響應面法優化菊花糯米酒的加工工藝研究

摘要：以菊花和糯米酒為主要原料，采用菊花浸提液、糯米酒、檸檬酸、赤蘚糖醇進行調配實驗，研究菊花糯米酒 的調配工藝.選取菊花汁添加量、糯米酒添加量、檸檬酸添加量和赤蘚糖醇添加量為單因素，初步確定各因素的 最佳范圍.采用響應面分析法對影響菊花糯米酒品質的工藝參數進行優化，得出菊花糯米酒的最佳工藝參數： 菊花汁添加比例為25%，糯米酒添加比例為55%，糖醇添加比例為3%，檸檬酸添加比例為0.09%.通過此工 藝調配出的菊花糯米酒口感清涼甜美，酸甜適中，菊花香味與米酒香味和諧一致. 關鍵詞：響應面分析法；菊花；糯米酒；調配工藝

中圖分類號：TS262.4

文獻標志碼：A

Response Surface Methodology to Optimize Process of Chrysanthemum Glutinous Rice Wine

MA Wan-ru112， DING Zhi-en1.2* ， WANG Jun-gang1.2， REN Lei1， XU Kai-li1

（1. School of Biology and Food Engineering， Bozhou University， Bozhou 236800， Anhui， China;

2. Bozhou Key Laboratory of Medicinal and Edible Homology Functional Food， Bozhou 236800， Anhui， China）

Abstract：The experiment was carried out by using chrysanthemum extract， glutinous rice wine， citric acid and erythritol as the main raw materials to study the best formula of chrysanthemum glutinous rice wine. The amount of chrysanthemum juice added， glutinous rice wine added， citric acid added and erythritol added were set as single factors， and the optimum range of each factor was initially determined on the basis of the single factor experiment. The optimum process parameters for the preparation of chrysanthemum glutinous rice wine were 25% chrysanthemum juice addition， 55% glutinous rice wine addition， 3% sugar alcohol addition and 0.09% citric acid addition. The chrysanthemum glutinous rice wine blended by this process had a cool and sweet taste， with a gentle sweet and sour taste， and a harmonious aroma of chrysanthemum and rice wine. It provided a theoretical basis for the processing and manufacturing of the new chrysanthemum wine， with a scientific basis for the production of more health care compounded wines.

Key words：response surface analysis; chrysanthemum; glutinous rice wine; blending process

0 引言

菊花屬多年生草本屬， 因其盛開于秋天， 所以也被稱為“ 秋菊” ． 菊花一直被人們稱為“ 長壽之花” 和“ 抗衰老之花” ， 菊花含有腺嘌呤、 膽堿、 水蘇堿、 黃酮類、 維生素B等主要成分， 因此， 菊花在治療頭疼眼花、 風熱感冒、 高血壓等方面有著很好的療效[ １- ２]． 在我國的主要菊花品種中， 揮發油、金合歡素、 木犀草素等物質的含量都位居前列， 在抗病毒、 抗寄生蟲、 抗菌等方面具有較好的效果[ ３ - ５]． 糯米酒是通過添加酒曲， 利用其含有的糖化菌和酒化菌的代謝能力， 將糯米的淀粉轉化為單糖， 然后進行酒精發酵， 將多糖、 脂類和蛋白質轉化為對人體有用的寡糖、 低分子有機酸、 氨基酸和肽， 口感清香甜美、 沁人心脾， 可以促進腸道消化， 增進食欲， 受到廣大消費者的喜愛[ ６]．

隨著社會發展， 人們不再是僅僅關注食品的口感， 而且更加關注食品的營養保健功能． 調配酒可以將各種食品的保健功能結合起來， 綜合發揮各食品的保健功效， 因此， 我國涌現了眾多復配酒的品牌， 如椰島鹿龜酒、 追風八珍酒、 桑葚酒、 茯苓酒等[ ８]． 截至目前， 有關糯米酒的研究有很多， 且關于菊花糯米酒的研究大多在于其發酵工藝， 對菊花米酒的調配工藝研究卻為數不多[ ７ - １ ０]． 因此采用亳州菊花開發出適合廣大消費者食用的菊花酒， 對提高米酒的營養保健功能具有重要意義．

