冰淇淋中是由各个连续的和不连续的分散相组成，以水和乳无脂干物质、糖及稳定剂构成其基质，基质中分散着脂肪球、气泡及冰晶。冰淇淋这一复杂的分散体系中任何--种变化都会引起整个体系的变化，从面引起冰淇淋形体、融化性及口感等各项的变化，因而对冰淇淋这一复杂体系的认识是制造加工优质冰淇淋的基础。
从物理化学的观点来看，冰淇淋是一种复杂的真溶液及胶体与乳浊液的混合体系。在这一体系中，糖类及可溶性的盐是以真溶液状态存在，具有分子运动特性，产生较高的渗透压；蛋白质(包括乳清蛋白和酪蛋白)、胶体磷酸盐及稳定剂则处于胶体状态，具有布朗运动，产生较低的渗透压；冰淇淋中的脂肪及乳化剂则处于乳浊状态，大多以脂肪球或脂肪族状态存在，具有较缓慢的布朗运动及重力运动，不会产生渗透压。在凝冻过程中产生的冰晶及气泡属于粗分散体系。
乳化剂在冰淇淋加工过程中的作用
乳化剂其结构上的主要特点是具有亲水的基团和亲油的基团，即具有双亲性。冰淇淋配料中的乳化剂所起的基本作用有二，一是乳化，即使脂肪以稳定的乳化状态分散于冰淇淋的混料中。对于这一作用，冰淇淋配料中的乳蛋白质和磷脂类作为自然的乳化剂再配合均质工艺即可完成。冰淇淋配料中乳化剂的另一个主要作用则是在物料凝冻过程中促进脂肪球一定程度上的附聚与凝聚。
一般情况下，使用乳化剂是为了防止脂肪球凝聚，而在冰淇淋配料中乳化剂的使用则是起到一种控制脂肪球凝聚的破乳作用。这种破乳作用发生在乳化剂与蛋白质相互作用之前，基结果是吸附于脂肪球表面的蛋白层脱落，使脂肪球内部的脂肪从变薄的膜渗出，脂肪球发生凝聚。
一定程度的凝聚对于优质冰淇淋的制造加工是必不可少的，但是如果乳化剂引起脂肪球的过度凝聚则造成了乳脂析出，从而抑制了冰淇淋的起泡性和膨胀率，口感油腻。综上所述，正确选择不同亲油性和亲水性的乳化剂，通过控制脂肪球的凝聚可制造加工出优质冰淇淋。
稳定剂在冰淇淋加工过程中的作用
冰淇淋中常用稳定剂的特性
明胶：根据凝胶强度分为A和B两种，其主要作用是通过凝胶的形成进行固水，有助于降低融化速度，在固形物含量较低的产品中常应用。
角叉菜胶：其主要作用是通过与蛋白质的相互作用防止清液(乳清)分离。使用量一定要控制
准确，以防止粘度较高及不必要的成本增加。角叉菜胶与刺槐豆胶、瓜尔豆胶及乳蛋白质具有协同作用。
黄原胶：独特的流变学特性使其更加适于低固形产品，与刺槐豆胶及瓜尔豆胶具有协同作用。
海藻酸钠：形成凝胶的能力及强度与Ca有关，与牛乳中钙离子作用形成海藻酸钙从而引起乳蛋白质一系列复杂的反应。海藻酸钙可以很好地保持冰淇淋的形态，特别是长期保存的冰淇淋，对防止收缩和组织砂状化十分有效。与Ca+、果胶具有协同作用。
CMC：可使冰淇淋组织滑润，具有良好的咀嚼感，不易变形。常与海藻酸钠同用。
果胶：分高酯果胶和低酯果胶。与Ca+乳蛋白质及海藻酸钠具有协同效应。由于其在糖、酸条件下的凝酸性质使其在Fruitsher-bet及Water ice等产品中十分有用。
瓜尔豆胶：与黄原胶、角叉菜胶具有协同作用。
刺槐豆胶：与黄原胶、角叉菜胶具有协同作用。
微晶纤维素：MCC其粒子本身无固水作用，在剪切作用下分散为胶体状态并活化，如均质过程中的剪切作用。在加工过程中，过高的剪切作用可产生较高的粘度并发生胶凝。在冰淇淋加工中，具有热冲击保护作用。这主要是由于在凝冻过程中MCC可作为晶核，增加冰晶形成的数目，因而降低了冰晶的大小，高剪切作用下凝胶的形成使其具有固水作用。MCC作为晶核可防止过大乳糖结晶的形成，防止冰淇淋砂状感。MCC可在气一液界面上排列.，有利于增加气泡的强度和稳定性，防止收缩；通过形成较小的气泡，为脂肪提供支承作用；细微的泡沫使产品具有丰富的奶油感。MCC十分适用于低脂、低固形物冰淇淋的制造加工。
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