開菲爾酸豆乳冰淇淋的研制

劉晶晶,沈桂奇,郭芝琳,郭棟,滕文靜,孫在寶

(常熟理工學院生物與食品工程學院,江蘇常熟 215500)

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開菲爾酸豆乳冰淇淋的研制

劉晶晶,沈桂奇,郭芝琳,郭棟,滕文靜,孫在寶

(常熟理工學院生物與食品工程學院,江蘇常熟 215500)

以豆乳代替部分牛乳并用開菲爾進行發酵,研制出開菲爾酸豆乳冰淇淋。選擇煮漿時間、豆粉奶粉比例、白砂糖添加量、復合乳化穩定劑添加量、老化時間和凝凍檔位作為單因素進行梯度實驗,對發酵時間、接種量和發酵溫度進行三因素三水平L9(33)正交實驗,確定開菲爾酸豆乳冰淇淋的最佳工藝為:取浸泡好的大豆,與水按照1∶11的比例進行磨漿,過濾,沸騰后煮漿5 min,制得豆乳;以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉、16%白砂糖和0.65%復合乳化穩定劑,倒入制漿機中攪拌并殺菌,溫度75 ℃,時間15 min,殺菌后的物料冷卻至60 ℃,在20 MPa壓力下進行均質,待均質后的料液冷卻到38 ℃加入料液總質量0.2%的開菲爾發酵劑,38 ℃發酵8 h,得到發酵乳;將發酵乳置于4 ℃老化缸中老化4 h,然后將料液倒入冰淇淋機器設置成三檔(凝凍溫度-7 ℃),制得開菲爾酸豆乳冰淇淋。

開菲爾,豆乳,冰淇淋,工藝參數

開菲爾(kefir)是一種含有多種益生菌的發酵劑,其在乳類中經過代謝作用的產物有著很好的保健作用,對一些現代人常見的一些疾病有著很好的療效,如調節循環和呼吸系統功能、提高鈣的利用率、抗癌作用、抗菌消炎等[1]。由于開菲爾是一種復合發酵劑,其含菌類較多,故其發酵產物的種類較多,可產生多種維生素、乳酸、乙醇、CO2等,產量較單一菌種多,如谷氨酸和乳酸的含量比單一菌高4～5倍[1]。黃豆中含有大量的蛋白質,可以和牛乳有氨基酸互補作用,且黃豆有多種抗癌物質,對女性有美容養顏的作用[2-3],大豆蛋白還有助于降低膽固醇[4]和降低心血管疾病[5]。開菲爾發酵過程中對乳中水溶性氮和氨基酸的損壞較少,而且能使得脂肪更易被消化吸收[1]。

冰淇淋以其營養豐富、口感細膩、易于消化、香味濃郁的特點,一直被冠以“冷食之王”的美稱,深受廣大消費者的喜愛。隨著社會的不斷發展,人們的消費水平日益提高,作為夏日常用食品之一的冰淇淋,其發展的趨勢也開始明朗化,向保健型方向發展,如糯米冰淇淋[6-7]、秈米冰淇淋[8]、燕麥冰淇淋[9]、玉米冰淇淋[10]等。本實驗選用豆乳代替部分牛乳,經過開菲爾發酵,制得開菲爾酸豆乳冰淇淋,在營養、嗜好性基礎上賦予冰淇淋制品保健功能,具有廣闊的市場前景。

1　材料與方法

1.1材料與設備

大豆常熟大潤發市售;豆粉常客隆市售;白砂糖東莞寶象食品有限公司;全脂奶粉雀巢(中國)有限公司;開菲爾酸奶發酵劑北京川秀科技有限公司;冰淇淋復配乳化穩定劑北京北方霞光食品添加劑有限公司。

