CN1096831C - 糖水冰糕制品及制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种糖水冰糕制品，它能稳定地在-18℃加工及保存，所说制品具有一种缝隙式疏松结构，硬化后该结构具有的气相体积为0.1-0.45，其中糖水冰糕制品包括一种稳定剂和不少于0.1重量%的蛋白质基疏松剂。同时提供了制备上述糖水冰糕制品的一种方法，它包括以下步骤：(i)用一种可充气气体将糖水冰糕组合物充气，该气体至少包含50%体积的可溶于水的气体；(ii)在冷冻器中冷冻，在冷冻器中停留时间大约为2.5-10分钟；及(iii)两阶段硬化。

Description

糖水冰糕制品及制造方法

发明技术领域

本发明涉及一种糖水冰糕制品和一种制备它的方法。

发明背景

能提供新的糖水冰糕制品的需求正在增加。特别是需要能提供具有新的外观和(或)构造的产品。

特别需要能够提供一种糖水冰糕，它具有低热量含量和目前相对柔软的构造。这样的糖水冰糕具有特别提神的优点。

然而，假如用传统方法生产含低热量的糖水冰糕，会得到一块很硬的冰砖，而不被在典型冷藏温度享用的消费者接受。

已有文献揭示了用可溶性气体如二氧化碳和(或)氧化亚氮充气的产品，例如专利US 3969531和专利JP 80017708。

US 3969531(Cornelius)揭示了一种方法，水和橘子汁的混合物用氧化亚氮气体充气，形成了一种半冻结食物。

JP 80017708揭示了一种可通过吸管饮用的微粒状冷冻饮料。将糖浆和水及二氧化碳在机器里混合，生产出一种冷饮，这样二氧化碳气体处于冷冻材料之中。

US 4826656描述了一种构造匀和的软冻糖水冰糕，其固体含量为重量的18-26％，用打进空气使其增量25-70％，该糖水冰糕含有一种占重量0.05-0.5％的稳定剂混合物。

GB 915389描述了一种不含脂肪的冰淇淋，它包含漫布的空气或气体，使它在冷的时候很容易被切开或咬动。

然而，我们发现这些制品有稳定性问题，以至不能对它们进一步加工，如它们很难被挤压成型，并且它们在-18℃储存不稳定。

我们解决了上述问题，并能提供一种稳定的糖水冰糕制品，它具有一种缝隙式疏松结构。

发明内容

本发明提供一种糖水冰糕制品，它能稳定地在-18℃加工和储存。所说的制品具有一种缝隙式疏松结构，在硬化后该结构具有气相体积为0.1-0.45之间，其中该糖水冰糕制品含有一种稳定剂和不少于0.1重量％的蛋白质基疏松剂。

该制品具有一种缝隙式疏松结构，硬化后该结构具有的气相体积优选0.13-0.40，更优选0.2-0.35。

硬化后气相体积在0.45以上时，随着气相体积数值的增加，缝隙式疏松结构会坍塌或变得不稳定。结构坍塌是不符合要求的，因为它不能提供本发明的缝隙式疏松结构。在一些配方中，结构坍塌可能在气相体积为4.0或稍高时便开始发生了。有如此坍塌结构的糖水冰糕制品不属于本发明的范围。本发明糖水冰糕制品的气相体积是被选定在完全避免如此结构坍塌的气相体积范围之内的。

这里所用的气相体积的概念是指硬化后在-18℃的冰冻制品中气体所占的体积分数。

缝隙式疏松结构的概念是指一种包含空隙的结构，空隙的形状是曲折的非球型的缝隙，缝隙是由气相形成的。典型的缝隙宽度大于冰晶直径的5倍，且举例而言，可长达3厘米或更长，典型的可连续贯穿整个结构。这些缝隙的纵横比超过2.5，可达100的数量级或更高。对连续贯穿整个结构的缝隙，其纵横比可能比100要高许多。

因此这种结构与已知的充气结构是能够区分的，在已知的充气结构中，气相形成气泡状的空隙，其中大多数的形状基本上是球型，气相体积为0.1-0.45。这些有代表性的气泡小于它们周围冰晶直径的大约两倍，小到只有冷冻在冰淇淋冷冻器的典型糖水冰糕中冰晶直径的20％。此外，这些气泡的纵横比小于2.5。

