来自北京工商大学、北京食品营养与人类健康高精尖创新中心的赵雯，张健和姜芸云等人基于蛋白质和多糖在食品基质中的相互作用，选用MPC、菊粉和葡聚糖3?种常见蛋白质和碳水化合物基质的脂肪替代品，并将菊粉和葡聚糖分别与MPC混合，以乳脂肪制作的冰淇淋为对照，经过巴氏杀菌、均质、老化、搅打、凝冻等步骤，以冰淇淋浆料的膨胀率、融化率、稳定性、粒径分布、黏度和动态流变学性质为指标，通过比较2 种类型脂肪替代品的差异及其是否产生良好的类似脂肪感官效果，研制适于低脂软冰淇淋加工的脂肪替代物。
1.冰淇淋的理化指标分析
6 组冰淇淋浆料的pH值变化范围为6.22～6.48，滴定酸度范围为0.33～0.48°T。除菊粉组与葡聚糖组滴定酸度较低之外，其他几组并没有显着差别。通常而言，pH值降低，蛋白质-多糖-水之间的相互作用力减弱，静电平衡力减弱，形成的三维网络结构不够稳定。
对照组稳定性最好，其次为菊粉组和葡聚糖组，MPC组稳定性最差。75 ℃、15 min的巴氏杀菌过程可能导致MPC变性，降低稳定性。
M-I、M-D组的稳定性居于两种类型的脂肪替代品之间，表明菊粉和葡聚糖的加入可以对MPC的弱稳定性起到改善作用。
各组冰淇淋样品之间的膨胀率并没有显着差异。融化率结果表明，MPC组冰淇淋最先开始融化但融化率最低，菊粉组和葡聚糖组冰淇淋融化率最高，MPC组融化较慢可能归因于其较高的浆料黏度进而延缓其融化速率。对照组冰淇淋中，脂肪球群集和团聚可以稳定冰淇淋结构中的气泡，延缓冰淇淋的融化速率。
2.黏度特性分析
在所有组别中，添加MPC制作的无脂冰淇淋浆料黏度最高（680～850 Pa·s），菊粉组和葡聚糖组浆料黏度最低，分别为40～60、60～80 Pa·s，M-I组、M-D组与对照组黏度更为接近（200～300 Pa·s）。
2 种碳水化合物类脂肪替代品冰淇淋浆料的黏度没有显着差异。M-I组和M-D组无脂冰淇淋浆料的黏度与对照组较为接近，可能是由于高黏度的MPC与低黏度的菊粉或葡聚糖混合，使浆料具有与对照组相似的黏度范围。
3.粒径分布
在4 ℃条件下，对照组冰淇淋浆料的平均粒径分布在233.7 nm左右。该温度为冰淇淋的老化温度，在老化过程中，冰淇淋浆料中的多种成分发生水合，聚集成胶束，该胶束直径范围分布较为宽泛。37 ℃条件下对照组粒径变小，可能与蛋白质胶束解聚合相关（10～100 nm）。
葡聚糖组与M-I组冰淇淋浆料粒径分布情况与对照组较为接近，在4 ℃条件下呈单峰分布，平均粒径分布分别为214 nm和276.7 nm。37 ℃条件下，粒子间的聚集能力减弱，小的颗粒从体系中分离出来，形成平均粒径分别为68.09 nm和124.8 nm的双峰，表明温度升高使得部分聚集在一起的颗粒解聚合。相对于葡聚糖而言，M-I组粒径分布主要集中于100～1000 nm范围。
4 ℃条件下，MPC组、菊粉组和M-D组均出现分别位于10～100 nm和100～1000 nm之间的双峰，表明部分小颗粒在老化等加工过程中不倾向于发生聚集行为。其中葡聚糖组颗粒分布范围较为集中。37 ℃条件下，大的颗粒聚集完全松散开，出现位于30 nm附近的单峰。与菊粉相比，葡聚糖具有更多疏水性外端、更为复杂的支链结构和更多的阴离子基团以及更小的分子质量，这些都可能影响多糖类物质与蛋白质之间的相互作用，使得M-I组和M-D组具有不同类型的峰分布。
4.动态流变学测定结果
扫描频率对冰淇淋样品G’、G”和tanδ的影响
所有冰淇淋浆料的G’和G”都随着频率的增加而增加，表明样品属于黏弹性体。对照组具有最高的G’和G”，剪切频率小于1 Hz时，G”＞G’；频率大于1 Hz时，G’＞G”，二者在1 Hz的剪切频率下有交点。表明溶液由黏性行为（G”＞G’）向弹性行为（G’＞G”）转变。其他几组冰淇淋浆料为G”＞G’，并且没有交点存在。
