复合稳定剂对低脂冰激凌抗融的影响.doc

内蒙古工业大学本科毕业论文 本科毕业论文题 目：复合稳定剂对低脂冰激凌抗融性的影响摘 要目前我国市场上冷冻饮品丰富多彩,随着饮食观念更新, 人们不仅对优质的冰激凌需求越来越大, 对其花色品种、日感、风味、包装和价格也日渐挑剔。本课题主要研究了低脂冰激凌复合乳化稳定剂对其抗融性的影响。在同一原料配方的相同制作工艺条件条件下，确定了以分子蒸馏单甘酯、脂肪酸蔗糖酯为乳化剂的前提下分别对瓜尔豆胶、海藻酸钠、CMC-Na、亚麻籽胶等11种稳定剂进行单体实验选择单体胶体作为稳定剂进行实验比较，以制品的膨胀率、融化率、口感等为评判标准，确定了卡拉胶、瓜尔豆肢、海藻酸钠、刺槐豆胶为备用胶体，通过正交实验作四因素三水平的正交实验。最终确定了一组最佳的稳定剂组合。由此选出四种较为理想的胶体进行复配，从而确定一个对低脂冰激凌抗融性具有显著效果的稳定性组合。 关键词：低脂冰激凌；复合稳定剂；抗融性AbstractAt present frozen drinks are rich and colorful in the market. People demand not only the quantity of ice cream, but also the qualities.This research was mainly about the influences of low-fat ice cream mixed emulsion stabilizers on the melting resistance. With the same raw materials and conditions, eleven kinds of stabilizers, such as guar gum, sodium alginate, CMC Na and flaxseed gum, were tasted respectively. The expansion rate, melting rate, taste and others of products were selected as the criteria of this experiment. The results of carrageenan, guar limb, sodium alginate, and sodium carboxymethyl cellulose were well.Through the orthogonal experiment, four factors and three levels were considered. Finally, the best combination of stabilizers was selected. Keywords: low fat ice-cream；compound stabilizer；melting resistance目 录引 言1第一章 绪 论21.1研究目的及内容21.2 实验所需设备21.3 实验所需材料21.3.1 几种稳定剂的作用原理21.4实验内容及步骤51.4.1 冰激凌配方的确定61.4.2 选择改善冰激凌品质的稳定剂61.4.3 复合稳定剂的确定6第二章 工艺流程与结果讨论72.1 实验工艺流程72.1.1 工艺流程72.1.2 冰激凌生产工艺条件的影响82.1.3 冰激凌生产设备的影响102.1.4 膨胀率的测定112.1.5 融化率的测定122.1.6粘度的测定122.2 数据分析122.3选择影响低脂冰激凌品质的几种主要稳定剂13第三章 主要稳定剂的正交试验143.1 正交试验设计的基本概念143.1.1 正交法应用中几个常用名词143.1.2 试验方案的制订153.2原料及产品质量控制指标153.2.1感官评价153.2.2理化指标163.2.3卫生指标163.3 实验结果163.4 数据分析17第四章 结论23参考文献24谢辞25引 言近几年来，随着人们对健康的关注，“三低一高”即低糖、低盐、低脂、高蛋白的产品成为了人们所追求的目标，脂肪的摄人越来越被人们所重视，低脂低热量的冰激凌也应运而生。