高乳糖含量的冰淇淋及其制备方法与流程

1.本发明涉及食品技术领域，具体地涉及一种高乳糖含量的冰淇淋及其制备方法。


背景技术：

2.随着冰淇淋行业的发展，尤其电商网红产品的不断出现，消费者对冰淇淋的品质要求越来越高。目前很多优质冰淇淋都使用生牛乳替代配方中的生活饮用水。生牛乳中含有蛋白质、脂肪、矿物质、乳糖和水分等，其中乳糖含量高达4.7％，是牛乳中高含量的组分之一。冰淇淋中添加高含量的生牛乳将给冰淇淋带来丰富的营养成分即乳糖。
3.牛乳中的总热量的四分之一是来自乳糖。除供给人体能量外，乳糖还具有与其它糖类所不同的生理意义。乳糖在人体胃中不被消化吸收，可直达肠道，在人体肠道内乳糖易被乳糖酶分解成易被吸收的葡萄糖和半乳糖。半乳糖是构成脑及神经组织的糖脂质的成分之一，对婴儿的智力发育十分重要，它能促进脑苷和黏多糖类的生成。乳糖还能促进人体肠道内某些乳酸菌的生成，能抑制腐败菌的生长，有助于肠的蠕动作用。由于乳酸的生成有利于钙以及其它物质的吸收，能防止佝偻病的发生，所以食品中的乳糖不仅是人体热能的来源，还属于有益的营养组分。
4.乳糖以α、β两种形式存在，其相应的比例大约为40％和60％。当乳糖呈过饱和溶液时，α-乳糖即被结晶析出。在溶液中，乳糖的两种形式会达到平衡。当一定量的α-乳糖被结晶下来时，一定量的β-乳糖即被转化成α-乳糖的形式，以使两种形式在溶液中保持一定的比例关系，这种β-乳糖转化为α-乳糖的特性称之为乳糖的旋光变异性。由于乳糖的这种特性，在冰淇淋中的未冻结相中，β-乳糖不断的转化为α-乳糖，导致结晶析出，使冰淇淋在售卖过程中产生沙粒或颗粒感。这种情况在很多品牌的高乳糖冰淇淋中出现，成为行业的难题。这导致很多冰淇淋生产商不得不减少冰淇淋的保质期，以保证产品口感稳定。
5.为了解决高乳糖冰淇淋在货架期内的乳糖结晶问题，本发明从冰淇淋的原料配方和/或生产工艺等方面进行改进。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种乳糖结晶被抑制或者显著降低的高乳糖含量的冰淇淋。进一步地，本发明的目的是提供一种制备所述高乳糖含量的冰淇淋的方法。
7.一方面，本发明提供一种高乳糖含量的冰淇淋，由包括以下成分的原料制备而成：
8.400～600重量份的生牛乳；40～150重量份的白砂糖；0～80重量份的脱脂乳粉；30～80重量份的葡萄糖；200～350重量份的稀奶油；10～20重量份的蛋黄液和1～8重量份的乳化稳定剂，其中所述冰淇淋含有3.0～4.2重量％的乳糖。
9.可选地，所述冰淇淋由包括以下成分的原料制备而成：
10.480～540重量份的生牛乳；60～100重量份的白砂糖；40～60重量份的脱脂乳粉；40～60重量份的葡萄糖；250～300重量份的稀奶油；12～18重量份的蛋黄液；3～5重量份的乳化稳定剂。
11.可选地，所述冰淇淋中的乳糖含量为3.5～4.2重量％。
12.可选地，所述冰淇淋还包含0.5～1.8重量份的食用香精。
13.可选地，所述冰淇淋还包括食用色素。
14.可选地，所述乳化稳定剂是选自分子蒸馏单甘酯、瓜胶、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶中的至少一种。
15.另一方面，本发明提供一种制备以上所述的高乳糖含量的冰淇淋的方法，包括：
16.将生牛乳、白砂糖、脱脂乳粉、葡萄糖、稀奶油、蛋黄液和乳化稳定剂混合，并且进行均质化处理，得到均质化的混合料；
17.将均质化的混合料进行杀菌；
18.将杀菌后的混合料进行冷却；
