均质和冷冻方式对搅打奶油品质的影响

郑卫平　程颖　陈韵　刘雪梅　张露

目前，对奶油类产品中均质工艺的研究主要集中于均质压力对搅打奶油产品的影响。研究表明，在一次均质工艺中，均质压力越大，脂肪球粒径越小，产品稳定性就越好；在两次均质工艺中，搅打奶油的起泡率和稳定性随一次均质压力的增加而增加。然而，不同的均质方式对搅打奶油品质影响的对比研究却鲜有报道，这对于进一步探究均质工艺对搅打奶油品质的影响具有重要意义。

在实际生产过程中，一般采用缓冻的方式降低奶油的温度使奶油冻结，便于储存和运输。但缓冻温度一般为-18℃到-10℃，需要2-3天才可以使产品完全冻结，在此过程中，产品大量堆积，冷库占用率大，不利于工业化生产的快速运转。速冻温度相对较低，能够在较短时间内（4-5h）使产品的中心温度迅速降低至-18℃，大大提高了冷库的使用效率。目前，关于速冻和缓冻对搅打奶油品质影响的研究却鲜有报道。

本文以混合脂搅打奶油为基础，研究不同均质和冷冻方式对搅打奶油乳浊液的粒度分布、表观粘度以及打发膏体的搅打性能和质构特性的影响，以优化搅打奶油的生产工艺，为工业化生产提供参考。结果表明，经过两次均质的搅打奶油具有更大的粒径和更好的表观粘度，且打发后起泡率最高可达421.33%，打发的膏体纹理清晰，可塑性高，具有良好的储存稳定性。在相同的均质条件下，缓冻冷冻的搅打奶油具有更高的搅打起泡率和硬度，而乳浊液的粒径、表观粘度以及打发后的膏体状态与速冻冷冻的搅打奶油相差不大。考虑实际生产应用，可选择速冻冷冻的方法在保证产品质量的同时提高冷库周转率和生产效率。

一、材料与仪器

1.材料与试剂。精炼氢化植物油，益海嘉里食品科技有限公司；白砂糖，市售；葡萄糖粉，绥化象屿金谷生化科技有限公司；无水奶油，新西兰恒天然集团有限公司；稀奶油，法国乐来食品；酪朊酸钠，河北华龙食品集团有限公司；复配乳化稳定剂，广东稳邦生物科技有限公司；混合脂奶油，市售。

2.仪器与设备。AH-2020型高压均质机，Special in HPH ATS工业系统有限公司；BT-9300SE型激光粒度分布仪，丹东百特仪器有限公司；DV-2T型旋转粘度计，美国Brookfield公司；JM-7LT型奶油搅打机，徐州佳乐福机械有限公司；TA-XT Plus型质构分析仪，超技仪器技术有限公司。

二、实验与方法

1.搅打奶油的生产工艺流程。搅打奶油的生产工艺流程如图1所示。

2.搅打奶油的制备。在温度为70℃的条件下，将水相完全溶解、油相充分分散，再在搅拌状态下将油相缓慢加入水相中，随后对乳浊液进行巴氏杀菌（70℃±2℃，30min），杀菌期间可以采用剪切设备剪切5min。然后降温至60℃±2℃，在下述均质条件下进行均质，再将均质后的乳浊液过冷排降温至6℃-8℃，最后在指定温度下（-35℃、-18℃）降温至-18℃。

（1）一次均质组：乳浊液巴氏杀菌后降温，用均质机进行一次均质（一级压力46MPa±1MPa、二级压力6MPa±1MPa）。

（2）一次均质加剪切组：乳浊液在巴氏杀菌期间采用剪切设备剪切5min，杀菌后降温，通过均质机进行一次均质（一级压力46MPa±1MPa、二级压力6MPa±1MPa）。

（3）两次均质组：乳浊液巴氏杀菌后降温，通过均质机进行两次均质（两次压力相同，均为一级压力46MPa±1MPa、二级压力6MPa±1MPa）。制备好的乳浊液分别置于-35℃冰柜内速冻和-18℃冰柜内缓冻，使其中心温度降低至-18℃。

（4）对照组：市售混合脂奶油，其冷冻方式为缓冻。

3.粒度分布的测定。将乳浊液样品按质量比1：100加去离子水稀释，设定参数如下：通用模式，颗粒吸收率为0.001，颗粒折射率为1.414，分散剂为纯水，分散剂折射率为1.333，泵的转速为1200r/min。表面积平均直径（D3，2，μm）和体积平均直径（D4，3，μm）的计算公式如下：

