一種獼猴桃酸奶冰淇淋的研制

馬雪，裴卓，于永淳

（綏化學院 食品與制藥工程學院，黑龍江 綏化 152061）

隨著人們生活水平的提高，對冰淇淋產品提出了新的要求，希望它不僅有良好的口感，而且能夠滿足人們對營養、健康的追求，這導致冰淇淋產品向天然、保健、功能化發展。研究人員對保健型冰激凌進行了大量的研究[1-7]，研制出了多種動、植物營養上互補，老少皆宜的保健型冰淇淋。在未來的冰淇淋市場，滿足消費者口感的同時，研制出具有一定保健功效的新型冰淇淋產品將會有廣闊的市場前景。酸奶作為具有一定保健功能的發酵乳品逐漸受到廣大消費者的喜歡[8]，將酸奶制成冰淇淋不僅可以增加冰淇淋的營養價值，還可以滿足消費者對健康食品的要求，同時低溫貯藏為益生菌的存活創造了條件，適合益生菌的保藏，大大延長了產品的貨架期。獼猴桃酸奶冰淇淋將酸奶的保健作用[9]、獼猴桃的營養價值[10]、獨特風味與冰淇淋的冰涼感覺、細膩質地有機地結合起來，營養豐富，老少咸宜，四季都可以食用。不同穩定劑對冰淇淋影響各不相同，羧甲基纖維素鈉保形作用強，冰淇淋生產中添加適量的羧甲基纖維素鈉可以避免冰淇淋表面出現干縮現象[11-12]。海藻酸鈉應用在不同的食品中，發揮著不同的功能。它主要因其穩定性、乳化性、增稠性、懸浮性、膠凝性、分散性和被膜性等特性應用在食品生產、藥物制劑和印紡工業等領域[13]。黃原膠是一種微生物多糖，具有剪切稀釋、懸浮乳化、增稠、耐鹽、耐酸堿、耐高溫等獨特性能，非常適合應用于冰淇淋的生產[14]。本研究通過對獼猴桃汁添加量、酸奶添加量、白砂糖添加量及穩定劑配方展開研究，旨在為新型冰淇淋產品的開發提供理論依據。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與儀器

獼猴桃：綏化市大潤發超市；純牛奶：蒙牛乳業有限責任公司；白砂糖：上海上棠食品有限公司；羧甲基纖維素鈉：淄博海瀾化工有限公司；海藻酸鈉：河南思遠生物科技有限公司；黃原膠：內蒙古阜豐生物科技有限公司；發酵劑（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌）：江蘇微康生物科技有限公司；以上材料均為食品級。

HH-6 數顯恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；JM-L50 立式膠體磨：溫州富瑞康機械科技有限公司；BILON-J1500 高速組織搗碎機：上海比朗儀器制造有限公司；303-00ADH 恒溫培養箱：上海坤天實驗室儀器有限公司；JJ100B 高精密電子天平：常熟市雙杰測試儀器廠；JYZ-E6T 榨汁機：九陽股份有限公司；BCD-160TMPQ 冰箱：海爾股份有限公司；CF8242X 冰淇淋機：黃石東貝制冷有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 獼猴桃酸奶冰淇淋加工工藝流程

1.2.1.1 獼猴桃汁的加工工藝流程

原料的選擇→清洗、去皮→破碎→榨汁→過濾→預熱→殺菌→冷卻→貯存

1.2.1.2 酸奶的加工工藝流程

發酵原料的混合→預熱均質→滅菌處理→冷卻→接種→發酵→酸奶樣品→4℃冰箱冷藏

1.2.1.3 獼猴桃酸奶冰淇淋調配工藝流程

原料混合→均質→殺菌→冷卻→老化→凝凍→成品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 獼猴桃汁的制備

