不同種類脂肪替代物對軟冰淇淋漿料流變特性及產品品質和口感的影響

趙 雯，張 健，姜蕓云，趙 笑，郝曉娜，李 柳，趙 娟，楊貞耐*

（北京食品營養與人類健康高精尖創新中心，食品質量與安全北京實驗室，北京工商大學，北京 100048）

軟冰淇淋加工中使用預拌粉具有快捷方便和易于操作的特點，受到廣大商家和消費者的青睞。冰淇淋預拌粉常見的生產方法有干混法和噴粉法，干混法更為簡單，節約成本，但卻限制了傳統冰淇淋中奶油的添加。奶油對軟冰淇淋的理化性質和口感風味起到至關重要的作用，尤其影響冰淇淋的黏稠感、順滑感和油脂感[1]。隨著消費者對低脂或無脂軟冰淇淋需求的不斷增加，如何通過使用適宜的脂肪替代品模擬脂肪帶來的順滑細膩口感，生產健康美味的低脂軟冰淇淋預拌粉成為亟待解決的技術問題。

食物在口腔咀嚼過程中的動態流變特性對實際口感產生重要影響。半固態食物在唾液參與下逐漸降解為小顆粒，當顆粒大小、流變特性以及顆粒間的聚集程度滿足人體口腔的吞咽要求時，便產生吞咽行為并引發口腔觸感[2]。軟冰淇淋進入口腔后，緩慢融化成小的顆粒，經舌頭、牙齒與上下顎同時與唾液相互作用，小顆粒聚集在一起產生特定的流變行為，該流變特性與冰淇淋的順滑感和油脂感顯著相關[3]。因此，食物顆粒粒徑分布是影響食品本質特性及最終產品質量的重要因素，顆粒的理化特性（大小和形狀）與其聚集行為（流變特性）是影響與脂肪相關口感的關鍵指標[4]。在眾多食品如巧克力、咖啡的加工制作過程中，粒徑分布對其絲滑口感至關重要。咖啡的粒徑分布不僅影響其流變特性、融化率和口感，甚至還會影響其色澤和揮發性風味物質[5]。冰淇淋中的脂肪球經高壓均質被打破后重新聚合，形成直徑為200～500 nm的微粒，該微粒聚集在一起賦予順滑細膩的口感[6]。Liu Kun等[3]研究表明小的脂肪球更容易發生聚集行為進而降低口腔摩擦力，產生更為濃郁的脂肪口感與風味。Engelen等[7]研究表明不同溫度條件顯著影響蛋黃醬和乳脂蛋糕的黏彈性與口感。Godoi等[8]結合流變特性與粒徑分布對半固態乳制品的油脂感進行分析，然而結果表明二者之間并無顯著相關性。

由于原料組成、濃度、加工方式和參數等對顆粒降解程度與聚集行為具有重要影響[9]，針對不同種類食品選取適宜的脂肪替代物是當前低脂食品的研究熱點。目前市場上常見的脂肪替代品為蛋白質類和碳水化合物類。濃縮乳蛋白（milk protein concentrate，MPC）在經過均質之后顆粒直徑可以達到10 μm以下，小于人體口腔能感受到的閾值范圍，會產生類似脂肪一般的順滑口感，是研究最早的蛋白質基脂肪替代品。已經商品化的蛋白質基脂肪替代品有SimplesseTM、Dairy Lo、Prolo 11等。菊粉和葡聚糖是常用的碳水化合物基質的脂肪替代品。這些大分子聚合物具有良好的結合水能力，起到增稠、乳化、凝膠的作用，可以產生類似脂肪的流動特性[10]。但是，單獨使用一種脂肪替代品往往不能滿足冰淇淋的所有特征要求[11]。