19.将冷却后的混合料进行老化；
20.将老化后的混合料与任选的食用香精混合；
21.将老化后的混合料或混合有食用香精的混合料进行凝冻；
22.将凝冻后的混合料进行成型，得到成型物；
23.将成型物进行速冻，得到所述的高乳糖含量的冰淇淋，
24.其中，在凝冻工艺步骤中，控制搅拌器刮刀速度为650次/分钟以下。
25.可选地，在70～75℃的温度下和在130～180巴的压力下进行均质化处理；并且优选地，在85～90℃的温度下进行杀菌处理25～32秒。
26.可选地，在60℃至65℃的温度下混合原料；并且优选地，在2～5℃的温度下老化处理12～24小时。
27.可选地，在凝冻工艺步骤中，控制搅拌器刮刀速度为300～650次/分钟。
28.有益效果
29.本发明通过控制冰淇淋中的乳糖含量，和/或控制在制备冰淇淋的凝冻步骤中的搅拌器刮刀速度，抑制或者显著降低了冰淇淋中的乳糖结晶，由此获得质量稳定且品质可控的高乳糖含量的冰淇淋。
具体实施方式
30.下面，为了进一步对本发明中技术特征、目的及有益效果进行更详细的阐述，对本发明的具体实施方案进行说明，但本发明的范围不局限于此。
31.本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备，本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。本发明中，没有特别说明的情况下，重量份以及百分含量都是指重量份和重量％。
32.根据本发明的实施方式，提供一种高乳糖含量的冰淇淋，由包括以下成分的原料制备而成：400～600重量份的生牛乳；40～150重量份的白砂糖；0～80重量份的脱脂乳粉；30～80重量份的葡萄糖；200～350重量份的稀奶油；10～20重量份的蛋黄液和1～8重量份的乳化稳定剂，其中所述冰淇淋含有3.0～4.2重量％的乳糖。
33.可选地，在制备所述冰淇淋的凝冻步骤中，控制搅拌器刮刀速度为650次/分钟以下，更优选为620次/分钟以下，甚至优选为600次/分钟以下。此处的“搅拌器刮刀速度”是指所有搅拌器刮刀的数量乘以搅拌器的转动圈数之积。例如，当搅拌器有2片刮刀时，搅拌器
的转动速率为300转/分钟，则搅拌器刮刀速度为600次/分钟。
34.在高乳糖含量的冰淇淋产品中，控制不当容易出现乳糖结晶的问题。这会影响到冰淇淋的口感和质量。本发明通过控制冰淇淋产品中的乳糖含量，或通过控制在制备冰淇淋的凝冻步骤中的搅拌器刮刀速度，抑制或者显著降低了冰淇淋中的乳糖结晶，由此获得质量稳定且品质可控的高乳糖含量冰淇淋。优选地，本发明通过控制冰淇淋产品中的乳糖含量为3.0～4.2重量％，并且通过控制在制备冰淇淋的凝冻步骤中的搅拌器刮刀速度为300～650次/分钟，可以更明显地抑制或者降低了冰淇淋中的乳糖结晶。
35.溶液中的乳糖结晶的机理如下。首先，乳糖结晶的驱动力是乳糖在液态水中过饱和度。如果乳糖的浓度高于冰淇淋液相中乳糖的溶解度浓度，就会造成乳糖的过饱和。过饱和度越大，乳糖结晶的驱动力就越大。其次，冰淇淋储运过程中的乳糖结晶驱动体现为两方面：一方面是随着温度的降低，乳糖的溶解度也降低，冰淇淋液相中乳糖会出现过饱和；另一方面是在低温储运过程中，冰淇淋的液相粘度较高，分子流动性较低，对乳糖结晶也产生了很大的抑制作用。基于这些相互的制约因素，高乳糖冰淇淋的配方设计、温度管控对于控制乳糖结晶的问题是非常关键。但是改变现有的冷链温度，将增加很大的成本。因此，本发明根据以上乳糖结晶原理，主要从原料配方和凝冻工艺方面进行研究，以期解决冰淇淋中的乳糖结晶问题。
