響應(yīng)面法優(yōu)化魚香肉絲風(fēng)味蛋糕工藝的研究

蘆健萍

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150076）

蛋糕是起源于13世紀(jì)的一種甜點(diǎn)，富含營(yíng)養(yǎng)、松軟香甜，深受消費(fèi)者歡迎[1]。中國(guó)菜以其顏色、味道、香味、外型和美味而聞名。川菜的特點(diǎn)就是麻、辣、鮮、香，在中國(guó)八大菜系中一直處于龍頭老大的地位，而魚香肉絲是川菜系里面有代表性的一道菜。魚香肉絲粉又是很多家庭制作魚香肉絲首選的調(diào)味料，所以將魚香肉絲粉添加到蛋糕的制作當(dāng)中，把魚香肉絲的味道與西式甜品融合，解決西式甜品口味單一偏甜的問(wèn)題，又可以滿足更多人的口味需求，同時(shí)也是西式點(diǎn)心的一大創(chuàng)新之處。

在試驗(yàn)中，低筋粉和魚香肉絲調(diào)味粉被用作主要原料，試驗(yàn)因素的取值范圍通過(guò)單因素試驗(yàn)確定；使用感官評(píng)價(jià)法來(lái)獲得魚香肉絲風(fēng)味蛋糕的綜合感官評(píng)分，感官評(píng)分Y是響應(yīng)值，魚香肉絲風(fēng)味蛋糕的最佳工藝條件由響應(yīng)面分析得出并進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

魚香肉絲調(diào)味料、蛋糕粉、牛奶、雞蛋、白砂糖、鮮檸檬，購(gòu)于哈爾濱市新陽(yáng)路家樂(lè)福超市。

電動(dòng)打蛋器、烤箱、電子天平、質(zhì)構(gòu)儀等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 制作工藝

蛋清、蛋黃分開打發(fā)→混合2種蛋糊→加入其他輔料→制成面糊→倒入模具→烘烤→成型→冷卻包裝。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在確定其他輔料使用量相同的條件下，保證相同的工藝條件，選擇魚香肉絲粉、牛奶、白砂糖和檸檬汁4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。以蛋糕粉用量60 g為基準(zhǔn)，討論其他因素的用量范圍。

單因素試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 單因素試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/g

1.2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

Box-behnken8.0設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 Box-behnken8.0設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/g

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以蛋糕感官評(píng)定綜合得分為響應(yīng)值，根據(jù)Box-benhnken 8.0設(shè)計(jì)原理，確定中心組合試驗(yàn)的因素與水平。通過(guò)響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)加工工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并確定各因素條件的最佳組合[2]。試驗(yàn)以感官評(píng)分為響應(yīng)值，分別用A、B、C、D表示魚香肉絲粉、白砂糖、檸檬汁和牛奶4個(gè)自變量，每一變量的低中高水平分別以-1，0，1進(jìn)行編碼。

1.2.4 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

參考《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——糕點(diǎn)通則（GB/T 20977—2007）》，分別從色澤（20分）、外型（20分）、內(nèi)部組織（20分）、彈性（20分）、氣味和滋味（20分） 等5個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)小組由固定的男女比例為1∶1，平均年齡在22～25歲10名烹飪與營(yíng)養(yǎng)教育專業(yè)學(xué)生組成，各個(gè)指標(biāo)的最終得分均取10人評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)的平均值[3]。

感官指標(biāo)評(píng)定見(jiàn)表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 魚香肉絲調(diào)味粉用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

