2.2 響應麵優化葡萄酒工藝試驗結果及分析
2.2.1 數字模型的自酿造期制研建立及分析
結合單因素試驗所獲結果,進一步優化自釀葡萄酒工藝條件。葡萄選取發酵溫度(A),酒酿间甲究發酵時間(B),醇含陳釀時間(C)3個因素作為影響因子,量控以甲醇含量(Y)為響應值,自酿造期制研設計3因素3水平響應麵試驗,葡萄Box-Behnken試驗結果見表3。酒酿间甲究
由Design Expert 8.0.6軟件統計計算,醇含對表2的量控試驗結果進行多元回歸擬合,得到各因素水平對自釀葡萄酒中甲醇含量影響的自酿造期制研二次多項回歸模型:Y=283.20+9.25A+0.13B+2.13C-2.50AB-6.00AC-1.75BC+29.22A2+4.98B2+4.22C2。
由表3可知,葡萄上述建立的酒酿间甲究回歸模型極顯著(P<0.000 1),失擬項不顯著(P=0.504 3>0.05)。醇含表明自釀葡萄酒工藝數據模型的量控選取具有一定的科學性與合理性;模型的決定係數R2為0.967 9,校正決定係數R2Adj為0.926 7,則表明該模型與試驗的結果擬合度良好,因此可用此模型對基於甲醇含量控製的自釀葡萄酒工藝參數進行分析和預測。根據表3中F值大小可以判斷,3個因素對自釀葡萄酒中甲醇含量的影響大小順序為發酵溫度>陳釀時間>發酵時間,其中一次項A達極顯著水平(P<0.01),交互項AC達顯著水平(P<0.05),二次項A2、B2對自釀葡萄酒中甲醇含量的影響也達到顯著水平(P<0.05)。綜合所有數據結果表明,該模型能較好地反映出自釀葡萄酒工藝中發酵溫度、發酵時間、陳釀時間3者之間的關係,所得的回歸方程能較好地預測自釀葡萄酒工藝中甲醇含量在不同條件下的變化規律。
2.2.2 影響因子間交互作用分析
通過采用Design-Expert.V 8.0.6軟件繪製自釀葡萄酒工藝的響應麵圖與等高線圖,可以較直觀地反映出各因素及其相互作用對試驗結果的影響。響應麵圖的曲麵彎曲程度越大,則表明兩因素間的交互作用越顯著。
由圖7可直觀地反映出自釀葡萄酒工藝中的發酵溫度、發酵時間、陳釀時間之間的交互作用對其中甲醇含量的影響程度。發酵溫度和陳釀時間的交互作用對自釀葡萄酒中甲醇含量的影響顯著(P<0.05),其餘因素間交互作用影響不顯著(P>0.05),這與方差分析結果一致。
2.3 針對自釀葡萄酒工藝的驗證
通過軟件分析所建立的發酵工藝模型,得到自釀葡萄酒最佳工藝條件為發酵溫度24.04℃,發酵時間19.16 d,陳釀時間為80.97 d。為便於實際操作及工藝條件的可行性,將最佳工藝參數修正為發酵溫度24℃,發酵時間19 d,陳釀時間為81 d。在此工藝條件下進行3組平行試驗進行驗證,計算得到甲醇含量實際值為281 mg/L,與預測值279 mg/L相近,說明本試驗的回歸模型方程具有一定的實際指導意義。
2.4 產品質量指標
應用響應麵優化後的最佳條件所得自釀葡萄酒,檢測得到其各項指標為:酒精度(溫度為20℃時)為13.5%vol;總糖為58.7 g/L;幹浸出物為29.8 g/L;揮發酸(以乙酸計)為0.6 g/L;檸檬酸為0.9 g/L。產品各項指標均符合國家標準GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求。
3 結論
本研究在單因素試驗的基礎上,選取對自釀葡萄酒甲醇含量影響較大的3個因素,對釀造工藝進行響應麵優化試驗。最終確定自釀葡萄酒工藝的最優參數為選擇木質發酵容器發酵,酒曲添加量1.0%,發酵溫度24℃,發酵時間19d,陳釀溫度20℃,陳釀時間81d,在此工藝條件下製得的葡萄酒呈現紫紅色,清亮透明,無顯見懸浮物,具有和諧純正的果香味,口感較純正、舒暢及完整,回味悠長,具備葡萄酒的良好風格,甲醇含量為281 mg/L。因此,本研究得出的最優控製甲醇含量的葡萄酒釀造工藝具有較好的實際應用價值,對提高自釀葡萄酒質量安全有重要的實際意義。
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