響應(yīng)面法優(yōu)化有機(jī)巧克力慕斯的工藝配方

顧瑜萍，朱建玲

1.上?？萍脊芾韺W(xué)校（上海 200433）；2.珍得（上海）實(shí)業(yè)有限公司（上海 200090）

慕斯，又稱(chēng)充氣的凝乳，是將奶油打發(fā)后，與其他風(fēng)味原料混合，加入魚(yú)膠粉、黃油、檸檬汁或巧克力等，經(jīng)過(guò)低溫冷卻而制成的甜品，具有可塑性，口感膨松如棉[1]。慕斯作為一種高級(jí)甜品，其品種很多，有各種水果慕斯、巧克力慕斯等[2]。很多研究者在普通慕斯的基礎(chǔ)上對(duì)其制作工藝進(jìn)行改良或優(yōu)化，如李楊等[3]在慕斯中加入具有保健功效的抹茶粉制作抹茶慕斯，王宏等[4]在慕斯中添加蘋(píng)果，制成營(yíng)養(yǎng)豐富的蘋(píng)果慕斯；王娜[5]對(duì)其研發(fā)的益生菌慕斯進(jìn)行配方優(yōu)化等。慕斯制品中，以巧克力慕斯最為有名[2]，如比利時(shí)巧克力慕斯[6]、黑/白巧克力慕斯，很多烘焙房和甜品店還推出藍(lán)莓巧克力慕斯、酸奶巧克力慕斯等，有研究則嘗試研發(fā)添加益生菌和益生元的巧克力慕斯[7]。

傳統(tǒng)的巧克力慕斯制作一般采用巧克力、奶油、牛奶、魚(yú)膠粉、蛋黃、白糖或糖粉等為原料，現(xiàn)在此基礎(chǔ)上對(duì)原料進(jìn)行甄選。試驗(yàn)中的巧克力選用由有機(jī)可可豆制作而成的有機(jī)巧克力；奶油的選擇上，從健康和營(yíng)養(yǎng)的角度出發(fā)，更青睞于動(dòng)物性稀奶油；糖類(lèi)選用以天然生產(chǎn)工藝制作而成的金砂糖，濃郁的蔗香味為有機(jī)巧克力慕斯增添更多的風(fēng)味；雞蛋的選擇上，采用谷物喂養(yǎng)、蛋香醇厚的鮮雞蛋，健康營(yíng)養(yǎng)有保障。

試驗(yàn)以有機(jī)巧克力、動(dòng)物性稀奶油、金砂糖和鮮雞蛋為原料，不額外添加魚(yú)膠粉、香精等，制作有機(jī)巧克力慕斯，并借助Box-Behnken響應(yīng)面法對(duì)其工藝配方進(jìn)行優(yōu)化。力求滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)健康甜食的需求，并推動(dòng)有機(jī)巧克力行業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

有機(jī)巧克力（珍得（上海）實(shí)業(yè)有限公司）；安佳超高溫滅菌攪打稀奶油（恒天然商貿(mào)（上海）有限公司）；蔗香金砂糖（太古糖業(yè)（中國(guó)）有限公司）；正大鮮雞蛋（正大食品（CP）京東自營(yíng)旗艦店）。

1.2 儀器和設(shè)備

KME201S 型萬(wàn)能蒸烤箱（意大利寧諾斯（LAINOX）公司）；VFM20C型攪拌機(jī)（上海埃普船舶廚具有限公司）；AHM-P125A型手持電動(dòng)打蛋器（ACA北美電器）；KD-160型臺(tái)秤和KD-200型磅秤（百利達(dá)（上海）商貿(mào)有限公司）；Fluke59型手持式紅外測(cè)溫儀（美國(guó)福祿克FLUKE公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 巧克力慕斯制作工藝流程

