低能量冰淇淋工藝優(yōu)化研究

張書弦，彭潔，林應(yīng)新，徐永平，張曉，楠極，李遠(yuǎn)志，*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642；2.辰信食品有限公司，廣東潮州515600）

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，糖和脂肪的攝入量問題越來越被人們所重視，低糖、低鹽、低脂、高蛋白的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成為人們追求的目標(biāo)[1-2]，故低能量冰淇淋具有巨大的市場潛力[3]。在冰淇淋生產(chǎn)中，玉米淀粉作為脂肪替代品具有獨(dú)特功能[4]；甜菊糖具有高甜度、低熱能的特點(diǎn)[5]；為了更好地發(fā)揮冰激凌中穩(wěn)定劑的性能，可將明膠、羧甲基纖維素（鈉）復(fù)配使用，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)[6]；而分子蒸餾單甘脂常常作為冰激凌乳化劑使用來達(dá)到乳化、分散、穩(wěn)定發(fā)泡等目的[7]。本研究通過添加甜菊糖和玉米淀粉來降低冰淇淋中的蔗糖含量和脂肪含量，并配合乳化劑穩(wěn)定劑單甘酯、明膠和CMC 的使用，優(yōu)化低能量冰淇淋的工藝配方。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原輔料

全脂奶粉：市售，雙城雀巢有限公司；玉米淀粉：食品級，產(chǎn)自廣西；蔗糖、甜菊糖、凝固型棕櫚油、分子蒸餾單甘酯、明膠、羧甲基纖維素（CMC）均為市售，食品級。

1.1.2 儀器設(shè)備

NDJ—79 型旋轉(zhuǎn)式粘度計：上海羽通儀器儀表廠；海爾牌冰箱，均質(zhì)機(jī)：上海東華；HM116 冰淇淋凝凍機(jī)：康美制品有限公司；美的牌電磁爐，手持式折光儀：上海精密儀器廠；蛋白質(zhì)測定儀：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 冰淇淋的制作工藝流程

原輔料的稱取、配制→混合→滅菌（82 ℃～85 ℃，15 min）→均質(zhì)（65 ℃，18 MPa/3.5MPa）→冷卻老化（4 ℃～6 ℃，4.5 h）→凝凍→軟質(zhì)冰淇淋成品

1.2.2 黏度測定

在凝凍前利用旋轉(zhuǎn)黏度計測定，漿料測定溫度保持在25 ℃，做3 次平行測定。

1.2.3 膨脹率測定

在凝凍前后分別稱取100 g 的冰淇淋漿料和冰淇淋膏體，利用250 mL 量筒進(jìn)行測定[8]。

膨脹率=（100 g 膏體體積-100 g 漿液體積）/100 g漿液體積×100%

1.2.4 融化率測定

冰淇淋凝凍完畢后，立即稱取20 g 置于金屬篩網(wǎng)上，金屬篩網(wǎng)下放置一容器，于50 ℃恒溫箱下放置4 min，稱量滴落的漿料質(zhì)量。通過與初始質(zhì)量比較得出融化率，融化率越低，抗融化性越好[8]。

1.2.5 熱穩(wěn)定性

量取25 mL 溶解后的軟冰淇淋漿料置于50 ℃的恒溫箱內(nèi)保溫20 h，測量分層后清液的高度（d1）及軟冰淇淋漿料的總高度（d2），然后進(jìn)行比較。

1.2.6 感官評定

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)制定感官評定表，請11 名感官評判員對冰淇淋成品進(jìn)行感官評定，評價指標(biāo)為色澤、滑膩感、脂肪感、特征風(fēng)味、甜味及回味，各項指標(biāo)滿分均為10 分，六項指標(biāo)總滿分為60 分[9]。

1.2.7 理化指標(biāo)測定

脂肪含量用酸水解法測定；總糖含量用直接滴定法測定；蛋白質(zhì)含量用凱氏定氮法測定；冰淇淋含熱量的測定采用計算法；總固形物用手持折光儀測定。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，正交試驗的因素和水平選取如表1 所示。

表1 正交試驗因素和水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

用L9（34）安排試驗，因為分層率在單因素試驗中的測定值均為0，故在正交試驗里不再予以考查，只考查冰淇淋的黏度、膨脹率、融化率及感官評定這4 個指標(biāo)，試驗結(jié)果如表2 所示。

對正交試驗結(jié)果用極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，各指標(biāo)隨因素各水平的變化情況分別如表3、4、5 所示。

表2 正交試驗結(jié)果Table 2 The results of orthogonal experiment

表3 黏度與因素各水平的關(guān)系Table 3 The relationships between viscosity and each level of factors

表4 膨脹率與因素各水平的關(guān)系Table 4 The relationships between the rate of inflation and each level of factors

