牛奶原味意式冰淇淋的研制

劉希鳳，任偉偉，高金明，李卓妍，張世奎

1 山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院，山東濰坊 261061

2 煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺(tái) 264005

3 昌邑市海洋事業(yè)發(fā)展中心，山東昌邑 261300

0 引言

目前我國(guó)冰淇淋消費(fèi)已躍居全球首位，隨著生活水平的提高，人們對(duì)冰淇淋不再局限于口感口味，也更加注重營(yíng)養(yǎng)健康。傳統(tǒng)冰淇淋屬于高糖、高脂肪、高熱量的食物[1]，不適合糖尿病、心腦血管疾病等人群以及兒童食用。為此，科研工作者一直在研究用低熱量成分代替糖、脂肪等高熱量成分，而又不影響加工品質(zhì)的方法。

意式冰淇淋即意大利冰淇淋，被稱為“Gelato”。意式冰淇淋堅(jiān)持以新鮮的牛奶、優(yōu)質(zhì)的水果醬料和傳統(tǒng)的手工藝術(shù)，直接攪拌冷凍而成，入口香滑綿密，如“絲綢”般柔順濃郁。牛奶原味意式冰淇淋用新鮮牛奶做成，里面沒(méi)有多余的水和空氣，膨脹率低，分量厚實(shí)，因此比傳統(tǒng)冰淇淋少了許多熱量和脂肪，具有新鮮、健康、低脂、低糖的特點(diǎn)。意式冰淇淋正逐步成為一股新興的消費(fèi)潮流[1]。因此，健康的Gelato是冷飲市場(chǎng)中的必要產(chǎn)品。選材方面，Gelato選用時(shí)令新鮮水果、堅(jiān)果、牛奶、蛋等，符合學(xué)齡兒童對(duì)口味、營(yíng)養(yǎng)等的要求；食用溫度方面，傳統(tǒng)冰淇淋在制作中放入更多的奶脂與空氣，需要較低的溫度儲(chǔ)存，一般為-12℃～-13℃，而Gelato溫度為-7℃～-2℃，這個(gè)溫度使冰淇淋入口即化，能保護(hù)學(xué)齡兒童的胃腸道健康；口感方面，Gelato因攪拌速度慢，打入很少的空氣，口感更為厚實(shí)綿密，味道細(xì)膩濃郁；營(yíng)養(yǎng)方面，巴氏殺菌乳通過(guò)低溫殺菌，可以最大限度保留牛奶中的營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，能促進(jìn)兒童成長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)抵抗力。

本文以新鮮牛奶為基底制作的牛奶原味意式冰淇淋，營(yíng)養(yǎng)美味、口感綿軟、清涼解暑，深受兒童喜愛(ài)，具有廣闊的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景。

1 材料與方法

1.1 材料

生牛乳，市售；淡奶油，青島雀巢有限公司；植物纖維，法布芮（上海）食品貿(mào)易有限公司；結(jié)構(gòu)基底粉，吉拉朵食品（青島）有限公司；白砂糖，安琪酵母（赤峰）有限公司；脫脂奶粉，黑龍江貝因美乳業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MASTER20意式冰淇淋機(jī)，青島益達(dá)制冷設(shè)備有限公司；EBF3速凍柜，青島科博制冷設(shè)備有限公司；ENERGY12FG展示柜，青島科博制冷設(shè)備有限公司；ACS-30B型電子秤，永康市大陽(yáng)衡器有限公司；150型殺菌鍋，山東省諸城美川機(jī)械有限公司；S5-F93攪拌棒，九陽(yáng)股份有限公司；RTS-208溫度計(jì)，深圳瑞特斯儀器儀表有限公司；OCHPYJ2121硬刮刀，寧波鎮(zhèn)海沃恩美特新材料科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 加工工藝

原料預(yù)處理→混合→巴氏殺菌→均質(zhì)→冷卻→老化（成熟）→凝凍→出料→裝飾→硬化定型→成品[2]。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）原料預(yù)處理：按照配方分別稱量生牛乳、淡奶油、結(jié)構(gòu)基底粉、植物纖維、白砂糖、脫脂奶粉，備用。