選取果形完整，成熟度8 成～9 成，大小均勻無機械損傷、無病蟲害、無疤痕、色澤鮮嫩獼猴桃果實（可溶性固形物含量約為14%～20%）。先將獼猴桃清洗，去掉最外層的毛和皮，切片、去掉籽[15]，電磁爐迅速加熱至 70℃～80℃，水浴保持 3 min～5 min，破壞果膠酶并進行榨汁，冷卻后冷藏備用。

1.2.2.2 酸奶的制備

將純牛奶用膠體磨均質2 次，于95℃滅菌15 min，快速冷卻至40℃～45℃。接種可獲得的混合酸奶發酵菌種（含保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌），經過殺菌后半成品按無菌操作進行發酵劑接種，接種溫度控制在41℃～43℃，接種后攪拌 10 min～15 min 溶解分散發酵劑[16]，置 43℃恒溫培養箱培養 8 h～10 h，此時 pH 值可達到 4.1～4.6，停止發酵，放入冰箱（0～4℃）冷藏。

1.2.2.3 配料、殺菌、均質

獼猴桃汁和白砂糖按比例混合，穩定劑用15 倍的水溶解過濾后加入其中，用組織搗碎機充分攪拌混合（溫度保持在43℃～48℃）。對混合料采取巴氏殺菌，80℃滅菌15 min[17]。殺菌后迅速將混合料冷卻到60℃，均質。

1.2.2.4 冷卻、老化

將均質后的混合料迅速冷卻到4℃，老化15 min～20 min。在老化后的混合料漿中加入酸奶，充分混合均勻。

1.2.2.5 凝凍、冷藏

將老化后的混合料液加到冰淇淋凝凍機料斗中并進行凝凍攪打，其目的是使混合料液更加均勻，產品組織更加細膩，并加速產品硬化成型過程[18]，在-4℃～-2℃下不斷攪拌，待其逐漸稠厚凝凍后，將凝凍的冰淇淋裝入塑料杯或模子，放入冰箱，進行速凍硬化[19]。

1.2.3 單因素調配試驗設計

1.2.3.1 獼猴桃汁添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋影響的研究

按照獼猴桃酸奶冰淇淋加工工藝流程調配冰淇淋，在混合原料中分別加入獼猴桃汁10%、15%、20%、25%、30%時，添加酸奶30%，白砂糖8%，復合穩定劑（羥甲基纖維素鈉0.20%、海藻酸鈉0.15%、黃原膠0.20%）進行單因素試驗。以感官質量和膨脹率作為參考指標，研究其對冰淇淋品質的影響。

1.2.3.2 酸奶添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋影響的研究

按照獼猴桃酸奶冰淇淋加工工藝流程調配冰淇淋，在混合原料中分別加入酸奶15%、20%、25%、30%、35%時，添加獼猴桃汁20%，白砂糖8%，復合穩定劑（羥甲基纖維素鈉0.20%、海藻酸鈉0.15%、黃原膠0.20%）進行單因素試驗，以感官質量和膨脹率作為參考指標，研究其對冰淇淋品質的影響。

1.2.3.3 白砂糖添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋影響的研究

按照獼猴桃酸奶冰淇淋加工工藝流程調配冰淇淋，在混合原料中分別加白砂糖4%、6%、8%、10%、12%時，添加獼猴桃汁20%，酸奶30%，復合穩定劑（羧甲基纖維素鈉0.20%、海藻酸鈉0.15%、黃原膠0.20%）進行單因素試驗，以感官質量和膨脹率作為參考指標，研究其對冰淇淋品質的影響。

1.2.4 復合穩定劑的選擇

若脂肪含量較少，冰淇淋固有的抗熱性和細膩感降低較嚴重，此時可通過添加一定量的穩定劑來克服此缺陷。

1.2.4.1 羧甲基纖維素鈉添加量對冰淇淋影響的研究

按照獼猴桃酸奶冰淇淋標準配方（獼猴桃汁20%、酸奶30%、白砂糖8%）調配冰淇淋，在混合原料中分別加入 0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%羧甲基纖維素鈉時，添加海藻酸鈉0.15%、黃原膠0.20%進行單因素試驗，計算冰淇淋的膨脹率和融化率。

