（食品科学专业论文）冰淇淋感官评定方法的建立及菠萝冰淇淋的研制.pdf

摘要 摘要 冰淇淋作为种嗜好性冷冻甜食，消费者对其接受性不以营养价值为主要指 标，更关注的是其质构、口感和食用所带来的愉悦的心理享受。本论文以冰淇淋 理化性质和感官指标为依据，对高品质果粒冰淇淋的配方和加工工艺进行了优 化。同时，通过感官评价员筛选、培训，感官评价指标、数据处理方案优化，建 立了完整的冰淇淋感官评价体系。 首先对冰淇淋复合乳化稳定剂进行了优化。以冰淇淋浆料粘度、冰淇淋膨胀 率和融化速率为指标，筛选出适宜的冰淇淋稳定荆为瓜尔豆胶和黄原胶。瓜尔豆 胶的用量在0 ，0 8 0 2 之间，黄原胶用量在0 1 - 0 2 时具有适宜于凝冻的粘度， 正交试验确定的复配稳定剂配方为黄原胶：01 ，瓜尔豆胶：0 2 。以单甘酯 和s p a n6 0 为乳化剂制备得到的冰淇淋具有最低的融化速率和最大的膨胀率和较 小的粒径，感官评定结果最优：正交试验确定的冰淇淋复合乳化剂为：单甘酯： 0 1 ，s p a n 6 0 ：0 1 6 。 建立了完整的冰淇淋感官评定方法。采用评分检验法对冰淇淋的奶粉味、黄 油味、冰晶感、脂肪感、粘稠度、滑腻感、坚实度、口融性等感官品质进行了评 价，采用u n s c r a m b e r9 0 数据处理软件对各指标的相关性进行了检验，得到优化 的冰淇淋感官评价指标为：奶粉昧、脂肪感、滑腻感、粘稠度、1 2 1 溶性。采用排 序检验法对系列冰淇淋产品的上述五个感官指标和整体接受度进行了测试， u n s c r a m b e r 9 0 相关性检验证实除了口溶性这指标外，其余四个指标均与冰淇 淋整体接受度呈现强的相关性。同时，冰淇淋样品的t p a 质构分析表明：可以 部分使用冰淇淋的粘度、弹性、硬度、胶粘性、咀嚼性、内聚性代替冰淇淋感官 评定指标中的滑腻感、口融性、粘稠度。感官评定结果的秩和检验与基于 t h u s t o n j a n 模型的r o c 检验对比表明，r o c 检验可以更准确的定量描述样品j 、白j 的差异，得到更精细的样品差异显著性分组。 以冰淇淋浆料的粘度、粒度分布，冰淇1 淋成品的膨胀率、融化速率、质构、 感官品质为指标对冰淇淋的加工工艺进行了优化。确定的优化工艺为：级均质 压力3 0 m p a ，二级均质压力6 m p a ，均质温度为6 5 ：4 。c 老化6 h ，- 3 5 硬化 1 1 h 。 研究了添加至冰淇淋中的菠萝果粒的预处理方法。菠萝粒经1 0 0 。0 热烫3 r a i n 处理后，菠萝蛋白酶、聚半乳糖醛酸酶活力下降了9 5 ，果胶酯酶活力基本消失。 常温海藻糖浸渍6 小时后菠萝粒的玻璃化转变温度由原来的- 1 9 0 2 8 上升至 9 、6 1 l 。感官评价结果表明，经海藻糖处理的菠萝粒具有适宜的甜度，在冰淇 淋中冷冻放置后食用口感良好。 关键词：冰淇淋；配方；工艺：感官评定方法；菠萝果粒 a b s t r a c t a b s t r a c t a sap o p u l a rf r e e z i n gs w e e t m e a t ，i c ec r e a n lw a sa c c e p t e db yc o n s u m e r sn o tf o r i t sn u t r i t i o n ，b u tf o ri t st e x t u r e ，t a s t e ，a n dt h ej o y f u lp s y c h o l o g yf e e l i n gd u r i n g c o n s u m p t i o n t h ep u r p o s eo ft h i sr e s e a r c hw a st oo p t i m i z et h ef o r m u l aa n dt h e p r o c e s s i n gc o n d i t i o n so fh i g hq u a l i t yg r a i ni c ec r e a ma c c o r d i n gt ot h ep h y s i c a la n d c h e m i c a lc h a r a c t e r so fi c ec r e a m t h r o u g ho p t i m i z i n gt h en e ws t a t i s t i c a lm e t h o d sa n d t h es e n s o r yi n d e x ，ac o m p l e t es e n s o r ye v a l u a t i o ns y s t e mo fi c ec r e a mw a sb u i l tu p b e f o r et h a t , t h es e l e c t i o na n dt r a i n i n go f s e n s o r sh a db e e nd o n e 。 