一种以银耳多糖为脂肪替代物的低脂冰淇淋及其制作方法

本发明属于冰淇淋制备，具体涉及一种低脂冰淇淋及其制备方法。

背景技术：

0、技术背景

1、传统的冰淇淋配方具有高浓度的糖和脂肪，它们在冰淇淋中提供热量。然而，对健康和营养的日益关注推动了低脂和低热量产品市场的发展，因为摄入这些产品降低了肥胖和心血管疾病的风险。但减少冰淇淋中脂肪的含量，虽然能降低其热量，但会导致冰晶变大，口感粗糙，食用品质大大降低。根据美国食品和药物管理局(fda)的说法，脂肪替代品可以是食品添加剂或具有gras声明(“公认安全”)的物质。脂肪替代物不仅可以降低冰淇淋的总热量，防止多余的热量转化为脂肪，起到健康瘦身的作用，并且也可以改善低脂冰淇淋的一些感官性能。目前市场上出现的主要脂肪替代物包括蛋白质基脂肪替代物和碳水化合物基脂肪替代物。与蛋白质基脂肪替代物相比，碳水化合物可以通过吸水形成类似凝胶的结构以模拟脂肪，从而在食物中产生奶油般的润滑度。因此，选择碳水化合物基脂肪替代物来改善低脂冰淇淋的品质。

2、银耳是一种天然的药食同源的真菌类物质，银耳多糖被认为是益生元，能够起到修饰冰淇淋营养的作用。银耳多糖结构中含有大量的羟基，易与显负电的酪蛋白结合，能够增强冰淇淋的凝固性；此外，银耳多糖自身以及银耳多糖与蛋白质之间易形成氢键，能够强化蛋白质的三维网状结构，可容纳更多的水分子，从而降低冰淇淋的硬度，增加冰淇淋的融化率。另外更重要的是多糖在多糖-冰的相互作用和多糖的水化扰动中减少冰晶形成发挥重要作用，从而提高低脂冰淇淋口感和品质。

3、纤维素是自然界分布最广，含量最丰富的生物聚合物，具有良好的生物相容性，生物降解性，可再生性，低成本等特点。而纤维素纳米晶体是一种具有高结晶度和高纵横比以及表面高度带电的纳米纤维颗粒，具有较大的轴向外观和较高的尺寸可变性，能够控制溶液的形态和尺寸以及表面特性，这为微射流的应用提供了理论基础，也能够提升低脂冰淇淋口感的细腻程度。纤维素纳米晶体可以在微射流的作用下与油相混合，在蛋白质包被的脂质液滴周围沉积成界面膜延缓油脂氧化；纤维素纳米晶体在体内抗消化，降低冰激凌脂肪在体内的吸收利用率，与银耳多糖的脂肪替代相辅相成。

4、专利cn 107624946 a公开了一种菠萝味低脂酸奶的制备方法，以酶解改性淀粉和醋酸酯淀粉作为增稠剂，加入菠萝汁制得菠萝低脂酸奶。但该方法中淀粉改性工艺繁琐、耗时长，不适用于工业化发展。专利cn 110742171 a提供了一种低热量低脂冰淇淋制备方法，柚皮粗纤维脱除果胶后进行蒸汽爆破处理，再进行酶解，加入淀粉后再次进行酶解，最后加入奶油、蔗糖和稳定剂制得低热量低脂冰淇淋。但是没有奶粉或者牛奶的加入，低热量低脂冰淇淋的缺乏奶香味。另外，酶易失活，适用性小，对于工业发展有一定的局限性。

技术实现思路

1、本发明是针对低脂冰淇淋膨胀率低、抗融性差、口感粗糙、冰晶大的问题，提供一种膨胀率高、抗融性好、冰晶小的低脂冰淇淋，在满足消费者对低脂产品要求的同时，改善低脂冰淇淋的品质问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种以银耳多糖为脂肪替代物的低脂冰淇淋，所述的冰淇淋按照质量百分含量由以下原料制成，其质量含量以质量百分比表示：银耳多糖0.05wt％-0.3wt％，纤维素纳米晶体0.1 -2.0 wt％，脱脂奶粉8-10wt％，奶油9-12wt％，蔗糖13 -15wt％，单甘酯0.15-0.25wt％、麦芽糊精2.5-3.5wt％、黄原胶0.08-0.12wt％、卡拉胶0.02-0.03wt％，氯化钠0.04-0.06％，去离子水57wt％-65wt％。