纵横比的定义是空隙的长度除以直径。结构是用“冰淇淋的低温扫描电子显微镜研究.I.技术和一般微观结构”一文中所述的技术来描绘的，该文发表在食品结构1992年第11卷1-9页。

糖水冰糕的概念是指一种冰冻溶液，该溶液基本上是由糖、水、果酸或其他酸化剂、色素、水果或水果香料制成的。

本发明的糖水冰糕制品包含一种稳定剂，其优选含量至少为0.1重量％。稳定剂的最大量大约为1.0重量％。稳定剂含量的优选范围是重量的0.1％-1.0％，更优选是0.15％-0.7重量％，例如0.2％-0.5重量％。对一种给定的配方和(或)操作条件，所需稳定剂的精确含量将取决于所用稳定剂的类型。也可使用复合稳定剂。对使用一种给定的稳定剂，其精确含量将取决于所说稳定剂的有效性。稳定剂的含量指的是该制品中稳定剂的总量。

对于传统非缝隙式的充空气糖水冰糕，其稳定剂含量一般大约为0.1％-0.25重量％。然而，我们已经发现，要与相同配方的无缝隙式结构商业制品相比，具有本专利申请的缝隙式结构的制品需要较高的稳定剂水准，以便提供一种在给定气相体积时稳定的糖水冰糕。

这里使用的术语“稳定剂”所涉及的化合物，是在本领域中传统用作稳定剂所涉及的那些化合物。它们改善了糖水冰糕组合物在冷冻前的稳定性并起着增稠剂的作用。可以认为它们增加了冷冻前和冷冻过程中液相的粘度。

任何稳定剂均可使用，优选稳定剂是洋槐豆胶(LBG)。其他可使用的稳定剂包括琼脂、褐藻胶-褐藻酸钠、丙二醇褐藻酸酯、金合欢胶、瓜尔豆胶、刺梧桐树胶、燕麦胶、黄蓍胶、卡拉胶及其盐、红藻胶及其盐、旋复花子荚和纤维素稳定剂。亦可使用这些稳定剂中任意一种混合物。

该制品中蛋白质基疏松剂的数量不少于0.1重量％。在该组合物中疏松剂的典型重量百分数范围是在0.1％-0.5％，优选0.15％-0.4％，更优选0.15％-0.25％。

这里作为术语使用的疏松剂涉及下述任何成分，这些成分由于它的表面活性和(或)它所赋予的粘度，能帮助较小气室的形成(小于用别的方式形成的气室)，并在尚未冻结的基质中防止它们的聚结和分离。

可使用任何蛋白质基的疏松剂，如蛋白这样的蛋基疏松剂、酪蛋白酸钠、大豆分离物、小麦谷蛋白和乳清蛋白。这里优选的疏松剂是一种水解的乳蛋白如Hyfoama(Quest的商标)，及水解的大豆蛋白如D-100(Gunter Industries的商标)。这里疏松剂被理解为不包括下文所涉及的可充气气体。

该糖水冰糕制品-18℃时典型具有的冰含量为非气相部分体积的大约65％-大约95％，优选大约70％-大约92％，例如75％-90％。

这里所涉及的冰含量按B de Cindio和S Correra的论文中描述的方法测定，该文发表在食品工程杂志1995年24卷405-415页。该方法所需热焓数据用绝热热量测定法测定(Holometrix绝热热量计)。这里表示的冰含量是用80g样品测定的，将样品倒入热量计的样品杯中，再把此部件放入已预先放了干冰的热量计(预冷到-70℃至-80℃之间)中，使样品冷却到-75℃，按照Cindio和Cirrera的方法，分析所得到的热焓数据，给出作为温度函数的冰含量。

使用任何典型的糖水冰糕配方都可得到缝隙式疏松结构。然而，本发明的特别的优点在于它可以提供的糖水冰糕，是由具有低的总可溶固体(大约5％-15重量％的总可溶固体，优选5％-12％)的组合物制备的，该糖水冰糕具有新的构造并特别吸引消费者。