f i r s t l y , e m u l s i f i e r - s t a b i l i z e r sf o ri c ec r e a mw e r es t u d i e d ；g u a rg u ma n dx a n t h a h g u mw e r ec h o s e nf o rt h e i rb e t t e rp e r f o r m a n c ei ni c ec r e a n la c c o r d i n gt ov i s c o s i t yo f i c ec r e a mm i xa n de x p a n s i b i l i t ya n dm e l t i n gc o e f f i c i e n to fi c ec r e a m s u i t a b l e v i s c o s i t yo fi c ec r e a mm i xw a so b t a i n e dw i t ht h ea d d i t i o no fg u a rg u ma n dx a n t h a h g u ma to 0 8 0 2 a n d0 1 o 2 d o s a g el e v e lr e s p e c t i v e l y o r t h o g o n a le x p e r i m e n t s s h o w e dt h a to p t i m a lc o m b i n e ds t a b i l i z e ro fi c ec r e a mw a so 1 x a n t h a hg u m o 2 g u a rg u m i c ec r e a mm a d ew i t hm o n o g t y c e r i d ea n ds p a n6 0a se m u l s i f i e rh a dt h e l o w e s tm e l t i n gc o e f f i c i e n ta n dt h el a r g e s te x p a n s i b i l i t ya m o n gt h ee m u l s i f i e r sw h i c h w e r et e s t e d a n dt h ei c ec r e a mh a dt h el o w e s tg r a n u l a r i t y , a n dt h eb e s ts e n s o r yq u a l i t y o r t h o g o n a le x p e r i m e n t ss h o w e dt h a to p t i m a le m u l s i f i e ro fi c ec r e a mw a s0 i m o n o g l y c e r i d ea n d0 1 6 s p a n6 0 ， a ni n t e g r a t e ds e n s o r ye v a l u a t i o nm e t h o df o r i c ec r e a mw a ss e tu p s e n s o r y f a c t o r sw e r es c r e e n e dw i t hs e n s o r yg a r d i n gt e s tf o rm i l k p o w d e rf l a v m ；f a t n e s s ， v i s c o s i t y , s t a b i l i t y , t h a w n e s s ，i c y ，c r e a m i n e s so f8i c ec r e a ms a m p l e a f t e rr e l a t i v i t y a n a l y s i so f t h es e n s o r yt e s tr e s u l t sw i t ha n s c r a m b e r9 0s o f t w a r e t h em a i nf a c t o r ，e r e s e l e c t e dt ob em i l k p o w d e rf l a v o r , f a t n e s s ，c r e a m i n e s s ，s t a b i l i t y , t h a w n e s s b yr e l a t e d r a n k i n gt e s tr e s u l t so fo v e r a l la c c e p t a n c ea n dt h ef i v es e n s o r yf a c t o rw h i c hh a db e e n s e tu pa b o v e u n s c r a m b e r9 0r e l a t i v i t ya n a l y s i sa p p r o v e dt h a tf o u ri n d e x e sh a ds t r o n g p o s i t i v ec o r r e l a t i o nw i t ht h ew h o l ea c c e p