Dep. Of Food Science & Technology Dairy Technology 乳制品工艺学 主讲 : 朱定和

第 4 章 冷冻乳制品生产工艺

本章主要内容 第一节 冰淇淋生产工艺 第二节 雪糕生产工艺

教学重点 : 1 ．冰淇淋的生产工艺。 教学难点： 1 ．冰淇淋混合料的计算方法； 2 ．凝冻的原理及对冰淇淋质量的影响。

第一节 冰淇淋生产工艺 一、概述 1 ．概念 冰淇淋 (ice cream) 系以饮用水、牛奶、奶粉、奶油 ( 或植物油脂 ) 、食糖 等为主要原料，并加入蛋或蛋制品、乳化剂、稳定剂以及香料、着色剂等适 量食品添加剂，经混合、均质、杀菌、老化、凝冻等工艺或再经成形、硬化 等工艺制成的体积膨胀的冷冻食品。 2 ．产品特点 冰淇淋中含有一定量的乳脂肪和无脂干物质，所以它具有浓郁的香味、 细腻的组织和可口的滋味，还具有很高的营养价值。

1 ．组成 ●一般冰淇淋中的脂肪含量在 6%~12% ，高的可达 16% 以上 ; ●蛋白质含量为 3%~4% ，蔗糖含量在 14%~18% ，而水果冰淇淋中含糖 量可达 27% 。 ●冰淇淋的发热值可达 8.36kJ/kg 。 二、冰淇淋的组成及种类 2 ．分类 （ 1 ）高级奶油冰淇淋 脂肪 14%~16% ，总干物质 38%~42% 。 （ 2 ）奶油冰淇淋 脂肪 10%~12% ，总干物质 34% ~ 38 % 。 （ 3 ）牛奶冰淇淋 脂肪 5%~6% ，总干物质 32%~34% （ 4 ）果味冰淇淋 脂肪 3%~5% ，总干物质 26%~30%

三、冰淇淋的组成

（一）脂肪 脂肪，约占牛奶冰淇淋体积的 12% （应用范围 3~12% ），可以采用乳脂 肪或植物油脂。 – 乳脂肪原料：全脂乳、稀奶油、奶油或天然乳脂。 – 植物脂肪原料：向日葵油、椰子油、豆油和葡萄仔油等。 脂肪可使冰淇淋增加风味、润厚、芳醇；同时改善组织状态，使质地柔 软平滑，组织细腻；改进起泡性，提高膨胀率；维持冰淇淋一定型体结 构。 （二）非脂乳固体 包括蛋白质、乳糖和无机盐。冰淇淋中非脂乳固体含量以 8%~10% 为宜。 – 一般以奶粉或脱脂炼乳的形式被加入。 特别是维持冰淇淋的造型，减少冰结晶析出，提高膨胀率方面起重要作 用。

（三）糖 添加糖可以调整冰淇淋固形物的含量，并给人以喜欢吃的甜味，冰 淇淋料的含糖量，一般在 10~18% 。 糖添加过量易降低起泡性和膨胀率，降低冰点，延长冻结时间，加 大冻结温度。 （四）乳化剂 可防止脂肪聚集，出现奶油粒，增加产品的光滑性和起泡性，改善 搅拌性能，缩短搅拌时间。添加量通常约为冰淇淋混合料的 0.3~0.5% 。 （五）稳定剂 蛋白质型和碳水合物型。蛋白型的稳定剂包括果胶、干酪素、白蛋 白。碳水化合物型包括海产胶、半纤维素等。用量 0.2~0.5% 。

（六）调香材料 对顾客选择冰淇淋来说，香料的添加是非常重要的。最常用的各 种香精、杏仁、巧克力、草莓和坚果等。 （七）调色物质 冰淇淋混合料中添加色素，可使冰淇淋的外观更加吸引人，并增 加水果香料添加剂的颜色。色素一般以粉状或糊状形式加入，液 体色素的加入量一般是每 100L 混合料加 10~20mL 。

三、冰淇淋的加工 工艺流程： 原辅料混合 → 均质 → 杀菌 → 冷却 → 成熟 （老化） → 灌装 → 冷藏 ( 软质冰淇淋 ) → 凝冻 → 成型 → 硬化 → 包装 → 冷藏 ( 硬质 ) → 灌装 → 硬化 → 冷藏 ( 硬质冰淇淋 )

1. 原料的配合 （ 1 ）首先要知道各种原料的成分含量 （ 1 ）首先要知道各种原料的成分含量。

（ 2 ）制作配合表 一般以 100kg 为单位，各种原料的配合量就是配合比率（％）。 例 1 ：配成的混合料成分为乳脂肪 ，非脂乳固体 ，砂糖 ， 乳化增稠剂 0.50 ，总固体物 ，可供选用的原料包括奶油，稀奶油， 脱脂炼乳，脱脂奶粉，蔗糖和乳化增稠剂，要求奶油和稀奶油提供的乳 脂肪各占一半，脱脂乳粉提供的非脂乳固体占一半，计算原料配合量。 ①奶油的配合量 12.00×1/2×1/0.82=7.32 ②稀奶油的配合量 12.00×1/2×1/0.40=15.00 ③脱脂乳粉的配合量 10.00×1/2×1/0.87=5.15 ④脱脂炼乳的配合量： 奶油中非脂乳固体含量 : 7.32×0.01=0.07 稀奶油中非脂乳固体含量： 15.00×0.051=0.77 脱脂乳粉中非脂乳固体含量： 5.15×0.97=5.00 应由脱脂炼乳提供的非脂乳固体量： ( )=4.16 脱脂炼乳配合量 :4.16×1/0.30=13.87

