一、实验目的（预期学习成果）
1.掌握冰淇淋的制作原理、工艺流程、仪器设备、操作要点及品质鉴定方法（冰淇淋膨胀率的测定）；了解影响冰淇淋加工、品质和安全的主要技术因素和关键问题；
2.提高实验设计、数据处理分析以及实验研究报告撰写能力；
3.加深理解实验研究中个人与团队的关系，培养团队协作意识和能力。
二、课程思政教学内容与设计
思政点①：介绍冰激凌的诞生和发展：冰激凌100年前就出现了，但直到连续式凝冻机出现后才在全世界推广开来。
教学方法：教师课堂讲授、播放视频资源。
思政育人预期成效：让学生领会科学问题的解决最终目的是要落地，成果要实现实际转化。
思政点②：在课前，要求学生在《食品添加剂使用标准》(GB2760-2014)中查阅单甘脂、CMC等在冰淇淋加工过程中要使用的食品添加剂的使用方法、添加量等标准规定；在课堂实验中，要求学生严格按照国标规定的方法使用上述食品添加剂，并向学生介绍超量、超范围使用食品添加剂的危害，以及国家法规中对相应违法行为的处罚办法。
教学方法：教师课堂讲授、学生自主实验操作。
思政育人预期成效：树立正确的职业道德观，培养学生高尚的品德、过硬的专业知识和技能。
三、实验原理
冰淇淋是以稀奶油为主要原料，其中添加牛乳、水、砂糖、香料及稳定剂等辅料经混合、杀菌、均质、老化、凝冻而成。冰淇淋由约50％的空气，32％的水分和18％的干物质构成。凝冻是冰淇淋加工的最重要工序，是达到冰淇淋膨化率的重要操作。通过凝冻使冰淇淋的水分形成微细的冰结晶；使空气进入并将空气均匀地混合于混合料中，呈微小气泡状态；使冰淇淋成型效果好；对冰淇淋质量和产量有很大关系。凝冻工序是通过凝冻机完成的。连续式凝冻机工作时，混合料经由空气混合泵混入空气后，进入凝冻筒。制冷系统将液体制冷剂输入凝冻筒的夹层内。凝冻筒内的刮刀由电动机经带传动降速后，通过牙嵌式联动轴带动作旋转运动。由进料口进入凝冻筒的料液与筒外夹套内制冷剂进行热交换，把自身热量传给制冷剂，制冷剂吸热汽化，而料液则被冷冻在筒体内壁上。由于刮刀的不断旋转运动，将筒内壁上的冻结冰淇淋刮削下来，同时新的料液又附在内壁上冻结，随即又被刮削下来。刮削下来的冰淇淋半成品，经由刀轴上的许多圆孔进入空心轴内，在偏心轴的作用下被搅拌均匀。由于料液被空气混合泵不断地压入，给筒内料液以压力，不断挤向上端，并克服膨胀阀弹簧的压力，使膨胀阀阀门打开，压力下降，冰淇淋中的空气泡膨胀，使产品变得疏松，生产出冰淇淋。
三、实验要求
1．实验前进行预习，了解冰淇淋的制作原理以及本实验的要求和安排；教师在实验前进行提问，检查学生的预习情况。
2．以3-4人为一个实验小组，根据实验内容和流程实进行合理分工与合作注意工序的衔接与整合，争取实验效率最大化，确保在规定时间内完成实验任务。
3．根据实验条件，自行拟定实验方案，并向指导老师汇报，经审核同意后按拟定步骤开展实验。
4．在冰淇淋制作完成后，进行实验成果展示和评价（包括自评、他评和师评），并进行全班集中讨论，分享实验心得。
5．实验结束后，将实验仪器设备清洗干净后放回原位，并清理实验台面。
6．整理、分析实验数据，撰写实验报告。
四、材料、用具及设备
1．原辅料全脂奶粉、全脂甜炼乳、奶油、鲜鸡蛋液、砂糖、棕榈油、冰淇淋复合稳定乳化剂CMC或黄原胶、香精、色素、单甘酯、水等。
2．实验设备及仪器电子天平、电磁炉、胶体磨、冰淇淋机、不锈钢锅、水浴锅、均质机、连续凝冻机、低温冰柜、温度计、低温温度计、旋转粘度计、高剪切机、热水器、2000ml烧杯、5L不锈钢桶、盛冰淇淋塑料杯及盖、2000ml、1000ml量筒、5ml、1ml、2ml移液管、吸耳球、石棉网、80目和100目不锈钢筛、玻璃搅拌棒、木质搅拌器等。
五、工艺流程及操作要点
配方 按2.5kg计，全脂奶粉8%、奶油5%、白糖14%、单甘酯0.25%、CMC 0.35%、水72.4%。
