CN116114783B - 一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法，属于食品加工技术领域。本发明主要包括以下步骤：准备原辅料、原辅料混合、加热搅拌、杀菌、均质冷却、老化凝冻、灌装硬化制得。本发明通过原料优选、配方优化，优选了蛋白型脂肪替代物，并确定了具有更能有效协调蛋白质的不良味道的口味，有效改善了低脂带来的口感较差问题和高蛋白带来的风味不佳问题。通过磁场硬化和超声处理进一步显著改善了产品冰晶感强烈的问题。依照本发明制备得到的冰淇淋产品未经额外补充脂肪成分，使脂肪含量低于3％，蛋白质含量高于12％，并具有良好的膨胀率和硬度。

Description

一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法

技术领域

本发明涉及一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

冰淇淋是一种半固体冷冻饮品，以未冷冻的成分如饮用水、乳品、蛋品、甜味料、食用油脂等为主要原料，含有或不含食品添加剂和食品营养强化剂，经混合、均质、灭菌、冷却、老化、凝冻、硬化等工艺制成。因其具有的口感柔滑细腻、风味醇厚、香味浓郁、清凉消暑的特点，深受广大消费者的喜爱。

目前，市面上常见的冰淇淋大多为普遍存在的高脂、低蛋白问题的普通脂肪产品。而随着时代的发展和人们生活水平的提高，人们的健康意识逐渐觉醒，同时各类慢性病也愈发频繁地出现，这些传统冰淇淋产品已不能满足人们现如今对营养价值和保健功能上的更高要求。其原因为摄入过多脂质会使饮食的能量密度增加，带来肥胖、心血管疾病等疾病的风险，对人体健康产生不利影响。

由于脂肪在食品口感上发挥着很大的作用，对冰淇淋产品质构、外观都有影响，尤其影响冰淇淋产品的口感，单纯降低脂肪含量不可避免地会造成其口感粗糙、冰晶感加强。已存在的低脂冰淇淋产品就存在口感较差的问题，令消费者对这类产品的接受度降低。另外，当应用在食品当中的蛋白含量较高时，会对产品的风味造成影响，引起部分消费者对蛋白味道会有反胃不适的问题。

各式各样的原材料应用在冰淇淋中可用于生产不同类型的冰淇淋。冰淇淋生产中使用的各种成分在化学、物理、质地和感官等方面都会对生产的冰淇淋的质量产生积极或消极的影响。脂肪替代物是指在食品的加工过程中，能够部分或全部代替油脂的使用，且不会或较少影响油脂对食品的特性，并以降低人体摄入后代谢所产生的热量为目的的物质，其应用可以有效满足产品对低脂的要求同时使之达到中高脂肪口感的水平。这些大分子聚合物由于其良好的结合水能力，可以形成水包油的乳化体系，起到增稠、乳化、凝胶的作用，模拟脂肪的油状液体系形成的口感和质地特性，降低食品中脂肪的含量。以蛋白质为基质的脂肪替代物则可以实现完全替代，且在能够提供脂肪口感的同时，具有易吸收、高营养的特点，且产生的热量较低，还能够参加人体的正常代谢过程，可以很好地应用在低脂高蛋白类冰淇淋的生产当中。目前市场上已有商品化的蛋白质类脂肪替代物有如浓缩乳蛋白、Dairy Lo、SimplesseTM、Prolo 11等。

在冰淇淋生产工艺中，凝冻和硬化都包含了浆料中水分向冰晶转化的过程，而冰晶的尺寸对冰淇淋产品的口感有着明显的影响，尤其是在低脂肪条件下，这种由冰晶引起的负面影响就更为显著。冷冻技术中，低频高强的超声能够提高传热速率，促进冰晶形成，破碎正在形成中的较大冰晶，在冰淇淋凝冻时应用合适的超声条件可促进成核并抑制冰晶的生长。经过凝冻的软质冰淇淋出料温度在-4--6℃，硬化过程中外加磁场可以通过磁化水，改变水特性，增大其过冷度，提高冷冻速率，使冰晶形成均匀，且作用温和，对蛋白的破坏作用小。

范如意(2021)公开了高纤维低脂型冰淇淋粉及其应用(申请号：202111411002.6)，其配方中加入了乳清蛋白粉提供高质量蛋白，同时降低了高全脂乳粉含量的冰淇淋产品中的脂肪含量；采用了聚葡萄糖、菊粉和低聚异麦芽糖IMO500，通过合理配比实现了冰淇淋高纤维含量下的优异口感。