（2）混合：將稱量好的生牛乳、淡奶油倒入量杯中，用攪拌器進(jìn)行攪拌，混合均勻。然后將稱好的干性原料分3 次倒入量杯中，繼續(xù)攪拌2～3 min直至無(wú)結(jié)塊狀干粉出現(xiàn)。

（3）巴氏殺菌、均質(zhì)：原料混合后，將混合物料倒入巴氏殺菌機(jī)中，設(shè)備邊加熱邊攪拌，溫度達(dá)到85 ℃，保持15 s進(jìn)行殺菌處理，然后立即冷卻至60 ℃，轉(zhuǎn)入均質(zhì)機(jī)中進(jìn)行均質(zhì)處理，均質(zhì)壓力為16～18 MPa。均質(zhì)處理可使原料充分混勻，并將牛乳中脂肪球的直徑減少到1 μm以下，使脂肪處在一種永久均勻的懸浮狀態(tài)[3]。另外，均質(zhì)還有利于增進(jìn)攪拌速度、提高膨脹率、縮短老化期，從而使冰淇淋的質(zhì)地更為光滑細(xì)膩、形體松軟、增加穩(wěn)定性和持久性。

（4）冷卻：均質(zhì)之后的混合物料迅速冷卻至2～4 ℃。冷卻溫度不宜過(guò)低，不能低于0 ℃，否則易使混合料產(chǎn)生冰晶，影響冰淇淋質(zhì)量；冷卻溫度過(guò)高，如大于5 ℃，則易出現(xiàn)脂肪分離現(xiàn)象，會(huì)使酸味增加，影響香味。

（5）老化（成熟）：將上述混合物料置于老化機(jī)中，在2～5 ℃的低溫下老化成熟6 h，進(jìn)一步提高混合料的穩(wěn)定性和黏度。

（6）凝凍：將成熟后的混合料倒入意式冰淇淋機(jī)中，調(diào)節(jié)冰淇淋機(jī)的溫度在-5～-2 ℃，凝凍時(shí)間10～15 min。冰淇淋機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，邊攪拌邊凝凍。凝凍完成，打開(kāi)出料口，觀察成品的凝固狀態(tài)，調(diào)節(jié)時(shí)間，終止凝凍[4]。掌握好凝凍時(shí)間，避免因凝凍時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致硬度過(guò)硬無(wú)法出料、造型以及對(duì)機(jī)器造成損害。

（7）出料：凝凍完成后，打開(kāi)出料口，使用硅膠材質(zhì)的硬刮刀將冰淇淋置于冰淇淋盆中，順著出料形狀順勢(shì)邊刮邊進(jìn)行造型，出料結(jié)束，將冰淇淋盆置于-30 ℃速凍柜中速凍2～3 min。

（8）裝飾：速凍結(jié)束后將冰淇淋盆端出，并快速用裝飾原料進(jìn)行裝飾。

（9）硬化定型：將裝飾好的意式冰淇淋，立即移入-30℃的速凍柜中，冷凍塑型，所需冷凍時(shí)間至少為30min。

（10）成品：裝飾成品后須在-18 ℃的展示柜中展示出售，成品的最佳賞味期一般為出品后1 周之內(nèi)。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

結(jié)合預(yù)試驗(yàn)，確定牛奶原味意式冰淇淋的基本配方為：鮮牛奶650 g，淡奶油120 g，結(jié)構(gòu)基底粉70 g，植物纖維65 g，白砂糖70 g，脫脂奶粉25 g。

按照1.3.1加工工藝，以牛奶原味意式冰淇淋的感官評(píng)分為指標(biāo)，依次對(duì)6 個(gè)主要影響因素，即牛乳添加量（600 g、620 g、640 g、660 g、680 g）、淡奶油添加量（80 g、100 g、120 g、140 g、160 g）、植物纖維添加量（40 g、50 g、60 g、70 g、80 g）、結(jié)構(gòu)基底粉添加量（50 g、60 g、70 g、80 g、90g）、白砂糖添加量（50g、60g、70g、80g、90 g）以及脫脂奶粉（15 g、25 g、35 g、45g、55 g）進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.3.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)，確定牛奶原味意式冰淇淋的最佳配方。正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平表

