響應面法優(yōu)化魚香肉絲風味蛋糕工藝的研究

蘆健萍

（哈爾濱商業(yè)大學旅游烹飪學院，黑龍江哈爾濱 150076）

蛋糕是起源于13世紀的一種甜點，富含營養(yǎng)、松軟香甜，深受消費者歡迎[1]。中國菜以其顏色、味道、香味、外型和美味而聞名。川菜的特點就是麻、辣、鮮、香，在中國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味料，所以將魚香肉絲粉添加到蛋糕的制作當中，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題，又可以滿足更多人的口味需求，同時也是西式點心的一大創(chuàng)新之處。

在試驗中，低筋粉和魚香肉絲調味粉被用作主要原料，試驗因素的取值范圍通過單因素試驗確定；使用感官評價法來獲得魚香肉絲風味蛋糕的綜合感官評分，感官評分Y是響應值，魚香肉絲風味蛋糕的最佳工藝條件由響應面分析得出并進行優(yōu)化，對質構數(shù)據(jù)進行相關分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

魚香肉絲調味料、蛋糕粉、牛奶、雞蛋、白砂糖、鮮檸檬，購于哈爾濱市新陽路家樂福超市。

電動打蛋器、烤箱、電子天平、質構儀等。

1.2 試驗方法

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 單因素試驗設計

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個因素進行單因素試驗設計。以蛋糕粉用量60 g為基準，討論其他因素的用量范圍。

單因素試驗因素與水平設計見表1。

表1 單因素試驗因素與水平設計/g

1.2.3 響應面試驗設計

Box-behnken8.0設計試驗因素與水平設計見表2。

表2 Box-behnken8.0設計試驗因素與水平設計/g

根據(jù)單因素試驗結果，以蛋糕感官評定綜合得分為響應值，根據(jù)Box-benhnken 8.0設計原理，確定中心組合試驗的因素與水平。通過響應面設計對加工工藝條件進行優(yōu)化，并確定各因素條件的最佳組合[2]。試驗以感官評分為響應值，分別用A、B、C、D表示魚香肉絲粉、白砂糖、檸檬汁和牛奶4個自變量，每一變量的低中高水平分別以-1，0，1進行編碼。

1.2.4 感官評定標準

參考《中華人民共和國國家標準——糕點通則（GB/T 20977—2007）》，分別從色澤（20分）、外型（20分）、內部組織（20分）、彈性（20分）、氣味和滋味（20分） 等5個方面進行感官評價。感官評價小組由固定的男女比例為1∶1，平均年齡在22～25歲10名烹飪與營養(yǎng)教育專業(yè)學生組成，各個指標的最終得分均取10人評價分數(shù)的平均值[3]。

感官指標評定見表3。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 魚香肉絲調味粉用量對蛋糕品質的影響

不同魚香肉絲調味粉用量蛋糕的感官評分見圖1。

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

表3 感官指標評定

2.1.2 檸檬汁用量對蛋糕品質的影響

不同檸檬汁用量蛋糕的感官評分見圖2。

由圖2可知，當檸檬汁用量增大時，蛋糕的感官評分先增加后又降低，當檸檬汁用量為4 g時，出現(xiàn)最高感官得分。此時蛋糕的口感和色澤俱佳[5]。當檸檬汁用量超過4 g時，蛋糕的感官評定綜合得分下降，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，產生不良的風味和色澤，降低了蛋糕的感官評分。因此檸檬汁的最佳用量為4 g，此時感官評分最佳。

2.1.3 白砂糖用量對蛋糕品質的影響

不同白砂糖用量蛋糕的感官評分見圖3。

由圖3可知，當白砂糖用量低于45 g時，感官評分隨著白砂糖用量的增加而增加，產品的甜度明顯增加，且蛋糕的蓬松度也在不斷增強，使做出的產品富有彈性、氣孔細密、質感好[6]。當白砂糖用量達到45 g時，蛋糕的感官評價具有最高綜合得分，蛋糕疏松程度正好，口感細膩，具有蛋糕特有的風味和香氣。但在白砂糖用量高于45 g時，評定總分隨著用量的增加而下降，這是由于添加白砂糖過多會使烘焙過程中的美拉德反應過于劇烈，產生過多的焦糖化顏色，使蛋糕的色澤變差；味道上會產生過多的焦糖味，口感過于甜膩，整體甜味和魚香肉絲風味無法達到平衡，并且蛋糕冷卻后過多的白砂糖會使蛋糕返砂硬化[7]。

2.1.4 牛奶用量對蛋糕品質的影響

不同牛奶用量蛋糕的感官評分見圖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分下降。用量過少，會使蛋糕的氣孔過大，不細膩，口感過硬。然而牛奶過多，面糊太稀，蛋糕不容易成型[8]。因此，當加入牛奶用量為60 g時，蛋糕的感官評分是最高的，此時蛋糕的軟硬適中、彈性好、色澤金黃、口感最佳。

2.2 響應面優(yōu)化試驗

2.2.1 響應面優(yōu)化試驗結果與方差分析

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個因素為自變量，感官評價（Y）為響應值進行響應面的相關試驗

Box-behnken試驗設計及結果見表4，回歸模型方差分析見表5。

表4 Box-behnken試驗設計及結果

利用Design Expert 8.0軟件，對表5進行二次多項式回歸擬合，得到二元多次回歸方程：

Y為感官評分值，A，B，C，D分別為魚香肉絲粉、白砂糖、檸檬汁、牛奶4個變量的編碼值[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%響應值的變化，因而擬合度良好，則可以用該模型預測魚香肉絲風味蛋糕的感官評分值及確定其最佳工藝。方差分析結果還表明，魚香肉絲粉二次項A2、白砂糖二次項B2、檸檬汁二次項C2、牛奶二次項D2，魚香肉絲粉用量A對響應值的影響極顯著，魚香肉絲粉用量及白砂糖用量的交互項AB，魚香肉絲粉用量及檸檬汁的交互項AC，魚香肉絲粉用量及牛奶的交互項AD，白砂糖用量及牛奶的交互項具有顯著影響，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試驗指標的重要性，F(xiàn)值越大，表明對試驗的重要性越大[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，即各因素對感官評分值的影響程度大小順序為魚香肉絲粉用量＞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分的響應面圖見圖5，檸檬汁和魚香肉絲粉交互作用影響感官評分的響應面圖見圖6，牛奶和魚香肉絲粉交互作用影響感官評分的響應面圖見圖7，牛奶和白砂糖交互作用影響感官評分的響應面圖見圖8，牛奶和檸檬汁交互作用影響感官評分的響應面圖見圖9。

由圖5～圖9可知，感官評分的響應面趨勢呈拋物線形，即存在最高點，則回歸方程有極大值[11]。

經過軟件分析可知，魚香肉絲風味蛋糕的最優(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，此時感官評分90.29分。根據(jù)最佳配方，進行3組的驗證性試驗，在最佳配方的條件下，感官評分的真實值為89.71分，與預測值90.29分接近，從而進一步驗證了試驗結果。這表明該模型與實際情況符合，優(yōu)化所得的工藝參數(shù)合理、可靠，具有實用價值[12]。

最優(yōu)配方驗證結果見表6。

表6 最優(yōu)配方驗證結果/分

3 結論

通過單因素試驗、Box-behnken 8.0中心組合設計原理和響應面分析法對魚香肉絲風味蛋糕配方進行優(yōu)化，由該模型確定的魚香肉絲風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，整體品質最好。