2.1 黏度與各因素水平的關(guān)系

從黏度上看，極差R 的大小順序為C＞D＞A＞B，所以單甘酯的添加量對冰淇淋產(chǎn)品的黏度影響最大，棕櫚油的添加量對冰淇淋產(chǎn)品的黏度影響最小。選取3 個水平中k 值最大者為因素的最優(yōu)水平，故該4 個因素的優(yōu)水平最佳組合為A1B3C2D1。

2.2 膨脹率與各因素水平的關(guān)系

膨脹率的處理結(jié)果如表4 所示。從膨脹率上看，極差R 的大小順序為A＞B＞C＞D，所以菊糖的添加量對冰淇淋產(chǎn)品的膨脹率影響最大，明膠與CMC 的配比對冰淇淋產(chǎn)品的膨脹率影響最小。選取3 個水平中k 值最大者為因素的最優(yōu)水平，所以該4 個因素的優(yōu)水平最佳組合為A2B3C1D1。

表5 融化率與因素各水平的關(guān)系Table 5 The relationships between the melting rate and each level of factors

2.3 融化率與各因素水平的關(guān)系

融化率的處理結(jié)果如表5 所示。從融化率上看，極差R 的大小順序為B＞A＞D＞C，所以棕櫚油的添加量對冰淇淋產(chǎn)品的融化率影響最大，單甘酯的添加量對冰淇淋產(chǎn)品的融化率影響最小。選取3 個水平中k值最小者為因素的最優(yōu)水平，該4 個因素的優(yōu)水平最佳組合為A2B3C1D1。

2.4 綜合考查分析討論4 個指標(biāo)與各因素水平關(guān)系

根據(jù)每個因素對各個指標(biāo)的影響，就4 個因素對冰淇淋4 個指標(biāo)的影響進(jìn)行綜合考慮分析，確定各個因素的最優(yōu)水平，得出最優(yōu)的實驗方案。

2.4.1 甜菊糖的添加量對各個指標(biāo)的影響

甜菊糖取第2 水平時，對冰淇淋的膨脹率、抗融化性及感官這3 個指標(biāo)都是最優(yōu)的；而從冰淇淋的黏度上考慮，則是取第1 水平最優(yōu)。但其對黏度的影響較小，故甜菊糖的添加量最終取水平2（0.04%）為最優(yōu)。

2.4.2 棕櫚油的添加量對各個指標(biāo)的影響

對于冰淇淋的膨脹率、抗融化性及黏度，棕櫚油的添加量取第3 水平最佳；從感官方面，則是取第1 水平最佳。但其對于感官的影響不重要，故棕櫚油的添加量最終取水平3（3%）為最優(yōu)。

2.4.3 單甘酯的添加量對各個指標(biāo)的影響

對于黏度來說，單甘脂為主要影響因素，取第2水平為最佳；對于膨脹率和抗融化性而言，取第1 水平為最優(yōu)；對于感官影響，取第2 水平為最優(yōu)。故單甘酯的添加量最終取水平1（0.15%）為最佳。

2.4.4 明膠與CMC 的配比對各個指標(biāo)的影響

明膠與CMC 配比對于冰淇淋的黏度、膨脹率、抗融化性及感官得分這4 個指標(biāo)，均是第1 水平優(yōu)于其它兩水平，即明膠與CMC 的配比取第1 水平（0.1%：0.15%）為最佳。

綜上所述，最優(yōu)配方為甜菊糖添加量取A20.04%；棕櫚油添加量取B33%；單甘酯添加量取C10.15%；明膠與CMC 的配比取D1，即0.1%∶0.15%。此配方各項理化指標(biāo)均符合SB/T 10418-2007《軟冰淇淋商業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[10]。

3 結(jié)論

本研究在參考冰淇淋一般配方及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基礎(chǔ)上，利用甜菊糖代替部分的蔗糖及利用一定量的玉米淀粉代替部分的脂肪來制作低能量冰淇淋。選取甜菊糖、凝固型棕櫚油、單甘酯及明膠與CMC 的配比為因素設(shè)計，進(jìn)行正交實驗而得出的最優(yōu)配方為甜菊糖添加量0.04%、棕櫚油添加量3%、單甘酯添加量0.15%、明膠與CMC 的配比0.1%∶0.15%。本研究優(yōu)化配方中蔗糖的含量大約為9%，脂肪的含量約為6.3%，優(yōu)化后的冰淇淋的能量要比市售普通產(chǎn)品低50%左右。且本研究配方在黏度、熱穩(wěn)定性、膨脹率、抗融化性、感官評定及總固形物含量這幾個指標(biāo)上均良好，配料簡單易取、價格便宜、富有營養(yǎng)，故具有良好的市場前景。

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[10] 中華人民共和國商務(wù)部.SB/T 10418-2007 軟冰淇淋商業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007