用液氮作冷源制作冷品技术研究

杨添棋（吉林省长春市东北师范大学物理学院）



用液氮作冷源制作冷品技术研究

杨添棋
（吉林省长春市东北师范大学物理学院）

一般来讲，人们日常食用的冰淇淋都是由乳制品、甜味剂、调味剂等材料预处理混合后，经杀菌、均质、老化、凝冻制成的，耗时较长，成本较高。液氮是一种能使物体快速降温的较为新奇的事物。如今人们期待方便、快捷的生活方式，对新奇事物更是有着不断的追求，为了迎合大众心理，小组成员在商讨后，一直觉得将研究内容设定为：在只备有最基本的原材料的情况下，寻求最佳口感冰淇淋的配方。通过查阅资料，了解到液氮质量为原材料质量30% ～40%时，所制得的冰淇淋软硬适中，口感最佳，由此，本实验控制液氮、淡奶油、纯牛奶、绵白糖等原材料质量不变，通过改变加入水的质量来改变冰淇淋口感。

1.实验设备与材料

材料主要有：液氮（低温实验室提供），雀巢淡奶油，广泽纯牛奶，核灵绵白糖，另外还购买了原料，如纯净水、美汁源爽粒红葡萄汁等。

容器有一下几种：宽口杜瓦瓶、不锈钢盆（直径约25cm）、搅拌工具（金属材质勺）。

2.实验原理

液态氮气，简称为液氮。惰性的，无色，无臭，无腐蚀，不可燃，常压下温度为-196℃，在空气中迅速挥发；氮在空气中的体积比为78.03%。由此，液氮可被用作冷源制作可食用的冰淇淋。液氮温度极低，在冷冻时采用液氮罐中蒸发的-80℃氮气快速降温，使冰淇淋液立即冻结，使冰淇淋的营养成分、形状等不被破坏。

3.实验方案与研究过程

实验分三次进行，始终保持液氮、纯牛奶、绵白糖、果汁的用量不变，改变纯净水的用量来完成实验。第一次不加入纯净水，为无水冰淇淋；第二次加入少量纯净水，为少水冰淇淋；第三次加入较多量纯净水，为多水冰淇淋。

3.1实验操作步骤

3.1.1无水冰淇淋制作

（1）向不锈钢盆中加入淡奶油125 ml、纯牛奶125 ml、绵白糖50 g、果汁30 ml、纯净水0 ml；

（2）将盆中液体进行充分搅拌，形成质地细腻、粘稠的冰淇淋液；

（3）向混合均匀的冰淇淋液中倒入约70ml液氮，充分搅拌；

（4）此时冰淇淋初步完成冷冻过程，但质地较软，继续加入液氮50 ml，充分搅拌，直至冰淇淋液完全凝固，无水冰淇淋完成。

3.1.2少水冰淇淋制作

（1）向不锈钢盆中加入淡奶油125 ml、纯牛奶125 ml、绵白糖50 g、果汁30 ml、纯净水30 ml；

（2）将盆中液体进行充分搅拌，形成质地细腻、黏稠的冰淇淋液；

（3）向混合均匀的冰淇淋液中倒入约70ml液氮，充分搅拌；

（4）此时冰淇淋初步完成冷冻过程，但质地较软，继续加入液氮50 ml，充分搅拌，直至冰淇淋液完全凝固，少水冰淇淋完成。

3.1.3多水冰淇淋制作

（1）向不锈钢盆中加入淡奶油125 ml、纯牛奶125 ml、绵白糖50 g、果汁30 ml、纯净水90 ml；

（2）将盆中液体进行充分搅拌，形成质地细腻、黏稠的冰淇淋液；

（3）向混合均匀的冰淇淋液中倒入约70ml液氮，充分搅拌；

（4）此时冰淇淋初步完成冷冻过程，但质地较软，继续加入液氮50 ml，充分搅拌，直至冰淇淋液完全凝固，多水冰淇淋完成。

3.2实验意外及处理

在实验进行到3.1.2（3）时，出现意外。由于小组成员初次使用宽口杜瓦瓶倒液氮，操作上存在错误：倒液氮的速度过慢，导致部分极低温液氮流入杜瓦瓶真空层中，冷热相差过大，致使杜瓦瓶破碎。

处理：将破碎玻璃拾起，将不锈钢盆中的原材料倒掉，将盆洗净，重新进行原料配比。更换新的宽口杜瓦瓶，继续按照3.1.2完成制作。

3.3实验注意事项

（1）液氮被转移到宽口杜冷瓶后，在不使用时一定要将瓶口盖住，以防止液氮挥发；

（2）在将液氮从杜冷瓶倒出时，注意速度不能过慢，以防止杜冷瓶爆炸；

（3）由于液氮温度极低，实验器材一定要使用金属材质，必要时需要佩戴隔热手套，以防冻伤；

（4）制作好冰淇淋后应尽快食用，液氮在空气中容易挥发，冰淇淋很容易化掉。

3.4实验成本分析

本次实验研究，购买淡奶油花费15.9（元/瓶）×5（瓶）=79.5（元），纯牛奶花费1.3（元/袋）×7（袋）=9.1（元），绵白糖花费5.5（元/袋）×1（袋）=5.5（元），果汁（葡萄汁、橙汁）花费3.3（元/瓶）×2（瓶）=6.6（元），水果（香蕉）花费1.9（元/斤）×1.37（斤）=2.6（元），液氮约2L（低温实验室提供）。本次实验除去液氮共花费103.3元。

小组成员11人，人均9.4元，与市面上普通冰淇淋价格基本持平，但味道、口感均优于普通冰淇淋，且为大家自己动手、独立完成，制作过程亦十分美妙，建议大家日后想吃冰淇淋，可以采用本方法独立完成。

3.5冰淇淋成品展示

采用不同配方和不同制作工艺制作的冷品样品。（图略）

3.6实验结果分析

小组成员依据《冰淇淋的感官评定方法与感官质量控制》对自制冰淇淋进行评定，分析结果如下：

感官指标以及评定标准：

（1）滋味和气味：无水及少水冰淇淋均滋味和顺，香气纯正，多水冰淇淋口感过硬，但三种配方冰淇淋均符合其应有滋味，无异味。

（2）组织状态：无水冰淇淋细腻，均匀，无空洞；少水冰淇淋较为均匀，无空洞；多水冰淇淋粗糙、较为不均匀，空洞较多。

（3）杂质：三种配方冰淇淋均无肉眼可见的杂质。

4.结论

通过以上分析，不难发现，无水冰淇淋口感、色泽、气味、组织状态等方面均为最佳，为本次试验寻找到的最佳口味冰淇淋配方。

参考文献：

李淑仪.新型冰淇淋设备［J］.中国食品工业，2000（06）.

·编辑薛直艳