响应面法优化罗汉果、魔芋粉慕斯蛋糕配方研究

罗汉果是葫芦科多年生藤本植物。罗汉果内 含丰富 的 罗 汉 果 甜 苷、多 种 氨 基 酸 和 维 生 素 等 成 分，其具有镇咳、平喘、抗氧化、保肝、降血糖、调节 免疫以及抗癌等活性。其中罗汉 果 甜 苷 又 俗 称 为甜味素，并且因为甜度高且热量低而作为甜味剂 深受人们喜爱且广泛使用，在医学上常常作为肥胖 者和糖尿病患者的代用糖。

魔芋属于根茎类植物，是目前发现的唯一能大 量提供葡聚糖的经济作物［６－７］。其对 减 少 心 血 管 病 发作、降低血压、减肥、美容、保健、通便等都有一定 作用［８］。此外，魔芋粉具有悬浮性、增稠性、凝胶性、 乳化性、亲水性、稳定性和成膜性等多种特性，可以作为各种食品添加剂，广泛应用于食品工业中。

慕斯是一种奶冻式的甜点，通常是加入奶油与 凝固剂来制造浓稠冻状的效果。

本研究将罗汉果液和魔芋粉与奶油等混合后， 制成慕斯蛋糕，赋予慕斯蛋糕多重功效。罗汉果的 甜味可以减少糖的使用，魔芋粉的粘性可以减少凝 固剂的使用，两种成分的加入，不仅可改善慕斯蛋糕 口感、也使产品更加细腻稳定。满足了人们对营养 型食品、绿色环保食品、健康食品的追求，并能较好 的保持慕斯蛋糕原本的风味。

１ 材料与方法

１．１ 试验材料与仪器 

１．１．１ 试验材料 

魔芋粉，国信金泓科技有限公司；罗汉果， 湖南佳沐生物科技有限公司；安佳淡奶油，上海正孝商贸有限公司；明胶，浙江温州德源胶业有限公司； 鸡蛋，湖北神地农业科贸有限公司；白砂糖，山东滕 州市奥华食品厂；卫岗高钙牛奶，南京卫岗乳业有限 公司；柠檬，四川安岳县东禾农业开发有限公司。 

１．１．２ 试验仪器及设备 

ＴＣＳ－Ｓ０４－１００电子分析天平，佰伦斯；ＳＩＮＭＡＧ ＳＭ－５Ｌ 台 式 搅 拌 机；ＣＨ２１７６Ｈ 电 磁 炉，格 兰 仕； ＢＣ／ＢＤ－３８８Ａ 冰柜，海尔；ＤＭ－３ｋｇ电子天平，酷贝； ６寸铝 合 金 蛋 糕 磨 具；８０ 目 ３０４ 不 锈 钢 筛 子；ＤＦ－ ＥＰ０８２１Ｍ 煮茶器，联创；ＳｔａｂｌｅＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓＴＡ.ＸＴＥｘｐｒｅｓｓ质构仪。

１．２ 试验方法 

１．２．１ 罗汉果与魔芋粉慕斯蛋糕的预配方 

牛奶７０ｇ、蛋黄５０ｇ、白砂糖５０ｇ、柠檬汁５ｇ、 罗 汉 果 液 ３０ ｇ（６０℃ 水浸泡去壳后的罗汉果 ２０ｍｉｎ）、明胶６ｇ、魔芋粉４ｇ、淡奶油３００ｇ。

１．２．２ 制作流程 

（１）将牛奶、罗汉果液与蛋黄混合拌匀，加入白 砂糖，搅拌成混合糊。 

（２）混合糊隔水加热，边 加 热 边 搅 拌，加 热 至 ８０℃，糖全部溶解，呈现稠状。 

（３）在 混 合 糊 中 加 入 用 冷 水 泡 好 的 明 胶 和 用 ６０℃水调成糊状的魔芋粉搅拌均匀至完全混合。 

（４）混合糊 冷 却 到４０℃后，加入柠檬汁搅拌均 匀，过筛备用。 

（５）淡奶油打发至６分发；将打发好的淡奶油加 入到混合糊中，搅拌均匀。 

（６）搅拌均匀的混合糊倒入用锡箔纸包好的慕 斯磨具中冷藏４ｈ。 

（７）从冰柜取出脱模切块。

１．２．３ 罗汉果液的制备 

将罗汉果洗净去壳后（料液比为１∶３），用煮茶器设置温度２０～１００℃（以２０℃为间隔）分别煮制不 同温度罗汉果液，时间分别设置为１０、２０ｍｉｎ，煮制 完成后，对罗汉果液进行感官评价，确定罗汉果的最优处理方式。 