4.表观粘度的测定。采用Brookfield DV-2T旋转粘度计测定乳浊液体系的表观粘度，测定时采用4号转子，转速为100r，测试时间为1min，乳浊液温度保持在5℃-10℃。

5.打發性能的测定。（1）打发时间的测定。搅打前将乳浊液置于4℃环境下解冻24h，使冰晶完全融化。取900g乳浊液于搅打缸内，使用搅打器的7档进行搅打，直至奶油可以在打发棒上形成鸡尾状尖峰时停止打发，记录打发所需时间。

（2）搅打起泡率的测定。分别取打发前和打发后的奶油，置于相同型号的不锈钢碗中，测定其质量，搅打起泡率的计算公式如下：

（3）裱花性能的观测。将打发后的奶油置于裱花袋中，选择中号裱花嘴进行塑形，在25℃环境下稳定2h后，观察奶油表面的光泽、纹路清晰程度和形态变化。

（4）打发膏体状态的观测。取打发后的奶油于留样碗中，分别置于25℃的常温环境30min和4℃的冰箱隔夜放置，观测打发后和放置一段时间后奶油膏体状态的变化。制定搅打奶油膏体状态评价表（表1），选择5名经过培训的专业奶油打发人员对奶油膏体状态进行评分，以去掉最值后的平均值为膏体状态评价分值。

6.质构特性的测定。采用TA-XT Plus质构分析仪，测定压缩力模式，选择A/BE探头（直径为40mm）。测试距离设定为25mm，触发力为Auto-0.02N，测前、测中和测后速度均为2.0mm/s。通过测定压力随时间变化曲线，得到样品的硬度、稠度、内聚性和粘性数据。每个样品测定3次，最终结果取平均值。

7.数据处理。采用Excel 2010和SPSS 22.0对数据进行分析，使用ANOVA进行方差分析，使用Duncan分析对组内数据进行差异显著性分析；采用Origin 2019绘图。每组实验重复3次，最终结果均以平均值±标准偏差表示。

三、结果与分析

1.均质和冷冻方式对乳浊液粒度分布的影响。均质方式对奶油乳浊液的粒径分布会产生显著影响。一次均质组和一次均质加剪切组的粒径分布曲线主要为双峰分布，第一峰（0.3-1μm）粒径分布曲线面积大于第二峰（1-10μm），相较于冷排后粒径的分布面积，冷冻后面积增加，而均质方式相同时，速冻和缓冻乳浊液的粒径分布没有明显差异。两次均质组和对照组的粒径分布曲线主要为多峰分布（三峰或四峰），冷排后乳浊液的粒径分布曲线出现了四个峰，前三个峰（0.2-2.5μm）粒径分布曲线面积均小于第四峰（2.5-24μm），冷冻后乳浊液的粒径分布曲线变为了三峰分布，第一峰（0.2-1μm）和第二峰（1-2.5μm）面积增大，第三峰（2.5-24μm）面积减小，且冷冻后的曲线与对照组相似。

当冷冻方式相同时，奶油乳浊液的体积平均径D4，3和面积平均径D3，2从大到小均为：对照组＞两次均质组＞一次均质加剪切组＞一次均质组。当均质方式相同时，一次均质组和一次均质加剪切组速冻后和缓冻后粒径无明显差异（p＞0.05），数值上速冻后粒径略大于缓冻后，而二次均质组奶油乳浊液体积平均径D4，3和面积平均径D3，2有显著差异（p＜0.05），从大到小均为：冷排后＞速冻后＞缓冻后。

2.均质和冷冻方式对乳浊液表观粘度的影响。当冷冻方式相同时，表观粘度从大到小为：两次均质组＞一次均质加剪切组＞一次均质组＞对照组。由于均质和剪切作用，脂肪球粒径显著减小，相同体积分数下脂肪球数量增加，脂肪球间的平均距离减小，相互作用增强，表现为乳浊液的表观粘度增加。

当均质方式相同时，一次均质和一次均质加剪切组乳浊液冷冻后的表观粘度显著高于冷排后的表观粘度，而在速冻和缓冻两种方式下冷冻时的表观粘度没有显著变化，两次均质组乳浊液表观粘度从大到小为：缓冻后＞冷排后＞速冻后。这可能与乳浊液冻融过程中脂肪结晶和部分脂肪聚集有关。

