автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование физико-химических особенностей коагуляции молока и разработка системы для ее многофакторного контроля

На правах рукописи

ЛАПШАКОВА ОКСАНА ЮРЬЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ КОАГУЛЯЦИИ МОЛОКА И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДЛЯ ЕЕ МНОГОФАКТОРНОГО КОНТРОЛЯ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Научный руководитель: -доктор технических наук, профессор

Осинцев Алексей Михайлович

Официальные оппоненты: -доктор технических наук, профессор

Захарова Людмила Михайловна

-кандидат технических наук Попов Александр Анатольевич

Ведущее предприятие: - ГУ «Ярославский государственный институт

качества сырья и пищевых продуктов»

Защита диссертации состоится «20» октября 2009 года в 1130 час. на заседании диссертационного совета Д 212.089.01 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Автореферат разослан « сентября 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.Н. Потипаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Среди огромного количества продуктов животного и растительного происхождения молоко является одним из наиболее ценных в пищевом отношении. Его высокая пищевая ценность заключается, прежде всего, в том, что оно содержит необходимые для человека питательные вещества в хорошо сбалансированных соотношениях. Пищевая ценность молока обусловлена также возможностью вырабатывать из него достаточно широкий ассортимент различных продуктов, таких как сыры, творог и др.

Основным направлением развития промышленности на современном этапе является фундаментальный физико-химический подход к анализу технологических процессов. Такой подход, с одной стороны, порождает потребность в глубоком изучении закономерностей, лежащих в основе промышленных технологий. С другой стороны, понимание сущности технологических процессов дает ключ к управлению ими путем целенаправленного изменения различных технологических факторов.

Коагуляция белков молока является важной частью технологического процесса производства большинства молочных продуктов. В условиях промышленного производства контроль и регулирование параметров при свертывании молока остается важной задачей. Именно технологии, основанные на контролируемом изменении технологических факторов процесса, способны обеспечить необходимое разнообразие ассортимента продуктов, обладающих повышенной биологической ценностью и необходимыми функциональными свойствами.

В соответствии с вышеизложенным, исследование коагуляции молока остается важной и актуальной задачей.

Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является изучение физико-химических особенностей коагуляции молока и разработка методов многофакторного мониторинга процесса коагуляции.

Для реализации поставленной цели выделены следующие задачи, требующие решения:

- изучить влияние дегидрирования молока этиловым спиртом на сычужную коагуляцию;

- исследовать влияние ионов кальция на процесс дестабилизации коллоидной системы белков молока;

- исследовать возможность применения термографического метода для анализа кинетики формирования структуры молочного сгустка;

- проанализировать возможность использования светового рассеяния для изучения свойств молока, в том числе в процессе его коагуляции;

- разработать многоканальную автоматизированную систему для многофакторного контроля коагуляции молока.

Научная новизна работы. Впервые исследовано влияние этилового спирта на процесс сычужной коагуляции при концентрациях от 0% до 15%. Показано, что при высоких концентрациях (> 5%) добавление этилового спирта ведет к увеличению продолжительности свертывания, по-видимому, из-за изменения структуры активного центра фермента.

Предложена гипотеза, объясняющая влияние кальция на кислотную коагуляцию. Показано, что рН среды не является единственным фактором, вызывающим кислотную коагуляцию молока. Снижение концентрации ионов кальция с одновременным понижением рН молока существенно изменяет характер коагуляции.

Разработана методика исследования кинетики формирования пространственной структуры молочного сгустка на основе мониторинга термографической разности температур.

Обоснована возможность использования обратного светового рассеяния для анализа свойств молока.

Практическая ценность. Разработана многоканальная автоматизированная система для многофакторного контроля коагуляции молока, предназначенная для одновременного мониторинга температуры, эффективной вязкости термографическим методом, активной кислотности и активности ионов кальция в процессе гелеобразования с возможностью мониторинга непосредственно в сырной ванне.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: «Пищевые продукты и здоровое питание» (Кемерово, 2007; 2008; 2009), «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» (Кемерово, 2007;2008), «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (ДонГАУ, 2007; 2008), «Технология и техника пищевых производств» (Кемерово, 2009), «Технология и техника пищевых производств» (Республика Беларусь, г. Могилев, 2009).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из которых 2 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. По результатам исследований отправлена заявка на выдачу патента РФ.

Структура и объем диссертадии. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики проведения эксперимента, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (133 источника) и приложения. Текст работы изложен на 116 страницах, включает 11 таблиц и 29 рисунков.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретические и экспериментальные исследования проведены в соответствии с поставленными задачами в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.

Общая схема проведения исследований представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Общая схема проведения исследований

Экспериментальная часть работы состояла из нескольких последовательных этапов.

На первом этапе проведен анализ литературных данных по теме диссертации, сформулированы цель и задачи исследований.

Второй этап посвящен разработке теоретических основ мониторинга процесса коагуляции молока, который включает изучение влияния дегидрирования молока этиловым спиртом на сычужную коагуляцию и влияния ионов кальция на процесс дестабилизации коллоидной системы белков молока

при сычужном и кислотном свертывании на основе термографического метода.

