1、草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究1毕 业 论 文草莓多酚对高/ 低脂冰淇淋品质的影响研究专业 食品科学与工程草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究1摘要随着人们对冰淇淋品质与营养要求的日益提高，以健康、营养、天然的功能活性物质填补冰淇淋营养缺乏的现状，是高品质冰淇淋制品生产的必然要求。草莓多酚(Strawberry Polyphenols, SP)拥有良好的抗氧化、抗炎、防衰老、保护皮肤、改善消化系统病理学状况等功效，因其具有一定的热不稳定，本论文针对草莓多酚的冷冻食品的研发展开了一系列研究，明确加入草莓功能活性物种多酚后，冰激凌品质的变化情况。本实验分别向高/低脂冰淇淋中加入不用剂量的
2、草莓多酚提取物，探究其对于冰淇淋总酚含量、膨胀率、密度、流变学性质、显微结构、融化率等性质的影响。添加草莓多酚提取物后，高脂处理组虽然总酚含量增加，但仍低于同等添加量的低脂处理组，且差值稳定在 36.303.43 mg GAE/100 g；适当添加草莓多酚提取物能够提高冰激凌膨胀率；静态流变学结果显示，实验所用冰淇淋均为假塑性流体，且冰淇淋浆料的粘度普遍随草莓多酚提取物的添加而增大；动态流变学结果显示，高水平添加草莓多酚提取物量较低水平添加量，冰激凌稳定性较好，冰淇淋的升/ 降温曲线在低温区间差异较大；草莓多酚提取物的添加能够减小冰淇淋体系中气泡的直径和分布均匀度，而且能有效降低冰淇淋的融化率
3、，尤其对高脂冰淇淋效果更为明显，特别的，在融化时间为 60min 时，添加草莓多酚提取物 2.0%的低/高脂冰淇淋分别比相应对照组的融化率降低了 24.15%和 32.55%。本论文的研究对于丰富营养型冰激凌的研发具有重要意义，为把草莓多酚开发成功能性配方食品，提供了理论依据。关键词：冰淇淋，草莓多酚冰淇淋，融化率，流变学性质草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究1AbstractWith the increasing demand for ice cream quality and nutrition, it is an inevitable requirement for the prod
4、uction of high-quality ice cream products with healthy, nutritious and natural functional active substances to fill the ice cream nutritional deficiency status. Strawberry polyphenols (SP) have been shown to be good at antioxidant, anti-inflammatory, anti-aging, skin protection, digestive system pat
5、hological conditions and etc. Because of its certain thermal instability, this article has carried out a series of researches on the research and development of frozen foods added with strawberry polyphenols, and defined the changes of ice cream quality after adding strawberry polyphenols. In this r
6、esearch, different levels of strawberry polyphenols are added to the ice cream with high/low level of fat separately to explore the effect of ice cream on the total phenol content, overrun, density, rheological properties, microstructure, melting down percent, etc. The results show that when strawbe
7、rry polyphenol extracts are added, although the total phenol content in the high-fat treatment group increased, it was still lower than the low-fat treatment group with the same amount of addition, and the difference was stable at 36.33.43 mg GAE/100 g. Appropriate addition of strawberry polyphenol
8、extracts can increase the overrun of ice cream. Static rheological results show that the ice cream used in the experiment is pseudoplastic fluid, and the viscosity of the ice cream serum generally increases with the addition of strawberry polyphenol. The results of dynamic rheology indicate that the
9、 stability of ice cream with low level strawberry polyphenol was lower than that with high level. The curves of temperature sweep of ice cream are different between rising and cooling down process especially in the low temperature range. The addition of strawberry polyphenol can reduce the diameter
10、and distribution uniformity of bubble in the ice cream system and can effectively reduce the melting rate of ice cream, especially for high-fat ice cream. Especially at a melting time of 60 min, the melting down percent of low-fat ice cream supplemented with 2.0% strawberry polyphenols is 24.15% low
11、er than the control group, and of high-fat ice cream supplemented with 2.0% strawberry polyphenol extract, it is 32.55%. The research of this dissertation is of great significance to the research and development of nutritious ice cream and provides a theoretical basis for developing strawberry polyp
12、henols into functional formula foods.Key words：ice cream， strawberry polyphenol ice cream， melting down， rheological properties草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究1目录1.前言 .11.1 冰淇淋概述 .11.2 草莓多酚概述 .11.3 脂肪失稳现象 .11.4 立题依据 .21.5 主要研究内容与意义 .32.材料与仪器 .32.1 主要原料与试剂 .32.2 主要设备与仪器 .43.实验方法 .53.1 技术路线图 .53.2 原料选择与制备工艺 .53.2.