1.2.4.2 海藻酸鈉添加量對冰淇淋影響的研究

按照獼猴桃酸奶冰淇淋標準配方（獼猴桃汁20%、酸奶30%、白砂糖8%）調配冰淇淋，在混合原料中分別加入海藻酸鈉0.10 %、0.15 %、0.20 %、0.25 %、0.30 %時，添加羧甲基纖維素鈉0.20%、黃原膠0.20%進行單因素試驗，計算冰淇淋的膨脹率和融化率。

1.2.4.3 黃原膠添加量對冰淇淋影響的研究

按照獼猴桃酸奶冰淇淋標準配方（獼猴桃汁20%、酸奶30%、白砂糖8%）調配冰淇淋，在混合原料中分別加入黃原膠0.10%、0.15%、0.20%、0.25 %、0.30 %時，添加羧甲基纖維素鈉0.20%，海藻酸鈉0.15%進行單因素試驗，計算冰淇淋的膨脹率和融化率。

1.2.5 正交試驗設計

1.2.5.1 獼猴桃酸奶冰淇淋原料配比正交試驗設計

根據原料配比單因素試驗結果進行正交試驗，確定獼猴桃酸奶冰淇淋原料的最佳配比，見表1。

表1 配方調配因素和水平Table 1 Factors and levels of formula blending

1.2.5.2 復合穩定劑配比正交試驗設計

根據復合穩定劑單因素試驗結果進行正交試驗，確定復合穩定劑的最佳配比，見表2。

表2 復合穩定劑添加的因素和水平Table 2 Factors and levels of compound stabilizer addition

1.2.6 獼猴桃酸奶冰淇淋感官評價方法

獼猴桃酸奶冰淇淋制成后，選取味覺靈敏的10人，經過培訓后組成感官評定小組，取其感官評價評分的平均值。獼猴桃酸奶冰淇淋感官評價評分標準見表3，通過看、聞、品的鑒別，從而識別產品品質的優劣[20-21]。

表3 獼猴桃酸奶冰淇淋感官品質評分標準Table 3 Sensory quality evaluation criteria of kiwi yogurt ice cream

1.2.7 膨脹率及其計算方法

在冰淇淋的生產中，膨脹率是衡量冰淇淋品質優劣的重要指標。膨脹率能客觀地反映冰淇淋的配方、工藝等綜合條件對產品品質的影響，并直接影響冰淇淋的抗融性、適口性和經濟效益[11]。冰淇淋的混合原料膨脹后經凝凍與硬化后得到優良的組織與形體，使其品質比不膨脹的或膨脹不夠的冰淇淋適口，且更為柔潤與松軟。但如對冰淇淋的膨脹率控制不當，則得不到優良的品質。膨脹率過高，則組織較松軟；過低時，則組織堅實。綜合冰淇淋行業標準文件SB/T 10418-2017《軟冰淇淋》及相關研究，一般認為軟冰淇淋膨脹率應控制在低于80%，果味冰淇淋應在60%～70%較為適宜[22-23]。

計算方法：分別測定冰淇淋凝凍前后在相同體積下的質量，按照公式[24-25]進行膨脹率的計算。

吳建中在《轉型與超越：無所不在的圖書館》一書中指出，“圖書館是虛擬與實體高度融合的交流空間；圖書館應有效利用信息通訊技術，推進虛擬與實體空間的高度融合，使圖書館成為溫馨親和、信息通暢的知識交流空間；讀者不僅可以在這里獲取知識、交流信息，而且還可以從這里連接到全國乃至全球更大范圍的信息資源” [9]。隨著網絡和新媒體技術的日益普及，圖書館也應開拓網上虛擬文化空間，使得各類文化展覽和活動可以跳出現實空間束縛，在網絡平臺上發揮更大空間。

