一种猕猴桃酸奶冰淇淋的研制

马雪，裴卓，于永淳

（绥化学院 食品与制药工程学院，黑龙江 绥化 152061）

随着人们生活水平的提高，对冰淇淋产品提出了新的要求，希望它不仅有良好的口感，而且能够满足人们对营养、健康的追求，这导致冰淇淋产品向天然、保健、功能化发展。研究人员对保健型冰激凌进行了大量的研究[1-7]，研制出了多种动、植物营养上互补，老少皆宜的保健型冰淇淋。在未来的冰淇淋市场，满足消费者口感的同时，研制出具有一定保健功效的新型冰淇淋产品将会有广阔的市场前景。酸奶作为具有一定保健功能的发酵乳品逐渐受到广大消费者的喜欢[8]，将酸奶制成冰淇淋不仅可以增加冰淇淋的营养价值，还可以满足消费者对健康食品的要求，同时低温贮藏为益生菌的存活创造了条件，适合益生菌的保藏，大大延长了产品的货架期。猕猴桃酸奶冰淇淋将酸奶的保健作用[9]、猕猴桃的营养价值[10]、独特风味与冰淇淋的冰凉感觉、细腻质地有机地结合起来，营养丰富，老少咸宜，四季都可以食用。不同稳定剂对冰淇淋影响各不相同，羧甲基纤维素钠保形作用强，冰淇淋生产中添加适量的羧甲基纤维素钠可以避免冰淇淋表面出现干缩现象[11-12]。海藻酸钠应用在不同的食品中，发挥着不同的功能。它主要因其稳定性、乳化性、增稠性、悬浮性、胶凝性、分散性和被膜性等特性应用在食品生产、药物制剂和印纺工业等领域[13]。黄原胶是一种微生物多糖，具有剪切稀释、悬浮乳化、增稠、耐盐、耐酸碱、耐高温等独特性能，非常适合应用于冰淇淋的生产[14]。本研究通过对猕猴桃汁添加量、酸奶添加量、白砂糖添加量及稳定剂配方展开研究，旨在为新型冰淇淋产品的开发提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 材料与仪器

猕猴桃：绥化市大润发超市；纯牛奶：蒙牛乳业有限责任公司；白砂糖：上海上棠食品有限公司；羧甲基纤维素钠：淄博海澜化工有限公司；海藻酸钠：河南思远生物科技有限公司；黄原胶：内蒙古阜丰生物科技有限公司；发酵剂（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌）：江苏微康生物科技有限公司；以上材料均为食品级。

HH-6 数显恒温水浴锅：江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；JM-L50 立式胶体磨：温州富瑞康机械科技有限公司；BILON-J1500 高速组织捣碎机：上海比朗仪器制造有限公司；303-00ADH 恒温培养箱：上海坤天实验室仪器有限公司；JJ100B 高精密电子天平：常熟市双杰测试仪器厂；JYZ-E6T 榨汁机：九阳股份有限公司；BCD-160TMPQ 冰箱：海尔股份有限公司；CF8242X 冰淇淋机：黄石东贝制冷有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 猕猴桃酸奶冰淇淋加工工艺流程

1.2.1.1 猕猴桃汁的加工工艺流程

原料的选择→清洗、去皮→破碎→榨汁→过滤→预热→杀菌→冷却→贮存

1.2.1.2 酸奶的加工工艺流程

发酵原料的混合→预热均质→灭菌处理→冷却→接种→发酵→酸奶样品→4℃冰箱冷藏

1.2.1.3 猕猴桃酸奶冰淇淋调配工艺流程

原料混合→均质→杀菌→冷却→老化→凝冻→成品

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 猕猴桃汁的制备

选取果形完整，成熟度8 成～9 成，大小均匀无机械损伤、无病虫害、无疤痕、色泽鲜嫩猕猴桃果实（可溶性固形物含量约为14%～20%）。先将猕猴桃清洗，去掉最外层的毛和皮，切片、去掉籽[15]，电磁炉迅速加热至 70℃～80℃，水浴保持 3 min～5 min，破坏果胶酶并进行榨汁，冷却后冷藏备用。

1.2.2.2 酸奶的制备

将纯牛奶用胶体磨均质2 次，于95℃灭菌15 min，快速冷却至40℃～45℃。接种可获得的混合酸奶发酵菌种（含保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌），经过杀菌后半成品按无菌操作进行发酵剂接种，接种温度控制在41℃～43℃，接种后搅拌 10 min～15 min 溶解分散发酵剂[16]，置 43℃恒温培养箱培养 8 h～10 h，此时 pH 值可达到 4.1～4.6，停止发酵，放入冰箱（0～4℃）冷藏。