1 實驗材料和方法

1.1 實驗儀器與材料

１． １． １ 實驗儀器

實驗所需儀器及生產廠家如表１所列．

１． １． ２ 實驗材料

糯米（ 購于亳州本地金色華聯超市） ; 菊花（ 購于康美中藥材專業市場） ; 甜酒曲（ 購于亳州本地繽紛城） ; 檸檬酸（ 食品級） ; 赤蘚糖醇（ 食品級） ; 明膠（ 食品級） ; 單寧（ 食品級） ．

1.2 實驗步驟

１． ２． １ 實驗制作流程

糯米酒的制備工藝： 糯米→浸泡→蒸煮→冷卻淋飯→拌酒曲→搭窩→糖化發酵→糯米酒．

菊花的處理： 干菊花→挑選除雜→粉碎→水提法（ 輔以超聲波提取） →過濾→菊花浸提液．

菊花糯米酒的調配： 采用感官評定法對菊花米酒進行配制實驗． 按照一定的比例， 加入檸檬酸、 赤蘚糖醇、 米酒和菊花汁， 剩余部分用水定容補充．

１． ２． ２ 工藝操作要點

（ １）浸米— — —用純凈的清水（ 冷水） 浸泡８～１ ２h， 到能較輕易捏碎米粒的程度即可．

（ ２）蒸熟— — —需要４ ５m i n， 然后倒出來平鋪攤涼， 這個過程中可以用凈水（ 冷） 澆灑協助降溫，同時可以把米飯捏散．

（ ３）撒曲— — —攤涼冷卻到３ ５℃， 把酒曲均勻撒到米飯上， 盡可能拌勻， 使糖化過程更徹底．

（ ４）糖化— — —準備高溫消毒后干燥的容器，將撒曲后拌勻的米飯放進去， 鋪平后在中間挖一個拳頭大小的洞， 便于糖化后的汁液流出， 容器需要蓋上， 放置２ ５℃培養箱糖化時間４ ８h．

（ ５） ４ ８h后， 容器里面會有很多被分解后的糖液， 糯米變爛不再完整， 可以微微聞到酒味．

（ ６） 菊花汁的制備． 將菊花去除雜質后倒入小型高速粉碎機， 粉碎１m i n后加入到純凈水中， 超聲波功率為２ ０ ０ W， 用７ ０ ℃超聲輔助提取２ ０m i n（ 菊花６ ０g， 純凈水３ ０ ０mL） ， 用紗布過濾， 獲得第一次不含殘渣的菊浸液; 再將２ ０ ０mL的沸水加入到菊花殘渣中， 對其進行超聲提取 ２ ０m i n， 并用紗布進行過濾， 從而獲得不含濾渣的第二次浸提液; 再將１ ０ ０mL的沸水加入到菊花殘渣中， 超聲提取２ ０m i n， 然后用紗布過濾， 獲得不含殘渣的第三次提取液; 將三次菊汁提取物混合在一起， 放于室溫下待用．

（ ７） 菊花糯米酒的調配． 將事先制備好的菊花汁和糯米酒在磁力加熱攪拌器中充分攪拌， 后加入赤蘚糖醇和檸檬酸， 按照單因素實驗進行調配．

（ ８） 菊花糯米酒的澄清殺菌． 將調配好的菊花糯米酒用一定濃度的明膠單寧溶液澄清后過濾，然后加熱殺菌， 再冷卻， 即得成品．

1.3 實驗設計和方法

１． ３． １ 單因素實驗設計

（ １） 菊花汁添加比例的影響

將預先備好的糯米酒與菊花汁一起調配， 糯米酒含量為５ ５％， 糖醇為４％， 檸檬酸為０． １％，菊花汁添加量分別取 １ ５％、 ２ ０％、 ２ ５％、 ３ ０％、３ ５％． 采用０． ５％的明膠溶液和１％的單寧溶液在８～１ ２℃的溫度下靜置１ ２h， 進行澄清過濾． 最后在１ ０ ０℃溫度下水浴加熱， 殺菌１ ０m i n， 得到成品． 選取１ ０名人員進行感官評分， 記錄結果．

