瓜爾豆膠是由瓜爾豆（產(chǎn)于印度和巴基斯坦） 種子的胚乳提取精制而成，為白色至淺黃褐色粉 末，其特點(diǎn)是水溶性好，吸水性強(qiáng)，粘度高，老化時(shí) 間短，與其它膠體共存時(shí)有良好的協(xié)同増效作用， 而且價(jià)格較低，是目前使用較為廣泛的一種穩(wěn)定 劑，但其抗融性較差.黃原膠是由黃單孢菌屬細(xì) 菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種孢外雜多糖，為淺黃至淡棕色粉 末，其特點(diǎn)是假塑流變性，即粘度隨剪切速度増加 而降低，隨剪切速度的減少又迅速恢復(fù)，易溶于冷、 熱水中，能耐酸堿及高溫，在較低濃度下也能獲得 較高的粘度，有良好的懸浮穩(wěn)定性.黃原膠與其它 穩(wěn)定劑的協(xié)同性較好，與瓜爾豆膠復(fù)合使用可提高 粘性，在食品中有很好的口感和風(fēng)味釋放能力. 黃原膠與瓜爾豆膠復(fù)配可増加料液粘度，形成柔軟 的凝膠狀，在冰淇淋產(chǎn)品中可抑制水分子遷移，防 止冰晶長大，又有膨松的質(zhì)地和良好的保形性.瓜 兒膠和黃原膠是冰淇淋生產(chǎn)中的常用膠，但有關(guān)這 兩種膠體的復(fù)配在冰淇淋生產(chǎn)中的應(yīng)用報(bào)道尚不 多，作者主要研究了冰淇淋漿料和硬化后成品的流 變性并結(jié)合冰淇淋的膨脹率，抗融性，探討復(fù)配膠 對冰淇淋品質(zhì)影響的機(jī)理.

1材料與方法

1.1材料與設(shè)備

黃原膠：丹尼斯克公司產(chǎn)品；瓜爾膠:無錫輕工 大學(xué)科技園提供;麥芽糊精：安徽豐原生物化學(xué)股 份有限公司產(chǎn)品；分子蒸餾單甘酯：廣東番禹市食 品添加劑廠生產(chǎn);BQ> II型冰淇淋機(jī)：航空工業(yè)部 無錫第二機(jī)械研究所產(chǎn)品；TA. TX2 i質(zhì)構(gòu)儀：Sta¬ble Micro Systems 公司產(chǎn)品； AR1000 流變儀 ： TA Instruments公司產(chǎn)品.

1.2冰淇淋配方

蔗糖16 g/dL，脫脂奶粉4 g/dL，麥芽糊精4 g/dL，棕櫚油10 g/dL，乳化劑0. 15 g/dL，黃原膠和 瓜爾膠(質(zhì)量比為1: 4)復(fù)配穩(wěn)定劑0. 3~ 0. 4 g/dL. 1.3冰淇淋生產(chǎn)工藝

按配方稱取配料.穩(wěn)定劑和蔗糖在加料前攪拌 混合均勻，乳化劑加入棕櫚油中，加熱使其完全溶 解，當(dāng)水溫升高到40 °C時(shí)，依次加入脫脂奶、糊精、 加熱至80 °C，保溫30 min.在65~ 70 °C進(jìn)行均質(zhì)， 一級均質(zhì)壓力為16 MPa，二級均質(zhì)壓力為4 MPa. 均質(zhì)后的冰淇淋漿料在0~ 4 °C冰箱中老化4 h，在 BQ> II型冰淇淋機(jī)中進(jìn)行凝凍，凝凍溫度為-2~

-4 °C，凝凍時(shí)間為14 min.然后在-20 °C冰箱中 硬化48 h以上.

1.4冰淇淋漿料粘度的測定

采用Haake RV12粘度計(jì)，測定經(jīng)4 °C老化的 冰淇淋漿料粘度，選用MV II型轉(zhuǎn)子測定在不同剪 切速率下冰淇淋漿料粘度，選用MV II型轉(zhuǎn)子測定 在不同剪切速率下冰淇淋漿料表觀粘度，稠度指數(shù) k及流動指數(shù)n[4].