本研究基于蛋白質和多糖在食品基質中的相互作用，選用MPC、菊粉和葡聚糖3 種常見蛋白質和碳水化合物基質的脂肪替代品，并將菊粉和葡聚糖分別與MPC混合，以乳脂肪制作的冰淇淋為對照，經過巴氏殺菌、均質、老化、攪打、凝凍等步驟，以冰淇淋漿料的膨脹率、融化率、穩定性、粒徑分布、黏度和動態流變學性質為指標，通過比較2 種類型脂肪替代品的差異及其是否產生良好的類似脂肪感官效果，研制適于低脂軟冰淇淋加工的脂肪替代物。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂奶粉 恒天然有限公司；淡奶油 雀巢有限公司；復合冰淇淋乳化穩定劑 北方霞光有限公司；白砂糖、果糖、MPC、菊粉、葡聚糖、麥芽糊精 河北百味有限公司。

1.2 儀器與設備

GJJ-0.03/100小型實驗室均質機 上海諾尼輕工機械由限公司；BQ7225軟質冰淇淋機 黃石東貝制冷有限公司；DV-II黏度計 英國Brookfield公司；ALV/LSE-500動靜態激光光散射儀 北京賽普瑞生科技開發有限責任公司；MAC302動態流變儀 奧地利安東帕有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冰淇淋的生產工藝

將120 g脫脂奶粉、105 g白砂糖、65 g果糖、23 mL奶油（含35%乳脂肪）、5 g冰淇淋乳化穩定劑、478 mL純凈水加熱至45 ℃緩慢攪拌，混合均勻。分別使用4% MPC、4%菊粉、4%葡聚糖、2% MPC+2%菊粉（M-I組）、2% MPC+2%葡聚糖（M-D組）代替23%奶油（添加量參考已有研究[12-16]，稍作修改），使用4%麥芽糊精補充總固形物含量。將混合物在74 ℃水浴中巴氏殺菌15 min，10.5 MPa均質，于4 ℃老化4 h。將漿料倒入軟冰淇淋機中，15 min左右即成軟質冰淇淋。

表1 冰淇淋實驗分組配料Table1 Grouping and ingredients of ice cream

1.3.2 理化指標的測定

1.3.2.1 軟冰淇淋漿料pH值和滴定酸度的測定

稱取冰淇淋樣品10 g，加入10 mL蒸留水，混勻后，加入0.5 mL 0.5%酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定，直到粉紅色出現。記錄已消耗的NaOH溶液體積。用數顯pH計測定發酵冰淇淋樣品的pH值。滴定酸度按公式（1）進行計算：

式中：V為NaOH溶液體積/mL；M為樣品質量/g。

1.3.2.2 軟冰淇淋漿料穩定性的測定

將老化4 h后的冰淇淋漿料置于4 ℃冰箱中，保存21 d。測定軟質冰淇淋漿料分層后的乳清相高度d1及其總高度d2。根據公式（2）對冰淇淋的穩定性進行計算：

1.3.2.3 軟冰淇淋漿料黏度的測定

使用布氏旋轉黏度計，25 ℃、5 r/min旋轉120 s，對老化4 h后的軟冰淇淋漿料表觀黏度進行測定，每個試樣重復3 次。

1.3.2.4 軟質冰淇淋融化率的測定

經軟質冰淇淋擠壓出的冰淇淋成品，稱取30 g后置于室溫下篩孔大小為3 mm×3 mm金屬網上。分別記錄第1滴滴落時的質量M0，150 min后滴落的質量為M150；每隔10 min記錄冰淇淋滴落質量，根據公式（3）和（4）計算融化率和融化速率：

1.3.2.5 軟冰淇淋膨脹率的測定

分別稱取一定體積的冰淇淋漿料和等體積的成品，根據公式（5）對軟冰淇淋的膨脹率進行計算：

1.3.3 軟質冰淇淋粒徑分布的測定

將軟質冰淇淋樣品于4 ℃融化2 h，將融化后的冰淇淋以1∶1 000比例稀釋，用DSL動靜態同步激光光散射儀在90°角下分別測定4 ℃和37 ℃的粒徑分布情況。

1.3.4 軟質冰淇淋動態流變學的測定

使用流變儀對軟質冰淇淋樣品的流變特性進行測定。將4 ℃老化后的冰淇淋漿料，迅速放入流變儀的樣品盤上，刮去邊緣樣品，掃描溫度25 ℃，選用夾具為圓錐形夾具（直徑為25 mm），平行板間距為1 mm，測定樣品隨頻率變化（0.01～10 Hz）的彈性模量（G’）、黏性模量（G”）和相位角（tanδ）變化。