（ ２）糯米酒添加比例的影響

將預先備好的糯米酒與菊花汁一起調配， 菊花汁含量為２ ５％， 糖醇為４％， 檸檬酸為０． １％，糯米酒添加量分別取 ５ ０％、 ５ ５％、 ６ ０％、 ６ ５％、７ ０％． 采用０． ５％的明膠溶液和１％的單寧溶液在８～１ ２℃的溫度下靜置１ ２h， 進行澄清過濾． 最后在１ ０ ０℃溫度下水浴１ ０m i n加熱殺菌， 得到成品． 選取１ ０名人員進行感官評分， 記錄結果．

（ ３）赤蘚糖醇添加比例的影響

將預先備好的糯米酒與菊花汁一起調配， 菊花汁 含 量 為 ２ ５％，糯 米 酒 為 ５ ５％，檸 檬 酸 為０ . １％， 糖醇添加量分別取 ２％、 ４％、 ６％、 ８％、１ ０％． 采用０． ５％的明膠溶液和１％的單寧溶液在８～１ ２℃的溫度下靜置１ ２h， 進行澄清過濾． 最后在１ ０ ０℃溫度下水浴加熱１ ０m i n殺菌后得到成品． 選取１ ０名人員進行感官評分， 記錄結果．

（ ４） 檸檬酸添加比例的影響

將預先備好的糯米酒與菊花汁一起調配， 菊花汁含量為２ ５％， 糯米酒為５ ５％， 糖醇為４％， 檸檬 酸 添 加 量 分 別 取 ０． １％、 ０． １ ５％、 ０． ２％、０. ２ ５％、 ０． ３％． 采用０． ５％的明膠溶液和１％的單寧溶液， 在８～１ ２℃的溫度下靜置１ ２h， 進行澄清過濾． 最后在１ ０ ０℃溫度下水浴加熱１ ０m i n， 殺菌后得到成品． 選取１ ０名人員進行感官評分， 并記錄結果．

１． ３． ２ 響應面實驗設計

在單因素實驗結果基礎上， 通過響應面分析軟件設計分析實驗組合， 進行實驗分析得到最終數據． 建立各因素之間的交互作用數學模型， 以及各因素的一次項、 平方項三維模型， 可以直觀地觀察出各因素和交互因素對最終響應值的影響是否顯著． 最終得出參考工藝參數， 進行驗證實驗， 得到最佳工藝．

響應面法優化實驗采用B o x Ｇ B e h n k e n設計，選擇菊花汁添加量（ A） 、 糯米酒添加量（ B） 、 糖醇添加量（ C） 、 檸檬酸添加量（ D） 為因素， 構造一個四因素三水平的設計實驗， 結果如表２所列． 利用響應面分析軟件對實驗得出的數據進行分析， 以感官評分作為響應值．

１． ３． ３

選定１ ０名品嘗人員， 組成感官評價小組， 對菊花米酒進行感官評價， 此小組由５名女性和５名男性組成． 在評價過程中， 采用盲評計分的方法， 去掉男女生中的最高分， 最終評分為其余分數的平均值． 評定的主要指標有： 菊花米酒的色、 香味、 組織狀態， 每個方面滿分為２ ５分， 總分為１ ０ ０分， 具體評分標準如表３所列． 為了確保評價的公正性和準確性， 每個評價者均單獨操作， 品嘗前均用清水漱口． 這種評價方法可以更全面、 客觀地了解菊花米酒的口感和品質， 以便進一步優化調配工藝和改進產品質量．

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果分析

２． １． １ 菊花汁添加比例對菊花糯米酒感官品質的影響

菊花汁添加比例對菊花糯米酒的影響如圖１所示， 菊花糯米酒的感官品質隨著菊花汁添加量的變化而變化， 隨著菊花汁添加量增大， 菊花糯米酒的感官評分呈現先上升后下降的變化趨勢， 最高感官評分達８ １． ５分． 結果表明， 菊花汁添加量以２ ５％為最佳． 原因可能是， 當菊花汁添加量超過一定程度時， 由于菊汁的加入量過高， 導致了菊花米酒口感偏苦、 偏澀， 掩蓋了菊花米酒原本的味道， 同時在色澤和組織狀態方面也不夠均衡， 顏色偏黃， 沉淀物較多， 感官得分下降[ １ １]． 因此菊汁加入量以２ ５％為宜．