FE-05型磨豆機上海田崗機械有限公司;DH6000II型恒溫培養箱天津市泰斯特儀器有限公司;FE20型pH計梅特勒-特利多儀器(上海)有限公司;BJ7222-B型冰淇淋機黃石東貝制冷有限公司;HH-s4型水浴鍋金壇市醫療儀器廠;FA2004電子天平上海越平科學儀器有限公司;AWH-7.5-SA型電子天平上海美晨機電企業有限公司;DYB-10冰淇淋制漿機、YJGY-70-60均質機、LHG-8全自動冰淇淋老化缸、SDX-2速凍箱天津特斯達食品機械科技有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1酸豆乳冰淇淋的工藝流程精選大豆→清洗→浸泡→磨漿→過濾→煮漿→混合→殺菌→均質→冷卻→接種→發酵→老化→凝凍→灌裝→速凍硬化→低溫貯藏

1.2.2操作要點

1.2.2.1選料選擇飽滿、圓潤的、金黃色、沒有蟲洞的黃豆。

1.2.2.2豆漿的制作取浸泡好的黃豆與水按照1∶11比例進行磨漿,將磨好的豆漿用100 目紗布進行過濾,過濾后的濾液進行加熱煮漿。

1.2.2.3制漿取適量的豆漿加入豆粉、奶粉、糖和冰淇淋乳化穩定劑放入制漿機中進行攪拌、加熱、殺菌,溫度75 ℃,時間15 min。

1.2.2.4均質殺菌后的物料冷卻至60 ℃,在20 MPa壓力下進行均質[11]。

1.2.2.5發酵將均質后的物料進行快速降溫至發酵所需溫度,接入適量開菲爾酸奶發酵劑,置恒溫箱進行發酵。

1.2.2.6老化、凝凍將發酵后的物料倒入到4 ℃的全自動冰淇淋老化缸進行老化一段時間,老化成熟后的物料送入冰淇淋凝凍機進行凝凍成型,成型好的冰淇淋立即放入-30 ℃速凍箱中硬化,得到的硬質冰淇淋置-18 ℃下低溫貯藏。

1.2.3開菲爾酸豆乳冰淇淋工藝的優化開菲爾酸豆乳冰淇淋產品品質受諸多因素影響。本實驗主要對煮漿時間、豆粉乳粉比例、白砂糖用量、乳化穩定劑用量、老化時間和凝凍檔位6個因素進行單因素實驗,對發酵劑的接種量、發酵溫度和發酵時間三個因素進行三因素三水平正交實驗,通過實驗優化得到冰淇淋制作的最佳工藝參數。

1.2.3.1煮漿時間對開菲爾酸豆乳冰淇淋感官品質的影響豆漿沸騰后再分別煮2、3、4、5、6、7和8 min,取不同煮漿時間的豆漿進行實驗[12]。以豆漿重量為基準,加入7%豆粉、6%奶粉、15%白砂糖和0.60%復合乳化穩定劑,再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間5 h,凝凍檔位3檔(凝凍溫度-7 ℃),得出煮漿時間對冰淇淋品質的影響。

1.2.3.2豆粉與奶粉比例對冰淇淋品質的影響由于純豆漿制作的冰淇淋固形物含量比較低,故需要加入一定量的豆粉[6,13],經預實驗得到豆粉和奶粉含量總和達到豆漿質量的13%時固形物含量較好,口感較好。豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入不同比例的豆粉和奶粉、15%白砂糖和0.60%復合乳化穩定劑,再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間5 h,凝凍檔位3檔(凝凍溫度-7 ℃),其中豆粉和奶粉含量總和為13%,得出豆粉和奶粉比例對冰淇淋的影響。

1.2.3.3白砂糖添加量對冰淇淋品質的影響豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉,然后加入不同比例的白砂糖(14%、15%、16%、17%、18%)[6],乳化穩定劑0.60%,再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間5 h,凝凍檔位3檔(凝凍溫度-7 ℃),得出白砂糖用量對冰淇淋品質的影響。

1.2.3.4復合乳化穩定劑添加量對冰淇淋品質的影響豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉、16%白砂糖及不同比例的乳化穩定劑(0.50%、0.55%、0.60%、0.65%、0.70%)[6],再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間5 h,凝凍檔位3檔(凝凍溫度-7 ℃),得出乳化穩定劑的添加量對冰淇淋品質的影響。

