CN101686703B - 冷冻充气甜食及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造冷冻充气甜食的方法，所述方法包括以下步骤：生产预混物，所述预混物包含：奶/乳或植物脂肪1-15％重量，优选3-12％；非脂肪乳固体0-20％重量，优选3-12％；糖和其他甜味剂0.01-35％重量；植物蛋白0-5％重量；香料0-5％重量；水30-85％重量，将0.25-15％重量的富浆级分加入到所述预混物中，以整个湿预混物的干浆计，冷冻和充气所述预混物至膨胀度为20-150％。

Description

冷冻充气甜食及其制造方法
发明技术领域
本发明涉及一种冷冻充气甜食及其制造方法。更具体地讲，本发明涉及一种包含蛋黄级分作为去稳定乳化剂的冰淇淋。
背景
已知细微微观结构的存在对于生产具有奶油质地且具有良好融化性能的冰淇淋是至关重要的。
但是，已发现在常规冰淇淋冷冻机(例如刮擦表面换热器)中产生的微观结构不稳定，且在使产品在典型的储存温度(-25℃)下硬化时，冰晶和气泡均明显变大。保持所需微观结构的一个重要的步骤是在硬化期间稳定气泡。通过产生吸附在空气界面上的脂肪聚集体的部分网络可实现这一点，由此为气孔连接提供空间阻挡。为了产生这种脂肪网络，由于在冰淇淋冷冻机内遭遇的剪切方式，需要一部分油滴部分聚结。为了控制该脂肪去稳定的过程，通常在油水界面使用所谓的去稳定乳化剂来代替乳蛋白，且产生较高水平的脂肪去稳定。因此，去稳定的脂肪网络的存在防止过量的气泡变大，且有助于保持所需细微微观结构。
迄令为止，通过使用越来越被消费者认识到对环境或人身体健康不利和/或有害的化学品实现这一点。因此，需要发现和使用可与“全天然”组合物一起使用的去稳定乳化剂。
现已发现这种去稳定乳化剂存在于蛋中，且可通过离心提取。
定义
乳化剂
乳化剂在Arbuckle，W.S.，Ice Cream(冰淇淋)，第4版，AVIpublishing，1986，第6章，第92-94页中定义。
稳定剂
稳定剂在Arbuckle，W.S.，Ice Cream(冰淇淋)，第4版，AVIpublishing，1986，第6章，第84-92页中定义。稳定剂可例如为刺槐豆胶、角叉菜胶、瓜耳胶、明胶、羧甲基纤维素胶、果胶、藻胶产物及其混合物。
冷冻充气甜食
冷冻充气甜食的定义可参见Arbuckle，W.S.，Ice Cream(冰淇淋)，第4版，AVI publishing，1986，第1章，第1-3页。优选本发明的冷冻充气甜食为基于奶或水果的冷冻充气甜食，例如冰淇淋。冰淇淋为通过在搅拌下(以掺入空气)冷冻经巴氏灭菌的混合物而制备的冷冻食品。其通常包含冰、空气、脂肪和基体相，并优选包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量，优选3-12％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量，优选3-12％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量。
膨胀度：
膨胀度在Ice Cream(冰淇淋)，W.S.Arbuckle，Avi publishing，1972，第194页中定义。
去稳定乳化剂
如在“The stability of aerated milk protein emulsions in the presenceof small molecule surfactants(在小分子表面活性剂存在下充气乳蛋白乳液的稳定性)”1997，Journal of Dairy science 80：2631：2638的图4中所述，去稳定乳化剂是指以0.3％的水平在包含12％乳脂肪(butteroil)、13％脱脂奶粉和15％蔗糖的冰淇淋预混物中提供至少15％的提取脂肪水平的任何乳化剂。
这种去稳定乳化剂的实例为饱和及不饱和的单甘油酯、聚甘油酯、脱水山梨糖醇酯、硬脂酰乳酸盐、乳酸酯、柠檬酸酯、乙酰基化的单甘油酯、二乙酰基酒石酸酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯。
测试
用于各实施例的蛋黄和蛋黄分级
蛋黄由颗粒级分和相对水溶性级分(称为浆)组成。典型地，蛋包含80％重量浆和20％重量颗粒。使用离心分离可将蛋黄分级成浆级分和颗粒级分。各级分包含脂蛋白作为其主要组成。浆级分包含低密度脂蛋白和水溶性蛋白级分(卵黄蛋白)，而颗粒级分主要由高密度脂蛋白(卵黄脂磷蛋白)、磷蛋白(卵黄高磷蛋白)和低密度脂蛋白组成。
