牛奶巧克力基礎(chǔ)配方研究

李陽，李佳佳，楊晨昱，彭雪，石雪，高月霞，任亞梅

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西楊凌 712100）

巧克力是以可可脂、可可粉和結(jié)晶蔗糖為基本成分，添加乳固體或香味料制作而成的固體食品，它以獨(dú)特的色澤、香氣、滋味和細(xì)膩潤滑的口感、精細(xì)質(zhì)感而得到了無數(shù)消費(fèi)者的喜愛。巧克力營養(yǎng)豐富，不僅含有多種維生素，還含有鈣、磷、鉀等多種礦物質(zhì)元素，適合兒童的生長發(fā)育，也能作為成年人營養(yǎng)和熱能的補(bǔ)充[1-2]。其中，可可制品、白砂糖或甜味劑等作為巧克力制作的主要成分，將會影響其漿料的流變性、質(zhì)構(gòu)及其微觀結(jié)構(gòu)等，進(jìn)而影響其品質(zhì)好壞[3]。牛奶巧克力由蔗糖、可可液、可可脂、乳粉、磷脂及增香劑經(jīng)過精磨、精煉、調(diào)溫等工藝制作而成，特別的原料和制作工藝造就了牛奶巧克力特別的風(fēng)味。牛奶巧克力含有較高的乳固體，一般可達(dá)15%～25%，具有細(xì)膩的組織[4-5]，有學(xué)者曾報道牛奶巧克力（100 g）中的營養(yǎng)成分與牛乳（250 mL）相接近，甚至有些營養(yǎng)成分含量高于牛乳，可見牛奶巧克力不僅具有優(yōu)美的香氣和風(fēng)味而且營養(yǎng)很豐富。牛奶巧克力由多種原料混合而成，但其風(fēng)味的關(guān)鍵原料為可可脂和可可粉，可可中的可可堿和咖啡堿，賦予巧克力愉快的苦味。有文獻(xiàn)報道，可可具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、對膽固醇的中性作用及降低血小板活性的功效[6-7]。

我國人均巧克力消費(fèi)量遠(yuǎn)低于世界水平，國內(nèi)知名品牌少，中低端巧克力產(chǎn)品占大多數(shù)，可見，牛奶巧克力未來市場增長空間巨大。目前生產(chǎn)口感細(xì)膩、風(fēng)味優(yōu)美的牛奶巧克力需添加較多添加劑，企業(yè)生產(chǎn)成本較高，食用費(fèi)用高且不利于健康。本研究著眼于優(yōu)化牛奶巧克力的基礎(chǔ)配方及工藝，特別在于主要配料添加量對其感官品質(zhì)的影響方面，通過進(jìn)一步利用正交試驗優(yōu)化工藝配方，研制出質(zhì)優(yōu)味美、價格合適的牛奶巧克力產(chǎn)品，以期為牛奶巧克力的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

純天然頭榨可可脂、印尼天然可可粉，上可牌，江蘇無錫華東可可食品股份有限公司；一級糖霜，太古牌，太古糖業(yè)有限公司；全脂奶粉，伊利牌。

1.2 儀器與設(shè)備

JA2003 電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；AST2i 質(zhì)構(gòu)分析儀，英國SMS；HSQ-I 電熱恒溫水浴鍋，上海智城分析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛奶巧克力的工藝流程及操作要點

（1）工藝流程

可可脂→水浴60 ℃加熱融化→加入糖粉（少量多次，不斷攪拌）→依次加入奶粉和可可粉→快速攪拌，保溫→調(diào)溫→倒入模具→結(jié)晶硬化→脫模→成品包裝→感官評價、質(zhì)構(gòu)分析[8]。

