?biāo)記的第二抗體注射到檢測(cè)裝置的加樣孔，使第二抗體通過檢測(cè)裝置；步驟五，洗滌；步驟六，檢測(cè)中空纖維聚丙烯膜上是否存在標(biāo)記，并將檢測(cè)結(jié)果和原材料中是否存在轉(zhuǎn)基因成分聯(lián)系起來。CN201410484724.8公開了一種新的轉(zhuǎn)基因地衣芽孢桿菌檢測(cè)試劑盒及其檢測(cè)方法，其通過巧妙地設(shè)計(jì)針對(duì)轉(zhuǎn)基因地衣芽孢桿菌序列的帶標(biāo)記引物和探針，結(jié)合PCR擴(kuò)增和核酸試紙條檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因地衣芽孢桿菌的高效快速檢測(cè)。該方法特異性強(qiáng)，靈敏度高和穩(wěn)定性好，對(duì)于提高轉(zhuǎn)基因地衣芽孢桿菌的準(zhǔn)確性、縮短檢測(cè)時(shí)間具有重要的作用。CN201310409728.5公開了一種米或米制品中是否含有轉(zhuǎn)基因水稻LLRICE62的檢測(cè)法，以米或米制品為待測(cè)樣品，以轉(zhuǎn)基因稻米LLRICE62為陽(yáng)性對(duì)照，以非轉(zhuǎn)基因稻米或者非LLRICE62的轉(zhuǎn)基因稻米為陰性對(duì)照；包括以下步驟：1）、設(shè)計(jì)耐除草劑轉(zhuǎn)基因水稻LLRICE62的對(duì)應(yīng)引物組；2）、提取待測(cè)樣品、陽(yáng)性對(duì)照、陰性對(duì)照的DNA；3）、將步驟2）所得的待測(cè)樣品的DNA、陽(yáng)性對(duì)照的DNA、陰性對(duì)照的DNA分別利用步驟1）所得的引物組設(shè)置PCR反應(yīng)體系進(jìn)行擴(kuò)增；4）、利用步驟3）所得的待測(cè)樣品反應(yīng)液、陽(yáng)性對(duì)照反應(yīng)液、陰性對(duì)照反應(yīng)液進(jìn)行比對(duì)，從而判定米或米制品中是否含有轉(zhuǎn)基因水稻LLRICE62。

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全的持續(xù)熱點(diǎn)關(guān)注，各種轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)也就成了研究熱點(diǎn)。高靈敏度、高通量、自動(dòng)化和低成本是轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)將來的發(fā)展趨勢(shì)。（江南大學(xué)圖書館張群）

Optimization of Main Fermentation Technology for Buckwheat Dry Rice Wine by Response Surface Method

WAN Ping，ZHANG Yu，YANG Lan，YANGWenbo，ZHAO Gang*
（Collegeof Biotechnology，Chengdu University，Chengdu 610106，China）

With 1∶1 buckwheat rice and glutinous rice as raw materials，the impacts of fermentation time，the mass fraction of jiuyao and wheat starter，proportion of water added into fermenter，fermentation temperature on buckwheat dry rice w ine fermentation during the main fermentation processwere studied by single factor experiment.The alcoholic strength ofmain fermentation was used as the response value to optim izemain fermentation technology forbuckwheatdry ricew ineby adopt response surfacemethod.The results indicated thatunder the condition of 0.6%jiuyao，3.74% wheat starter，1.2 m L/g proportion of water added into raw material，29.0℃fermentation temperature，and 8 d fermenting time，the alcoholic concentration up to 17.0%（20℃），the product is aromaand hasa unique taste styleof buckwheatdry ricew ine.

buckwheat，glutinous rice，dry ricewine，main fermentation，response surfacemethod

TS 262.4

A

1673—1689（2015）11—1185—07

2015-04-03

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD34B05-13）；成都市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)專項(xiàng)項(xiàng)目（201301012）；四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012NZ0031）。

萬(wàn)萍（1963—），女，四川邛崍人，工學(xué)學(xué)士，副教授，主要從事食品發(fā)酵工程方面的研究。E-mail：wanp66@aliyun.com

趙鋼（1959—），男，四川會(huì)理人，理學(xué)學(xué)士，教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事雜糧綜合開發(fā)利用研究。

E-mail：zhaogang@cdu.edu.cn