式中：M1為凝凍前冰淇淋漿料質量，g；M2為凝凍后冰淇淋成品質量，g。

1.2.8 融化率及其計算方法

通常以融化率來說明冰淇淋抗融性的好壞，融化率低表明其具有較好的抗融性。因空氣微泡均勻地分布于冰淇淋組織中，有穩定和阻止熱傳導的作用，可使冰淇淋成形硬化后較持久不融。測定試驗中不同穩定劑配方下冰淇淋的融化率，可得到復合穩定劑最佳試驗配方。

計算方法：冰淇淋融化率的測定參考Cody 等[7]的方法，并作出適當改變。稱取一定質量冰淇淋成品，置于金屬網上，并在其下面放一玻璃燒杯（用于收集融化的冰淇淋），然后放入37℃恒溫培養箱中，15 min 后稱量融化冰淇淋的質量。計算公式如下：

式中：M0為融化冰淇淋的質量，g；M 為稱取冰淇淋的總質量，g。

2 結果與分析

2.1 單因素調配試驗結果與分析

2.1.1 獼猴桃汁添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋影響的結果與分析

在酸奶、白砂糖和復合穩定劑添加量相同的情況下，通過改變獼猴桃汁的加入量，研究不同獼猴桃汁添加量對冰淇淋品質的影響，結果見圖1。

圖1 獼猴桃汁添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋的影響Fig.1 Effect of kiwi juice addition on kiwi yogurt ice cream

由圖1可知，在獼猴桃汁添加量為10%～20%時，隨著獼猴桃汁添加量的增加，冰淇淋的感官品質呈上升趨勢，在添加量為20%時達到峰值，之后呈下降趨勢。獼猴桃汁添加量低于10%時風味不夠明顯；添加量大于20%則會使冰淇淋膨脹率有所下降，導致冰淇淋綿軟口感降低并且略有苦味。這是因為獼猴桃汁中的果膠成分與牛奶相混時易產生沉淀，導致混合料液的黏度上升，空氣不易混入[12]。綜合該冰淇淋的感官檢驗及膨脹率，本試驗選擇獼猴桃汁的添加量為20%。

在獼猴桃汁、白砂糖和復合穩定劑添加量相同的情況下，通過改變酸奶的加入量，研究不同酸奶添加量對冰淇淋的品質影響，結果見圖2。

圖2 酸奶添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋的影響Fig.2 Effect of yogurt addition on kiwi yogurt ice cream

由圖2可知，在酸奶添加量在15%～30%時，隨著酸奶添加量的增加，冰淇淋的感官品質呈上升趨勢，在添加量為30%時達到峰值，之后略有下降。隨著酸奶添加量的增加，冰淇淋的膨脹率逐漸增大，這是由于酸奶的添加使冰淇淋料液黏度降低，在凝凍攪打過程中，空氣隨著攪打而更容易進入料液中形成乳狀液氣泡，促使冰淇淋體積膨脹，因而膨脹率增大[8]。并且在酸奶添加量小于15%時，冰淇淋沒有明顯的酸奶風味，而大于30%則導致酸味過濃，因此30%的酸奶添加量是最合適的。

2.1.3 白砂糖添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋影響的結果與分析

在獼猴桃汁、酸奶和復合穩定劑添加量相同的情況下，通過改變白砂糖的加入量，研究不同白砂糖的添加量對冰淇淋的品質影響，結果見圖3。

圖3 白砂糖添加量對獼猴桃酸奶冰淇淋的影響Fig.3 Effect of white granulated sugar addition on kiwi yogurt ice cream

由圖3可知，在白砂糖添加量為4%～8%時，隨著白砂糖添加量的增加，冰淇淋的感官品質呈上升趨勢，在添加量為8%時達到峰值，之后略有下降。膨脹率的增大是由于白砂糖的添加使冰淇淋漿料總固形物含量增大，有利于漿料中混入空氣的保存。當白砂糖添加量大于8%時膨脹率下降，分析原因可能是由于漿料中固形物含量過高，導致冰淇淋漿料黏度過大，凝凍攪打時空氣不易混入，最終導致膨脹率下降。加糖量小于4%酸奶的酸味和獼猴桃汁的苦味會影響冰淇淋的感官品質；加糖量大于8%則會導致產品過于甜膩，因此本試驗選擇的添加量為8%。