（2）操作要點

可可脂融化：溫和融化可可脂得到可可漿，溫度不宜超過60 ℃，溫度太高會揮發(fā)掉其中的風(fēng)味物質(zhì)。

可可漿混合均質(zhì)：先添加奶粉，再添加可可粉，為了防止可可脂聚集到一起，并保證其均勻分布，在65 ℃進(jìn)行快速攪拌，得到巧克力漿。

可可脂結(jié)晶時調(diào)溫：將巧克力漿降溫至40～45 ℃，此時不存在任何油脂的結(jié)晶。因此，調(diào)溫的第一個階段，移除油脂結(jié)晶的敏感熱，也就是通過冷卻將巧克力物料從40～50 ℃冷卻至32 ℃。調(diào)溫的第二個階段，物料從32 ℃繼續(xù)冷卻至27 ℃左右，油脂開始形成穩(wěn)定的β 晶型和不穩(wěn)定的β′晶型。調(diào)溫的第三階段，是調(diào)溫的最后階段，又稱為溫度回升階段，物料溫度從27 ℃回升到29～30 ℃，回升的目的是把不穩(wěn)定的β′晶型通過加熱重新融化掉，留下最穩(wěn)定的晶型[9]。

磨具清洗與操作：先將模具洗干凈，確保內(nèi)壁沒有沾上水滴，對光線反射內(nèi)壁無異物感，再將融化后冷卻到30 ℃的巧克力漿倒入模具中。巧克力澆模后先置于室內(nèi)30 min 左右使溫度降至20 ℃，然后再放入0 ℃冰箱中冷卻，待其凝固成型后，順利脫模。

成型結(jié)塊后脫模：由于巧克力的組成中含有油脂，在干凈光滑的磨具中結(jié)塊后，稍微敲打，受擠壓后兩者之間出現(xiàn)空氣，巧克力就會自動與磨具脫離。

1.3.2 可可脂最佳添加量的確定

可可脂的添加量范圍為36%～45%，試驗中可可粉、奶粉和糖粉的添加量分別為60、100、100 g，將可可脂的添加量分別設(shè)定為170、190、210、230 g，制成的四組巧克力樣品，經(jīng)感官評價后，利用DPS 軟件進(jìn)行差異性分析，取感官評價分?jǐn)?shù)最高的一組，得出牛奶巧克力中可可脂的最佳添加量。

1.3.3 可可粉最佳添加量的確定

可可脂、奶粉、糖粉的添加量分別為210、100、100 g，將可可粉的添加量分別設(shè)為40、60、80、100 g，制成的四組巧克力樣品，經(jīng)過感官評價后，利用DPS 軟件進(jìn)行差異性分析，取感官評價分?jǐn)?shù)最高的一組，得出牛奶巧克力中可可粉的最佳添加量。

1.3.4 奶粉最佳添加量的確定

可可脂、可可粉、糖粉的添加量分別為210、60、100 g，奶粉的添加量分別為70、100、130、160 g，制成的四組巧克力樣品，經(jīng)過感官評價后，利用DPS 軟件進(jìn)行差異性分析，取感官評價分?jǐn)?shù)最高的一組，得出牛奶巧克力中糖粉的最佳添加量。

1.3.5 糖粉最佳添加量的確定

可可脂、可可粉、奶粉的添加量分別為210、60、130 g，將糖粉添加量設(shè)為60、80、100、120 g，將制成的四組巧克力樣品，經(jīng)過感官評價后，利用DPS 軟件進(jìn)行差異性分析，取感官評價分?jǐn)?shù)最高的一組，得出牛奶巧克力中糖粉的最佳添加量。

1.3.6 牛奶巧克力最優(yōu)配方的正交試驗

為進(jìn)一步確定牛奶巧克力的最佳配方，以可可脂、可可粉、奶粉、糖粉的添加量為試驗因素，設(shè)計正交試驗，通過極差分析及方差分析優(yōu)化牛奶巧克力最適的基礎(chǔ)配方。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 感官評定

邀請10 位感官評價專業(yè)人員組成評定小組，先明確感官評定的指標(biāo)和注意事項。每次評定由每個評定成員單獨(dú)進(jìn)行，相互不接觸交流，樣品評定之間用清水漱口[10-13]?？偡譃?00 分，評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.4.2 質(zhì)構(gòu)分析

