对抗热冲击的最佳方式

文章来源:PF《现代食品工程》 点击数:17 发布时间:2018-02-05
冰淇淋的品质会受到运输和储存期间温度波动的影响。但这一问题的根源是什么?冰淇淋制造商可如何保持良好的冰淇淋品质?
对抗热冲击的最佳方式

 

冰淇淋的品质会受到运输和储存期间温度波动的影响。但这一问题的根源是什么?冰淇淋制造商可如何保持良好的冰淇淋品质?

Hanne K. Ludvigsen,丹麦帕斯嘉有限公司乳制品和冰淇淋全球产品与应用中心经理。

热度来源于……

众所周知,冰淇淋对温度的变化极其敏感。大部分人会想到阳光的影响,比如,炎炎夏日下,冰淇淋会融化。但是在从出厂到入口的漫长过程中,即使是相对细微的波动,也会导致冰淇淋的品质下降。这种温度波动所带来的负面影响包括口味尽失、口感沙质粗糙和明显的水分结晶。

……克服

热冲击所带来的影响

当然,任何制造商都不可能完全控制温度可能出现波动的每个时刻 - 在工厂、装载期间、运输期间、进入零售商店时、放置到陈列柜上和进行储存时、从陈列柜到消费者家的途中。但是在配方和加工方面却有很多可做的事情,确保产品已准备好应对挑战,尽可能地留住冰淇淋的出色品质。

原料相关

冰淇淋是一种复杂的体系,在部分冷冻的连续相中包含有一种如小细胞般分散的气体(空气)。在这个连续相中,脂肪分散在乳化体系的内部,乳固体和稳定剂存在于胶质溶液中,而糖和盐形成真正的溶液。

有三种原料对经典冰淇淋的抗热冲击能力的影响最大:乳固体、糖以及添加剂(乳化剂与稳定剂)。

乳固体和糖对冰淇淋的冰点有很大的影响,因此这两种成分的类型与配比非常重要。

尽管脂肪对产品的结构很重要,但它对冰晶的影响却很小,因为它是在油相而非在水相中发挥作用。

 

不同的糖成分对冰淇淋融化曲线的影响

乳固体的影响

乳固体能稳定冰淇淋,并为产品的网状结构提供主体。

但它却是冰淇淋中相对昂贵的成分,因此减少乳固体占比是很多制造商的需求趋势。然而,如果乳固体的量减少,产品的水分比例就会增加。所有的水都需要晶化 - 这会导致口感寡淡,减弱稳定性。

选择能够抵抗热冲击的乳固体,需要制造商对其品质有较好的判断力。首先,乳固体形式应当最能够支持产品形成理想质地。最常用的是为粉体,但牛奶或奶油也比较常见。

糖:

微调整,大影响

糖在冰淇淋中扮演着两种角色:控制产品的口味与冰点。一方面,加入大量的糖可以降低产品的冰点,帮助达到所需的柔软度(如软勺冰淇淋)。但是这样做也会导致产品在运输期间更容易受损,会有更多自由的水分附至现有的冰晶,导致冰晶增加。另一方面,糖分含量过少会导致冰淇淋变硬。

即使脂肪和牛奶固形物含量相同,如果调整糖分的含量或类型,水分冻结成冰晶的比例也会不同。图 1 显示不同的糖分含量对含 8% 脂肪和 11% 非脂乳固形物 (MSNF) 冰淇淋冷冻曲线的影响。

当然,糖也有不同类型。冰淇淋通常采用组合精制糖,如葡萄糖浆。这种组合也会影响产品的质地与冰点。部分生产商甚至会在混合物中添加少量的盐,进一步降低产品冰点,增加了热冲击的敏感性。

乳化剂的影响

幸运的是(更准确地说,归功于我们 100 余年的研发经验),现代植物乳化剂有多种方式能够保护冰淇淋免受热冲击的影响。

              具有两亲性的乳化剂分子(部分结构亲水,其他结构亲油)。在多相体系 中,乳化剂将在能量方面有优势。该乳化剂减小了相位之间的表面张力

如图 2 所示,乳化剂具有亲水-亲油特性,属于表面活化性添加剂,将其应用于脂肪/蛋白质与水之间的界面层可帮助提高或控制产品的以下方面:

体系中的脂肪乳化

脂肪结块与聚结

空气混合

挤压成型的干燥外观

抗融化性

热冲击稳定性

柔滑度与乳脂配比

冰淇淋中最常使用的乳化剂是单,双甘油脂肪酸酯 (E471)、乳酸甘油脂肪酸酯 (E472b)、丙二醇脂肪酸酯 (E477) 以及这些乳化剂的复合产品。

一般而言,好的搭配来自于常见乳化剂与稳定剂,如单,双甘油脂肪酸酯、卡拉胶和槐树豆胶等。但前提是,它们的用量和配比准确,来适应每一个配方。

例如,添加丙二醇脂肪酸酯如丙二醇单硬脂肪酸酯,确保在冷冻期间形成细小冰晶,并减少其运输期间的冰晶增长现象,帮助产品抵御热冲击影响,如图 3 所示。

   显示丙二醇酯 (PGMS) 乳化剂如何在运输与储存期间的温度波动下维持冰晶大小

生产工艺注意点

冰淇淋生产凝冻阶段,目标是尽可能多的执照小冰晶,提供最大可能的总表面积。

在凝冻工艺同时也伴随着充气过程,不会凝冻全部的水,因为冰淇淋在 -6 °C (21.2 °F) 左右离开凝冻机后需要灌入磨具或置于冰棍棒上。这一工艺完成后,为了从一开始便为产品提供热冲击保护,需要将产品尽快放入 -40°C (-40 °F) 的速冻隧道中,最后再放入到 -18°C (-0.4°F) 的储存冷库。

