冰淇淋的膨胀率与控制.doc

第8章 冰淇淋的膨胀率与控制第1节 冰淇淋的膨胀率1、 膨胀率的概念 冰淇淋的膨胀是指混合料在凝冻操作时，空气被混合于冰淇淋中，成为微小的气泡，而使冰淇淋的体积增加，这一现象称为增容。此外，因凝冻的关系，混合原料中绝大部分水分的体积亦稍有膨胀。冰淇淋的膨胀率即指混合原料在凝冻后冰淇淋体积增加的比例（%）。2、 冰淇淋膨胀的作用 冰淇淋溶剂膨胀，可使混合原料凝冻与硬化后得到优良的组织与形体，使其品质比不膨胀的或膨胀不够的冰淇淋适口，且更为柔润与松软。又因空气微泡均匀地分布于冰淇淋组织中，有稳定和阻止热传导的作用，可使冰淇淋成形硬化后较持久不融。但如对冰淇淋的膨胀率控制不当，则得不到优良的品质。膨胀率过高，则组织较松软；过低时，则组织坚实。 冰淇淋制造时应控制一定的膨胀率，以使它具有优良的组织及形体。奶油冰淇淋最适宜的膨胀率为90%100%，果味冰淇淋则为50%60%。总之，一般膨胀率超过混合原料中干物质含量的22.5陪是适当的。冰淇淋的膨胀率按其容积增长量与开始形成容积之间的关系来决定。冰淇淋混合原料凝冻及体积增加曲线见图8-1.第2节 计算膨胀率的方法1、 体积法 膨胀率的计算，是以冰淇淋的容积减去相同质量混合原料的容积来计算。其计算公式如下：式中 膨胀率。%； 1kg冰淇淋的容积，L； 21kg混合原料的容积，L。2、 质量法 以质量计算，是以混合原料的质量减去相同体积冰淇淋的质量来计算。其计算公式如下：式中 膨胀率，%； 1L冰淇淋的质量，kg； 1L混合原料的质量，kg。第3节 膨胀率的测定方法1、 原理 取一定体积的冰淇淋融化，加乙醚消泡后滴加蒸馏水定容，根据滴加蒸馏水的体积和加入乙醇的体积，计算冰淇淋体积的比例。2、 方法 1.行业标准规定的方法 （1）试剂、仪器和设备1 乙醚：分析纯。2 量器：容积为25.050.0cm3，中空薄壁，无底无盖，便于插入冰淇淋内取样。3 容量瓶：200mL、250mL。4 滴定管：050mL、最小刻度0.1mL.5 单标移液管：2mL。6 长颈玻璃漏斗：直径75mm。7 薄刀。8 电冰箱：可达18。9 电热恒温水浴器：室温100. （2）试样的制备 将冰淇淋样品置于电冰箱中，冷却18以下。 （3）分析步骤1 试料量取：先将量器及薄刀放在电冰箱中预冷至18，然后将预冷的量器迅速平稳地按入冰淇淋样品的中央部位，使冰淇淋充满量器，用薄刀切平两头，并除去取样器外黏附的冰淇淋。2 测定：将取样器内容物放入插在250mL容量瓶中的玻璃漏斗中，另外用200mL容量瓶准确量取200mL蒸馏水，分数次缓慢地加人漏斗中，使试样全部移入容器瓶。然后将容量瓶放在455的水浴器中保温，待泡沫基本消除后，冷却至与加入的蒸馏水相同的温度。用单标移液管吸取2mL乙醚，迅速注入容量瓶内，去除溶液中剩余的泡沫，用滴定管滴加蒸馏水，至容量瓶刻度为止，记录滴加蒸馏水的体积。（4） 结果计算 计算公式如下式中 B样品的膨胀率。%； V取样器的体积，mL； V1加入乙醚的体积，mL； V2加入蒸馏水的体积，mL。 （5）平行测定的结果 用算术平均值表示，所得结果应保留至一位数。2. 简易测定法该法适于生产过程对冰淇淋膨胀率的监控及软冰淇淋的测量。1 容器：用内表面光滑的大口硬质容器，由冰淇淋凝冻机出口接取足够量的冰淇淋，用刮刀令其充满容器（不得留有间隙），并与容器口齐平，用电子秤称出总质量，减去容器的质量为冰淇淋质量；用冰淇淋浆料充满同一容器，用电子秤称得的总质量减去容器的质量为浆料质量。2 计算：式中 B 膨胀率； m1 冰淇淋的质量，g； m2 浆料质量，g。 3.冰淇淋膨胀率测定仪 冰淇淋膨胀率测定仪是快速测定冰淇淋膨胀率的专用仪器。