13、1 原料选择 .63.2.2 工艺流程 .63.3 性质测定 .83.3.1 总酚的测定 .83.3.2 膨胀率的测定 .103.3.3 冰淇淋浆料密度的测定 .103.3.4 流变学性质测定 .103.3.5 冰淇淋的微观结构 .123.3.6 融化率的测定 .123.3.7 数据分析 .124.结果与分析 .134.1 总酚测定 .134.1.1 标准曲线 .13草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究24.1.2 蛋白质干扰的排除 .134.1.3 冰淇淋样品中总酚含量 .144.2 草莓多酚提取物添加量对低脂冰淇淋性质的影响 .154.2.1 草莓多酚提取物添加量对低脂冰淇淋膨胀率的影响
14、 .164.2.2 草莓多酚提取物添加量对低脂冰淇淋浆料密度的影响 .164.2.3 草莓多酚提取物添加量对低脂冰淇淋流变学性质的影响 .174.2.4 草莓多酚提取物添加量对低脂冰淇淋微观结构的影响 .234.2.5 草莓多酚提取物添加量对低脂冰淇淋融化率的影响 .254.3 草莓多酚提取物添加量对高脂冰淇淋性质的影响 .274.3.1 草莓多酚提取物添加量对高脂冰淇淋膨胀率的影响 .274.3.2 草莓多酚提取物添加量对高脂冰淇淋浆料密度的影响 .284.3.3 草莓多酚提取物添加量对高脂冰淇淋流变学性质的影响 .284.3.4 草莓多酚提取物添加量对高脂冰淇淋微观结构的影响 .334.3
15、.5 草莓多酚提取物添加量对高脂冰淇淋融化率的影响 .354.4 小结 .375.讨论 .38草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究11.前言1.1 冰淇淋概述冷冻饮品是指以饮用水、乳和/或乳制品、蛋制品、果蔬制品、豆制品、食糖、可可制品、食用植物油等一种或多种成分为主要原辅料，添加或不添加食品添加剂，经混合、灭菌、凝冻或冻结等工艺制成的固态或半固态制品（冷冻饮品 GB/T 30590-2014） 1，包括冰淇淋、雪糕、食用冰等，其中，冰淇淋作为一种营养型冷冻乳品，以其嫩滑的口感、丰富的品种深受消费者的喜爱。冰淇淋是一种由固、液、气三相组成的混合物，其中含有丰富的营养物质，如碳水化合物、脂肪、
16、蛋白质等生物大分子，以及少量维生素、矿物质等小分子物质。1.2 草莓多酚概述多酚类化合物的分子结构中有若干个酚羟基，包括黄酮类、单宁类、酚酸类以及花色苷类等，是存在于植物性食物中、具有促进消费者健康作用的一类化合物的统称。作为植物次级代谢产物，其独特的构效关系使其具有强抗氧化、抗菌、抗病毒和抗炎等作用，除此之外，多酚还具有抗癌、抗辐射、降血压以及预防心血管疾病等多种功能活性 2。随着天然抗氧化剂的开发以及多酚类植物化学物食用安全、功能多样等特点的发现，天然来源多酚的开发及其在食品中的应用已经成为研究的热点 3。草莓是世界上栽培最广泛的水果之一，拥有良好的营养价值和经济效益，草莓果肉富含多种维生
17、素、矿物质、膳食纤维等营养性成分，其中以草莓酚酸类黄酮、草莓鞣花单宁、草莓原花青素、草莓花青素等 4为主的多酚类植物化学物，具有良好的抗氧化、抗炎、防衰老、保护皮肤、改善消化系统病理学状况、预防慢性非传染性疾病（如高血压、高血脂、心脑系统疾病等） 、参与细胞信号流、调控转录因子及与细胞代谢和存活相关基因的表达等功能 5。1.3 脂肪失稳现象冰淇淋是一种由气泡及其界面吸附物质、脂肪球和界面吸附物质、冰晶以及包含蛋白质、糖等物质的连续相组成的复杂的搅打充气乳浊体系。冰淇淋浆料在老化过程中对其静态稳定性要求较高，以便形成更多的脂肪晶粒，而在冰淇淋质构形成的过程中，需要浆料中的脂肪球发生一定程度的失稳
