响应面法优化香瓜果醋酿造工艺

肖志勇

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2018.09.016

响应面法优化香瓜果醋酿造工艺

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.09.016

肖志勇

福建拓天生物科技有限公司, 福建福州 350008

基金项目:

福州市科技计划项目 2017-G-100

详细信息

作者简介:
肖志勇(1979-), 男, 高级工程师, 主要从事食品加工技术研究(E-mail: 543149340@qq.com)

中图分类号: TS255.4
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出版历程
- 收稿日期: 2018-05-11
- 修回日期: 2018-07-03
- 刊出日期: 2018-09-01

Response Surface Optimization of Muskmelon Fruit Fermentation for Vinegar

XIAO Zhi-yong

Fujian Tuotian Biotechnology Co. Ltd., Fuzhou, Fujian 350008, China

摘要

摘要: 以新鲜香瓜为原料，采用单因素、Box-Benhnken响应面试验设计优化香瓜果醋酿造工艺。结果表明，香瓜果醋发酵的优化工艺为：初始酒精度7.0%，醋酸菌接入量9.5%，摇床转速155 r·min^-1，发酵温度36℃，时间5 d，在此条件下，发酵所得香瓜果醋酸值达到5.33%，色泽浅黄澄清，酸味柔和适中，且独具香瓜特征香味。
- 香瓜果醋 /
- 醋酸发酵 /
- 响应面法 /
- 工艺优化
Abstract: Submerged fermentation was employed to produce vinegar from muskmelon fruits. The fermentation process was optimized using response surface and orthogonal experiments. The results showed that the optimal process was conducted with aninitial alcohol content of 7%, a mixer rotational speed at 155 r·min^-1 and an addition of 9.5% acetobacter inoculum at 36℃ for 5 days. Under these conditions, the acidity of the resulting muskmelon vinegar was 5.33%. The light yellowish vinegar appeared clear with a pleasant sweet and acidic aroma.
- muskmelon fruit vinegar /
- vinegar fermentation /
- response surface methodology /
- process optimization

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图 1 初始酒精度对醋酸发酵的影响

注：D₁~D₇为发酵时间1~7 d，图 2~4同。

Figure 1. Effect of initial alcohol content on fermentation

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图 2 温度对醋酸发酵的影响

Figure 2. Effect of temperature on fermentation

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图 3 醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响

Figure 3. Effect of inoculation of acetobacter on fermentation

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图 4 震荡转速对醋酸发酵的影响

Figure 4. Effect of mixer rotational speed on fermentation

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图 5 R₁=(X₁，X₂)的响应面

Figure 5. Response surface plot for fermentation under varied alcohol content and acetobacter inoculation

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图 6 R₁=(X₁，X₃)的响应面

Figure 6. Response surface plot for fermentation under varied temperature and alcohol content

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图 7 R₁=(X₁，X₄)的响应面

Figure 7. Response surface plot for fermentation under varied alcohol content and mixer rotational speed

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图 8 R₁=(X₃，X₄)的响应面

Figure 8. Response surface plot for fermentation under varied mixer rotational speed and temperature

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表 1 Box-Behnken试验设计因素

Table 1. Variables and levels in Box-Behnken central composite design

编码值	酒精添加量/%	接种量/%	发酵温度/℃	摇床转速/(r·min^-1)
-1	4	8	34	140
0	6	10	36	150
+1	8	12	38	160

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表 2 Box-Behnken试验设计及试验结果

Table 2. Arrangement and results of Box-Behnken central composite experiment

试验号	因素				醋酸含量R/%
试验号	X₁	X₂	X₃	X₄	醋酸含量R/%
1	-1	-1	0	0	3.3
2	-1	1	0	0	4.3
3	1	-1	0	0	3.3
4	1	1	0	0	4.5
5	0	0	-1	-1	4.3
6	0	0	-1	1	5.0
7	0	0	1	-1	4.4
8	0	0	1	1	4.9
9	-1	0	0	-1	4.3
10	-1	0	0	1	4.5
11	1	0	0	-1	4.7
12	1	0	0	1	5.2
13	0	-1	-1	0	3.3
14	0	-1	1	0	3.0
15	0	1	-1	0	3.9
16	0	1	1	0	4.3
17	-1	0	-1	0	4.0
18	-1	0	1	0	4.2
19	1	0	-1	0	5.1
20	1	0	1	0	4.4
21	0	-1	0	-1	3.1
22	0	-1	0	1	3.2
23	0	1	0	-1	3.6
24	0	1	0	1	4.3
25	0	0	0	0	5.3
26	0	0	0	0	5.5
27	0	0	0	0	5.1
28	0	0	0	0	5.2
29	0	0	0	0	5.3

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表 3 回归统计分析结果

Table 3. ANOVA for response surface regression model

系数来源	平方和	自由度	均方	F值	Prob＞F	显著性
模型	14.89	14	1.06	22.86	＜0.0001	^**
X₁	0.61	1	0.61	13.06	0.0028	^**
X₂	2.71	1	2.71	58.20	＜0.0001	^**
X₃	＜0.0001	1	＜0.0001	0.16	0.6941
X₄	0.61	1	0.61	13.06	0.0028	^**
X₁X₂	＜0.0001	1	＜0.0001	0.21	0.6500
X₁X₃	0.16	1	0.16	3.44	0.0849
X₁X₄	0.022	1	0.022	0.48	0.4982
X₂X₃	0.12	1	0.12	2.63	0.1270
X₂X₄	0.090	1	0.090	1.93	0.1860
X₃X₄	＜0.0001	1	＜0.0001	0.21	0.6500
X₁²	0.53	1	0.53	11.39	0.0045	^*
X₂²	10.31	1	10.31	221.64	＜0.0001	^**
X₃²	1.09	1	1.09	23.53	0.0003	^**
X₄²	0.73	1	0.73	15.72	0.0014	^**
残差	0.65	14	0.047
失拟	0.56	10	0.056	2.56	0.1891	不显著
净误差	0.088	4	0.022
总离差	15.54	28
相关系数(R²)	0.9581
调整复相关系数(R_Adj²)	0.9162
注：“*”表示极显著(P＜0.01)，“”表示显著(P＜0.05)。

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