赵晓燕等(2021)公开了一种低脂低糖大豆蛋白冰淇淋的制备方法(申请号：202110109954.6)，采用SPH/XG微粒脂肪替代剂替代了冰淇淋中50％的脂肪；采用经过酶解大豆分离蛋白增加了冰淇淋的蛋白含量；还利用微胶囊技术实现了高细胞存活率的高浓度益生菌和益生元；添加丝肽素粉对冰淇淋起到了改善冰淇淋膨胀率的作用。

杨健松(2020)公开了一种运动达人冰淇淋及其制备工艺(申请号：202010577358.6)，产品在稀奶油的基础上添加了脱脂奶粉以降低冰淇淋自身热量，使用麦芽糖醇代替了蔗糖作为甜味剂，还添加了蛋白粉，具有低糖低脂高蛋白的特点；经过原材料复配和工艺优化，冰淇淋结构稳定，口感好，但未考虑到蛋白味对高蛋白产品造成的风味不适口的问题。

杜娇龙等(2019)公开了冰淇淋浆料或冰淇淋产品、其制备方法及应用(申请号：201910609547.4)，利用脱脂乳和/或脱脂乳粉降低了产品脂肪含量，但在配方中蛋黄液及富含脂肪的物质的添加则限制了产品低脂概念实现的空间；使用乳清蛋白提供了优质蛋白，冰淇淋产品口感细腻、无塌陷问题产生，但并未针对性地解决乳清蛋白的添加产生的蛋白风味不佳的问题。

程金菊等(2019)公开了一种低脂低热量并富含膳食纤维及维生素的冰淇淋及其制作方法(申请号：201910760545.5)，选择乳清蛋白和大豆蛋白作为脂肪替代品将冰淇淋产品中脂肪含量由30％降至了10％；添加了膳食纤维较高的薏米和富含维生素的食物增加了冰淇淋产品在促消化、舒炎症等方面的保健作用；在口感、赋型性方面都有一定优势，质构特性理想。

郑环宇等(2017)公开了一种低脂高膨胀率高稳定性大豆保健冰淇淋及其制备方法(申请号：201711488009.1)，制备了高乳化性大豆分离蛋白与磷脂复合物加入了冰淇淋中替代了部分乳粉，同时解决了大豆分离蛋白由于乳化性差限制了其在冰淇淋中的应用的问题，产品在膨胀率、抗融性稳定性上都有良好的表现。

任蓉等(2017)公开了超高蛋白质含量的冰淇淋及其制备方法(申请号：201710597241.2)，利用大豆蛋白和乳清分离蛋白提高了冰淇淋产品的蛋白质含量，营养价值丰富，并借此降低了脂肪含量，但在调整脂肪结构时又再次引入无水黄油、无水蛋黄酱的成分；乳制品、果汁、椰浆、大豆蛋白等的合理配比使冰淇淋具有了独特的风味。

在现有的专利技术中，为或降低冰淇淋中脂肪含量，或提高蛋白等营养成分含量，或改良冰淇淋风味，或改善冰淇淋硬度和保型性等方面，在原料选择、配方工艺优化等方面有所侧重地做出了很多探索和优化。但往往难以实现在满足低脂和高蛋白两个营养层面的前提下，同时解决其带来的口感粗糙、风味反胃、质构塌陷等弊端。如何选择合适的原料应用在低脂高蛋白冰淇淋的开发中，并利用合理的配比、简单的辅助工艺等实现改善其口感和风味上的不足仍未得到很好地解决，有着较大的探索空间。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种低脂高蛋白类冰淇淋及其制备方法，能够使产品在营养成分方面实现低脂高蛋白的同时，用磁场与超声波协同处理改进了冰淇淋产品在口感和风味的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法，主要包括以下步骤：

S1、准备原辅料：按重量份数计，冰淇淋原辅料包括以下组分：脱脂乳粉140-180份、白砂糖60-100份、单硬脂肪酸甘油酯1-2份、稳定剂2-3份、麦芽糊精10-20份、蛋白粉80-110份、风味粉40-60份、水550-700份；

S2、原辅料混合：按原辅料配比称重备料，将单硬脂肪酸甘油酯稳定剂干混白砂糖后加温水充分溶解，再加入用温水溶解后的脱脂乳粉和风味粉，最后将蛋白粉和麦芽糊精用适量温水溶解，缓慢加入，加热搅拌均匀，得到冰淇淋混料；