1.5冰淇淋膨脹率的測定

冰淇淋凝凍前后分別量取冰淇淋漿料和冰淇 淋成品，裝滿100 mL鋁盒后進(jìn)行稱重[2].

膨脹率=(冰淇淋漿料質(zhì)量-冰淇淋質(zhì)量)/冰淇淋 質(zhì)量x 100%

1.6冰淇淋抗融性的測定

取經(jīng)硬化的冰淇淋成品稱重后置于35 °C培養(yǎng) 箱中的金屬網(wǎng)上，金屬網(wǎng)下放一表面皿，在60 min 時(shí)間內(nèi)，每隔15 min測融化物質(zhì)量.抗融性以融化 率表示，融化率越低，抗融性越好[6].

融化率=融化的冰淇淋漿料質(zhì)量/冰淇淋總質(zhì)量 1.7冰淇淋成品硬度與粘結(jié)度的測定

采用TA>TX2i質(zhì)構(gòu)儀測量.用P5 Cylinder- stainless 探頭，直徑 5 mm， 速度 1 mm/s， 探入深度 25 mm，記錄探入過程中所需的應(yīng)力，探入過程中最 大峰值為硬度，黃原膠和瓜爾豆膠的復(fù)配穩(wěn)定劑對冰淇淋品質(zhì)和流變性的影響，探頭回縮過程中負(fù)峰最大值為粘結(jié) 度.樣品為在冰箱硬化48 h以上的冰淇淋，樣品從 冰箱取出后立即在室溫下(25 °C左右)測定3次，取 平均值間.

1.8動態(tài)粘彈性的測定

采用AR1000流變儀測定，直徑40 mm的平行 板，間距0. 5 mm，測量溫度-4 °C，扭距（torque bar) 90 g* cm，應(yīng)變掃描為0. 25%(在線性粘彈范圍 內(nèi))，頻率0. 5~ 10 Hz，樣品為在冰箱硬化時(shí)間大于 48 h的硬化冰淇淋[7].

2結(jié)果與討論

2.1穩(wěn)定劑對冰淇淋漿料的影響

穩(wěn)定劑和蔗糖完全溶解后加入乳化劑和棕櫚油.漿料的流變性更趨于牛頓流體，剪切稀化現(xiàn)象變得

從表1可以看出，冰淇淋漿料的流動指數(shù)n都 小于1，屬剪切稀化的假塑性流體.隨復(fù)配膠用量的 増加，冰淇淋漿料的表觀粘度和稠度指數(shù)都有所増 加，流動指數(shù)也隨之増加，即隨復(fù)配膠用量的増加， 

不明顯.

在混合料冷卻至老化溫度及以后的老化過程 中有大量的水分子與穩(wěn)定劑結(jié)合（主要是氫鍵結(jié) 合)，水被有效地束縛固定在穩(wěn)定劑所形成的三維 網(wǎng)狀物中.這種網(wǎng)狀物的形成是由于單個穩(wěn)定劑分 子間和分子內(nèi)部或幾個分子之間同乳蛋白質(zhì)的結(jié) 合,水被有效地束縛固定，這種情況可以從穩(wěn)定劑 用量增加混合料粘度增加得到證實(shí).