4、作为优选，各原料的质量含量为：银耳多糖0.05wt％-0.3wt％，纤维素纳米晶体0.1 -2.0 wt％，脱脂奶粉8-10wt％，奶油9-12wt％，蔗糖14wt％，单甘酯0.2wt％、麦芽糊精3wt％、黄原胶0.1wt％、卡拉胶0.025wt％，氯化钠0.05％，去离子水余量。

5、第二方面，本发明提供了一种以银耳多糖为脂肪替代物的低脂冰淇淋的制备方法，所述的冰淇淋的原料组成如下，其中组分的质量含量以质量百分比表示：银耳多糖0.05wt％-0.3wt％，纤维素纳米晶体0.1 -2.0wt％，脱脂奶粉8-10wt％，奶油9-12wt％，蔗糖13 -15wt％，单甘酯0.15-0.25wt％、麦芽糊精2.5-3.5wt％、黄原胶0.08-0.12wt％、卡拉胶0.02-0.03wt％，氯化钠0.05-0.07％，去离子水57wt％-65wt％；所述制备方法包括以下几个步骤：

6、(1)将脱脂奶粉与去离子水混匀，加热到40-55℃，制得辅料1；

7、(2)将银耳多糖粉末、蔗糖、单甘酯、麦芽糊精、黄原胶、卡拉胶干料混合搅拌均匀，制得辅料2；

8、(3)将纤维素纳米晶体中加入氯化钠进行搅拌20min-120min，制得辅料3；

9、(4)将辅料3在12-16kpsi微射流中均质三次，得到辅料4；

10、(5)将奶油与辅料4混合，用高速剪切搅拌机搅拌2 -5min，制备纤维素纳米晶体稳定水包油乳状液辅料5；

11、(6)联合辅料1、2、5制得混合料，将其充分搅拌4-6min，加热到60-70℃，再利用高压均质机在18-20mpa条件下均质；

12、(7)将均质完成的混合浆料杀菌、冷却，在0-4℃的条件下放置12-24h；

13、(8)将老化后的冰淇淋浆料在冰淇淋机中冻结15-20min，当温度≤-10℃出料，制得软冻冰淇淋；

14、(9)将软冻冰淇淋装罐放入-18～-20℃的环境中，即制得硬质冰淇淋。

15、作为优选，各原料的质量含量为：银耳多糖0.05wt％-0.3wt％，纤维素纳米晶体0.1 -2.0 wt％，脱脂奶粉8-10wt％，奶油9-12wt％，蔗糖14wt％，单甘酯0.2wt％、麦芽糊精3wt％、黄原胶0.1wt％、卡拉胶0.025wt％，氯化钠0.05％，去离子水余量。

16、本发明以银耳多糖做为脂肪替代物降低了脂肪含量，提高了冰淇淋的膨胀率、抗融性等质量性能；再利用纤维素纳米晶体在蛋白质包被的脂质液滴周围沉积成膜，降低了脂质消化的速度和程度。该发明在降低脂肪的乳制品中具有较好的应用前景。

17、本发明的优点和产生的有益效果：

18、(1)本发明利用纤维素纳米晶体起到延缓脂质消化的作用；另外，在高压微射流的压力作用下使乳液液滴减小，使其更加稳定和均匀的分布在溶液内，提高了溶液的稳定性和均一性。与未处理的纤维素纳米晶体相比，经过微射流的纤维素纳米晶体粒径值从2.25μm减小至1.64μm。

19、具体而言，纳米纤维素晶体是一种膳食纤维，一方面对人体肠道内的消化酶水解具有抗性能够抵抗人体肠道内消化酶的水解；另一方面，由于膳食纤维的存在促进了脂肪的聚结和结合，从而最大限度地减少胆汁盐和脂肪酶的总可及面积，减少了脂质消化。更重要的是纳米纤维素晶在蛋白质包被的脂质液滴周围沉积成界面膜延缓了脂质消化。研究表明，较小的液滴对提高稳定性或调节乳液的功能特性是有利的。纤维素纳米晶体的形态和尺寸大小都易控制，乳液液滴的形成具有可重复性，因此通过减小纤维素纳米晶体来稳定溶液具有可行性。高压微射流是一种新型的高能量均质技术，它可以有效降低并控制食品运载体系的尺寸大小。利用高压将物料送入振荡反应器中，使物料发生剪切粉碎、振荡、高速撞击、膨化等一系列作用，从而实现纤维素纳米晶体物料液滴减小的目的。

