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Dairy Technology 乳制品工艺学主讲: 朱定和 foodsgu@gmail.com Dep. Of Food Science & Technology

第4章冷冻乳制品生产工艺

本章主要内容 • 第一节冰淇淋生产工艺 • 第二节雪糕生产工艺

教学重点: 1．冰淇淋的生产工艺。教学难点： 1．冰淇淋混合料的计算方法； 2．凝冻的原理及对冰淇淋质量的影响。

第一节冰淇淋生产工艺 一、概述 1．概念冰淇淋(ice cream)系以饮用水、牛奶、奶粉、奶油(或植物油脂)、食糖等为主要原料，并加入蛋或蛋制品、乳化剂、稳定剂以及香料、着色剂等适量食品添加剂，经混合、均质、杀菌、老化、凝冻等工艺或再经成形、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻食品。 2．产品特点冰淇淋中含有一定量的乳脂肪和无脂干物质，所以它具有浓郁的香味、细腻的组织和可口的滋味，还具有很高的营养价值。

二、冰淇淋的组成及种类 1．组成 ●一般冰淇淋中的脂肪含量在6%~12%，高的可达16%以上; ●蛋白质含量为3%~4%，蔗糖含量在14%~18%，而水果冰淇淋中含糖量可达27%。 ●冰淇淋的发热值可达8.36kJ/kg。 2．分类（1）高级奶油冰淇淋脂肪14%~16%，总干物质38%~42% 。（2）奶油冰淇淋脂肪10%~12%，总干物质 34% ~ 38 % 。（3）牛奶冰淇淋脂肪5%~6%，总干物质32%~34% （4）果味冰淇淋脂肪 3%~5%，总干物质26%~30%

三、冰淇淋的组成

（一）脂肪 • 脂肪，约占牛奶冰淇淋体积的12%（应用范围3~12%），可以采用乳脂肪或植物油脂。 • 乳脂肪原料：全脂乳、稀奶油、奶油或天然乳脂。 • 植物脂肪原料：向日葵油、椰子油、豆油和葡萄仔油等。 • 脂肪可使冰淇淋增加风味、润厚、芳醇；同时改善组织状态，使质地柔软平滑，组织细腻；改进起泡性，提高膨胀率；维持冰淇淋一定型体结构。 • （二）非脂乳固体 • 包括蛋白质、乳糖和无机盐。冰淇淋中非脂乳固体含量以8%~10%为宜。 • 一般以奶粉或脱脂炼乳的形式被加入。 • 特别是维持冰淇淋的造型，减少冰结晶析出，提高膨胀率方面起重要作用。

（三）糖 • 添加糖可以调整冰淇淋固形物的含量，并给人以喜欢吃的甜味，冰淇淋料的含糖量，一般在10~18%。 • 糖添加过量易降低起泡性和膨胀率，降低冰点，延长冻结时间，加大冻结温度。（四）乳化剂 • 可防止脂肪聚集，出现奶油粒，增加产品的光滑性和起泡性，改善搅拌性能，缩短搅拌时间。添加量通常约为冰淇淋混合料的0.3~0.5%。（五）稳定剂 • 蛋白质型和碳水合物型。蛋白型的稳定剂包括果胶、干酪素、白蛋白。碳水化合物型包括海产胶、半纤维素等。用量0.2~0.5%。

（六）调香材料 • 对顾客选择冰淇淋来说，香料的添加是非常重要的。最常用的各种香精、杏仁、巧克力、草莓和坚果等。（七）调色物质 • 冰淇淋混合料中添加色素，可使冰淇淋的外观更加吸引人，并增加水果香料添加剂的颜色。色素一般以粉状或糊状形式加入，液体色素的加入量一般是每100L混合料加10~20mL。

三、冰淇淋的加工 • 工艺流程：原辅料混合→均质→杀菌→冷却→成熟（老化） →灌装→冷藏(软质冰淇淋) →凝冻→成型→硬化→包装→冷藏(硬质) →灌装→硬化→冷藏(硬质冰淇淋)

1.原料的配合 （1）首先要知道各种原料的成分含量。

（2）制作配合表 一般以100kg为单位，各种原料的配合量就是配合比率（％）。例1：配成的混合料成分为乳脂肪12.00，非脂乳固体10.00，砂糖15.00，乳化增稠剂0.50，总固体物37.500，可供选用的原料包括奶油，稀奶油，脱脂炼乳，脱脂奶粉，蔗糖和乳化增稠剂，要求奶油和稀奶油提供的乳脂肪各占一半，脱脂乳粉提供的非脂乳固体占一半，计算原料配合量。 ①奶油的配合量 12.00×1/2×1/0.82=7.32 ②稀奶油的配合量 12.00×1/2×1/0.40=15.00 ③脱脂乳粉的配合量 10.00×1/2×1/0.87=5.15 ④脱脂炼乳的配合量：奶油中非脂乳固体含量: 7.32×0.01=0.07 稀奶油中非脂乳固体含量： 15.00×0.051=0.77 脱脂乳粉中非脂乳固体含量： 5.15×0.97=5.00 应由脱脂炼乳提供的非脂乳固体量： 10.00-(0.07+0.77+5.00)=4.16 脱脂炼乳配合量:4.16×1/0.30=13.87

