Enrichment of ice cream with dietary fibre: Effects on rheological properties, ice crystallisation and glass transition phenomena
Enrichment of ice cream with dietary fibre: Effects on rheological properties,
ice crystallisation and glass transition phenomena
Christos Soukoulis *, Dimitra Lebesi, Constantina Tzia
Laboratory of Food Science and Technology, School of Chemical Engineering, National Technical University of Athens, 5 Iroon Polytechniou str.,
Polytechnioupoli Zografou, 15780 Athens, Greece
article info
Article history:
Received 9 August 2008
Received in revised form 25 October 2008
Accepted 22 December 2008
Keywords:
Dietary fiber
Ice cream
Glass transition
Ice crystallisation
Rheology
abstract
In the present study, the effects of four dietary fibre sources (oat, wheat, apple and inulin) on the rheological
and thermal properties of model sucrose–polysaccharides solutions and ice cream mixes were
investigated. The content of fibre in insoluble compounds increased significantly the viscosity and the
shear thinning behaviour of the model solutions and ice creams, due to the increase of total solids and
the formation of networks comprised of hydrated cellulose and hemicellulose. The increase of soluble
material did not alter significantly the rheology of the samples but limited the freezing point depression
and elevated the glass transition temperatures, indicating a potential cryoprotective action. The use of oat
and wheat fibre favoured viscosity development due to water-binding, whereas inulin caused a remarkable
increase of glass transition temperature (Tg) in model solutions and ice cream mixes, indicating the
reduction of water molecule mobility from the bulk aqueous phase to the ice crystals’ surface. Apple fibre
addition greatly increased viscosity and elevated the Tg values, particularly in the presence of proteins.
Thus, our results suggest the potential use of dietary fibres as crystallisation and recrystallisation phenomena
controllers in frozen dairy products.
1. Introduction
The term dietary fibre is referred to polysaccharides, oligosaccharides
and their hydrophilic derivatives, which cannot be digested
by the human digestive enzymes, to absorbable
components in the upper alimentary tract (Thebaudin, Lefebvre,
Harrington, & Bourgeois, 1997). Chemically defined, dietary fibres
include a group of heterogeneous substances such as celluloses,
hemicelluloses, lignins, pectins, and seeweed or bacteria-derived
gums. A large number of studies dealing with the physiological
and nutritional aspects of dietary fibre has led to their incorporation
in a great number of food products, such as bakery, breakfast
cereals, baby foods, meat products, pasta and yogurts (Gelroth &
Ranhotra, 2001, chap. 23).
The physiological actions promoted by fibre addition in foods
include the maintenance of gastrointestinal health, reduction of
intestine transit time, protection against colon cancer, lowering
of total and low-density lipoprotein cholesterol in the blood serum,
reduction of postprandial blood glucose levels, increase of calcium
bioavailability and reinforcement of the immunological system
(Thebaudin et al., 1997; Tungland & Meyer, 2002). The recommended
daily intake for total fibre for adults has been set at 38 g
for men and 25 g for women (Trumbo, Schlicker, Yates, & Poos,
2002).
Dietary fibres can provide a multitude of functional properties
when they are incorporated in food systems. Thus, fibres addition
contributes to the modification and improvement of the texture,
sensory characteristics and shelf-life of foods due to their waterbinding
capacity, gel-forming ability, fat mimetic, antisticking,
anticlumping, texturising and thickening effects (Dello Staffolo,
Bertola, Martino, & Bevukaqcua, 2004; Gelroth & Ranhotra, 2001;
Thebaudin et al., 1997, chap. 23). The type, as well as the extent
of the furnished functional effects is undoubtedly related to the fi-
bres plant origin, the insoluble to soluble fibre ratio, the fibre–fibre
synergy and interactions with other food components.