20、(2)本发明利用银耳多糖替代低脂冰淇淋中的脂肪，极大地改善了低脂冰淇淋的水分活度、膨胀率、抗融性低的问题，并且对低脂冰淇淋的色泽无不良影响。与低脂冰淇淋相比，加入银耳多糖的低脂冰淇淋的水分活度显著降低，膨胀率显著提高，融化率显著降低，粘度值显著提高，颜色没有明显变化，但银耳多糖的加入增加了冰淇淋的白度。

21、具体而言，银耳多糖不仅含有糖醛酸和羟基，可以与氢离子发生氢键作用起到持水作用；而且银耳多糖的柔性链相互交织形成了稳定的空间结构能够增强保水性。再者银耳多糖带负电，属于阴离子多糖；在等电点下，酪蛋白显示正电，二者易产生静电作用，形成牢固的蛋白质-多糖复合物从而增强冰淇淋的抗融性。而蛋白质-多糖复合物可对冰淇淋中蛋白质的三维网状进行填充，这极大的提高了冰淇淋的结构稳定性，进而改善了低脂冰淇淋易塌陷问题。此外，由于银耳多糖的凝胶作用，增加了浆料的黏度，这使得低脂冰淇淋具有类似于全脂冰淇淋的口感，具有模拟脂肪的效果。更重要的是在凝冻过程中，由于多糖的存在，乳粉脂肪附聚在气泡周围使气泡更加均匀稳定，增加了冰淇淋的膨胀率，同时，冰淇淋的气泡膨胀性影响热传导作用，进而降低冰淇淋融化率。

22、(3)本发明利用银耳多糖对冰晶形成的抑制作用，使低脂冰淇淋达到绵软的口感。除此之外，银耳多糖流变特性可以稳定食物质地，并通过与它们的相互作用，产生食品成分冷冻稳定作用。与未加银耳多糖的低脂冰淇淋相比，冰晶的大小显著减小。

23、具体而言，银耳多糖通过两种方式减少冰晶的产生。银耳多糖促进聚合物链的水合作用，并参与界面水-冰相互作用，通过改变扩散性质降低冰晶的生长速率。此外，银耳多糖给溶液提供足够的微粘度和空间位阻，以延缓水扩散到晶体界面，因此减少了冰晶的生成。上述两种机制的作用均使冰淇淋中的冰晶减少，从而提高了冰淇淋的口感和质量。银耳多糖具有其良好的持水性、持油性及乳液稳定性，能够有效改善冰淇淋混料的分散性，降低冰淇淋中油脂的表面张力，提高冰激凌的稳定性；此外，蛋白质-多糖的相互作用影响酪蛋白胶束的直径、聚集、微观结构和相行为，也有助于改善冰淇淋混合物的稳定性。

24、(三)附图说明

25、图1是传统冰淇淋的工艺流程图；

26、图2是本发明低脂冰淇淋的工艺流程图；

27、图3是本发明不同实施例的膨胀率值；

28、图4是本发明不同实施例的融化率值；

29、图5是本发明不同实施例的冷冻电镜图；

30、图6是本发明不同实施例的脂质消化率。

31、(四)具体实施方法

32、为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将进一步通过实施例对技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

33、实施例使用的银耳多糖购买于杭州菇德生物科技有限公司，纤维素纳米晶体购买于天津木精灵公司，脱脂奶粉来自新西兰脱脂奶粉，奶油为安佳奶油。

34、实施例1：

35、(1)将9wt％的奶粉与61.475wt％的水混匀，加热到55℃，制得辅料1；

36、(2)将0.05wt％银耳多糖粉末、14wt％蔗糖、0.2wt％单甘酯、3wt％麦芽糊精、0.1wt％黄原胶、0.025wt％卡拉胶干料混合搅拌均匀，制得辅料2；

37、(3)将0.1wt％纤维素纳米晶体中加入0.05wt％氯化钠进行搅拌30min，制得辅料3；

38、(4)将辅料3在12kpsi微射流中均质三次，得到辅料4；

39、(5)将12wt％奶油与辅料4混合，用高速剪切搅拌机搅拌2min，制备纤维素纳米晶体稳定水包油乳状液辅料5；

40、(6)联合辅料1、2、5制得混合料，将其充分搅拌5min，加热到65℃，再利用高压均质机在18mpa条件下均质；

41、(7)将均质完成的混合浆料杀菌、冷却，在4℃的条件下放置18h；

42、(8)将老化后的冰淇淋浆料在冰淇淋机中冻结15min，当温度达到-10℃出料，制得软冻冰淇淋。

43、(9)将软冻冰淇淋装罐放入-18℃的冰箱，即制得硬质冰淇淋。

44、实施例2：

45、(1)将10wt％的奶粉与61.425wt％的水混匀，加热到55℃，制得辅料1；

46、(2)将0.2wt％银耳多糖粉末、14w t％蔗糖、0.2wt％单甘酯、3wt％麦芽糊精、0.1wt％黄原胶、0.025wt％卡拉胶干料混合搅拌均匀，制得辅料2；