1.2.2.3 配料、杀菌、均质

猕猴桃汁和白砂糖按比例混合，稳定剂用15 倍的水溶解过滤后加入其中，用组织捣碎机充分搅拌混合（温度保持在43℃～48℃）。对混合料采取巴氏杀菌，80℃灭菌15 min[17]。杀菌后迅速将混合料冷却到60℃，均质。

1.2.2.4 冷却、老化

将均质后的混合料迅速冷却到4℃，老化15 min～20 min。在老化后的混合料浆中加入酸奶，充分混合均匀。

1.2.2.5 凝冻、冷藏

将老化后的混合料液加到冰淇淋凝冻机料斗中并进行凝冻搅打，其目的是使混合料液更加均匀，产品组织更加细腻，并加速产品硬化成型过程[18]，在-4℃～-2℃下不断搅拌，待其逐渐稠厚凝冻后，将凝冻的冰淇淋装入塑料杯或模子，放入冰箱，进行速冻硬化[19]。

1.2.3 单因素调配试验设计

1.2.3.1 猕猴桃汁添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋影响的研究

按照猕猴桃酸奶冰淇淋加工工艺流程调配冰淇淋，在混合原料中分别加入猕猴桃汁10%、15%、20%、25%、30%时，添加酸奶30%，白砂糖8%，复合稳定剂（羟甲基纤维素钠0.20%、海藻酸钠0.15%、黄原胶0.20%）进行单因素试验。以感官质量和膨胀率作为参考指标，研究其对冰淇淋品质的影响。

1.2.3.2 酸奶添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋影响的研究

按照猕猴桃酸奶冰淇淋加工工艺流程调配冰淇淋，在混合原料中分别加入酸奶15%、20%、25%、30%、35%时，添加猕猴桃汁20%，白砂糖8%，复合稳定剂（羟甲基纤维素钠0.20%、海藻酸钠0.15%、黄原胶0.20%）进行单因素试验，以感官质量和膨胀率作为参考指标，研究其对冰淇淋品质的影响。

1.2.3.3 白砂糖添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋影响的研究

按照猕猴桃酸奶冰淇淋加工工艺流程调配冰淇淋，在混合原料中分别加白砂糖4%、6%、8%、10%、12%时，添加猕猴桃汁20%，酸奶30%，复合稳定剂（羧甲基纤维素钠0.20%、海藻酸钠0.15%、黄原胶0.20%）进行单因素试验，以感官质量和膨胀率作为参考指标，研究其对冰淇淋品质的影响。

1.2.4 复合稳定剂的选择

若脂肪含量较少，冰淇淋固有的抗热性和细腻感降低较严重，此时可通过添加一定量的稳定剂来克服此缺陷。

1.2.4.1 羧甲基纤维素钠添加量对冰淇淋影响的研究

按照猕猴桃酸奶冰淇淋标准配方（猕猴桃汁20%、酸奶30%、白砂糖8%）调配冰淇淋，在混合原料中分别加入 0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%羧甲基纤维素钠时，添加海藻酸钠0.15%、黄原胶0.20%进行单因素试验，计算冰淇淋的膨胀率和融化率。

1.2.4.2 海藻酸钠添加量对冰淇淋影响的研究

按照猕猴桃酸奶冰淇淋标准配方（猕猴桃汁20%、酸奶30%、白砂糖8%）调配冰淇淋，在混合原料中分别加入海藻酸钠0.10 %、0.15 %、0.20 %、0.25 %、0.30 %时，添加羧甲基纤维素钠0.20%、黄原胶0.20%进行单因素试验，计算冰淇淋的膨胀率和融化率。

1.2.4.3 黄原胶添加量对冰淇淋影响的研究

按照猕猴桃酸奶冰淇淋标准配方（猕猴桃汁20%、酸奶30%、白砂糖8%）调配冰淇淋，在混合原料中分别加入黄原胶0.10%、0.15%、0.20%、0.25 %、0.30 %时，添加羧甲基纤维素钠0.20%，海藻酸钠0.15%进行单因素试验，计算冰淇淋的膨胀率和融化率。

