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关于冰淇淋

2015-05-13 http://gzzjlju.com/

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冰淇淋的定义   
        冰淇淋是以饮用水、乳品(乳蛋白含量在2.2%以上)蛋品、甜味料、食用油脂等为主要原料,加入适量的香料、增稠剂、着色剂、乳化剂等食品添加剂,经混合、灭菌、均质、冷却、老化、凝冻或再经成型、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品。     
 
冰淇淋的加工工艺   
     
         一、工艺流程            
原料处理  →  混合料配制  →  杀菌  →  均质→  冷却  →  老化  →  凝冻搅拌  →  灌装成型  →  硬化  →  贮藏  ( 香精、着色剂、果汁等)          
        二、工艺简介(操作要点)            
1、原料处理          
 (1)鲜牛乳:使用前应经过滤除杂处理,120目筛滤。          
 (2)乳粉:应先用温水(50℃)溶解,使乳粉充分溶解。          
 (3)奶油:(人造奶油、硬化油)用刀切成小块,加入配料缸中。          
 (4)稳定剂(明胶):先将其浸入水中10min,再加热至60℃~70℃,配成10%溶液。          
 (5)砂糖:加热溶解成糖浆,100目筛网过滤。
 (6)液体甜味剂:砂糖总量的5%~7%,加入量过多会使物料冰点降低,冰淇淋会发软。          
 (7)蛋类:鲜蛋液可与鲜乳一起混合,过滤后均质。加热温度不能高于50℃,以防鸡蛋液中的蛋白质热变性。          
 (8)蛋黄粉:脂肪占60%,先与加热到50℃的奶油混合,用搅拌机使其均匀分散在油脂中。          
 (9)果汁:用前摇匀或经均质处理。          
 (10)乳化剂: 幻灯片23         
2、混合料配制            
将各种原、辅料调合在一起成为均匀的混合料液是冰淇淋生产中十分重要的一环。           
 (1)先往配料缸中加入半量左右的水、鲜牛乳、脱脂乳等粘度低的原料,加热至50℃。           
 (2)加入粘度稍高的原料(砂糖液、乳粉液、稳定剂、乳化剂)。           
 (3)加入粘度高的原料(稀奶油、炼乳、果葡糖浆、蜂蜜等)。           
 (4)对于一些数量较少的固体原料(可可粉、非脂乳固体乳清粉,可用细筛筛入配料缸内)。
 (5)加水定容            
注:配料温度对混合料液质量关系甚大,通常温度控制在45℃~50℃;配料时应不停地搅拌,使物料充分混匀。若酸度过高使混合料液粘度过高,混合料液的酸度控制在0.18%~0.20%(以乳酸计)为宜。杀菌和加工过程中易产生结块现象。(可用少量NaHCO3中和,但千万不能过度,否则导致口感涩、差)  
        中和剂量的计算:在计算所添加的中和剂的量时,牛奶的酸度以乳酸百分数表示计算起来比较方便。乳酸百分数与oT之间有一个换算关系:            乳酸CH3CHOHCOOH的分子量为90            1mol/L乳酸=90g/1000ml            0.1mol/L乳酸=9g/1000ml            每1ml,0.1mol/L乳酸=0.009g乳酸            而每1ml,0.1mol/L氢氧化钠=10 oT (以10g牛乳滴定酸度计)     所以,10 oT =0.009g乳酸。            即,  1 oT =0.009/10*100%=0.09%乳酸幻灯片26        例:今有1000kg酸度为24 oT的牛乳,需中和至0.18%的乳酸酸度,问应添加多少碳酸氢钠?            解:            1 oT =0.09%乳酸            24 oT =24*0.09%=0.216%乳酸            需中和的乳酸为0.216%-0.18%=0.036%            中和1000kg牛乳需要0.36kg碳酸氢钠,中和前需将碳酸氢钠用少许水混合后分次加入。
3、杀菌
     彻底杀灭料液中的微生物,提高产品品质和风味,去除蛋腥味。
 (1)巴氏杀菌法  68℃~75℃/25 ~ 30min,大肠杆菌和致病菌已全部被杀死,其它杂菌也大部分被杀灭。
