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冰淇淋的增稠剂与冰淇淋中冰晶生长的关系 作者： 冰淇淋的增稠剂与冰淇淋中冰晶生长的关系 摘要：目前正在研究的冰淇淋的增稠剂与冰晶生长的关系，通过冻结浓缩模拟试验，用添加一系列冰淇淋混合物含量，来减少水的量。用瓜尔豆角作为一种冰淇淋增稠剂，浓度范围从0到0.25%。通过成功的减少水的含量，对不同浓度范围的瓜尔豆角进行黏度测定。通过图表，可以看出对于浓缩的因素，水分的移除是基本因素，图表上会出现一个转折点。在热冲击测试之前和之后对冰结晶大小的分析得出，瓜尔豆角浓度在0.14%时，冰晶的重结晶率最低。在过低或过高浓度下，重结晶率都很高。校正的转折点黏度与重结晶率有着重要的相互关系。因此，从冻结浓缩实验中得出，稳定剂对重结晶部分的影响导致多聚糖特性的改变。 关键词：瓜尔豆角；稳定剂；重结晶；冰晶体大小；黏度；临界浓度 1 介绍 水状胶质碳化物稳定剂被添加到冰淇淋中有许多的理由: 增加混合物黏度; 避免在融化过程中的浆液的分离; 在包装冷冻的桶中产生一种硬度和切性适中的稳定泡沫；防止在储藏过程中冰的生长和乳糖的结晶，特别是受温度波动的影响时;减缓水分从产品中转移到包装袋或空气中；防止在储藏过程中产品体积的收缩。很多研究工作都是围绕着确定这种机制，同过确定哪一种冰淇淋稳定剂影响冻结部分或最小重结晶。Hartel已经重新考虑冰淇淋中冰结晶的问题。理解哪种物质起着最总要得作用。 有资料显示，在热量交换的表面或在冻结和硬化冰晶形成的时期，稳定剂对初形成的冰晶有一点或没有影响。然而,他们在再结晶期间确实限制冰水晶的生长比率。它提议通过一些可能的机制，某种稳定剂可能修正冰水晶/浆液接口。例如：冰晶对自己的表面吸附，在温度波动或大分子物质从生长的冰晶表面扩散离开时，通过调整水扩散到生长的冰晶的表面的速度，或者通过其他表面扩散。Goff,Ferdinando, and Schorsch (1999) 已经对瓜胶和刺槐豆角对蔗糖溶液或蔗糖加奶粉溶液的重结晶的影响作了研究。刺槐豆角的加入，在冰晶周围形成了一个类似网状的结构，并且这种网状结构在奶粉的存在下，会更加严密。这种网状结构在瓜尔豆角中并不明显，在这种情况下，刺槐豆角防止冰重结晶的能力比瓜尔豆角强。多糖形成的网状结构与多糖与蛋白质之间的相互作用同样重要。与此同时，瓜尔豆角也同样的显示了减小冰晶形成的机率，据了解这可能是因为在解冻阶段它在冰晶周围改变了本身的黏度造成的。 关于重结晶，未冻结液体的粘性和重结晶率的相互关系还没有确定。Goff et al通过明确的叙述一系列的冰淇淋内含物，逐渐缩小到水的品质。在粘性浓缩曲线，当水分冻结60%，曲线上产生了变化，也是冻结温度在 学习未冻结阶段瓜胶的黏度与冰晶体重结晶的关系是这项研究的目标。通过明确的描述５种不同冰淇淋混合物，得出初始的瓜胶的浓度，进而继续减少水的量，直到移出４３％的水。 2 材料和方法 2.1 浓缩冰淇淋的制作 为了从成分浓度上有效的模仿冻结过程，正在进行一系列的有效的减少水分含量的准备工作，从五种原始瓜胶的浓度（0, 0.05, 0.1, 0.15, and 0.2%)作为标准混合物。标准混合物由10%无水乳脂肪，10%非脂乳固体，12%蔗糖，6%玉米粉，0.02%角叉胶，0.15%单干酯，以及上述提及的瓜胶的浓度。通过增加总固形物含量，生产一系列的冰淇淋，从五种原始瓜胶浓度开始，从初始浓度到1.36*初始浓度(1*,1.07*, 1.14*, 1.21*, 1.29*, and 1.36*初始固形物含量)，在公式中减少水的含量。原始混合物1的浓度关系到五种瓜胶的浓度，连续的浓缩，关系到混合物2，因此混合物1到6，组成了一系列。 结果总共达到30种混合物。在每一组中，所有总固形物之间的比率不变 ，只有水在减少。在每一组中，浓缩初始阶段，公式中水减少的量，可以计算出水的体积百分含量的减少。 在制作这些东西时，高粘度的混合物均质的作用不是很明显。因此，随着总固形物含量的增加，不用巴士杀菌和均质，除了最高固形物含量的混合。均质后的混合物的粘度会有所降低，同时得到单一的脂肪球。因此，冰淇淋混合物的成分被分成两部分。这种混合物的巴士杀菌要求为 2.2 流变学测量 测量需要一个流变仪和一个有64um缺口的丙烯酸化的圆锥体。混合物制作后24小时做一个剪切测试，以及48小时后做一个震动测试。 在测试前，要轻微震动冰淇淋。对剪切测试而言，黏度要在4测量，振动率在每秒钟8次。每个小样最少最四个平行实验，并且粘度要一致，要随机抽样。储藏的要在1赫兹的频率下测量，每一种小样最少测三次。在图表中作为混合物成分参数包括：稳定剂含量，总固形物含量，水分含量及水的移除量。 