將冰淇淋成品4 ℃靜置2 h，取一定量的冰淇淋樣品，放置在樣品測試盤上，刮去旁邊多余樣品，壓力1 N，選用夾具為圓錐形夾具（直徑為25 mm），平行板間距為1 mm，測定樣品隨溫度變化（4～37 ℃）的G’、G”和tanδ變化。

1.3.5 感官評價

在保證冰淇淋完全符合國家食品安全要求的基礎上，邀請9 名經過一定感官培訓的人員，對冰淇淋樣品進行感官評價，呈遞順序和品評順序隨機并根據評分表打分。使用的描述詞匯、定義及參照物見表2。去掉一個最高分和去掉一個最低分后計算平均分。每項指標占總比例1/4，計算總的感官評分。

表2 冰淇淋感官評分標準Table2 Criteria for sensory evaluation of ice cream

1.3.6 感官評價與粒徑分布及流變特性的相關性分析

應用SPSS 19.0軟件對感官指標中方差較大的幾組與粒徑分布和流變特性的測定結果進行皮爾遜相關性分析。最后進行回歸分析，建立回歸預測模型。

1.4 數據統計

數據處理使用SPSS 19.0軟件進行方差分析，P＜0.05時表示具有顯著差異。

2 結果與分析

2.1 冰淇淋的理化指標分析

表3 冰淇淋pH值、滴定酸度和穩定性測定結果Table3 pH value, titrable acidity and stability of different types of ice cream

由表3可知，6 組冰淇淋漿料的pH值變化范圍為6.22～6.48，滴定酸度范圍為0.33～0.48 °T。除菊粉組與葡聚糖組滴定酸度較低之外，其他幾組并沒有顯著差別。通常而言，pH值降低，蛋白質-多糖-水之間的相互作用力減弱，靜電平衡力減弱，形成的三維網絡結構不夠穩定。pH值升高，蛋白質之間聚合力增強，影響蛋白質與多糖之間的相互作用[12]。對照組穩定性最好，其次為菊粉組和葡聚糖組，MPC組穩定性最差。75 ℃、15 min的巴氏殺菌過程可能導致MPC變性，降低穩定性。菊粉組與葡聚糖組冰淇淋漿料穩定性較好，這可能是由于多糖類物質的糖鏈之間易形成穩定的網狀結構，因此賦予漿料較好的穩定性[13]。M-I、M-D組的穩定性居于兩種類型的脂肪替代品之間，表明菊粉和葡聚糖的加入可以對MPC的弱穩定性起到改善作用。

表4 冰淇淋融化特性與膨脹率測定結果Table4 Melting rate and overrun of different types of ice cream

由表4可知，各組冰淇淋樣品之間的膨脹率并沒有顯著差異。融化率結果表明，MPC組冰淇淋最先開始融化但融化率最低，菊粉組和葡聚糖組冰淇淋融化率最高，MPC組融化較慢可能歸因于其較高的漿料黏度進而延緩其融化速率。對照組冰淇淋中，脂肪球群集和團聚可以穩定冰淇淋結構中的氣泡，延緩冰淇淋的融化速率。Roland等[14]研究同樣表明，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緩冰淇淋的融化速率。王立楓等[16]研究表明融化速率與冰淇淋漿料的穩定性呈正相關。穩定性越好，冰淇淋各個組成成分之間形成穩定的網絡結構，延緩冰淇淋在室溫條件下的形變速率，使第1滴滴落時間變晚。

2.2 黏度特性分析

圖1 不同實驗組冰淇淋漿料的表觀黏度Fig.1 Apparent viscosity of different types of ice cream mixes

如圖1所示，在所有組別中，添加MPC制作的無脂冰淇淋漿料黏度最高（680～850 Pa·s），菊粉組和葡聚糖組漿料黏度最低，分別為40～60、60～80 Pa·s，M-I組、M-D組與對照組黏度更為接近（200～300 Pa·s）。MPC制備過程的透析過濾使得磷酸鈣膠束聚集在一起，不易溶解，可以更大程度地增加容積度進而增加其黏度[16-19]。此外，奶粉中的鈣離子也會加強該凝膠網絡的穩固性，表現出較高的黏度。Ohmes等[17]使用3 種商業蛋白基質的脂肪替代品（Prolo11、Dairy Lo、SimplesseTM）制作低脂冰淇淋，結果表明使用蛋白質基脂肪替代品制作的冰淇淋具有較高的黏度。Daw等[18]同樣指出蛋白質含量增加，會增加溶液的稠度系數和表觀黏度[18]。