⑤砂糖的配合量 • 脱脂炼乳中蔗糖含量： 13.87×0.42=5.83 • 蔗糖的配合量（15.00-5.83)×1/1.00=9.17 ⑥乳化增稠剂的配合量 • 0.50×1/1.00=0.50 ⑦加水量的计算 • 100.00– (7.32+15.00+5.15+13.87+9.17+0.56)=48.93 将上列原辅料的配合量(即配合比)与成分列成表格即成配合表

（3）混合料的调制 • 首先将液体原料放到带搅拌器的圆形夹层罐中加热，然后添加粉料加热到65~70℃。 • 增稠剂与等量以上的砂糖混合并添加砂糖３倍量的水，用带有高速搅拌器的乳化泵溶解，也有先将明胶浸水膨胀后添加的方法。 • 乳化剂应预先混合入油脂中使其充分分散之后，再与混合料进行混合。 • 各种原料完全溶解后，通常用80-100目筛孔的不锈钢金属网或带有孔眼的金属过滤器过滤； • 添加酸性水果时，应在混合料充分凝冻后添加； • 添加香料、色素、果仁等，则应在混合料成熟后添加。 • 混合料的酸度应控制在0.18%~0.20%之间，一般不得超过0.25％。

2.均质 • 防止乳脂层的形成，使各成分完全混合，改善冰淇淋组织，缩短成熟时间，节省乳化剂和增稠剂，有效地预防在凝冻过程中形成奶油颗粒等。 • 第一段均质压力为：14~18MPa • 第二段均质压力为：3~4MPa 3.杀菌 • 可采用不同的方法，如低温间歇杀菌（68℃/30min、75℃/15min ），高温短时杀菌（80~83℃/30s ）和超高温瞬时杀菌三种方法。 4.成熟 • 指杀菌后的混合料应迅速冷却至0~4℃，并在此温度下保持一定的时间进行物理成熟。由于脂肪的固化和粘稠度的增加，可提高成品膨胀率，改善成品的组织状态。 • 根据混合料组成的不同，成熟时间一般约为4~12h。

5.添加香料 • 于成熟终了向混合料中添加香精、色素等，通过强力搅拌，在短时间内使之混均匀 6.凝冻 • 将混合原料在强制搅拌下进行冷冻，使空气更易于呈极微小的气泡均匀地分布于混合料中，使冰淇淋的水分在形成冰晶时呈微细的冰结晶，防止粗糙冰屑的形成。 • 膨胀率----凝冻过程中，由于强烈的搅拌而使空气的极微细气泡逐渐混入，混合料容积增加，这一现象称为增容，以百分率表示即称为膨胀率。

空气泡 脂肪结晶冰晶酪蛋白摘自利乐公司《乳制品加工手册》

7．灌装成型 • 冰淇淋的形状、包装类型多样，但主要为杯形。 8．硬化 • 包装后迅速进行10～12h的低温（-25～-40℃）冷冻，以固定冰淇淋的组织形态，并使其保持适当的硬度。 • 硬化方法分为以冷盐水为介质的液体硬化法（饱和盐水）和以冷空气为介质的风冷硬化法（硬化室或风冷隧道）。 9．贮藏 • 冷藏库的温度以-20℃为标准，相对温度为85％～90％。

冷冻隧道 摘自利乐公司《乳制品加工手册》

每小时生产500L冰淇淋生产示意图 摘自利乐公司《乳制品加工手册》

四、冰淇淋的主要缺陷及产生的原因 1.风味 • 脂肪分解味、饲料味、加热味、牛舍味。 • 使用不良牛乳、乳制品和不良混合。 2.组织状态 • 砂状组织、膨松组织、冰状组织、奶油状组织。SNF过高，高温保藏，乳糖结晶大。膨胀率过大，缓慢冻结，贮藏中变温，固形物低、生成脂肪块，乳化剂不适合，均质不良等。