S3、杀菌：采用高温短时巴氏杀菌法对冰淇淋混料进行杀菌，得到冰淇淋基料；

S4、均质冷却：采用高剪切均质乳化机将冰淇淋基料充分分散后将其迅速冷却，得到冰淇淋均质料；

S5、老化凝冻：将冷却后的冰淇淋均质料进行老化，老化完成后，在低温、超声环境下使用冰淇淋机对其进行搅打冷冻，得到软质冰淇淋；

S6、灌装硬化：将软质冰淇淋分装于经清洗消毒的容器中，再将其在磁场中迅速进行低温硬化，得到所述冰淇淋产品。

所述稳定剂为明胶、微晶纤维素、瓜尔胶和黄原胶的一种或两种。

所述蛋白粉为WPC80乳清蛋白粉。

所述风味粉为可可粉、抹茶粉或草莓粉中的一种。

所述S2步骤中，加热搅拌冰淇淋混料时的水温为50-60℃。

所述S3步骤中，杀菌条件为80-90℃，25-35s。

所述S4步骤中，冷却温度迅速降至3-5℃。

所述S5步骤中，老化条件为3-5℃，4-6h；凝冻过程中超声波频率为20-25kHz，功率为150-250W，出料温度控制在-4～-6℃。

所述S6步骤中，硬化条件为静磁场强度2-8mT，-18℃以下，24h以上。

所述S1步骤中，优选为脱脂乳粉160份、白砂糖80份、乳化剂1.5份、稳定剂2.5份、麦芽糊精15份、蛋白粉90份、风味粉50份、水610份。

本发明的有益效果：

(1)冰淇淋采用脱脂乳粉提供非乳脂固体，且避免了奶油等富含脂肪的物质的加入，大幅降低了产品中的脂肪含量，最终所述冰淇淋产品整体的脂肪含量低于3％，有益健康，在保健功能方面具有明显优势。

(2)冰淇淋采用乳清蛋白作为脂肪替代物，很好地改善了冰淇淋产品在低脂条件下口感较差，冰晶感强烈的问题，基本替代了冰淇淋产品中全部的脂肪。同时乳清蛋白的添加增加了冰淇淋产品中的蛋白含量，使所述冰淇淋产品中的蛋白含量达到了大于12％的程度，具有较高的营养价值。

(3)向冰淇淋中添加通过口味测试的优选的风味粉能够对高乳清蛋白含量的冰淇淋引起的不良味道起到很好的掩盖效果，且使其风味协调受欢迎。

(4)在冰淇淋凝冻阶段应用超声波、硬化阶段应用磁场都能有效调控冷冻过程中冰晶的尺寸。采用磁场与超声协同的方法使冰晶尺寸降低11-15％，所述冰淇淋相较不施加任何物理场最终冰晶大小减小40-60％，达到了20-30μm，表现为口感细腻，冰晶感减弱。

(5)通过将冰淇淋配方中脱脂乳粉、白砂糖、蛋白粉、风味粉等原材料进行复配优化，使配方合理，加之制备工艺中各个步骤配合得当，使所述冰淇淋组织细腻，口感顺滑，无塌陷等不良缺陷发生，感官评价高。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：低脂高蛋白可可风味乳清蛋白冰淇淋的制备方法

一种低脂高蛋白可可风味乳清蛋白冰淇淋，包括以下重量份数计的原料：脱脂乳粉160份、白砂糖80份、单硬脂肪酸甘油酯1.5份、明胶2.5份、麦芽糊精15份、WPC80乳清蛋白粉90份、可可粉50份、水610份。

一种低脂高蛋白可可风味乳清蛋白冰淇淋的制备方法，包括以下步骤：

1、原辅料混合：按原辅料配比称重备料，将单硬脂肪酸甘油酯和明胶干混白砂糖后加温水充分溶解，再加入用温水溶解后的脱脂乳粉和可可粉，最后将WPC80乳清蛋白粉和麦芽糊精用适量温水溶解，缓慢加入到体系中，加热搅拌均匀，控制溶解水温为50℃，得到冰淇淋混料；

2、杀菌：采用高温短时巴氏杀菌法对冰淇淋混料进行杀菌，杀菌条件为85℃，30s，得到冰淇淋杀菌料；

3、均质冷却：采用高剪切均质乳化机将冰淇淋基料充分分散，均质后使其温度迅速降至4℃，得到冰淇淋均质料；

4、老化凝冻：在4℃条件下保持5h以使冰淇淋均质料老化，老化完成后，将其加入冰淇淋机中，在低温环境下对其进行搅打冷冻，超声波频率为25kHz，功率为200W，出料温度控制在-4～-6℃，得到软质冰淇淋；

