冰激凌品質(zhì)的影響因素及其發(fā)展前景

李 娜，莫海珍，劉士充，崔舒鑫，史子龍，李紅波，

（1.新鄉(xiāng)學院生命科學技術(shù)學院，河南新鄉(xiāng) 453003；2.陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安 710021）

冰激凌以其柔滑細膩的組織、醇厚的風味，以及豐富的營養(yǎng)和清涼的口感等特點，深受消費者喜愛，是冷飲食品工業(yè)的主要產(chǎn)品之一。冰激凌是指用飲用水、乳和（或）乳制品、蛋制品、水果制品、豆制品、食糖、食用植物油等一種或多種原輔料，添加量或不添加食品添加劑和（或）食品營養(yǎng)強化劑，經(jīng)混合、滅菌、均質(zhì)、冷卻、老化、凍結(jié)、硬化等工藝制成的體積膨脹的冷凍飲品。根據(jù)《2016—2022 年中國冰激凌市場運行態(tài)勢及投資戰(zhàn)略研究報告》，中國冰激凌市場在全球范圍內(nèi)發(fā)展最快，且10 年內(nèi)中國的冰激凌市場產(chǎn)量增長16 倍，將長期保持20%的增速。獨立市場研究咨詢公司英敏特報告顯示，2014 年中國冰激凌消費額達到114 億美元（約合人民幣708 億元），消費量占全球的1/3，已超越美國成為全球最大市場。目前，冰激凌市場的產(chǎn)銷量和銷售額均以空前的速度增加，市場也在急劇擴大。巨大的市場潛力加上冰激凌毛利較高，乳制品企業(yè)都在加碼冰激凌市場。冰激凌是指定型預包裝冰激凌，針對影響冰激凌品質(zhì)的因素與評價指標進行了歸納和總結(jié)，并對冰激凌的發(fā)展前景進行展望，以期為冰激凌的生產(chǎn)和產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 冰激凌品質(zhì)的影響因素分析

冰激凌的物理構(gòu)造很復雜，氣泡包圍著冰結(jié)晶連續(xù)向液相中分散，液相中含有固態(tài)脂肪、蛋白質(zhì)、不溶性鹽類、乳糖結(jié)晶、穩(wěn)定劑、溶液狀蔗糖、乳糖和鹽類等，是由液體、氣體和固體構(gòu)成的復雜三相系統(tǒng)。冰激凌產(chǎn)品從制作到銷售需要經(jīng)過很多環(huán)節(jié)，要滿足食品生產(chǎn)良好操作規(guī)范外，其品質(zhì)還會受到很多因素的影響，要達到規(guī)定的冰激凌質(zhì)量標準和物理結(jié)構(gòu)，可以從冰激凌原輔料、加工工藝、生產(chǎn)設(shè)備和運輸過程幾個方面去分析探討。

1.1 原輔料對冰激凌品質(zhì)的影響

原輔料的選擇和配比在很大程度上決定著終產(chǎn)品的品質(zhì)及組織狀態(tài)。制作冰激凌的主要原輔料有脂肪、非脂乳固體、甜味劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、香精和色素等。冰激凌的配方組成按照消費者喜好、原料價格、供應情況和產(chǎn)品的銷售狀況來確定，通常先定質(zhì)量標準，再根據(jù)原料的成分和冰激凌質(zhì)量標準用數(shù)學方法來計算各種原料的量，從而保證所制成的產(chǎn)品品質(zhì)符合規(guī)定。

脂肪可以提供豐富的營養(yǎng)和熱能，賦予組織潤滑的結(jié)構(gòu)和增加抗融性。脂肪的來源有純奶油、奶油、稀奶油、無水奶油、鮮奶、煉乳、奶粉和黃油等。由于乳脂肪價格昂貴，企業(yè)普遍會使用人造奶油、氫化油、棕櫚油和椰子油等植物脂肪來全部或部分取代乳脂肪。非脂乳固體是牛乳總固形物除去脂肪后所含蛋白質(zhì)、乳糖和礦物質(zhì)的總稱。非脂乳固體能賦予產(chǎn)品適當?shù)膱酝Χ?，并可強化產(chǎn)品口感、質(zhì)地、穩(wěn)定性、增加容積等。乳糖的柔和甜味和礦物質(zhì)的隱約鹽味給予制品顯著的風味特征，蛋白質(zhì)與乳化劑形成脂肪球表面薄膜，同時促使空氣在凝凍過程中很好地混入，并能防止制品中冰結(jié)晶的擴大，使質(zhì)地潤滑。甜味劑具有提高甜味、調(diào)整固形物含量、降低溶液冰點和防止冰的再結(jié)晶等作用。最常用的甜味劑是蔗糖，添加量為14%～16%。為了改進產(chǎn)品風味、增加產(chǎn)品種類或降低成本，企業(yè)常常將甜蜜素、甜菊糖苷、阿斯巴甜、白砂糖、果糖、淀粉糖漿、蜂蜜、葡萄糖、果葡糖漿、阿斯巴甜和糖醇等與蔗糖等配合使用。通過調(diào)香可以使冰激凌具有該品種應有的天然風味，風味柔和純正、回味長。多選用水質(zhì)及乳化香精，使用量為0.1%左右。著色劑的選用要與產(chǎn)品的類別相諧調(diào)，配色時可選用天然色素或合成色素，添加量要嚴格按照食品添加劑使用衛(wèi)生標準GB 2760—2014 的規(guī)定[1]。

