牛奶原味意式冰淇淋的研制

刘希凤，任伟伟，高金明，李卓妍，张世奎

1 山东畜牧兽医职业学院，山东潍坊 261061

2 烟台大学生命科学学院，山东烟台 264005

3 昌邑市海洋事业发展中心，山东昌邑 261300

0 引言

目前我国冰淇淋消费已跃居全球首位，随着生活水平的提高，人们对冰淇淋不再局限于口感口味，也更加注重营养健康。传统冰淇淋属于高糖、高脂肪、高热量的食物[1]，不适合糖尿病、心脑血管疾病等人群以及儿童食用。为此，科研工作者一直在研究用低热量成分代替糖、脂肪等高热量成分，而又不影响加工品质的方法。

意式冰淇淋即意大利冰淇淋，被称为“Gelato”。意式冰淇淋坚持以新鲜的牛奶、优质的水果酱料和传统的手工艺术，直接搅拌冷冻而成，入口香滑绵密，如“丝绸”般柔顺浓郁。牛奶原味意式冰淇淋用新鲜牛奶做成，里面没有多余的水和空气，膨胀率低，分量厚实，因此比传统冰淇淋少了许多热量和脂肪，具有新鲜、健康、低脂、低糖的特点。意式冰淇淋正逐步成为一股新兴的消费潮流[1]。因此，健康的Gelato是冷饮市场中的必要产品。选材方面，Gelato选用时令新鲜水果、坚果、牛奶、蛋等，符合学龄儿童对口味、营养等的要求；食用温度方面，传统冰淇淋在制作中放入更多的奶脂与空气，需要较低的温度储存，一般为-12℃～-13℃，而Gelato温度为-7℃～-2℃，这个温度使冰淇淋入口即化，能保护学龄儿童的胃肠道健康；口感方面，Gelato因搅拌速度慢，打入很少的空气，口感更为厚实绵密，味道细腻浓郁；营养方面，巴氏杀菌乳通过低温杀菌，可以最大限度保留牛奶中的营养成分和活性物质，能促进儿童成长发育，增强抵抗力。

本文以新鲜牛奶为基底制作的牛奶原味意式冰淇淋，营养美味、口感绵软、清凉解暑，深受儿童喜爱，具有广阔的市场开发前景。

1 材料与方法

1.1 材料

生牛乳，市售；淡奶油，青岛雀巢有限公司；植物纤维，法布芮（上海）食品贸易有限公司；结构基底粉，吉拉朵食品（青岛）有限公司；白砂糖，安琪酵母（赤峰）有限公司；脱脂奶粉，黑龙江贝因美乳业有限公司。

1.2 仪器与设备

MASTER20意式冰淇淋机，青岛益达制冷设备有限公司；EBF3速冻柜，青岛科博制冷设备有限公司；ENERGY12FG展示柜，青岛科博制冷设备有限公司；ACS-30B型电子秤，永康市大阳衡器有限公司；150型杀菌锅，山东省诸城美川机械有限公司；S5-F93搅拌棒，九阳股份有限公司；RTS-208温度计，深圳瑞特斯仪器仪表有限公司；OCHPYJ2121硬刮刀，宁波镇海沃恩美特新材料科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 加工工艺

原料预处理→混合→巴氏杀菌→均质→冷却→老化（成熟）→凝冻→出料→装饰→硬化定型→成品[2]。

1.3.2 操作要点

（1）原料预处理：按照配方分别称量生牛乳、淡奶油、结构基底粉、植物纤维、白砂糖、脱脂奶粉，备用。

（2）混合：将称量好的生牛乳、淡奶油倒入量杯中，用搅拌器进行搅拌，混合均匀。然后将称好的干性原料分3 次倒入量杯中，继续搅拌2～3 min直至无结块状干粉出现。

（3）巴氏杀菌、均质：原料混合后，将混合物料倒入巴氏杀菌机中，设备边加热边搅拌，温度达到85 ℃，保持15 s进行杀菌处理，然后立即冷却至60 ℃，转入均质机中进行均质处理，均质压力为16～18 MPa。均质处理可使原料充分混匀，并将牛乳中脂肪球的直径减少到1 μm以下，使脂肪处在一种永久均匀的悬浮状态[3]。另外，均质还有利于增进搅拌速度、提高膨胀率、缩短老化期，从而使冰淇淋的质地更为光滑细腻、形体松软、增加稳定性和持久性。

