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乳品科学与技术 (五)冰淇淋的凝冻 冰淇淋的组织状态是固相、气相、液相的复杂结构，在液相中有直径150μm左右的气泡和大约50μm大小的冰晶，此外还有分散有2μm以下的脂肪球、乳糖结晶、蛋白颗粒和不溶性的盐类等，见图13-2。由于稳定剂和乳化剂的存在，使分散状态均匀细腻，并具有一定形状。在冰淇淋生产中，凝冻过程是将混合料置于低温下，在强制搅拌下进行冰冻，使空气以极微小的气泡状态均匀分布于混合料中，使物料形成细微气泡密布、体积膨胀、凝结体组织疏松的的过程。 1.凝冻的目的 (1)使混合料更加均匀 由于经均质后的混合料，还需添加香精、色素等，在凝冻时由于搅拌器的不断搅拌，使混合料中各组分进一步混合均匀。 (2)使冰淇淋组织更加细腻 凝冻是在-2～-6℃的低温下进行的，此时料液中的水分会结冰，但由于搅拌作用，水分只能形成4～10μm的均匀小结晶，而使冰淇淋的组织细腻、形体优良、口感滑润。 (3)使冰淇淋得到合适的膨胀率 在凝冻时，由于不断搅拌及空气的逐渐混入，使冰淇淋体积膨胀而获得优良的组织和形体，使产品更加适口、柔润和松软。 (4)使冰淇淋稳定性提高 由于凝冻后，空气气泡均匀的分布于冰淇淋组织之中，能阻止热传导的作用，可使产品抗融化作用增强。 (5)可加速硬化成型进程 由于搅拌凝冻是在低温下操作，因而能使冰淇淋料液冻结成为具有一定硬度的凝结体，即凝冻状态，经包装后可较快硬化成形。 2.凝冻的过程 冰淇淋的料液的凝冻过程大体分为以下三个阶段： (1)液态阶段 料液经过凝冻机凝冻搅拌一段时间（2～3min）后，料液的温度从进料温度（4℃）降低到2℃。由于此时料液温度尚高，未达到使空气混入的条件，故称这个阶段为液态阶段。 (2)半固态阶段 继续将料液凝冻搅拌2～3min，此时料液的温度降至-1℃～-2℃，料液的粘度也显著提高。由于料液的粘度提高了，空气得以大量混入，料液开始变得浓厚而体积膨胀，这个阶段为半固态阶段。 (3)固态阶段 此阶段为料液即将形成软冰淇淋的最后阶段。经过半固态阶段以后，继续凝冻搅拌料液3～4min，此时料液的温度已降低到-4～-6℃，在温度降低的同时，空气继续混入，并不断的被料液层层包围，这是冰淇淋料液内的空气含量已接近饱和。整个料液体积的不断膨胀，料液最终成为浓厚、体积膨大的固态物质，此阶段即是固态阶段。 3.凝冻设备与操作 凝冻机是混合料制成冰淇淋成品的关键设备，凝冻机按生产方式分为间歇式和连续式两种。冰淇淋凝冻机工作原理及操作如下： (1)间歇式凝冻机 间歇式氨液凝冻机的基本组成部分有机座、带夹套的外包隔热层的圆形凝冻筒、装有刮刀的搅拌器、传动装置以及混合原料的贮槽等。 其工作原理为：开启凝冻机的氨阀（盐水阀）后，氨不断进入凝冻桶的夹套中进行循环，凝冻筒夹套内氨液的蒸发使凝冻圆筒内壁起霜，筒内混合原料由于搅拌器外轴支架上的两把刮刀与搅拌器中轴Ｙ型搅拌器的相向反复搅刮作用，在被冻结时不断混入大量均匀分布的空气泡，同时料液从2～4℃冷冻至-３～-６℃。而形成体积膨松的冰淇淋。 (2)连续式凝冻机 连续式凝冻机（RPL-300型）的结构主要由立式搅刮器、空气混合泵、料箱、制冷系统、电器控制系统等部分组成。其工作原理为:制冷系统将液体制冷剂输入凝冻筒的夹套内，冰淇淋料浆经由空气混合泵混入空气后进入凝冻筒。 动力则由电动机经皮带降速后，通过联轴器带动刮刀轴套旋转，刮刀轴上的刮刀在离心力的作用下，紧贴凝冻筒的内壁作回转运动，由进料口输入的料浆经冷冻冻结在筒体内壁上的冰淇淋就连续被刮削下来。 同时新的料液又附在内壁上被凝结，随即又被刮削下来，周而复始、循环工作，刮削下来的冰淇淋半成品，经刮刀轴套上的许多圆孔进入轴套内，在偏心轴的作用下，使冰淇淋搅拌混合，质地均匀细洁。经搅拌混合的冰淇淋便在压力差的作用下，不断挤向上端。并克服膨胀阀弹簧的压力，打开膨胀阀阀门，送出冰淇淋成品（进入灌装头）。冰淇淋经膨胀阀后减压，其体积膨胀、质地疏松。 4.冰淇淋的膨胀率 冰淇淋的膨胀率（Overrun）指冰淇淋混合原料在凝冻时，由于均匀混入许多细小的气泡，使制品体积增加的百分率。冰淇淋的膨胀率可用浮力法测定，即用冰淇淋膨胀率测定仪测量冰淇淋试样的体积，同时称取该冰淇淋试样的质量并用密度计测定冰淇淋混合原料（融化后冰淇淋）的密度，以体积百分率计算膨胀率. 冰淇淋膨胀率并非是越大越好，膨胀率过高，组织松软，缺乏持久性；过低则组织坚实，口感不良。各种冰淇淋都有相应的膨胀率要求（见表2-11-1），控制不当会降低冰淇淋的品质。影响冰淇淋膨胀率的因素主要有两个方面： (1)原料方面 ①乳脂肪含量越高，混合料的粘度越大，有利膨胀，但乳脂肪含量过高时，则效果反之。一般乳脂肪含量以6%～12%为好，此时膨胀率最好。②非脂肪