任何一種乳化劑和穩(wěn)定劑都各有其優(yōu)缺點，單一使用難以達到理想效果。但乳化劑與穩(wěn)定劑，以及乳化穩(wěn)定劑與食品體系之間都存在巨大的協(xié)同增效作用，因此在冰激凌生產(chǎn)中常采用復合乳化穩(wěn)定劑，以期獲得最佳效果[2]。穩(wěn)定劑能提高冰激凌的黏度和膨脹率，防止冰結(jié)晶的產(chǎn)生，對產(chǎn)品融化的抵抗力亦強[3]。蔡云升[4]詳細闡述了明膠、羧甲基纖維素鈉、瓜爾豆膠、海藻酸鈉、黃原膠、卡拉膠、刺槐豆膠、魔芋膠、果膠、富蘭克膠、羥丙基甲基纖維素、羅望子膠和結(jié)冷膠這13 種穩(wěn)定劑在冰激凌生產(chǎn)中的特性、作用、選用和添加量。穩(wěn)定劑的添加量為0.1%～0.5%，生產(chǎn)中混合使用效果更好[5]。乳化劑的作用主要是乳化、分散、起泡、改善保型性、改善貯藏性、防止或控制粗大冰晶的形成[6]。蔡云升[4]詳細闡述了單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯、三聚甘油單硬脂酸酯、卵磷脂、大豆磷脂和酪蛋白酸鈉這8 種乳化劑在冰激凌生產(chǎn)中的特性、作用、選用和添加量。

1.2 加工工藝對冰激凌品質(zhì)的影響

加工工藝也是影響冰激凌品質(zhì)的重要因素之一，一般冰激凌加工工藝流程如下：

稱量配料→原料混合→巴氏殺菌→均質(zhì)→冷卻→老化→凝凍→灌裝→硬化→冷藏→成品。

將各種原料按配方比例稱量好，通過巴氏殺菌殺滅料液中的病原菌和絕大部分非病原菌，以保證產(chǎn)品的安全性和衛(wèi)生指標，殺菌時需注意控制溫度和時間。殺菌后通過均質(zhì)機使脂肪球直徑變小，以改善產(chǎn)品的組織狀態(tài)及口感，目前較多使用的是兩級高壓均質(zhì)機，即由三柱塞往復泵和兩級均質(zhì)閥組成。均質(zhì)時需注意控制溫度、均質(zhì)壓力、均質(zhì)機位置和混合物料成分等。均質(zhì)完成后的混合料在2～4 ℃的低溫下冷藏放置4～24 h 進行老化，又稱“成熟”或“熟化”。老化的作用是提高脂肪、蛋白質(zhì)和穩(wěn)定劑的水合作用，使穩(wěn)定劑充分吸收水分，料液黏度增加，有利于凝凍攪拌時膨脹率的提高[7]。老化結(jié)束后，將混合料在低溫和強制攪拌下進行凝凍，使空氣以極微小的氣泡狀態(tài)均勻分布于全部混合料中，這是物料形成細微氣泡密布、體積膨脹、組織疏松和一部分水成為冰的微細結(jié)晶的過程。凝凍后的冰激凌必須立即灌裝，操作要嚴格控制溫度和時間，避免冰激凌融化再凍結(jié)。冰激凌灌裝后迅速進行-18 ℃～-20 ℃低溫冷凍，以固定其組織狀態(tài)和保持適當?shù)挠捕龋阌谫A藏、運輸與銷售。成品冷藏期間要保持恒溫，防止溫度波動，以免產(chǎn)品融化后再凍結(jié)而形成大的冰結(jié)晶。