打蛋→加糖→加熱→過(guò)濾→打發(fā)→加巧克力漿→加奶油→澆注→成型→脫模

1.3.2 操作說(shuō)明

打蛋：于無(wú)油無(wú)水的干凈容器中打入雞蛋，用不銹鋼攪拌棒打散。

加糖：在雞蛋液中加入金砂糖。

加熱：混合攪拌雞蛋液和金砂糖，隔水加熱，升溫至70～80 ℃。

過(guò)濾：用孔徑0.850 mm篩過(guò)濾，濾去蛋膜等雜質(zhì)，使巧克力慕斯成品更加細(xì)膩。

打發(fā)：先低速打發(fā)，再中高速打發(fā)，打發(fā)至發(fā)白即可；在單因素試驗(yàn)和優(yōu)化試驗(yàn)中，原料用量較少，可直接用手持電動(dòng)打蛋器進(jìn)行打發(fā)。

加巧克力漿：加入有機(jī)巧克力漿液，快速攪拌均勻；可提前將有機(jī)巧克力塊置于蒸烤箱中熔化，巧克力漿45 ℃左右保溫，備用。

加奶油：加入打發(fā)好的奶油，快速攪拌均勻；動(dòng)物奶油用前再打發(fā)，打發(fā)時(shí)無(wú)需添加額外的蔗糖或糖粉，打發(fā)至六分發(fā)即可。

澆注：將混合好的有機(jī)巧克力慕斯液倒入慕斯模具。

成型：將有機(jī)巧克力慕斯置于-18 ℃冰柜中（4 h以上），冷凍成型。

脫模：控制好脫模的力度和手法，可在澆注前為模具加上透明軟圍邊，便于脫模。

1.3.3 有機(jī)巧克力慕斯的感官評(píng)價(jià)

對(duì)有機(jī)巧克力慕斯的感官評(píng)價(jià)，由評(píng)價(jià)小組（食品專(zhuān)業(yè)的2名學(xué)生、2名教師和2名巧克力制作師）負(fù)責(zé)，感官評(píng)分采用小組均分。借鑒GB/T 31059—2014《裱花蛋糕》中對(duì)慕斯蛋糕的感官要求，制定適合產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)與配分范圍，有機(jī)巧克力慕斯感官評(píng)價(jià)表如表1所示。

表1 有機(jī)巧克力慕斯感官評(píng)價(jià)表

1.3.4 有機(jī)巧克力可可固形物含量的選擇

根據(jù)普通巧克力慕斯制作配方中各原料的用料比，確定原料用量較少的預(yù)試驗(yàn)配方：有機(jī)巧克力500 g、動(dòng)物性稀奶油900 g、金砂糖250 g和雞蛋液500 g。

根據(jù)可可固形物含量和有機(jī)巧克力現(xiàn)有產(chǎn)品，選擇100%純黑巧克力、80%黑巧克力、70%黑巧克力、60%黑巧克力和50%牛奶巧克力各500 g，借助預(yù)試驗(yàn)配方，制作有機(jī)巧克力慕斯；按照感官評(píng)價(jià)表進(jìn)行感官評(píng)定，根據(jù)結(jié)果選定一種有機(jī)巧克力作為工藝配方中的原料巧克力。

1.3.5 單因素試驗(yàn)

以有機(jī)巧克力慕斯的感官評(píng)價(jià)為評(píng)分指標(biāo)，在預(yù)試驗(yàn)配方基礎(chǔ)上進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別考察有機(jī)巧克力用量（300，400，500，600和700 g）、動(dòng)物性稀奶油用量（700，800，900，1 000和1 100 g）、金砂糖用量（100，200，300，400和500 g）和雞蛋液用量（300，400，500，600和700 g）這4個(gè)因素對(duì)有機(jī)巧克力慕斯感官品質(zhì)的影響。

1.3.6 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，借助Design Expert 8.0.6.1軟件中的Box-Behnken設(shè)計(jì)，以感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），以有機(jī)巧克力用量（x1）、動(dòng)物性稀奶油用量（x2）、金砂糖用量（x3）和雞蛋液用量（x4）為響應(yīng)因素，設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面分析方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析，其編碼及水平見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)因素水平及編碼