2 種碳水化合物類脂肪替代品冰淇淋漿料的黏度沒有顯著差異。Li等[19]研究表明使用精煉葡聚糖作為脂肪替代品會降低冰淇淋漿料表觀黏度，并且隨其添加量增加，表觀黏度持續下降[19]。Niness等[20]也曾經報道過菊粉的添加不能增加冰淇淋漿料的黏度[20]，且糖類的濃度和分子鏈長不同，對黏度的影響不同[21]。但是也有報道指出，將5%菊粉加入低脂的發酵型冰淇淋中，冰淇淋漿料的黏度明顯增加，這可能是由于菊粉作為益生元能促進漿料中益生菌的生長并產生胞外多糖，進而增加了菊粉-低脂冰淇淋漿料的黏度[22]。M-I組和M-D組無脂冰淇淋漿料的黏度與對照組較為接近，可能是由于高黏度的MPC與低黏度的菊粉或葡聚糖混合，使漿料具有與對照組相似的黏度范圍。

2.3 粒徑分布

表5 不同實驗組冰淇淋漿料在4 ℃條件下的粒徑分布Table5 Particle size distribution of different types of ice cream at 4 ℃

表6 不同實驗組冰淇淋漿料在37 ℃條件下的粒徑分布Table6 Particle size distribution of different type ice cream at 37 ℃

如表5所示，在4 ℃條件下，對照組冰淇淋漿料的平均粒徑分布在233.7 nm左右。該溫度為冰淇淋的老化溫度，在老化過程中，冰淇淋漿料中的多種成分發生水合，聚集成膠束，該膠束直徑范圍分布較為寬泛。通常認為100～300 nm之間為酪蛋白膠束，乳脂肪球的粒子直徑分布于1～2 μm，Innocente等[26-27]指出當冰淇淋經過均質后，其乳脂肪球分布位于200～500 nm范圍內，同時也指出顆粒直徑分布與脂肪含量、均質壓力顯著相關，脂肪含量越低，均質壓力越高，直徑越小。37 ℃條件下對照組粒徑變小，可能與蛋白質膠束解聚合相關（10～100 nm）（表6）。

葡聚糖組與M-I組冰淇淋漿料粒徑分布情況與對照組較為接近，在4 ℃條件下呈單峰分布，平均粒徑分布分別為214 nm和276.7 nm。37 ℃條件下，粒子間的聚集能力減弱，小的顆粒從體系中分離出來，形成平均粒徑分別為68.09 nm和124.8 nm的雙峰，表明溫度升高使得部分聚集在一起的顆粒解聚合。相對于葡聚糖而言，M-I組粒徑分布主要集中于100～1 000 nm范圍。

4 ℃條件下，MPC組、菊粉組和M-D組均出現分別位于10～100 nm和100～1 000 nm之間的雙峰，表明部分小顆粒在老化等加工過程中不傾向于發生聚集行為。其中葡聚糖組顆粒分布范圍較為集中。37 ℃條件下，大的顆粒聚集完全松散開，出現位于30 nm附近的單峰。與菊粉相比，葡聚糖具有更多疏水性外端、更為復雜的支鏈結構和更多的陰離子基團以及更小的分子質量，這些都可能影響多糖類物質與蛋白質之間的相互作用，使得M-I組和M-D組具有不同類型的峰分布。Wang Xiaomiao等[23]闡明食品顆粒越小，其在口腔中停留時間越短，能夠最大程度保持其顆粒完整性。同時，與小顆粒相比，大顆粒需要更長的咀嚼時間與咀嚼力，因此集中分布的小顆粒可能具有更為順滑、細膩的口感[23]。