据资料显示，1997年美国冰激凌的人均消费量为：普通冰激凌15 36L，低脂冰激凌654L，无脂冰激凌068L，这是国际冰激凌协会根据美国农业部的统计数字作出的统计。1997年美国冰激凌的总生产量为：普通冰激凌0.97亿升， 低脂冰激凌0.425亿升，无脂冰激凌0.445亿升2。照此资料可知，低脂冰激凌不仅适应市场而生，而且也是众多高血压、高血脂等疾病患者和害怕肥胖的女士们的理想之选。但是，在冰激凌的组成成分中，脂肪对其组织结构有着重要的影响。在冰激凌的凝冻过程中，随着浆料中冰晶的形成及空气的混入，乳脂肪球凝聚混入浆料空气泡表面。一方面提供了空气泡的稳定性，同时给予冰激凌在人口时的滑腻感。脂肪含量的减少，使得空气泡的稳定性下降，影响膨胀率，亦影响了质构。而且，脂肪含量的减少，可能会造成冰激凌抗融性较差。关于冰激凌融化快的问题，是消费者在食用时经常遇到的麻烦，而造成此种现象的原因，除了料液脂肪含量的减少和运输时受温度波动的影响外，稳定剂品质好坏及用量亦有着较大的影响。冰激凌中使用的稳定剂，可以阻止在冰激凌制造及存放过程中冰品的长大，能提高持水能力，在冰激凌滑腻质构和抗融性上有很重要的作用。选择合适的稳定剂，不仅提高冰激凌的抗融化性，更能获得较高的膨胀率和良好的口感与质构。尤其是降低其成本。本文着重从乳化剂、稳定剂的选择、配比方面考虑，根据市场需求和可能，以及有利于厂方的利益出发，研究符合国内消费者要求的低脂冰激凌复合乳化稳定剂。第一章 绪 论1.1研究目的及内容近年来，冰激凌在国内外的销量一直处于上升的趋势。据美Daiu,FI杂志1997年报道，1996年年底前后52周内，冰激凌的销售量增长了53.4。冰激凌在意大利和法国也有较大的消费市场。同样，国内也有许多企业大规模生产冰激凌，并从中获取了丰厚的利润。然而，正当这种消暑品颇受欢迎的时侯，不少产品也存在着不同的问题：特别是对于成型的冰激凌，入口融化比较快，余味不持久，这就直接关系到消费者的第一感官印象。因此，在冰激凌的生产对于如何选择原料及其配比；采用什么样的工艺条件才能保证冰激凌处于更佳状态而赢得可靠的市场，就成了生产厂家及有关科技人员必须研究的问题。本文着重从稳定剂、乳化剂的选择、配比方面考虑，根据市场的需要和可能，以及提高企业效益，研究符合我国消费者要求的冰激凌的复合稳定剂。1.2 实验所需设备NDJ-l型粘度计，TA-XT2i质构仪，W HC-5l型恒温水浴锅，JHG 型均质机，HR2839A 型飞利浦组织捣碎机，PHS-2精密酸度计，冰激凌凝冻机，冰箱，海尔低温冷柜等。1.3 实验所需材料白砂糖、淀粉糖浆、全脂奶粉、奶油、麦芽糊精、香精、乳化剂、稳定剂、黄胶原、瓜尔豆胶、卡拉胶、海藻酸钠、甘露胶。1.3.1 几种稳定剂的作用原理由分子结构可知稳定剂多数是糖类在水中溶解形成的高稠度溶液，与蛋白质或盐类组成冰激凌骨架结构一它在凝冻过程中增加未冷冻部分的粘度，限制水分子向晶核中心移动，控制冰晶的大小。在储藏中，温度波动导致产品质地改变。当温度上升时部分冰结晶融化，温度下降时融化的游离水将结冰，稳定剂吸收或包容融化时释放的水分子，防止再次冻结产生大的冰晶。由此可知稳定剂在冰激凌中的作用就是强化蛋白质分子间的作用、蛋自质分子水分子问的作用、糖分子水分子问的作用、蛋白质分子色素及风味物质分子间的相互作用、脂肪微粒及古脂肪的微粒乳化剂分子间的相互作用、胶质增稠剂分子和乳化剂分子间的相互作用等。（一）黄原胶黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体性能最优越的生物胶。黄原胶的分子侧链末端含有丙酮酸基团的多少，对其性能有很大影响。黄原胶具有长链高分子的一般性能，但它比一般高分子含有较多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中的构象是多样的，表现不同的特性。自1996年允许作为食品添加剂使用以来，黄原胶已被食品工业广泛接受，因为在低浓度下就能提供优良的加工和储藏稳定性。3按照我国食品添加剂使用卫生标准，黄原胶可以用于面包、冰激凌、乳制品、肉制品、果酱、果冻、饮料中，具体使用见下表1-1黄原胶的主要用途。