1.3 生產(chǎn)設(shè)備對冰激凌品質(zhì)的影響

良好的生產(chǎn)設(shè)備是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冰激凌的前提條件。生產(chǎn)冰激凌的設(shè)備按工藝流程依次為配料罐、殺菌機、均質(zhì)機、冷卻設(shè)備、老化缸、凝凍機、灌裝機、速凍庫和冷藏庫等。其中，殺菌機、均質(zhì)機、凝凍機和速凍庫（或速凍隧道）為關(guān)鍵設(shè)備。優(yōu)良的生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)備的及時保養(yǎng)和維護對于保證冰激凌的品質(zhì)有重要作用。

1.4 運輸過程對冰激凌品質(zhì)的影響

環(huán)境變化極易使冷凍食品出現(xiàn)不可控的反復凍融和重結(jié)晶，從而導致食品發(fā)生不期望和不可逆的變化。制作完成后的冰激凌要送往不同的銷售點，運輸過程中若是條件控制不當，冰晶的數(shù)量和大小都可能會發(fā)生變化，可能會出現(xiàn)新的大塊結(jié)晶，從而破壞冰激凌的組織結(jié)構(gòu)，增加其粗糙度，嚴重降低冰激凌的品質(zhì)。因此，冰激凌的運輸要嚴格控制溫度，保持低溫儲存條件，減少冰晶的變化，保證冷鏈運輸環(huán)境。

1.5 冰激凌品質(zhì)的評價指標

制作好的冰激凌除理化指標和衛(wèi)生指標應符合標準的規(guī)定外，還應符合組織柔滑、口感細膩、膨脹率和抗融性適當?shù)囊?。膨脹率能夠客觀地反映冰激凌的配方和工藝等條件對品質(zhì)的影響，并直接影響冰激凌的抗融性、適口性和經(jīng)濟效益?？谷谛圆畹谋ち柙谶\輸過程中難以維持原有形狀，對產(chǎn)品的銷售不利。冰激凌產(chǎn)品的硬度、彈性、內(nèi)聚性和膠黏性等質(zhì)構(gòu)特性可以用儀器進行客觀測定，具有操作簡便、快速、靈敏度高和結(jié)果的重現(xiàn)性好等優(yōu)點[8]。但是，沒有一種可靠的儀器能夠完全代替人類所特有的感覺器官對食品感官評定所起的作用。通過建立感官實驗室、培訓感官品評員和選擇感官品評方法進行感官分析，可以了解食品本身的感官特性，還可以為產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量控制提供依據(jù)。

冰激凌品質(zhì)的評價指標見表1。

表1 冰激凌品質(zhì)的評價指標

2 冰激凌發(fā)展前景

冰激凌是炎炎夏日里最受歡迎的降暑食品。隨著經(jīng)濟發(fā)展，家庭收入和消費水平的逐年提高，國內(nèi)冰激凌行業(yè)進入了高速發(fā)展期，其生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量都有所提高，品種也日漸豐富。近年來，市面上出現(xiàn)加入五谷和新鮮時令果蔬的冰激凌，還出現(xiàn)了冰激凌火鍋和冰激凌月餅。同時，伴隨著消費理念的改變，人們對冰激凌的需求不單單停留在口味上，更是向健康和高品質(zhì)方面發(fā)展，并賦予了更多時尚的情感內(nèi)涵。多元化的消費需求給冰激凌市場帶來挑戰(zhàn)，更帶來了巨大的機遇，引來跨國品牌的關(guān)注和投資，推動了冰激凌市場的競爭與發(fā)展。與此同時，國內(nèi)日益完善的食品管理監(jiān)督政策和食品生產(chǎn)標準化也保障了冰激凌冷凍食品行業(yè)的有序和快速發(fā)展[22]。