t a n c eo fi c ec r e a me x c e p tt h a w n e s s a tt h e s a m et i m e ，t p aw a su s e dt om e a s u r et h ev i s c o s i t y ，s p r i n g i n e s s ，h a r d n e s s ，g u m m i n e s s ， c h e w i n e s s ，c o h e s i v e n e s so fi c ec r e a m t h eu p p e ri n d e x e sc a np a r t l yi n s t e a do fs o m e s e n s o r y e v a l u a t i o ni n d e x e sw h i c hw e r ec r e a m i n e s s ，t h a w n e s s ，v i s c o s i t y b y c o m p a r i n gt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt r a d i t i o n a lb i n o m i a ld a t at r e a t m e n ta n dr o e d a t a t r e a t m e n tm e t h o db a s e do nt h u s t o n i a nm o d e lf o rt h er a n k i n gs e n s o r yt e s tr e s u l t s ，i t i n d i c a t e dt h a tu s i n gr o ed a t ap r o c e s s i n gc o u l do b v i o u st h ed i f f e r e n c eb e t w e e n o r d e r s i i 江南大学硕士学位论文 t h ep r o c e s s i n gp a r a m e t e r sw e r eo p t i m i z e da c c o r d i n gt ov i s c o s i t y , p a r t i c l es i z e d i s t r i b u t i o no fi c ec r e a mm i x ，e x p a n s i b i l i t y , m e l t i n gc o e f f i c i e n t ，t p aa n a l y s i sa n d s e n s o r yq u a l i t yo fi c ec r e a m o p t i m a lp r o c e s s i n gc o n d i t i o n so b t i o n s e dw e r e ：o n es t a g e p r e s s u r ew a s3 0 m p a a n ds e c o n ds t a g ep r e s s u r ew a s6 m p a ，h o m o g e n i z i n gt e m p e r a t u r e w a s6 5 。c ；a g i n gf o r6 h ra t4 ：h a r d e n i n gl l h ra t 一3 5 0 t h ep r e t r e a t m e n tp r o c e s so fp i n e a p p l ec u tb e f o r ea d d e di ni c e c r e a mw a s d e v e l o p e d t h ea c t i v i t yo fb r o m e l a i na n dp ew a sd e c r e a s e dt o5 a n dp gw f l sa l m o s t v a n i s h e da f t e rl e a c h i n ga ti0 0 。cf o r3 m i n w h e nt h ep i n e a p p l ew e r ec h o w c h o w e do f f u c o s ef o r6 ha tr o o mt e m p e r a t u r e t h et gi n c r e a s e df r o m - 1 9 0 2 8 t o 一9 6 1 1 s e n s o r yr e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep i n e a p p l ec u th a dt h ef e a s i b l es w e e t n e s sa n dt h eb e s t t a s t ei ni c ec r e a ma f t e rf r e e z i n g k e yw o r d ：i c ec r e a m ；f o r m u l a ；p r o c e s s