２． １． ２ 糯米酒添加比例對菊花糯米酒感官品質的影響

糯米酒添加量對菊花糯米酒感官品質的影響如圖２所示， 菊花糯米酒的感官品質隨著糯米酒添加量的變化而變化， 隨著糯米酒添加量增大， 菊花糯米酒的感官評分呈現先升高后降低的趨勢．結果表明， 糯米酒的加入量不宜過量， 米酒添加量為５ ５％時得分最高， 達到８ ２． ５分， 此時菊花糯米酒的菊花香與米酒香和諧一致， 菊花或者米酒不會蓋過彼此的味道， 此時達到最佳值． 當糯米酒添加量為５ ０％時， 米酒香味大多被菊花所掩蓋， 氣味刺鼻或者口感不夠清新， 因此感官評分較低． 添加量達７ ０％時， 菊花香味完全消失， 同時組織狀態渾濁有沉淀， 且有分層現象[ １ ２]． 因此糯米酒的最佳添加量為５ ５％左右．

２． １． ３ 糖醇添加比例對菊花糯米酒感官品質的影響

糖醇添加量對菊花糯米酒感官品質的影響如圖３所示， 菊花糯米酒的感官品質隨著糖醇添加量的變化而變化， 隨著糖醇添加量增大， 菊花糯米酒的感官評分呈現突然升高后逐漸降低的趨勢．糖醇添加量為４％時， 菊花糯米酒的感官評分最高， 得分為８ ２． ６分． 此時米酒酸甜適中， 口感不過于酸澀， 爽口宜人． 當糖醇添加量逐漸升高時， 感官評分呈下降趨勢， 原因可能是米酒本身具有一定的酸甜口味， 添加糖醇則是為了掩蓋菊花的苦澀味道， 但添加量過多時， 復配酒的口感就會過于甜膩， 不夠爽口， 因此糖醇的最佳添加量為４％左右．

２． １． ４ 檸檬酸添加比例對菊花糯米酒感官品質的影響

檸檬酸添加量對菊花糯米酒感官品質的影響如圖４所示． 菊花糯米酒的感官品質隨著檸檬酸添加量的變化而變化， 隨著檸檬酸添加量增大， 菊花糯米酒的感官評分呈現先升高后逐漸降低的趨勢． 當檸檬酸添加量為０． １ ０％時， 菊花糯米酒在各感官指標上的最高分值為８ ０． ９分． 隨著檸檬酸添加量的上升， 米酒的感官評分呈下降趨勢． 原因可能是隨著糖酸比增大， 菊花米酒口味過酸澀口，氣味略微刺鼻， 所以感官評分下降， 且米酒中的淀粉等多糖被轉化為有機酸， 增加了菊花米酒的酸度． 因此檸檬酸的最佳添加量為０． １ ０％左右．

2.2 響應面分析法實驗結果分析

２． ２． １ 響應面實驗結果分析

在單因素實驗基礎上， 選擇菊花汁添加量（ A） 、 糯米酒添加量（ B） 、 糖醇添加量（ C） 、 檸檬酸添加量（ D） 為因素， 將感官得分作為其響應值， 對響應面實驗的結果進行分析， 進而確定出最佳的工藝參數， 結果如表４所列．

以Box-Behnken中心復合設計原理為基礎， 構建出回歸公式預測模型，對響應面實驗的結果 進行多重回歸和二項擬合分析，得到感官評分 （Y）關于各因素的回歸方程：Y=82.38+1.93A-0.95B-0.78C-0.058D＋0.57AB-0.65AC-1.10AD＋0.40BC＋0.13BD-0.35CD-1.03A2-3.17B2-2.69C2-1.38D2.

2.2.2模型方差分析

運用響應面分析軟件對各因子進行建模，得 出各因子對響應值的影響程度，影響感官得分的 各種因素進行了分析，R2=0.9318，R= 0.8636.方差分析結果如表5所列.

當P≤0.01時，表明該因素對響應值的影響

非常顯著；當P≤0.05時，表明該因素對響應值 的影響是顯著的.從表5可以看出，所構建的回歸 模型中F=13.66，P〈0.01，結果表明各變量之

間存在著顯著性差異.當非擬合部分P達到 0.5160gt;0.05時，說明各因素之間沒有明顯的差 別，說明回歸方程是可信的.回歸系數R2為 93.18%，表明該公式的擬合程度很好，可以用該 公式替代實驗，來刻畫各變量與響應值之間的關 系.修正因子R2為0.8636，表明該模式能夠解釋 感官評分中86.36%的改變.表5中的數據說明 本實驗的設計可靠，適合實際情況，可以用來對優 化菊花糯米酒感官品質的結果進行分析和預測.