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)巧克力可可固形物含量的選擇

借助預(yù)試驗(yàn)配方，采用不同可可固形物含量的有機(jī)巧克力制作巧克力慕斯，由圖1可知，隨著可可固形物含量增高，感官評(píng)分先逐漸增加再下降，采用80%黑巧克力為原料時(shí)，有機(jī)巧克力慕斯的感官評(píng)分達(dá)到較高的86分，色澤和口感較好。采用50%牛奶巧克力時(shí)，巧克力慕斯成品組織較稀薄，口感過(guò)于甜膩，色澤不夠濃郁；采用100%純黑巧克力時(shí)，巧克力慕斯顏色較深，組織厚實(shí)，口感較差，有些許苦味，感官評(píng)分最低。因此，綜合考慮感官評(píng)價(jià)分值和有機(jī)巧克力的營(yíng)養(yǎng)、口感，選取可可固形物含量80%的有機(jī)黑巧克力作為產(chǎn)品工藝配方中的原料巧克力。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 有機(jī)巧克力用量對(duì)感官評(píng)分的影響

有機(jī)巧克力用量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖2所示，隨著有機(jī)巧克力用量增加，感官評(píng)分先升高再下降，有機(jī)巧克力用量為500 g時(shí)分值達(dá)到最高。有機(jī)巧克力用量較少時(shí)，成品表面不夠光潔，巧克力色不濃郁，組織帶有稀疏感，缺少醇厚的口感，脫模不夠完整；有機(jī)巧克力用量偏多時(shí)，成品顏色偏深，表面會(huì)有些許裂紋，組織偏厚、偏硬，缺乏柔滑細(xì)膩的口感。

圖1 有機(jī)巧克力可可固形物含量的選擇

圖2 有機(jī)巧克力用量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2.2 動(dòng)物性稀奶油用量對(duì)感官評(píng)分的影響

動(dòng)物性稀奶油用量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖3所示，隨著稀奶油用量增加，感官評(píng)分先升高再下降，動(dòng)物性稀奶油用量為1 000 g時(shí)分值達(dá)到最高。稀奶油用量較少時(shí)，成品顏色偏深，組織顯得干硬，缺乏細(xì)膩柔滑的口感；稀奶油用量偏多時(shí)，成品顏色偏淡，組織有稀松感，缺乏軟糯的口感，脫模不夠完整。

圖3 動(dòng)物性稀奶油用量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2.3 金砂糖用量對(duì)感官評(píng)分的影響

金砂糖用量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖4所示，隨著金砂糖用量增加，感官評(píng)分先升高再下降，金砂糖用量為300 g時(shí)分值達(dá)到最高。金砂糖用量較少時(shí)，甜度不夠，組織不夠細(xì)膩；金砂糖用量偏多時(shí)，受金砂糖顏色影響，成品顏色偏深，組織偏厚，口感帶有些許澀味。

2.2.4 雞蛋液用量對(duì)感官評(píng)分的影響

雞蛋液用量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖5所示，隨著雞蛋液用量增加，感官評(píng)分先緩慢升高再下降，雞蛋液用量為500 g時(shí)分值達(dá)到最高。雞蛋液用量較少時(shí)，成品組織較為粗糙，不夠細(xì)膩、嫩滑；雞蛋液用量偏多時(shí)，成品組織略帶稀薄，口感不夠軟糯。

圖4 金砂糖用量對(duì)感官評(píng)分的影響

圖5 雞蛋液用量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以有機(jī)巧克力慕斯的感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），以有機(jī)巧克力（x1）、動(dòng)物性稀奶油（x2）、金砂糖（x3）和雞蛋液（x4）的用量為自變量，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果如表3所示。

應(yīng)用Design Expert 8.0.6.1對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析，得到感官評(píng)分（Y）對(duì)有機(jī)巧克力用量（x1）、動(dòng)物性稀奶油用量（x2）、金砂糖用量（x3）和雞蛋液用量（x4）的二次回歸方程模型為Y=93.80-0.92x1-1.67x2+1.17x3-0.75x4+0.50x1x2-2.00x1x3+0.75x1x4-1.50x2x3-1.00x2x4-0.50x3x4-7.90x12-5.02x22-8.28x32-4.65x42。

運(yùn)用軟件對(duì)29個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行回歸分析，得到方差分析結(jié)果（見(jiàn)表4）。