1.2.5 正交试验设计

1.2.5.1 猕猴桃酸奶冰淇淋原料配比正交试验设计

根据原料配比单因素试验结果进行正交试验，确定猕猴桃酸奶冰淇淋原料的最佳配比，见表1。

表1 配方调配因素和水平Table 1 Factors and levels of formula blending

1.2.5.2 复合稳定剂配比正交试验设计

根据复合稳定剂单因素试验结果进行正交试验，确定复合稳定剂的最佳配比，见表2。

表2 复合稳定剂添加的因素和水平Table 2 Factors and levels of compound stabilizer addition

1.2.6 猕猴桃酸奶冰淇淋感官评价方法

猕猴桃酸奶冰淇淋制成后，选取味觉灵敏的10人，经过培训后组成感官评定小组，取其感官评价评分的平均值。猕猴桃酸奶冰淇淋感官评价评分标准见表3，通过看、闻、品的鉴别，从而识别产品品质的优劣[20-21]。

表3 猕猴桃酸奶冰淇淋感官品质评分标准Table 3 Sensory quality evaluation criteria of kiwi yogurt ice cream

1.2.7 膨胀率及其计算方法

在冰淇淋的生产中，膨胀率是衡量冰淇淋品质优劣的重要指标。膨胀率能客观地反映冰淇淋的配方、工艺等综合条件对产品品质的影响，并直接影响冰淇淋的抗融性、适口性和经济效益[11]。冰淇淋的混合原料膨胀后经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。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。综合冰淇淋行业标准文件SB/T 10418-2017《软冰淇淋》及相关研究，一般认为软冰淇淋膨胀率应控制在低于80%，果味冰淇淋应在60%～70%较为适宜[22-23]。

计算方法：分别测定冰淇淋凝冻前后在相同体积下的质量，按照公式[24-25]进行膨胀率的计算。

吴建中在《转型与超越：无所不在的图书馆》一书中指出，“图书馆是虚拟与实体高度融合的交流空间；图书馆应有效利用信息通讯技术，推进虚拟与实体空间的高度融合，使图书馆成为温馨亲和、信息通畅的知识交流空间；读者不仅可以在这里获取知识、交流信息，而且还可以从这里连接到全国乃至全球更大范围的信息资源” [9]。随着网络和新媒体技术的日益普及，图书馆也应开拓网上虚拟文化空间，使得各类文化展览和活动可以跳出现实空间束缚，在网络平台上发挥更大空间。

式中：M1为凝冻前冰淇淋浆料质量，g；M2为凝冻后冰淇淋成品质量，g。

1.2.8 融化率及其计算方法

通常以融化率来说明冰淇淋抗融性的好坏，融化率低表明其具有较好的抗融性。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。测定试验中不同稳定剂配方下冰淇淋的融化率，可得到复合稳定剂最佳试验配方。

计算方法：冰淇淋融化率的测定参考Cody 等[7]的方法，并作出适当改变。称取一定质量冰淇淋成品，置于金属网上，并在其下面放一玻璃烧杯（用于收集融化的冰淇淋），然后放入37℃恒温培养箱中，15 min 后称量融化冰淇淋的质量。计算公式如下：

式中：M0为融化冰淇淋的质量，g；M 为称取冰淇淋的总质量，g。

2 结果与分析

2.1 单因素调配试验结果与分析

2.1.1 猕猴桃汁添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋影响的结果与分析

在酸奶、白砂糖和复合稳定剂添加量相同的情况下，通过改变猕猴桃汁的加入量，研究不同猕猴桃汁添加量对冰淇淋品质的影响，结果见图1。

图1 猕猴桃汁添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋的影响Fig.1 Effect of kiwi juice addition on kiwi yogurt ice cream

由图1可知，在猕猴桃汁添加量为10%～20%时，随着猕猴桃汁添加量的增加，冰淇淋的感官品质呈上升趋势，在添加量为20%时达到峰值，之后呈下降趋势。猕猴桃汁添加量低于10%时风味不够明显；添加量大于20%则会使冰淇淋膨胀率有所下降，导致冰淇淋绵软口感降低并且略有苦味。这是因为猕猴桃汁中的果胶成分与牛奶相混时易产生沉淀，导致混合料液的黏度上升，空气不易混入[12]。综合该冰淇淋的感官检验及膨胀率，本试验选择猕猴桃汁的添加量为20%。

在猕猴桃汁、白砂糖和复合稳定剂添加量相同的情况下，通过改变酸奶的加入量，研究不同酸奶添加量对冰淇淋的品质影响，结果见图2。

图2 酸奶添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋的影响Fig.2 Effect of yogurt addition on kiwi yogurt ice cream