2.2 復合穩定劑的選擇試驗結果與分析

2.2.1 羧甲基纖維素鈉添加量對冰淇淋的影響

羧甲基纖維素鈉添加量對冰淇淋影響的結果見圖4。

圖4 羧甲基纖維素鈉添加量對冰淇淋的影響Fig.4 Effect of sodium carboxymethyl cellulose addition on ice cream

從圖4可以看出羧甲基纖維素鈉添加量達到0.20%時，膨脹率較為理想；此時冰淇淋的融化率較低，抗融效果較好，制得的冰淇淋組織滑潤形態穩定，口感及外觀形態佳。羧甲基纖維素鈉能使冰淇淋具有較好的細膩感和抗熱性，但入口融化較慢，添加量過高時口感較黏。

2.2.2 海藻酸鈉添加量對冰淇淋的影響

海藻酸鈉添加量對冰淇淋影響的結果見圖5。

圖5 海藻酸鈉添加量對冰淇淋的影響Fig.5 Effect of sodium alginate addition on ice cream

從圖5可以看出海藻酸鈉添加量達到0.15%時，膨脹率較為理想；此時冰淇淋的融化率較低，抗融效果較好，制得的冰淇淋形態穩定無大冰晶及顆粒，口感及外觀形態佳。添加量過高時，抗熱性變差。

2.2.3 黃原膠添加量對冰淇淋的影響

黃原膠添加量對冰淇淋影響的結果見圖6。

圖6 黃原膠添加量對冰淇淋的影響Fig.6 Effect of xanthan gum addition on ice cream

從圖6可以看出黃原膠添加量達到0.20%時，膨脹率較為理想；此時冰淇淋的融化率較低，抗融效果較好，制得的冰淇淋形態穩定無大顆粒、無氣泡和孔洞，口感及外觀形態佳。

綜合分析：隨著復合穩定劑添加量的增加冰淇淋的膨脹率逐漸增加，融化率也隨之降低，抗融性增強。此后，隨著添加量的增加膨脹率降低，這是由于復合穩定劑添加量的繼續增加，促使冰淇淋漿料黏度升高，造成冰淇淋漿料黏度過大，不利于凝凍攪打過程中空氣的混入，造成膨脹率降低，同時復合穩定劑添加量過多也易造成冰淇淋的口感過黏。

由以上單因素試驗結果可知，當羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉、黃原膠以0.20%、0.15%、0.20%添加量加入時，獼猴桃酸奶冰淇淋的膨脹效果及抗融化效果較理想，因此選用此條件繼續進行正交試驗。

2.3 正交試驗結果與分析

2.3.1 獼猴桃酸奶冰淇淋原料最佳配比正交試驗結果與分析

依據原料最佳配比單因素試驗結果，采用L9（33）的正交試驗方法，以感官評定評分為主，結果及數據處理見表2。

表2 原料最佳配比正交試驗結果Table 2 The orthogonal experiment results of optimum proportions of raw materials

續表2 原料最佳配比正交試驗結果Continue table 2 The orthogonal experiment results of optimum proportions of raw materials

由極差結果分析可知，影響冰淇淋感官評分的因素大小次序為：C〉A〉B，即白砂糖添加量〉獼猴桃汁添加量〉酸奶添加量，最優組合為A2B3C3，即獼猴桃汁添加量為20 %，酸奶添加量為32 %，白砂糖添加量為10%；而影響冰淇淋膨脹率的因素大小次序為：A〉C〉B，即獼猴桃汁添加量〉白砂糖添加量〉酸奶添加量，最優組合為A2B3C2，即獼猴桃汁添加量為20%，酸奶添加量為32%，白砂糖添加量為8%。兩組最佳組合中，白砂糖添加量有差異，且二者極差相等，在評價指標中以感官評分為主要指標，所以經綜合分析，最終確定獼猴桃酸奶最優配方為A2B3C3，即獼猴桃汁添加量為20%，酸奶添加量為32%，白砂糖添加量為10%。

