玉米乙酰化二淀粉磷酸酯在冰淇淋中的应用

刘珍宇，曹 余，雒彤艳，蒲爱英，朱彩玲，李艳民，谢晓驰

（甘肃丰收农业科技有限公司，甘肃 天水 741020）

冰淇淋是老少皆宜、营养丰富的食品。它是以饮用水、牛乳、奶粉、奶油（或植物油脂）、食糖等为主要原料，加入适量食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻食品。冰淇淋以其营养丰富、口感细腻、易于消化、香味浓郁等特点，被誉为“冷食之王”，备受消费者欢迎。但冰淇淋属于高脂肪、高热量和高胆固醇食品，不适合患糖尿病、高血脂、冠心病等病人食用。 随着生活水平的提高，人们对冰淇淋的要求不断提高，不仅仅局限在对口感和味觉需求，更加注重其营养保健、低脂低热量等功能，这推动了冰淇淋相关方面的研究。

玉米淀粉经改性处理后，具有类似脂肪的组织结构，且抗冻性能提高，可以使冰淇淋口感更加细腻光滑，并且融化速度下降。在此通过对不同指标的玉米乙酰化二淀粉磷酸酯在冰淇淋中的应用效果的研究，来探讨提高变性淀粉在冰淇淋中的应用效率，开发性质优良、适合冰淇淋使用的变性淀粉，扩大玉米淀粉应用领域[1]。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

食用玉米淀粉、乙酸酐（AR）、氢氧化钠（AR）、盐酸（AR）、柠檬酸（AR）、白糖（市售）、稀奶油、鲜牛奶、单硬脂酸甘油酯、香精

1.2 试验仪器

冰淇淋机、电子天平、调浆机、大号量筒、打蛋器、JJ-1搅拌器、烧杯 、PH/电导率/离子综合测试仪、水流抽气机、水浴锅及布拉班德粘度仪。

1.3 实验方法

1.3.1 淀粉制备方法

称取一定量的淀粉，加入到一定体积的去离子水中，25℃下配制成40%的淀粉乳，不断搅拌，用3.0%的氢氧化钠溶液调节淀粉乳pH=11.0～11.2，向淀粉中加入一定量的三氯氧磷反应1～2 h，反应过程中维持淀粉乳pH=11.0～11.2，反应结束后，用3.0%～5.0%的盐酸溶液调节淀粉乳pH=9.0，加入一定量的乙酸酐酯化反应1～2 h，反应过程中维持淀粉乳pH=8.0～9.0，反应结束后，用3.0%～5.0%的盐酸溶液调节淀粉乳pH=7.0，淀粉乳抽滤、水洗、干燥、粉碎及检测待用[2]。

1.3.2 冰淇淋制备方法

1.3.2.1 实验配方

鲜牛乳25%、稀奶油3%、白糖14%、鸡蛋3%、淀粉3%～6%、柠檬酸0.15%、单硬脂酸甘油酯0.075%、香精适量、水适量。

1.3.2.2 工艺流程

原料复配→调酸→灭菌→均质→冷却→老化→凝冻→成品

1.3.2.3 操作步骤

原料复配：先将液体原料进行加热，再倒入变性淀粉、单硬脂酸甘油酯等混合溶解。

调酸：将3%柠檬酸水溶液缓慢加入到冰淇淋液中，边加入边搅拌均匀。

杀菌：目的是杀灭有害微生物，可以使制品组织均匀，气味良好，杀菌时温度80℃、时间30 min。

均质：采用温度60～63℃、压力18～20 MPa的均质条件最适宜。

冷却老化：先将杀菌后的混合物在冷水中冷却至室温，然后放入冰柜冷却老化12～24 h。

凝冻：将老化好的混合料在冰淇淋机内进行冻结处理的过程称为凝冻。

成品：将凝冻后的料液在冰淇淋机出口处接出制成成品。

1.3.3 淀粉冻融稳定性检测

称取淀粉样品（按样品浓度称取)放入烧杯中，加入110 g水，搅拌均匀后放入水浴锅中糊化30min后，取出静置在室温下放凉。用60℃蒸馏水补重到100 g后搅拌均匀。放凉后的重量误差要求控制在1 g以内。称取糊重m1放入已知管（10 mL、重m0）中，在4 000 r/min下离心20 min，称取弃去上清液后的重量m2。按以下计算公式计算：

冻融析水率%=（m1+m0-m2）/m1×100

式中：m1为冷冻前糊质量；m2为离心后沉淀物和离心管的质量；m0为离心管的质量。

1.3.4 淀粉保水性检测

称取淀粉样品（按样品浓度称取），放入烧杯中，加入110 g水。搅拌均匀后放入水浴锅中糊化30min。取出静置在室温下放凉。用60℃蒸馏水补重到100 g后搅拌均匀。放凉后的重量误差要求控制在1 g以内。称取糊重m1放入已知管（10 mL、重m0中，在4 000 r/min下离心20 min。称取弃去上清液后的重量m2。按以下计算公式计算：