47、(3)将1wt％纤维素纳米晶体中加入0.05wt％氯化钠进行高速搅拌30min，制得辅料3；

48、(4)将辅料3在14kpsi微射流中均质三次，得到辅料4；

49、(5)将10wt％奶油与辅料4混合，高速剪切搅拌机搅拌2min，制备纤维素纳米晶体稳定水包油乳状液辅料5；

50、(6)联合辅料1、2、5制得混合料，将其充分搅拌5min，加入到65℃，再利用高压均质机在18mpa条件下均质；

51、(7)将均质完成的混合浆料杀菌、冷却，在4℃的条件下放置18h；

52、(8)将老化后的冰淇淋浆料在冰淇淋机中冻结15min，当温度达到-10℃出料，制得软冻冰淇淋。

53、(9)将软冻冰淇淋装罐放入-18℃的冰箱，即制得硬质冰淇淋。

54、实施例3：

55、(1)将10wt％的奶粉与60.375wt％的水混匀，加热到55℃，制得辅料1；

56、(2)将0.25wt％银耳多糖粉末、14wt％蔗糖、0.2wt％单甘酯、3wt％麦芽糊精、0.1wt％黄原胶、0.025wt％卡拉胶干料混合搅拌均匀，制得辅料2；

57、(3)将2wt％纤维素纳米晶体中加入0.05wt％氯化钠进行高速搅拌30min，制得辅料3；

58、(4)将辅料3在14kpsi微射流中均质三次，得到辅料4；

59、(5)将10wt％奶油与辅料4混合高速剪切搅拌机搅拌2min，制备纤维素纳米晶体稳定水包油乳状液辅料5；

60、(6)联合辅料1、2、5制得混合料，将其充分搅拌5min，加入到65℃，再利用高压均质机在18mpa条件下均质；

61、(7)将均质完成的混合浆料杀菌、冷却，在4℃的条件下放置18h；

62、(8)将老化后的冰淇淋浆料在冰淇淋机中冻结15min，当温度达到-10℃出料，制得软冻冰淇淋。

63、(9)将软冻冰淇淋装罐放入-18℃的冰箱，即制得硬质冰淇淋。

64、对比例1

65、(1)将10wt％的奶粉与62.625wt％的水混匀，加热到55℃，制得辅料1；

66、(2)将14wt％蔗糖、0.2wt％单甘酯、3wt％麦芽糊精、0.1wt％黄原胶、0.025wt％卡拉胶干料混合搅拌均匀，制得辅料2；

67、(3)将10wt％奶油与辅料2、0.05wt％氯化钠混合高速剪切搅拌机搅拌2min，制备纤维素纳米晶体稳定水包油乳状液辅料3；

68、(4)联合辅料1、3制得混合料，将其充分搅拌5min，加入到65℃，再利用高压均质机在18mpa条件下均质；

69、(5)将均质完成的混合浆料杀菌、冷却，在4℃的条件下放置18h；

70、(6)将老化后的冰淇淋浆料在冰淇淋机中冻结15min，当温度达到-10℃出料，制得软冻冰淇淋。

71、(7)将软冻冰淇淋装罐放入-18℃的冰箱，即制得硬质冰淇淋。

72、实施例5

73、步骤(1)～(5)参照实施例1，仅改变步骤(4)的微射流压力，得到纤维素纳米晶体稳定水包油乳状液辅料5。测试该乳状液的粒径值，实验结果如下表所示：

74、表1微射流不同压力下辅料5处理下的粒径值

75、 处理方式 粒径(μm) 未处理 <![cdata[2.25±0.01^a]]> 12kpsi <![cdata[1.88±0.01^b]]> 13kpsi <![cdata[1.75±0.01^c]]> 14kpsi <![cdata[1.64±0.01^d]]> 15kpsi <![cdata[1.62±0.01^d]]> 16kpsi <![cdata[1.61±0.01^d]]>