5、灌装硬化：将软质冰淇淋分装于经清洗消毒的容器中，再将其迅速置于-20℃、4mT静磁场环境中进行速冻48h，得到所述冰淇淋产品。

在膨胀率指标上，相较于不添加脂肪替代物的冰淇淋，添加乳清蛋白的冰淇淋的膨胀率提升了40％，在此基础上应用超声能使其膨胀率提升8％，磁场的应用则能使其膨胀率提升6％，二者的联合使用达到了使乳清蛋白冰淇淋的膨胀率提高11％的效果。

将该冰淇淋产品与不施加超声、磁场并采用黄油制作而成的传统冰淇淋和采用乳清蛋白粉制作的乳清蛋白冰淇淋做对比，对施加不同物理场的冰淇淋进行质构的测定，结果见表1，成品组同时应用了超声和磁场。明显看出，物理场的施加对冰淇淋硬度、黏性、弹性和胶着性上都有显著的改善趋势，物理场的协同应用使成品冰淇淋具有更高的硬度，黏性、弹性得到了提升，胶着性变大(P<0.05)，口感更顺滑，回复性没有显著性差异。在质构方面，成品冰淇淋品质得到了提升。口感的提升在感官评价实验中也得到了显著性的验证。

表1施加不同物理场冰淇淋与传统黄油冰淇淋和WPC冰淇淋质构指标的对比

注：同列中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

按照国标冷冻饮品检验方法(GB/T 31321-2014)以及食品安全国家标准食品中蛋白质的测定(GB 5009.5-2016)对按上述方法制作的冰淇淋进行了营养成分的检验，结果显示，该成品冰淇淋的脂肪含量为0.60±0.11％，粗蛋白含量为13.10±0.08％，明显地满足了对产品脂肪含量低于3％，蛋白质含量高于12％的要求。

实施例2：低脂高蛋白抹茶风味乳清蛋白冰淇淋的制备方法

一种低脂高蛋白抹茶风味乳清蛋白冰淇淋，包括以下重量份数计的原料：脱脂乳粉140份、白砂糖90份、单硬脂肪酸甘油酯1份、微晶纤维素3份、麦芽糊精20份、WPC80乳清蛋白粉100份、抹茶粉40份、水620份。

一种低脂高蛋白抹茶风味乳清蛋白冰淇淋的制备方法，包括以下步骤：

1、原辅料混合：按原辅料配比称重备料，将单硬脂肪酸甘油酯和微晶纤维素干混白砂糖后加温水充分溶解，再加入用温水溶解后的脱脂乳粉和抹茶粉，最后将WPC80乳清蛋白粉和麦芽糊精用适量温水溶解，缓慢加入到体系中，加热搅拌均匀，控制溶解水温为55℃，得到冰淇淋混料；

2、杀菌：采用高温短时巴氏杀菌法对冰淇淋混料进行杀菌，杀菌条件为80℃，35s，得到冰淇淋杀菌料；

3、均质冷却：采用高剪切均质乳化机将冰淇淋基料充分分散，均质后使其温度迅速降至3℃，得到冰淇淋均质料；

4、老化凝冻：在3℃条件下保持4h以使冰淇淋均质料老化，老化完成后，将其加入冰淇淋机中，在低温环境下对其进行搅打冷冻，超声波频率为20kHz，功率为200W，出料温度控制在-4～-6℃，得到软质冰淇淋；

5、灌装硬化：将软质冰淇淋分装于经清洗消毒的容器中，再将其迅速置于-25℃、8mT静磁场环境中进行速冻36h，得到所述冰淇淋产品。

检测单独使用磁场的冰淇淋尺寸达25-31μm，单一应用超声的冰淇淋尺寸为28-33，相较不应用超声和磁场，其冰晶尺寸分别降低了27％和21％。检测按上述方法制作的冰淇淋的冰晶体尺寸，发现其冰晶尺寸达到了22-29μm，有了进一步突破效果，协同作用明显，相较于单一应用超声降低了16％，相较于不应用超声和磁场，其冰晶尺寸降低了33％，测定结果见表2。

表2不同物理场处理WPC冰淇淋的冰晶尺寸改善效果比较

按照国标冷冻饮品检验方法(GB/T 31321-2014)以及食品安全国家标准食品中蛋白质的测定(GB 5009.5-2016)对按上述方法制作的冰淇淋进行了营养成分的检验，结果显示，该成品冰淇淋的总固形物含量为36.79±0.21％，总糖含量为12.77±0.85％，脂肪含量为0.44±0.02％，粗蛋白含量为13.56±0.06％。各项检测指标显示，该产品脂肪含量极低，蛋白质成分含量丰富。

