不同种类脂肪替代物对软冰淇淋浆料流变特性及产品品质和口感的影响

赵 雯，张 健，姜芸云，赵 笑，郝晓娜，李 柳，赵 娟，杨贞耐*

（北京食品营养与人类健康高精尖创新中心，食品质量与安全北京实验室，北京工商大学，北京 100048）

软冰淇淋加工中使用预拌粉具有快捷方便和易于操作的特点，受到广大商家和消费者的青睐。冰淇淋预拌粉常见的生产方法有干混法和喷粉法，干混法更为简单，节约成本，但却限制了传统冰淇淋中奶油的添加。奶油对软冰淇淋的理化性质和口感风味起到至关重要的作用，尤其影响冰淇淋的黏稠感、顺滑感和油脂感[1]。随着消费者对低脂或无脂软冰淇淋需求的不断增加，如何通过使用适宜的脂肪替代品模拟脂肪带来的顺滑细腻口感，生产健康美味的低脂软冰淇淋预拌粉成为亟待解决的技术问题。

食物在口腔咀嚼过程中的动态流变特性对实际口感产生重要影响。半固态食物在唾液参与下逐渐降解为小颗粒，当颗粒大小、流变特性以及颗粒间的聚集程度满足人体口腔的吞咽要求时，便产生吞咽行为并引发口腔触感[2]。软冰淇淋进入口腔后，缓慢融化成小的颗粒，经舌头、牙齿与上下颚同时与唾液相互作用，小颗粒聚集在一起产生特定的流变行为，该流变特性与冰淇淋的顺滑感和油脂感显著相关[3]。因此，食物颗粒粒径分布是影响食品本质特性及最终产品质量的重要因素，颗粒的理化特性（大小和形状）与其聚集行为（流变特性）是影响与脂肪相关口感的关键指标[4]。在众多食品如巧克力、咖啡的加工制作过程中，粒径分布对其丝滑口感至关重要。咖啡的粒径分布不仅影响其流变特性、融化率和口感，甚至还会影响其色泽和挥发性风味物质[5]。冰淇淋中的脂肪球经高压均质被打破后重新聚合，形成直径为200～500 nm的微粒，该微粒聚集在一起赋予顺滑细腻的口感[6]。Liu Kun等[3]研究表明小的脂肪球更容易发生聚集行为进而降低口腔摩擦力，产生更为浓郁的脂肪口感与风味。Engelen等[7]研究表明不同温度条件显著影响蛋黄酱和乳脂蛋糕的黏弹性与口感。Godoi等[8]结合流变特性与粒径分布对半固态乳制品的油脂感进行分析，然而结果表明二者之间并无显著相关性。

由于原料组成、浓度、加工方式和参数等对颗粒降解程度与聚集行为具有重要影响[9]，针对不同种类食品选取适宜的脂肪替代物是当前低脂食品的研究热点。目前市场上常见的脂肪替代品为蛋白质类和碳水化合物类。浓缩乳蛋白（milk protein concentrate，MPC）在经过均质之后颗粒直径可以达到10 μm以下，小于人体口腔能感受到的阈值范围，会产生类似脂肪一般的顺滑口感，是研究最早的蛋白质基脂肪替代品。已经商品化的蛋白质基脂肪替代品有SimplesseTM、Dairy Lo、Prolo 11等。菊粉和葡聚糖是常用的碳水化合物基质的脂肪替代品。这些大分子聚合物具有良好的结合水能力，起到增稠、乳化、凝胶的作用，可以产生类似脂肪的流动特性[10]。但是，单独使用一种脂肪替代品往往不能满足冰淇淋的所有特征要求[11]。

本研究基于蛋白质和多糖在食品基质中的相互作用，选用MPC、菊粉和葡聚糖3 种常见蛋白质和碳水化合物基质的脂肪替代品，并将菊粉和葡聚糖分别与MPC混合，以乳脂肪制作的冰淇淋为对照，经过巴氏杀菌、均质、老化、搅打、凝冻等步骤，以冰淇淋浆料的膨胀率、融化率、稳定性、粒径分布、黏度和动态流变学性质为指标，通过比较2 种类型脂肪替代品的差异及其是否产生良好的类似脂肪感官效果，研制适于低脂软冰淇淋加工的脂肪替代物。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

脱脂奶粉 恒天然有限公司；淡奶油 雀巢有限公司；复合冰淇淋乳化稳定剂 北方霞光有限公司；白砂糖、果糖、MPC、菊粉、葡聚糖、麦芽糊精 河北百味有限公司。

1.2 仪器与设备

GJJ-0.03/100小型实验室均质机 上海诺尼轻工机械由限公司；BQ7225软质冰淇淋机 黄石东贝制冷有限公司；DV-II黏度计 英国Brookfield公司；ALV/LSE-500动静态激光光散射仪 北京赛普瑞生科技开发有限责任公司；MAC302动态流变仪 奥地利安东帕有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冰淇淋的生产工艺