由图2可知，在酸奶添加量在15%～30%时，随着酸奶添加量的增加，冰淇淋的感官品质呈上升趋势，在添加量为30%时达到峰值，之后略有下降。随着酸奶添加量的增加，冰淇淋的膨胀率逐渐增大，这是由于酸奶的添加使冰淇淋料液黏度降低，在凝冻搅打过程中，空气随着搅打而更容易进入料液中形成乳状液气泡，促使冰淇淋体积膨胀，因而膨胀率增大[8]。并且在酸奶添加量小于15%时，冰淇淋没有明显的酸奶风味，而大于30%则导致酸味过浓，因此30%的酸奶添加量是最合适的。

2.1.3 白砂糖添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋影响的结果与分析

在猕猴桃汁、酸奶和复合稳定剂添加量相同的情况下，通过改变白砂糖的加入量，研究不同白砂糖的添加量对冰淇淋的品质影响，结果见图3。

图3 白砂糖添加量对猕猴桃酸奶冰淇淋的影响Fig.3 Effect of white granulated sugar addition on kiwi yogurt ice cream

由图3可知，在白砂糖添加量为4%～8%时，随着白砂糖添加量的增加，冰淇淋的感官品质呈上升趋势，在添加量为8%时达到峰值，之后略有下降。膨胀率的增大是由于白砂糖的添加使冰淇淋浆料总固形物含量增大，有利于浆料中混入空气的保存。当白砂糖添加量大于8%时膨胀率下降，分析原因可能是由于浆料中固形物含量过高，导致冰淇淋浆料黏度过大，凝冻搅打时空气不易混入，最终导致膨胀率下降。加糖量小于4%酸奶的酸味和猕猴桃汁的苦味会影响冰淇淋的感官品质；加糖量大于8%则会导致产品过于甜腻，因此本试验选择的添加量为8%。

2.2 复合稳定剂的选择试验结果与分析

2.2.1 羧甲基纤维素钠添加量对冰淇淋的影响

羧甲基纤维素钠添加量对冰淇淋影响的结果见图4。

图4 羧甲基纤维素钠添加量对冰淇淋的影响Fig.4 Effect of sodium carboxymethyl cellulose addition on ice cream

从图4可以看出羧甲基纤维素钠添加量达到0.20%时，膨胀率较为理想；此时冰淇淋的融化率较低，抗融效果较好，制得的冰淇淋组织滑润形态稳定，口感及外观形态佳。羧甲基纤维素钠能使冰淇淋具有较好的细腻感和抗热性，但入口融化较慢，添加量过高时口感较黏。

2.2.2 海藻酸钠添加量对冰淇淋的影响

海藻酸钠添加量对冰淇淋影响的结果见图5。

图5 海藻酸钠添加量对冰淇淋的影响Fig.5 Effect of sodium alginate addition on ice cream

从图5可以看出海藻酸钠添加量达到0.15%时，膨胀率较为理想；此时冰淇淋的融化率较低，抗融效果较好，制得的冰淇淋形态稳定无大冰晶及颗粒，口感及外观形态佳。添加量过高时，抗热性变差。

2.2.3 黄原胶添加量对冰淇淋的影响

黄原胶添加量对冰淇淋影响的结果见图6。

图6 黄原胶添加量对冰淇淋的影响Fig.6 Effect of xanthan gum addition on ice cream

从图6可以看出黄原胶添加量达到0.20%时，膨胀率较为理想；此时冰淇淋的融化率较低，抗融效果较好，制得的冰淇淋形态稳定无大颗粒、无气泡和孔洞，口感及外观形态佳。

综合分析：随着复合稳定剂添加量的增加冰淇淋的膨胀率逐渐增加，融化率也随之降低，抗融性增强。此后，随着添加量的增加膨胀率降低，这是由于复合稳定剂添加量的继续增加，促使冰淇淋浆料黏度升高，造成冰淇淋浆料黏度过大，不利于凝冻搅打过程中空气的混入，造成膨胀率降低，同时复合稳定剂添加量过多也易造成冰淇淋的口感过黏。

由以上单因素试验结果可知，当羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、黄原胶以0.20%、0.15%、0.20%添加量加入时，猕猴桃酸奶冰淇淋的膨胀效果及抗融化效果较理想，因此选用此条件继续进行正交试验。

2.3 正交试验结果与分析

2.3.1 猕猴桃酸奶冰淇淋原料最佳配比正交试验结果与分析

依据原料最佳配比单因素试验结果，采用L9（33）的正交试验方法，以感官评定评分为主，结果及数据处理见表2。

表2 原料最佳配比正交试验结果Table 2 The orthogonal experiment results of optimum proportions of raw materials