⑤砂糖的配合量 脱脂炼乳中蔗糖含量： 13.87×0.42=5.83 蔗糖的配合量（ )×1/1.00=9.17 ⑥乳化增稠剂的配合量 0.50×1/1.00=0.50 ⑦加水量的计算 – ( )=48.93 将上列原辅料的配合量 ( 即配合比 ) 与成分列成表格即成配合表

（ 3 ）混合料的调制 首先将液体原料放到带搅拌器的圆形夹层罐中加热，然后添加粉料加 热到 65~70 ℃。 增稠剂与等量以上的砂糖混合并添加砂糖３倍量的水，用带有高速搅 拌器的乳化泵溶解，也有先将明胶浸水膨胀后添加的方法。 乳化剂应预先混合入油脂中使其充分分散之后，再与混合料进行混合。 各种原料完全溶解后，通常用 目筛孔的不锈钢金属网或带有孔 眼的金属过滤器过滤； 添加酸性水果时，应在混合料充分凝冻后添加； 添加香料、色素、果仁等，则应在混合料成熟后添加。 混合料的酸度应控制在 0.18%~0.20% 之间，一般不得超过 0.25 ％。

2. 均质 防止乳脂层的形成，使各成分完全混合，改善冰淇淋组织，缩短成熟时 间，节省乳化剂和增稠剂，有效地预防在凝冻过程中形成奶油颗粒等。 – 第一段均质压力为： 14~18MPa – 第二段均质压力为： 3~4MPa 3. 杀菌 可采用不同的方法，如低温间歇杀菌（ 68 ℃ /30min 、 75 ℃ /15min ），高 温短时杀菌（ 80~83 ℃ /30s ）和超高温瞬时杀菌三种方法。 4. 成熟 指杀菌后的混合料应迅速冷却至 0~4 ℃，并在此温度下保持一定的时间进 行物理成熟。由于脂肪的固化和粘稠度的增加，可提高成品膨胀率，改 善成品的组织状态。 根据混合料组成的不同，成熟时间一般约为 4~12h 。

5. 添加香料 于成熟终了向混合料中添加香精、色素等，通过强力搅拌， 在短时间内使之混均匀 6. 凝冻 将混合原料在强制搅拌下进行冷冻，使空气更易于呈极微 小的气泡均匀地分布于混合料中，使冰淇淋的水分在形成 冰晶时呈微细的冰结晶，防止粗糙冰屑的形成。 膨胀率 ---- 凝冻过程中，由于强烈的搅拌而使空气的极微细 气泡逐渐混入，混合料容积增加，这一现象称为增容，以 百分率表示即称为膨胀率。

空气泡 脂肪结晶 冰晶 酪蛋白 摘自利乐公司《乳制品加工手册》

7 ．灌装成型 冰淇淋的形状、包装类型多样，但主要为杯形。 8 ．硬化 包装后迅速进行 10 ～ 12h 的低温（ -25 ～ -40 ℃）冷冻，以固 定冰淇淋的组织形态，并使其保持适当的硬度 。 硬化方法分为以冷盐水为介质的液体硬化法（饱和盐水） 和以冷空气为介质的风冷硬化法（硬化室或风冷隧道）。 9 ．贮藏 冷藏库的温度以 -20 ℃为标准，相对温度为 85 ％～ 90 ％。

冷冻隧道 摘自利乐公司《乳制品加工手册》

每小时生产 500L 冰淇淋生产示意图 摘自利乐公司《乳制品加工手册》

四、冰淇淋的主要缺陷及产生的原因 1. 风味 脂肪分解味、饲料味、加热味、牛舍味。 使用不良牛乳、乳制品和不良混合 。 2. 组织状态 砂状组织、膨松组织、冰状组织、奶油状组织 。 SNF 过高，高温保藏，乳糖结晶大。膨胀率过大， 缓慢冻结，贮藏中变温，固形物低、生成脂肪块， 乳化剂不适合，均质不良等。

第二节 雪糕的生产 一、概述 1 ．概念 雪糕是用乳与乳制品或豆乳品，加入甜味料、油脂、稳定剂、香精以及 着色剂等配制冻结而成。 冰棒仅用甜味料、豆类或果汁、稳定剂、香料及着色剂等配制冻结而成. 2 ．膨化雪糕工艺特点 在生产时还需要采用凝冻技术，即在浇模前将料液输送到冰淇淋凝冻机 内先进行搅拌，凝冻后再浇模、冻结，由于在凝冻过程中有膨胀率产生，故 生产的雪糕组织松软，口感好，称为膨化雪糕。