不同魚香肉絲調(diào)味粉用量蛋糕的感官評(píng)分見(jiàn)圖1。

由圖1可知，當(dāng)魚香肉絲粉用量小于6 g時(shí)，隨著魚香肉絲調(diào)味粉的添加，蛋糕的感官評(píng)分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[4]，當(dāng)魚香肉絲粉用量達(dá)到6 g時(shí)，感官評(píng)分最高，而且感官評(píng)價(jià)員品嘗后略帶愉悅。魚香肉絲調(diào)味粉用量越多，蛋糕顏色越深，香辣味道越濃，但當(dāng)用量超過(guò)6 g時(shí)，蛋糕的口感逐漸變得差，感官評(píng)分立刻下降很多。這是由于當(dāng)魚香肉絲調(diào)味粉添加量不斷增加時(shí)，蛋糕的氣味刺鼻，魚香肉絲調(diào)味粉的味道掩蓋了蛋糕本身的香氣，所以此時(shí)感官評(píng)分明顯下降。所以選擇魚香肉絲粉用量為6 g，作為響應(yīng)面研究數(shù)據(jù)。

表3 感官指標(biāo)評(píng)定

2.1.2 檸檬汁用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

不同檸檬汁用量蛋糕的感官評(píng)分見(jiàn)圖2。

由圖2可知，當(dāng)檸檬汁用量增大時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分先增加后又降低，當(dāng)檸檬汁用量為4 g時(shí)，出現(xiàn)最高感官得分。此時(shí)蛋糕的口感和色澤俱佳[5]。當(dāng)檸檬汁用量超過(guò)4 g時(shí)，蛋糕的感官評(píng)定綜合得分下降，這是由于檸檬汁的用量太大，蛋糕味道略微偏酸，蛋糕因此含水較多，蛋糕色澤變淡，產(chǎn)生不良的風(fēng)味和色澤，降低了蛋糕的感官評(píng)分。因此檸檬汁的最佳用量為4 g，此時(shí)感官評(píng)分最佳。

2.1.3 白砂糖用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

不同白砂糖用量蛋糕的感官評(píng)分見(jiàn)圖3。

由圖3可知，當(dāng)白砂糖用量低于45 g時(shí)，感官評(píng)分隨著白砂糖用量的增加而增加，產(chǎn)品的甜度明顯增加，且蛋糕的蓬松度也在不斷增強(qiáng)，使做出的產(chǎn)品富有彈性、氣孔細(xì)密、質(zhì)感好[6]。當(dāng)白砂糖用量達(dá)到45 g時(shí)，蛋糕的感官評(píng)價(jià)具有最高綜合得分，蛋糕疏松程度正好，口感細(xì)膩，具有蛋糕特有的風(fēng)味和香氣。但在白砂糖用量高于45 g時(shí)，評(píng)定總分隨著用量的增加而下降，這是由于添加白砂糖過(guò)多會(huì)使烘焙過(guò)程中的美拉德反應(yīng)過(guò)于劇烈，產(chǎn)生過(guò)多的焦糖化顏色，使蛋糕的色澤變差；味道上會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的焦糖味，口感過(guò)于甜膩，整體甜味和魚香肉絲風(fēng)味無(wú)法達(dá)到平衡，并且蛋糕冷卻后過(guò)多的白砂糖會(huì)使蛋糕返砂硬化[7]。

2.1.4 牛奶用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

不同牛奶用量蛋糕的感官評(píng)分見(jiàn)圖4。

在蛋糕中加入牛奶，可以增加香氣，使蛋糕更加軟滑，味道和口感更好。由圖4可知，感官評(píng)分隨牛奶用量的增加而升高，隨后隨牛奶用量的增加感官評(píng)分下降。用量過(guò)少，會(huì)使蛋糕的氣孔過(guò)大，不細(xì)膩，口感過(guò)硬。然而牛奶過(guò)多，面糊太稀，蛋糕不容易成型[8]。因此，當(dāng)加入牛奶用量為60 g時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分是最高的，此時(shí)蛋糕的軟硬適中、彈性好、色澤金黃、口感最佳。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

按照因素水平表，以魚香肉絲粉用量（A）、白砂糖用量（B）、檸檬汁用量（C）、牛奶用量（D） 4個(gè)因素為自變量，感官評(píng)價(jià)（Y）為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面的相關(guān)試驗(yàn)

Box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表4，回歸模型方差分析見(jiàn)表5。

表4 Box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

利用Design Expert 8.0軟件，對(duì)表5進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，得到二元多次回歸方程：