淀粉保水率 %=（m2-m0-m1×6%）/（m1×6%）×100

式中：m1为离心前糊质量，g；m2为离心后沉淀物和离心管的质量，g；m0为离心管的质量，g。

计算出样品的保水率。

1.3.5 冰淇淋抗融性的检测

抗融性是指冰淇淋对室温的耐受程度，抗融性差的冰淇淋入口会影响口感。取出相同体积的冰淇淋成品，在23℃下，观察软化和完全融化所需的时间，并记录实验结果。

1.3.6 冰淇淋膨胀率的检测

冰淇淋的膨胀率是指混合料在凝冻操作时，空气以及微小的气泡混合于混合料中，使料液体积膨胀而体积增加的百分率就是冰淇淋的膨胀率。用250 mL玻璃烧杯在冰淇淋机出口处接取足够量的软冰淇淋，用刮刀令其充满容器（不得留有间隙），并与容器口齐平，用天平称出总质量减去容器的质量为软冰淇淋质量（m2）；用软冰淇淋混合料液充满同一容器，用天平称取总质量减去容器的质量为混合料液的质量（m1）。

计算公式：X=(m1-m2)/m1×100%

式中：X为软冰淇淋膨化率，%；m1为混合料液的质量，g；m2为软冰淇淋产品的质量，g。

2 实验结果与分析

2.1 玉米乙酰化二淀粉磷酸酯的特性指标

B点粘度是淀粉的峰值粘度，是淀粉在糊化过程中粘度的最大值，D点是淀粉在高温条件下保温结束后的粘度值，E点是淀粉糊液在低温下开始的粘度值，E-D表示淀粉糊液在低温和高温条件下粘度的差值，差值越大，说明淀粉糊液凝胶性越强[3]。

特性指标见表1。从表1可以看出，不同乙酰基含量和粘度的淀粉其峰值粘度、糊化温度、淀粉糊液凝胶性均有差异，淀粉峰值粘度随着乙酰基含量和三氯氧磷加药量的增加而提高，淀粉的粘度、崩解值和凝沉性也随之变化，说明磷酸酯淀粉的酯化程度和交联程度对淀粉的粘度特性产生较大影响，酯化和交联处理会影响淀粉颗粒结构的强度，以及颗粒膨胀和破裂。1号和2号样品的乙酰基较高，1号和5号样品的峰值粘度较高，3号和7号样品的凝胶性较强。

表1 玉米乙酰化二淀粉磷酸酯的特性指标

2.2 乙酰化二淀粉磷酸酯保水性和冻融稳定性检测结果

检测结果见表2。从表2可以看出，不同指标的玉米乙酰化二淀粉磷酸酯其保水性能和冻融稳定性均有差异，说明磷酸酯淀粉的酯化程度和交联程度对淀粉的保水性能和冻融稳定性产生较大影响。3号和7号样品的保水性和冻融稳定性较好。

表2 不同变性淀粉保水性和冻融吸水率

2.3 不同变性淀粉对冰淇淋膨胀率和抗融性检测结果

检测结果见表3。从表3可以看出，不同指标的玉米乙酰化二淀粉磷酸酯其冰淇淋抗融性和膨胀率均有差异，说明磷酸酯淀粉的酯化程度和交联程度对淀粉的冰淇淋抗融性和膨胀率产生较大影响。3号和7号样品的抗融性和膨胀率较好，其中7号样品的抗融性和膨胀率最好[4]。

表3 不同粘度变性淀粉对冰淇淋抗融性和膨胀率的影响

2.4 变性淀粉替代冰淇淋中的奶油用量试验结果

从8种变性淀粉选取7号CJA2018081502样品，减少冰淇淋中奶油用量，考察冰淇淋的抗融性与膨胀率。

从表4可以看出，玉米乙酰化二淀粉磷酸酯应用到冰淇淋制作过程中，可明显提高冰淇淋的抗融性和膨胀率，其中替代30%的奶油用量，其抗融性和膨胀率与空白样相同[5]。

表4 变性淀粉替代奶油不同用量特性检测结果

3 结论

冰淇淋属于高脂肪、高热量和高胆固醇食品，不适合患糖尿病、高血脂、冠心病等病人食用[6]。变性淀粉可以替代冰淇淋中部分奶粉，同时由于变性淀粉具有类似脂肪的组织结构，可以使冰淇淋口感更加细腻光滑，并且融化速度下降[7]。实验表明：玉米乙酰化二淀粉磷酸酯用于冰淇淋制作中可显著提高冰淇淋产品的抗融性和膨胀率，峰值粘度为763BU、乙酰基含量为0.72%的玉米乙酰化二淀粉磷酸酯应用于冰淇淋制作中,可代替30%的奶油添加量，减少了冰淇淋中奶油添加量，不但降低冰淇淋制作成本，而且扩大冰淇淋适用人群，降低人们脂肪摄入量。