表1-1 黄原胶的主要用途用途用量（%）作用液体饮料0.10.3增稠、混悬、提高感官质量固体饮料0.10.3更易成型、增强口感肉制品0.10.2嫩化、持水、增强稳定性冷冻食品0.10.2增稠、增加细腻度、稳定食品结构调味品0.10.3乳化、增稠、稳定馅类食品0.51.5便于成型、增强口感面制品0.030.08增强韧性、持水、延长保质期（二）瓜尔豆胶瓜尔豆胶主要成分是分子量为5万-80万的配糖键结合的半乳甘露聚糖、即由半乳糖和甘露糖(1:2)组成的高分子量水解胶体多糖类。白色至淡黄褐色粉末。能分散在热或冷水中形成粘稠液。1%水溶液粘度约为4-5Pa·s，为天然胶中粘度最高者。添加少量四硼酸钠则转变成凝胶。水溶液为中性，粘度随PH值的变化而变化，PH值68粘度最高，PH10以上则迅速降低，PH63.5内随PH值降低。PH3.5以下粘度又增大。瓜尔豆胶在冷饮如冰激凌、雪糕、冰霜、冰片中起优良稳定剂作用，防止冰晶产生，起着增稠、乳化作用。如冰激凌、冰乳、冰果腩、果汁冻、乳酸奶等当中，单独使用或与其它水溶性胶体，淀粉，CMC，刺槐豆胶和海藻酸钠等复配使用。可以使凝浮粘连，抑制冰晶生成，保证结构平滑、使成品形成均匀的浮液组织，起增稠、乳化作用，改善口感，同时，在冷冻时保持稳定，还可以防止快速融化，延长保持期。添加量不超过0。2-0。5。少量瓜尔豆胶不能明显地影响这种混合物物在制造时的黏度，但能赋予产品滑溜和糯性的口感。另外一个好处是使产品缓慢熔化，并提高产品抗骤热的性能。用瓜尔豆胶稳定的冰激凌可以避免由于冰晶生成而引起颗粒的存在。（三）卡拉胶卡拉胶（Carrageenan）,又称为鹿角菜胶、角叉菜胶。卡拉胶是从某些红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同，可分为K型（Kappa）、I型（Iota）、L型（Lambda）。在冰激凌和雪糕的制作中，卡拉胶可使脂肪和其它固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大，它能使冰激凌和雪糕组织细腻，滑爽可口。在冰激凌生产中，卡拉胶因可与牛奶中的阳离子发生作用，产生独特的胶凝特性，可增加冰激凌的成型性和抗融性，提高冰激凌在温度波动时的稳定性，放置时也不易融化。 在冰激凌生产中，卡拉胶虽然不适合作为主稳定剂，但它在很低浓度下能作为很好的防止乳清分离的辅稳定剂使用。因为卡拉胶虽然会增加体系的黏度，但不能包容足够的胶以稳定体系。刺槐豆胶、瓜尔豆胶以及羧甲基纤维素单独使用或组合使用是较好的主稳定剂，然而它们具有相同的缺点，即在冰激凌混合物中会导致乳清分离。所以加入卡拉胶能抑制这种现象的发生。 卡拉胶应用于冰激凌中应注意：一是可以添加少量淀粉填充，数量多了就有粉质感，口感不佳；二是卡拉胶用量较少，多用于老化后凝冻过程中。（四）海藻酸钠海藻酸钠又名褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶、藻酸盐，是由海带中提取的天然多糖碳水化合物。广泛应用于食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工等产品，作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、粘合剂、上浆剂等使用。海藻酸钠作为饮料/乳品等的增稠剂海藻酸钠在增稠方面有独特的优势：海藻酸钠良好的流动性，使得添加后的饮品口感柔滑；并且可以防止产品消毒过程中的黏度下降现象。在利用海藻酸钠作为增稠剂时，应尽量使用分子量较大的产品，适量添加Ca。可以大大提高海藻酸钠的黏度。海藻酸钠作为冰激凌等冷饮的稳定剂海藻酸钠是一种高档的稳定剂，它可使冰激凌等冷饮食品产生平滑的外观、柔滑的口感。由于海藻酸钙可形成稳定热不可逆凝胶，因而在运输、储藏过程中不会变粗糙(冰晶生长)，不会发生由于温度波动而引起的冰激凌变形现象；同时这种冰激凌食用时无异味，既提高了膨胀率又提高了融点，使得产品的质量和效益都有显著提高。产品口感柔滑、细腻、口味良好。