制造本发明的糖水冰糕制品所用组合物中典型的总可溶固体重量范围为5％-30％，优选6％-25％，例如7％-20％。

总可溶固体含量是在4℃测定的，它是在该温度下总组合物中溶解部分的重量百分数。

本发明制品更进一步的优点还在于它令人惊奇地提供了一种基本上没有粘性的表面。一种不粘表面通常是可得到的。

可提供至少在一面上连续地或部分地覆盖了如一种水质上光料或一种非充气糖水冰糕的制品。

本发明进一步提供了一种尤其优选的方法来制备具有稳定的缝隙式疏松结构的糖水冰糕。方法包括下述(i)至(iii)各个步骤。

(i)用一种可充气气体将糖水冰糕组合物充气。可充气气体中至少含有大约50％体积的水可溶气体，优选至少大约70％，最优选是100％；

(ii)在冷冻器如一个冰淇淋冷冻器中冷冻，这样在冷冻器中停留时间大约是2.5-10分钟，优选3-9分钟，例如3-8分钟；及

(iii)两阶段硬化。

水可溶的可充气气体是，一种在4℃及760毫米汞柱大气压下在水中的溶解度至少是每100g水中溶解2g的气体。

水可溶气体可以是二氧化碳、氧化亚氮以及它们的混合物。可充气气体的剩余物一般是含有气体如空气的氮气。选择可充气气体的组成，以便在所需要的气相体积下形成缝隙式疏松结构。

充气可在(冰淇淋)冷冻器内发生，或选择在冷冻前，如糖水冰糕组合物进入(冰淇淋)冷冻器前，在一个预充气器内发生。

优选的是将糖水冰糕充气到所提供的气相体积在从冰淇淋冷冻器挤出时为0.9-0.39，更优选0.12-0.31，例如0.13-0.30。优选的可充气气体是二氧化碳或含有二氧化碳的混合气体。

可以理解，按本发明使用的可充气气体基本上不是空气，而是如上定义的必须含有一种水可溶的气体。

典型的冰淇淋冷冻器将是一种刮面热交换器。

传统的糖水冰糕一般是在冰淇淋冷冻器中冻结的，这样在冰淇淋冷冻器内的停留时间大约为2-4分钟。上述本发明方法中，为了提供所需要的稳定缝隙式疏松结构，必需在冰淇淋冷冻器内有较长的停留时间。

然后所生成的糖水冰糕可以成型，且典型地，如通过挤出后切开或模压成型。

为了得到稳定的缝隙式疏松结构，在步骤(iii)中需要一个两阶段硬化步骤。优选使用下文定义的两阶段硬化步骤。两阶段硬化步骤是这样实现的：第一阶段的快速冷冻可部分地形成冰制品结构，第二阶段的温度适合于该结构的膨胀，进而发展为所要求的稳定缝隙式疏松结构。第一阶段硬化适宜用比第二阶段更冷的温度来完成。第一阶段可使用-20℃或更冷的空气吹过该制品。该硬化步骤可发生在一个单独的冷冻器或第一阶段较冷的冷冻器中，而第二阶段则发生在储存过程中的另一个冷冻器。但愿不受理论的约束，可以相信，初始阶段“快速冷却”硬化步骤给最终制品提供了结构稳定性。

优选的两阶段硬化步骤是：

(1)该制品的温度需要在大约2小时内，如在大约1小时之内，降低到至少-20℃以下。这可通过如气流冷冻器、隧道式硬化室、液氮及其他合适的快速冷却手段来实现。典型的是将制品在-35℃的气流冷冻器中放1小时；和

(2)然后将该制品保持在大约-18℃或-18℃以下的温度，直到制品的密度稳定化。这可通过制品在-24℃的冷库中储存3天来实现。当其密度没有进一步的变化时结构就稳定了。

在两阶段硬化过程(步骤(iii))中发展了稳定的缝隙式疏松结构。全部硬化过程导致了糖水冰糕制品中冰含量的增加。而在硬化过程中冰含量的增加导致给糖水冰糕组合物充气(步骤(i))的可溶气体的溶解度降低，从而导致了已部分硬化的该结构中气体压力的增加，迫使气体缝隙打开穿过冰基质网络。

两阶段硬化过程，(步骤(iii))的结果是从冷冻器出来后获得的气相体积的增加。优选将糖水冰糕充气到从冰淇淋冷冻器中挤出时能提供的气相体积为0.12-0.31，导致硬化后有代表性的气相体积为0.13-0.40。