1.2.3.5發酵工藝的控制豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉、16%白砂糖和0.65%復合乳化穩定劑,老化時間5 h,凝凍檔位3檔(凝凍溫度-7 ℃)。發酵控制選用發酵溫度、接種量(以料液總質量為基準)、發酵時間為實驗因素,因素水平表見表1,以產品感官評分為評判指標,進行L9(33)正交實驗,得到最佳發酵工藝參數。

表1　正交實驗因素與水平表

1.2.3.6老化時間對冰淇淋品質的影響豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉、16%白砂糖和0.65%復合乳化穩定劑,再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間分別為2、3、4、5、6 h,凝凍檔位3檔(凝凍溫度-7 ℃),得出老化時間對冰淇淋品質的影響。

表2　開菲爾酸豆乳冰淇淋的感官評分標準

1.2.3.7冰淇淋機凝凍檔位對冰淇淋品質的影響豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉、16%白砂糖和0.65%復合乳化穩定劑,再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間為4 h,凝凍檔位分別為一檔(凝凍溫度-5 ℃)、二檔(凝凍溫度-6 ℃)、三檔(凝凍溫度-7 ℃)、四檔(凝凍溫度-8 ℃)、五檔(凝凍溫度-9 ℃),得出冰淇淋機凝凍檔位對冰淇淋品質的影響。

1.2.4開菲爾酸豆乳冰淇淋質量評價

1.2.4.1感官評價由10人組成專業品評小組,首先明確本實驗的目的、意義以及感官評定的指標和注意事項,對樣品進行密碼編號,檢驗樣品隨機化。評分采用20分制從形體、組織、色澤、口感、氣味這5個方面分別打分,跨度為1,分別取平均值[14],具體評分標準見表2。

1.2.4.2膨脹率測定采用質量法進行膨脹率的測定[15]。

膨脹率(%)=一定體積漿料質量-相同體積冰淇淋質量/相同體積冰淇淋質量×100

1.2.5數據處理每個指標重復3次,取平均值并采用Origin分析軟件對實驗數據進行處理。

2　結果與分析

2.1開菲爾酸豆乳冰淇淋工藝條件的優化結果

2.1.1煮漿時間對開菲爾酸豆乳冰淇淋感官品質的影響煮漿時間主要是對去除豆腥味的影響比較大,從圖1可以看出,不同的煮漿時間對冰淇淋形體、組織、色澤的影響不顯著,而對口感和氣味的影響較大。當沸騰5 min時,冰淇淋的口感和氣味分值較高;低于5 min時會有豆腥味,影響到冰淇淋的口感和氣味;高于5 min達到6 min以上時,蒸煮味較重、無豆香味,且冰淇淋口感開始變差,故煮沸5 min為最佳煮漿時間。

圖1　煮漿時間對冰淇淋品質的影響Fig.1　Effect of cooking time on quality of ice cream

2.1.2豆粉與奶粉比例對冰淇淋品質的影響從圖2a可以看出隨著豆粉含量的增加,冰淇淋的膨脹率呈下降趨勢。從圖2b可以看出隨著豆粉含量的增加冰淇淋顏色會變黃,豆味變重,且豆粉含量較高時形體和組織的評分下降;隨著奶粉含量的增加,色澤會變白,口感變膩,奶味變重。結合圖2a和圖2b結果,當奶粉和豆粉比例為5∶8時,冰淇淋的膨脹率和感官評價均較高,即豆粉的添加量為8%,奶粉的添加量為5%為最佳豆奶粉添加量。

圖2　豆粉、奶粉添加比例對冰淇淋品質的影響Fig.2　Effect of ratio of soybean powderand milk powder on quality of ice cream

2.1.3白砂糖添加量對冰淇淋品質的影響從圖3可以看出,白砂糖含量的不同對形體、組織、色澤和氣味影響不顯著,白砂糖的添加量不同,主要是對甜度的影響,從而影響到冰淇淋的口感。采用感官評價得出隨著白砂糖含量的提高,甜度會增加,且到一定程度會感覺膩,但當含量低時口感欠佳。由圖3可知,當白砂糖的添加量達到16%時甜度最為適中、口感較好。