添加量较低，一般为13，国外添加量为510。海藻酸钠作为乳制品及饮料的稳定剂用海藻酸钠稳定的冰冻牛乳具有良好的口感，无粘感和僵硬感，在搅拌时有粘性，并有迟滞感。（五）刺槐豆胶刺槐豆胶是一种水溶性的使用胶，生活中常见的甘露胶是一种从夭然植物中提取, 经再提炼等一系列工艺, 并做了必要的改性后制成的食品添加剂。共有四个品种： KN001型可用于冰激凌、果酱、果茶、方便食品、火腿、香肠等食品中做增稠、稳定、改良剂和保水剂, 其增稠效果好, 溶解迅速, 适宜酸度范围宽; KN003型可用于果冻、酸奶、冰激凌等胶态食品中, 不需再加凝固剂, 即可使食品具有独特的弹性胶冻, 柔嫩滑爽, 且凝结温度低, 溶解温度高, 适于工业化生产，其中KN003-A1适合于普通脆韧型高透明果冻生产工艺，KN003-A2适合于不析水脆韧型高透明果冻生产工艺。 KN005型适用于酸奶、冰粉等食品可低浓度凝冻或高强度凝胶, 且无杂质, 溶液透明度高; KN006型适用于粒粒橙汁、混合果汁、果奶、果茶等食品, 加酸、加热冷后亦不影响粘度, 低浓度而高粘度, 承托力强, 长时间静置不发生沉淀与分层。1.4实验内容及步骤冰激凌，又称雪糕，奶糕，豆糕和炒冰块等等，种类繁多，花样百出，但制作方法大致不外乎用乳或乳制品、蛋或蛋制品、甜味剂、香味剂、稳定剂及食用色素作原料，经冷冻加工而成，是夏令冷饮品的重要组成部分，对人体有一定的保健作用，是夏天清凉去暑的好食品。冰激凌（ice cream），是以饮用水、牛奶、奶粉、奶油（或植物油脂）、食糖等为主要原料，加入适量食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺而制成的体积膨胀的冷冻食品，口感细腻、柔滑、清凉。1.4.1 冰激凌配方的确定1.混合料的配制将冰激凌的各种原料以适当的比例加以混合，即称为冰激凌混合料，简称为混合料。2.混合料的标准 冰激凌原料虽然有不同的原料选择，但标准的冰激凌组成大致在下列范围：脂肪8-14%，全脂乳干物质8-12%，蔗糖13-15%，稳定剂0.3%-0.5%，白砂糖18，淀粉糖浆8，分子蒸馏单甘酯0 08，脂肪酸蔗糖酯0.04，柠檬酸0.3，柠檬酸钠0.3，香精0.1。1.4.2 选择改善冰激凌品质的稳定剂确定低脂冰激凌的最佳配方后，分别用黄原胶、卡拉胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、魔芋胶、海藻酸钠、CMCFH9、琼脂、明胶、阿拉伯胶、亚麻籽胶等稳定剂和分子蒸馏单甘酯、脂肪酸蔗糖脂进行单一的试验，以制品的膨胀率、融化率为判断指标，确定影响冰激凌品质较优的四种稳定剂。1.4.3 复合稳定剂的确定将以上确定的瓜尔豆胶、卡拉胶、海藻酸钠、刺槐豆胶等稳定剂和乳化剂进行复配试验以产品的膨胀率、融化率、粘度、口感为指标，获得冰激凌复合乳化稳定剂的优良组成，其方法是采用四因素三水平的正交实验。第二章 工艺流程与结果讨论2.1 实验工艺流程2.1.1 工艺流程原料预处理 干混 加水混合溶解(5060) 杀菌(80 ，10min) 均质(70 左右，15min左右) 冷却(04) 老化(24 ，35h) 加香 凝冻(-25) 灌装成型 硬化(-30) 冷藏(-18 ，24h)（1）混合料的配制冰激凌的各种原料按配方称量后，分别倒人容器内混合均匀，需注意的是1、乳化剂要先和加热到50的奶油混合；2、稳定剂如明胶、CMC、单甘酯等先用少量的水浸泡lOmin，再加热到65，使其溶解后混合。（2）杀菌将料浆边搅边加热到75，保温30min，进行巴氏杀菌。（3）均质均质的温度控制在65，使用双段均质法第一段压力为15MPa，第二段压力为3MPa。（4）冷却、老化均质后的混合料应迅速冷却至25，混合料冷却后，老化4h。（5）凝冻搅拌老化成熟后的物料进入冰激凌机凝冻搅拌，使产品中的冰晶微细均匀，组织细腻，口感滑润。（6）成形凝冻后装入容器不经硬化者为软质冰激凌，经速冻硬化者为硬质冰激凌。其形状随包装容器的形状而定。（7）硬化冰激凌的硬化是将凝冻成形后的冰激凌迅速地进行一段时间的低温冷却，其温度为-30。