实施例3：低脂高蛋白草莓风味乳清蛋白冰淇淋的制备方法

一种低脂高蛋白草莓风味乳清蛋白冰淇淋，包括以下重量份数计的原料：脱脂乳粉170份、白砂糖70份、单硬脂肪酸甘油酯2份、稳定剂2份、麦芽糊精10份、WPC80乳清蛋白粉80份、草莓粉60份、水600份。

所述稳定剂为瓜尔胶和黄原胶配比1：1的混合物。

一种低脂高蛋白草莓风味乳清蛋白冰淇淋的制备方法，包括以下步骤：

1、原辅料混合：按原辅料配比称重备料，将单硬脂肪酸甘油酯、瓜尔胶和黄原胶干混白砂糖后加温水充分溶解，再加入用温水溶解后的脱脂乳粉和草莓粉，最后将WPC80乳清蛋白粉和麦芽糊精用适量温水溶解，缓慢加入到体系中，加热搅拌均匀，控制溶解水温为60℃，得到冰淇淋混料；

2、杀菌：采用高温短时巴氏杀菌法对冰淇淋混料进行杀菌，杀菌条件为90℃，25s，得到冰淇淋杀菌料；

3、均质冷却：采用高剪切均质乳化机将冰淇淋基料充分分散，均质后使其温度迅速降至5℃，得到冰淇淋均质料；

4、老化凝冻：在5℃条件下保持6h以使冰淇淋均质料老化，老化完成后，将其加入冰淇淋机中，在低温环境下对其进行搅打冷冻，超声波频率为22kHz，功率为220W，出料温度控制在-4～-6℃，得到软质冰淇淋；

5、灌装硬化：将软质冰淇淋分装于经清洗消毒的容器中，再将其迅速置于-30℃、6mT静磁场环境中进行速冻24h，得到所述冰淇淋产品。

检测单独使用磁场的冰淇淋尺寸达26-33μm，检测进一步按上述方法制作的冰淇淋的冰晶体尺寸，发现其冰晶尺寸达到了23-30μm，相较于单一应用超声降低了12％，相较于不应用超声和磁场，其冰晶尺寸降低了31％。

按照国标冷冻饮品检验方法(GB/T 31321-2014)以及食品安全国家标准食品中蛋白质的测定(GB 5009.5-2016)对按上述方法制作的冰淇淋进行了营养成分的检验，结果显示，该成品冰淇淋的脂肪含量为0.37±0.05％，粗蛋白含量为12.76±0.09％。脂肪含量和蛋白质含量均符合产品对低脂高蛋白的要求。

Claims (2)

1.一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

S1、准备原辅料：按重量份数计，冰淇淋原辅料包括以下组分：脱脂乳粉140-180份、白砂糖60-100份、单硬脂肪酸甘油酯1-2份、稳定剂2-3份、麦芽糊精10-20份、蛋白粉80-110份、风味粉40-60份、水550-700份；所述稳定剂为明胶、微晶纤维素、瓜尔胶和黄原胶的一种或两种；所述蛋白粉为WPC80乳清蛋白粉；所述风味粉为可可粉、抹茶粉或草莓粉中的一种；

S2、原辅料混合：按原辅料配比称重备料，将单硬脂肪酸甘油酯和稳定剂干混白砂糖后加温水充分溶解，再加入用温水溶解后的脱脂乳粉和风味粉，最后将蛋白粉和麦芽糊精用适量温水溶解，缓慢加入，加热搅拌均匀，得到冰淇淋混料；所述加热搅拌冰淇淋混料时的水温为50-60℃；

S3、杀菌：采用高温短时巴氏杀菌法对冰淇淋混料进行杀菌，得到冰淇淋基料；所述杀菌条件为80-90℃，25-35s；

S4、均质冷却：采用高剪切均质乳化机将冰淇淋基料充分分散后将其迅速冷却降至3-5℃，得到冰淇淋均质料；

S5、老化凝冻：将冷却后的冰淇淋均质料进行老化，老化完成后，在低温、超声环境下使用冰淇淋机对其进行搅打冷冻，得到软质冰淇淋；所述老化条件为3-5℃，4-6h；凝冻过程中超声波频率为20-25kHz，功率为150-250W，出料温度控制在-4～-6℃；

S6、灌装硬化：将软质冰淇淋分装于经清洗消毒的容器中，再将其在磁场中迅速进行低温硬化，得到成品冰淇淋；所述硬化条件为静磁场强度2-8mT，-18℃以下，24h以上。

2.根据权利要求1所述的一种用于低脂高蛋白类冰淇淋口感提升的复合方法，其特征在于，S1步骤中，脱脂乳粉160份、白砂糖80份、乳化剂1.5份、稳定剂2.5份、麦芽糊精15份、蛋白粉90份、风味粉50份、水610份。