通过离心分级为在低摩尔浓度盐溶液中的温和的方法。
在下文所述的实验中，如下进行分级。
将+5℃的新鲜的蛋黄用0.17M氯化钠溶液以1∶1的比率稀释，然后使用顶部搅拌器在温和剪切下分散1小时。随后于5℃下，将稀释后的蛋黄在以8000g运行的离心机中旋转40分钟。随后将上清液(富浆)从沉积的级分(富颗粒)中小心倾析。上清液分离之后的离心过程可重复进行，直至观察不到可见的沉积物。此时认为已生产“纯”浆级分。随后将该浆级分于+5℃下储存待用。
富浆级分定义为其中浆/颗粒重量比增加的蛋黄级分，而贫浆级分为其中浆/颗粒重量比下降的蛋黄级分。
蛋黄分离的备选方法
对使用工业设备的备选方法进行试验导致在单一步骤中进行适当的分离。
将经巴氏灭菌的液体蛋黄放置在120升Winkworth夹套容器中，该容器的温度保持在5℃。加入相同重量的0.17M盐溶液，并将混合物温和搅拌约1小时。
将混合物转移至Alfa Laval分离器(型号BTPX 205SGD-34CDP)的加料容器中。以8000r.p.m的旋转速度、以约100升/小时通过该机器。上清液(浆相)的背压出口流量设定为14-21lb/in2(1-1.5巴)，每8-10分钟排出沉淀物。
通常弃去沉淀物(颗粒相)。一批次完成后，将浆相返回至加料容器，并使用与第一程相同的条件通过分离器。同样，弃去颗粒相。
随后浆相以其液体形式使用或可进行冻干。
预混物脂肪液滴大小
使用水作为连续相，使用45mm透镜和代码(presentation code)2NAD，使用Malvern Mastersizer 2000(Malvern Instruments，UK)测定预混物乳液的粒径。将2ml预混物分散在20ml十二烷基硫酸钠(SDS)和尿素溶液(包含0.1％重量SDS和39.9％尿素，余量为去离子水)中，并于环境温度下静置15分钟，随后进行测定。在测定前将超声施用于Mastersizer槽1分钟。粒径小于它的颗粒体积分布为90％即d[0.9]看作是各脂肪液滴的极限。
冷冻充气甜食的制备
在由内部尺寸为高105mm、直径为72mm的圆柱形垂直安装的带夹套的不锈钢容器组成的搅拌罐装置中，将150ml混合物同时充气和冷冻。当由恰当尺寸的矩形(72mm×41.5mm)叶轮组成的用于剪切样品的转子旋转时，其刮擦容器的表面边缘。同样与转子连接的是与矩形叶轮呈45°角放置的两个半圆形(直径60mm)高剪切叶片。该装置被与循环冷却浴(Lauda Kryomat RVK50)相连的金属夹套环绕。这样可控制壁温。
如下进行冷冻和充气。将搅拌罐容器急冷至5℃，将混合物倒入。冷却剂温度设定为-25℃，但是将循环关闭，因此没有明显的冷却液体流过夹套。将混合物于100rpm下剪切，15秒后将循环打开，使得冷却剂流过夹套，将设备和混合物冷却。再经过45秒后，将转子速度增至1000rpm并保持2分钟，随后将转子速度降至300rpm，直至充气混合物达到-5℃，此时将转子停止，将冷冻充气甜食从容器中取出。
乳液稳定性表征
使用两种参考制剂，一种含有标准乳化剂(HP60，得自Danisco)，一种不含任何添加的乳化剂。
含有乳化剂(以重量份计)
椰油                     9.0
脱脂奶粉                 7.4
HP60乳化剂               0.285
瓜耳胶                   0.0625
角叉菜胶                 0.0175
刺槐豆胶                 0.1450
蔗糖                     20.0
水                       63.09
除了将HP60成分去除，且将水含量增加0.285pbw至63.375pbw以外，未乳化的参考制剂与上述相同。
通过将各种成分加入到20℃的水中并使用顶部搅拌器搅拌来制备10升粗乳液。将其在蒸汽釜上加热至80℃以将混合物巴氏灭菌。随后使用Silverson混合机进一步混合10分钟。
随后使用安装有Pandolfe阀的APV均质器于300巴下将乳液均质化。均质化后，将乳液通过板式换热器以将混合物冷却至5℃。
依据在上述“预混物脂肪液滴大小”中所述的方法，用MalvernMastersizer 2000测定油滴大小分布。
依据附件(搅拌罐说明书.doc)中的方案将乳液在带夹套的容器中冷冻和充气。
还用Malvern Mastersizer测定融化了的冰淇淋中的油滴大小分布。
基于直径大于进行冷冻和充气前初始均质化的混合物的D(0.9)的融化了的冰淇淋内的油滴总体积百分比，计算去稳定的脂肪的量。
冰淇淋中的蛋黄级分的检测