续表2 原料最佳配比正交试验结果Continue table 2 The orthogonal experiment results of optimum proportions of raw materials

由极差结果分析可知，影响冰淇淋感官评分的因素大小次序为：C〉A〉B，即白砂糖添加量〉猕猴桃汁添加量〉酸奶添加量，最优组合为A2B3C3，即猕猴桃汁添加量为20 %，酸奶添加量为32 %，白砂糖添加量为10%；而影响冰淇淋膨胀率的因素大小次序为：A〉C〉B，即猕猴桃汁添加量〉白砂糖添加量〉酸奶添加量，最优组合为A2B3C2，即猕猴桃汁添加量为20%，酸奶添加量为32%，白砂糖添加量为8%。两组最佳组合中，白砂糖添加量有差异，且二者极差相等，在评价指标中以感官评分为主要指标，所以经综合分析，最终确定猕猴桃酸奶最优配方为A2B3C3，即猕猴桃汁添加量为20%，酸奶添加量为32%，白砂糖添加量为10%。

对冰淇淋原料最优配方进行验证试验，重复3 次取平均值，结果表明，最优组合A2B3C3分值为94.8，膨胀率为58.3%。可以看出此组合感官质量高于正交试验中的每一项试验结果。因此猕猴桃酸奶冰淇淋原料最优配方为：猕猴桃汁添加量20%、酸奶添加量32%、白砂糖添加量10%。

2.3.2 复合稳定剂正交试验结果与分析

依据复合稳定剂单因素试验结果，采用L9（33）的正交试验方法，以膨胀率测定结果为主，结果及数据处理见表3。

表3 复合稳定剂正交试验结果Table 3 Orthogonal test results of composite stabilizer

续表3 复合稳定剂正交试验结果Continue table 3 Orthogonal test results of composite stabilizer

由极差结果分析可知，影响冰淇淋膨胀率的因素大小次序为：a〉b〉c，即羧甲基纤维素钠〉海藻酸钠〉黄原胶，最优组合为a2b2c1，即羧甲基纤维素钠添加量为0.20%、海藻酸钠添加量为0.15%、黄原胶添加量为0.15%；而影响冰淇淋融化率的因素大小次序为：c〉a〉b，即黄原胶〉羧甲基纤维素钠〉海藻酸钠，最优组合为a1b2c3，即羧甲基纤维素钠添加量为0.15%、海藻酸钠添加量为0.15%、黄原胶添加量为0.25%。除海藻酸钠的影响外，两组最优组合有所差异，有极差分析可知，羧甲基纤维素钠对产品膨胀率的影响略高于对融化率的影响，而黄原胶对融化率的影响显著高于其对膨胀率的影响，所以综合分析各个因素，最终确定复合稳定剂的最优配方为a2b2c3，即羧甲基纤维素钠添加量为0.20%、海藻酸钠添加量为0.15%、黄原胶添加量为0.25%。

对复合稳定剂的最优配方进行验证试验，重复3次取平均值，得膨胀率为58.3%，融化率为33.5%，可以看出此配方膨胀率及抗融效果佳，因此选用羧甲基纤维素钠添加量为0.20%、海藻酸钠添加量为0.15%、黄原胶添加量为0.25%。

3 结论

以猕猴桃、酸奶为原料，通过对猕猴桃汁添加量、酸奶添加量、白砂糖添加量及稳定剂配方的单因素试验、正交试验研究，得到了以下结论：单因素试验确定猕猴桃酸奶冰淇淋中猕猴桃汁的添加量为20%，酸奶的添加量为30%，白砂糖添加量为8%。羧甲基纤维素钠添加量达到0.20%时海藻酸钠添加量0.15%，黄原胶添加量0.20%时，冰淇淋膨胀率较为理想。正交试验优化结果确定：猕猴桃酸奶冰淇淋中猕猴桃汁的最佳添加量为20 %，酸奶的最佳添加量为32 %，白砂糖的最佳添加量为10 %，感官评分94.8，此配方制得的冰淇淋口感良好，颜色均匀、无杂色，有猕猴桃和酸奶独有的风味和香味，相互协调，酸甜适度。冰淇淋中复合稳定剂的最佳配方为：羧甲基纤维素钠添加量0.20 %，海藻酸钠添加量0.15 %，黄原胶添加量0.25%。使用该配方制得的猕猴桃酸奶冰淇淋膨胀率可达58.3%，符合国家标准，且抗融化性较好，融化率仅为33.5%，组织滑润、细腻，形态稳定，无大冰晶及颗粒。