将120 g脱脂奶粉、105 g白砂糖、65 g果糖、23 mL奶油（含35%乳脂肪）、5 g冰淇淋乳化稳定剂、478 mL纯净水加热至45 ℃缓慢搅拌，混合均匀。分别使用4% MPC、4%菊粉、4%葡聚糖、2% MPC+2%菊粉（M-I组）、2% MPC+2%葡聚糖（M-D组）代替23%奶油（添加量参考已有研究[12-16]，稍作修改），使用4%麦芽糊精补充总固形物含量。将混合物在74 ℃水浴中巴氏杀菌15 min，10.5 MPa均质，于4 ℃老化4 h。将浆料倒入软冰淇淋机中，15 min左右即成软质冰淇淋。

表1 冰淇淋实验分组配料Table1 Grouping and ingredients of ice cream

1.3.2 理化指标的测定

1.3.2.1 软冰淇淋浆料pH值和滴定酸度的测定

称取冰淇淋样品10 g，加入10 mL蒸留水，混匀后，加入0.5 mL 0.5%酚酞指示剂，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定，直到粉红色出现。记录已消耗的NaOH溶液体积。用数显pH计测定发酵冰淇淋样品的pH值。滴定酸度按公式（1）进行计算：

式中：V为NaOH溶液体积/mL；M为样品质量/g。

1.3.2.2 软冰淇淋浆料稳定性的测定

将老化4 h后的冰淇淋浆料置于4 ℃冰箱中，保存21 d。测定软质冰淇淋浆料分层后的乳清相高度d1及其总高度d2。根据公式（2）对冰淇淋的稳定性进行计算：

1.3.2.3 软冰淇淋浆料黏度的测定

使用布氏旋转黏度计，25 ℃、5 r/min旋转120 s，对老化4 h后的软冰淇淋浆料表观黏度进行测定，每个试样重复3 次。

1.3.2.4 软质冰淇淋融化率的测定

经软质冰淇淋挤压出的冰淇淋成品，称取30 g后置于室温下筛孔大小为3 mm×3 mm金属网上。分别记录第1滴滴落时的质量M0，150 min后滴落的质量为M150；每隔10 min记录冰淇淋滴落质量，根据公式（3）和（4）计算融化率和融化速率：

1.3.2.5 软冰淇淋膨胀率的测定

分别称取一定体积的冰淇淋浆料和等体积的成品，根据公式（5）对软冰淇淋的膨胀率进行计算：

1.3.3 软质冰淇淋粒径分布的测定

将软质冰淇淋样品于4 ℃融化2 h，将融化后的冰淇淋以1∶1 000比例稀释，用DSL动静态同步激光光散射仪在90°角下分别测定4 ℃和37 ℃的粒径分布情况。

1.3.4 软质冰淇淋动态流变学的测定

使用流变仪对软质冰淇淋样品的流变特性进行测定。将4 ℃老化后的冰淇淋浆料，迅速放入流变仪的样品盘上，刮去边缘样品，扫描温度25 ℃，选用夹具为圆锥形夹具（直径为25 mm），平行板间距为1 mm，测定样品随频率变化（0.01～10 Hz）的弹性模量（G’）、黏性模量（G”）和相位角（tanδ）变化。

将冰淇淋成品4 ℃静置2 h，取一定量的冰淇淋样品，放置在样品测试盘上，刮去旁边多余样品，压力1 N，选用夹具为圆锥形夹具（直径为25 mm），平行板间距为1 mm，测定样品随温度变化（4～37 ℃）的G’、G”和tanδ变化。

1.3.5 感官评价

在保证冰淇淋完全符合国家食品安全要求的基础上，邀请9 名经过一定感官培训的人员，对冰淇淋样品进行感官评价，呈递顺序和品评顺序随机并根据评分表打分。使用的描述词汇、定义及参照物见表2。去掉一个最高分和去掉一个最低分后计算平均分。每项指标占总比例1/4，计算总的感官评分。

表2 冰淇淋感官评分标准Table2 Criteria for sensory evaluation of ice cream

1.3.6 感官评价与粒径分布及流变特性的相关性分析

应用SPSS 19.0软件对感官指标中方差较大的几组与粒径分布和流变特性的测定结果进行皮尔逊相关性分析。最后进行回归分析，建立回归预测模型。

1.4 数据统计

数据处理使用SPSS 19.0软件进行方差分析，P＜0.05时表示具有显著差异。

2 结果与分析

2.1 冰淇淋的理化指标分析

表3 冰淇淋pH值、滴定酸度和稳定性测定结果Table3 pH value, titrable acidity and stability of different types of ice cream