1方法
1.1化学品
人血管紧张肽II(Sigma A9525)
碳酸氢铵溶液：100mM碳酸氢铵水溶液；pH 8.0
草酸钾溶液：10％草酸钾水溶液
正己烷
RapiGest：20g/l RapiGestTM SF(Waters 186002122)的水溶液(RapiGestTM SF为用于提高蛋白的酶消化的试剂。RapiGest SF有助于使蛋白增溶，使其对酶裂解更敏感，而不会抑制酶活性。与其他常用的变性剂(如SDS或尿素)不同，RapiGest SF不修饰肽或抑制蛋白酶活性。其与多种酶(如Trypsin、Lys-C、Asp-N和Glu-C和其他酶)相容)
DTT：1M二硫苏糖醇/碳酸氢铵溶液
碘代乙酰胺溶液：500mM碘代乙酰胺/碳酸氢铵溶液
胰蛋白酶琼脂糖：固定化胰蛋白酶，经TPCK处理(Pierce 20230)
TFA：10％三氟乙酸水溶液
1.2制备
将1g样品掺加50μg血管紧张肽II(内标物)示踪。将1ml碳酸氢铵溶液、100μl草酸钾溶液和5ml正己烷加入到各样品中，充分涡旋，并以6000g离心分离10分钟。将有机层弃去，水相用5ml正己烷萃取两次，并以6000g离心分离10分钟。含水提取物用于消化。
1.3消化
将90μl含水提取物、10μl RapiGest和2.5μl DTT于60℃下培养30分钟。加入15μl碘代乙酰胺溶液，将样品于室温下在暗处[1]培养30分钟。加入100μl固定化胰蛋白酶(用碳酸氢铵溶液洗涤三次)，于750rpm下将样品于37℃下培养过夜[1]。
通过加入15μl TFA溶液，使样品酸化至pH为2，于37℃下培养30分钟，并以12000g离心分离10分钟。
将上清液过滤，用于HPLC分析。
1.4液相色谱法/质谱法
液相色谱法：Waters Acquity UPLC System
质谱仪：Waters Micromass Q-T of Premier
ESP+，V-型号，200-2000Da
柱：Waters Acquity Beh130C18
流动相A：0.1％甲酸/水
流动相B：0.1％甲酸/乙腈
程序：
0分钟         0.2ml/min        95％A            5％B
2分钟         0.2ml/min        95％A            5％B
60分钟        0.2ml/min        60％A         40％B(线性)
61分钟        0.2ml/min        0％A            100％B
64分钟        0.2ml/min        0％A            100％B
65分钟        0.2ml/min        95％A            5％B
1.5特异性标记
表1：蛋黄级分的特异性标记
  标记峰 对......的特异性(Specific for)   m/z   保留时间
  S1   内标物(血管紧张肽II)   676.34±0.05   26.7
  G1   蛋黄颗粒   689.32±0.05   8.0
  G2   蛋黄颗粒   538.29±0.05   9.7
  G3   蛋黄颗粒   481.26±0.05   15.7
  G4   蛋黄颗粒   575.33±0.05   17.2
  P1   蛋黄浆   732.39±0.05   6.2
  P2 蛋黄浆   548.31±0.05   15.6
  P3   蛋黄浆   509.27±0.05   31.8
  P4   蛋黄浆   884.55±0.05   37.8
  P5   蛋黄浆   791.73±0.05   51.4
1.6定性评价
标记峰G1-G4的存在说明在样品中存在蛋黄颗粒，而标记峰P1-P5的存在说明存在蛋黄浆。在整个蛋黄中，存在两种类型的标记峰。
1.7定量评价
血管紧张肽信号S1用于内部校准。将G1-G4和P1-P5的峰面积除以峰面积S1。为了进行纯蛋黄的定量评价标准，将蛋黄颗粒和蛋黄浆进行加工，并用于校准，得到各标记的校准曲线(G1/S1，P1/S1等；参考附图)。
对于各样品，分别由各校准曲线确定蛋黄级分含量，产生4个颗粒值和5个浆值。计算4个颗粒值的平均值和5个浆值的平均值，分别确定样品中的颗粒和浆含量。通过该方法确定蛋黄中的干颗粒/干浆的比率为约0.16。偏离该值说明向产品中添加了蛋黄浆和蛋黄颗粒或者添加了整个蛋黄和额外的蛋黄浆或蛋黄颗粒。
2结果
2.1检测极限(LOD)
下表示出了整个蛋黄和蛋黄级分的检测极限。
  量