36.具体地，在冰淇淋的生产过程中，凝冻步骤中的搅拌会通过添加能量而促进冰淇淋中的乳糖成核，加速乳糖结晶，这增加了冰淇淋沙粒或颗粒口感的出现。所以本发明也从制备工艺方面研究高乳糖冰淇淋中的乳糖结晶问题。经过研究后发现，当将冰淇淋配方中乳糖的添加量设计为3.0～4.2重量％；和/或在制备所述冰淇淋的凝冻步骤中，控制搅拌器刮刀速度为650次/分钟以下，可以获得口感佳且质量优良的冰淇淋，这是因为冰淇淋中的乳糖结晶被抑制或显著降低。
37.另外，乳糖的溶解度随着温度降低，溶解度会降低。冰淇淋储运温度通常为-18℃左右。考虑储运过程中的极端低温和凝冻机出口温度，本发明设计-6℃温度为控制乳糖结晶的配方设计温度。配方中乳糖添加量的设计公式为：
38.配方中乳糖添加量＝-6℃下乳糖溶解度
×
[冰淇淋水分含量-(-6℃)冰晶含量]
[0039]
在-6℃温度下乳糖溶解度为8～10％(根据冰淇淋的原料组成不同，溶解程度稍有不同)。冰淇淋凝冻过程中通常33％～67％的水会被冻结(根据冰淇淋原料的组成不同，冻结程度稍有不同)。经过计算，本发明的冰淇淋配方中乳糖的添加量设计可以为0.64～4.2重量％，优选为1.0～4.2重量％，甚至优选为2.0～4.2重量％。为了制备高质量的高乳糖含量的冰淇淋，冰淇淋配方中乳糖的添加量更优选为3.0～4.2重量％，甚至更优选为3.5～4.2重量％。
[0040]
乳糖含量3.0％以上的冰淇淋称之为高乳糖冰淇淋。有些特殊风味要求的冰淇淋难免出现乳糖较高的情况。高乳糖冰淇淋于饱和温度以下冷却时，将成为过饱和溶液。此时如果冷却操作比较缓慢，则结晶不析出，在乳糖的超溶解度以下。冰淇淋冷却过程分为两段，第一阶段为凝冻阶段，第二阶段为速冻阶段。这两个冷却过程中，凝冻过程需要对冰淇淋进行搅拌。如果搅拌剧烈，将导致冰淇淋中的乳糖结晶。本发明最终的实验研究结果表明，在制备所述冰淇淋的凝冻步骤中，控制搅拌器刮刀速度为650次/分钟以下，可以获得口感佳且质量优良的冰淇淋，这是因为乳糖结晶的问题被抑制或显著降低。
[0041]
可选地，所述冰淇淋由以下成分制备而成：480～540重量份的生牛乳；60～100重量份的白砂糖；40～60重量份的脱脂乳粉；40～60重量份的葡萄糖；250～300重量份的稀奶油；12～18重量份的蛋黄液；3～5重量份的乳化稳定剂。
[0042]
可选地，所述冰淇淋中的乳糖含量为3.2～4.2％重量％，更优选为3.5～4.2％重量％，甚至更优选3.6～4.2％重量％。
[0043]
可选地，所述冰淇淋还包含0.5～1.8重量份的食用香精。所述食用香精可以是可商业上购买的食用香精，包括但不限于香草味香精、牛奶味香精、草莓味香精、和巧克力味香精等。
[0044]
可选地，所述冰淇淋还包括食用色素。为了赋予冰淇淋色彩缤纷的外观，所述冰淇淋可以使用食用色素。所述食用色素可以是可商业上购买的任何食用色素，包括但不限于柠檬黄色素、日落黄色素、苋菜红色素、亮蓝色素等等。
[0045]
可选地，所述乳化稳定剂是选自分子蒸馏单甘酯、瓜胶、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶中的至少一种。
[0046]
本发明中所使用的生牛乳、白砂糖、脱脂乳粉、葡萄糖、稀奶油以及蛋黄液可以是乳制品中常见使用的原料，例如可商业上购买的原料。
[0047]