i n g ；s e n s o r ye v a l u a t i o n ；p i n e a p p l eg r a i n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 躲壮：习嗍叫年岁月7 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：拄：! l 导师签名：盘堂堂 嗍胪_ 7 月夕日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 前言 冰淇淋是一种冻结的- 孚l s j j 品，是以饮用水、牛乳( 或乳制品) 、甜味料、食 用油脂等为主要原料，加入鸡蛋( 或蛋制品) 、稳定剂、乳化剂和香料等食品添 加剂，经混合、杀菌、均质、老化、凝冻等工艺，或进行成型灌注，硬化包装等 加工而成体积膨胀的冷冻饮品【l 】。 从物理化学的角度来看，冰淇淋是一种复杂的具有泡沫状的胶体食品。空气 以小气泡的形式分布在部分冷冻的连续相 2 1 ，脂肪在乳化液中位于内相，非脂 乳固体和亲水胶体则位于水溶液中，而糖和盐组成真正的溶液f 3 】。成品冰洪淋中 包含真正溶液( 糖和盐溶液) 、胶体液( 蛋白质和亲水胶体) 和悬浮液( 油脂和乳化 剂) 【4 】。冰淇淋复杂的物理结构，赋予其特殊的宜人质构【5 】。 冰淇淋是人们夏季喜爱的清凉消暑食品，有冷饮之王的美称【6 】。人们对冰淇 淋的消费就像对巧克力等甜食的消费一样，不以其营养价值为重要指标，更关注 的是其口感和愉悦的心理享受。高品质的冰淇淋应该具有口感细腻、质构软滑、 口味香甜的特征【7 】，而在冰淇淋生产中决定其品质的主要因素是配方和制备工 艺。 1 2 冰淇淋中功能性成分及其作用 冰淇淋的特殊质构和风味特征首先是由冰淇淋中的乳脂肪决定的，虽然目前 很多食品科学家都致力于脂肪替代品的开发，但还没有一种脂肪替代品能真正替 代乳脂肪在冰淇淋中作用。因此，各国对冰淇淋中乳脂肪的最低用量都进行了限 制，芬兰最高，为1 2 ；美国为1 0 ：英国为5 。我国新标准规定：“全乳脂 冰淇淋”的乳脂肪含量不低于8 ；“半乳脂冰淇淋”的乳脂肪含量不低于2 2 。 在保障乳脂肪用量的前提下，冰淇淋作为一种复杂的胶体体系，其质构特征 进一步受稳定分散相连续相间界面膜的乳化剂及稳定剂的影响。除了牛奶中天 然存在的乳化剂外，通常，在冰淇淋的制备中，需额外添j j l l - y l 化稳定剂以形成小 的脂肪液滴及适宜的浆料粘度，使得成型后的冰淇淋具有细腻的质构和1 ：3 感。 1 2 1 稳定剂 食品中使用的稳定剂通常是高分子量的植物多糖、淀粉及淀粉衍生物。稳定 剂高分子量以及多羟基的结构特征赋予其高度持水性，进而通过减少体系中的自 由水增大连续相的粘度、降低水的冰点，限制冰淇淋浆料凝冻时的搅打速度以及 冰晶形成、长大的速度，形成质构细腻的冰淇淋【1 8 1 。稳定剂的使用量随其特性、 配料的固形物含量、加工设备的类型和其它因素的不同而不同。其用量幅度可在 o o 5 之间，但一般是在0 2 o 3 。稳定剂用量过高会导致浆料粘度太大， 江南大学硕士学位论文 在凝冻过程中空气很难大量均匀分布在冰淇淋中，从而导致冰淇淋产品膨胀率 低，产品入口风味差。 广泛应用在冰冻乳制食品的稳定剂主要有以下几类： 1 ) 卡拉胶f j 9 】 卡拉胶是由红藻类海藻中提取精制而成，有三种结构形式，即k 型、l 型、九 型，在冰淇淋生产中多用k 型卡拉胶。1 c 型卡拉胶的分子式为 c 1 2 h 1 4 s o l 2 】nj 钾盐 是其最好的凝胶形成剂，形成的凝胶是脆性的，而且易于脱水收缩，在加入少量 的角豆胶后能降低它的脆性。它是一种热可逆性凝胶，有较强的凝胶性和较高的 粘度。在冷冻甜食中，它是冰结晶的抑制荆。卡拉胶具有稳定酪朊胶束的能力， 能提高冰淇淋浆料的稳定性，还有良好的口溶性和搅打性能。1 c 型卡拉胶与黄原 胶复配可形成柔软、更有弹性和内聚力的凝胶。 2 ) 瓜尔豆胶1 2 0 j 瓜尔豆胶中起功能作用的多糖是瓜尔糖，其主键为( 1 4 ) 3 - d - - j 露醇单 位，侧链则由单个的a d 半乳糖d a ( 1 - - , 6 ) 键与主键相连接。相对分子质量约2 0 3 0 万，在冷水中就能充分水化，能分敖在热水或冷水中形成糙稠液。瓜尔豆胶是直 链大分子，链上的羟基可与某些小麦淀粉，线性多糖如黄原胶相互作用而形成复 合体，有一定的程度的协调作用，但与卡拉胶则无协调作用【6 川。与大多数相对 分子质量较高的聚合物一样，瓜尔豆胶及其衍生物呈假塑流变性。但是，它的假 塑度没有象黄原胶那样大，而这两种聚合物结合起来时，就会有助于乳制品之类 产品的稳定【6 7 】添加到冰淇淋中少量的瓜尔豆胶可以赋予产品滑溜和糯性的口 感，并能够使产品缓慢融化，提高产品抗骤热的性能。用瓜尔豆胶稳定的冰淇淋 可以避免由于大冰晶生成而引起颗粒的存在。 3 ) 黄原胶口” 黄原胶是由黄单孢菌属细菌发酵产生的一种孢外杂多糖，其特点是假塑流变 性，即粘度随剪切速度增加而降低，随剪切速度的减少又迅速恢复。黄原胶易溶 于冷、热水中，能耐酸碱耐高温，在较低浓度下也能获得较高的粘度，有良好的 悬浮稳定性。