  干蛋黄LOD   1.2mg
  干浆LOD   1.5mg
  干颗粒LOD   1.5mg
3图
图3和4示出了蛋黄颗粒和浆的校准曲线。
因此，使用校准曲线可得到给定冰淇淋的颗粒和浆含量以及浆/颗粒比。
发明概述
本发明的第一个目标为提供一种冷冻充气甜食，所述甜食包含0.15-15％重量的富浆级分，以整个冷冻充气甜食的干浆计。优选所述冷冻充气甜食包含低于10％的富浆级分。
优选所述冷冻充气甜食包含超过0.5％，更优选超过0.75％，最优选超过1％重量的富浆级分，以整个冷冻充气甜食的干浆计。
还优选所述冷冻充气甜食包含低于5％，更优选低于3％重量的富浆级分，以整个冷冻充气甜食的干浆计。
优选所述富浆级分包含低于10％，更优选低于5％，还更优选低于1％的颗粒级分，以干颗粒计。
更优选所述冷冻充气甜食包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量，优选3-12％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量，优选3-12％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量。
本发明的另一目标为提供一种冷冻充气甜食，所述甜食包含0.15-5％重量的浆，以整个冷冻充气甜食的干浆计，且浆/颗粒重量比至少为10。
更优选所述冷冻充气甜食包含低于3％重量的浆，以整个冷冻充气甜食的干浆计。
更优选所述冷冻充气甜食包含超过0.5％，更优选超过0.75％，最优选超过1％重量的浆，以整个冷冻充气甜食的干浆计。
更还优选浆/颗粒重量比超过20，优选超过100。
更还优选所述冷冻充气甜食包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量，优选3-12％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量，优选3-12％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量。
本发明的再一目标为提供一种制造冷冻充气甜食的方法，所述方法包括以下步骤：
·生产预混物，所述预混物包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量，优选3-12％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量，优选3-12％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量
·冷冻和充气所述预混物至膨胀度为20-150％，
其特征在于将0.25-15％重量的富浆级分加入到所述预混物中，以整个湿预混物的干浆计。
优选将超过0.5％，更优选超过0.75％，最优选超过1％重量的富浆级分加入到所述预混物中，以整个湿预混物的干浆计。
还优选将低于10％，更优选低于5％，还更优选低于3％重量的富浆级分加入到所述预混物中，以整个湿预混物的干浆计。
还优选将0.15-5％重量的浆加入到所述预混物中，以整个冷冻充气甜食的干浆计。更优选将低于3％重量的浆加入到所述预混物中。更优选将超过0.5％，还更优选超过0.75％，最优选超过1％重量的浆加入到所述预混物中。
优选所述富浆级分包含低于10％，更优选低于5％，还更优选低于1％的颗粒级分，以干颗粒计。
本发明的再一目标为提供一种制造冷冻充气甜食的方法，所述方法包括以下步骤：
·生产预混物，所述预混物包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量，优选3-12％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量，优选3-12％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量
·冷冻和充气所述预混物至膨胀度为20-150％，
其特征在于将0.25-15％重量的浆加入到所述预混物中，以整个湿预混物的干浆计。
还优选将0.15-5％重量的浆加入到所述预混物中，以整个湿预混物的干浆计。更优选将低于3％重量的浆加入到所述预混物中。更优选将超过0.5％，还更优选超过0.75％，最优选超过1％重量的浆加入到所述预混物中。
发明详述
在以下实施例中并参考图1-4来进一步描述本发明。
图1表示去稳定的脂肪的百分比与蛋黄和浆浓度的关系，以整个组合物的浆和蛋黄的干物质计。
图2表示9％脂肪冰淇淋的融化特性。
