本发明属于食品技术领域，具体涉及一种低脂酸奶冰激凌及其制备方法。
背景技术：
冰激凌：冰淇淋是一种含有优质蛋白质及高糖高脂的食品，另外还含有氨基酸及钙、磷、钾、钠、氯、硫、铁等，具有调节生理机能、保持渗透压和酸碱度的功能。资料显示，按照国际和国家产品标准，一般奶油冰淇淋，其营养成分为牛奶的2.8～3倍，在人体内的消化率可达95%以上，高于肉类、脂肪类的消化率。
菊芋：菊芋，又名洋姜和鬼子姜，是菊科向日葵属多年生草本植物。其地下块茎富含淀粉、菊糖等果糖多聚物，可以食用，煮食或熬粥，腌制成菜，晒制菊芋干，或作制取淀粉和酒精原料。菊芋有降低血糖的作用，促进糖分分解，具有使过剩糖分转化为热量的作用，改善体内的脂肪平衡。菊芋中的碳水化合物主要是菊粉，是目前发现的少有的几种可溶性膳食纤维之一。菊糖在水中的粘度随浓度的增大而增大，可形成像奶油般柔滑的凝胶，与脂肪十分相似，其口感与油脂一样，故可部分替代油脂。菊芋对双歧杆菌有增殖作用，食用菊芋能够提高人体肠道中益生菌的数量。
酸奶：酸奶是以牛奶为原料，向牛奶中添加有益菌（发酵剂），经发酵后冷却灌装的一种牛奶制品。酸奶的发酵过程使奶中的糖类、蛋白质有20%左右被水解成为小的分子（如半乳糖和乳酸、小的肽链和氨基酸等）；奶中脂肪含量一般是3%～5%，经发酵后，酸奶中的脂肪酸可比原料奶增加2倍；此外，酸奶不仅保留了鲜牛奶的全部营养成分，在发酵过程中乳酸菌还可以产生人体营养所必须的多种维生素，如vb1、vb2、vb6、vb12等。这些变化使酸奶更易消化和吸收，各种营养素的利用率得以提高。
双歧杆菌：广泛存在于人体和动物的肠道中，被人们称为人体肠道中最有益的益生菌，双歧杆菌具有调节肠道菌群平衡，缓解乳糖不耐症、治疗慢性腹泻，防止便秘，增强免疫力，抗癌及抗肿瘤，降低血脂等生理功能。
冰淇淋发展趋势：冰淇淋产品开发的趋势，也将迎合21世纪食品天然、营养、保健、安全、卫生这一大的发展趋势，以满足越来越多的人们对于营养、保健、绿色食品的需求。现在世界各国的冰洪淋产品开发趋势中，也都包含着“健康”这一元素，如韩国含有绿茶、酸乳、蓝莓等健康元素的新产品正在日益增多；美国的发酵酸乳冰淇淋和低脂冰淇淋也发展迅速。
目前，市场上出售的冰激凌大都含有大量的脂肪和糖，普通冰激凌中的脂肪含量大约在12%～16%左右，含糖量大约在12%～18%，长期食用不利于身体健康，尤其对于高血压、高血糖、高血脂三高人群。在冰激凌领域虽然有对菊芋提取物菊糖的利用，但对菊芋的直接利用率不高，使得菊芋的营养成分在冰激凌领域中得不到充分利用。现有技术中冰激凌的储藏稳定性、抗溶性、膨胀率差，易形成大冰晶使得冰激凌口感粗糙；现有冰激凌采用一段式老化工艺，使得冰激凌老化时间长，口感不佳；且现有产品中还没有含有益生菌的冰激凌产品以及长期食用能够利于身体健康的冰激凌产品。制作一种降低人体血糖，促进糖分分解，改善人体脂肪平衡，且膳食纤维和益生菌含量高、低脂、低糖、口感细腻、储藏稳定性好、抗溶性好、膨胀率好、营养丰富、安全、人体吸收性好、风味好、乳糖不耐受患者也能吸收的冰激凌是现在市场急缺的。
技术实现要素：
基于现有技术的不足，本发明通过添加菊芋，采用胶体磨和果胶酶协同对菊芋细化处理以及采用两段式老化工艺，使得冰激凌的综合感官品质提高，旨在为消费者提供一种能降低人体血糖，促进糖分分解，改善人体脂肪平衡，且膳食纤维和双歧杆菌含量高、低脂、低糖、口感细腻、储藏稳定性好、抗溶性好、膨胀率好、营养丰富、安全、人体吸收性好、风味好、乳糖不耐受患者也能吸收、长期食用能够利于身体健康的冰激凌。
本发明通过以下技术方案实现：
一种低脂酸奶冰激凌，由如下重量份配比的原料制成：新鲜菊芋100～140份，全脂奶粉150～200份，水540～640份，混合菌粉0.2～0.25份，椰子油10～15份，阿斯巴甜0.25～0.35份，乳化剂3～5份，护色剂0.2～0.4份，果胶酶0.1～0.3份，羧甲基纤维素钠0.07～0.09份。
进一步的，该酸奶冰激凌，由如下重量份配比的原料制成：新鲜菊芋120份，全脂奶粉170份，水600份，混合菌粉0.2～0.25份，椰子油12份，阿斯巴甜0.3份，乳化剂4份，护色剂0.3份，果胶酶0.2份，羧甲基纤维素钠0.08份。
进一步的，所述混合菌粉为保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例配置。
进一步的，所述乳化剂为硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:1.5～2配置而成。
进一步的，所述护色剂为抗坏血酸和柠檬酸按1:1.5的比例配置。
本发明还提供了一种低脂酸奶冰激凌的制备方法，包括如下步骤：
（1）将新鲜菊芋清洗去皮打浆，加护色剂和果胶酶，得菊芋浆；
（2）将菊芋浆用胶体磨磨至200～800目，得细菊芋浆；
（3）将细菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，得菊芋酸奶；
（4）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（5）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为65～75℃，均质压力20～40mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（6）老化:将冰激凌均质浆进行老化，得酸奶冰激凌老化浆；