与其它稳定剂的协同性较好，与瓜尔豆胶复合使用可提高粘性，在 食品中有很好的口感和风味释放能力。黄原胶与瓜尔豆胶复配可增加料液粘度， 形成柔软的凝胶状，在冰淇淋产品中可抑制水分子迁移，防止冰晶长大，又有膨 松的质地和良好的保行性。 4 1 明胶1 9 1 明胶是从动物的皮、骨中提取精制而成的，为胶原蛋白质；分子式是 c 1 0 2 h 1 3 n 3 1 0 3 9 ，分子量在5 x 1 0 4 6 x 1 0 4 之间。明胶不溶于冷水，但能吸收相当于其 自身质量5 l o 倍的冷水而膨胀软化。明胶能溶于热水，冷却后形成凝胶。明胶 的水溶液具有粘性，搅拌会使一些链与另一些链脱开，其溶液的粘度就会下降， 第一章绪论 静止会使粘度升高；明胶是最早应用于冰淇淋中的稳定剂，迄今仍在使用。其优 点是能够在凝冻和硬化过程中形成凝胶体，阻止冰晶增大，保持冰淇淋形体柔软 疏松，光滑细腻。由于明胶的粘度低，老化时间长，目前很少单独使用。 5 ) 微晶纤维 2 0 1 微晶纤维素是一种以b 1 ，4 葡萄糖苷键结合的直链式多糖，由植物原料水解 成洳纤维素后，再经部分解聚后形成的结晶状纤维。由可自由流动的、非纤维 颗粒组成，并可由自身粘合作用而压缩成可在水中迅速分散的片剂。粉末一旦被 磨碎、分散就显示出触变性。在冰淇淋的生产中采用食用级微晶纤维素，可以形 成一种在水中具有高度分散稳定性的胶体，其中大部分是颗粒直径为o 2 岫1 左右 胶体裹覆的微晶纤维素的晶体。胶态微晶纤维素作为稳定剂使用时，与其它亲水 胶体不同，其稳定机制是网络体系，而不是高粘机制。 1 2 2 乳化剂 ， 冰淇淋生产中使用乳化剂有助于形成细小的脂肪液滴，增强冰淇淋的脂肪 感，使用乳化剂还能使内含冰结晶体的无数气泡变得更小且更均匀的分布在冰淇 淋内部结构中，使产品质地更柔滑、形体更竖硬瞄，2 3 l 。冰淇淋工业通常使用的乳 化成份是单甘酯和双甘酯。此外，t w i n , s p a n 等也是冰淇淋中常见的乳化剂， 各种不同乳化剂的品质特征及在冰淇淋中的推荐用量列于表1 1 中，过量使用乳 化剂会导致产生冰淇淋溶解缓慢，同时形成形体及质地上的缺陷。 表1 1 乳化剂推荐用量及性能 t a b l e1 1t h ep r o p e r t ya n ds u g g e s t e dc o n c e n t r a t i o no f e m u l s i f i e ri ni c e c r e a m h t u o f i l a 等人曾使用0 1 5 的单干酯、0 1 蔗糖酯与0 2 的瓜尔豆胶、0 2 的黄原胶作为冰淇淋乳化稳定剂，这四种乳化稳定剂的协同作用大大提高了料液 的粘度，并会产生一定的弱凝胶作用，增加了冰淇淋的浓厚感，控制了粗大冰晶 的生成。并大大提高了产品的抗融性【】”。 1 3 冰淇淋的生产加工工艺 。 作为复杂的多相胶体体系，在冰淇淋配方确定的前提下，冰淇淋制备工艺的 每一步都有可能影响胶体体系的形成和稳定【1 5 1 。经典的冰淇淋制备工艺流程为： 3 江南大学硕士学位论文 混合原料一灭菌一冷却均质一老化一凝冻一灌装成型一硬化一贮藏 决定冰淇淋品质的关键加工步骤有以下几项： 1 ) 均质 均质的主要作用，是将已经过巴氏灭菌的混合原料，通过均质机施以压力 1 5 0 1 8 0 k g e m ，使混合原料中的脂肪球碎裂而数量增加，从而得到均匀一致的混 合原料。混合料经均质处理后，冰淇淋组织能得到改善，并能提高其膨胀率，减 少冰晶【1 3 】。 2 ) 冷却老化 混合原料经过均质后，应立即将混合原料输入冷却设备中迅速冷却至老化温 度( 2 4 ) ；冷却在冷柜中进行。冰淇淋混合原料的老化作用是将混合原料在 叫的低温下冷藏一定时间使其粘度增加，有利于凝冻时膨胀率的提高【h 1 。 3 ) 灌注硬化 经凝冻的冰淇淋必须及时进行快速分装与硬化。冰淇淋凝冻后如不及时进行 分装和硬化，则表面部分的冰淇淋易受热而融化，若再经低温冷冻，则形成粗大 的冰结晶，从而降低了品质。同样，硬化速度也有影响，硬化迅速则冰淇淋融化 少，组织中的冰结晶细，成品细腻轻滑；若硬化迟缓，则部分冰淇淋融化，冰的 结晶粗丽多，成品组织租糙，品质低劣 m 】。 1 4 冰淇淋中的果粒 水果在冰淇淋生产工业中具有巨大的市场。水果冰淇淋在冰淇淋的消费中占 据9 的份额，大约2 6 的冷冻食品具有水果的风味【6 l 】。纵观近年来西欧、美国、 日韩市场，蜜桃、黄桃、蓝莓口味的果味冰淇淋产品开发得较多。粮食、果肉、 果脯类天然原料将是冷饮的终极追求，因而果肉、果粒、水果、蔬菜、坚果仁等 的使用必然成为趋势。水果可以以新鲜、冷冻热烫等各种形式进行；5 - t - 1 6 2 。据 专家预测水果的良好风味会影响大多数消费者对冷冻食品的选择方式 6 3 j 。大多 数水果中因为含有花青素会使得水果本身的颜色很深，同时花青素具有抗氧化作 用并能够清除细胞内的自由基，这些物质能够阻止人体内有害的生物化学反应并 能有效的防止癌症( 6 4 1 。水果以果粒的形式加入到冰淇淋中存在的主要问题是冰 淇淋中的水果颗粒在硬化时内部形成大的冰晶，影响了水果粒的质构和冰淇淋的 整体感官品质。