在0.01 Hz的剪切条件下，tanδ由大到小依次为：菊粉组＞M-I组＞葡聚糖组＞MPC组＞M-D组＞对照组。由于tanδ=G”/G’，tanδ越大，样品更趋向于黏性/流体行为，tanδ越小，样品越趋向弹性/固体性质。所有实验组tanδ均大于1并且呈递减趋势，表明不论使用蛋白质类或者碳水化合物类或将二者混合作为脂肪替代品，体系均由黏性行为主导并逐渐转为弹性行为，当剪切频率大于1 Hz，趋于稳定。
温度对冰淇淋样品G’、G”和tanδ的影响
随着温度升高，对照组冰淇淋的G’和G”略有上升，相对较为稳定。随着温度升高，蛋白质解螺旋，作为稳定剂的多糖分子长链打开，与脂肪形成稳定的网络结构，体系对机械剪切的阻力增大，表现为G’和G”逐渐增加。葡聚糖组、M-I组和M-D组均随着温度上升，其G’和G”先下降后上升。
3 组中以葡聚糖组转变最为显着，而菊粉组和MPC组则是随着温度升高持续下降。光散射结果表明，随着温度升高，葡聚糖组、M-I组和M-D组冰淇淋浆料的粒径分布由较大的直径范围向较小的直径范围移动。 而菊粉组与MPC组在4 ℃老化后，出现小尺寸的颗粒峰，当温度升高时颗粒间不易发生相互作用，球形结构蛋白质趋向于椭球形转变，菊粉糖链由无序变为有序，G’和G”持续降低。
随着温度升高，对照组tanδ始终小于1并保持稳定，体系表现为良好的弹性行为。所有实验组tanδ均是随着温度先升高后降低，表明随温度上升，冰淇淋浆料在口腔中缓慢融化，由固态向液态转变，呈现流体状态，当浆料融化完全，水分子开始蒸发，体系密度增大，逐渐由液态向凝胶态转变。
5.感官评价结果
MPC组冰淇淋具有较高的黏稠感和口融性。菊粉组、M-I组、M-D组具有较好的顺滑感，菊粉对产品顺滑感的改善归因于其良好的结合水分子能力，同时实验结果表明，经过一系列加工过程，菊粉组冰淇淋具有最小的粒径分布且经过口腔温度处理后，菊粉组冰淇淋的粒径分布更小且均匀。
M-I组、M-D组具有与对照组相似的G’和tanδ，扫描频率条件下，M-D组动态流变学特性与对照组更为接近。在颗粒感方面，几组脂肪替代品具有细小的差异，MPC组和葡聚糖组颗粒感相对明显。此外，研究表明葡聚糖会影响冰淇淋浆料冰点，产生较多的冰结晶。温度扫描结果同样显示葡聚糖组G’变化最为显着，这可能与其体系中冰晶含量较多相关。体系中的冰晶受热融化、蒸发，对仪器测定的数值产生影响。冰晶越多，该影响越显着。对4 组感官评价结果进行综合分析，结果表明M-I组、M-D组感官评价得分最高。
6.感官评价与粒径分布、动态流变学指标相关性分析
将4 组感官指标加和后取平均值作为评价指标，以不同温度下的平均粒径分布，1 Hz扫描频率和8 ℃的G’和tanδ为自变量，用SPSS 19.0统计分析软件，建立多元回归方程：Y=59.85－0.005X1 －0.661X2 －0.398X3 －6.557X4 －7.682X5 ，R2 =0.997。Y为感官评价中4?项指标的加和；X1 为平均粒径分布；X2 为1 Hz下的G’；X3为1 Hz下的tanδ；X4 为8 ℃的G’；X5 为8 ℃的tanδ。
结 论
不同实验组冰淇淋在pH值、滴定酸度和膨胀率方面无明显差异，葡聚糖及菊粉的添加增加了体系稳定性，MPC可以增加体系黏度并延缓融化速率。葡聚糖组冰淇淋具有与对照组冰淇淋相似的粒径分布，而MPC组、菊粉组和M-D组的粒径更小且分布更为集中。M-I组和M-D组的频率扫描和温度扫描的动态流变学参数与对照组更为接近。感官评价分析表明，M-I和M-D组具有较好脂肪类似的口感。回归分析进一步得到整体口感与温度依赖的动态流变学参数的回归模型，为模拟低脂软冰淇淋顺滑细腻的口感提供可行的评价方法。