2.1.2 冰激凌生产工艺条件的影响冰激凌的生产工艺过程必须遵照一定的技术条件来完成，否则就不能制作出质量优良的产品。 1、原料的检查原辅料质量好坏直接影响冰激凌质量。所以各种原辅料必须严格按照质量标准进行检验，不合格者不许使用。通常首先进行感官检查。同时检测原料之比重、粘度以及固形物、脂肪、糖分等含量是否符合规格，其细菌数、砷、铅重金属等的含量是否在法定标准以下，以及所使用的食品添加剂是否符合规定等。 2、配料混激凌最基本的是配料，即配方计算，冰激凌的配方组成按消费者嗜好、原料价格及供应情况、产品的销售状况来确定。先定质量标准，再根据标准要求用数学方法合（1）原料的配合计算制造冰来计算其中各种原料的需用量，从而保证所制成的产品质量符合技术标准。计算前首先必须知道各种原料和冰激凌的组成，作为配方计算的依据。配方计算采用物料平衡法，配方计算及其各原料用量的一般规律见生产工艺。（2）混合料的配制混合料的配制首先应根据配方比例将各种原料称量好，然后在配料缸内进行配制，原料混合之顺序宜从浓度低的水、牛乳等液体原料始，其次为炼乳、稀奶油等液体原料，再次为砂糖、乳粉、乳化剂、稳定剂等固体原料。最后以水、牛乳等作容量调整。混合溶解时的温度通常为4050。乳粉在配制前应先加水溶解，均质一次，再与其它原料混合，砂糖应先加入适量的水，加热溶解过滤。冰激凌复合乳化稳定剂可与其5倍以上的砂糖拌匀后，在不断搅拌的情况下加入到混合缸中，使其充分溶解和分散。 3、杀菌混合料的酸度及所采用的杀菌方法，对产品的风味有直接影响。混合料的酸度以0.18%0.20%乳酸度为宜，酸度高时杀菌前需用氢氧化钙或小苏打进行中和。否则，杀菌时不仅会造成蛋白质凝固，而且影响产品的风味，但中和时需注意防止中和过度而产生涩味等。冰激凌混合料在杀菌缸内用夹套蒸汽加热至温度达78时，保温30分钟进行杀菌，若用连续式巴氏杀菌器进行高温瞬时杀菌（HTST）、以8385、15s应用最多，否则高温长时间杀菌易使产品产生蒸煮味和焦味。 4、均质混合料均质对冰激凌的形体、结构有重要影响。均质一般采用二级高压均质机进行均质，其作用使脂肪球直径变小，一般可达12m，同是使混合料粘度增加，防止在凝冻时脂肪被搅成奶油粒，以保证冰激凌产品组织细腻，均质处理时最适宜的温度6570，均质压力第一级1520MP，第二级25MP，均质压力随混合料中的固形物和脂肪含量的增加而降低。 5、冷却、老化老化是将混合料在24的低温下冷藏一定时间，称为“成熟”或“熟化”。其实质是在于脂肪、蛋白质和稳定剂的水合作用，稳定剂充分吸收水分使料液粘度增加，有利凝冻搅拌时膨胀率的提高。老化时间与料液的温度、原料的组成成分和稳定剂的品种有关，一般在24下需要424h。老化时要注意避免杂菌污染，老化缸必须事先经过严格的消毒杀菌，以确保产品的卫生质量。 6、凝冻凝冻过程是将混合料在强制搅拌下进行冰冻，使空气以极微小的气泡状态均匀分布于全部混合料中，一部分水成为冰的微细结晶的过程5。其作用有：（1）冰激凌混合料受制冷剂的作用而温度降低，粘度增加，逐渐变厚成为半固体状态，即凝冻状态。（2）由于搅拌器的搅动，刮刀不断将筒壁的物料刮下，防止混合原料在壁上结成大的冰屑。（3）由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入从而使其体积膨胀，使冰激凌达到优美的组织与完美的形态。 凝冻温度是-2-4，间歇式凝冻机凝冻时间为1520分钟，冰激凌的出料温度一般在-3-5，连续凝冻机进出料是连续的，冰激凌出料温度为-5-6左右，连续凝冻必须经常检查膨胀率，从而控制恰当的进出量以及混入之空气。 7、成型灌装凝冻后的冰激凌必须立即成型和硬化，以满足贮藏和销售的需要，冰激凌的成型有冰砧、纸杯、蛋筒、浇模成型、巧克力涂层冰激凌、异形冰激凌切割线等多种成型灌装机，其重量有320克、160克、80克、50克等，还有供家庭用的1公斤、2公斤不等。 8、速冻、硬化与贮藏凝冻后的冰激凌不经硬化者为软质冰激凌，若灌入容器后再经硬化，则成为硬质冰激凌。前者多有商店现制现售，后者产量较大。 速冻、硬化的目的是将凝冻机出来的冰激凌（-3-5）迅速进行低温（-23）冷冻。