由表3可知，6 组冰淇淋浆料的pH值变化范围为6.22～6.48，滴定酸度范围为0.33～0.48 °T。除菊粉组与葡聚糖组滴定酸度较低之外，其他几组并没有显著差别。通常而言，pH值降低，蛋白质-多糖-水之间的相互作用力减弱，静电平衡力减弱，形成的三维网络结构不够稳定。pH值升高，蛋白质之间聚合力增强，影响蛋白质与多糖之间的相互作用[12]。对照组稳定性最好，其次为菊粉组和葡聚糖组，MPC组稳定性最差。75 ℃、15 min的巴氏杀菌过程可能导致MPC变性，降低稳定性。菊粉组与葡聚糖组冰淇淋浆料稳定性较好，这可能是由于多糖类物质的糖链之间易形成稳定的网状结构，因此赋予浆料较好的稳定性[13]。M-I、M-D组的稳定性居于两种类型的脂肪替代品之间，表明菊粉和葡聚糖的加入可以对MPC的弱稳定性起到改善作用。

表4 冰淇淋融化特性与膨胀率测定结果Table4 Melting rate and overrun of different types of ice cream

由表4可知，各组冰淇淋样品之间的膨胀率并没有显著差异。融化率结果表明，MPC组冰淇淋最先开始融化但融化率最低，菊粉组和葡聚糖组冰淇淋融化率最高，MPC组融化较慢可能归因于其较高的浆料黏度进而延缓其融化速率。对照组冰淇淋中，脂肪球群集和团聚可以稳定冰淇淋结构中的气泡，延缓冰淇淋的融化速率。Roland等[14]研究同样表明，加入MPC制作的冰淇淋融化速率低于葡聚糖和脂肪制作的冰淇淋。Akbari等[15]指出菊粉的加入可以延缓冰淇淋的融化速率。王立枫等[16]研究表明融化速率与冰淇淋浆料的稳定性呈正相关。稳定性越好，冰淇淋各个组成成分之间形成稳定的网络结构，延缓冰淇淋在室温条件下的形变速率，使第1滴滴落时间变晚。

2.2 黏度特性分析

图1 不同实验组冰淇淋浆料的表观黏度Fig.1 Apparent viscosity of different types of ice cream mixes

如图1所示，在所有组别中，添加MPC制作的无脂冰淇淋浆料黏度最高（680～850 Pa·s），菊粉组和葡聚糖组浆料黏度最低，分别为40～60、60～80 Pa·s，M-I组、M-D组与对照组黏度更为接近（200～300 Pa·s）。MPC制备过程的透析过滤使得磷酸钙胶束聚集在一起，不易溶解，可以更大程度地增加容积度进而增加其黏度[16-19]。此外，奶粉中的钙离子也会加强该凝胶网络的稳固性，表现出较高的黏度。Ohmes等[17]使用3 种商业蛋白基质的脂肪替代品（Prolo11、Dairy Lo、SimplesseTM）制作低脂冰淇淋，结果表明使用蛋白质基脂肪替代品制作的冰淇淋具有较高的黏度。Daw等[18]同样指出蛋白质含量增加，会增加溶液的稠度系数和表观黏度[18]。

2 种碳水化合物类脂肪替代品冰淇淋浆料的黏度没有显著差异。Li等[19]研究表明使用精炼葡聚糖作为脂肪替代品会降低冰淇淋浆料表观黏度，并且随其添加量增加，表观黏度持续下降[19]。Niness等[20]也曾经报道过菊粉的添加不能增加冰淇淋浆料的黏度[20]，且糖类的浓度和分子链长不同，对黏度的影响不同[21]。但是也有报道指出，将5%菊粉加入低脂的发酵型冰淇淋中，冰淇淋浆料的黏度明显增加，这可能是由于菊粉作为益生元能促进浆料中益生菌的生长并产生胞外多糖，进而增加了菊粉-低脂冰淇淋浆料的黏度[22]。M-I组和M-D组无脂冰淇淋浆料的黏度与对照组较为接近，可能是由于高黏度的MPC与低黏度的菊粉或葡聚糖混合，使浆料具有与对照组相似的黏度范围。

2.3 粒径分布

表5 不同实验组冰淇淋浆料在4 ℃条件下的粒径分布Table5 Particle size distribution of different types of ice cream at 4 ℃

表6 不同实验组冰淇淋浆料在37 ℃条件下的粒径分布Table6 Particle size distribution of different type ice cream at 37 ℃