由表4可知，模型的F=62.39，p＜0.000 1，表明回歸模型極顯著；失擬項(xiàng)p＞0.05（影響不顯著），相關(guān)系數(shù)R2=0.984 2，校正決定系數(shù)R2adj=0.968 5，信噪比25.573＞4，說(shuō)明該模型可行，且擬合程度良好，可用該模型分析響應(yīng)值的變化和預(yù)測(cè)有機(jī)巧克力慕斯的最佳工藝配方。

由表4還可知，模型一次項(xiàng)x1、x2和x3，二次項(xiàng)x12、x22、x32、x42和交互項(xiàng)x1x3、x2x3對(duì)Y均具有極顯著影響；一次項(xiàng)x4對(duì)Y影響顯著，其他交互項(xiàng)對(duì)Y影響均不具顯著性。利用三維響應(yīng)曲面圖能較直觀(guān)地解釋各變量和變量之間對(duì)響應(yīng)值的影響。

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表4 回歸模型的方差分析

圖6是依據(jù)二次多元回歸模擬方程所作的響應(yīng)曲面，一般響應(yīng)曲面越陡，則說(shuō)明該因素對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著，兩因素之間的交互作用越顯著。

從圖6（b）和（d）可以看出，金砂糖與有機(jī)巧克力、動(dòng)物性稀奶油與金砂糖的交互作用很強(qiáng)烈，結(jié)合回歸模型的方差分析表，得出在優(yōu)化區(qū)域中各因素對(duì)有機(jī)巧克力慕斯感官評(píng)分影響的顯著程度，動(dòng)物性稀奶油對(duì)感官評(píng)分的影響最為顯著，表現(xiàn)為隨奶油用量而變化的響應(yīng)曲面較陡，x2的F值最大，其次是金砂糖用量，再者為有機(jī)巧克力用量，影響作用最小的因素是雞蛋液用量，在圖6（c）、（e）和（f）中表現(xiàn)為隨著雞蛋液用量變化，響應(yīng)曲面比較平滑。

圖6 四因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面

2.3.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過(guò)響應(yīng)面軟件分析選出有機(jī)巧克力慕斯的最佳工藝配方為有機(jī)巧克力用量499.93 g、動(dòng)物性稀奶油用量981.00 g、金砂糖用量343.31 g和雞蛋液用量467.77 g，此條件下感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為92.78分。為檢驗(yàn)響應(yīng)面法所得結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，考慮到便于實(shí)際制作，將工藝配方的數(shù)值修正為有機(jī)巧克力用量500 g、動(dòng)物性稀奶油用量980 g、金砂糖用量345 g和雞蛋液用量470 g。為兼顧有機(jī)巧克力慕斯的營(yíng)業(yè)售賣(mài)，將配方參數(shù)擴(kuò)大5倍，重復(fù)制作3次，獲得的有機(jī)巧克力慕斯成品的感官評(píng)分均值高達(dá)94分，與預(yù)測(cè)值相近，比預(yù)試驗(yàn)配方制作的成品感官評(píng)分高出8分，所以基于響應(yīng)曲面法所得的優(yōu)化工藝配方參數(shù)準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

試驗(yàn)以有機(jī)巧克力、動(dòng)物性稀奶油、金砂糖和鮮雞蛋為原料制作有機(jī)巧克力慕斯，通過(guò)單因素試驗(yàn)、Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，以感官評(píng)分為依據(jù)獲得優(yōu)化工藝配方：可可固形物含量80%有機(jī)黑巧克力用量500 g、動(dòng)物性稀奶油用量980 g、金砂糖用量345 g和雞蛋液用量470 g。利用此配方制作的有機(jī)巧克力慕斯成品，巧克力色澤濃郁，組織細(xì)膩均勻、軟糯香甜。該有機(jī)巧克力慕斯產(chǎn)品既可裝飾后作為慕斯制品出售，也可作為巧克力慕斯蛋糕的夾心，為消費(fèi)者提供更多選擇。產(chǎn)品為慕斯新品的研發(fā)提供參考，也為烘焙食品行業(yè)發(fā)展增添活力。