2.4 動態流變學測定結果

2.4.1 掃描頻率對冰淇淋樣品G’、G”和tanδ的影響

儲能模量（G’）和損耗模量（G”）是常用來表征物質黏彈性質的2 個參數[24]。如圖2所示，所有冰淇淋漿料的G’和G”都隨著頻率的增加而增加，表明樣品屬于黏彈性體。Kurt等[25]將黃芪膠加入冰淇淋的制作過程，G’和G”隨著剪切速率增加而增加，同時使用水為對照組，結果顯示牛奶制作的冰淇淋G’和G”更高，表明牛奶中的組分可能與黃芪膠發生了相互作用[25]。楊玉玲等[26]研究同樣表明使用淀粉基質的脂肪替代品制得冰淇淋漿料，其G’和G”隨著剪切頻率的升高而升高。Innocente等[27]則探究了不同均質條件對冰淇淋漿料動態流變性質的影響，在所有壓力組下均為G’和G”隨剪切頻率升高而增大，tanδ保持平衡。

圖2 不同實驗組冰淇淋漿料在掃描頻率（0.01～10 Hz）條件下的G’（A）、G”（B）和tanδ（C）變化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)

對照組具有最高的G’和G”，剪切頻率小于1 Hz時，G”＞G’；頻率大于1 Hz時，G’＞G”，二者在1 Hz的剪切頻率下有交點。表明溶液由黏性行為（G”＞G’）向彈性行為（G’＞G”）轉變。其他幾組冰淇淋漿料為G”＞G’，并且沒有交點存在。G’與G”越大，其黏彈性越好，與脂肪相關的口感越明顯[28]。

在0.01 Hz的剪切條件下，tanδ由大到小依次為：菊粉組＞M-I組＞葡聚糖組＞MPC組＞M-D組＞對照組。由于tanδ=G”/G’，tanδ越大，樣品更趨向于黏性/流體行為，tanδ越小，樣品越趨向彈性/固體性質[29]。所有實驗組tanδ均大于1并且呈遞減趨勢，表明不論使用蛋白質類或者碳水化合物類或將二者混合作為脂肪替代品，體系均由黏性行為主導并逐漸轉為彈性行為，當剪切頻率大于1 Hz，趨于穩定。研究表明盡管在剪切過程中G’和G”變大，但是tanδ沒有顯著變化，表明在咀嚼過程中顆粒結構保持，在口腔中產生順滑感，tanδ變化大，體系在口腔中流變行為發生變化，需要口腔施加的力改變，順滑感降低[30]。

2.4.2 溫度對冰淇淋樣品G’、G”和tanδ的影響

圖3 不同實驗組冰淇淋漿料在溫度掃描（4～37 ℃）條件下的G’（A）、G”（B）和tanδ（C）變化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

由圖3可知，隨著溫度升高，對照組冰淇淋的G’和G”略有上升，相對較為穩定。隨著溫度升高，蛋白質解螺旋，作為穩定劑的多糖分子長鏈打開，與脂肪形成穩定的網絡結構，體系對機械剪切的阻力增大，表現為G’和G”逐漸增加[31]。葡聚糖組、M-I組和M-D組均隨著溫度上升，其G’和G”先下降后上升。經過老化、凝凍等過程，葡聚糖組、M-I組和M-D組均形成不同程度的網絡結構，在低溫條件下對剪切強力抵抗，表現出相對較高的黏度。隨著溫度增加，分子間布朗運動加劇，分子間距離增大，流動阻力降低，流動性增強，導致原來網絡結構破裂，黏彈性下降，G’和G”降低。隨著溫度持續升高，體系水分子部分蒸發，溶液中溶質含量增加，溶質分子之間相互作用加劇，黏度上升，G’和G”增加[2]。3 組中以葡聚糖組轉變最為顯著，而菊粉組和MPC組則是隨著溫度升高持續下降。