如表5所示，在4 ℃条件下，对照组冰淇淋浆料的平均粒径分布在233.7 nm左右。该温度为冰淇淋的老化温度，在老化过程中，冰淇淋浆料中的多种成分发生水合，聚集成胶束，该胶束直径范围分布较为宽泛。通常认为100～300 nm之间为酪蛋白胶束，乳脂肪球的粒子直径分布于1～2 μm，Innocente等[26-27]指出当冰淇淋经过均质后，其乳脂肪球分布位于200～500 nm范围内，同时也指出颗粒直径分布与脂肪含量、均质压力显著相关，脂肪含量越低，均质压力越高，直径越小。37 ℃条件下对照组粒径变小，可能与蛋白质胶束解聚合相关（10～100 nm）（表6）。

葡聚糖组与M-I组冰淇淋浆料粒径分布情况与对照组较为接近，在4 ℃条件下呈单峰分布，平均粒径分布分别为214 nm和276.7 nm。37 ℃条件下，粒子间的聚集能力减弱，小的颗粒从体系中分离出来，形成平均粒径分别为68.09 nm和124.8 nm的双峰，表明温度升高使得部分聚集在一起的颗粒解聚合。相对于葡聚糖而言，M-I组粒径分布主要集中于100～1 000 nm范围。

4 ℃条件下，MPC组、菊粉组和M-D组均出现分别位于10～100 nm和100～1 000 nm之间的双峰，表明部分小颗粒在老化等加工过程中不倾向于发生聚集行为。其中葡聚糖组颗粒分布范围较为集中。37 ℃条件下，大的颗粒聚集完全松散开，出现位于30 nm附近的单峰。与菊粉相比，葡聚糖具有更多疏水性外端、更为复杂的支链结构和更多的阴离子基团以及更小的分子质量，这些都可能影响多糖类物质与蛋白质之间的相互作用，使得M-I组和M-D组具有不同类型的峰分布。Wang Xiaomiao等[23]阐明食品颗粒越小，其在口腔中停留时间越短，能够最大程度保持其颗粒完整性。同时，与小颗粒相比，大颗粒需要更长的咀嚼时间与咀嚼力，因此集中分布的小颗粒可能具有更为顺滑、细腻的口感[23]。

2.4 动态流变学测定结果

2.4.1 扫描频率对冰淇淋样品G’、G”和tanδ的影响

储能模量（G’）和损耗模量（G”）是常用来表征物质黏弹性质的2 个参数[24]。如图2所示，所有冰淇淋浆料的G’和G”都随着频率的增加而增加，表明样品属于黏弹性体。Kurt等[25]将黄芪胶加入冰淇淋的制作过程，G’和G”随着剪切速率增加而增加，同时使用水为对照组，结果显示牛奶制作的冰淇淋G’和G”更高，表明牛奶中的组分可能与黄芪胶发生了相互作用[25]。杨玉玲等[26]研究同样表明使用淀粉基质的脂肪替代品制得冰淇淋浆料，其G’和G”随着剪切频率的升高而升高。Innocente等[27]则探究了不同均质条件对冰淇淋浆料动态流变性质的影响，在所有压力组下均为G’和G”随剪切频率升高而增大，tanδ保持平衡。

图2 不同实验组冰淇淋浆料在扫描频率（0.01～10 Hz）条件下的G’（A）、G”（B）和tanδ（C）变化Fig.2 Changes in storage energy (G’) (A), loss energy (G”) (B) and phase angle (tanδ) (C ) of different types of ice cream mixes as a function of frequency (0.01–10 Hz)

对照组具有最高的G’和G”，剪切频率小于1 Hz时，G”＞G’；频率大于1 Hz时，G’＞G”，二者在1 Hz的剪切频率下有交点。表明溶液由黏性行为（G”＞G’）向弹性行为（G’＞G”）转变。其他几组冰淇淋浆料为G”＞G’，并且没有交点存在。G’与G”越大，其黏弹性越好，与脂肪相关的口感越明显[28]。

在0.01 Hz的剪切条件下，tanδ由大到小依次为：菊粉组＞M-I组＞葡聚糖组＞MPC组＞M-D组＞对照组。由于tanδ=G”/G’，tanδ越大，样品更趋向于黏性/流体行为，tanδ越小，样品越趋向弹性/固体性质[29]。所有实验组tanδ均大于1并且呈递减趋势，表明不论使用蛋白质类或者碳水化合物类或将二者混合作为脂肪替代品，体系均由黏性行为主导并逐渐转为弹性行为，当剪切频率大于1 Hz，趋于稳定。研究表明尽管在剪切过程中G’和G”变大，但是tanδ没有显著变化，表明在咀嚼过程中颗粒结构保持，在口腔中产生顺滑感，tanδ变化大，体系在口腔中流变行为发生变化，需要口腔施加的力改变，顺滑感降低[30]。