18、，也就是脂肪球的低温失稳作用。气泡在搅打凝冻的初始阶段充入，主要由蛋白质稳定，并且蛋白质在脂肪球表面形成一层较厚的膜，维持脂肪球的稳定，而小分子的乳化剂能够利用空隙与脂肪球结合， “挤走”大分子的蛋白质，使脂肪球表面的膜变薄。随着持续的搅打，脂肪球内部的结晶将脂肪球表面的薄膜刺穿，并于周围的脂肪球发生聚集或部分聚结，失稳的脂肪球形成脂肪的网络结构，包裹并稳定充入的气泡。脂肪的网络结构贯穿在整个冰淇淋产品中，比蛋白质对气泡的稳定作用更强，这种连续的贯穿于体系内部的脂肪骨架结构能够使物料在挤压过程中获得好的塑形性，使最终的产品具有细腻光滑的组织结构、良好的抗融性和保形性 6。相反，脂肪球若不发生失
19、稳，冰淇淋就不能产生稳定的泡沫结构，使产品组织结构粗糙，抗草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究2融性降低。1.4 立题依据随着人们生活质量水平的逐步提高，只注重口味的传统冰淇淋越来越不能满足消费者的需求，当下冰淇淋的研究并不仅仅局限于配方和口味，越来越多国内外研究人员也正着手开发一系列新产品，致力于通过向冰淇淋中添加新鲜果蔬、果蔬汁、果蔬天然提取物、功能性蛋白成分、益生菌等成分，以期从营养健康、口感体验等方面提升冰淇淋的品质和营养功能性。先前的研究指出，食用无植物营养物的冰淇淋会提高血浆氧化活性，而此现象在食用同等高能量且富含植物多酚的冰淇淋中则未发生 7。目前国外有大量对添加植物成分的冰淇
20、淋的相关研究，国内研究数量相对较少，近几年有增长趋势。涉及冰淇淋品质以及营养活性的方面。已有研究表明，添加绿茶提取物的冰淇淋在膨胀率、融化率、粘度等方面与普通冰淇淋接近，其中膨胀率与融化率优于普通冰淇淋 8。Arzu Kavaz Yuksel 在研究中发现，添加了 15%黑刺李匀浆液的冰淇淋能够提高产品膨胀率、融化总时长、粘度和色值 9。Valerio Sanguigni M.D.等的研究表明，富含多酚的冰淇淋能够通过降低氧化应激水平来提高人体心血管功能，人体摄入后，血浆中氢过氧化物显著降低，NO 生物利用度显著提升 7。加入磨成粉状的橄榄皮 10，也能够增加冰淇淋的营养性与功能性 11。除此
21、之外，奇异果 2、葡萄和甘蔗浓缩汁 12、葡萄籽提取物 13、香蕉茎纤维等富含植物成分的物质都有相应研究。目前草莓多酚提取物在其他食品中已有相关使用，但尚未报道关于将其添加制备功能型冰淇淋的研究。预实验结果显示添加草莓多酚提取物后，冰淇淋的融化时间相对延长，且奶油的添加与否对草莓多酚提取物冰淇淋的理化性质也有一定的影响，因而确立本课题。1.5 主要研究内容与意义本设计以提拉米苏口味冰淇淋为基础，通过检测冰淇淋的总酚含量、融化率、膨胀率、流变性质、显微结构等指标，探究草莓多酚提取物的添加量对（高/低脂）冰淇淋品质的影响。为延缓冰淇淋的融化速率提供一种健康的方法，并增加冰淇淋生物活性物质含量，使其
22、逐渐走向“健康转型之路” ，进而摆脱因融化太快而需“ 速食” 的束缚，提高冰淇淋食用的享受性。2.材料与仪器2.1 主要原料与试剂制作冰淇淋所用原料见表 2-1、主要试剂见表 2-2：表 2-1 主要原料Table 2-1 Main materials原料名称 生产厂家草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究3牛奶 内蒙古蒙牛乳业科尔沁责任有限公司奶油 Lakeland Dairy Sales LTD.纯净水 中粮可口可乐饮料有限公司绵白糖 青岛万家香食品有限公司牛奶底粉 江门市天杰食品有限公司奶油底粉 江门市天杰食品有限公司提拉米苏味酱 江门市天杰食品有限公司食用草莓多酚提取物 西安德生元生物