（7）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-10～-30℃，以100～300r/min搅拌7～17min得预成品酸奶冰激凌；
（8）硬化：将预成品冰激凌在温度为-25～-40℃冷冻1～3h即得低脂酸奶冰激凌。
进一步的，所述步骤（3）中酸奶发酵的温度为35～43℃，时间为6～8h。
进一步的，所述步骤（6）中老化工艺条件为：第一阶段老化温度14～18℃，以60～80r/min搅拌，老化时间1～1.5h；第二阶段老化温度2～3℃，老化时间2～3h。
本发明有益效果在于：
本发明通过胶体磨和果胶酶的协同对菊芋细化处理，使得菊芋中的菊糖和膳食纤维充分溶解，提高了冰激凌的营养价值和膳食纤维的含量，还可使本发明制得的冰激凌油脂含量较传统冰激凌少了60%的油脂；
本发明添加菊芋，由于菊芋中菊糖的吸水性能力强，可吸收冰激凌原浆中的自由水，使得冰激凌的粘性增加，使冰激凌奶油感、抗溶性和储藏稳定性提高，可使冰激凌凝冻时吸收的空气增加，提高冰激凌的膨胀率和储藏稳定性，并可替代冰激凌中大部分油脂，还能使冰激凌奶油感不减弱，并且还可提高冰激凌的综合感官品质。
本发明采用两段式老化，第一段老化提高羧甲基纤维素钠吸水溶胀速度，使得冰激凌浆的黏度进一步增加，进一步提高冰激凌的综合感官品质，第二段老化使冰激凌中脂类物质凝固，且可缩短冰激凌老化时间，提高冰激凌的膨胀率。
本发明添加双歧杆菌，利用菊芋对双歧杆菌的增殖作用，使得冰激凌中含有大量的双歧杆菌，食用本方法制得的冰激凌可提高人体肠道益生菌的数量。
本发明制得的冰激凌三高患者能够食用，乳糖不耐受者也能消化吸收，且其中含有大量的膳食纤维和双歧杆菌等人体有益物质，长期食用本发明制得的冰激凌有利于人体健康。
具体实施方式
实施例1
一种低脂酸奶冰激凌
（1）原料称取：按重量份称取新鲜菊芋100份，全脂奶粉150份，水540份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.2份，椰子油10份，阿斯巴甜0.25份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:1.5取3份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.2份，果胶酶0.1份，羧甲基纤维素钠0.07份。
（2）菊芋打浆：将新鲜菊芋去渣清洗，去除霉烂菊芋，去皮打浆，加护色剂和果胶酶，得菊芋浆；
（3）胶体磨处理：将菊芋浆用胶体磨磨至200目，得细菊芋浆；
（4）酸奶发酵：将细菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为35℃，发酵6h，得菊芋酸奶；
（5）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（6）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为65℃，均质压力20mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（7）老化:将冰激凌均质浆进行老化，第一阶段老化温度14℃，以60r/min搅拌，老化时间1h，第二阶段老化温度2℃，老化时间2h，得酸奶冰激凌老化浆；
（8）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-10℃，以100r/min搅拌7min得预成品酸奶冰激凌；
（9）硬化：将预成品冰激凌在温度为-25℃冷冻1h即得低脂酸奶冰激凌。
实施例2
（1）原料称取：按重量份称取新鲜菊芋140份，全脂奶粉200份，水640份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.25份，椰子油15份，阿斯巴甜0.35份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:2取5份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.4份，果胶酶0.3份，羧甲基纤维素钠0.08份。
（2）菊芋打浆：将新鲜菊芋去渣清洗，去除霉烂菊芋，去皮打浆，加护色剂和果胶酶，得菊芋浆；
（3）胶体磨处理：将菊芋浆用胶体磨磨至800目，得细菊芋浆；
（4）酸奶发酵：将细菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为43℃，发酵8h，得菊芋酸奶；
（5）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（6）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为75℃，均质压力40mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（7）老化:将冰激凌均质浆进行老化，第一阶段老化温度18℃，以80r/min搅拌，老化时间1.5h，第二阶段老化温度3℃，老化时间3h，得酸奶冰激凌老化浆；
（8）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-30℃，以300r/min搅拌17min得预成品酸奶冰激凌；
（9）硬化：将预成品冰激凌在温度为-40℃冷冻3h即得低脂酸奶冰激凌。
实施例3