目前国外在水果冰淇淋的研制方面主要是通过糖渍进行渗糖脱水 处理，这一方面可以降低水果中的水分含量，另方面也可以提高果粒组织中糖 的含量，降低水的结晶温度，使得冷冻保藏温度低于果粒的玻璃化转变温度，减 少冷冻过程水果中冰晶的形成。r o b e r tt m a r s h a l l 【l 】等人曾在4 c 的条件下使用 l k g 蔗糖浸渍5 k g 经过切片处理的水果，经过1 2 h 后大量的水果汁液渗透出来，糖 液也渗透到水果果粒中。将处理后的果粒加入到冰淇淋中得到了具有良好口感和 第一章绪论 水果风味的水果冰淇淋。 糖渍处理在减少果粒水分含量和提高玻璃化转变温度的同时也带来了果粒 糖含量过高、口感过于甜腻的缺点。因此，可考虑采用其他的低甜度的二糖或多 糖来代替或部分代替蔗糖进行果粒的糖渍处理。海藻糖是由两个葡萄糖分子以 a ，a ，1 , 1 糖苷键构成非还原性糖，甜度只相当于蔗糖的4 5 。海藻糖自身性质非 常稳定，海藻糖对生物体具有神奇的保护作用，在高温、高寒、高渗透压及干燥 失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜，有效地保护蛋白质分子 不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。多糖是食品中常用的玻璃 化转变温度调节剂，甜度低、分子量高的多糖具有高于单糖、双糖的持水性，可 在较低的添加量下显著的降低体系中自由水的含量，提高玻璃化转变温度。 1 5 冰淇淋产品的评价 冰淇淋作为一种嗜好性冷冻甜食，决定其品质的主要因素除了理化指标和微 生物指标外，感官品质也是决定其总体质量的重要内容。冰淇淋的感官指标主要 指其质构。世界标准组织 2 9 1 ( i s o ，1 9 8 1 ) 将食品的质构定义为：用机械的、触觉 的方法，或在适当条件下，利用视觉和听觉感受器所感知到的产品所有流变学结 构上的( 几何图形和表面) 特征。也就是说，食品的质构是以下两方面的组合：基 于结构因素的特性和表明心理感受的方式1 2 s 3 0 , 3 “，是与以下三方面感觉有关的物 理性质：第一，用手或手指对食品的触摸感；第二，目视的外观感觉；第三，口 腔摄入时的综合感觉，包括咀嚼时感到的软硬、粘稠、酥脆、滑爽等3 2 ，3 3 1 。 质构分析可采用感官评价和仪器分析两种方式，相对而言，感官评价是主观 性较强的评价方式，但感官评价也是最接近产品消费是的最终感受的评价方式。 仪器分析是客观的评价方法，但质构分析的结果必须与感官感受相匹配才具有真 正的意义。 1 5 1 冰淇淋成品的感官评价 1 5 1 1 感官评定的定义 感官评价是通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉等，对产品进行测量、分析 和解释的一种科学方法1 2 4 1 。它包括：感知、测量、分析和解释四种活动。2 0 世 纪6 0 年代以来，随着加工食品和消费品工业的发展，感官评价技术迅速发展起来。 从国内外目前的发展状况看，还没有一种可靠的仪器能完全代替人类所特有的感 觉器官对食品感官评定所起的作用【2 5 j 。 1 5 1 2 冰淇淋的感官评定方法 国内对冰淇淋的感官评定大多采用整体评分检验法，这使得评价结果的准确 性由于评价指标太过单一而受到很大的影响1 2 6 j 。 国外对冰淇淋感官评价方法的研究相对较多，但目前也没有形成统一完整的 江南大学硕士学位论文 体系。c m i n a r d 。j x 2 7 等人对冰淇淋感官评定采用9 分制打分法，即评价员根据嗜 好程度对冰淇淋的组织结构、口感、风味以及整体喜好性按照特别喜欢、般喜 欢、可以接受、基本可以接受，不能接受等几个等级进行评分。e a p r i n d i v i l l e e 3 s j 等人对冰淇淋进行评价时采用奶粉味和滑腻感作为评价指标，将奶粉味的定义为 乳制品气味的强度，滑腻感的定义为冰淇淋入口及融化过程中冰淇淋的爽滑性。 j - x g u i n a r d p 9 1 等人认为黄油味和口溶性为影响冰淇淋品质的最重要的指标，将黄 油味的定义为黄油气味的强度，口溶性的定义为冰淇淋入口的融化情况。 k g f r i e d e c k 4 0 等人采用让评价员品尝陈放炸过的油或者饼干面团让评价员体会 冰淇淋的脂肪感，而将奶油感描述为咀嚼奶酪时光滑的感觉，r l o h m e s 4 2 等人 认为冰晶感即是冰淇淋中冰晶的数量( 剩余样品中没有融化的冰淇淋中所能感觉 到的冰晶数) ，坚实度即是咀嚼时能感受到抵抗变形的程度。综合国外文献对冰 淇淋感官评定术语描述的报道，进行冰淇淋感官评定时可以参考的评价指标包括 奶粉味、黄油味、脂肪感、奶油感、冰晶感、坚实度、粘稠度、口溶性、滑腻感 等。 1 5 2 冰淇淋品质的仪器分析 1 5 2 1 膨胀率 在冰淇淋的加工时，吸入的空气越多，则体积增长得越多。冰淇淋应当吸 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 的多少必须满足冰淇淋的质地及适口性的要求。