3 ．雪糕、冰棒中干物质的作用 干物质：除豆类外，增加固体的办法是加淀粉。 作用：可使棒冰凝结得比较坚硬，同时堆积在冷藏库中也较少变形。 还使棒冰、雪糕具有光滑的组织和细腻的形体；增加抵抗融化的能力。

二、雪糕的生产 （一）雪糕的生产工艺流程 雪糕的生产工艺流程图

原料验收 ↓ 混合料配制 ↓ 杀菌 ↓ 降温 ← 加入色素 ↓ 均质 ↓ 加入香精 → 冷却老化 → 凝冻 ↓ 浇模 ← 插扦与消毒 ↓ 脱模 ← 冻结 ← 盐水管理 ↓ 拔扦 ↓ 抽样检查 → 包装 ↓ 入库 ↓ 出厂

摘自网络

一般雪糕配方 砂糖 13%~14% ， 淀粉 1.25%~2.5% ， 牛乳 32% 左右， 糖精 0.010%~0.013% ， 精炼油脂 2.5%~4.0% ， 麦乳精及其它特殊原料 1%~2% ， 着色剂适量，香料适量。 （二）雪糕的配方

品种 原料 可可橘子香蕉香草菠萝草莓柠檬 水 白砂糖 全脂粉 甜炼乳 淀粉 15 糯米粉 15 可可粉 12 精油 3740

禽蛋 37 糖精 精盐 0.15 香草香精 橘子香精 1.50 香蕉香精 0.60 菠萝香精 0.65 草莓香精 1.20 柠檬香精 1.14 ( 续上表 )

（三）加工工艺 1. 混合料配制 将黏度低的原料如水、牛奶、脱脂奶等先加入，黏度高或含水分低 的原料如冰蛋、全脂甜炼乳、奶粉、奶油、可可粉、可可脂等依次加入， 经混合后制成混合料液。 配制时需注意 : （ 1 ） 对于冰蛋或自制的已结冰的鸡蛋浆，要将其先切成小块，并与牛 奶和水混合，比例为 1:4 ，在混合缸内加热，温度不能高于 55 ℃，以免鸡 蛋变成鸡蛋花。 （ 2 ） 使用淀粉，要先用 5~6 倍的水将其稀释成淀粉浆，然后在搅拌的前 提下加入混合缸内，加热温度为 60~70 ℃，使其初步糊化，然后再通过泵 循环过滤，将未溶化的淀粉颗粒及杂质过滤掉。将过滤过的淀粉浆打入 杀菌缸内。 （ 3 ） 可可脂与奶油切成小块，加热熔化后一起在混合缸中过滤，再打 入杀菌缸内。 （ 4 ） 奶粉可与砂糖、水或牛奶一起搅拌混合，加热温度为 75 ℃左右，过 滤打入杀菌缸内。

2. 杀菌、均质、冷却 杀菌温度是 85~87 ℃，时间为 5~10min 。均质时料温为 60~70 ℃，均质压力为 15~17MPa 。均质后的料液可直接进入冷却缸中。温度降至 4~6 ℃。 3. 浇模 将混合好的装入模具中 4. 冻结 直接冻结法 即直接将模盘浸入盐水内进行冻结， 间接冻结法 即速冻库（管道半接触式冻结装置）与隧道式（强冷风冻结装 置）速冻。 5. 插扦 要求插得整齐端正，不得有歪斜、漏插及未插牢现象。 6. 脱模 烫模盘槽内的水温度应控制在 48~54 ℃，浸入时间为数秒钟，以能脱模为准。 7. 包装 包装要求紧密、整齐，不得有破裂现象。 （三）加工工艺

三、雪糕和冰棒缺陷 1. 风味 （ 1 ） 甜味不足 （ 2 ） 香味不正 （ 3 ） 酸败味 （ 4 ） 咸苦味 （ 5 ） 油哈味 （ 6 ） 烧焦味 （ 7 ） 发酵味 2. 组织与形体 （ 1 ） 组织粗糙 （ 2 ） 组织松软 （ 3 ） 空头 （ 4 ） 歪扦与断扦

本章小结 本章介绍了冰淇淋和雪糕的生产工艺及操作要点, 特 别对冰淇淋混合料的计算方法, 以及凝冻的原理及对 冰淇淋质量的影响。 重点要求掌握： 1 ）冰淇淋混合料的计算方法； 2 ） 凝冻原理及对冰淇淋质量的影响。

思考题 1 、冰淇淋生产过程的前工序和后工序分别是什么？ 2 、乳与乳制品可向冰淇淋中引入什么成分？ 3 、在冰淇淋中使用糖的作用？糖用量为什么要控制在 12~16% 之间？ 4 、在冰淇淋中蛋和蛋制品的作用？ 5 、冰淇淋中选择稳定剂时应考虑到哪些方面？ 6 、冰淇淋混合料的配比计算？ 7 、杯状冰激凌的生产工艺流程是什么？ 8 、为什么冰激凌混合料冷却时控制在 2~—4 ℃？

思考题 9 、冰激凌混合料凝冻的作用是什么？ 10 、冰激凌的膨胀率是什么？怎样计算？ 11 、冰激凌工艺流程中硬化的作用？