參考姜松等[14]的方法，在室溫條件下采用P2 探頭；測前、測后的速率與測試的速率是一致的，均為0.5 mm/s；穿刺的距離是1.5 mm，樣品制成長20 mm、寬10 mm、高8 mm 的標(biāo)準(zhǔn)長方體[15]。

1.4.3 數(shù)據(jù)的處理方法

試驗數(shù)據(jù)使用DPS 軟件進(jìn)行顯著性分析，用Origin 8.6 軟件作圖，試驗重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 可可脂添加量對牛奶巧克力品質(zhì)的影響

由于可可脂中甘油酯多類型的并存，故其具有多晶型特性，該特性是巧克力加工過程中調(diào)溫和凝固成型過程的工藝基礎(chǔ)，可影響巧克力在加工過程中品質(zhì)的變化，因此可可脂的添加量在巧克力的生產(chǎn)加工中有重要的作用[16-17]。此外，可可脂還能賦予巧克力細(xì)膩的組織結(jié)構(gòu)、優(yōu)美的可可香氣和爽滑的口感。

圖1 顯示了可可脂不同添加量對牛奶巧克力感官品質(zhì)的影響，由圖可知，四組牛奶巧克力樣品間無顯著性差異（P≥0.05）。隨著可可脂添加量的增加，感官評分先上升后下降，添加量為210 g，感官評分最高。隨著可可脂添加量的增加，其凝固性逐漸增強(qiáng)，可可香氣越來越濃，口感更加柔和，但當(dāng)添加量偏多則會影響其凝固性，導(dǎo)致不易凝固且常溫易軟化。因此可可脂的適宜添加量為200～220 g，此時的牛奶巧克力結(jié)晶良好，有怡人的巧克力香味，口感較細(xì)膩。

表1 牛奶巧克力的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of sensory score for milk chocolate

2.2 可可粉添加量對牛奶巧克力品質(zhì)的影響

可可粉是可可豆直接加工處理所得的可可制品，按其含脂量可分為高、中、低脂可可粉；按加工方法不同分為天然粉和堿化粉?？煽煞劬哂袧庥舻目煽上銡?，可直接用于巧克力生產(chǎn)?？煽煞圪x予牛奶巧克力特有的棕褐色色澤和可可香氣，并使巧克力帶有典型的柔和苦味[18]。

圖2 為可可粉添加量對牛奶巧克力感官品質(zhì)的影響，由圖可知，四組牛奶巧克力樣品的感官評分無顯著性差異（P≥0.05）。隨著可可粉添加量的增加，感官評分先上升后下降，添加量為80 g，感官評分最高。隨著可可粉添加量的增加，牛奶巧克力的可可香氣增加，顏色變深，可可苦味變濃郁，但當(dāng)可可粉添加量為100 g 時，可可粉添加量偏多，導(dǎo)致巧克力苦味偏濃，顆粒感較嚴(yán)重，影響牛奶巧克力的凝固性。因此選擇60～80 g 作為正交試驗所需可可粉添加量的水平范圍，此時的牛奶巧克力苦味適宜，有怡人的可可香氣。

2.3 奶粉添加量對牛奶巧克力品質(zhì)的影響

奶粉作為牛奶巧克力配方中特有的一種配料，是香味的重要來源。但奶粉中乳脂肪對巧克力漿的流動性影響較大，游離乳脂肪含量越低，其巧克力的粘度及塑變值越大。此外，奶粉中乳糖是牛奶巧克力在精煉中產(chǎn)生焦香風(fēng)味的物質(zhì)之一。因此，奶粉的存在賦予牛奶巧克力獨(dú)特的香味，濃苦的口感雖不如黑巧克力，但香味柔和。

圖3 顯示了奶粉添加量對牛奶巧克力感官品質(zhì)的影響，由圖可見，四組牛奶巧克力樣品間無顯著性差異（P≥0.05）。隨著奶粉添加量的增加，感官評分先上升后下降，添加量為130 g，感官評分最高。隨著奶粉添加量的增加，奶香逐漸濃郁，與可可的香味混合使巧克力的苦味更加柔和，顏色變淺。但當(dāng)奶粉添加量為160 g 時，添加量偏多，導(dǎo)致巧克力的流動性即粘度和可塑性下降，影響巧克力的凝固成型，且產(chǎn)品的顆粒感偏重。故選擇奶粉的添加量為120～140 g 作為正交試驗所需的水平范圍。