對冰淇淋原料最優配方進行驗證試驗，重復3 次取平均值，結果表明，最優組合A2B3C3分值為94.8，膨脹率為58.3%。可以看出此組合感官質量高于正交試驗中的每一項試驗結果。因此獼猴桃酸奶冰淇淋原料最優配方為：獼猴桃汁添加量20%、酸奶添加量32%、白砂糖添加量10%。

2.3.2 復合穩定劑正交試驗結果與分析

依據復合穩定劑單因素試驗結果，采用L9（33）的正交試驗方法，以膨脹率測定結果為主，結果及數據處理見表3。

表3 復合穩定劑正交試驗結果Table 3 Orthogonal test results of composite stabilizer

續表3 復合穩定劑正交試驗結果Continue table 3 Orthogonal test results of composite stabilizer

由極差結果分析可知，影響冰淇淋膨脹率的因素大小次序為：a〉b〉c，即羧甲基纖維素鈉〉海藻酸鈉〉黃原膠，最優組合為a2b2c1，即羧甲基纖維素鈉添加量為0.20%、海藻酸鈉添加量為0.15%、黃原膠添加量為0.15%；而影響冰淇淋融化率的因素大小次序為：c〉a〉b，即黃原膠〉羧甲基纖維素鈉〉海藻酸鈉，最優組合為a1b2c3，即羧甲基纖維素鈉添加量為0.15%、海藻酸鈉添加量為0.15%、黃原膠添加量為0.25%。除海藻酸鈉的影響外，兩組最優組合有所差異，有極差分析可知，羧甲基纖維素鈉對產品膨脹率的影響略高于對融化率的影響，而黃原膠對融化率的影響顯著高于其對膨脹率的影響，所以綜合分析各個因素，最終確定復合穩定劑的最優配方為a2b2c3，即羧甲基纖維素鈉添加量為0.20%、海藻酸鈉添加量為0.15%、黃原膠添加量為0.25%。

對復合穩定劑的最優配方進行驗證試驗，重復3次取平均值，得膨脹率為58.3%，融化率為33.5%，可以看出此配方膨脹率及抗融效果佳，因此選用羧甲基纖維素鈉添加量為0.20%、海藻酸鈉添加量為0.15%、黃原膠添加量為0.25%。

3 結論

以獼猴桃、酸奶為原料，通過對獼猴桃汁添加量、酸奶添加量、白砂糖添加量及穩定劑配方的單因素試驗、正交試驗研究，得到了以下結論：單因素試驗確定獼猴桃酸奶冰淇淋中獼猴桃汁的添加量為20%，酸奶的添加量為30%，白砂糖添加量為8%。羧甲基纖維素鈉添加量達到0.20%時海藻酸鈉添加量0.15%，黃原膠添加量0.20%時，冰淇淋膨脹率較為理想。正交試驗優化結果確定：獼猴桃酸奶冰淇淋中獼猴桃汁的最佳添加量為20 %，酸奶的最佳添加量為32 %，白砂糖的最佳添加量為10 %，感官評分94.8，此配方制得的冰淇淋口感良好，顏色均勻、無雜色，有獼猴桃和酸奶獨有的風味和香味，相互協調，酸甜適度。冰淇淋中復合穩定劑的最佳配方為：羧甲基纖維素鈉添加量0.20 %，海藻酸鈉添加量0.15 %，黃原膠添加量0.25%。使用該配方制得的獼猴桃酸奶冰淇淋膨脹率可達58.3%，符合國家標準，且抗融化性較好，融化率僅為33.5%，組織滑潤、細膩，形態穩定，無大冰晶及顆粒。