力学方面，在气相体积大于0.1-0.45，特别是0.1-0.40时，缝隙式疏松结构给出的杨氏模量值(硬度较高)明显地高于气相是由气泡状空隙组成(力学试验看实施例1)的空气充气结构。此外，这些缝隙式疏松结构提供的糖水冰糕，与先有技术中气相形成气泡状空隙的空气充气结构相比，看起来冰更多及更易碎。

实施例

实施例1

力学性质

杨氏模量试验需要制备一个有平行边的长方形糖水冰糕材料方条，这可通过任何合适的方法得到。

在这具体的实施例中，有平行边的长方形糖水冰糕材料方条是这样得到的：糖水冰糕材料从冰淇冷冻器(刮面热交换器)挤入了一个预冷了的金属模具(尺寸为25×125×210mm)中，该模具用硅纸衬里，以防止冰-金属间的粘附，然后将模具放入-35℃的气流冷冻器。2小时后取出方条，脱模，放入-18℃的家用冰箱直至试验(4天后处理)。

该试验记载于“生物力学材料.实用方法”一书。该书由J.F.V.Vincent编辑，IRL出版社和牛津大学出版社1992年出版，出版社地址牛津Walton街。试验包括把每一个方条放到两个支点上，从方条顶面中央的第三个支点施加压力使方条弯曲直至断裂。在试验的全过程记录弯曲中所施加的力及活动接触面的位移。材料的杨氏模量由下列公式给出： $E=\frac{(\mathrm{\ΔF}/\mathrm{\Δd})S^3}{{4\mathrm{BD}}^3}$

这里E是杨氏模量。ΔF/Δd是力对位移的曲线中起始线性部分的斜率。B和D分别是方条的宽度和厚度，S是两个下支点间的跨距。对本试验，B＝25mm，D＝25mm及S＝170mm。试验是用试片及在-18℃的试验环境下完成的，活动支点的下降速度为每分钟50mm。

实施例2

按下述方法制备下列配方的糖水冰糕溶液：

                                        ％(重量)

    蔗糖                                 20.00

    柠檬酸                               0.50

    洋槐豆胶                             0.50

    充气剂                               0.2

    香料                                 0.10

    色素                                 0.02

    水                                   调至100

在制备糖水冰糕混合物前，将干料彻底地混合在一起。在混合罐中将水加热到45-50℃，该混合罐带有一个加热套和一台高剪切力搅拌器。边开搅拌器边逐步将混匀的干料加入水中，以便使可溶性固体完全分散并溶解。

将混合物进一步加热到65℃，保持大约10-15分钟，以便得到一种均匀的混合溶液。

然后混合物在85℃用巴氏法灭菌15-20秒钟，再冷却到5℃并储存于一个带冷却套的搅拌罐中，在使用前维持它的温度在5℃。

然后在此阶段加入色素和香料，以避免它们降解。

将糖水冰糕溶液以每分钟0.5升的速度定量放入到刮面热交换器(由丹麦Technohoy生产的MF-75冷冻器，带有转速为410rpm的开放式桨式搅拌器，桶压为2.5巴)中，以便用100％的二氧化碳充气和冷冻同时进行。变更二氧化碳的流速，使得糖水冰糕从冰淇淋冷冻器出来时具有不同的气相体积数值，如表1所示。在冰淇淋冷冻器中停留的时间是3分钟。在温度-5℃时糖水冰糕从冰淇淋冷冻器中挤出。然后糖水冰糕在气流冷冻器-35℃硬化1小时，再转移到-25℃的冷库放3天。

表1表明了刚从冰淇淋冷冻器出来时(即在挤出的时候)实际的气相体积和硬化3天后所达到的气相体积之间的比较。

                       表1

二氧化碳流速(升/分钟)	自冷冻器出来时实际气相体积	硬化后实际气相体积
			0.10	0.130	0.237
0.20	0.200	0.359
			0.40	0.310	0.383
0.50	0.335	0.412
			0.60	0.394	0.435

