Eine wichtige Methode der Haltbarmachung ist das Einfrieren bzw. Lagern im gefrorenen Zustand. Dabei treten jedoch auch negative Effekte auf, die zum Qualitätsverlust oder der Zerstörung von gefrorenen Produkten führen können. Ein Hauptmechanismus ist hierbei die Rekristallisation der Eiskristalle.

Um diese nachteiligen Veränderungen zu reduzieren, können verschiedene Additive verwendet werden. Hier sind vor allem Gelbildner oder Antigefrierproteine (AFP) zu nennen. Gelbildner behindern die Rekristallisation durch Viskositätserhöhung in der Matrix, AFP binden direkt an die Eisoberfläche, verhindern so ein Anlagern neuer Wassermoleküle und wirken daher schon in sehr niedrigen Konzentrationen. Beim Hydrokolloid k-Carrageen wurde bereits nachgewiesen, dass dessen Zugabe die Rekristallisation vermindert (1). Allerdings konnte eine Viskositätsbarriere als Mechanismus bereits ausgeschlossen werden (2). Daher wird angenommen, dass die Rekristallisationsverminderung durch eine Bindung an den Eiskristall hervorgerufen wird, ähnlich wie bei AFP. Diese Hypothese ist bislang jedoch nicht belegt.

Für den Nachweis der Eisbindung gibt es verschiedenen Methoden. Diese sind das sogenannten ice-etching oder eine mikroskopische Methode mit Floureszensmarkierung der eisbindenden Stoffe. Beide Methoden sind sehr aufwändig und können nur mit speziellem Equipment und großer Laborerfahrung durchgeführt werden. Eine alternative, indirekte Nachweismethode ist die Eisaffinitätschromatographie. Diese wird verwendet, um eisbindende Moleküle aufzureinigen. Dabei wird die Interaktion der Moleküle mit dem Eiskristall ausgenutzt, die dazu führt, dass die eisbindenden Moleküle im Eis eingeschlossen werden. Eine Methode der Eisaffinitätschromatographie ist die ice-shell purification (3). Diese kann mit einfachen Mitteln (Rundkolben, Kältebad) durchgeführt werden. Eine Herausforderung bei dieser Methode ist jedoch die notwendige Bildung einer initialen Eisschicht, die zu einer Verdünnung der aufgereinigten Substanzen führt und damit zu Problemen bei der Konzentrationsbestimmung.

In dieser Arbeit soll die ice-shell purification eingesetzt werden, um die Bindung von k-Carrageen an Eis zu untersuchen. Dabei sollen, anhand von bereits durchgeführten Versuchen, verschiedene Konzentrationen von k-Carrageen Lösungen ausgewählt und hergestellt werden. Anschließend wird die Aufreinigung in 3-fach Bestimmung durchgeführt und die k-Carrageenkonzentration in der Eisfraktion bestimmt. Dazu muss eine passende Nachweismethode ausgewählt werden. Zur Verfügung stehen Rekristallisationsexperimente mit Vergleichskonzentrationen oder eine Hochleistungsflüssigchromatographie mit RI- oder Mehrwinkellichtstreuungsdetektor in Zusammenarbeit mit der Lebensmittelchemie des KIT. Zudem soll durch eine ausgedehnte Literaturrecherche eine Methode zur Visualisierung bzw. Färbung von k-Carrageen gefunden werden.