（4）冷却：均质之后的混合物料迅速冷却至2～4 ℃。冷却温度不宜过低，不能低于0 ℃，否则易使混合料产生冰晶，影响冰淇淋质量；冷却温度过高，如大于5 ℃，则易出现脂肪分离现象，会使酸味增加，影响香味。

（5）老化（成熟）：将上述混合物料置于老化机中，在2～5 ℃的低温下老化成熟6 h，进一步提高混合料的稳定性和黏度。

（6）凝冻：将成熟后的混合料倒入意式冰淇淋机中，调节冰淇淋机的温度在-5～-2 ℃，凝冻时间10～15 min。冰淇淋机进入工作状态，边搅拌边凝冻。凝冻完成，打开出料口，观察成品的凝固状态，调节时间，终止凝冻[4]。掌握好凝冻时间，避免因凝冻时间过长，导致硬度过硬无法出料、造型以及对机器造成损害。

（7）出料：凝冻完成后，打开出料口，使用硅胶材质的硬刮刀将冰淇淋置于冰淇淋盆中，顺着出料形状顺势边刮边进行造型，出料结束，将冰淇淋盆置于-30 ℃速冻柜中速冻2～3 min。

（8）装饰：速冻结束后将冰淇淋盆端出，并快速用装饰原料进行装饰。

（9）硬化定型：将装饰好的意式冰淇淋，立即移入-30℃的速冻柜中，冷冻塑型，所需冷冻时间至少为30min。

（10）成品：装饰成品后须在-18 ℃的展示柜中展示出售，成品的最佳赏味期一般为出品后1 周之内。

1.3.3 单因素试验

结合预试验，确定牛奶原味意式冰淇淋的基本配方为：鲜牛奶650 g，淡奶油120 g，结构基底粉70 g，植物纤维65 g，白砂糖70 g，脱脂奶粉25 g。

按照1.3.1加工工艺，以牛奶原味意式冰淇淋的感官评分为指标，依次对6 个主要影响因素，即牛乳添加量（600 g、620 g、640 g、660 g、680 g）、淡奶油添加量（80 g、100 g、120 g、140 g、160 g）、植物纤维添加量（40 g、50 g、60 g、70 g、80 g）、结构基底粉添加量（50 g、60 g、70 g、80 g、90g）、白砂糖添加量（50g、60g、70g、80g、90 g）以及脱脂奶粉（15 g、25 g、35 g、45g、55 g）进行单因素试验。

1.3.4 正交试验

在单因素试验基础上，采用L9（34）正交试验，确定牛奶原味意式冰淇淋的最佳配方。正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平表

1.3.5 牛奶原味意式冰淇淋的质量评价[5，6]

（1）感官评价

根据《GB/T31114—2014 冷冻饮品冰淇淋》中的方法[7]，邀请10 位食品专业且有感官品评经验的教师和学生组成品评小组，按照表2中的评分标准对各项进行品评打分，汇总后取平均值，总分为100分。

表2 牛奶原味意式冰淇淋感官评分标准表

（2）理化及卫生指标测定

蛋白质含量按《GB/T5009.5—2016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》进行测定；脂肪含量按《GB/T 5009.6—2016 食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》进行测定；大肠菌群按《GB/T 4789.21—2003 食品微生物学检验冷冻饮品 饮料检验》进行测定。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 牛乳添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

牛乳的添加在冰淇淋的制作中起着非常重要的作用，一方面可以赋予冰淇淋柔和的奶香味，另一方面由于牛乳中脂肪的存在，能提高冰淇淋的稳定性，其中较高的蛋白质含量，也能使冰淇淋更加细腻滑润[8]。

由图1可知，冰淇淋的感官评分随牛乳添加量的增加呈先上升后下降的趋势，当牛乳添加量为640 g时，冰淇淋的感官品质最好。当牛乳添加量较少时，冰淇淋的乳香味稍淡，且冰淇淋不稳定，抗融性较差；当牛乳添加量过高时，奶香味过浓，且冰淇淋冻结不结实，易软塌。所以，本试验选择牛乳的添加量为640 g。

图1 牛乳添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

2.1.2 淡奶油添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

淡奶油添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响如图2所示。

图2 淡奶油添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

由图2可知，随着淡奶油添加量的增加，冰淇淋的感官评分呈先增大后减小的趋势。当淡奶油添加量为120 g时，冰淇淋的感官评分最高，此时，冰淇淋的组织润滑，入口几乎感受不到冰晶的存在，而且与牛乳的奶香味也较协调；当淡奶油添加量小于120 g时，冰淇淋的抗融性较差；而当淡奶油添加量大于120 g时，口感变差，有油腻感。所以，本试验中选择淡奶油添加量为120 g。