可以看出，出冷冻器后气相体积增加了。可以认为这是与形成缝隙数目的增加同时发生的，从而提供稳定缝隙式疏松结构。

比较例A

不用二氧化碳用空气给糖水冰糕充气，重复实施例2。

表2表明了所使用的不同空气流速和自冷冻器出来时达到的气相体积。应该注意的是，用空气充气的制品不存在膨胀，因此自冷冻器出来时的气相体积和硬化后气相体积将是相等的。

自冷冻器出来到硬化后气相体积的增加是本发明制品特有的一个特征。

               表2

空气流速(升/分钟)	自冷冻器出来时实际气相体积
		0.10	0.130
0.14	0.200
		0.26	0.310
0.28	0.335
		0.33	0.394

图1表明力学方面，在硬化后气相体积大于0.24-0.44时，实施例2(◆)提供的缝隙式疏松结构给出明显高的杨氏模量值(硬度较高)，高于(最高达3倍)比较例A(□)提供的空气气泡结构给出的杨氏模量值。

实施例3

按实施例2方法制备下列配方的糖水冰糕溶液，只是从冰淇淋冷冻器挤出的温度为-2℃。二氧化碳气体流速为每分钟0.7升，提供了自冷冻器出来时的气相体积为0.38，硬化后气相体积为0.44。

                                           ％(重量)

    蔗糖                                    4.500

    天冬酰苯丙氨酸甲酯                      0.047

    洋槐豆胶(LBG)                           0.500

    充气剂                                  0.200

    柠檬酸                                  0.500

    香料                                    0.400

    色素                                    0.020

    水                                      调至100

按照本发明制备了一种具有缝隙式疏松结构的糖水冰糕。

Claims (17)

1.一种能在-18℃稳定地加工及保存的糖水冰糕制品，所说的制品具有一种缝隙式疏松结构，硬化后该结构的气相体积为0.1-0.45，其中糖水冰糕制品包含一种稳定剂和不少于0.1重量％的蛋白质基疏松剂。

2.按照权利要求1的一种糖水冰糕制品，其中硬化后气相体积为0.13-0.40。

3.按照权利要求1的糖水冰糕制品，其中该制品包含一种稳定剂，其含量至少不少于0.1重量％。

4.按照权利要求1的糖水冰糕制品，其中该制品包含一种稳定剂，其含量为0.1-1.0重量％。

5.按照权利要求1的糖水冰糕制品，其中稳定剂是洋槐豆胶。

6.按照权利要求1的糖水冰糕制品，其中制品中存在0.1％-0.5重量％的疏松剂。

7.按照权利要求1的糖水冰糕制品，其中蛋白质基疏松剂是一种水解乳蛋白或一种水解大豆蛋白。

8.按照权利要求1的糖水冰糕制品，其中该糖水冰糕-18℃时非气相的冰含量在65％-95％的体积范围内。

9.一种制备权利要求1-8之任一项的糖水冰糕制品的方法，它包括以下步骤：

(i)用一种可充气气体将糖水冰糕组合物充气，可充气气体中至少含有50％体积的水可溶气体；

(ii)在冷冻器中冷冻，使在冷冻器中停留的时间大约是2.5-10分钟；及

(iii)两阶段硬化，包括

(1)将该制品快速冷冻以使其部分形成冰制品结构；和

(2)然后将该制品保持在略高于上一阶段的温度下，直到制品的密度稳定化，使上述冰制品结构先膨胀，进而发展为所要求的稳定缝隙式疏松结构。

10.按照权利要求9的方法，其中可充气气体包含至少70％体积的水可溶气体。

11.按照权利要求9的方法，其中可充气气体包含100％体积的水可溶气体。

12.按照权利要求9的方法，其中两阶段硬化步骤发生在：

1)在大约2小时内将该制品的温度降低到至少-20℃以下，接着

2)将该制品温度维持在-18℃或-18℃以下，直到该制品的密度达到稳定。

13.按照权利要求9的方法，其中在冷冻器中停留时间为3-9分钟。

14.按照权利要求9的方法，其中充气步骤(i)可发生在冷冻器内或在糖水冰糕组合物进入冷冻器之前的预充气器内。

15.按照权利要求14的方法，其中冷冻器是一种冰淇淋冷冻器。

16.按照权利要求10或11的方法，其中水可溶气体选自二氧化碳，氧化亚氮及它们的混合物。

17.按照权利要求9的方法，其中糖水冰糕在硬化前从冷冻器中挤出时具有的气相体积为0.12-0.31。