用液氮作冷源制作冷品技術研究

楊添棋（吉林省長春市東北師范大學物理學院）

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用液氮作冷源制作冷品技術研究

楊添棋
（吉林省長春市東北師范大學物理學院）

一般來講，人們日常食用的冰淇淋都是由乳制品、甜味劑、調味劑等材料預處理混合后，經殺菌、均質、老化、凝凍制成的，耗時較長，成本較高。液氮是一種能使物體快速降溫的較為新奇的事物。如今人們期待方便、快捷的生活方式，對新奇事物更是有著不斷的追求，為了迎合大眾心理，小組成員在商討后，一直覺得將研究內容設定為：在只備有最基本的原材料的情況下，尋求最佳口感冰淇淋的配方。通過查閱資料，了解到液氮質量為原材料質量30% ～40%時，所制得的冰淇淋軟硬適中，口感最佳，由此，本實驗控制液氮、淡奶油、純牛奶、綿白糖等原材料質量不變，通過改變加入水的質量來改變冰淇淋口感。

1.實驗設備與材料

材料主要有：液氮（低溫實驗室提供），雀巢淡奶油，廣澤純牛奶，核靈綿白糖，另外還購買了原料，如純凈水、美汁源爽粒紅葡萄汁等。

容器有一下幾種：寬口杜瓦瓶、不銹鋼盆（直徑約25cm）、攪拌工具（金屬材質勺）。

2.實驗原理

液態氮氣，簡稱為液氮。惰性的，無色，無臭，無腐蝕，不可燃，常壓下溫度為-196℃，在空氣中迅速揮發；氮在空氣中的體積比為78.03%。由此，液氮可被用作冷源制作可食用的冰淇淋。液氮溫度極低，在冷凍時采用液氮罐中蒸發的-80℃氮氣快速降溫，使冰淇淋液立即凍結，使冰淇淋的營養成分、形狀等不被破壞。

3.實驗方案與研究過程

實驗分三次進行，始終保持液氮、純牛奶、綿白糖、果汁的用量不變，改變純凈水的用量來完成實驗。第一次不加入純凈水，為無水冰淇淋；第二次加入少量純凈水，為少水冰淇淋；第三次加入較多量純凈水，為多水冰淇淋。

3.1實驗操作步驟

3.1.1無水冰淇淋制作

（1）向不銹鋼盆中加入淡奶油125 ml、純牛奶125 ml、綿白糖50 g、果汁30 ml、純凈水0 ml；

（2）將盆中液體進行充分攪拌，形成質地細膩、粘稠的冰淇淋液；

（3）向混合均勻的冰淇淋液中倒入約70ml液氮，充分攪拌；

（4）此時冰淇淋初步完成冷凍過程，但質地較軟，繼續加入液氮50 ml，充分攪拌，直至冰淇淋液完全凝固，無水冰淇淋完成。

3.1.2少水冰淇淋制作

（1）向不銹鋼盆中加入淡奶油125 ml、純牛奶125 ml、綿白糖50 g、果汁30 ml、純凈水30 ml；

（2）將盆中液體進行充分攪拌，形成質地細膩、黏稠的冰淇淋液；

（3）向混合均勻的冰淇淋液中倒入約70ml液氮，充分攪拌；

（4）此時冰淇淋初步完成冷凍過程，但質地較軟，繼續加入液氮50 ml，充分攪拌，直至冰淇淋液完全凝固，少水冰淇淋完成。

3.1.3多水冰淇淋制作

（1）向不銹鋼盆中加入淡奶油125 ml、純牛奶125 ml、綿白糖50 g、果汁30 ml、純凈水90 ml；

（2）將盆中液體進行充分攪拌，形成質地細膩、黏稠的冰淇淋液；

（3）向混合均勻的冰淇淋液中倒入約70ml液氮，充分攪拌；

（4）此時冰淇淋初步完成冷凍過程，但質地較軟，繼續加入液氮50 ml，充分攪拌，直至冰淇淋液完全凝固，多水冰淇淋完成。

3.2實驗意外及處理

在實驗進行到3.1.2（3）時，出現意外。由于小組成員初次使用寬口杜瓦瓶倒液氮，操作上存在錯誤：倒液氮的速度過慢，導致部分極低溫液氮流入杜瓦瓶真空層中，冷熱相差過大，致使杜瓦瓶破碎。

處理：將破碎玻璃拾起，將不銹鋼盆中的原材料倒掉，將盆洗凈，重新進行原料配比。更換新的寬口杜瓦瓶，繼續按照3.1.2完成制作。

3.3實驗注意事項

（1）液氮被轉移到寬口杜冷瓶后，在不使用時一定要將瓶口蓋住，以防止液氮揮發；

（2）在將液氮從杜冷瓶倒出時，注意速度不能過慢，以防止杜冷瓶爆炸；

（3）由于液氮溫度極低，實驗器材一定要使用金屬材質，必要時需要佩戴隔熱手套，以防凍傷；

（4）制作好冰淇淋后應盡快食用，液氮在空氣中容易揮發，冰淇淋很容易化掉。

3.4實驗成本分析

本次實驗研究，購買淡奶油花費15.9（元/瓶）×5（瓶）=79.5（元），純牛奶花費1.3（元/袋）×7（袋）=9.1（元），綿白糖花費5.5（元/袋）×1（袋）=5.5（元），果汁（葡萄汁、橙汁）花費3.3（元/瓶）×2（瓶）=6.6（元），水果（香蕉）花費1.9（元/斤）×1.37（斤）=2.6（元），液氮約2L（低溫實驗室提供）。本次實驗除去液氮共花費103.3元。

小組成員11人，人均9.4元，與市面上普通冰淇淋價格基本持平，但味道、口感均優于普通冰淇淋，且為大家自己動手、獨立完成，制作過程亦十分美妙，建議大家日后想吃冰淇淋，可以采用本方法獨立完成。

3.5冰淇淋成品展示

采用不同配方和不同制作工藝制作的冷品樣品。（圖略）

3.6實驗結果分析

小組成員依據《冰淇淋的感官評定方法與感官質量控制》對自制冰淇淋進行評定，分析結果如下：

感官指標以及評定標準：

（1）滋味和氣味：無水及少水冰淇淋均滋味和順，香氣純正，多水冰淇淋口感過硬，但三種配方冰淇淋均符合其應有滋味，無異味。

（2）組織狀態：無水冰淇淋細膩，均勻，無空洞；少水冰淇淋較為均勻，無空洞；多水冰淇淋粗糙、較為不均勻，空洞較多。

（3）雜質：三種配方冰淇淋均無肉眼可見的雜質。

4.結論

通過以上分析，不難發現，無水冰淇淋口感、色澤、氣味、組織狀態等方面均為最佳，為本次試驗尋找到的最佳口味冰淇淋配方。

參考文獻：

李淑儀.新型冰淇淋設備［J］.中國食品工業，2000（06）.

·編輯薛直艷