Y為感官評(píng)分值，A，B，C，D分別為魚香肉絲粉、白砂糖、檸檬汁、牛奶4個(gè)變量的編碼值[9]。由表5可知，模型p＜0.000 1，該模型是極其顯著；失擬p=0.943 6＞0.05，不顯著；并且該模型R2=0.859 6，R2Adj=0.980 7，即該模型能解釋98.07%響應(yīng)值的變化，因而擬合度良好，則可以用該模型預(yù)測(cè)魚香肉絲風(fēng)味蛋糕的感官評(píng)分值及確定其最佳工藝。方差分析結(jié)果還表明，魚香肉絲粉二次項(xiàng)A2、白砂糖二次項(xiàng)B2、檸檬汁二次項(xiàng)C2、牛奶二次項(xiàng)D2，魚香肉絲粉用量A對(duì)響應(yīng)值的影響極顯著，魚香肉絲粉用量及白砂糖用量的交互項(xiàng)AB，魚香肉絲粉用量及檸檬汁的交互項(xiàng)AC，魚香肉絲粉用量及牛奶的交互項(xiàng)AD，白砂糖用量及牛奶的交互項(xiàng)具有顯著影響，其他變量的影響均不顯著（p＞0.05）。各因素的影響程度分析，各因素的F值可以反映出各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的重要性，F(xiàn)值越大，表明對(duì)試驗(yàn)的重要性越大[10]。從方差分析表可知FA=10.93，F(xiàn)B=8.54，F(xiàn)C=3.67，F(xiàn)D=2.21，即各因素對(duì)感官評(píng)分值的影響程度大小順序?yàn)轸~香肉絲粉用量＞白砂糖用量＞檸檬汁用量＞牛奶用量。

表5 回歸模型方差分析

2.2.2 各因素間的交互作用分析及最優(yōu)配方的確定

白砂糖和魚香肉絲粉交互作用影響感官評(píng)分的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖5，檸檬汁和魚香肉絲粉交互作用影響感官評(píng)分的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖6，牛奶和魚香肉絲粉交互作用影響感官評(píng)分的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖7，牛奶和白砂糖交互作用影響感官評(píng)分的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖8，牛奶和檸檬汁交互作用影響感官評(píng)分的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖9。

由圖5～圖9可知，感官評(píng)分的響應(yīng)面趨勢(shì)呈拋物線形，即存在最高點(diǎn)，則回歸方程有極大值[11]。

經(jīng)過(guò)軟件分析可知，魚香肉絲風(fēng)味蛋糕的最優(yōu)配方是，魚香肉絲粉用量3.93 g，白砂糖用量31.75 g，檸檬汁用量4.00 g，牛奶用量62.32 g，此時(shí)感官評(píng)分90.29分。根據(jù)最佳配方，進(jìn)行3組的驗(yàn)證性試驗(yàn)，在最佳配方的條件下，感官評(píng)分的真實(shí)值為89.71分，與預(yù)測(cè)值90.29分接近，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果。這表明該模型與實(shí)際情況符合，優(yōu)化所得的工藝參數(shù)合理、可靠，具有實(shí)用價(jià)值[12]。

最優(yōu)配方驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 最優(yōu)配方驗(yàn)證結(jié)果/分

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)、Box-behnken 8.0中心組合設(shè)計(jì)原理和響應(yīng)面分析法對(duì)魚香肉絲風(fēng)味蛋糕配方進(jìn)行優(yōu)化，由該模型確定的魚香肉絲風(fēng)味蛋糕最佳工藝配方為面粉用量60 g，魚香肉絲粉用量3.9 g，牛奶用量62.3 g，鮮雞蛋用量70 g，酵母用量1 g，白砂糖用量31.7 g，色拉油用量13 g，檸檬汁用量4 g；烘焙溫度為上火180℃，下火180℃，烘焙時(shí)間為23 min，按照此配方制作的蛋糕味道香濃，魚香口味與甜味均衡，色澤淡黃有光澤，組織柔軟有彈性，整體品質(zhì)最好。