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

• Autorzy: Anna Kamińska-Dwórznicka , Katarzyna Samborska , Katarzyna Rybak

Warianty tytułu

Effect of Kappa Carrageenan Hydrolysates on Limiting Excessive Ice Crystals Growth in Ice Creams

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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. (abstrakt oryginalny)

EN

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. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Dodatki funkcjonalne do żywności; Żywność; Jakość produktów żywnościowych; Technologia produkcji żywności

EN

Functional food additives; Food; Quality of food products; Food production technology

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 22 (2015)
• Numer: nr 5 (102)
• Strony: 87--98

Twórcy

autor

Anna Kamińska-Dwórznicka

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Katarzyna Samborska

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Katarzyna Rybak

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• [1] Adapa S., Schmidt K.A., Jeon I.J., Herald T.J., Flores R.A.: Mechanisms of ice crystallization and recrystallization in ice cream: a review. Food Rev. Int., 2000, 3 (16), 259-271.
• [2] Amamou A.H., Benkhelifa H., Alvarez G., Flick D.: Study of crystal size evolution by focusedbeam reflectance measurement during the freezing of sucrose/water solutions in a scraped-surface heat exchanger. Process Biochemistry, 2010, 45, 1821-1825.
• [3] Arellano M., Flick D., Benkhelifa H., Alvarez, G.: Rheological characterization of sorbet using pipe rheometry during the freezing process. J. Food Eng., 2013, 119, 385-394.
• [4] Delahunty T., Recher L., Hollander D.: Intestinal permeability changes in rodents: a possible mechanism for degraded carrageenan-induced colitis. Food Chem. Toxicol., 1987, 25, 113-118.
• [5] Drewett E.M., Hartel R.W.: Ice crystallization in a scraped surface freezer. J. Food Eng., 2007, 78, 1060-1066.
• [6] Flores A.A., Goff H.D.: Ice crystal size distributions in dynamically frozen model solutions and ice cream as affected by stabilizers. J. Diary Sci., 1999, 82, 1399-1407.
• [7] Flores A.A., Goff H.D.: Recrystallization in ice cream after constant and cycling temperature storage conditions as affected by stabilizers. J. Dairy Sci., 1999, 82, 1408-1415.
• [8] Gaukel V., Karl A., Muller K., Spiess W.E.L.: Einfluss von Antigefrierproteinen auf die Rekristallisation von Eisin ModelllösungenfürEiskrem. Chem. In. Technol., 2003, 4 (74), 454-459.
• [9] Gaukel V., Leiter A., Spiess W.E.L.: Synergism of different fish antifreeze proteins and hydrocolloids on recrystallization inhibition of ice in sucrose solutions. J. Food Eng., 2014, 141, 44-50.
• [10] Goff H.D., Caldwell K.B., Stanley D.W., Maurice T.J.: Influence of polysaccharides on the glass transition in frozen sucrose solutions and ice cream. J. Dairy Sci., 1993, 76, 1268-1277.
• [11] Gruda Z., Postolski J.: Zamrażanie żywności. Wyd. 3. WNT, Warszawa 1999, ss. 73-137.
• [12] Guiseley K.B., Stanley N.F., Whitehouse P.A.: Carrageenan. In: Handbook of Water-Soluble Gums and Resins ed. by Davidson R. L., McGraw-Hill, New York 1980, pp. 51-85.
• [13] Haijin M., Xiaolu J., Huashi G.: A κ-carrageenan derived oligosaccharide prepared by enzymatic degradation containing anti-tumor activity. J. Appl. Phycol., 2003, 15, 297-303.
• [14] Heiss R., Eichner K.: HaltbarmachenvoeLebensmitteln. Chemische, physikalische und mikrobiologischeGrundlagen der Verfahren. Ayflage. Springer, Berlin 2002, pp. 169-170.
• [15] Kamińska A., Lewicki P.P.: Metody ograniczania krystalizacji lodu w procesie zamrażania. Przem. Spoż., 2008, 9 (62), 24-28.
• [16] Kamińska A., Gaükel V.: Kontrola wzrostu kryształów w lodach spożywczych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2009, 1 (62), 57-64.
• [17] Kamińska A., Tarnowska E.: Wpływ dodatków stabilizujących na strukturę kryształów lodu, jakość sensoryczną i właściwości fizyczne lodów mlecznych. W: Wpływ procesów technologicznych na właściwości materiałów i surowców roślinnych. PAN, Warszawa 2010, ss. 57-67.
• [18] Kamińska-Dwórznicka A., Ulanicka U.K.: Badanie udziału wody wymrożonej i niewymrożonej po zamrożeniu roztworów modelowych sacharozy bez dodatku i z dodatkiem substancji ochronnych. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 2012, 571, 59-66.
• [19] Kamińska-Dwórznicka A., Antczak A., Samborska K., Lenart A.: Acid hydrolysis of kappacarrageenan as a way of gaining new substances for freezing process modification and protection from excessive recrystallization of ice. Int. J. Food Sci. Technol., 2015, 5 (8), 1799-1806.
• [20] Kamińska-Dwórznicka A., Matusiak M., Samborska K., Witrowa-Rajchert D., Gondek E., Jakubczyk E., Antczak A.: The influence of kappa carrageenan and its hydrolysates on the recrystallization process in sorbet. J. Food Eng., 2015, 167, part B, 162-165.
• [21] Karlsson A., Singh S.K.: Acid hydrolysis of sulphated polysaccharides.Desulphation and the effect on molecular mass. Carbohydrate Polymers, 1999, 38, 7-15.
• [22] Kluza F., Kozłowicz K.: Gel products properties influenced by freezing in different conditions. Int. J. Refrig., 2012,35, 1715-1721.
• [23] Kozłowicz K.: Charakterystyka wykorzystania wybranych substancji krioochronnych w zamrażaniu i przechowywaniu żywności. Acta Sci. Pol., 2012, 11 (3-4), 13-24.
• [24] Regand A., Goff H.D.: Effect of biopolymers on structure and ice recrystallization in dynamically frozen ice cream model system. J. Dairy Sci., 2002, 85, 2722-2732.
• [25] Regand A., Goff H.D.: Structure and ice recrystallization in frozen stabilized ice cream model systems. Food Hydrocoll., 2003, 17, 95-102.
• [26] Sutton R.L., Wilcox J.: Recrystallization in model ice cream solution as affected by stabilizer concentration. J. Food Sci., 1998, 61, 9-11.
• [27] Yang B., Yu G., Zhao X., Jiao G., Ren S., Chai W.: Mechanism of mild acid hydrolysis of galactan polysaccharides with highly ordered disaccharide repeats leading to a complete series of exclusively odd-numbered oligosaccharides. FEBS J., 2009, 7 (276), 2125-2137.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2015/102/073