2.4.2 温度对冰淇淋样品G’、G”和tanδ的影响

图3 不同实验组冰淇淋浆料在温度扫描（4～37 ℃）条件下的G’（A）、G”（B）和tanδ（C）变化Fig.3 Changes in storage energy (G’) (A) , loss energy (G”) (B) and phase angle (tanδ) (C) of different types of ice cream mixes as a function of temperature

由图3可知，随着温度升高，对照组冰淇淋的G’和G”略有上升，相对较为稳定。随着温度升高，蛋白质解螺旋，作为稳定剂的多糖分子长链打开，与脂肪形成稳定的网络结构，体系对机械剪切的阻力增大，表现为G’和G”逐渐增加[31]。葡聚糖组、M-I组和M-D组均随着温度上升，其G’和G”先下降后上升。经过老化、凝冻等过程，葡聚糖组、M-I组和M-D组均形成不同程度的网络结构，在低温条件下对剪切强力抵抗，表现出相对较高的黏度。随着温度增加，分子间布朗运动加剧，分子间距离增大，流动阻力降低，流动性增强，导致原来网络结构破裂，黏弹性下降，G’和G”降低。随着温度持续升高，体系水分子部分蒸发，溶液中溶质含量增加，溶质分子之间相互作用加剧，黏度上升，G’和G”增加[2]。3 组中以葡聚糖组转变最为显著，而菊粉组和MPC组则是随着温度升高持续下降。

光散射结果表明，随着温度升高，葡聚糖组、M-I组和M-D组冰淇淋浆料的粒径分布由较大的直径范围向较小的直径范围移动。结果表明经过老化之后，冰淇淋浆料中的颗粒发生团聚，随温度升高，大的团聚体逐渐变得松散，颗粒和颗粒之间产生空隙，整个体系的黏弹性下降。当温度持续升高，小的颗粒逐渐聚集在一起，解聚的糖链和变性的蛋白质之间发生缠结，形成更为紧密的团聚体，此时体系的黏弹性发生急剧上升[32]。而菊粉组与MPC组在4 ℃老化后，出现小尺寸的颗粒峰，当温度升高时颗粒间不易发生相互作用，球形结构蛋白质趋向于椭球形转变，菊粉糖链由无序变为有序，G’和G”持续降低[33]。

由图3C可知，随着温度升高，对照组tanδ始终小于1并保持稳定，体系表现为良好的弹性行为。所有实验组tanδ均是随着温度先升高后降低，表明随温度上升，冰淇淋浆料在口腔中缓慢融化，由固态向液态转变，呈现流体状态，当浆料融化完全，水分子开始蒸发，体系密度增大，逐渐由液态向凝胶态转变[34]。

2.5 感官评价结果

图4 冰淇淋黏稠度、顺滑感、口融性、颗粒感感官评价结果Fig.4 Consistency, smoothness, oral melting and granular perception of ice cream

由图4可知，MPC组冰淇淋具有较高的黏稠感和口融性，这与上述实验结果相一致。M-I和M-D组口融性较差，可能是由于蛋白质-多糖混合后可以产生类似奶油般良好的打发性，在口腔中具有一定的饱满度，因而在口腔中停留时间较长，致使感官评价人员感觉其融化时间较长[35]。菊粉组、M-I组、M-D组具有较好的顺滑感，菊粉对产品顺滑感的改善归因于其良好的结合水分子能力，同时实验结果表明，经过一系列加工过程，菊粉组冰淇淋具有最小的粒径分布且经过口腔温度处理后，菊粉组冰淇淋的粒径分布更小且均匀，这可能与其顺滑的口感相关[15]。温度依赖的动态流变学测定结果显示，M-I组、M-D组具有与对照组相似的G’和tanδ，扫描频率条件下，M-D组动态流变学特性与对照组更为接近，表明在温度逐渐升高的过程中，M-I组与M-D组的融化程度、融化方式以及对口腔产生力的作用与脂肪组冰淇淋极为相似，这可能与其良好的顺滑感相关。在颗粒感方面，几组脂肪替代品具有细小的差异，MPC组和葡聚糖组颗粒感相对明显，该结果与粒径分布的测定结果大体一致，MPC组与葡聚糖组在4 ℃条件下，粒径分布较大且宽泛不集中，导致终产品具有相对明显的颗粒感。MPC使得冰淇淋浆料的非脂乳固形物含量增加，融化过程中产生较大的颗粒聚集[36]。此外，研究表明葡聚糖会影响冰淇淋浆料冰点，产生较多的冰结晶，这些细小的冰晶可能会影响其顺滑感进而使得评价人员产生颗粒感[2]。温度扫描结果同样显示葡聚糖组G’变化最为显著，这可能与其体系中冰晶含量较多相关。体系中的冰晶受热融化、蒸发，对仪器测定的数值产生影响。冰晶越多，该影响越显著。对4 组感官评价结果进行综合分析，结果表明M-I组、M-D组感官评价得分最高。