圖3　白砂糖的添加量對冰淇淋品質的影響Fig.3　Effect of amount of sugar on quality of ice cream

2.1.4復合乳化穩定劑添加量對冰淇淋品質的影響乳化穩定劑是冰淇淋成型的一個重要的因素,其含量對冰淇淋的形體、組織、膨脹率和口感均有影響。從圖4a可以看出,隨著乳化穩定劑的增加,冰淇淋的膨脹率先是升高而后呈下降趨勢,當乳化穩定劑添加量為0.65%時膨脹率最高。在口感上,乳化穩定劑的含量越高粘稠度也越高,組織也更細膩,冰晶越少。從圖4b可以看出,添加量為0.65%時,冰淇淋的形體、組織、色澤、口感、氣味的分值最高,且分布均勻。故乳化穩定劑添加量為0.65%時冰淇淋的品質最佳。

圖4　復合乳化穩定劑添加量對冰淇淋品質的影響Fig.4　Effect of amount of compound emulsion stabilizer on quality of ice cream

2.1.5發酵工藝的控制從表3的極差分析結果可知,影響冰淇淋感官品質的主次關系為:C(發酵時間)>B(接種量)>A(發酵時間),根據K值分析,正交實驗得到的最佳方案為A2B2C2。

為了確定A2B2C2為最佳方案,需要進行驗證。經驗證得到按照最佳方案做出的產品感官評分為88分,故確定最佳方案為A2B2C2,即溫度38 ℃,接種量0.2%,發酵時間8 h。

表3　發酵條件對冰淇淋品質的影響

2.1.6老化時間對冰淇淋品質的影響從圖5a可以看出隨著老化時間延長,冰淇淋的膨脹率逐漸增高,老化時間達4 h后,膨脹率增加不顯著(p>0.05)。從圖5b可以看出老化時間增長,冰淇淋更加細膩,形體、組織和口感會更好,老化時間達到4 h之后,冰淇淋無冰晶,組織細膩;老化時間少于4 h,膨脹率低且有冰晶,組織粗糙;老化時間超過4 h感官評分變化不顯著。因此,冰淇淋老化時間應該達到4 h以上,實際生產中為了節約能源、增加產量,老化時間選擇4 h為宜。

圖5　老化時間對冰淇淋品質的影響Fig.5　Effect of aging time on quality of ice cream

2.1.7冰淇淋機凝凍檔位對冰淇淋品質的影響冰淇淋機凝凍檔位主要是對冰淇淋形體、組織和口感有影響。由圖6可以看出,當設置成三檔(凝凍溫度-7 ℃)時,冰淇淋的形體、組織和口感分值較高,而且三檔(凝凍溫度-7 ℃)的數據較穩定,故冰淇淋機凝凍檔位設置成三檔(凝凍溫度-7 ℃)時,冰淇淋的品質最佳。

圖6　凝凍檔位對冰淇淋的影響Fig.6　Effect of freezing stalls on quality of ice cream

2.2驗證實驗

由2.1的結果,確定開菲爾酸豆乳冰淇淋最佳工藝參數為:豆漿煮沸5 min,以豆漿重量為基準,加入8%豆粉、5%奶粉、16%白砂糖和0.65%復合乳化穩定劑,再加入料液總質量0.2%的發酵劑,在溫度為38 ℃的條件下發酵8 h,老化時間4 h,凝凍檔位為三檔(凝凍溫度-7 ℃)。為了驗證實驗的準確性,對上述最佳工藝參數進行驗證,采用三組平行對照實驗,分別取實驗序號為1、2、3,結果見圖7。

圖7　較優配方的驗證實驗Fig.7　Results of verifying experimentsfrom the optimum recipe of ice cream

從圖7a和圖7b可以看出,以最佳工藝參數生產的冰淇淋膨脹率和感官評分分別高達74%和88分,且數據穩定。因此,開菲爾酸豆乳冰淇淋的配方組成及工藝參數較合理。

3　結論

通過實驗確定了開菲爾酸豆乳冰淇淋生產的配方和工藝參數,得到的產品形態完整、組織細膩、口感爽口潤滑、具有協調的香味和色澤。以部分豆乳代替牛乳并使用開菲爾發酵劑進行發酵制得的冰淇淋,實現了營養成分的互補,且經開菲爾發酵后含有大量的活菌及有益產物,對人體有益,深受廣大消費者歡迎。

[1]張慧敏,李志遠.開菲爾的營養成分、保健功能及其產品研究進展[J].現代食品科技,2005(4):118-119.

