Изучение процесса размораживания мороженого с яблочным пюре методом низкотемпературной 1Н ЯМР-спектроскопии

Abstract

Методом низкотемпературной 1Н ЯМР-спектроскопии изучен процесс размораживания основных компонент мороженого с яблочным пюре при его таянии в диапазоне температур от -60 °С до 0 °С. Получены спектры 1Н ЯМР смеси стандартного химического состава и смесей, стабилизированных яблочным пюре с повышенным содержанием растворимого пектина. Установлено, что содержание сильно- и слабосвязанной воды в смесях с яблочным пюре и со стабилизатором структуры практически одинаково на фоне некоторых отличий величины межфазной энергии. Однако параметры слоев связанной воды значительно отличаются в присутствии молочных белков, что выражается в повышении количества сильносвязанной воды в смеси молочно-яблочного мороженого. Установлено, что характер распределения по радиусам кристаллов льда зависит от химического состава смесей и обусловлен как величиной связанной воды, так и значением межфазной энергии. При этом размеры кристаллов льда уменьшаются в присутствии таких эффективных влагосвязывающих агентов, как желатин и молочные белки. Микроскопирование образцов закаленного мороженого, полученного на основе исследуемых смесей, подтвердило общую тенденцию распределения кристаллов вымороженной воды в смесях различного химического состава. Практическим применением полученных результатов исследований является рекомендация к использованию комбинированных по составу углеводо- и белоксодержащих смесей при производстве мороженого с повышенным содержанием воды. Образуемые в таких смесях пространственные структуры препятствуют образованию грубокристаллической структуры в продукте при его получении и хранении в условиях низких температур. 1H NMR spectroscopy was used to study the defrosting process of the principal components of apple puree ice-cream within the range of -60 °C to 0 °C. 1H NMR specters were obtained for a standard mix as well as for mixes stabilized with apple puree with an increased content of soluble pectin. It was established that for mixes based on activated apple puree and mixes with structural stabilizer used the ratio of strongly and weakly bound water to the aggregated concentration of dry sugars and biopolymers was virtually identical, with due consideration for certain differences in interfacial energy. Yet the parameters for layers of bound water display a significant difference in the presence of milk proteins, which results in increased content of strongly bound water in milk and apple ice-cream mix. It was established that the radial distribution pattern of ice crystals depends on the chemical composition of the mixes and is influenced both by the quantity of bound water and the value of interfacial energy. The size of ice crystals decreases in the presence of such efficient moisture retainers as gelatin and milk proteins. Microscopic examination of hardened ice, obtained from the studied mixes, confirmed the general trend detected for distribution of frozen-out water crystals in various mixes. The results obtained through the studies can be applied to issue recommendations for the use of carbohydrate and protein mixes in production of ice with high water content. The 3D structures formed in such mixes will prevent formation of coarse-grained structures in the products obtained and stored at a low temperature.