（1）原料称取：按重量份称取新鲜菊芋120份，全脂奶粉175份，水590份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.25份，椰子油13份，阿斯巴甜0.3份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:2取4份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.3份，果胶酶0.2份，羧甲基纤维素钠0.09份。
（2）菊芋打浆：将新鲜菊芋去渣清洗，去除霉烂菊芋，去皮打浆，加护色剂和果胶酶，得菊芋浆；
（3）胶体磨处理：将菊芋浆用胶体磨磨至500目，得细菊芋浆；
（4）酸奶发酵：将细菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为39℃，发酵7h，得菊芋酸奶；
（5）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（6）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为70℃，均质压力30mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（7）老化:将冰激凌均质浆进行老化，第一阶段老化温度16℃，以70r/min搅拌，老化时间1h，第二阶段老化温度2℃，老化时间2.5h，得酸奶冰激凌老化浆；
（8）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-20℃，以200r/min搅拌12min得预成品酸奶冰激凌；
（9）硬化：将预成品冰激凌在温度为-32℃冷冻2h即得低脂酸奶冰激凌。
对比例1（与实施例1基本相同，区别仅仅在于：不添加菊芋，另添加重量份为60份的椰子油。）
（1）原料称取：全脂奶粉150份，水540份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.2份，椰子油70份，阿斯巴甜0.25份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:1.5取3份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.2份，果胶酶0.1份，羧甲基纤维素钠0.07份。
（2）酸奶发酵：将全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为35℃，发酵6h，得酸奶；
（3）混料：将酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（4）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为65℃，均质压力20mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（5）老化:将冰激凌均质浆进行老化，第一阶段老化温度14℃，以60r/min搅拌，老化时间1h，第二阶段老化温度2℃，老化时间2h，得酸奶冰激凌老化浆；
（6）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-10℃，以100r/min搅拌7min得预成品酸奶冰激凌；
（7）硬化：将预成品冰激凌在温度为-25℃冷冻1h即得低脂酸奶冰激凌。
对比例2（与实施例1基本相同，区别仅仅在于：在操作步骤中不使用胶体磨。）
（1）原料称取：按重量份称取新鲜菊芋100份，全脂奶粉150份，水540份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.2份，椰子油10份，阿斯巴甜0.25份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:1.5取3份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.2份，果胶酶0.1份，羧甲基纤维素钠0.07份。
（2）菊芋打浆：将新鲜菊芋去渣清洗，去除霉烂菊芋，去皮打浆，加护色剂和果胶酶，得菊芋浆；
（3）酸奶发酵：将菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为35℃，发酵6h，得菊芋酸奶；
（4）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（5）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为65℃，均质压力20mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（6）老化:将冰激凌均质浆进行老化，第一阶段老化温度14℃，以60r/min搅拌，老化时间1h，第二阶段老化温度2℃，老化时间2h，得酸奶冰激凌老化浆；
（7）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-10℃，以100r/min搅拌7min得预成品酸奶冰激凌；
（8）硬化：将预成品冰激凌在温度为-25℃冷冻1h即得低脂酸奶冰激凌。
对比例3（与实施例1基本相同，区别仅仅在于：在操作步骤中不添加果胶酶和不使用胶体磨。）