工艺流程：
设计配方→原料称量→混合→过滤→杀菌→冷却→均质→冷却→老化→凝冻→灌装→速冻硬化→低温贮藏
操作要点：
1．根据各种原材料的成份按实验目标计算各原料的含量、即设计配方。
2．复核过的各种原材料，在配制混合原料前必须经过处理，现将各种原料的处理方法介绍如下：
鲜乳可先用100目不锈钢筛进行过滤，以除去杂质。
冰牛乳在使用前，可先击成小块。然后置入烧杯或不锈钢桶中加热溶解，再经过滤。
乳粉在配制前应先加水溶解，然后采用高剪切机充分搅拌一次，使乳粉充分混合以提高配制混合原料的质量。
砂糖应加入适量的水，加热溶解成糖浆并经100目筛过滤。
鲜蛋或冰蛋在配制时，可与鲜乳一起混合、过滤。若用蛋粉可与乳粉一起加水混合，并经高剪切机混合。
奶油或人造奶油在配制前，应先检查其表面是否有杂质存在。如有杂质，则应预先处理后用小刀切成小块。
3．原料混合的顺序宜从浓度低的水、牛乳等液体原料，次而粘度高的炼乳等液体原料，再而砂糖、乳粉、乳化剂、稳定剂等固体原料，最后以水作容量调整。混合溶解时的温度通常40-50℃。
4．巴氏杀菌，混合料杀菌时必须控制温度逐渐由低而高，不宜突然升高，时间不宜过长，否则蛋白质会变性，稳定剂也可能失去作用。灭菌温度应控制在75-78℃，时间15min。杀菌时应将各种原料进行充分搅拌，充分混合。
5．杀菌的混合料通过80目筛过滤后进行均质。均质压力为12-15MPa，均质温度控制在65-70℃。
均质的作用：增加混合料的粘度，凝冻搅拌时气泡容易混入，提高膨胀率，且能够使组织滑润、防止脂肪分离，还能提高脂肪的消化率，增强成品的稳定性，不易融化。
6．冷却、老化。将均质后的混合料冷却至8-10℃。放入老化桶，用冷却盐水快速降温至2-4℃进行老化，老化时间4-6小时。在凝冻前30min将香精加入老化桶并搅匀。增加蛋白质与稳定剂的水合作用，促进脂肪的乳化，提高混合料稳定性和粘性。
7．凝冻在连续式冰淇淋凝冻机中，混合料温度降低，附着在内壁的浆料立即冻结成冰淇淋霜层，在紧贴凝冻筒内壁并经快速飞转的两把刮刀刮削，在偏心棒的强烈搅拌和外界空气的混合等作用下，使乳化了的脂肪凝聚，混合料逐渐变厚，体积膨大成为轻质冰淇淋。
将老化好的混合料在冰淇淋冻结机内进行冻结处理的过程称为凝冻。在冰淇淋生产中，凝冻过程是将混合料置于低温下，在强制搅拌下进行冻结，使空气以极微小的气泡状态均匀分布于混合料中，物料形成细微气泡密布、体积膨胀、凝结体组织疏松的过程凝冻的条件：混合料的温度与凝冻前混合料的温度以不超过5℃为宜。
冻结机的温度加入混合料前凝冻机的温度应在-5℃左右，混合料加入后不致使温度升高过多。
速度及凝冻时间搅拌转速应保持在150-200转/min。搅拌10-15min后即可制成膨胀率为80-100％的成品冰淇淋，此时成品温度约在-2--3℃的范围内。
8．灌注、装盘、速冻、硬化。速冻室温度控制在-30- -35℃，硬化至冰淇淋中心温度-18℃，即可装入冰柜。
六、产品质量标准和感官评定
感官指标从色泽、形态、气味、滋味、质感、杂质等方面对成品进行感官评定（表4-2）。
表4-2冰淇淋感官评定项目
冰淇淋的膨胀率采用体积计算法，即根据称量的同重量混合原料的体积与同重量冰淇淋的体积，按照下列计算公式进行计算：
式中，Ｂ-膨胀率（％），V1-为同重量下冰淇淋的容积，Vm-为同重量下混合原料的容积。
制作出冰淇淋产品，产品应符合下列要求：
总固形物含量≥32%；脂肪含量≥10%；蛋白质含量≥3.2%；砂糖含量≥16%；膨化率≥80%。
七、思考题
1．影响冰淇淋产品质量的因素有哪些？如何控制？
2．如何评价冰淇淋的质量？
3．生产冰淇淋时，有时发生膨胀率不高，影响冰淇淋膨胀率的因素可能有哪些？（从原料、设备、操作等方面去分析）