光散射結果表明，隨著溫度升高，葡聚糖組、M-I組和M-D組冰淇淋漿料的粒徑分布由較大的直徑范圍向較小的直徑范圍移動。結果表明經過老化之后，冰淇淋漿料中的顆粒發生團聚，隨溫度升高，大的團聚體逐漸變得松散，顆粒和顆粒之間產生空隙，整個體系的黏彈性下降。當溫度持續升高，小的顆粒逐漸聚集在一起，解聚的糖鏈和變性的蛋白質之間發生纏結，形成更為緊密的團聚體，此時體系的黏彈性發生急劇上升[32]。而菊粉組與MPC組在4 ℃老化后，出現小尺寸的顆粒峰，當溫度升高時顆粒間不易發生相互作用，球形結構蛋白質趨向于橢球形轉變，菊粉糖鏈由無序變為有序，G’和G”持續降低[33]。

由圖3C可知，隨著溫度升高，對照組tanδ始終小于1并保持穩定，體系表現為良好的彈性行為。所有實驗組tanδ均是隨著溫度先升高后降低，表明隨溫度上升，冰淇淋漿料在口腔中緩慢融化，由固態向液態轉變，呈現流體狀態，當漿料融化完全，水分子開始蒸發，體系密度增大，逐漸由液態向凝膠態轉變[34]。

2.5 感官評價結果

圖4 冰淇淋黏稠度、順滑感、口融性、顆粒感感官評價結果Fig.4 Consistency, smoothness, oral melting and granular perception of ice cream

由圖4可知，MPC組冰淇淋具有較高的黏稠感和口融性，這與上述實驗結果相一致。M-I和M-D組口融性較差，可能是由于蛋白質-多糖混合后可以產生類似奶油般良好的打發性，在口腔中具有一定的飽滿度，因而在口腔中停留時間較長，致使感官評價人員感覺其融化時間較長[35]。菊粉組、M-I組、M-D組具有較好的順滑感，菊粉對產品順滑感的改善歸因于其良好的結合水分子能力，同時實驗結果表明，經過一系列加工過程，菊粉組冰淇淋具有最小的粒徑分布且經過口腔溫度處理后，菊粉組冰淇淋的粒徑分布更小且均勻，這可能與其順滑的口感相關[15]。溫度依賴的動態流變學測定結果顯示，M-I組、M-D組具有與對照組相似的G’和tanδ，掃描頻率條件下，M-D組動態流變學特性與對照組更為接近，表明在溫度逐漸升高的過程中，M-I組與M-D組的融化程度、融化方式以及對口腔產生力的作用與脂肪組冰淇淋極為相似，這可能與其良好的順滑感相關。在顆粒感方面，幾組脂肪替代品具有細小的差異，MPC組和葡聚糖組顆粒感相對明顯，該結果與粒徑分布的測定結果大體一致，MPC組與葡聚糖組在4 ℃條件下，粒徑分布較大且寬泛不集中，導致終產品具有相對明顯的顆粒感。MPC使得冰淇淋漿料的非脂乳固形物含量增加，融化過程中產生較大的顆粒聚集[36]。此外，研究表明葡聚糖會影響冰淇淋漿料冰點，產生較多的冰結晶，這些細小的冰晶可能會影響其順滑感進而使得評價人員產生顆粒感[2]。溫度掃描結果同樣顯示葡聚糖組G’變化最為顯著，這可能與其體系中冰晶含量較多相關。體系中的冰晶受熱融化、蒸發，對儀器測定的數值產生影響。冰晶越多，該影響越顯著。對4 組感官評價結果進行綜合分析，結果表明M-I組、M-D組感官評價得分最高。

2.6 感官評價與粒徑分布、動態流變學指標相關性分析

將4 組感官指標加和后取平均值作為評價指標，以不同溫度下的平均粒徑分布，1 Hz掃描頻率和8 ℃的G’和tanδ為自變量，用SPSS 19.0統計分析軟件，建立多元回歸方程：Y=59.85-0.005X1-0.661X2-0.398X3-6.557X4-7.682X5，R2=0.997。Y為感官評價中4 項指標的加和；X1為平均粒徑分布；X2為1 Hz下的G’；X3為1 Hz下的tanδ；X4為8 ℃的G’；X5為8 ℃的tanδ。