 (2)高温短时(HTST)法  85℃~90℃/3~5min,具有更大的杀灭细菌能力,是中小型企业使用较多的方法。
 (3)超高温瞬间杀菌(UHT)法  120℃~135℃/3~5s,杀菌效果好,大中型企业采用。
4、均质             
    均质是冰淇淋生产中必不可少的工序之一,对冰淇淋的质量有极为重要的关系。           
 (1)均质目的:获得均匀液相混合物;防止脂肪分离;改善冰淇淋组织;促进消化和吸收;增加混合料粘度。             冰淇淋脂肪含量高(6%~14%),由斯托克斯定律:脂肪球上浮的速度与脂肪球的半径的平方成正比,而与料液的粘度成反比。因此,防止脂肪上浮的措施是使脂肪球变小,提高料液粘度。料液经均质:Φ↓,V↑。
 (2)均质压力:15~20MPa,过低,脂肪球不能碎裂到所要求的大小,乳化效果差,凝冻不良,影响冰淇淋形体。压力过高使混合料的粘度过高,凝冻搅拌时空气混入较难,影响膨胀率。均质压力的大小与多种因素有关,主要是混合料的酸度、脂肪含量,总固形物等因素。            混合料的酸度、脂肪含量、总固形物与均质压力成反比。       
 (3)均质温度:55℃~70℃;             温度越低,脂肪球越难破碎; T<50℃,均质效果差;温度过高,大于70℃,凝冻时膨胀率会过大,有损于形体。
5、冷却老化            
    混合料经均质处理后,温度在60℃左右,若不及时冷却老化会出现脂肪上浮,酸度增高现象。             
    冷却:混合原料经过均质处理后,立即转入冷却设备中,迅速降温至老化温度2~4℃。如混合料温度较高,大于10℃,则易出现脂肪分离现象,但亦不宜低于0℃,否则容易产生冰结晶影响质地。冷却过程可在板式热交换器或圆筒式冷却缸中进行。
    老化:将均质、冷却后的混合料液,在0℃~4℃的低温条件下,保持一定时间(2hr以上),进行物理成熟(使蛋白质、脂肪凝结物和稳定剂等物料充分地溶胀水化,提高粘度,以利于凝冻膨胀时提高膨胀率,改善冰淇淋的组织结构)的过程。
(1)冷却老化的目的
             ①  迅速降低料液温度,提高料液粘度,防止料液出现脂肪上浮现象,同时也使微细的脂肪球粒质地变硬。
             ②  防止料液酸度增加。
             ③  促进料液中的蛋白质、脂肪及增稠剂进一步融合,增强料液的持久性与稳定性,防止游离水析出。
             ④  挥发掉一些不良气体。
             ⑤ 可缩短搅拌和凝冻时间,改善冰淇淋的组织结构。
(2)老化过程中物料发生的变化:           
             ①干物料的完全水合作用  尽管干物料在混合时已溶解,仍然需要一定的时间才能完全水合,完全水合作用的效果体现在混合物料的粘度以及后来的形体、奶油感、抗融性和成品贮藏稳定性上。            
             ②脂肪的结晶  甘油三酸酯熔点最高,结晶最早,离脂肪球表面也最近,这个过程重复地持续着,因而形成了以液状脂肪为核心的多壳层脂肪球。乳化剂的使用会导致更多的脂肪结晶。如果使用不饱和油脂作为脂肪来源,结晶的脂肪就会较少,这种情况下所制得的冰淇淋其食用质量和贮藏稳定性都会较差。 
             ③脂肪球表面蛋白质的解吸  老化期间冰淇淋混合物料中脂肪球表面的蛋白质总量减少。含有饱和的单甘油酸酯的混合物料中蛋白质解吸速度加快。电子显微照片研究发现,脂肪球表面乳化剂的最初解吸是粘附的蛋白质层的移动,而不是单个酪蛋白粒子的移动。在最后的搅打和凝冻过程中,由于剪切力相当大,界面结合的蛋白质可能会更完全地释放出来。 
 6、凝冻、搅拌           
    凝冻、搅拌是冰淇淋形成的最后一道极为重要的工序,直接关系到冰淇淋的质量。           
凝冻:将物料置于低温下经快速搅拌,形成密布细微气泡的体积膨胀并疏松的凝结体的过程。影响冰淇淋膨胀率的主要因素 影响冰淇淋膨胀率的主要因素:
 ①原料
    乳脂肪:乳脂肪含量以6%~12%为好,此时膨胀率最佳。
    非脂肪乳固体:一般为10%。
    含糖量:以13%~15%为宜。 
    稳定剂:适量,一般不宜超过0.5%。
    无机盐:如钠盐能增加膨胀率,而钙盐则会降低膨胀率。
 ②工艺操作
    均质 :适度,能提高混合料粘度,空气易于进入,使膨胀率提高;否则,膨胀率下降。
    温度 :混合料不冻结的情况下,老化温度越低,膨胀率越高。
    杀菌 :采用瞬间高温杀菌比低温巴氏杀菌法混合料变性少,膨胀率高。
    空气吸入量 : 吸入量合适能得到较佳的膨胀率,注意控制。
    凝冻压力 : 凝冻压力过高则空气难以混入,膨胀率则下降。