本发明提供一种制备以上所述的高乳糖含量的冰淇淋的方法，包括：将生牛乳、白砂糖、脱脂乳粉、葡萄糖、稀奶油、蛋黄液和乳化稳定剂混合，并进行均质化处理，得到均质化的混合料；将均质化混合料进行杀菌；将杀菌后的混合物了进行冷却；将冷却后的混合物料进行老化；将老化后的混合料与任选的食用香精混合；将老化后的混合料或混合有食用香精的混合料进行凝冻；将凝冻物料进行成型，得到成型物；将成型物进行速冻，得到所述的高乳糖含量的冰淇淋，其中，在凝冻工艺步骤中，搅拌器刮刀速度为650次/分钟以下。
[0048]
可选地，在70～75℃的温度和在130～180巴的压力下进行均质化处理。例如，在72℃下且在150巴压力下进行均质化处理。可选地，在85～90℃的温度下进行杀菌处理25～32秒。例如，在88℃的温度下进行杀菌处理30秒。
[0049]
可选地，在60℃～65℃的温度下混合原料。例如，在62℃的温度下混合原料。可选地，在2～5℃的温度下老化处理12～24小时。例如在4℃的温度下老化处理18小时。
[0050]
可选地，在凝冻工艺步骤中，搅拌器刮刀速度为620次/分钟以下，更优选为600次/分钟以下，甚至搅拌器刮刀速度更优选为300～650次/分钟。
[0051]
本发明通过控制冰淇淋中的乳糖含量，和/或通过控制在制备冰淇淋的凝冻过程中的搅拌器刮刀速度，抑制或者显著降低了冰淇淋中的乳糖结晶，由此获得质量稳定且品质可控的高乳糖含量冰淇淋。
[0052]
实施例
[0053]
以下实施例仅仅用于示例性描述本发明的技术方案，并不能构成对本发明的保护范围的限制。
[0054]
本发明实施例和比较例中所使用的原料：生牛乳、白砂糖、脱脂乳粉、葡萄糖、稀奶油、蛋黄液、黄原胶(乳化稳定剂)和食用香精是市场上可购买的常用原料。
[0055]
本发明的冰淇淋中的乳糖含量测试和乳糖结晶(颗粒口感)测试
[0056]
1.乳糖含量的测试
[0057]
本发明冰淇淋中的乳糖的含量采用国标gb5009.8-2016中的第一法(高效液相色
谱法)来进行测试。
[0058]
2.乳糖结晶(颗粒口感)的测试
[0059]
本发明采用显微镜检测方式来测试冰淇淋中的乳糖结晶颗粒(即颗粒口感测试)。
[0060]
(1)取样
[0061]
从样品的上、中、下三层中分别取样(取样前置于-15℃恒温冰箱中)。每次用雪糕棒刮取少量放于载玻片中央，盖好盖玻片，轻压，使所采集样品分布均匀。五分钟内完成显微镜检测(避免长时间置于室温下对检测结果造成影响)。
[0062]
(2)显微镜检测
[0063]
使用10倍目镜与4倍物镜、10倍物镜和40倍物镜的组合，分别进行40倍、100倍和400倍三次检测。
[0064]
使用10倍目镜和4倍物镜，40倍地放大倍数对取样的样品进行整体观测，观察是否存在晶体状态聚集物出现。若存在，量取尺寸并截图保存(步骤a)。
[0065]
使用10倍目镜和10倍物镜，100倍地放大倍数对样品进行观测。如若在a步骤中发现晶体聚集物出现，直接可对已发现的晶体聚集物放大100倍后进一步观察其内部结构组织，量取尺寸并保存截图。若在a步骤中未发现晶体状态聚集物出现，则需进一步对所采集样品在100倍放大倍数下进行整体观测，是否存在更为细小的晶体状态聚集物。若存在，量取尺寸并截图(步骤b)。
[0066]
使用10倍目镜和40倍物镜，400倍地放大倍数对样品进行观测。如若在b步骤中发现晶体聚集物出现，直接可对已发现的晶体聚集物放大400倍后进一步观察其内部结构组织，量取尺寸并保存截图。若未发现，由于此时放大倍数已足够大，很难观测到是否为晶体状态聚集，则无需进一步对样品进行整体观测(步骤c)。
[0067]