2.6 感官评价与粒径分布、动态流变学指标相关性分析

将4 组感官指标加和后取平均值作为评价指标，以不同温度下的平均粒径分布，1 Hz扫描频率和8 ℃的G’和tanδ为自变量，用SPSS 19.0统计分析软件，建立多元回归方程：Y=59.85-0.005X1-0.661X2-0.398X3-6.557X4-7.682X5，R2=0.997。Y为感官评价中4 项指标的加和；X1为平均粒径分布；X2为1 Hz下的G’；X3为1 Hz下的tanδ；X4为8 ℃的G’；X5为8 ℃的tanδ。

自变量系数绝对值越大，表明该变量与因变量的相关性越强。结果表明软质冰淇淋口感与不同温度条件下动态流变学参数相关性较强，而与频率相关的流变学参数和粒径分布具有弱相关性。这可能是由于软质冰淇淋经过均质后，其粒径较小，在极小范围内口腔不易觉察到差异。此外，软冰淇淋样品通常入口即化，需要较少的咀嚼过程，这可能是其扫描频率下G’和G”与口感相关性较小的原因。Cayot等[35-36]表明低脂酸奶的颗粒尺寸与1 Hz下测得G’/G”与低脂酸奶的顺滑感具有良好的线性相关，频率扫描条件下，复合模量越高（G＞250 Pa），凝胶体系越倾向于流体行为（G’＜G”），低脂酸奶越具有脂肪类似的顺滑感和乳脂感。同样的结论也适用于巧克力慕斯和人造奶油[37]。对于速溶咖啡而言，已经有较为成熟的数学模型，通过其平均粒径与动态流变学参数进行模拟其丝滑醇厚的口感[38]。研究表明，粒径分布和频率相关的动态流变学参数不能很好地模拟软质冰淇淋与乳脂肪相关的口感，温度依赖的动态流变学参数可能具有更好的参考价值。

3 结 论

本研究结果表明，MPC、菊粉和葡聚糖作为脂肪替代品添加不会显著影响冰淇淋浆料的pH值和滴定酸度，但会显著影响体系的稳定性。以葡聚糖组和菊粉组的热稳定性最好，MPC组热稳定性最差，M-I、M-D组居中，表明碳水化合物类物质的添加可以中和由于高温杀菌造成蛋白质变性而引发的体系失稳现象。

不同脂肪替代品的添加对冰淇淋浆料的膨胀率影响并无显著差异。融化特性测定结果表明，MPC组最早融化，但融化速率最慢，M-I、M-D组融化速率最快，其他几组无显著差异。表观黏度测定结果表明MPC组黏度最大，菊粉组和葡聚糖组最小，M-I组和M-D组黏度与对照组相当。

粒径分布测定结果表明葡聚糖组具有与对照组最为相近的峰分布，而MPC组、菊粉组和M-D组冰淇淋浆料的颗粒尺寸较小且集中，可能具有更为细腻顺滑的口感。动态流变学测定结果显示表明，M-D组冰淇淋浆料流变特性与对照组最为接近，随着剪切频率和温度的增加，M-D组的tanδ曲线变化较小，表明在缓慢融化与咀嚼过程中，体系变化较为柔和，可能是相对较为合适的脂肪替代品。

感官评价结果表明，MPC组具有最高的黏稠感，菊粉组具有最好的顺滑感，葡聚糖会产生冰晶感，M-I组和M-D组具有较好的打发特性，顺滑感较好。相关性分析表明，软质冰淇淋的顺滑口感与粒径分布和频率扫描的动态流变学参数不具有显著相关性，温度依赖的动态流变学测定可能具有更好的参考价值。本实验以探究具有最适口感的冰淇淋脂肪替代品为目的，对市场上较为常见的3 种蛋白质/碳水化合物基质的脂肪替代品通过粒度与动/静态流变学测定手段进行重新测定，并将二者相互混合，发现将蛋白质和碳水化合物基的脂肪替代品恰当的互混可能具有更好的效果。进一步对产品进行感官评价，并将测定结果与真实的消费者感官相结合，为通过实验手段评价冰淇淋感官提供技术参考。然而菊粉和葡聚糖与MPC在冰淇淋杀菌、均质、老化搅打等加工过程中如何协同作用，进而影响冰淇淋浆料的流变特性与口感，何种复合比例可以达到最好的效果，以及如何使得实验测定的参数更为精准地模拟脂肪产生的细腻口感等问题还需要进一步研究探讨。

[1] LIM J, INGLETT G E, LEE S. Response to consumer demand for reduced-fat foods: multi-functional fat replacers[J]. Japan Journal of Food Engineering, 2010, 11(4): 147-152. DOI:10.11301/jsfe.11.147.