76、粒径大小影响溶液的溶解度和均匀性。与未经过微射流处理相比，粒径最大减少了0.64μm，说明微射流对于减小粒径是有效的。在不用压力下辅料5粒径间的差距从14kpsi不显著，再加上节约耗能因此选择14kpsi。

77、对实施例1-3和对比例1制备得到的冰淇淋进行表征：

78、1、质地和颜色是影响消费者的主要因素。分别使用流变仪和色差计测定实施例和对比例制备的冰激凌的粘度值和色差值。结果如表2所示：

79、表2不同实施例的冰淇淋的粘度值和色差值

80、

81、由表2可知，加入银耳多糖的低脂冰淇淋的粘度值显著增加。与对比例1未处理的冰淇淋相比，实例1的粘度值增加了142mpa.s，实例2和实例3分别增加了160和275mpa.s。颜色没有明显变化，并且l*增加，这表明银耳多糖的加入增加了冰淇淋的白度，给冰淇淋带来了正面影响。

82、2、膨胀率是评价冰淇淋质地、抗融性及感官特性好坏的重要指标。参照中华人民共和国行业标准sb/t10012-92进行膨胀率测定，结果如图3所示。结果表明，与对比例相比，加入银耳多糖的冰淇淋膨胀率有了显著提高、但银耳多糖浓度为2.0wt％时，最大膨胀率为(78.89±1.25)％，是未加银耳多糖的2.45倍。随着银耳多糖质量浓度的增加，空气吸入量增加，冰淇淋膨胀率不断提高，原因可能是随着银耳多糖质量浓度增大，浆料黏度升高，提高浆料充气量，进而改善了冰淇淋的膨胀率。

83、3、融化率：参照中华人民共和国行业标准sb/t10012-92进行测定实施例1-3和对比例1的融化率。结果如图4所示。结果表明，未加银耳多糖的融化率最大，且融化率随着银耳多糖质量浓度的增加而显著降低。当银耳多糖质量浓度为2.0wt％时，融化率为(28.89±0.57)％，达到最低值，抗融性最高，可能是由于银耳多糖和纤维素纳米晶体的持水性，束缚了水分子的迁移，降低冰晶的融化速度，延缓冰淇淋的融化，提高冰淇淋的抗融性。

84、4、实施例1-3和对比例1制备的冰淇淋的冰冻电镜图如图5所示，结果显示，多糖的添加量对冰淇淋的微观结构有显著影响，冰晶大小从35μm减小到30μm以下。空白样品(对比例1)其微观结构松散以及有明显的白色颗粒状，原因可能是乳化剂及稳定剂加入量过少，胶体与乳粉颗粒不能很好地相容，乳粉脂肪颗粒不能均匀的分散于冰淇淋混料中，致使乳脂析出，从而抑制冰淇淋的膨胀率。在实施例1和2中，随着银耳多糖质量浓度增加，冰淇淋的微观结构更加有序致密。这说明银耳多糖可以起到一定乳化及稳定的作用，可能由于其良好的持水性、持油性及乳液稳定性，有效改善冰淇淋混料的分散性，降低冰淇淋中油脂的表面张力，增强混料黏稠度，提高空气混入量，控制冰晶形成速度及大小，从而使冰淇淋质地更加有序、光滑与致密。

85、5、脂质消化率：参考文献[wan,l.,li,l.,harro,j.m.,hoag,s.w.,&

86、shirtlift,m..(2020).in vitro gastrointestinal digestion of palm oleinand palm stearin-in-water emulsions with different physical states and fatcontents.journal of agricultural and food chemistry,2020，68(26)，7062-7071.]中的脂质消化率测定方法测定实施例1-3和对比例1制备的冰淇淋的脂质消化率。图6不同实施例和对比例1制作的低脂冰淇淋在小肠中的脂质消化率。结果显示，与对比例1未处理的冰淇淋相比，实施例1的脂质消化率减小了33.16％，实施例2的脂质消化率减小了29.75％，实施例3的脂质消化率减小了37.15％。这说明银耳多糖和纤维素纳米晶体的存在，在极大程度上减小了脂质消解的速率。原因有两个，首先，银耳多糖作为脂肪替代物，减少了冰淇淋的脂肪含量；其次，更重要的是，在油水界面处，纤维素纳米晶体在蛋白质包被的脂滴周围沉积形成致密的纤维素纳米晶体层，相对较厚的纳米晶体层限制了脂肪酶分子对脂质的作用，并且游离脂肪酸在油滴表面的积累抑制了脂肪酶的活性减少了脂解，从而延缓了脂质消化，起到低脂的目的。