1.3.5 牛奶原味意式冰淇淋的質(zhì)量評(píng)價(jià)[5，6]

（1）感官評(píng)價(jià)

根據(jù)《GB/T31114—2014 冷凍飲品冰淇淋》中的方法[7]，邀請(qǐng)10 位食品專業(yè)且有感官品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的教師和學(xué)生組成品評(píng)小組，按照表2中的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各項(xiàng)進(jìn)行品評(píng)打分，匯總后取平均值，總分為100分。

表2 牛奶原味意式冰淇淋感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

（2）理化及衛(wèi)生指標(biāo)測(cè)定

蛋白質(zhì)含量按《GB/T5009.5—2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；脂肪含量按《GB/T 5009.6—2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；大腸菌群按《GB/T 4789.21—2003 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)冷凍飲品 飲料檢驗(yàn)》進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 牛乳添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

牛乳的添加在冰淇淋的制作中起著非常重要的作用，一方面可以賦予冰淇淋柔和的奶香味，另一方面由于牛乳中脂肪的存在，能提高冰淇淋的穩(wěn)定性，其中較高的蛋白質(zhì)含量，也能使冰淇淋更加細(xì)膩滑潤(rùn)[8]。

由圖1可知，冰淇淋的感官評(píng)分隨牛乳添加量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)牛乳添加量為640 g時(shí)，冰淇淋的感官品質(zhì)最好。當(dāng)牛乳添加量較少時(shí)，冰淇淋的乳香味稍淡，且冰淇淋不穩(wěn)定，抗融性較差；當(dāng)牛乳添加量過(guò)高時(shí)，奶香味過(guò)濃，且冰淇淋凍結(jié)不結(jié)實(shí)，易軟塌。所以，本試驗(yàn)選擇牛乳的添加量為640 g。

圖1 牛乳添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

2.1.2 淡奶油添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

淡奶油添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響如圖2所示。

圖2 淡奶油添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著淡奶油添加量的增加，冰淇淋的感官評(píng)分呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)?shù)逃吞砑恿繛?20 g時(shí)，冰淇淋的感官評(píng)分最高，此時(shí)，冰淇淋的組織潤(rùn)滑，入口幾乎感受不到冰晶的存在，而且與牛乳的奶香味也較協(xié)調(diào)；當(dāng)?shù)逃吞砑恿啃∮?20 g時(shí)，冰淇淋的抗融性較差；而當(dāng)?shù)逃吞砑恿看笥?20 g時(shí)，口感變差，有油膩感。所以，本試驗(yàn)中選擇淡奶油添加量為120 g。

2.1.3 植物纖維添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

植物纖維的添加量可以影響冰淇淋的品質(zhì)。由圖3可知，當(dāng)植物纖維的添加量為60 g時(shí)，牛奶原味意式冰淇淋的感官評(píng)分最高，此時(shí)冰淇淋的口感細(xì)膩滑潤(rùn)，厚實(shí)綿密，入口無(wú)冰晶感；當(dāng)植物纖維的添加量小于60 g時(shí)，冰淇淋口感較粗糙，入口有少量冰晶感；當(dāng)植物纖維的添加量大于60 g時(shí)，冰淇淋組織不夠緊密，容易軟塌。所以，本試驗(yàn)中選擇植物纖維添加量為60 g。

圖3 植物纖維添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

2.1.4結(jié)構(gòu)基底粉添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

結(jié)構(gòu)基底粉添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響如圖4所示。

圖4 結(jié)構(gòu)基底粉添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著結(jié)構(gòu)基底粉添加量的增加，冰淇淋的感官評(píng)分先增大后減小。當(dāng)結(jié)構(gòu)基底粉添加量為70 g時(shí)，冰淇淋的感官評(píng)分最高；當(dāng)結(jié)構(gòu)基底粉添加量小于70 g時(shí)，冰淇淋的膨脹率較小；而當(dāng)結(jié)構(gòu)基底粉添加量超過(guò)70 g時(shí)，冰淇淋組織不夠細(xì)膩，入口有少量冰晶感。所以，本試驗(yàn)中選擇結(jié)構(gòu)基底粉的添加量為70 g。