自變量系數絕對值越大，表明該變量與因變量的相關性越強。結果表明軟質冰淇淋口感與不同溫度條件下動態流變學參數相關性較強，而與頻率相關的流變學參數和粒徑分布具有弱相關性。這可能是由于軟質冰淇淋經過均質后，其粒徑較小，在極小范圍內口腔不易覺察到差異。此外，軟冰淇淋樣品通常入口即化，需要較少的咀嚼過程，這可能是其掃描頻率下G’和G”與口感相關性較小的原因。Cayot等[35-36]表明低脂酸奶的顆粒尺寸與1 Hz下測得G’/G”與低脂酸奶的順滑感具有良好的線性相關，頻率掃描條件下，復合模量越高（G＞250 Pa），凝膠體系越傾向于流體行為（G’＜G”），低脂酸奶越具有脂肪類似的順滑感和乳脂感。同樣的結論也適用于巧克力慕斯和人造奶油[37]。對于速溶咖啡而言，已經有較為成熟的數學模型，通過其平均粒徑與動態流變學參數進行模擬其絲滑醇厚的口感[38]。研究表明，粒徑分布和頻率相關的動態流變學參數不能很好地模擬軟質冰淇淋與乳脂肪相關的口感，溫度依賴的動態流變學參數可能具有更好的參考價值。

3 結 論

本研究結果表明，MPC、菊粉和葡聚糖作為脂肪替代品添加不會顯著影響冰淇淋漿料的pH值和滴定酸度，但會顯著影響體系的穩定性。以葡聚糖組和菊粉組的熱穩定性最好，MPC組熱穩定性最差，M-I、M-D組居中，表明碳水化合物類物質的添加可以中和由于高溫殺菌造成蛋白質變性而引發的體系失穩現象。

不同脂肪替代品的添加對冰淇淋漿料的膨脹率影響并無顯著差異。融化特性測定結果表明，MPC組最早融化，但融化速率最慢，M-I、M-D組融化速率最快，其他幾組無顯著差異。表觀黏度測定結果表明MPC組黏度最大，菊粉組和葡聚糖組最小，M-I組和M-D組黏度與對照組相當。

粒徑分布測定結果表明葡聚糖組具有與對照組最為相近的峰分布，而MPC組、菊粉組和M-D組冰淇淋漿料的顆粒尺寸較小且集中，可能具有更為細膩順滑的口感。動態流變學測定結果顯示表明，M-D組冰淇淋漿料流變特性與對照組最為接近，隨著剪切頻率和溫度的增加，M-D組的tanδ曲線變化較小，表明在緩慢融化與咀嚼過程中，體系變化較為柔和，可能是相對較為合適的脂肪替代品。

感官評價結果表明，MPC組具有最高的黏稠感，菊粉組具有最好的順滑感，葡聚糖會產生冰晶感，M-I組和M-D組具有較好的打發特性，順滑感較好。相關性分析表明，軟質冰淇淋的順滑口感與粒徑分布和頻率掃描的動態流變學參數不具有顯著相關性，溫度依賴的動態流變學測定可能具有更好的參考價值。本實驗以探究具有最適口感的冰淇淋脂肪替代品為目的，對市場上較為常見的3 種蛋白質/碳水化合物基質的脂肪替代品通過粒度與動/靜態流變學測定手段進行重新測定，并將二者相互混合，發現將蛋白質和碳水化合物基的脂肪替代品恰當的互混可能具有更好的效果。進一步對產品進行感官評價，并將測定結果與真實的消費者感官相結合，為通過實驗手段評價冰淇淋感官提供技術參考。然而菊粉和葡聚糖與MPC在冰淇淋殺菌、均質、老化攪打等加工過程中如何協同作用，進而影響冰淇淋漿料的流變特性與口感，何種復合比例可以達到最好的效果，以及如何使得實驗測定的參數更為精準地模擬脂肪產生的細膩口感等問題還需要進一步研究探討。

[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, ?ENER 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, SZYMA?SKA-CHARGOT M, MI? 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] 王立楓, 程馬. 乳蛋白質組成對脂肪失穩和冰淇淋品質的影響[J].中國乳品工業, 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] 楊玉玲, 劉長鵬, 馬云. 淀粉為基質的脂肪替代品對無脂冰淇淋特性的影響[J]. 食品工業科技, 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.