3.均质和冷冻方式对搅打奶油打發性能的影响。（1）均质和冷冻方式对搅打奶油打发时间和搅打起泡率的影响。当冷冻方式相同时，一次均质加剪切组搅打奶油的打发时间最短，两次均质组搅打奶油的打发时间最长。这可能是因为两次均质组奶油乳浊液的表观粘度较大，在打发过程中阻碍了空气进入奶油体系，从而导致打发时间较长。当均质方式相同时，缓冻搅打奶油的打发时间明显长于速冻，这可能也是受到了表观粘度的影响。

搅打起泡率可以表示打发过程中空气进入奶油体系的含量。均质和冷冻方式对搅打奶油搅打起泡率的影响与打发时间变化一致，打发时间越长，充气越充足，搅打起泡率越大。同时，脂肪球粒径在1.1-1.5μm时，搅打起泡率差异不大，粒径增加至2.5μm左右时，搅打起泡率相对增加，因此搅打起泡率可能受到表观粘度和粒径的共同影响。

（2）均质和冷冻方式对搅打奶油裱花性能的影响。当冷冻方式相同时，两次均质组和对照组样品的裱花纹理最为清晰，裱柱性能相对较好；一次均质加剪切组样品的裱花纹理相对较模糊，打发后质地比较软塌，裱花性能相对较差。在25℃环境下稳定2h后，除一次均质加剪切组样品出现了塌陷，部分纹路模糊外，其他组样品的充气体系无明显变化。当均质方式相同时，除一次均质加剪切组外，与速冻的奶油样品相比，缓冻样品的裱花纹理更为清晰，但差异不大。

（3）均质和冷冻方式对搅打奶油膏体状态的影响。打发后奶油膏体状态明显优于常温25℃放置30min和于4℃的冰箱隔夜放置的膏体，这可能是因为打发后的奶油结构稳定，在常温放置30min和冰箱隔夜放置后，气泡因为重力作用下沉，使小气泡破裂，同时受热胀冷缩影响，内外压力不均导致气泡破裂的情况加深。打发后对照组奶油的膏体状态最佳，但在常温放置30min或在冰箱隔夜放置后，两次均质组的奶油膏体状态最佳，这说明两次均质组的搅打奶油打发后形成的充气结构更加牢固，脂肪球、液相和乳化剂达到了相对平衡的状态，具有更好的稳定性。

4.均质和冷冻方式对奶油质构特性的影响。均质和冷冻方式对奶油质构特性的影响如表2所示。从表2可以看出，当冷冻方式相同时，搅打奶油打发后的硬度、稠度、粘性和内聚力从大到小依次为：两次均质组＞对照组＞一次均质组＞一次均质加剪切组。搅打奶油泡沫结构的硬度等质构参数与脂肪部分聚集率和界面蛋白浓度呈正相关，搅打奶油在不同均质条件下硬度等质构参数的不同，可能是受脂肪部分聚集和界面蛋白浓度共同影响的结果。

当均质方式相同时，缓冻后搅打奶油样品打发后的硬度和粘性高于速冻样品。冷冻速率不同，脂肪部分聚集率存在差异。同时，缓冻过程中冷冻温度相对较高，冻结时间较长，可能会发生老化作用，乳化剂和蛋白质在脂肪界面膜发生重排，以及脂肪结晶的形成等，都会对搅打奶油的质构特性产生影响。

综上所述，本文采用三种均质方式（一次均质、一次均质加剪切、两次均质）和两种冷冻方式（速冻和缓冻），研究不同均质和冷冻方式对搅打奶油品质的影响。研究发现，两次均质处理的搅打奶油更易发生聚集，脂肪球粒径更大，具有更高的表观粘度，同时打发后具有更高的搅打起泡率，膏体纹理更加清晰，质地坚挺，具有更好的可塑性。当均质方式相同时，与速冻冷冻相比，缓冻冷冻的搅打奶油的搅打气泡率更高，但其粒径、表观粘度、裱花性能相差不大。考虑到缓冻冷冻所需的时间更长、储存空间循环利用慢，在搅打奶油实际生产过程中，建议采用速冻冷冻的方式提高生产效率和冷库周转率。

作者简介：郑卫平（1964-），男，汉族，广东汕头人，中级工程师，大学本科，研究方向为食品乳浊体系。