以固定冰激凌的组织状态，并完成在冰激凌中形成极细小的冰结晶过程，使其组织保持适当的硬度，保证冰激凌的质量，便于销售与贮藏运输。速冻、硬化可采用速冻库（-23-25）或速冻隧道（-35-40）。一般硬化时间在速冻训内为1012h，若是采用速冻隧道时间将短得多，只需3050分。影响硬化的条件有包装容器的形状与大小、速冻室的温度与空气的循环状态、室内制品的位置以及冰激凌的组成成分和膨胀率等因素。贮藏硬化后的冰激凌产品，在销售前应保存在低温冷藏库中，库温为-20。2.1.3 冰激凌生产设备的影响生产冰激凌的设备按工艺流程顺序有配料缸、杀菌缸、均质机、板式冷却器、老化缸、凝冻机、灌装机、速冻库、冷藏库等，其中对冰激凌质量影响最大的要数杀菌器、均质机、凝冻机、速冻库（或速冻隧道）。实践表明没有好的设备要生产出好的冰激凌是不可能的。 1、杀菌器冰激凌混合料的杀菌设备有各种不同的型式和结构，一般分为间歇式和连续式两大类，间歇式杀菌器又称“冷热缸”，结构简单、易于制造，操作方便、价格低廉，为一般冷饮品厂所广泛采用。较为先进的冷饮品厂多采用高温短时巴氏杀菌装置，对混合料进行自动化的连续杀菌，该装置主要由设计成四段的板式热交换器、均质机、控制柜及阀门、管道组成。其特点是杀菌效果好，混合料受热时间短，尤其是乳品成分因热变性的影响较少，从而保证产品的质量。 2、均质机目前较多使用的是双级高压均质机即由两级均质阀和三柱塞往复泵组成。冰激凌混合料通过第一级均质阀（高压阀）使脂肪球粉碎达到12m，再通过第二级均质阀（低压阀）以达到分散的作用，从而保证冰激凌物理结构中脂肪球达到规定的尺寸。使组织细腻润滑，所以均质机的质量好坏对冰激凌质量有直接的影响。3、凝冻机凝冻机是混合料制成冰激凌成品的关键性机械设备。凝冻机按使用制冷剂种类不同可分为氨液凝冻机、氟里昂凝冻机等。按生产方式又分为间歇式和连续式两种，连续式凝冻机在现代冰激凌生产中较常用，混合料在0.150.2Mpa压力下泵入和放出,这样就可以使用低的冷冻温度,而冻结更多的水分,使其制品的冰结晶直径控制在510m,气泡的直径在30150m左右,从而组成均匀的混合体,它所制成的冰激凌组织均匀和细腻润滑,同时达到生产连续性和高效性生产能力. 4、速冻库(或速冻隧道)当冰激凌制品离开灌装机时,其温度为-3-5,在此温度下约有30%40%的混合料中的水分被冻结,为了确保冰激凌产品的稳定和凝冻后留下的大部分水分冻结成极微小的冰结晶以及便于贮藏、运输和销售，必须迅速地将分装后的冰激凌进行速冻硬化，然后转入冷库贮藏。冰激凌硬化的优劣对产品最后品质有着至关重要的影响，硬化迅速则融化少，组织中的冰晶细，成品细腻润滑，若硬化缓慢，则部分融化，冰的结晶大，成品粗糙，品质低劣，为此目前较先进的生产厂多采用速冻隧道。速冻隧道长度一般为1215m，隧道内温度通常为-35-40，速冻时间为1h，如冰激凌是分装过的小块，则冰激凌在隧道上经过3050分钟后，其温度能从-5左右下降到-18-20。所以硬化要迅速，冰激凌才会形体稳定、结晶小、温度低、质地细腻圆滑。2.1.4 膨胀率的测定膨胀率亦称增容，是由于凝冻时强烈搅拌而使空气形成极小的气泡均布于冰激凌中，使容积增加的现象。通常以百分数表示。分别称得凝冻前后一定体积的混合料重量。冰激凌制作时应控制一定的膨胀率, 以便使它具有优良的组织和外观。膨胀率的定义通常是指超过配料体积之外所获得的冰激凌体积, 大都用百分比来表示。加工时, 吸入的空气越多, 则体积增长得越多。冰激凌应当吸入的空气数量取决于原料中各成份的配比和适当的加工方法。同时, 空气吸入量的多少必须满足冰激凌的质地及适口性的要求。空气如果吸入太多, 导致冰激凌松软且口感不好; 空气含量太少, 冰激凌就会有带冰渣的感觉。总体来说, 冰激凌的总固形物含量越高, 吸入的空气也会多一些。一般认为, 较好的冰激凌的膨胀率约等于配料中总固形物含量的23倍。奶油冰激凌最适宜的膨胀率在100%120%, 果味冰激凌则为80%100%。膨胀率()=(凝冻前混合料的质量-凝冻后同体积冰激凌的质量)凝冻后同体积冰激凌的质量×1002.1.5 融化率的测定在恒定温度(30)下,将冰激凌切成60g左右,放在间距为3mm的金属筛网上。