[2]解義勇.黃豆營養價值的新發現[J].中國保健營養,2002(8):33.

[3]鄭比杏,周云.鮮牛奶與豆漿的氨基酸營養比較[J].廣西農學院報,1991,10(2):84-88.

[4]Anderson,J.W.,B.M.Johnstone,and M.L.Cook-Newell,Meta-Analysis of the Effects of Soy Protein Intake on Serum Lipids,N.Engl.J.Med,1995(5):276-282.

[5]Erdman,J.W.,Soy Protein and Cardiovascular Disease:A Statement for Healthcare Professionals from the Nutrition Committee of AHA,Circulation,2000. 102(20):2555-2559.

[6]周原,丁文平.糯米淀粉質低脂冰淇淋的品質研究[J].食品科技,2011,36(2):79-89.

[7]王鳳芳.血糯米冰淇淋配方的研究[J].食品科技,2007(1):18-21.

[8]楊玉玲,許時嬰.秈米為基質的脂肪替代品對冰淇淋流變學性質的影響[J].食品科技,2005(3):62-65.

[9]胡冰,劉鄰渭.燕麥冰淇淋制作工藝研究[J].現代食品科技,2010,26(7):730-758.

[10]郭艷莉,肖志剛,王利民.玉米淀粉基脂肪模擬物在冰淇淋中的應用研究[J].食品與機械,2012,28(4):32-37.

[11]林偉鋒,盧寅泉.冰淇淋生產中的均質工藝[J].廣州食品工業科技,1996,12(1):38-40.

[12]劉福林,翟勝江,李春.花色大豆冰淇淋的研制[J].石河子農學院學報,1996(4):51-56.

[13]郭本恒,程濤,李秀涼,等.大豆冰淇淋的研制[J].食品工業,1996(1):7-8.

[14]張愛霞,生慶海.食品感官評定的要素組成分析[J].中國乳品工業,2006,34(12):51-53.

[15]許娜,賈寧,生慶海.大豆冰淇淋中豆漿發酵技術的應用及穩定性研究[J].食品研究與開發,2007,31(7):23-26.

Preparation of yogurt soybean milk ice cream fermented by kefir

LIU Jing-jing,SHEN gui-qi,GUO zhi-ling,GUO dong,TENG wen-jing,SUN zai-bao

(Department of Biology and Food engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500)

To replace part of the milk with soybean milk fermented by kefir,yogurt soybean milk ice cream was developed. Selecting the cooking time of the soybean milk,the proportion of soybean powder and milk powder,the amount of sugar,the amount of the composite emulsion stabilizer,aging time and freezing stalls as a single factor to make gradient experiments,using the L9(33)to determine fermentation time,inoculum and fermentation temperature,the optimum process parameters of the ice cream were determined. Taking soaked soybeans,according to the ratio of 1∶11 with water,then grinded,filtered,boiled for 5 min at 100 ℃;added 8% soybean powder,5% milk powder,16% sugar and 0.65% compound emulsion stabilizer by the weight of soybean milk,sterilized for 15 min at 75 ℃,cooled until 60 ℃,homogenized under 20 MPa pressure,added 0.2% kefir fermentation agent by the weight of homogenized material at 38 ℃,fermented for 8 h at 38 ℃,aged for 4 h at 4 ℃and then the material was poured into ice cream machine with the third freezing stalls,yogurt soybean milk ice cream fermented by kefir was prepared.

kefir;soybean milk;ice cream;process parameters

2015-04-09

劉晶晶(1978-),女,碩士,副教授,研究方向:食品加工和天然產物活性物質的開發與利用,E-mail:ljj@cslg.edu.cn。

2014年度江蘇省大學生實踐創新計劃項目。

TS

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000