然而,这一工艺过程无法始终保持严格控制,部分工厂会通过长长的管道输送冰淇淋,其中可能会导致升温,比如冰淇淋在注入前升温至 -3 °C (26.6 °F)。注入过程也会导致温度上升,然后很可能需要将产品放置在托盘上,直到托盘装满才能移入到合适的冷冻库当中。在温暖的气候或环境下,可能会产生很大的影响,冰晶会开始融化,转变为水之后附着到其他晶体上。整个生产过程的深度冷冻时间越长,以这种方式转移的水分便越多,早期的热冲击破坏就越大。

同样还需注意老化工艺,是介于混合与冷冻工艺之间的阶段,巴氏杀菌法溶解乳化剂与稳定剂、杀死细菌,并进行均质以支撑脂肪结构,将所有成分在 -5 °C (23 °F) 的条件下放置 4 小时至一整晚。

预包埋

乳化剂与稳定剂

图 4 显示了冰淇淋的两条融化曲线,是通过特殊机器融化进行的精准测量。在冰淇淋下方放置容器,测量结果是容器中的量占总重量的百分比。上方曲线反应的是原冰淇淋配方的融化状况,下方表现相对较好的曲线显示了添加帕斯嘉预包埋乳化剂与稳定剂 - Palsgaard® ExtruIce 的效果。     有/无稳定剂与乳化剂时,冰淇淋的融化曲线

值得注意的是,如果均质未能在适当的压力水平下进行,则融化曲线也可能受均质的影响。这并不会直接影响热冲击的稳定性,但可能会削弱冰淇淋的结构并加速融化。

哪一种乳化剂?

那么哪一种乳化剂最能抵抗热冲击的影响呢?比如,单甘油二酯,它有多种形式与性质(按脂肪酸的成分不同区分,和单酯及双酯的含量区分),每一种都能让冰淇淋品质产生差异。

采用正确比例配比复配乳化稳定剂,支撑冰淇淋的结构,抵抗热冲击的影响,从而达到制造商与消费者的需求,其中需要大量的专业知识。同时还需关注产品整体品质、组成配料、乳化剂/稳定剂成分、加工流程与设备等。您还可与产品包装制造商讨论产品包装问题,他们可能会有更好的包装与处理方案建议。

在帕斯嘉,我们对不同的配方进行研究,以找出合适的优质乳化剂与稳定剂配比组合。比如,并不是所有的乳化剂都能与代乳品(低成本乳固体来替代脱脂奶粉)产生良好的反应,根据所使用的牛奶固形物类型,可能会产生不同的影响。这就意味着,需要经过多次实验,甚至经历多种错误,才能找出哪一种添加剂,添加剂的配比及用量最有效。

帕斯嘉已在丹麦、新加坡、中国和墨西哥成立了应用中心。在那里,我们的应用中心专家能够对各种类型的冰淇淋进行检测,测试配料成分、过程参数及其对融化性、热冲击性和口感的影响

您的策略是什么?

您对热冲击采取的防护策略是什么?这可能取决于您产品在品质方面的市场定位、工厂的条件,以及实际价格点,如在您的所在地。

无论采取哪一种,能确定的一点是,冰淇淋具备热冲击稳定性将有助于保持品质,为您的产品在零售商店提供更好的消费体验和更有保障的未来。毫无疑问,您所选择的乳化剂/稳定剂将会是其中的关键。

新开始

所带来的机遇

也请记住,重新审视您所选择的乳化剂将会带来重要的新机遇:引入可持续生产的原料,满足快速成长的客户和监管要求。帕斯嘉的非转基因植物类可持续乳化剂就是典型范例,该类乳化剂由 100% 低碳工厂加工生产,只使用 100% RSPO

(可持续棕榈油圆桌倡议会议)认证与非认证分离体系级别棕榈油及其派生产品制成。

关于作者

Hanne K. Ludvigsen,自 1995 年起便担任帕斯嘉丹麦总部乳制品和冰淇淋全球产品与应用中心经理。她先后获得了丹麦技术大学化学工程专业本科学士学位和奥尔胡斯大学工商管理硕士研究生学位。她在食品工业的研发、产品开发与产品管理领域拥有超过 25 年的工作经验。电子邮件地址:hkl@palsgaard.dk。如要了解更多帕斯嘉相关信息,请访问 www.palsgaard.com