黑元素酸奶冰淇淋配方优化

  邵虎1*，朱晓1，庞潇1，孔令伟2

 1．江苏食品药品职业技术学院（淮安223003）；2．淮安快鹿牛奶有限公司(淮安223()()5)

摘要  以紫山药、黑豆和酸奶等为主要原料，进行黑元素酸奶冰淇淋的研制。通过单因素和正交试验对产品的配方进行了优化。试验结果表明，产品的最佳配方为酸奶50%、紫山药浆3%、黑豆汁25%、白砂糖14%、棕榈仁油4%和复配型乳化稳定剂0.3%。制成的酸奶冰淇淋呈浅黑紫色，口感软滑，堆起性好，兼有酸奶和豆乳特有的风味，是一种营养价值较高的冰淇淋产品。

关键词  紫山药；黑豆；酸奶冰淇淋；配方

  紫山药，属于薯蓣科植物，又名大薯、红切薯等，主要分布于广西、江西、湖南和湖北等省。紫山药营养价值较高，其圆柱形、圆锥形或球形的块根中富含花青素、碳水化合物、蛋白质，维生素、矿物质、黏质多糖和薯蓣皂等生物活性成分。据《本草纲目》记载，紫山药具有滋肺益肾、健脾止泻的功效，对脾虚腹泻、久痢不愈、虚痨咳嗽、肾虚遗精、小便频繁等有一定的食疗作用。

  黑豆，又称乌豆，是豆科植物的种子，含有丰富的营养成分，如蛋白质含量达36%～40%，高于肉类、鸡蛋和牛奶。其蛋白质中含有18种氨基酸（包括人体必需的8种氨基酸），有“植物蛋白之王”之称。此外，黑豆中的纤维素含量比一般的黄豆高，其具有促进肠胃蠕动，预防便秘的功能，这对于便秘和减肥的人群极为有利。

  现代研究表明，一般情况下，食物的营养成分与其颜色关系密切，深色食物较其颜色稍浅的同类食物而言，其营养价值更高。试验以紫山药、黑豆等深（黑）色原料为主，将黑元素引入酸奶冰淇淋的产品制作中，以期为其进一步研究和产业化提供基础。

1  材料与方法

1.1材料与设备

 紫山药：市售；黑豆：市售；全脂乳粉：食品级，内蒙古伊利实业股份有限公司；白砂糖：江苏白玫糖业有限公司；单体乳化剂、稳定剂：上海昊岳实业有限公司；净化水：自制，符合GB 5749的规定。

 YP10KN型电子分析天平、BSA224S-CW型电子天平：北京赛多利斯分析仪器有限公司；SM-705EE型热风箱：新麦机械（无锡）有限公司；YJGY-70-60高压均质机、TSD-10智能酸奶发酵柜、LBJ-75连续式冰淇淋凝冻机：天津市特斯达食品机械科技有限公司。

1.2工艺流程

1.3操作要点

1.3.1  紫山药浆的制备

 挑选新鲜无虫害的紫山药，清水清洗干净，去皮后立即投至护色液中浸泡30～45 min，然后将山药用流水冲洗1次，再与清水以1：3料水质量比加热煮沸3～5 min进行灭酶，最后再经过磨浆机磨浆，得紫山药浆，稍冷却，备用。

1.3.2黑豆汁的制备

参考孙月娥等方法并略作改动。将黑豆在115℃～150 ℃条件下，烘烤一定时间，以除去黑豆的腥味，再用3—4倍的温水浸泡8～10 h，过榨汁机进行榨汁，注意控制好榨汁机筛网在50～60目，得黑豆汁，备用。

1.3.3稳定剂和糖溶解液制备

 参考杨宇鸿等方法并略有改动。以CMC-Na、明胶和瓜尔豆胶为稳定剂(三者质量比依次为5:2:1)，分子蒸馏单甘酯和蔗糖脂肪酸酯作为乳化剂（两者质量比1:1），以稳定剂与乳化剂按2:1进行复配，再将复配的乳化稳定剂按一定比例与白砂糖混合均匀后，缓慢投入至85℃以上的热水中，高速搅拌，使其在水中充分分散并吸水溶胀，并在此条件下继续保温15～20 min。

1.3.4酸奶制备

 按配方计量好净化水后，将其预热至45℃～55℃，然后按1:7的料水质量比缓缓加入全脂乳粉，搅拌至充分溶解，静置15～20 min后，再将其预热至60℃～65℃，在15～18 M Pa压力下均质，然后经80℃—85℃ 保温30 min，冷却至42℃～43℃，在无菌条件下接种3 g/100 m L嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌（两者按体积比1：1混合），保温发酵至凝乳完全，转入2℃～6℃冷库后酵8h以上，此温度储存，备用。