第二节雪糕的生产 一、概述 1．概念雪糕是用乳与乳制品或豆乳品，加入甜味料、油脂、稳定剂、香精以及着色剂等配制冻结而成。冰棒仅用甜味料、豆类或果汁、稳定剂、香料及着色剂等配制冻结而成. 2．膨化雪糕工艺特点在生产时还需要采用凝冻技术，即在浇模前将料液输送到冰淇淋凝冻机内先进行搅拌，凝冻后再浇模、冻结，由于在凝冻过程中有膨胀率产生，故生产的雪糕组织松软，口感好，称为膨化雪糕。

3．雪糕、冰棒中干物质的作用 干物质：除豆类外，增加固体的办法是加淀粉。作用：可使棒冰凝结得比较坚硬，同时堆积在冷藏库中也较少变形。还使棒冰、雪糕具有光滑的组织和细腻的形体；增加抵抗融化的能力。

二、雪糕的生产 （一）雪糕的生产工艺流程雪糕的生产工艺流程图

原料验收 ↓ 混合料配制 ↓ 杀菌 ↓ 降温 ← 加入色素 ↓ 均质 ↓ 加入香精 → 冷却老化 → 凝冻 ↓ 浇模 ← 插扦与消毒 ↓ 脱模 ← 冻结 ← 盐水管理 ↓ 拔扦 ↓ 抽样检查 → 包装 ↓ 入库 ↓ 出厂

摘自网络

（二）雪糕的配方 一般雪糕配方 • 砂糖13%~14%， • 淀粉1.25%~2.5%， • 牛乳32%左右， • 糖精0.010%~0.013%， • 精炼油脂2.5%~4.0%， • 麦乳精及其它特殊原料1%~2%， • 着色剂适量，香料适量。

（二）雪糕的配方

(续上表)

（三）加工工艺 1. 混合料配制将黏度低的原料如水、牛奶、脱脂奶等先加入，黏度高或含水分低的原料如冰蛋、全脂甜炼乳、奶粉、奶油、可可粉、可可脂等依次加入，经混合后制成混合料液。配制时需注意: （1）对于冰蛋或自制的已结冰的鸡蛋浆，要将其先切成小块，并与牛奶和水混合，比例为1:4，在混合缸内加热，温度不能高于55℃，以免鸡蛋变成鸡蛋花。（2）使用淀粉，要先用5~6倍的水将其稀释成淀粉浆，然后在搅拌的前提下加入混合缸内，加热温度为60~70℃，使其初步糊化，然后再通过泵循环过滤，将未溶化的淀粉颗粒及杂质过滤掉。将过滤过的淀粉浆打入杀菌缸内。（3）可可脂与奶油切成小块，加热熔化后一起在混合缸中过滤，再打入杀菌缸内。（4）奶粉可与砂糖、水或牛奶一起搅拌混合，加热温度为75℃左右，过滤打入杀菌缸内。

（三）加工工艺 2. 杀菌、均质、冷却杀菌温度是85~87℃，时间为5~10min。均质时料温为60~70℃，均质压力为15~17MPa。均质后的料液可直接进入冷却缸中。温度降至4~6℃。 3. 浇模将混合好的装入模具中 4. 冻结直接冻结法即直接将模盘浸入盐水内进行冻结，间接冻结法即速冻库（管道半接触式冻结装置）与隧道式（强冷风冻结装置）速冻。 5. 插扦要求插得整齐端正，不得有歪斜、漏插及未插牢现象。 6. 脱模烫模盘槽内的水温度应控制在48~54℃，浸入时间为数秒钟，以能脱模为准。 7. 包装包装要求紧密、整齐，不得有破裂现象。

三、雪糕和冰棒缺陷 1. 风味（1）甜味不足（2）香味不正（3）酸败味（4）咸苦味（5）油哈味（6）烧焦味（7）发酵味 2. 组织与形体（1）组织粗糙（ 2）组织松软（3）空头（4）歪扦与断扦

本章小结 • 本章介绍了冰淇淋和雪糕的生产工艺及操作要点,特别对冰淇淋混合料的计算方法,以及凝冻的原理及对冰淇淋质量的影响。 • 重点要求掌握：1）冰淇淋混合料的计算方法；2）凝冻原理及对冰淇淋质量的影响。

思考题 1、冰淇淋生产过程的前工序和后工序分别是什么？ 2、乳与乳制品可向冰淇淋中引入什么成分？ 3、在冰淇淋中使用糖的作用？糖用量为什么要控制在12~16%之间？ 4、在冰淇淋中蛋和蛋制品的作用？ 5、冰淇淋中选择稳定剂时应考虑到哪些方面？ 6、冰淇淋混合料的配比计算？ 7、杯状冰激凌的生产工艺流程是什么？ 8、为什么冰激凌混合料冷却时控制在2~—4℃？

思考题 9、冰激凌混合料凝冻的作用是什么？ 10、冰激凌的膨胀率是什么？怎样计算？ 11、冰激凌工艺流程中硬化的作用？

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