(3)测试结果判定：
[0068]
①
判定为乳糖结晶引起的颗粒感：在检测到有明显晶体状态聚集物出现时，所量取尺寸≥1000μm，且在上下调整细准焦螺旋致使成像光线发生变化时，晶体状态聚集物轮廓基本不发生任何变化，仍然清晰可见其晶体状、层叠状，此时判定冰淇淋的颗粒感由乳糖结晶颗粒造成。
[0069]
②
判定不为乳糖结晶引起的颗粒感：a.若所量取尺寸＜1000μm，则判定颗粒感不是由乳糖结晶造成；b.若所量取尺寸≥1000μm，但上下调整细准焦螺旋致使成像光线发生变化时，成像效果出现模糊、轮廓随着光线的变化若明若暗，则判定不为乳糖结晶颗粒引起的颗粒感。
[0070]
冰淇淋的制备例
[0071]
按照以下表1中各实施例的原料配方，称取各原料并且在62℃的温度下混合，得到混合料。在72℃温度下且在150巴压力下进行均质化处理，得到均质化的混合料。将均质化后的混合料在85
±
5℃的温度下保持30秒以进行杀菌处理，得到杀菌后的混合料。将杀菌后的混合料冷却至5℃，冷却过程中每15～20分钟搅拌一次，以减少凝胶现象，得到冷却物料。将冷却物料在5℃的温度下老化18小时，得到老化后的混合料。将老化后的混合料与食用香精或食用色素混合并搅拌25分钟，得到混合料。将该混合料进行凝冻处理，在凝冻期间以600次/分钟的搅拌器刮刀速度进行搅拌。凝冻出料温度为-6.5℃～-4.5℃，膨胀率控制在70％，得到凝冻物料。将凝冻物料通过成型设备出料，得到成型物。将成型物插筷，通过速冻
隧道进行速冻，速冻温度为-30℃，速冻时间为15～20分钟，制备得到本发明实施例或比较例的高乳糖含量的冰淇淋。
[0072]
实施例1-8和比较例1-3
[0073]
按照以上所述的冰淇淋制备例所描述的制备方法，并且按照以下表1所示的原料配方分别制备实施例1-8和对比例1-3的冰淇淋。
[0074]
表1.各实施例和比较例的冰淇淋原料配方
[0075][0076]
由上表1可以得知，当冰淇淋中的乳糖含量低于4.2重量％以下，可以获得无颗粒口感的冰淇淋；当冰淇淋中的乳糖含量大于或等于4.5重量％时，所述冰淇淋会因为乳糖结晶而出现颗粒口感。此外，虽然当冰淇淋中的乳糖含量低于3.0重量％，例如为1.0重量％，不会出现颗粒口感，但是因为该冰淇淋中的乳糖含量低，该冰淇淋风味不佳。
[0077]
实施例9
[0078]
为了研究凝冻过程中搅拌器刮刀速度对冰淇淋中的乳糖结晶的影响，发明人在实施例5所示配方的冰淇淋配方的制备中分别采用以下表2所示的不同搅拌器刮刀速度来制备不同的冰淇淋，并且在-18℃下冷冻储存一段时间后，测试冰淇淋的颗粒口感。
[0079]
表2.凝冻过程中采用不同搅拌器刮刀速度制备的冰淇淋的颗粒口感测试
[0080][0081]
由以上表2可以得知，当在凝冻过程中采用小于或等于650次/分钟的时，即使在-18℃冷冻12个月后也没有出现颗粒口感；当在凝冻过程中采用大于650次/分钟的搅拌器刮
刀速度，例如，800次/分钟的搅拌器刮刀速度时，会出现因为乳糖结晶而导致的颗粒口感问题。
[0082]
综合以上各实施例可以得知，当高乳糖冰淇淋中的乳糖含量控制为4.2重量％以下，同时控制凝冻工艺的搅拌器刮刀速度650次/分钟以下，可以抑制或显著降低高乳糖冰淇淋中存在的乳糖结晶而导致的颗粒口感问题。
[0083]
产业上应用的可能性
[0084]
本发明通过控制冰淇淋中的乳糖的含量，和/或通过控制在制备冰淇淋的凝冻过程中的搅拌器刮刀速度，抑制或者显著降低了冰淇淋中的乳糖结晶，由此获得质量稳定且品质可控的高乳糖含量冰淇淋。