 (3)冰淇淋形成的原理
        凝冻机内的料液通过凝冻搅拌使料液的温度迅速均匀下降及外界空气的混入,浓郁的料液逐渐变为浓厚、体积膨大的固态,这是一个物理变化过程。(三个阶段)
             ①  第一阶段:液态阶段
             料液T:5℃,经2~3min凝冻搅拌,T↓2~3℃;

             ②  第二阶段:半固态阶段
             料液T:2~3℃,继续2~3min凝冻搅拌, T↓-1~-2℃,料液粘度显著提高,空气大量混入,料液变得浓厚而体积膨胀。
             ③  第三阶段:固态阶段(料液即将形成冰淇淋)
             物料T:-1~-2℃,继续凝冻搅拌3~4min,T↓-4~-6℃,空气接近饱和。由于整个料液的体积不断膨胀与扩大,而机内的凝冻搅拌仍在进行,从视孔中可见一层层犹如长带似的更浓厚的固态物。
       冰淇淋的物理结构较为复杂,它是由气相、液相与固相三相组成的。在气相中,气泡包含着结晶均匀分散在冰淇淋的液相中;在液相中,固态的超微粒的蛋白质与部分不溶性盐类,又均匀分布于呈溶液状的砂糖、乳糖、可溶性盐中;因此,冰淇淋是一种以可塑性的泡沫乳浊液结构为主要特征的三相多分散体系。(气泡Φ10~120μm)平均Φ11~18μm,气泡间距10~15μm。

       冰淇淋的质地细腻与否与冰结晶的大小和形状有关。冰淇淋料液中含水分65%,结晶不可避免。冰结晶体的大小与其排列形状有关,而冰结晶体的形态又与凝冻速度的快慢有关。若凝冻速度缓慢,则料液内的水分子有足够的时间形成六角形晶体;若凝冻速度加快,则料液内的水分子形成不规则的树枝形晶体;当凝冻速度更高时,则料液内的水分子形成球形晶体;在极高的凝冻速度下,则料液内的水分子形成细微的球形晶体。冰结晶Φ5~10μm(以小于10μm为佳),冰淇淋内水的结晶体越小,其形体就越光滑。
   (4)凝冻搅拌操作要点
             凝冻搅拌设备又叫冰淇淋机,它分间歇式和连续式。
             ①  凝冻机的清洗与消毒
            使用前用清水清洗机器内外,机内加入冰淇淋容量50%的氯水(有效氯400~600ppm),开机搅拌3~5min,关机后放尽氯水,再用清水、沸水清洗降温后备用。
            生产结束后,加入温水和机内剩余料液一起,开机搅拌2~3min,将料液放出回收待用。加入1%~1.5%的70℃碱水,开搅拌器彻底刷洗,再加入温水开搅拌器清洗。最后,取出搅拌器,用碱水与温水彻底刷洗干净,干燥后待用。
             ②  间歇式凝冻操作:
             第一次加料量为凝冻机容积的51%~55%,以后每次为45%~49%,开机搅拌凝冻。
             从料液变成冰淇淋需时8~12min,此期间要注意机内的声音,如感觉机内的搅拌声音沉重,即是机内的料液开始变为半固态或固态。
             为了生产出质量好的冰淇淋,在凝冻与搅拌过程中须掌握好以下几个因素:

             a  料液的加入量基本上固定,不得任意多加或少加,只有当膨胀率过高时才多加些,过低时才少加些。
             b  凝冻的速度愈快愈好,才能保证冰结晶体的体积愈小。
             c  搅拌速度愈快愈好,混入的空气量才能愈大。须备有良好的搅拌器。刮刀与筒内壁距离不得超过0.2~0.3mm,刀口要锋利。
             d  老化温度掌握在4~5℃,最好是2~3℃。
             e  老化缸内料液的粘度、温度与浓度应均匀一致,以利于生产出来的冰淇淋质量一致。
             f   冰淇淋的放料温度一般为-4℃~-6℃,最佳为-5℃,最低为-6℃,否则将难以出料。放料时,若冰淇淋已达到膨胀率要求,应尽量将料放净。膨胀率过高的冰淇淋净含量可能会过低,而致产品质量不合格。
             g   凝冻时间一般为10min,以冰淇淋质量符合要求为准。凝冻时间过短,料液的膨胀率过低;凝冻时间过长,则成品组织粗糙并含有脂肪粒。
             h   配方中砂糖的含量不宜过高,以15%为宜。
7、灌装、成型
          灌装:将凝冻后的冰淇淋定量灌注在包装容器中的过程。
            (1)大、中冰砖冰淇淋
              大冰砖含量320g,中冰砖140~160g。
            (2)小冰砖冰淇淋
              每块净含量50~70g。
            (3)杯子、盒装冰淇淋
              蛋卷(塔)与杯自动灌装机,每杯50~60g。
(4)紫雪糕的灌装与包装,(涂巧克力外衣的冰淇淋)“三冻、二切、一涂”。
             一冻  将凝冻好的冰淇淋料直接放入长方形不锈钢盘内,充满四角,盖上硫酸纸,送入-25℃的速冻室冻结20~24hr;
             一切  将速冻好的冰淇淋取出,脱盘,切块机切块;
             二冻  切块后再送入速冻室冻结20~24hr;
             二切  将二次冻结的冰淇淋按照原来的切痕轻轻切开;
             一涂  置42℃~44℃巧克力糖浆内涂层;
             三冻  冷却后及时进行包装,入速冻库冻结20~24hr。
 8、硬化、贮藏(-15℃~-20℃)
         将灌装和包装后的冰淇淋迅速置于-25℃以下的低温下,经过一定时间冷冻,品温保持在-18℃以下,以固定其组织状态,并使其硬度增加的过程。

        三、冰淇淋配方
        鲜奶冰淇淋(1000kg)
        白砂糖                 150 kg
        全脂奶粉             50 kg
        棕榈油                 40 kg
        麦芽糊精             45 kg
        鲜鸡蛋                 50 kg
        明胶/黄原胶        3 kg
        单甘酯                 1 kg
        牛奶香精             0.8 kg
        四、冰淇淋的主要指标和组织状态
        主要指标
                膨胀率
                成品的保型性和融化性
                适口性
         组织状态
                气相—150 μm 的气泡
                固相—50μm  冰结晶
                小于2μm :脂肪球,乳糖结晶,蛋白质颗粒及不溶解的盐
                液相