技术参数；测量范围，0999.9；相对平均偏差，2.5%（取样重大于20g）；仪器稳定时间，小于4秒。可用于冰淇淋加工、研究、市场监督等。第4节 影响冰淇淋膨胀率的因素和控制措施1、 影响膨胀率的因素 在制造冰淇淋时，适当地控制膨胀率，是凝冻操作中重要的环节。为此将影响膨胀率的各种因素简述如下。 1.配料的影响 （1）乳脂肪 乳脂肪含量与混合原料的黏度有关，如其含量多，则黏度高。黏度适宜则搅拌时空气容易混入，因此混合原料中乳脂肪含量，一般不低于10%。 （2）非脂乳固体 混合料中如非脂乳固体含量高，能提高膨胀率。但非脂乳固体中的乳糖结晶、乳酸产生及部分蛋白质凝固，对混合原料膨胀有影响。 （3）糖分 混合原料中糖分含量高，可使冻结点降低。凝冻搅拌时间加长。但如糖分过多，则有碍膨胀率。 （4）乳化剂稳定剂 在冰淇淋中，乳化剂通过改进脂肪在混合料中的分散性，使脂肪粒子微细、均匀分布，提高了乳状液的稳定性，有助于空气混入，提高了气泡性和膨胀率；稳定剂可以适当增加混合料的黏度，提高乳状液的稳定性，在凝冻过程中，改善充气性能，提高气泡性和膨胀率。稳定剂如明胶、琼脂等，用量适当时能提高膨胀率，但若其用量过多，则黏度增高，空气不易混入，而影响膨胀率。一般其用量不宜超过0.5%（与稳定剂质量有关）。乳化剂如单甘酯、蔗糖酯等。 （5）鸡蛋 加入适量的鸡蛋白，可使膨胀率增加。 2.均质影响 在均质过程中，冰淇淋混合原料从均质阀与阀座间（仅有1/100mm的空隙），在1418MPa压力下，非常快的速度挤出空隙外，这时的压力在百万分之几秒内迅速降低，在压力能量转变为速度能量的基础上，混合原料中脂肪球、蛋白质产生膨胀而爆发，从而使这些物质在剧烈运动中得到粉碎。所以均质后的脂肪球和蛋白质的表面积增加，单位体积内脂肪球和蛋白质质点也成倍地增加（如均质效果好，这些脂肪球约为12m）。因此使原料与水的混合性得到提高，黏度增加，使混合原料有良好的气泡性，有利于膨胀率的提高。为了防止混合原料黏度剧增，一般都采用二级均质机。若混合原料不经过均质，则膨胀率较低。 3.老化的影响 均质后的冰淇淋混合原料，其脂肪球等质点的表面积大，加强了脂肪与溶液在界面之间的吸附能力而形成一层薄膜。在乳化剂单甘酯或卵磷脂的存在下（乳脂肪球膜和蛋黄含有卵磷脂），促进脂肪进一步乳化，增加了混合料的内聚力，提高了黏度。而上述界面吸附层的形成，并不是在均质后即能形成的，需要一定的时间可以提高混合料的稳定性和黏度。黏度较高的混合料在凝结过程中，由于内聚力大，形成的泡沫较为坚韧，空气进入的时候，也不致轻易破裂，因而老化可获得较高膨胀率和组织良好的冰淇淋。 4.凝冻的影响 混合料经老化后进入凝冻机，温度进一步降低，若凝冻温度过低则空气不易混入，导致膨胀率降低。凝冻温度可通过控制冷量来达到，进行连续式凝冻操作时，经常通过调节混合料流量、空气吸入量、膨胀阀松紧来达到要求的膨胀率。实验证明减少混合料流量、增加空气吸入量、调紧膨胀阀均可提高膨胀率。在实际操作中，往往是一些经验性的数据，并无一个量化的指标，对于不同的混合料体系，只要这些因素达到一个平衡点，彼此配合恰当，就可以获得所要求的膨胀率，从而生产出组织结构细腻润滑、抗融性能好的冰淇淋。间歇式凝冻机操作时，料液的加人量不宜过多，否则易造成料液外温膨胀率达不到要求，混合料的加入量通常为凝冻机容量的50%左右，此外，还须确保足够的凝冻时间，才能保证理想的膨胀率。生产中往往通过观察成品的外观来判断膨胀率是否已达到要求。 5.加工设备的影响 均质机和凝冻机是冰淇淋生产工序中至关重要的设备。冰淇淋生产中常用高压柱塞式均质机，其中均质阀是主要工作部件，也是一个易损坏。当均质压力过低时，应考虑是否由于均质阀泄漏或阀门调节不当甚至出现损坏而引起，应及时调整或修理。 