空气如果吸入太多，导致冰淇淋 松软且口感不好：空气含量太少，冰淇淋就会硬而有带冰渣的感觉。冰淇淋中气 体的量通常用膨胀率描述，膨胀率是指冰淇淋凝冻前后在相同体积下的质量比 值，膨胀率越高，空气的摄入量越大。 l 5 2 2 融化速率 抗融能力是衡量冰淇淋品质的一个重要指标，融化速率的大小说明了冰淇 淋抗融化速度及保持原有形态的能力。相对低的实验融化率有助于延长冰淇淋的 保存时间，增加冰淇淋对温度波动的抵抗能力。抗融能力通常用3 7 0 条件下冰 淇淋的融化速率描述，4 5 分钟后融化冰淇淋浆料的质量与冰淇淋总量的比值被 定义为融化速率1 6 6 1 。 1 5 2 3 质构剖面分析方法( t e x t u r ep r o f i l ea n a l y s i s , t p a ) 质构仪是分析食品质构的经典仪器，随着质构仪制备技术的进步，目前，采 用质构仪已经能够模拟人类的咀嚼动作，从而测定食品在人口中的真实感受。 t p a 是与感官分析并行的质构剖面分析的客观方法，i 扫s z c z e s n i a k t 3 4 1 在1 9 6 3 年定 义质构参数并首先使用，随后b o u r n e t 3 0 】于1 9 7 8 年通过在i m t r o n 钡u 试仪上两次压缩 标准形状样品实践了t p a 方法。这种测试模拟牙齿运动，往复的压缩两次可咬的 第一章绪论 食品，进而从力时间曲线上分析可得一系列质构参数，而这些结果通常与感官 评定的结果具有很好的相关性3 5 1 。t p a 是基于将质构看作多元参数特性的基础上 发展起来的是目前食品质构分析中最广泛使用的仪器分析方法。 角 咚 r | _ v 蕊织 l l 期限t ， 妖厦i 。k 一甍徽 砖婀 图1 1 a 原理与典型图形 f i g 1n l ep r i n c i p l ea n dt y p i c a lg r a p ho f t p a 如图1 1 所示，通过1 1 p a 测试，可以得到一系列的食品质构参数，其中与冰 淇淋质构有关的参数定义如下【3 6 j _ 7 l ： 硬度：硬度值指第一次穿冲样品时的压力峰值，硬度值不一定发生刺入的最 深处，尽管对于大多数样品情况如此。 粘聚性：指样品抵御第二次穿刺变形而相对于第一次探头穿刺的程度，它的 度量是第二次穿冲的用功面积除以第一次的用功面积的商值( 面积2 面积1 ) 弹性：弹性指产品本身在第一次穿刺过程中变形后的“弹回程度，而这种“弹 回”是在第二次穿刺时测量的，所以两次穿刺下压动作的间歇时间十分重要，必 须保证产品已“弹回”到最大限度，弹性度量有多种方法，但最具代表性的是第二 次穿刺的测量高度同第一次测量的高度的商( 长度2 长度1 ) 。 回复性：其计算方法是在第一次穿刺中的“收回”阶段的面积同下压穿刺阶段 面积的商。回复性不是总通过w a 测试计算的，它可通过一次单独的穿刺测试完 成，但探头“收回”速度必须同下压穿刺速度相同( 面积5 面积4 ) 。 胶着性，粘牙性：用于半团体产品其计算公式为：硬度粘聚性。 咀嚼度：用于固体产品，其计算公式为胶着性弹性。 1 6 立题背景与意义 冰淇淋是西方休闲食品中非常重要的一员，其消费历史可以追溯到1 7 7 4 年的 7 江南大学硕士学位论文 1 6 立题背景与意义 冰淇淋是西方休闲食品中非常重要的一员，其消费历史可以追溯到1 7 7 4 年的 法国巴黎唧。近年来各国冰淇淋生产增长迅速，冰淇淋作为一种休闲食品表现出 很大的发展空间，全球的冰淇淋市场总销售额在2 0 0 0 年达到高峰，2 0 0 2 年全球的 冰淇淋总销售额为5 1 4 亿美元。西欧是冰淇淋最大的市场，占全球消费总量的 3 2 。拉美市场也增长很快，如阿根廷和巴西，近年平均增长达3 3 以上。在当 代西方社会生活中，冰淇淋己成为一种文化。美国各阶层普遍喜爱冰淇淋，而不 同阶层对不同品种、口味却有不同的嗜好。有人甚至以此作为社会阶层分析的衡 量标准之一。 冰淇淋在我国远未获得其在西方己获得的地位，而只是以消暑解渴食品的身 份被消费者所选择。其消耗量受到季节、气候的影响。近几年来，随着生活水平 的不断提高，我国人民对冰淇淋的需求呈不断增加之势。据有关权威资料统计， 冰淇淋市场需求量以每年1 5 - 2 0 的速度增长，市场前景十分广阔f l n 。 国内关于冰淇淋的研究主要是通过采用脂肪替代物来减少脂肪含量或添加 廉价香精、香料来降低冰淇淋成本，低端冰淇淋市场竞争激烈且利润微薄。而国 外著名品牌h a g e n d a s 、b e nj e r r y s 纷纷抢占国内市场【9 l o 】，这些国外品牌的进入无 疑给国内冰淇淋的生产带来了巨大的压力。因此，开发高端冰淇淋产品，满足高 品质消费人群的需求就成为冰淇淋研究中亟待关注的一个方向。 冰淇淋生产中最关键的步骤就是配方的选定以及工艺的优化。国内外对此做 过大量的研究，但由于质构评价体系，尤其是完善的感官评价体系还没有建立， 这些研究通常是以简单的膨胀率、融化速率以及整体感官接受性为指标来进行配 方和工艺优化的，其优化结果的可靠性相对较低。因此，建立系统、科学的冰淇 淋感官评价方案就成为有效进行高品质冰淇淋研发的必须。 。