1.3.5调配

 将配方中的净化水与上述备用的紫山药浆、黑豆汁以及白砂糖和稳定剂的溶解液各按一定比例进行混合，充分搅匀，得混合料液。

1.3.6均质、杀菌

 将混合料液预热至68℃～70℃，在22～25 M Pa压力下均质2次，再以80℃～85℃保温杀菌15～20 min，其间不断搅拌，以使杀菌充分彻底。

1.3.7冷却、老化

 将杀菌料液用冰水冷至10℃以下，再与备用的酸奶一起加入老化缸内，待其所有物料搅拌均匀后，停止搅拌，其间每隔15 min搅拌一次，并控制老化温度4℃左右，持续老化4～24 h。

1.3.8凝冻、挤压成型

 老化完成的物料进入冰淇淋凝冻机进行凝冻和挤压成型，根据物料老化的情况和环境等情况，控制好凝冻机的参数，使冰淇淋的膨胀率保持在80%左右。

1.3.9冻结、入库及检验

 挤压成型的冰淇淋应及时放入-30℃～-35℃的速冻库中进行冻结，使其完全定型后人-18℃～-20℃冷库储存，检验合格即为成品。

1.4感官指标评价标准

 邀请8名食品类专业，且富有产品开发、品评经验的专家和4名食品加工专业的学生分别对酸奶冰淇淋的感官质量进行评定，标准见表1。

1.5理化及微生物指标检测方法

1.5.1  山药褐变率的测定

 褐变率直接反映了山药的色度变化情况，用色差计检测鲜切山药片的色度并记录L。L在1～100之间，L=0时，为标准黑；L=100时，表现为标准。

1.5.2膨胀率的测定

 采用公式(1)计算测定：

 冰淇淋膨胀率=（m1-m2）/m2×100% (1)

 式中：m1——一杯经老化的冰淇淋料液的质量，g；m2---------物料经凝冻后同一杯冰淇淋的质量，g。

1.5.3其他指标

 依据GB/T 31321-2014冷冻饮品检验方法规定的方法进行检测。

2结果与分析

2.1单因素试验

2.1.1  紫山药浆护色工艺及其不同添加量对产品感官品质的影响

 紫山药富含多酚氧化酶和过氧化物酶等天然酶类，在山药形态完整无损时，不与空气接触，从而使其不受氧化反应的产物如醌类等引起颜色变化，造成产品感官质量和营养价值降低。因此，多采用护色剂和高温热烫等方法进行灭酶，以阻断其颜色反应的路径，得以维持山药的原色品质和营养价值。试验采用不同浓度的柠檬酸、D-异抗坏血酸、氯化钠及其复合溶液进行护色研究，结果见表2。

 由表2可知，就单一护色液而言，随着浓度的增加，3种护色液对紫山药褐变率的抑制都呈上升趋势，其中在0.5%~1%浓度范围内，柠檬酸液对山药褐变的抑制率最强，而在1%~1.5%浓度范围内，Na CI对紫山药的褐变抑制率最低。表2还表明，复合型护色液的护色效果要好于单一护色液，究其护色效果、经济性和操作便利性而言，试验采用0.75%柠檬酸液和0.35% D-异抗坏血酸液对紫山药进行护色。

  将酸奶、黑豆汁和复配型稳定剂的添加量分别取值为45%，20%和0.3%，再分别添加2%，3%，4%和5%上述制备的紫山药浆，以考察其对酸奶冰淇淋感官品质的影响，结果如图1所示。

 由图1可以看出，当紫山药浆的添加量由2%～3%时，其对产品感官品质的影响趋于变好，但随着其添加量的进一步增加，即超过3%时，物料的黏稠度进一步升高，均质操作愈加困难，须加大搅拌力度，并增加均质次数，杀菌后的料液黏度较大，且终产品的适口性变差，品评认可度下降。因此，综合考虑生产成本和操作性，紫山药浆的添加量确定为3%。

2.1.2黑豆汁不同添加量对产品感官品质的影响

  将酸奶、紫山药浆和复配型乳化稳定剂的添加量分别取值为45%，3%和0.3%，再分别添加15%，20%，25%和30%的黑豆汁，以考察其对酸奶冰淇淋感官品质的影响，结果如图2所示。