從表5中的P值可以看出，一次項中菊花汁添加量（A）和糯米酒添加（B）對感官得分的影響非常顯著，糖醇添加量（C）對感官得分的影響較顯著，而檸檬酸添加量（D）對感官得分的影響不明顯；并且在所有的交互效應中，AD對感官得分有顯著的影響，而AB、AC、BC、BD對感官得分沒有顯著的影響；二次項中的B2、C2、D2極大地影響著感官評分的變化.參照表5中F值，可以 得到以下4種因素對感官得分的影響程度：菊花 汁添加量（A）gt;糯米酒添加量（B）gt;糖醇添加量（C）gt;檸檬酸添加量（D）.

２． ２． ３ 響應面曲面分析

響應曲線圖能夠很好地反映出兩變量的影響， 其斜率越是陡峭， 說明該實驗中的因變量對響應值的影響就越大， 而如果曲面斜率越是平緩， 那么影響就會越小． 當等高線圖呈現為橢圓形時， 表示兩變量之間的相互作用就會更加明顯， 如果等高線圖趨于圓形， 那么兩個變量的相互作用可以忽略不計． 利用響應面回歸模型創建的菊花汁添加量、 糯米酒添加量、 糖醇添加量、 檸檬酸添加量的響應面圖．

把兩個單因素固定后考察其他兩個單因素對響應值的影響， 如圖５－圖１ ０， 經過分析可知， 在各個實驗設定的研究因素范圍內， 當菊花汁添加量為２ １％～２ ５％， 糖醇添加量為０． ０ ６％～０． １ ３％時， 響應值接近最高點， 即在這個范圍內， 菊花糯米酒的口感最好． 當固定糯米酒和糖醇添加量時，隨著菊花汁添加比例的提高， 菊花米酒呈現特有的菊花香味， 但當菊花汁添加過少時， 菊花香味會完全被米酒味蓋住， 繼而失去特有的菊花香特征．隨著檸檬酸添加量升高， 菊花米酒變得清新爽口，但當檸檬酸添加量過少時， 不足以蓋住菊花的苦澀味道， 檸檬酸添加過多， 口感就會變得刺激， 令人不悅， 因此， 兩者的交互作用在很大程度上影響了菊花米酒的感官評分．

２． ２． ４ 最優驗證實驗

通過對回歸擬合方程求解， 獲得菊花糯米酒的最佳工藝條件： A 為２ ５． ０ ０， B 為５ ４． ８ ７， C 為３． ０ ４， D 為０． ０ ９， 在此條件下， 預測的感官評分為８ ３． ５ ２． 根據實驗實際操作的可能性， 調整修正之后的菊花 米酒各因素配比為：菊花汁添加量２ ５％， 糯米酒添加量為５ ５％， 糖醇添加量為３％，檸檬酸添加量為０． ０ ９％． 在此條件下進行驗證實驗， 得到的感官評分為８ ４． ０ ０， 同模型預測值的接近率為９ ９． ４ ２％． 結果表明， 用響應面方法優選出的菊花米酒生產工藝參數是正確的、 可靠的， 在實際生產中有很大的實用價值．

3 結論

根據單因素實驗和響應面組合實驗得出的實驗結果， 可以得到各因素對菊花米酒感官品質的影響． 各因素對菊花米酒感官品質影響的主次順序為： A＞B＞C＞D， 即菊花汁添加比例＞糯米酒添加比例＞糖醇添加比例＞檸檬酸添加比例．最佳的加工工藝參數為： 菊花汁添加比例２ ５％，糯米酒添加比例５ ５％， 糖醇添加比例為３％， 檸檬酸添加比例為０． ０ ９％， 得到的感官評分為８ ４． ０ ０．經過優化后的工藝條件加工出的菊花米酒色澤金黃， 口感清新怡人， 有淡淡的菊花香和沁人心脾的酒香， 令人回味無窮． 該研究結果可為菊花米酒的生產工藝提供參考．

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[責任編輯：紀彩虹]