本研究在对感官评价员筛选、培训的基础上，结合对乳化稳定剂的优化，使 用m a t l a b 、u n s c r a m b e r 、s a s 等软件建立了冰淇淋感官评价指标与物理化学参数 之间的相关性、感官评价各指标之间的相关性以及感官评价指标与仪器测定指标 之间的相关性，建立了完善的冰淇淋感官评价方法。并在此基础上，对冰淇淋制 备工艺进行了优化，得到了原质冰淇淋的优化配方和工艺。同时，本文还尝试对 果粒进行糖渍处理、提高玻璃化转变温度制备果粒冰淇淋，这些尝试与研究将为 水果冰淇淋的工业化生产提供理论依据。 1 7 本论文主要研究的内容 1 ) 研究了冰淇淋中使用不同种类及用量的乳化稳定剂对冰淇淋产品品质的影 响，同时确定最佳复合乳化稳定剂配方。 2 ) 通过评价员筛选、培训，感官评价指标与仪器分析结果的相关性分析，筛选 第一章绪论 出冰淇淋感官评价指标，建立了一套完整的冰淇淋感官评定方法。 3 ) 通过对冰淇淋生产中的均质、老化、硬化等工艺的优化，确定了冰淇淋生产 的最佳工艺条件。 4 ) 冰淇淋中菠萝果粒的预处理及玻璃化。 9 江南大学硕士学位论文 第二章乳化稳定剂对冰淇淋品质作用的研究 2 1 引言 常见的冰淇淋稳定剂是一类高分子的多糖，具有亲水性。能够与冰淇淋中的 自由水结合形成结合水，从而减少物料中自由水的量；提高混合料液的粘度和冰 淇淋的膨胀率，防止或抑制冰晶的生长，提高产品的抗融性和保藏稳定性。乳化 剂是一种分子中同时具有亲水基和亲油基的物质，它可介于油和水中，使一方很 好地分散于另一方中而形成稳定的乳化液。其主要作用是乳化、分散、起泡、改 善保行性、改善贮藏性【4 3 】。本实验考察了几种乳化稳定剂的加入对冰淇淋浆料 的粘度、粒度分布，冰淇淋成品的膨胀率、融化速率、感官品质、质构的影响。 对冰淇淋乳化稳定剂配方进行了优化。 2 2 实验材料及方法 2 2 1 材料 脱脂奶粉新西兰乳业 黄油新西兰乳业 白砂糖如皋花神糖业有限公司 去离子水 实验室提供 黄原胶无锡宝海食用化工有限公司 瓜尔豆胶无锡宝海食用化工有限公司 卡拉胶 无锡宝海食用化工有限公司 微晶纤维素无锡宝海食用化工有限公司 明胶无锡宝海食用化工有限公司 单甘酯 无锡宝海食用化工有限公司 乳清蛋白无锡宝海食用化工有限公司 s p a n 6 0 无锡宝海食用化工有限公司 蛋黄粉 无锡宝海食用化工有限公司 三聚甘油硬乳酸酯 无锡宝海食用化工有限公司 实验用高压均质机上海金山张堰均质机有限公司 实验型高压均质机 英国a p v 公司 a r l 0 0 0 流变仪 英国源顺国际有限公司 m a s t e r f i z e r2 0 0 0 粒度分布仪英国m a r v e n 公司 电热恒温水浴锅 上海医疗器械五厂 b q i i 型冰淇淋机 航空工业部无锡第二机械研究所 烘箱宁波机电工业研究设计院 l o 第二章乳化稳定剂对冰淇淋品质作用的研究 冰箱 无锡小天鹅股份有限公司 冰柜 河南新飞电器有限公司 物性测试仪英i 雪s t a b l em i c r o s y s t e m s 公 2 2 2 实验方法 2 2 2 1 冰淇淋的基本配方 乳脂肪 1 0 脱脂奶粉7 5 白砂糖1 2 稳定剂 o 1 - 0 2 乳化剂 o 2 - 0 3 其余由去离子水补足 以上都是质量百分含量 4 4 1 2 2 2 2 冰淇淋的制作工艺 原料称重一混合原料一灭菌一均质一冷却一老化一凝冻一灌装成型一硬化_ + 贮 藏口1 1 ( 1 ) 原料称重处理和乳化稳定剂的配制 按照2 2 2 1 配方计算并称好各配料，首先取称量好的黄油加入称量好的乳化 剂在水浴下融化，称量白砂糖、脱脂奶粉在大烧杯中拌匀；按配方称量好去离子 水加热到4 0 5 0 备用。 ( 2 ) 混合原料 将称量好的脱脂奶粉和白砂糖边加4 0 左右蒸馏水边搅拌均匀，在快速搅拌 下依次加入稳定剂、融化好的黄油、剩余的去离子水。 ( 3 巴氏杀菌 将混合浆料置于灭菌锅内加热至8 0 ( 2 保温3 0 分钟。在加热过程中不断搅拌 以防黄油结块。 ( 4 ) 冷却均质 将配好的浆料冷却至6 5 1 2 - 7 0 0 后倒入均质机中在设定压力下对物料进行二 级均质。 ( 5 ) 冷却老化 待浆料冷至室温后将浆料置于2 - 4 1 2 环境下冷藏老化1 2 小时。 ( 6 ) 搅拌凝冻 将老化后的浆料搅拌均匀慢慢倒入洗净的冰淇淋机中边搅拌边凝冻1 5 m i n 。 ( 7 ) 灌注硬化 凝冻1 5 m i n 后从冰淇淋机中将凝冻的冰淇淋物料挤压灌注到冰淇淋小纸杯 中，迅速将盛好冰淇淋的小纸杯转移到3 5 1 2 环境下速冻，1 0 h 后移至1 8 c 环境 下冷藏。 扛南大学硕十学位论文 2 2 2 3 粘度的测定 采用a r 流变仪的静态测定模式，通过剪切速率扫描进行粘度测定。具体测 定参数为：温度l o ， 剪切速率o s ) 范围：1 0 0 0 1 0 0 0 0 ；时问：6 r a i n ；4 1 个点： 测试类型lf l o w ；夹具：4 0 r a m 4 。塑料锥板。 2 2 2 4 冰淇淋膨胀率的测定 称取1l 凝冻前混合料的精确重量，称取i l 凝冻后成品冰淇淋的