2.1.3 植物纤维添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

植物纤维的添加量可以影响冰淇淋的品质。由图3可知，当植物纤维的添加量为60 g时，牛奶原味意式冰淇淋的感官评分最高，此时冰淇淋的口感细腻滑润，厚实绵密，入口无冰晶感；当植物纤维的添加量小于60 g时，冰淇淋口感较粗糙，入口有少量冰晶感；当植物纤维的添加量大于60 g时，冰淇淋组织不够紧密，容易软塌。所以，本试验中选择植物纤维添加量为60 g。

图3 植物纤维添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

2.1.4结构基底粉添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

结构基底粉添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响如图4所示。

图4 结构基底粉添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

由图4可知，随着结构基底粉添加量的增加，冰淇淋的感官评分先增大后减小。当结构基底粉添加量为70 g时，冰淇淋的感官评分最高；当结构基底粉添加量小于70 g时，冰淇淋的膨胀率较小；而当结构基底粉添加量超过70 g时，冰淇淋组织不够细腻，入口有少量冰晶感。所以，本试验中选择结构基底粉的添加量为70 g。

2.1.5 白砂糖添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

在冰淇淋的制作中，白砂糖主要是用作甜味料，赋予冰淇淋以甜味，同时也能使组织更加细腻。添加量不足，会使冰淇淋甜味不足；添加量过高，会使冰淇淋有甜腻感，且会掩盖牛乳的滋味。由图5可知，随着白砂糖添加量的变化，牛奶原味意式冰淇淋的感官评分变化不大。白砂糖添加量为60 g时，冰淇淋感官评分最高，品质最好。

图5 白砂糖添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

2.1.6 脱脂奶粉添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

在冰淇淋的制作中，脱脂奶粉主要作用是增加冰淇淋固形物含量，使其具有爽滑细腻，绵密爽口的美好感觉，并使其减少冰晶。添加量不足，冰淇淋组织不够紧密，容易软塌；添加量过高，会使冰淇淋口感过分厚重，由图6可知，随着脱脂奶粉添加量的变化，牛奶原味意式冰淇淋的感官评分变化不大。脱脂奶粉添加量为35 g时，冰淇淋感官评分最高，品质最好。

图6 脱脂奶粉添加量对牛奶原味意式冰淇淋感官品质的影响

2.2 正交试验结果

正交试验结果数据和方差分析分别见表3和表4。

表4 方差分析表

由表3可知，采用极差分析法可得各因素对牛奶原味意式冰淇淋品质影响的顺序依次为结构基底粉添加量（D）＞牛乳添加量（A）＞植物纤维添加量（C）＞淡奶油添加量（B）。其中，结构基底粉的添加量是显著因素。通过K值分析可知，该试验的最佳组合为A3B2C3D2，即牛乳添加量650 g，淡奶油添加量120 g，植物纤维添加量65 g，结构基底粉添加量70 g。在此条件下进行3 次验证试验，得到牛奶原味意式冰淇淋的感官评分的平均值为90.4分，制得的冰淇淋色泽均匀一致，组织细腻滑润，绵甜适口，入口无颗粒感，具有柔和的淡牛乳香味。

表3 正交试验结果分析表

2.3 牛奶原味意式冰淇淋理化及卫生指标测定结果

牛奶原味意式冰淇淋理化及卫生指标的检测是依据食品安全国家标准《GB/T 31114—2014冷冻饮品 冰淇淋》中规定的标准。由表5的结果可知，牛奶原味意式冰淇淋的理化指标分别是：蛋白质含量为3.2 g/100 g，脂肪含量为8.5 g/100 g，菌落总数为1.0×104CFU/mL，大肠菌群为100 CFU/100 mL ，均符合国家标准。

表5 牛奶原味意式冰淇淋理化及卫生指标

3 结论

通过单因素试验和正交试验优化确定牛奶原味意式冰淇淋的最佳配方为牛乳添加量650 g，淡奶油添加量120 g，植物纤维添加量65 g，结构基底粉添加量70 g。在此配方下制得的冰淇淋色泽均匀一致，组织细腻滑润，口感厚实绵密，无冰晶颗粒，绵甜适口，具有柔和的淡牛乳香味，感官评分可达90.4分，并且理化指标和卫生指标均符合相关标准要求。本试验制作的产品新鲜、健康、营养丰富，可为研制新型营养健康冰淇淋提供参考。