[2] FUNAMI T. In vivo and rheological approaches for characterizing food oral processing and usefulness of polysaccharides as texture modifiers: a review[J]. Food Hydrocolloids, 2017, 68: 2-14.DOI:10.1016/j.foodhyd.2017.01.020.

[3] LIU K, STIEGER M, VAN DER LINDEN E, et al. Fat droplet characteristics affect rheological, tribological and sensory properties of food gels[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 44: 244-259. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.09.034.

[4] AHMED J, TAHER A, MULLA M Z, et al. Effect of sieve particle size on functional, thermal, rheological and pasting properties of Indian and Turkish lentil fl our[J]. Journal of Food Engineering, 2016,186: 34-41. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2016.04.008.

[5] TOKER O S, SAGDIC O, ŞENER D, et al. The inf l uence of particle size on some physicochemical, rheological and melting properties and volatile compound profile of compound chocolate and cocolin samples[J]. European Food Research and Technology, 2016, 242(8):1253-1266. DOI:10.1007/s00217-015-2629-1.

[6] CHEN J. Food oral processing: a review[J]. Food Hydrocolloids, 2009,23(1): 1-25. DOI:10.1016/j.foodhyd.2007.11.013.

[7] ENGELEN L, DE WIJK R A, PRINZ J F, et al. The effect of oral and product temperature on the perception of fl avor and texture attributes of semi-solids[J]. Appetite, 2003, 41(3): 273-281. DOI:10.1016/S0195-6663(03)00105-3.

[8] GODOI F C, BHANDARI B R, PRAKASH S. Tribo-rheology and sensory analysis of a dairy semi-solid[J]. Food Hydrocolloids, 2017,70: 240-250. DOI:10.1016/j.foodhyd.2017.04.011.

[9] AIME D B, ARNTFIELD S D, MALCOLMSON L J, et al. Textural analysis of fat reduced vanilla ice cream products[J]. Food Research International, 2001, 34(2/3): 237-246. DOI:10.1016/S0963-9969(00)00160-5.

[10] SHOAIB M, SHEHZAD A, OMAR M, et al. Inulin: properties, health benef i ts and food applications[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 147:444-454. DOI:10.1016/j.carbpol.2016.04.020.

[11] SPADA J C, MARCZAK L D F, TESSARO I C, et al. Interactions between soy protein from water-soluble soy extract and polysaccharides in solutions with polydextrose[J]. Carbohydrate Polymers, 2015, 134: 119-127. DOI:10.1016/j.carbpol.2015.07.075.

[12] SYRBE A, BAUER W J, KLOSTERMEYER H. Polymer science concepts in dairy systems: an overview of milk protein and food hydrocolloid interaction[J]. International Dairy Journal, 1998, 8(3):179-193. DOI:10.1016/S0958-6946(98)00041-7.

[13] NAWROCKA A, SZYMAŃSKA-CHARGOT M, MIŚ A, et al. Effect of dietary fi bre polysaccharides on structure and thermal properties of gluten proteins: a study on gluten dough with application of FT-Raman spectroscopy, TGA and DSC[J]. Food Hydrocolloids, 2017, 69: 410-421. DOI:10.1016/j.foodhyd.2017.03.012.

[14] ROLAND A M, PHILLIPS L G, BOOR K J. Effects of fat replacers on the sensory properties, color, melting, and hardness of ice cream[J].Journal of Dairy Science, 1999, 82(10): 2094-2100. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(99)75451-2.

[15] AKBARI M, ESKANDARI M H, NIAKOSARI M, et al. The effect of inulin on the physicochemical properties and sensory attributes of low-fat ice cream[J]. International Dairy Journal, 2016, 57: 52-55.DOI:10.1016/j.idairyj.2016.02.040.

[16] 王立枫, 程马. 乳蛋白质组成对脂肪失稳和冰淇淋品质的影响[J].中国乳品工业, 2016, 44(9): 28-30.

[17] OHMES R L, MARSHALL R T, HEYMANN H. Sensory and physical properties of ice creams containing milk fat or fat replacers[J]. Journal of Dairy Science, 1998, 81(5): 1222-1228. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(98)75682-6.

[18] DAW E, HARTEL R W. Fat destabilization and melt-down of ice creams with increased protein content[J]. International Dairy Journal,2015, 43: 33-41. DOI:10.1016/j.idairyj.2014.12.001.