Ice cream is a complex colloidal frozen system that consists of
partially coalesced fat droplets, air cells, ice crystals and a continuous
aqueous phase, in which the polysaccharides, proteins, lactose
and mineral salts are dispersed (Marshall, Goff, & Hartel,
2003). Due to the thermodynamic instability of the ice cream,
recrystallisation phenomena occur during storage, leading to the
gradual increase of the ice crystals mean size and the deterioration
of the product quality characteristics (Regand & Goff, 2003). As a
common practice, recrystallisation is effectively controlled by the
addition of hydrocolloids, due to their ability to control water diffusion
from the serum to the ice crystal interface or form cryogels,
which diminish water mobility (Goff, Ferninando, & Schorsch,
1999; Hagiwara & Hartel, 1996; Regand & Goff, 2003). Moreover,
Continuing Education ArticleDisparities in the Availability and Price of Low-Fat and Higher-Fat Milk in US Food Stores by Community Characteristics
การเพิ่มปริมาณของไอศครีมที่มีใยอาหาร: ผลต่อคุณสมบัติการไหล, ตกผลึกน้ำแข็งและปรากฏการณ์เปลี่ยนกระจกเพิ่มปริมาณของไอศครีมที่มีใยอาหาร: ผลต่อคุณสมบัติการไหล, ตกผลึกน้ำแข็งและเปลี่ยนกระจกปรากฏการณ์Christos Soukoulis * Dimitra Lebesi, Constantina Tzia ห้องปฏิบัติการอาหาร วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวิชาวิศวกรรมเคมีมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งชาติเอเธนส์ 5 Iroon Polytechniou STR. Polytechnioupoli Zografou, 15780 เอเธนส์กรีซข้อมูลบทความประวัติศาสตร์บทความที่ได้รับ9 สิงหาคม 2008 ที่ได้รับในรูปแบบปรับปรุง 25 ตุลาคม 2008 ได้รับการยอมรับ 22 ธันวาคม 2008 คำสำคัญ: ใยอาหารไอศครีมแก้วการเปลี่ยนแปลงตกผลึกน้ำแข็งรีโอโลยีที่เป็นนามธรรมในการศึกษาปัจจุบันผลกระทบของสี่แหล่งใยอาหาร(ข้าวโอ๊ตข้าวสาลีแอปเปิ้ลและอินนูลิน) ในการไหลคุณสมบัติและความร้อนของรูปแบบการแก้ปัญหาน้ำตาลซูโครส-polysaccharides และผสมไอศครีมได้รับการตรวจสอบ เนื้อหาของเส้นใยที่ไม่ละลายในสารที่เพิ่มขึ้นอย่างมากความหนืดและพฤติกรรมบางเฉือนของโซลูชั่นรูปแบบและไอศครีมเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของของแข็งทั้งหมดและการก่อตัวของเครือข่ายประกอบด้วยเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและไฮเดรท การเพิ่มขึ้นของที่ละลายน้ำได้วัสดุที่ไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญไหลของตัวอย่าง แต่ จำกัด ภาวะซึมเศร้าจุดเยือกแข็งและยกระดับอุณหภูมิสภาพแก้วแสดงให้เห็นการกระทำที่อาจเกิดขึ้นcryoprotective การใช้ข้าวโอ๊ตและเส้นใยข้าวสาลีได้รับการสนับสนุนการพัฒนาความหนืดเนื่องจากน้ำที่มีผลผูกพันในขณะที่อินนูลินที่เกิดจากการที่โดดเด่นเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิการเปลี่ยนกระจก(TG) ในการแก้ปัญหารูปแบบและผสมไอศครีม, ชี้ไปที่การลดลงของการเคลื่อนไหวของโมเลกุลน้ำจากเฟสน้ำจำนวนมากเพื่อพื้นผิวผลึกน้ำแข็ง ' ใยแก้วนำแอปเปิ้ลนอกจากนี้ยังมีความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างมากและสูงค่า Tg โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปรากฏตัวของโปรตีน. ดังนั้นผลของเราขอแนะนำให้ใช้ศักยภาพของเส้นใยอาหารเป็นตกผลึกและปรากฏการณ์ recrystallisation ควบคุมในการแช่แข็งผลิตภัณฑ์นม. 1 บทนำระยะใยอาหารจะเรียก polysaccharides, oligosaccharides และอนุพันธ์น้ำของพวกเขาที่ไม่สามารถย่อยสลายโดยเอนไซม์ย่อยอาหารของมนุษย์ที่จะดูดซึมองค์ประกอบในทางเดินอาหารส่วนบน(Thebaudin, บวรีแฮร์ริงและชนชั้นกลาง, 1997) กำหนดเคมีเส้นใยอาหารรวมกลุ่มของสารที่แตกต่างกันเช่น celluloses, เฮมิเซลลูโลส, lignins, pectins และ seeweed หรือแบคทีเรียที่ได้มาจากเหงือก จำนวนมากของการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับสรีรวิทยาด้านและโภชนาการของใยอาหารที่ได้นำไปสู่การรวมตัวกันของพวกเขาในจำนวนมากของผลิตภัณฑ์อาหารเช่นเบเกอรี่, อาหารเช้าซีเรียลอาหารทารก, ผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์, พาสต้าและโยเกิร์ต (Gelroth และ Ranhotra 2001 , เด็กชาย. 23). การกระทำทางสรีรวิทยาการส่งเสริมการลงทุนโดยการเพิ่มเส้นใยในอาหารรวมถึงการบำรุงรักษาสุขภาพระบบทางเดินอาหารลดเวลาการขนส่งลำไส้, การป้องกันมะเร็งลำไส้ใหญ่ลดคอเลสเตอรอลไลโปโปรตีนรวมและความหนาแน่นต่ำในเลือดที่ลดลงของภายหลังตอนกลางวันระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นจากแคลเซียมดูดซึมและการเสริมแรงของระบบภูมิคุ้มกัน(Thebaudin et al, 1997;. Tungland และเมเยอร์, 2002) แนะนำการบริโภคประจำวันสำหรับเส้นใยรวมสำหรับผู้ใหญ่ที่ได้รับการตั้งอยู่ที่ 38 กรัมสำหรับผู้ชายและ25 กรัมสำหรับผู้หญิง (Trumbo, Schlicker เยตส์และ Poos, 2002). เส้นใยอาหารที่สามารถให้ความหลากหลายของคุณสมบัติการทำงานเมื่อมีการจัดตั้งขึ้นในอาหารระบบ ดังนั้นเส้นใยนอกจากนี้ก่อให้เกิดการปรับเปลี่ยนและปรับปรุงพื้นผิวที่มีลักษณะทางประสาทสัมผัสและอายุการเก็บรักษาของอาหารที่เกิดจากการwaterbinding ของพวกเขากำลังการผลิตความสามารถเจลขึ้นรูปการลอกเลียนแบบไขมันantisticking, anticlumping, texturising และผลกระทบที่หนา (Dello Staffolo, Bertola, มาร์ติโนและ Bevukaqcua 2004; & Gelroth Ranhotra 2001;.. Thebaudin et al, 1997, เด็กชาย 23) ประเภทเช่นเดียวกับขอบเขตของผลกระทบที่ได้รับการตกแต่งการทำงานที่เกี่ยวข้องอย่างไม่ต้องสงสัยกับ fi- พืช Bres ที่ไม่ละลายน้ำอัตราส่วนเส้นใยที่ละลายน้ำ, เส้นใยไฟเบอร์การทำงานร่วมกันและการมีปฏิสัมพันธ์ที่มีส่วนประกอบของอาหารอื่นๆ . ไอศครีมมีความซับซ้อนคอลลอยด์แช่แข็ง ระบบที่ประกอบด้วยรวมตัวกันบางส่วนหยดไขมันเซลล์ปรับอากาศผลึกน้ำแข็งและต่อเนื่องเฟสน้ำซึ่งpolysaccharides โปรตีนแลคโตสและเกลือแร่จะแยกย้ายกันไป(มาร์แชลล์กอฟฟ์และ Hartel, 2003) เนื่องจากความไม่แน่นอนทางอุณหพลศาสตร์ของไอศครีมที่ปรากฏการณ์ recrystallisation เกิดขึ้นในระหว่างการจัดเก็บข้อมูลที่นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปของผลึกน้ำแข็งขนาดและหมายถึงการเสื่อมสภาพของลักษณะคุณภาพของผลิตภัณฑ์(Regand และกอฟฟ์, 2003) ในฐานะที่เป็นปฏิบัติทั่วไป recrystallisation ถูกควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการเพิ่มของไฮโดรคอลลอยด์เนื่องจากความสามารถในการควบคุมการแพร่กระจายน้ำจากซีรั่มกับอินเตอร์เฟซผลึกน้ำแข็งหรือรูปแบบcryogels, ซึ่งลดการเคลื่อนไหวของน้ำ (กอฟฟ์ Ferninando และ Schorsch, 1999; Hagiwara และ Hartel 1996; Regand และกอฟฟ์, 2003) นอกจากนี้การศึกษาต่อเนื่อง ArticleDisparities ในการวางจำหน่ายและราคาของไขมันต่ำและสูงไขมันนมในร้านอาหารโดยลักษณะชุมชน
การแปล กรุณารอสักครู่..