2.3 冰淇淋混合原料及冰淇淋的制作 为了研究冰淇淋的重结晶，用七种稳定剂浓度，分别为0，0.05,，0.1,，0.15，0.2 和 0.25% 的瓜胶以及 0.15% 的刺槐豆角。混合物经巴士杀菌、均质、冷却、老化24小时。老化后，混合物的 2.4 热震动测量 在一个温度可设计的冰库内阁，热震循环在雪糕上被实行，在储藏期间促进冰水晶生长。一个完整的周期是12小时，温度从-18到-5再到 2.5 冰晶大小分析 所有的冰淇淋在抽样前，应保持 3 结论和讨论 3.1 黏滞弹性 为了有效的模仿冻结物浓度，很多混合物能减少水的含量的物质正在被生产。总库形物从1逐渐增加到6，也意味着43%的水被移除。研究证明，储存模量的范围比转动剪切测试稍微宽些，. 3.2 冰晶在冰淇淋中的生长 依照 Trgo，Koxholt和Kessler，价值对感官属性的相互关系比表面作用更重要。因此，有利的分配体积是值得讨论的，而且重结晶率的结论是基于d(50,3)。在图三中显示，在热震荡1和2前后，冰淇淋中冰晶直径在d(50,3)是特征直径。除了冰的无关重要的不同之外的轻水晶，中值直径可能在新鲜的雪糕中被见到。这也许由于安定装置对冰再结晶的效果已经在变硬的时候发生超越误差的轻微不同，而且持续的冰冻时代的结果发生的温度在那刮掉表面的冰库。在热震惊前的数据指距范围从 0.87到 0.99, 没有浓缩的趋势。在热震荡1后，注意到了直径最大的改变。在中值直径在一次增长之后， 瓜胶浓度的增加，导致冰晶在混合物中的含量在0.1-0.15%的最佳水平。热震荡2后，进一步的增长，然而对较小的范围超过在热震动 1之后.持续的热震荡后分布范围开始变小，范围从震荡1的0.56 到 0.82到热震荡2的0.48 到 0.79 ，直到最小的冰晶消失，又一次证明了浓缩没有特别的趋势。刺槐豆角换算成瓜胶的0.15%的当量浓度，可以形成更小的中值直径，especially after特别是在热震荡2之后。图四表现了瓜胶6种浓度的重结晶率。基于一个近似相等值，最小的瓜胶浓度为0.14%。不是很清楚为什么浓缩这个浓度促进重结晶，但是这可能导致在高浓度时稳定剂溶解度的下降。 Sutton和wilcox已经得出结论，在40%果糖的溶液中，重结晶率可以测出。在未冻结溶液中，瓜胶的浓度范围从0到1.5%，最小量出现在.7%浓度。Sutton和wilcox也同样在冰淇淋中使用瓜胶和刺槐豆胶。瓜胶和刺槐豆胶的重结晶率随着浓度的增加而减少。刺槐豆胶的最小使用量在0.3%，而瓜胶大约在0.15%。他们还提出，重结晶率的保护，是由一种吸附机制导致的，稳定剂吸附在冰晶表面，因此抑制了冰结晶的再生长。表面吸附完成后，再加入稳定剂也没有用了。 3.3 冰晶的生长与料液粘度的关系 我们感兴趣的是重结晶的结果是否能从瓜胶的黏度来确定。如果重结晶的结果被否定，流变学参数直线的增加随着浓度的增加，如表1所见，所以如果流变学参数与重结晶有关系，一些参数除了黏度一定与此有关系。稳定剂的极限浓度，在那个浓度，瓜胶的分子结构改变，可能有抑制重结晶的形成。通过黏度或储藏模量规格化分的这个点，同样可以得出瓜胶的最初浓度。这可能被解释为随着混合物浓度的增加，要实现这一黏度的点在降低，所以两者的比率在下降。随后增加规格化分的黏度，可能引起瓜胶溶液浓度的进一步不改变。罗宾森和莫理斯 的报告中指出，瓜胶展示了一个独特的转变从稀溶液变浓溶液，这归于多聚物长时间的物理特殊结合。当重结晶率被划分为规格化的表观黏度，会得出一个线性关系。当一储藏模量为参数时，也可得出一个较低的曲线。 重结晶率的不断增加到瓜胶的最高浓度，也许与未冻结向有关。 然而，最高点黏度的概念可能在抑制重结晶方面提供进一步瓜胶功能性作用。这也决定是否这样的关系掌握着真的其他多聚物胶体，但是如果因此它能提供抑制重结晶的估定方法。 4 结论 冰淇淋稳定剂的机制与冰的重结晶某种意识上来说,也不是很好理解。 Flores&Goff的实验表明，当重结晶发生时，刺槐豆角可以形成一种网状结构，近来，Flores&Goff的实验表明，当重结晶发生时，刺槐豆角可以形成一种网状结构， 然而，瓜胶在重结晶初形成阶段对其也有一定的作用，并且几个研究员已经证实在未冻结阶段粘度对稳定剂的功能有重要意义。在这个研究报告中，冰淇淋中冷冻浓缩的模拟实验，通过许多冰淇淋混合物组成减少水分含量，提供了有力的证据。在储藏过程中温度的波动后，重结晶率的降低，最适宜的瓜胶的浓度为0.14%。包含0.15%刺槐豆角的冰晶生长率比包含0.15%瓜胶的生长率低。然而，瓜胶含量超过0.14%时，抑制冰晶的作用反而降低，重结晶率升高。通过规格化表观粘度在极限浓度曲线上，形成的流变形参数，表明了重结晶的关系。 |
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