（1）原料称取：按重量份称取新鲜菊芋100份，全脂奶粉150份，水540份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.2份，椰子油10份，阿斯巴甜0.25份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:1.5取3份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.2份，羧甲基纤维素钠0.07份。
（2）菊芋打浆：将新鲜菊芋去渣清洗，去除霉烂菊芋，去皮打浆，加护色剂，得菊芋浆；
（3）酸奶发酵：将菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为35℃，发酵6h，得菊芋酸奶；
（4）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（5）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为65℃，均质压力20mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（6）老化:将冰激凌均质浆进行老化，第一阶段老化温度14℃，以60r/min搅拌，老化时间1h，第二阶段老化温度2℃，老化时间2h，得酸奶冰激凌老化浆；
（7）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-10℃，以100r/min搅拌7min得预成品酸奶冰激凌；
（8）硬化：将预成品冰激凌在温度为-25℃冷冻1h即得低脂酸奶冰激凌。
对比例4（与实施例1基本相同，区别仅仅在于：采用一段式老化，老化温度2℃，老化4h。）
（1）原料称取：按重量份称取新鲜菊芋100份，全脂奶粉150份，水540份，保加利亚乳杆菌和双歧杆菌按6:1的比例取0.2份，椰子油10份，阿斯巴甜0.25份，硬脂酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯按重量比1:1.5取3份，抗坏血酸、柠檬酸按1:1.5的比例取0.2份，果胶酶0.1份，羧甲基纤维素钠0.07份。
（2）菊芋打浆：将新鲜菊芋去渣清洗，去除霉烂菊芋，去皮打浆，加护色剂和果胶酶，得菊芋浆；
（3）胶体磨处理：将菊芋浆用胶体磨磨至200目，得细菊芋浆；
（4）酸奶发酵：将细菊芋浆与全脂奶粉、水、阿斯巴甜经巴氏杀菌并冷却后与混合菌粉混合搅拌均匀，进行酸奶发酵，发酵温度为35℃，发酵6h，得菊芋酸奶；
（5）混料：将菊芋酸奶与椰子油、乳化剂、羧甲基纤维素钠混合均匀，得酸奶冰激凌原浆；
（6）均质：将酸奶冰激凌原浆进行均质，均质温度为65℃，均质压力20mpa，得酸奶冰激凌均质浆；
（7）老化:将冰激凌均质浆进行老化，老化温度2℃，老化4h，得酸奶冰激凌老化浆；
（8）凝冻：将酸奶冰激凌老化浆在温度为-10℃，以100r/min搅拌7min得预成品酸奶冰激凌；
（9）硬化：将预成品冰激凌在温度为-25℃冷冻1h即得低脂酸奶冰激凌。
测试例1
采用gb/t31321-2014冷冻饮品的检测方法，测定冰激凌中总固形物含量；采用gb/t32782-2016哥特里-罗紫法测定冰激凌中油脂的含量；本实验对冰激凌的感官进行综合评价，对冰激凌目视的外观感觉、嗅觉和风味体验，以及摄入口腔时的综合感觉，包括咀嚼时感到的软硬、粘稠滑爽。本试验由20人组成评审组，分别从冰激凌的色泽（15分）、香味（15分）、滋味（20分）、组织状态（30分）、形体（20分）进行评分，共计100分。得到的实验数据如表1:
表1感官评价表
从表1得出，由实施例1、对比例2、对比例3的感官评价数据可知，果胶酶与胶体磨处理对冰激凌的感官品质有影响，且两者其协同作用；对比例1制成的冰激凌口感粗糙，质感硬，感官品质最差，由于不添加菊芋对冰激凌的黏度影响大，使冰激凌的口感直线下降；实施例1与对比例4数据分析可知，实施例1采用两段式老化工艺制成的冰激凌感官品质优于对比例4采用一段式老化工艺制成的冰激凌。
测试例2
对冰激凌试样进行指标测定，在冰激凌老化完成时对冰激凌浆料的黏度进行测定，采用ndj-1旋转粘度计测定浆料黏度；膨胀率测定：对制成的冰激凌成品进行膨胀率测定，膨胀率（%）=（产品体积-配料体积）/配料体积×100%；对制成的冰激凌成品进行融化速率测定，冰淇淋融化速率测定方法：精确称取200g重量的冰淇淋样品置于37℃恒温箱中放置45min，测定融化后产品的重量。根据融化速率（%）=融化后样品的重量/冰淇淋样品的重量×100%计算出融化速率；对制成的冰激凌成品进行双歧杆菌的测定，将制得的冰激凌按照gb4789.34-2016的检测方法检测冰激凌中双歧杆菌的数量。得到的实验数据如表2:
表2指标测定表
从表2得出，由实施例1、对比例2、对比例3的数据分析可知，果胶酶与胶体磨处理对冰激凌的黏度、膨胀率、融化速率和双歧杆菌数量都有有利影响，且两者起协调作用，协同提升冰激凌的黏度、膨胀率、融化速率和双歧杆菌数量指标，从而提高冰激凌的感官体验和营养价值；对比例1中，不添加菊芋，对冰激凌的黏度、膨胀率、抗溶率和双歧杆菌数量指标影响都非常大，可知添加菊芋对冰激凌的黏度、膨胀率、融化速率和双歧杆菌数量指标都有显著提高；对实施例1与对比例4测试数据分析可知，两段式老化工艺在冰激凌的黏度、膨胀率、融化速率指标上都优于传统一段式老化工艺。