23、科技有限公司复配乳化增稠剂 北京北方霞光食品添加剂有限公司表 2-2 主要试剂Table 1-2 Main reagent试剂名称 生产厂家 纯度没食子酸 天津市科密欧化学试剂有限公司 分析纯(AR)无水碳酸钠 天津市博迪化工股份有限公司 分析纯(AR)福林酚试剂 南京奥多福尼生物科技有限公司 1mol/L甲醇 Sigma-Aldrich 分析纯(AR)无水乙醚 莱阳市铁塔化工制品厂 分析纯(AR)2.2 主要设备与仪器实验所用仪器设备见表 2-3：表 2-3 主要仪器Table 2 Main instruments设备名称 生产厂家 型号冰淇淋机 江门市晶菱制冷实业有限公司 BQJ-10/2
24、打蛋器 佛山市小熊厨房电器有限公司 DDQ-B01K1冷柜 Olingway Biotech BSA224S冰箱 青岛海尔有限公司 BCD-210GM电磁炉 浙江苏泊尔股份有限公司 C21-SDHCB39水浴锅 天津泰斯特仪器有限公司 DK-98-1流变仪 奥地利安东帕(中国)有限公司 MCR101离心机 赛默飞世尔科技公司 Sorvall ST 16R紫外-可见分光光度计 尤尼科仪器有限公司 2802PC显微镜 OLYMPUS BX41电子称 1 青岛海亿达衡器有限公司 KD-CN电子称 2 赛多利斯仪器（北京）有限公司 BSA224S分析天平 赛多利斯仪器（北京）有限公司 JA2003 3
25、.实验方法草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究43.1 技术路线图本实验技术路线图见图 3-1。图 3-1 技术路线Figure 3-1 Technical route3.2 原料选择与制备工艺3.2.1 原料选择经线上问卷调查，相对水果、牛奶、谷物等其他口味，超过 50%的人们更偏向于提拉米苏等甜品口味的冰淇淋（参与问卷调查人数为 124 人） ，且由于草莓多酚提取物为红褐色，与提拉米苏冰淇淋中颜色相似，基于以上两点，本设计采用提拉米苏口味冰淇淋为研究基底。参考各种文献书籍对制作冰淇淋原料作了如下选择：牛奶选用脂肪含量在 3.5%左右为佳，因此选择脂肪含量为 3.7%的蒙牛纯牛奶；为增加冰
26、淇淋中固形物含量，根据实验所制冰淇淋选择牛奶底粉和奶油底粉；经对比后选择蓝米吉稀奶油，所制冰淇淋口感相对更软滑；选用颗粒细小、易于溶解的绵白糖；选择天杰牌提拉米苏酱，上述实验材料均购自当地超市；由于草莓多酚提取物具有多酚的收敛味，过多的添加会影响冰淇淋的味感，因而本实验设置食品级草莓多酚添加量为 0%2.0%，购于德生元生物科技有限公司。为提高冰草莓多酚对高/低脂冰淇淋品质的影响研究5淇淋稳定性，选用含 10%黄原胶、20%羧甲基纤维素钠、50%蒸馏单硬脂酸甘油酯以及 20%瓜尔胶的复配乳化增稠剂，试剂均为食品级、分析纯，购自北方霞光食品添加剂有限公司。3.2.2 工艺流程冰淇淋制作工艺流程图
27、见图 3-2：图 3-2 冰淇淋制作工艺流程Figure 3-2 Ice cream production process3.2.2.1 配料冰淇淋原料经电子称称量调配好比例后可混合搅拌均质，此工序在配料桶中进行。在配料过程中应先加液体（水、牛奶等） ，然后加半固体（如酱料） ，最后加固体（糖、底料等） ，而复配乳化增稠剂先与少量糖混合均匀，再一同加入浆料中。为保证良好溶解，则需在添加过程中进行搅拌处理。实验所用冰淇淋配料及组成见表 3-1。表 3-1 冰淇淋配料及成分含量Table 3-1 Ice cream formulation and content低脂冰淇淋 高脂冰淇淋原料(g/100 g)牛奶 61.4 61.4白糖 7.9 7.9