１．２．４ 单因素试验 

本试验对影响慕斯蛋糕的３个主要因素：淡奶 油添加量、牛奶与罗汉果液添加比例、明胶与魔芋粉 添加比例分别进行研究。淡奶油添加量２６０、２８０、 ３００、３２０、３４０ｇ；牛奶与罗汉果 液添加比例 ５∶５、 ６∶４、７∶３、８∶２、９∶１；明胶与魔芋粉添加比例６∶４、４∶６、３∶７、５∶５、７∶３。采用单一变量控制法 进行单因素试验，考察各因素对慕斯蛋糕品质的影响，对成品进行感官评定及均质性检验。

１．２．５ 响应面法优化慕斯蛋糕配方 

在单因素试验结果基础上，分别以感官评价和 均质性为指标，采用３因素３水平响应面设计方法， 确定影响慕斯蛋糕主要的影响因素淡奶油的含量、 牛奶与罗汉果液的比例、明胶与魔芋粉的比例，响应 面试验因素水平表见表１。

１．３ 指标测定方法 

１．３．１ 罗汉果处理方法与评分标准 

将罗汉果洗净去壳后，用煮茶器设置不同温度 及时间煮制罗汉果液，并进行感官评价。感官评分标准见表２，采用描述性感官分析［１３］的评分法进行 打分，评分采用百分制。

１．３．２ 慕斯蛋糕感官评价 

邀请１０名成员进行品尝，以蛋糕样品的气味、 外观，口感等感官指标为依据，进行逐一评分，经过整理后对１0名成员的分数取平均值，记作该组蛋糕 样品的感官 评 分。感官评分标准见表３，采 用 描 述 性感官分析的评分法进行打分，评分采用十分制。

１．３．３ 均质性的检测方法

慕斯蛋糕测试在物性测试仪上装上Ｐ／５ｍｍ 探 头；在 Ｔ．Ａ．Ｓｅｔｔｉｎｇ中选择测试参数，预检测速度为 １．５０ｍｍ／ｓ，测试速度为１．００ｍｍ／ｓ，测试后速度为 １．００ ｍｍ／ｓ，目 标 模 型 为 Ｄｉｓｔａｎｃｅ，距 离 为 ８．０００ｍｍ，触 发 力 为 ５．０ｇ。结 束 后 绘 制 对 应 的 曲线。 

１．４ 数据的处理与分析 制作 响 应 面 试 验 的 过 程 中，采 用 ＤｅｓｉｇｎＥｘ－ ｐｅｒｔ．Ｖ８．０．６处理数据，并进行显著性水平的分析。

２ 结果与分析 

２．１ 罗汉果处理方式对其感官评分的影响 罗汉果处理感官评价得分见表４。

由表４分析得出，罗汉果的煮制温度及时间对 罗汉果液的 口 感、外观及气味均存在一定的影响。 当控制罗汉果浸泡温度为６０℃，浸泡时间为２０ｍｉｎ 时，感官得分优于其他试验组，其综合评分达９５分。 分析原因在于，温度过低不能浸出罗汉果汁液，温度 过高，则容易形成浮渣，影响感官得分。鉴于此，确 定罗汉果的最佳浸泡温度为６０℃，浸泡２０ｍｉｎ。 

２．２ 淡奶油含量对慕斯蛋糕感官和均质性的影响 预配方中的其他成分不变，选取淡奶油５个梯 度，分别为２６０、２８０、３００、３２０、３４０ｇ，进行试验，结果如图１所示。

淡奶油的添加赋予蛋糕松软口感，由图１分析 可知，随着淡奶油添加量的增加，慕斯蛋糕的感官评分值及均质性均呈现先增大后减小的趋势。当淡奶 油添加量为为２８０ｇ时蛋糕样品的感官评分值及均 质性都达到了最高点，分别为８．６及２６５．０４２，此时 蛋糕的口感细腻且质地均匀，而当淡奶油添加量超 过２８０ｇ时，制得蛋糕成品出现塌陷，奶 油 味 过 重。 据此，认为最佳添加量为２８０ｇ。

２．３ 牛奶与罗汉果液添加比例对慕斯蛋糕品质的影响 

预配方中的其他成分不变，选取牛奶与罗汉果液添加比例５个梯度，分别为５∶５、６∶４、７∶３、 ８∶２、９∶１，进行试验，结果如图２所示。

均质性皆有显著影响，具体见图２。当添加比 例控制为８∶２时，蛋糕样品感官评价得分和均质性 都达到了 最 高 分 值，分 别 为９．１及２７１．５５４。若 牛 奶及罗汉果液添加量过大时，蛋糕水分过大，性状较 为黏软，感官分值及均质性较低。

