Wpływ hydrolizatów kappa karagenu na ograniczenie nadmiernego wzrostu kryształów lodu w lodach mlecznych

Celem pracy było pozyskanie nowych substancji stabilizujących i zaprojektowanie układu mającego na celu ograniczenie procesu rekrystalizacji w trakcie przechowywania lodów mlecznych. Pierwszy etap badań obejmował proces hydrolizy kwasowej κ-karagenu, z wykorzystaniem H₂SO₄ i HCl. Przy użyciu chromatografii żelowej SEC określono masę cząsteczkową otrzymanych hydrolizatów. Następnie podjęto próbę wykorzystania otrzymanych związków jako stabilizatorów do lodów mlecznych. Kolejnym etapem badań była analiza procesu rekrystalizacji na podstawie fotografii kryształów lodu wykonanych po przygotowaniu lodów mlecznych, po tygodniu oraz po miesiącu ich przechowywania, za pomocą mikroskopu Alphaphot-2 YS2 i kamery Nikon DS-F. W badanych próbkach oprócz κ-karagenu i jego pochodnych zastosowano również dodatek żelatyny, gumy guar, alkoholu i gotowych mieszanek stabilizujących firmy Danisco (DuPont). Hydroliza kwasowa z zastosowanie HCl i H₂SO₄ wpłynęła na redukcję masy cząsteczkowej κ-karagenu ok. 10-krotnie. Na podstawie fotografii kryształów lodu zawartych w lodach mlecznych stwierdzono, że obecność hydrolizatów κ-karagenu miała większy wpływ na ograniczenie procesu rekrystalizacji niż dodatek samego κ-karagenu czy dodatek przemysłowych mieszanek stabilizujących. Po miesiącu przechowania średnica kryształów lodu w próbkach lodów z dodatkiem hydrolizatu κ-karagenu uzyskanego po hydrolizie HCl nie przekroczyła 16 μm, podczas gdy w próbkach z dodatkiem niehydrolizowanego κ-karagenu, po tym samym czasie – przekraczała 25 μm.

The objective of the research study was to produce new stabilizing substances and to develop a system to reduce the recrystallization process while storing ice cream products. The first stage of the research comprised an acid hydrolysis process of κ-carrageenan with the use of H₂SO₄ and HCl. A SEC gel permeation chromatography was applied to determine the weight of the hydrolysates produced. Then, an attempt was made to utilize the compounds produced as stabilizers for ice creams. The next research stage was to analyze, with the use of Alphaphot-2 YS2 microscope and Nikon DS-F camera, the process of recrystallization on the basis of the ice crystals images taken instantly after the ice creams were made, after one week and, next, one month of storing them. In addition to κ-carrageenan and its derivatives, gelatin, guar gum, alcohol, and ready-mixed stabilizing mixtures manufactured by Danisco Co. (DuPont) were added to the samples investigated. The acid hydrolysis with the use of H₂SO₄ and HCl caused the molar mass of κ-carrageenan to decrease by ca. 10 times. Based on the images of ice crystals contained in ice cream products, it was found that the presence of κ-carrageenan hydrolysates had a greater effect on reducing the recrystallization process than the addition of κ-carrageenan alone or the addition of industrial compound stabilizers. As regards the ice cream samples with the added κ-carrageenan hydrolysate after hydrolysis with HCl, after one month of storing the ice creams, the equivalent diameter of ice crystals therein did not exceed 16 μm, whereas, as regards the ice cream samples stored for one month and with the non-hydrolyzed κ-carrageenan added, that diameter exceeded 25 μm.