2.1 保健型冰激凌

研發(fā)低糖、低脂肪、高蛋白的保健型冰激凌是冰激凌行業(yè)的發(fā)展趨勢，可以滿足糖尿病、心腦血管疾病及肥胖癥患者等特殊人群的健康需求，擁有廣闊的消費市場。張文明等人[23]利用低聚果糖和山梨醇配比以取代全部的蔗糖，利用聚合葡萄糖部分取代脂肪，采用單因素及正交試驗設(shè)計開發(fā)無蔗糖低脂肪低熱量的保健冰激凌。陳龍等人[24]綜述了以碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪為基質(zhì)的脂肪替代品在冰激凌中應用的研究進展。蘭建麗等人[25]經(jīng)過原料的反復篩選試驗，研制出一種配方總干物含量達37%，蛋白質(zhì)含量為2.75%的高蛋白功能性冰激凌。同時，開發(fā)具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)作用的高活性益生菌冰激凌也將成為市場追逐的熱點。發(fā)酵型益生菌冰激凌不僅可以提高冰激凌的營養(yǎng)價值，還可以補充體內(nèi)有益微生物，達到改善腸胃功能和營養(yǎng)保健的作用[26]。趙雯等人[27-28]綜述了冰激凌生產(chǎn)過程中機械、滲透和冷凍等各種脅迫因素，以及冷凍儲存時間對產(chǎn)品中乳酸菌活性的影響，并概述了提高冰激凌中益生菌活性的最新研究進展。

2.2 新型原輔材料的應用

深挖我國飲食文化，研發(fā)具有中國特色的冰激凌。邵虎等人[29]研究了以紫山藥、黑豆和酸奶等為主要原料的黑元素酸奶冰激凌，其最佳配方為酸奶添加量50%，紫山藥漿添加量3%，黑豆汁添加量25%，白砂糖添加量14%，棕櫚仁油添加量4%和復配型乳化穩(wěn)定劑添加量0.3%。李昱桐等人[30]將具有保健功效的紅豆和薏米粉添加到冰激凌漿料中，當配比為1∶1 的紅豆/薏米粉的添加量為10%，乳化劑的添加量為0.3%時，冰激凌的膨脹率達到66%，且抗融性、穩(wěn)定性和黏彈性表現(xiàn)優(yōu)異，不僅口感良好，而且增加了冰激凌的保健功能。蔡桂林等人[31]研究了枸杞濃縮汁的制備及在冰激凌中的應用。周堅等人[32]通過試驗，研究綠茶汁冰激凌和紅茶汁冰激凌的最佳配方。劉婷婷等人[33]利用人參粉配以其他輔料研制具有特殊營養(yǎng)功能的冰激凌，通過單因素試驗及正交試驗確定人參冰激凌的最佳配方為人參粉、奶粉、單甘脂、明膠的添加量依次為0.2%，10%，0.3%，0.3%。

2.3 創(chuàng)意的包裝設(shè)計

對于商品而言，傳統(tǒng)的包裝設(shè)計具有保護、整合、運輸和美化的作用。隨著時代的發(fā)展，包裝不單單是圍繞視覺美感的簡單設(shè)計，人們對商品除了講究內(nèi)在的品質(zhì)外，還希望在產(chǎn)品的造型和外包裝上有所突破。一個有創(chuàng)意的包裝設(shè)計可以吸引消費者的眼球，這對產(chǎn)品的銷售有促進作用。因此，冰激凌生產(chǎn)企業(yè)還要在包裝上下一番功夫，融入文化元素，從優(yōu)化圖文設(shè)計、創(chuàng)新包裝形式、體現(xiàn)環(huán)保理念、研究實現(xiàn)包裝的可持續(xù)發(fā)展等方面設(shè)計。

2.4 加工技術(shù)與裝備水平的提升

機械裝備的改良與創(chuàng)新對冰激凌品質(zhì)的改善具有重要推進作用。隨著科技的發(fā)展和新技術(shù)的應用，冰激凌制造技術(shù)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝得到技術(shù)的革新。高壓均質(zhì)技術(shù)的應用可以產(chǎn)生更小的脂肪球，并使其分布更加均勻，從而改善冰激凌口感。近年來，市面上出現(xiàn)了采用超低溫-196 ℃液氮凝固法制作的分子冰激凌，用超濾法或反滲透法濃縮脫脂乳制造冰激凌的新技術(shù)。劉利清[34]研究了膜孔徑、溫度、壓力和錯流流速對膜通量、除菌率、蛋白截留率和冰激凌感官品質(zhì)的影響，為陶瓷膜除菌生產(chǎn)冰激凌的實際應用提供技術(shù)參考。

2.5 品牌的責任使命

企業(yè)要想在市場中分得一杯羹，就需要有拿得出手的拳頭產(chǎn)品，品牌和品質(zhì)優(yōu)勝。未來冰激凌企業(yè)將更注重品牌文化的塑造，消費向品牌集中，這需要專業(yè)的品牌策劃、產(chǎn)品策劃和銷售策劃的支撐。除了對產(chǎn)品品質(zhì)的堅持外，企業(yè)更應該重視如何打造產(chǎn)品品牌形象，形成消費忠誠度，重視與推廣企業(yè)的社會公益責任。