表1穩(wěn)定劑對冰淇淋漿料表觀粘度、流動指數(shù)、稠度指數(shù) 的影響

Tab. 1 Effect of stablizer on apperent viscosity and Powei3-

law index of ice cream mixture

穩(wěn)定劑 添加量/%表觀粘度* /

(mPa* s)流動 指數(shù)n稠度指數(shù)k/

(mPcf s11)

0. 30505. 080. 5353.599

0. 35 0. 40565. 560.5614.183

651. 720. 5934.382

注:表觀粘度測定時(shí)剪切速率為115 s-、 2. 2穩(wěn)定劑對冰淇淋膨脹率的影響

膨脹率是冰淇淋質(zhì)量的一個重要指標(biāo),膨脹率 對于冰淇淋的生產(chǎn)具有重要的意義.漿料在凝凍過 程中由于攪打而混入空氣，空氣以氣泡形式分布于 漿料中，形成乳狀液，從而使冰淇淋體積膨脹，粘度 太低，漿料持泡能力不夠，粘度太高,冰淇淋充料困 難.由于實(shí)驗(yàn)條件限制，本實(shí)驗(yàn)所用冰淇淋機(jī)的最 大膨脹率為70%c~ 80%c.

從圖1可以看出，復(fù)配膠用量在0. 35%c (質(zhì)量 分?jǐn)?shù)）時(shí)冰淇淋的膨脹率最大，黃原膠和瓜爾豆膠的復(fù)配穩(wěn)定劑對冰淇淋品質(zhì)和流變性的影響，穩(wěn)定劑用量為 0. 30%c(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和0. 40%c (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)冰淇淋 的膨脹率有所降低，可能由于在0. 30% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 用量時(shí)粘度過小，在表面張力作用下氣泡逐漸變 小，空氣泡不能被有效保持在漿料中，在0. 40%c (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)粘度過大，漿料充氣困難，導(dǎo)致膨脹 率下降.

 

0.300.350.40

穩(wěn)定劑添加量/%

圖1冰淇淋在不同穩(wěn)定劑用量時(shí)的膨脹率 Fig. 1 Overrun of ice cream tested at different level of

stabilizer

2. 3穩(wěn)定劑對冰淇淋抗融性的影響

從圖2可以看出，隨穩(wěn)定劑用量的增加，冰淇 淋的抗融性也增加，添加0. 30%c (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的穩(wěn)定 劑的冰淇淋融化率最高,45 min時(shí)達(dá)到40. 2%c (質(zhì) 量分?jǐn)?shù))；添加量在0. 35% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，45 min為 26. 69%c (質(zhì)量分?jǐn)?shù)），而添加量在0. 40%c (質(zhì)量分 數(shù))時(shí)，冰淇淋的融化率顯著下降，在60 min時(shí)只有 4. 56%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)).冰淇淋的制作過程中穩(wěn)定劑會 通過多糖分子間的作用與多糖、蛋白質(zhì)作用形成凝 膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其持水性及保持空氣泡的能力均較 強(qiáng).穩(wěn)定劑所形成的三維網(wǎng)絡(luò)中，水會變成結(jié)合水, 使其自由流動性減少，故能增加混合料的粘度；與 此同時(shí)，穩(wěn)定劑能防止混合料在凍結(jié)時(shí)出現(xiàn)粗大的 冰結(jié)晶，有助于使混入的空氣達(dá)到更均勻的分布, 對氣泡保持能力增加,而氣泡是熱不良導(dǎo)體，從而 取得更佳的抗融效果.

 

圖2冰淇淋在不同穩(wěn)定劑用量時(shí)的融化速率 Fig. 2 Melting rate of ice cream at different level of sti- bilizer

2. 4硬化冰淇淋動態(tài)粘彈性的測定

從圖3~ 5可以看出，3種添加量動態(tài)粘彈曲線 的^始終大于G'，體系以彈性為主，即冰淇淋經(jīng) 過硬化后呈現(xiàn)明顯的固態(tài)性質(zhì).從3個圖中都可以 看出，在低頻范圍內(nèi)隨頻率的增加^逐漸增加，最 終在高頻趨于平穩(wěn)，G"隨頻率的增加變化不明顯, 說明穩(wěn)定劑用量的增加主要對冰淇淋的彈性產(chǎn)生 影響.從圖3~ 5可以看出，在穩(wěn)定劑用量為0.35% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),在頻率4 Hz附近G'和G〃比低頻區(qū) 有顯著的增加，可能由于低頻時(shí)樣品受力時(shí)間較 長，對樣品易產(chǎn)生破壞作用，因此在低頻時(shí)產(chǎn)生波 動，隨著頻率的增加G'逐漸增加，最后在高頻區(qū)趨 于平穩(wěn)從圖3~ 5可以看出，到了高頻區(qū)，《變化 不大，其中添加0. 30% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))穩(wěn)定劑的冰淇淋 在高頻區(qū)G'值維持在13 kPa附近，穩(wěn)定劑添加量 0.35% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的冰淇淋頻率在10 Hz時(shí)接近 