2.4 糖粉添加量對牛奶巧克力品質(zhì)的影響

研究表明，牛奶巧克力和黑巧克力中的糖主要是蔗糖。其中，巧克力醬料在60 ℃條件的攪拌過程中，糖與牛乳蛋白質(zhì)會發(fā)生美拉德反應(yīng)，可賦予牛奶巧克力特殊的焦香味[19-21]。此外，糖粉的加入會賦予巧克力一定的甜味，也能中和可可的苦味。

圖4 為不同糖粉添加量對牛奶巧克力感官品質(zhì)的影響，由圖可見，四組牛奶巧克力樣品間無顯著性差異（P≥0.05）。隨著糖粉添加量的增加，感官評分先上升后下降，添加量為80 g 時，感官評分最高。由于糖粉可影響巧克力的甜味，當(dāng)糖粉添加量超過80 g，巧克力偏甜，且顆粒感偏重，口感較差，因此應(yīng)嚴(yán)格控制糖粉的添加量。故選擇糖粉的添加量70～90 g 作為正交試驗所需要的水平范圍。

2.5 牛奶巧克力最優(yōu)配方的正交試驗研究

為進(jìn)一步確定牛奶巧克力的最佳配方，根據(jù)單因素試驗結(jié)果，進(jìn)行正交試驗，因素水平設(shè)計見表2，根據(jù)感官評價綜合評分和牛奶巧克力的硬度確定各配料成分的最佳添加量，結(jié)果見表3。

表2 牛奶巧克力正交試驗因素水平Table 2 Orthogonal design of milk chocolate

表3 L9(34)正交試驗與極差分析結(jié)果Table 3 Results of L9(34) orthogonal array design and range analysis

表3 可得，根據(jù)牛奶巧克力的綜合評分，影響牛奶巧克力品質(zhì)因素的主次為B>C>D>A，即可可粉添加量>奶粉添加量>糖粉添加量>可可脂添加量；牛奶巧克力配方的最佳組合為A3B2C3D1，可可脂220 g，可可粉70 g，奶粉140 g，糖粉70 g，即可可脂42.87%，可可粉14.28%，奶粉28.57%，糖粉14.28%。

姜松等[14]研究表明，一小塊巧克力內(nèi)部同一表面上是均一的，不同測試表面、小塊與小塊間、大塊之間都有顯著差異。影響牛奶巧克力硬度大小的配料順序依次為D>A>C>B，即糖粉添加量>可可脂添加量>奶粉添加量>可可粉添加量。其硬度最大的配料最佳組合為A1B2C3D3，此條件下，可可脂200 g，可可粉70 g，奶粉140 g，糖粉90 g，即最佳配方為可可脂38.78%，可可粉14.28%，奶粉28.57%，糖粉18.37%。

上述2 個組合均不在正交試驗組合中，需做進(jìn)一步驗證試驗，驗證試驗結(jié)果得牛奶巧克力最優(yōu)配方為可可脂42.87%，可可粉14.28%，奶粉28.57%，糖粉14.28%。

3 結(jié)論

通過單因素和正交試驗對牛奶巧克力的配方進(jìn)行優(yōu)化，得到牛奶巧克力最優(yōu)配方為可可脂42.86%，可可粉14.28%，奶粉28.57%，糖粉14.28%，此時感官評價綜合評分最高，巧克力的硬度適中，經(jīng)過重復(fù)驗證試驗，結(jié)果重合度高。因影響牛奶巧克力硬度的最主要因素是糖粉，故在其制作過程中可通過調(diào)整糖粉添加量來適當(dāng)調(diào)整巧克力的硬度。本試驗采用簡單的原料和工藝，得到了牛奶巧克力的合適基礎(chǔ)配方，可為牛奶巧克力的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。