图3和4分别表示颗粒和浆的校准曲线。
为了研究乳液稳定性，在“测试和定义-乳液稳定性表征”中已描述的对照乳液的基础上生产一系列乳液。
生产的各种乳液汇总于下表1，各种蛋黄固体和浆固体所得到的数据在图1中给出。该图表明，蛋黄浆的去稳定能力意外地远大于蛋黄的去稳定能力。
表1
  对照物   乳化的对照物   2％蛋黄   2％浆
  CNO   9   9   9   9
  蔗糖   20   20   20   20
  SMP   7.4   7.4   7.4   7.4
  HP60   0.285
  LBG   0.145   0.145   0.145   0.145
  瓜耳胶   0.0625   0.0625   0.0625   0.0625
  角叉菜胶L100   0.0175   0.0175   0.0175   0.0175
  蛋黄   2
  蛋黄浆*   10.7
  香草香精(vanilla)   0.16   0.16   0.16   0.16
  香兰素   0.012   0.012   0.012   0.012
  水   63.20   62.92   61.20   52.50
*浆以10.7％的蛋黄的分级溶液加入。这样产生2％干重的浆。
已确定蛋黄浆为比预期好得多的去稳定乳化剂，研究了其对融化特性的影响。为了达到该目的，生产一系列冰淇淋，均充气至膨胀度为100％。
结果汇总于图2，该图清楚地表明，包含单甘油酯/二甘油酯的冰淇淋的融化性能可与包含浆的冰淇淋媲美。在其他方面，在质地和风味方面，对这些样品的非正式的盲品得出明确偏爱包含浆的样品。
在其他方面，测试了冻干的级分是否可以使用。为了达到该目的，将蛋黄级分倒入不锈钢盘中至1-2cm深，并于-40℃下冷冻6小时。将其在Severn Science LS405-搁板(shelf)冻干机中冻干，其中搁板温度20℃，冷凝器温度为-55℃，室/冷凝器压力为0.01毫巴。通过以下方法测试干燥程度，将干燥室隔离并目睹干燥室中微不足道的压力上升(在3分钟内低于0.001毫巴)，该现象表明水蒸汽不再从样品中出来。10kg湿蛋黄级分的干燥时间为约72小时。使用所得到的级分，得到类似于用未冻干的浆所得到的结果。

Claims (14)

1.冷冻充气甜食，所述甜食包含0.15-15％重量的蛋黄富浆级分，以蛋黄富浆级分的干重基于整个冷冻充气甜食的总重量计，其中蛋黄富浆级分定义为其中浆/颗粒重量比大于80∶20的蛋黄级分。
2.权利要求1的冷冻充气甜食，其中所述蛋黄富浆级分包含低于10％的蛋黄颗粒级分，以各物质的干重计。
3.权利要求1的冷冻充气甜食，其中所述蛋黄富浆级分包含低于5％的蛋黄颗粒级分，以各物质的干重计。
4.权利要求1的冷冻充气甜食，其中所述蛋黄富浆级分包含低于1％的蛋黄颗粒级分，以各物质的干重计。
5.权利要求1或2的冷冻充气甜食，所述甜食包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量。
6.权利要求5的冷冻充气甜食，其中所述甜食包含3-12％重量的奶/乳或植物脂肪。
7.权利要求5的冷冻充气甜食，其中所述甜食包含3-12％重量的非脂肪乳固体。
8.权利要求1或2的冷冻充气甜食，所述甜食包含0.15-5％重量的蛋黄富浆级分，所述蛋黄富浆级分的浆/颗粒重量比至少为10。
9.制造冷冻充气甜食的方法，所述方法包括以下步骤：
·生产预混物，所述预混物包含：
·奶/乳或植物脂肪1-20％重量
·非脂肪乳固体0-20％重量
·糖和其他甜味剂0.01-35％重量
·植物蛋白0-5％重量
·香料0-5％重量
·水30-85％重量
·冷冻和充气所述预混物至膨胀度为20-150％，
其特征在于生产预混物时，将0.25-15％重量的蛋黄富浆级分加入到所述预混物中，以蛋黄富浆级分的干重基于整个预混物的总重量计，其中蛋黄富浆级分定义为其中浆/颗粒重量比大于80∶20的蛋黄级分。
10.权利要求9的方法，其中所述甜食包含3-12％重量的奶/乳或植物脂肪。
11.权利要求9的方法，其中所述甜食包含3-12％重量的非脂肪乳固体。
12.权利要求9的方法，其中所述蛋黄富浆级分包含低于10％的蛋黄颗粒级分，以各物质的干重计。
13.权利要求9的方法，其中所述蛋黄富浆级分包含低于5％的蛋黄颗粒级分，以各物质的干重计。
14.权利要求9的方法，其中所述蛋黄富浆级分包含低于1％的蛋黄颗粒级分，以各物质的干重计。
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