G'和G"值都比添加0. 30% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）和0. 35% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的冰淇淋有很大提高，其中G'值增加 最為明顯.在高頻區(qū)G值在25 kPa附近，幾乎是以 上兩種用量冰淇淋的兩倍，黃原膠和瓜爾豆膠的復(fù)配穩(wěn)定劑對冰淇淋品質(zhì)和流變性的影響，而儲能模量G'表示粘 彈體的固態(tài)性質(zhì)，說明穩(wěn)定劑用量達(dá)到0. 40% (質(zhì) 量分?jǐn)?shù)）時(shí),冰淇淋體系形成的油/水/空氣乳狀液 體系更加穩(wěn)定.這點(diǎn)可以從冰淇淋的抗融化曲線可 以看出，從而進(jìn)一步說明了穩(wěn)定劑用量增加，冰淇

2.5硬化冰淇淋硬度和粘結(jié)性的測定

從圖6可以看出，冰淇淋的硬度隨穩(wěn)定劑用量 的增加而增加，其中穩(wěn)定劑用量為0. 40%質(zhì)量分?jǐn)?shù) 時(shí),硬度的增加最為顯著，從動態(tài)粘彈曲線中已經(jīng) 看出，加入0. 40%質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定劑時(shí)儲能模量有顯 著上升，反映在硬度上即是硬度顯著上升.從圖7 可以看出，粘結(jié)度隨穩(wěn)定劑用量也呈緩慢增加，說 明隨穩(wěn)定劑加入量的增加，冰淇淋粘結(jié)度的增加并 

 

〇l111

04812

頻率/Hz

圖3添加0.30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))穩(wěn)定劑冰淇淋成品的動態(tài)粘彈圖 Fig. 3 Effect of 0. 30% stablizer on the storage modulus and loss modulus of ice cream

 

圖4添加0.35%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))穩(wěn)定劑冰淇淋成品的動態(tài)粘彈圖 Fig. 4 Effect of 0. 35% stablizer on the storage modulus and loss modulus of ice cream

 

01530456075

時(shí)間/min

淋穩(wěn)定性得以增加.

不明顯.Guinard等人報(bào)道，冰淇淋硬度的變化與可 溶性固形物含量增加引起冰點(diǎn)的變化有關(guān).硬度太 大影響產(chǎn)品的膨脹率和感官評分[8].由于加入 0. 40%質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定劑時(shí)硬度增加較大，黃原膠和瓜爾豆膠的復(fù)配穩(wěn)定劑對冰淇淋品質(zhì)和流變性的影響，使得冰淇 淋體系結(jié)構(gòu)變硬，不利于產(chǎn)品的感官性質(zhì).

 

0.300.350.40

穩(wěn)定劑添加置/%

圖6不同穩(wěn)定劑添加量冰淇淋硬度曲線 Fig. 6 Hardness of ice cream tested at different level of stablizer

 

圖7不同穩(wěn)定劑添加量冰淇淋的粘結(jié)度曲線 Fig. 7 Stickiness of ice cream tested at different level of stablizer

3 結(jié)論 

圖5添加ft 40%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))穩(wěn)定劑冰淇淋成品的動態(tài)粘彈圖

黃原膠和瓜爾膠的復(fù)配體系在冰淇淋中作為 穩(wěn)定劑時(shí)，隨膠用量的增加，漿料的粘度增加；同 時(shí)，冰淇淋硬化后的儲能模量和硬度也增加。