 由图2可知，当黑豆汁的添加量在25%之前，产品的感官品质逐渐趋于提高，但当其添加量超过25%时，呈现下降的趋势，原因可能是为了去除黑豆汁的腥味，在磨浆前进行了烘烤处理，在一定程度上降低了黑豆腥味带来的不舒服口感，但在制作酸奶冰淇淋时，熟豆汁的风味掩盖了产品主体的风味，使产品特色不明显。因此黑豆汁的添加量选择为25%。

2.1.3酸奶不同添加量对产品感官品质的影响

 将紫山药浆、黑豆汁和复配型稳定剂的添加量分别取值为3%，25%和0.3%，再分别添加40%，45%，50%和55%的酸奶，以考察其对酸奶冰淇淋感官品质的影响，其结果如图3所示。

 由图3可以看出，改变酸奶的添加量在40%～55%范围变化时，随着酸奶添加量的升高，其感官品质先快速增加后缓慢下降的趋势。酸奶冰淇淋的风味主要靠添加的酸奶来呈现。一方面，随着酸奶量的不断增加，使酸奶特征性风味在冰淇淋中的主体香更为突出，导致品尝人员对其品质认同趋于一致，另外一方面，由于冰淇淋是一种复杂的体系，其感官品质影响因素较多，随着酸奶添加量高于50%时，终产品的酸度亦随之增加，使得口感和风味变得欠柔和协调。因此，考虑其品质和经济因素，酸奶的添加量确定为50%。

2.1.4复配型乳化稳定剂不同添加量对酸奶冰淇淋感官品质的影响

 在大量基础性试验基础上，将酸奶、黑豆汁和紫山药浆的添加量分别取值为50%，25%和3%，再分别添加0.2%，0.3%，0.4%和0.5%复配型乳化稳定剂，以考察其对酸奶冰淇淋感官品质的影响，结果如图4所示。

 对于冰淇淋的成分和组织结构而言，在一定的添加量范围内，乳化稳定剂的添加有利于产品体系的稳定，也利于其膨胀率的提高，从而导致产品整体品质的提升。由图4可知，复配型乳化稳定剂添加量高于0.4%时，产品的膨胀率有所下降，口感趋于致密，松软度开始变差。因此，复配乳化稳定剂的添加量选择为0.4%。

2.2酸奶冰淇淋最佳配方优化试验

 经过多次试验，选取(A)酸奶添加量、(B)复配型乳化稳定剂添加量、(C)紫山药浆添加量和(D)黑豆汁添加量等4个对酸奶冰淇淋品质影响较大的因素进行试验，因素水平见表3，正交试验结果见表4。

 表4表明，各因素对产品质量的影响依次为A>D>C>B，即酸奶添加量对产品品质的影响最大，其次是黑豆汁添加量，再次是紫山药浆添加量，乳化稳定剂的添加量对产品最终品质的影响最小。试验采用A2D2C2B1参数为最佳配方，即酸奶添加量50%，紫山药浆添加量3%，乳化稳定剂添加量0.3%，按此配方制作出来的产品品质获得参评人员的一致认可。

 以酸奶添加量50%，黑豆汁添加量25%，紫山药浆添加量3%，乳化稳定剂添加量0.3%进行黑元素酸奶冰淇淋产品制作验证试验，其结果感官评分为95分，表明结果的可靠性较强，可以用于该产品的配方设计和产品制作。

2.3产品质量指标

2.3.1感官指标

 色泽呈紫褐色，分布均匀，无变色、串色；大小一致，形态饱满，不塌陷，无收缩；组织松软，无气孔，细腻润滑，无冰晶；柔和的酸奶口味和淡淡的豆汁风味，无异味；无任何肉眼可见外来杂质。

2.3.2理化指标

 非脂乳固体≥6.0%，总固形物≥30%，脂肪≥6%，蛋白质≥2.2%。

2.3.3  微生物指标

 菌落总数<500 CFU/m L，大肠菌群<30 MPN/100mL，致病菌未检出。

3结论

 以紫山药、黑豆和酸奶等为主要原料进行黑元素酸奶冰淇淋的研制。试验结果表明，该产品的最佳配方为酸奶50%、紫山药浆3%、黑豆汁25%、白砂糖14%、棕榈仁油4%，复配型乳化稳定剂0.3%。制成的酸奶冰淇淋呈浅黑紫色，口感细腻嫩滑，堆起性较好，具有酸奶和豆乳两者混合风味，是一种营养价值较高的酸奶冰淇淋产品。