2.1.5 白砂糖添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

在冰淇淋的制作中，白砂糖主要是用作甜味料，賦予冰淇淋以甜味，同時(shí)也能使組織更加細(xì)膩。添加量不足，會(huì)使冰淇淋甜味不足；添加量過(guò)高，會(huì)使冰淇淋有甜膩感，且會(huì)掩蓋牛乳的滋味。由圖5可知，隨著白砂糖添加量的變化，牛奶原味意式冰淇淋的感官評(píng)分變化不大。白砂糖添加量為60 g時(shí)，冰淇淋感官評(píng)分最高，品質(zhì)最好。

圖5 白砂糖添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

2.1.6 脫脂奶粉添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

在冰淇淋的制作中，脫脂奶粉主要作用是增加冰淇淋固形物含量，使其具有爽滑細(xì)膩，綿密爽口的美好感覺(jué)，并使其減少冰晶。添加量不足，冰淇淋組織不夠緊密，容易軟塌；添加量過(guò)高，會(huì)使冰淇淋口感過(guò)分厚重，由圖6可知，隨著脫脂奶粉添加量的變化，牛奶原味意式冰淇淋的感官評(píng)分變化不大。脫脂奶粉添加量為35 g時(shí)，冰淇淋感官評(píng)分最高，品質(zhì)最好。

圖6 脫脂奶粉添加量對(duì)牛奶原味意式冰淇淋感官品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)和方差分析分別見(jiàn)表3和表4。

表4 方差分析表

由表3可知，采用極差分析法可得各因素對(duì)牛奶原味意式冰淇淋品質(zhì)影響的順序依次為結(jié)構(gòu)基底粉添加量（D）＞牛乳添加量（A）＞植物纖維添加量（C）＞淡奶油添加量（B）。其中，結(jié)構(gòu)基底粉的添加量是顯著因素。通過(guò)K值分析可知，該試驗(yàn)的最佳組合為A3B2C3D2，即牛乳添加量650 g，淡奶油添加量120 g，植物纖維添加量65 g，結(jié)構(gòu)基底粉添加量70 g。在此條件下進(jìn)行3 次驗(yàn)證試驗(yàn)，得到牛奶原味意式冰淇淋的感官評(píng)分的平均值為90.4分，制得的冰淇淋色澤均勻一致，組織細(xì)膩滑潤(rùn)，綿甜適口，入口無(wú)顆粒感，具有柔和的淡牛乳香味。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析表

2.3 牛奶原味意式冰淇淋理化及衛(wèi)生指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

牛奶原味意式冰淇淋理化及衛(wèi)生指標(biāo)的檢測(cè)是依據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 31114—2014冷凍飲品 冰淇淋》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。由表5的結(jié)果可知，牛奶原味意式冰淇淋的理化指標(biāo)分別是：蛋白質(zhì)含量為3.2 g/100 g，脂肪含量為8.5 g/100 g，菌落總數(shù)為1.0×104CFU/mL，大腸菌群為100 CFU/100 mL ，均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表5 牛奶原味意式冰淇淋理化及衛(wèi)生指標(biāo)

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化確定牛奶原味意式冰淇淋的最佳配方為牛乳添加量650 g，淡奶油添加量120 g，植物纖維添加量65 g，結(jié)構(gòu)基底粉添加量70 g。在此配方下制得的冰淇淋色澤均勻一致，組織細(xì)膩滑潤(rùn)，口感厚實(shí)綿密，無(wú)冰晶顆粒，綿甜適口，具有柔和的淡牛乳香味，感官評(píng)分可達(dá)90.4分，并且理化指標(biāo)和衛(wèi)生指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。本試驗(yàn)制作的產(chǎn)品新鮮、健康、營(yíng)養(yǎng)豐富，可為研制新型營(yíng)養(yǎng)健康冰淇淋提供參考。