冰淇淋的膨胀率是在凝冻机中形成的。连续式凝冻机工作时，制冷系统将液体制冷剂输入凝冻筒的夹层内，而混合料经由空气混合泵混入空气后，进入凝冻筒，经刮刀和偏心轴的搅拌混合与筒外制冷剂进行热交换。由于混合料被空气混合泵不断地压入，给筒内料液以压力，使膨胀阀门打开，压力骤降，冰淇淋中空气泡膨胀，使产品变得疏松。在操作时用无线调速手轮缓慢地调节进料速度，并仔细调节空气调节阀和膨胀阀，直到达到符合要求的产品。间歇式凝冻机操作时，刮刀和搅拌器快速旋转，强力搅动混合料，使空气以微小气泡的形式均匀混合于料液中，体积逐渐膨胀。根据搅拌机电流的变化和成品的外观判断是否已达到要求的膨胀率，适时出料。 刮刀位置不对或磨损过度、空气混合泵故障、制冷系统故障、膨胀阀压力不当等因素均会导致膨胀率达不到要求。因此设备的保养和维护对于保证冰淇淋的膨胀率是非常重要的。 表8-1和表8-2为冰淇淋膨胀率的部分实验数据，供参考。表8-1 1L冰淇淋不同膨胀率下的质量/g密度/(g/L)膨胀率/%607080901001101201301060663624589558530505482461107066962959456353551048646510806756356005685405144914701090681641606574545519495474110068864761157955052450047811106946536175845555295054831120700659622589560533509487表 8-2 100g混合料不同膨胀率下的体积/L密度/(g/L)膨胀率/%6070809010011012013010601511601701791891982082171070150159168178187196206215108014815716717618519420421310901471561651741831932022111100145155164173182191200209111014415316217118018919820711201431521611701791881962052、 控制措施 中华人民共和国行业标准SB/T 100131999对清型、混合型等不同类型冰淇淋的膨胀率作了不同规定，产品膨胀率为50%140%。在实际生产中，考虑到产品的口感、抗融性、成本等多方面的因素，膨胀率一般以90%110%为宜。为了适当地控制冰淇淋膨胀率，对影响冰淇淋膨胀率的各种因素，必须加以控制，具体措施如下。 1.原料方面 （1）总固形物含量控制 配方中总固形物含量对膨胀率起着决定性的作用，总固形物含量过低会导致冰淇淋膨胀率偏低，一般膨胀率以超过混合原料中干物质含量的25倍为宜。 （2）配方中的总干物质与非脂乳固体的比例控制 配合不当，造成冰淇淋膨胀率偏低，质地粗糙，非脂乳固体一般6%10%为宜。 （3）配方中含糖量控制 含糖量高，冻结点降低，导致膨胀率降低，一般含糖量控制在10%20%。 （4）配方中含脂量控制 油脂含量与混合料的黏度有关，但过多的油脂会影响膨胀率，一般添加量为6%10%。 （5）乳化剂、稳定剂的选用 乳化剂和稳定剂品种多样，性能也各具特色，彼此配伍方式和比例更是千变万化。对于不同冰淇淋的配方，应通过实验确定与之对应的乳化稳定剂来达到所要求的膨胀率。一般复合型乳化稳定剂的用量控制在0.3%0.6%。 2.加工工艺方面 （1）均质 混合料一定要经过均质，适宜的均质压力能提高混合料的黏度，使空气易于进入，从而提高膨胀率。采用二级均质机，控制适宜的均质条件为6570。，1418MPa。 （2）老化时间和温度 老化温度控制在14，老化时间46小时，能有效地