冰淇淋是一种复杂的搅打充气胶体体系,在老化过程中,要求冰淇淋乳状液具有静态稳定性,蛋白质和多糖间的热力学不相容性影响冰淇淋乳状液在静态下的储存。而在搅打凝冻过程中,脂肪球发生一定程度的失稳才有利于冰淇淋质构的形成。冰淇淋中的脂肪、蛋白质和乳化剂之间的相互作用会引起蛋白质在脂肪球表面吸附特性以及脂肪结晶特性的改变,进而影响脂肪球的失稳作用和冰淇淋质构的形成。为了保证冰淇淋乳状液在储存过程中的稳定性,研究了两种常用的多糖稳定剂对冰淇淋乳状液静态稳定性的影响;在搅打凝冻过程中,系统地研究了不同乳化剂/脂肪/蛋白质的界面作用、不同蛋白质组成以及加工方式条件下脂肪球的低温失稳机制及其对冰淇淋质构形成的影响。采用荧光光谱法研究了羧甲基纤维素钠(CMC)和瓜尔胶(GG)与乳蛋白之间的相互作用,通过测定油-水界面张力、多糖与乳蛋白在脂肪球表面的吸附量、zeta的变化研究了多糖/乳蛋白在脂肪球表面的吸附特性,基于多糖与乳蛋白在体系中的作用特性研究和探讨了多糖对冰淇淋模拟乳状液静态稳定性和起泡特性的影响。结果表明,CMC能与乳蛋白通过静电相互作用形成非共价复合物,以复合物形式吸附在脂肪球表面和存在连续相中,从而形成黏性增强的网络结构;而GG与乳蛋白不能形成复合物,GG作为亲水胶体存在于连续相中,引起了冰淇淋模拟乳状液显著的相分离;CMC与乳蛋白的非共价结合增强了乳化体系对形变的抵抗能力,增加了乳状液起泡性和泡沫稳定性。当CMC浓度为0.25%时,乳状液的静态稳定性较好,起泡能力和气泡稳定性最佳。研究了单硬脂酸甘油酯、单油酸甘油酯、蔗糖酯与蛋白质在脂肪球表面的竞争性吸附特性,基于DSC法对乳状液中椰子油和奶油的成核特性和晶体生长特性进行了研究,探讨了不同乳化剂/脂肪/蛋白质的界面作用对搅打凝冻过程中脂肪球的失稳作用机制。结果表明,单硬脂酸甘油酯能够替代脂肪球表面的蛋白质,但对无水奶油和椰子油结晶特性影响不同,单硬脂酸甘油酯能降低奶油的成核温度,使晶体生长维数增加,利于脂肪球发生部分聚结作用,但能提高椰子油成核温度,使晶体生长维数降低,不利于脂肪球发生部分聚结作用;单油酸甘油酯不能对蛋白质产生替代作用,脂肪球的失稳主要是因为脂肪晶体生长速率降低和晶体生长维数增加引起的;蔗糖酯浓度高于0.2%时与蛋白质在脂肪球表面发生竞争性吸附作用,蔗糖酯对蛋白质的替代作用是引起脂肪球部分聚结的主导因素;蔗糖酯浓度为0.2%~0.3%时能够使奶油冰淇淋和椰子油冰淇淋获得理想的膨胀率和抗融性。研究了乳蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白和蔗糖酯在脂肪球表面的吸附特性对搅打凝冻过程中脂肪球失稳作用的影响,采用乳清蛋白和大豆蛋白对乳蛋白部分替代,研究了混合蛋白体系中脂肪球的低温失稳机制及对冰淇淋质构形成的影响。蔗糖酯与酪蛋白、乳清蛋白以及大豆蛋白能够产生复合作用,与蛋白质在脂肪球表面的吸附存在复合吸附机制和竞争吸附作用机制;不同的乳蛋白-乳清蛋白比例以及乳蛋白-大豆蛋白比例影响蛋白质在脂肪球表面的吸附特性和脂肪结晶特性。相比于对晶体形态的改变,蔗糖酯与蛋白质的竞争性吸附作用在影响脂肪球的失稳程度上占主导。在混合蛋白体系中,当乳蛋白与乳清蛋白比例为3:7,乳蛋白与大豆蛋白比例为7:3时,脂肪球的部分聚结度最高。此时,冰淇淋具有理想的膨胀率和抗融性。对不同蛋白质组成的物料采用先杀菌后均质和先均质后杀菌的工艺步骤,研究了加工方式对脂肪球低温失稳作用的影响,并进一步研究和探讨了脂肪球稳定性变化对冰淇淋质构形成的作用和影响。先杀菌后均质和先均质后杀菌对乳蛋白冰淇淋乳状液的静态稳定性、脂肪球在搅打凝冻过程中的失稳程度以及冰淇淋的质构特性没有显著影响;对于乳蛋白-乳清蛋白和乳蛋白-大豆蛋白冰淇淋而言,杀菌过程中的热效应引起蛋白质在脂肪球表面吸附和聚集行为的变化,降低了乳状液的静态稳定性,提高了搅打凝冻过程中脂肪球的聚集度,促进了空气泡的充入,但是又降低了脂肪球的部分聚结度,加快了融化过程中气泡的破裂;采用先均质后杀菌的加工方式获得的三种蛋白质冰淇淋的膨胀率、抗融性、气泡的均匀度,以及冰淇淋的感官评定均符合产品的质构和感官质量要求。