Третий этап посвящен исследованию кинетики формирования структуры молочного сгустка термографическим методом.

Заключительный этап исследований посвящен разработке методов многофакторного экспериментального контроля коагуляции молока. Этот этап включает в себя исследование возможности использования обратного светового рассеяния для анализа свойств молока и разработку многоканальной автоматизированной системы для многофакторного контроля коагуляции молока.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние дегидрирования белков молока этиловым спиртом на сычужную коагуляцию

При сычужном свертывании молока значительное влияние на продолжительность и структуру сгустка оказывает этиловый спирт. На рис. 2 представлена зависимость влияния концентрации этанола на продолжительность свертывания молока с добавлением двух различных ферментов: «Максирен» и «Каймаке».

Как видно из рисунка, продолжительность свертывания молока заметно

зависит от концентрации этанола. Продолжительность свертывания молока содержащего 2,5% и 5% этанола была немного меньше, чем для образцов без содержания этанола. Продолжительность свертывания молока с содержанием 10% этанола примерно в 2,5 раза выше, чем для образцов без этанола, вне зависимости от вида фермента. Продолжительность свертывания молока с 15% раствором этанола и «Максиреном» увеличилась в 3 раза по сравнению с образцами без этанола. Для образцов молока с «Каймаксом» и 15% этанолом наблюдалось снижение продолжительности свертывания молока. При свертывании молока в присутствии 10 и 15% этанола структура геля неоднородна и плотность геля выше по сравнению с образцами без и с малым содержанием этанола.

Процесс сычужной коагуляции можно разделить на две частично налагающиеся стадии: первичная стадия затрагивает ферментный гидролиз к-казеина химозином, и вторичная стадия агрегации мицелл, которая в конечном итоге ведет к формированию сгустка.

Концентрация этанола, %

Рис. 2. Влияние концентрации этанола на продолжительность свертывания молока различными ферментными препаратами: 1 - «Максирен»; 2 - «Каймаке»

На рис. 3 представлены термограммы сычужного свертывания молока с различным содержанием этилового спирта.

Как видно из рисунка 3, при добавлении 5% спирта продолжительность вторичной стадии свертывания молока, которой соответствует участок быстрого роста разности температур, заметно сокращается. При этом продолжительность первичной стадии (участок кривой от внесения фермента до начала быстрого роста разности температур) остается практически неизменным.

В присутствии 10 и 15 % этанола, вне зависимости от вида фермента, продолжительность каждой из стадий коагуляции увеличивается. При этом увеличение продолжительности вторичной стадии сопровождается возрастанием плотности сгустка, что проявляется в заметном увеличении разности температур по сравнению с молоком не содержащем спирта или содержащем его в незначительном количестве. Обычно увеличение плотности конгломерата свидетельствует об уменьшении вероятности слипания при контакте частиц. Следовательно, далеко не все мицеллы к началу вторичной стадии являются реакционно-способными, т.е. первичная ферментационная стадия не полностью завершена. Это может свидетельствовать о том, что активность фермента при высокой концентрации алкоголя существенно снижена. Такой вывод подтверждается и заметным затягиванием первичной стадии коагуляции. Следует отметить также неоднородность сгустка, формирующегося при высоких концентрациях спирта в молоке. В пользу этого свидетельствует ступенчатый характер термограммы свертывания (кривая 4).

Влияние этилового спирта обусловлено двумя факторами. Во-первых, этиловый спирт, снижая диэлектрическую проницаемость растворителя, существенно уменьшает электролитическое действие воды на зарядообразую-щие группы к-казеина и, обладая очень высокой гидрофильностью, связывает воду, истощая гидратные оболочки мицелл. Это ведет к уменьшению отталкивания между мицеллами и, как следствие увеличению скорости агрегации. В результате при введении незначительного количества алкоголя в молоко (до 5%) продолжительность его свертывания несколько сокращается за счет ослабления гидратных оболочек мицелл.

Во-вторых, добавление значительного количества этилового спирта (более 10%), по всей видимости, влияет на структуру активного центра фермен-

Рис. 3. Термограммы свертывания молока с различным содержанием этилового спирта: 1 - 0%; 2 - 5%; 3 - 10%; 4 - 15% (в качестве молокосвертывающего фермента использован «Максирен»)

та. В результате протеолитическая активность фермента уменьшается. Это приводит, прежде всего, к существенному затягиванию первичной стадии коагуляции. Кроме того, из-за неполной ферментации мицеллярной системы к моменту начала вторичной стадии происходит небольшое увеличение ее продолжительности и возрастание плотности сгустка.

Исследование влияния ионов кальция на процесс свертывания молока при сычужной коагуляции

На сычужное свертывание белков молока значительное влияние оказывает концентрация ионов кальция в молочной сыворотке. Для изменения активности ионов кальция нами использован ряд методов: ингибирование хе-лирующими соединениями («трилон Б», динатрий фосфат), разбавление молока дистиллированной водой или раствором с заданной ионной силой.