[19] LI Z, MARSHALL R, HEYMANN H, et al. Effect of milk fat content on fl avor perception of vanilla ice cream[J]. Journal of Dairy Science,1997, 80(12): 3133-3141. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(97)76284-2.

[20] NINESS K N, KATHY R N. Inulin and oligofructose: what are they?[J]. Journal of Nutrition, 1999, 129(7): 1402-1406.

[21] CRAIG S A S, ANDERSON J M, HOLDEN J F, et al. Carbohydrates as organic raw materials III[M]. New Jersey: Wiley-Blackwell, 2008.

[22] EL-NAGAR G C G, TUDORICA C M, KURI V, et al. Rheological quality and stability of yog-ice cream with added inulin[J].Internnational Journal of Dairy Technology, 2002, 55(2): 89-93.DOI:10.1046/j.1471-0307.2002.00042.x.

[23] WANG X M, CHEN J. Food oral processing: recent developments and challenges[J]. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2017,28: 22-30. DOI:10.1016/j.cocis.2017.01.001.

[24] CONDE-PETIT B. Food texture and viscosity-concept and measurement[M]. 2nd ed. Bourne: Academic Press, San Diego, 2002.

[25] KURT A, CENGIZ A, KAHYAOGLU T. The effect of gum tragacanth on the rheological properties of salep based ice cream mix[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 143: 116-123. DOI:10.1016/j.carbpol.2016.02.018.

[26] 杨玉玲, 刘长鹏, 马云. 淀粉为基质的脂肪替代品对无脂冰淇淋特性的影响[J]. 食品工业科技, 2007, 28(2): 137-139. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2007.02.032.

[27] INNOCENTE N, BIASUTTI M, VENIR E, et al. Effect of highpressure homogenization on droplet size distribution and rheological properties of ice cream mixes[J]. Journal of Dairy Science, 2009,92(5): 1864-1875. DOI:10.3168/jds.2008-1797.

[28] ADAPA S, DINGELDEIN H, SCHMIDT K A, et al. Rheological properties of ice cream mixes and frozen ice creams containing fat and fat replacers[J]. Journal of Dairy Science, 2000, 83(10): 2224-2229.DOI:10.3168/jds.S0022-0302(00)75106-X.

[29] LUCEY J A, JOHNSON M E, HORNE D S. Invited review:perspectives on the basis of the rheology and texture properties of cheese[J]. Journal of Dairy Science, 2003, 86(9): 2725-2743.DOI:10.3168/jds.S0022-0302(03)73869-7.

[30] SAINT-EVE A, PANOUILLÉ M, CAPITAINE C, et al. Dynamic aspects of texture perception during cheese consumption and relationship with bolus properties[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 46:144-152. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.12.015.

[31] LI K, WOO M W, PATEL H, et al. Enhancing the stability of protein-polysaccharides emulsions via Maillard reaction for better oil encapsulation in spray-dried powders by pH adjustment[J].Food Hydrocolloids, 2017, 69: 121-131. DOI:10.1016/j.foodhyd.2017.01.031.

[32] GRZESZCZYK S, LIPOWSKI G. Effect of content and particle size distribution of high-calcium fly ash on the rheological properties of cement pastes[J]. Cement and Concrete Research, 1997, 27(6): 907-916. DOI:10.1016/S0008-8846(97)00073-2.

[33] MAURER S, JUNGHANS A, VILGIS T A. Impact of xanthan gum, sucrose and fructose on the viscoelastic properties of agarose hydrogels[J]. Food Hydrocolloids, 2012, 29(2): 298-307.DOI:10.1016/j.foodhyd.2012.03.002.

[34] FISCHER P, POLLARD M, ERNI P, et al. Rheological approaches to food systems[J]. Comptes Rendus Physique, 2009, 10(8): 740-750.DOI:10.1016/j.crhy.2009.10.016.

[35] CHENG J, MA Y, LI X, et al. Effects of milk proteinpolysaccharide interactions on the stability of ice cream mix model systems[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 45: 327-336. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.11.027.

[36] HUFFMAN L M. The importance of whey protein fractions for WPC and WPI functionality: whey protein concentrates and whey protein isolates[J]. International Dairy Federation, 1998, 27/29: 189-196.

[37] KILCAST D, CLEGG S. Sensory perception of creaminess and its relationship with food structure[J]. Food Quality and Preference, 2002,13(7/8): 609-623. DOI:10.1016/S0950-3293(02)00074-5.

[38] CUTLER A N, MORRIS E R, TAYLOR L J. Oral perception of viscosity in fluid foods and model systems[J]. Journal of Texture Studies, 2007, 14(4): 377-395. DOI:10.1111/j.1745-4603.1983.tb00357.x.