ตกแต่งไอศกรีมด้วยใยอาหาร : ผลกระทบต่อสมบัติการไหลและการตกผลึกน้ำแข็ง , คล้ายแก้วของปรากฏการณ์
เสริมไอศครีมด้วยใยอาหาร : ผลกระทบต่อสมบัติการไหลและการตกผลึก , น้ำแข็งปรากฏการณ์คล้ายแก้ว
คุณคริสตอฟ soukoulis * ดิมิตร้า lebesi ด้าน tzia
, ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร คณะวิศวกรรมเคมี ,มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งชาติของกรุงเอเธนส์ iroon polytechniou STR 5 , zografou 15780
polytechnioupoli , เอเธนส์ , กรีซ
บทความข้อมูลบทความประวัติ :
ได้รับ 9 สิงหาคม 2551 ได้รับแก้ไขรูปแบบวันที่ 25 ตุลาคม 2551 22 ธันวาคม 2551
ยอมรับคำหลัก :
ใยอาหาร
แก้วไอศกรีมน้ำแข็งเปลี่ยน
ศึกษาชอกี
ในบทคัดย่อปัจจุบันการศึกษาผลของแหล่งเส้นใยอาหาร 4 ( ข้าวโอ๊ต , ข้าวสาลี , แอปเปิ้ลและอินนูลิน ) ในการไหลและสมบัติทางความร้อนของซูโครส
รูปแบบ–โซลูชั่นและไอศกรีม โดยนำไป
สอบสวน เนื้อหาของเส้นใยที่ไม่ละลายน้ำ สารเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในความหนืดและ
เฉือนบางพฤติกรรมของแบบจำลองโซลูชั่น และ ไอศกรีม เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณของแข็งทั้งหมดและ
การก่อตัวของเครือข่ายประกอบด้วยเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส hydrated . การเพิ่มขึ้นของปริมาณวัสดุไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
ที่รีโอโลยีของตัวอย่าง แต่กัดจุดเยือกแข็ง
และยกระดับแก้วเปลี่ยนอุณหภูมิ แสดงศักยภาพ cryoprotective การกระทํา ใช้ข้าวโอ๊ตและข้าวสาลีได้รับการพัฒนาเส้นใย
ความหนืด เนื่องจากน้ำผูกในขณะที่อินนูลิน ทำให้เพิ่มโดดเด่น
อุณหภูมิคล้ายแก้ว ( Tg ) ในรูปแบบโซลูชั่นและไอศกรีมผสม แสดงให้เห็นว่าการลดการเคลื่อนย้ายโมเลกุลน้ำจาก
เฟสน้ำขนาดใหญ่ในน้ำแข็ง ผลึก ' พื้นผิว แอปเปิ้ลเพิ่มไฟเบอร์
เพิ่มขึ้นอย่างมาก ความหนืด และการยกระดับ TG ค่าในการแสดงตนของโปรตีนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง .
ดังนั้นจากผลการศึกษาศักยภาพของใยอาหาร เช่น การตกผลึกและปรากฏการณ์
recrystallisation ตัวควบคุมในนมแช่แข็ง
1 บทนำ
คำว่าเส้นใยอาหารจะเรียกว่า polysaccharides , โอลิโกแซคคาไรด์
และน้ำ อนุพันธ์ ซึ่งไม่สามารถถูกย่อยโดยเอนไซม์ย่อยอาหารของมนุษย์
เพื่อดูดซึมส่วนประกอบในระบบทางเดินอาหารส่วนบน ( thebaudin เลอเฟบร์
, , & Harrington , ชนชั้นกลาง , 1997 ) เคมีกำหนด อาหารเส้นใย
รวมกลุ่มของข้อมูล เช่น celluloses
hemicelluloses , ลิกนิน , เพคติน , และ seeweed หรือแบคทีเรียที่ได้มา
เหงือก จำนวนของการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับสรีรวิทยา
และด้านโภชนาการของใยอาหารทำให้พวกเขารวมตัวกัน
ในหมายเลขที่ดีของผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น เบเกอรี่ อาหารเช้า
ธัญพืช , อาหารทารก , ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์พาสต้าและโยเกิร์ต ( gelroth &
ranhotra 2001 23 CHAP )
สรีรวิทยาการกระทำโดยใช้เส้นใยในอาหาร
ซึ่งรวมถึงการรักษาสุขภาพของระบบทางเดินอาหาร ลด
เวลาการขนส่งลำไส้ ป้องกันการ มะเร็งลําไส้ใหญ่ ลด
ของทั้งหมดและความหนาแน่นต่ำไลโปโปรตีนคอเลสเตอรอลในเลือด ลดระดับกลูโคสหลังอาหาร
, เลือด , เพิ่มการดูดซึมแคลเซียมและการเสริมแรงของ
ระบบภูมิคุ้มกัน ( thebaudin et al . , 1997 ; tungland & Meyer , 2002 ) แนะนำการบริโภคประจำวัน
เส้นใยรวมสำหรับผู้ใหญ่ที่ได้รับการตั้งค่าที่ 38 g
สำหรับผู้ชายและ 25 กรัมสำหรับผู้หญิง ( trumbo schlicker เยทส์ &ตะโบม , ,
, 2002 )ใยอาหารสามารถให้ความหลากหลายของการทำงานคุณสมบัติ
เมื่อพวกเขาจะรวมอยู่ในระบบอาหาร ดังนั้นเส้นใยเพิ่ม
มีส่วนช่วยในการปรับเปลี่ยนและปรับปรุงของพื้นผิว
ลักษณะทางประสาทสัมผัสและอายุการเก็บอาหารเนื่องจากความจุ waterbinding
ของเจลในไขมันซึ่งล้อเลียน antisticking
, , anticlumping texturising หนา , และผล (
staffolo เดลโล ,bertola Martino , & bevukaqcua , 2004 ; gelroth & ranhotra , 2001 ;
thebaudin et al . , 1997 , 23 CHAP ) ประเภทรวมทั้งขอบเขตของการทำงาน ผลคือตกแต่ง
ไม่ต้องสงสัยเกี่ยวข้องกับ Fi -
เบรสต้นกำเนิด การต่อเส้นใยไฟเบอร์ ( เส้นใยละลาย ,
) และปฏิสัมพันธ์กับส่วนประกอบของอาหารอื่น ๆ .
ไอศกรีมแช่แข็งระบบซับซ้อนที่ประกอบด้วย
คอลลอยด์บางส่วนรวมตัวกันหยดไขมันเซลล์อากาศ ผลึกน้ำแข็งและต่อเนื่อง
เฟสน้ำซึ่งในไรด์ , โปรตีน , แลคโตส และเกลือแร่กระจาย
( มาร์แชล กอฟ& hartel
, , 2003 ) เนื่องจากความไม่แน่นอนทางอุณหพลศาสตร์ของไอศครีม
ปรากฏการณ์ recrystallisation เกิดขึ้นระหว่างกระเป๋าสู่
เพิ่มขึ้นทีละน้อยของผลึกน้ำแข็งขนาดเฉลี่ยและการเสื่อมสภาพ
คุณภาพของผลิตภัณฑ์ลักษณะ ( regand &กอฟ , 2003 ) โดย
เป็นเรื่องธรรมดา recrystallisation ได้อย่างมีประสิทธิภาพควบคุมโดย
เติมไฮโดรคอลลอยด์ เนื่องจากความสามารถของพวกเขาเพื่อควบคุมการแพร่กระจายน้ำจากเซรั่ม
น้ำแข็งคริสตัลหรือรูปแบบ cryogels อินเตอร์เฟซ , ซึ่งลดน้ำ ( กอฟ )
,
ferninando & schorsch , , 1999 ; วาระ& hartel , 1996 ; regand กอฟ& , 2003 ) นอกจากนี้
การศึกษาต่อเนื่อง articledisparities ในบริการและราคาของไขมันต่ำและไขมันสูงกว่านมในอาหาร ร้านค้า โดยลักษณะของชุมชนเรา
การแปล กรุณารอสักครู่..