丝网下方放置一台电子天平, 天平上放一长方形的盒子,用于盛放融化后滴下的冰激凌。在丝网上放冰激凌的同时启动秒表,然后每隔5 min记录一次融化的冰激凌的量。用融化的量除以总质量就得到融化的百分比,最后以时间和融化百分比做回归方程, 斜率被记录下来,作为冰激凌的融化率。一支完全融化的冰激凌的融化率为100，测定不同时刻样品融化的质量。融化率()=(融化样品质量样品总质量)×1O02.1.6粘度的测定需要的液体体积约15毫升采用NDJ一79型旋转式粘度计。将液体小心地注入测试容器，直至液面达到锥形面下部边缘，将转筒浸入为止。将测试器放在仪器托架上并将转筒悬挂于仪器联轴上 启动电动机，转筒从开始晃动直到对准中心为止，待指针稳定后这时即可读数。2.2 数据分析确定低脂冰激凌的配方后，以黄原胶、卡拉胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、甘露胶、海藻酸钠、CM0F9、阿拉伯胶、亚麻籽胶、琼胶以及明胶等十一种胶体进行单体实验，以低脂冰激凌的膨胀率、融化率、粘度及口感作为指标，获得低脂冰激凌单体胶体对抗融性的影响，结果见表2-1 不同胶体对低脂冰激凌的抗融性影响。表2-1 不同胶体对低脂冰淇凌的抗融性影响胶体添加料（%）膨胀率（%）融化率（%）粘度（25）口感均质前凝冻前空白0.240.0072.839.259.28柔软、无嚼劲并有砂感黄原胶0.279.6355.9113.619.25有冰晶、嚼劲不够太软卡拉胶0.260.1214.63158103.5柔软、无嚼劲瓜尔豆胶0.2159.5161.8923.4023.23柔软、有空气气泡莿瑰豆胶0.248.3925.2818.2518.00细腻、无砂感甘露胶0.2141.5172.4028.2325.60有冰晶气泡、组织疏松海藻酸钠0.295.7818.9447.2546.75入口细腻、组织结构好CMC-F90.2132.7965.9618.9019.20气泡较大、组织疏松阿拉伯胶0.252.7849.5014.5015.00入口细腻、组织紧密琼脂0.263.4023.2115.6019.00无冰晶亚麻籽胶0.297.9463.2015.5514.50气泡较大、入口细腻明胶0.291.4365.149.159.85有冰晶、结构不紧密2.3选择影响低脂冰激凌品质的几种主要稳定剂从表2-1中可以看出，瓜尔豆胶对低脂冰激凌膨胀率的提高有显著的效果，这可能与其水溶性好，吸水性好等理化特性有关。通过比较其均质后与凝拣前的牯度，发现瓜尔豆皎在操作过程中稳定性好，但其浆料中有明显的空气泡，保藏一段时间容易出现收缩现象，所以可以考虑将其与其它胶体复配一在融化率方面，卡拉胶对低脂冰激凌的抗融性较好，这可能与卡拉胶和冰激凌原料中的糖、脂肪、蛋白质、水等相互作用优于其它胶体与这些组分之问作用效果，但是仅由卡拉胶所配成的冰激凌无咬劲，在操作过程中粘度变化较大，所以也可以考虑与其它胶体进行复配。考虑冰激凌混台料液的粘度、膨胀率、抗融性及价格等因素，选取卡拉胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠、剌槐豆胶为主要稳定剂。第三章 主要稳定剂的正交试验3.1 正交试验设计的基本概念正交试验设计法（简称正交法）是统计数学的重要分支。它是以概率论数理统计、专业技术知识和实践经验为基础, 充分利用标准化的正交表来安排试验方案，并对试验结果进行计算分析，最终达到减少试验次数，缩短试验周期，迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它是产品设计过程和质量管理的重要工具和方法。3.1.1 正交法应用中几个常用名词1.指标。在试验中需要考查的效果的特性值，简称为指标9。指标与试验目的是相对应的。例如，试验目的是提高产量，则产量就是试验要考查的指标；如果试验目的是降低成本，则成本就成了试验要考查的指标。总之，试验目的多种多样，而对应的指标也各不相同。指标一般分为定量指标和定性指标，正交试验需要通过量化指标以提高可比性，所以，通常把定性指标通过评分定级等方法转化为定量指标。