２．４ 明胶与魔芋粉比例对慕斯蛋糕品质的影响 

预配方中的其他成分不变，选取明胶与魔芋粉添加比例５个梯度，分别为６∶４、４∶６、３∶７、５∶５、 ７∶３进行试验，结果如图３所示。

明胶是胶原部分水解而得到的一类蛋白质，明 胶与胶原 具 有 同 源 性。魔 芋 粉 作 为 食 品 增 稠 粘 结 剂。两者的合理比例，可起到良好的塑型作用。由 图３可知，当控制明胶与魔芋粉比例为３∶７时，蛋 糕样品的感官评分及均质性都达到了最高点。

２．５ 响应面试验的设计及其结果处理分析 

在单因素试验的基础上，进行响应面试验［１７－１８］， 结果见表５。

２．５．１ 回归模型的建立分析 

用 ＤｅｓｉｇｎＥｘｐｅｒｔ．Ｖ８．０．６软 件 对 表５中 制 作 的蛋糕样品得出的感官评分和均质性的数据进行分 析，得出三个主要影响因素与感官评价响应值和三 个主要影响因素与均质性响应值之间的结果见表６ 及回归方程：

感官评分及均质性模型 Ｐ 值均小 于０．０００１， 极显著，失拟项 Ｐ 值为０．０１４５，显 著，说 明 本 次 建 立的试验模型合理，试验设计与结果可行，回归方程 模型能准确反映淡奶油含量、牛奶与罗汉果液比例 和明胶与魔芋粉比例对感官评分及均质性的影响。 另外，感官评分模型决定系数 Ｒ２＝０．９９５３，调整决 定系数 Ｒ２ Ａｄｊ＝０．９８９３；均质性模型决定系数Ｒ２＝ ０．９９６２，调整决定系数 Ｒ２ Ａｄｊ＝０．９９１４，表明模型拟 合程度较好，误差小，可用于罗汉果与魔芋粉慕斯蛋 糕配方的初步分析和预测。 

另外，从表６回归模。归模型系数显著性检验结果可 知，感官评分模 型 中 一 次 项 Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｐ 值 都 为 极 显 著；交互 项 ＡＢ、ＡＣ 为 极 显 著，ＢＣ 为 显 著；二 次 项 Ａ２、Ｂ２和Ｃ２的 Ｐ 值 也 为 极 显 著。均质性模型中一 次项Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｐ 值均为极显著；交互项 ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ 为极显著；二次项 Ａ２、Ｂ２和Ｃ２的 Ｐ 值也为极显著。 表明各个影响因素对于罗汉果与魔芋粉慕斯蛋糕的 感官评分及均质性的影响程度较大，不是简单的线 性关系。 

２．５．２ 响应面感官评分与均质性评分图形及分析 

响应面感官评分与均质性评分图形及分析［１９－２０］ 见图４、图５。图４及图５是根据回归方程而制作的 响应面三维图，反映影响慕斯蛋糕感官评分因素之 间的交互作用。响应曲面坡度越陡峭，说明响应值 受到相应因素 变 化 的 影 响 越 显 著。由 图４、图５可 知，响应面图形陡峭，表明三因素间的交互作用对慕 斯蛋糕感官评 分 值 及 均 质 性 的 影 响 均 显 著，与 表６ 的数据分析结果一致。

２．５．３ 配方的优化组合及验证 

按照响应面试验所得结果和多项式方程，利用 Ｄｅｓｉｇｎ－ＥｘｐｅｒｔＶ８．０.６软件计算，结合感官和均质 性，得出最 佳 条 件 为：淡 奶 油３００ｇ、明 胶∶魔 芋 粉 ３∶７、牛奶∶罗汉果液７∶３时，感官得分为７．２，运 用公式计算的感官得分为７．２３，均质性为２８１．２６１， 运用公式计 算 的 均 质 性 为２８０．６９。感 官 与 均 质 性 预测值与 Ｄｅｓｉｇｎ－ＥｘｐｅｒｔＶ８．０．６ 软件计算的结果 基本吻合，表明该试验数据可行且有效。

3结论 

通过单因素试验表明，在淡奶油含量为２８０ｇ， 牛奶与罗汉果液比例为８∶２，明胶与魔芋粉比例为 ３∶７时，慕斯蛋糕的感官分值及均质性都达到了最 佳水平，且质地均匀细腻，口感较好。在单因素试验 研究的基础上，设计３因素３水平进行响应面试验， 进一 步 优 化 试 验 方 案。试验模型表现极显著性 （Ｐ＜０．０１），准 确 度 和 精 密 度 均 较 高。得 出 最 佳 的 罗汉果与魔芋粉慕斯蛋糕的配方为，淡奶油３００ｇ、 明胶∶魔芋粉３∶７、牛奶∶罗汉果液７∶３，感官得 分为７．２，均质性为２８１．２６１与 ＤｅｓｉｇｎＥｘｐｅｒｔ．Ｖ８． ０．６软件计算的感官预测值和均质性预测值较为吻 合，因此该试验设计方法可行有效。