例如，可把色泽按不同深度分成不同等级，否则试验结果难以处理和分析。2.因素。因素也称因子，是试验中考查对试验指标可能有影响的原因或要素!, 它是试验当中重点要考查的内容。通常用大写英文字母A、B、C等来表示。一个字母表示一个因素，因素又分为可控因素和不可控因素。可控因素指在现有科学技术条件下，能人为控制调节的因素；不可控因素指在现有科学技术条件下，暂时还无法控制和调节的因素。正交试验中，首先要选择可控因素列入到试验当中，而对不可控因素，要尽量保持一致，即在每个方案中，要对试验指标可能有影响的不可就可以忽略不可控因素对试验造成的影响。3.水平。试验中选定的因素所处的状态和条件称为水平或位级。例如：加热温度为70、80、90这3 个状态，可分别用“1”、“2”、“3”来表示。又如1 个因素分为2 水平，用“1”和“2”来表示。同理，一个因素也可分为4 水平、5 水平或更多水平，以此类推验证。3.1.2 试验方案的制订以正交表为例，符号L表示正交表。“9”表示有9行，即需要安排做9次试验。括号中“3”，表示每个因素取3个水平(位级)。指数“4”，表示该表有4列，最多可安排四个因素，因此，该表可作四因素3水平试验之用，需做9次试验，如方案为三因素3水平，也可用这表，只需任意去掉表中一列安排即可，但试验次数不减。本实验以瓜尔豆胶（A)、卡拉胶(B)、海藻酸钠（C）、剌槐豆胶(D)等乳化剂及稳定剂进行复配试验，以制品的膨胀率、融化率、粘度、口感为指标，获得冰激凌自配乳化稳定剂的优良组成。其方法是四因素三水平的正交试验。即：瓜尔豆胶A(1)008、(2)010、(3)012；卡拉胶B(1)002、(2)003、(3)004；海藻酸钠C(1)002、(2)003、(3)004；剌槐豆胶D(1)003、(2)004、(3)005。根据上述实验计划进行九次实验，有关制品的膨胀率、融化率、粘度、口感。见表3-1正交试验表。表3-1 正交试验表实验号瓜尔豆胶（A)卡拉胶(B)海藻酸钠（C）剌槐豆胶(D)10080020 .020 .0320080 .030 .0300430080. 040 0400540. 100020 .0300550. 100 .030 040 .0360. 100. 040 .0200470120020 0400480120 .030 .0200590120. 040 .030 .033.2原料及产品质量控制指标3.2.1感官评价食品感官评价7是以人的视觉、听觉、味觉、嗅觉等感觉器官为工具，利用客观方法收集产品对人类刺激的感官反应，从而感知到的食品的特征或者性质的一种科学方法，以得到或推测消费者对产品的反映。表3-2 冰激凌感官测定标准表评价内容评价标准色泽乳白色或微黄色气味和滋味具有牛奶特有香味组织形态均匀流体、无沉淀、无凝块、无肉眼可见杂质3.2.2理化指标食品的理化指标是评价食品营养性与安全性的重要指标。低脂冰激凌制作工艺研究中安全指标主要有蛋白质含量、脂肪含量、总固形物含量、乳酸菌活菌数、酸度等。表3-3 冰激凌理化指标标准表项目理化指标脂肪（%）2.0总糖（以葡萄糖计，%）5.3蛋白质（%）0.8总固形物含量（%）20.03.2.3卫生指标卫生指标主要是原料及产品不含杂质，致病菌不得检出5。3.3 实验结果根据上述实验计划进行了九次实验，有关制品的膨胀率、融化率、粘度、口感见表3-2 正交试验数据分析表。表3-4 正交试验数据分析表试验号膨胀率（%）融化率（%）粘度口感均质后老化后197.5954.2320.7020.50气泡大、口感粗糙294.0943.1458.8061.20有冰晶3125.0352.7360.0067.00气泡小、口感细腻、无冰晶496.8444.9051.5051.80气泡大、有嚼劲、组织太紧密585.5273.2561.4065.00组织结构紧密、入口细腻6112.7634.5635.7040.90组织结构紧密、口感好、无冰晶795.5668.9843.5049.80粗大冰晶、气泡较大888.6634.8718.4028.40有嚼劲、组织细腻、有细微冰晶9155.7163.2019.80