В результате исследований установлено, что понижение активности ионов кальция при сычужной коагуляции любым доступным способом ниже примерно 1,5 ммоль/дм3 приводит к тому, что коагуляция молока не наблюдается в течение нескольких часов после внесения стандартной дозы протео-литического фермента.

Для объяснения полученных результатов предложена количественная модель дополнительной электростатической стабилизации казеиновых мицелл в молоке за счет диссоциации ионов кальция из мицеллярного казеина-та. Предполагается, что связывание кальция с фосфосериновыми группами молекул казеинов представляет собой обратимый процесс:

CaCAS7ÎÎ2Ca2++ CAS2", (1)

*2

где к\ - константа диссоциации (первого порядка); к2 - константа рекомбинации (второго порядка); условное обозначение CAS выбрано для представления «молекулы» казеина.

Константа равновесной диссоциации для реакции (1):

ку _[Ca2+][CAS2-] (2)

к2 [CaCAS]

Для равновесного значения дополнительного заряда мицелл, возникающего при диссоциации мицеллярного казеината кальция можно получить следующее выражение:

îcaso = 2eVmNÂ[CAS2-] = 2 cVmNÀ ^ , (3)

К+|Ca J

где e - величина элементарного заряда; Vm - объем мицеллы; NA - число Аво-гадро; [С] - концентрация способных к диссоциации функциональных групп.

В таблице 1 представлены результаты моделирования сычужного свертывания молока с нормальной и пониженной, за счет разведения, концентрациями кальция.

Как видно из таблицы, увеличение степени разведения молока приводит к значительному увеличению продолжительности коагуляции, что, связано со значительным уменьшением концентрации ионов кальция. Вместе с тем, увеличение концентрации фермента приводит к практически пропорцио-

нальному сокращению продолжительности коагуляции даже при недостатке ионов кальция в молоке.

Таблица 1

Влияние концентраций ионов кальция и молокосвертывающего

Концентрация фермента («Максирен»), мг/дм3 25* 50 50 100 200

Концентрация ионов Са в молоке, мг/дм3 0,2* 0,2 0,1 0,1 0,1

Продолжительность свертывания, мин 22* 12 284 142 71

* Контрольный образец

На основе последнего факта было сделано предположение о существовании протеолитического действия фермента по отношению к а- и Р-казеинам, расположенным внутри мицеллы. При этом отщепление макропеп-тидных участков с большим содержанием фосфосериновых групп приводит к снижению дополнительного заряда, возникающего при недостатке ионов кальция.

Исследование влияния ионов кальция на процесс свертывания молока при кислотной коагуляции

Для определения роли ионов кальция при кислотном свертывании был проведен эксперимент, суть его состоит в понижении рН с одновременным ингибированием освобождающихся ионов кальция. В качестве ингибитора ионов кальция использован «трилон Б». Момент свертывания молока определялся термографическим методом при постоянном контроле значения рН. В качестве контроля обезжиренное молоко свертывалось также при понижении рН с помощью молочной кислоты.

При использование как молочной кислоты, так и «трилона Б» значение рН обезжиренного молока понижалось до рН=4,5. В обоих случаях наблюдалось повышение вязкости молока при добавлении коагулянта. Однако в случае коагуляции кислотой вязкость нарастала более интенсивно и в результате были получены две существенно разные структуры (рис. 4а, б).

а б

Рис. 4. Зависимость термографической разности температур от значения рН для образцов молока с молочной кислотой (а) и «трилоном Б» (б)

Как видно из рисунка нарастание кислотности (уменьшение рН) ведет к увеличению термографической разности температур (увеличению вязкости).

Однако в случае использования молочный кислоты наблюдается характерная для термограммы свертывания молока зависимость разности температур от кислотности молока, соответствующая образованию молочного сгустка (рис. 4а). При использовании же для понижения рН «трилона Б» ход зависимости совершенно другой. В первую очередь видно, что, несмотря на увеличение вязкости, образование классического сгустка в молоке не происходит, о чем свидетельствует отсутствие характерного Б-образного изгиба термограммы (рис. 46).

Были также исследованы синеретические свойства полученных в результате свертывания молока образцов. Результаты исследования приведены в таблице 2.

Таблица 2

_Влияние способа свертывания на свойства сгустка_

Продолжительность синерезиса, (час)

Способ свертывания 0,25 1 6 12 24

Количество выделившейся сыворотки, (см"*)

Молочная кислота 22 70 97 127 132

«Трилон Б» 2 6 25 41 68

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что для образцов, свертываемых молочной кислотой, образуется стандартный кислотный гель, который в результате синерезиса достаточно быстро отделяет сыворотку с образованием характерного плотного сгустка, соотношение объемов сыворотки и сгустка через 24 часа соответствует примерно 2:1.

Для образцов с «трилоном Б» гель не образовался. Даже спустя 24 часа сгустка не наблюдалось. Наблюдалось незначительное расслаивание жидкости с отстаиванием небольшого количества крупных хлопьев. В целом получился раствор молока с достаточно равномерно распределенными в нем крупинками казеина.

Полученные результаты можно объяснить частичным связыванием ионов кальция «трилоном Б» с образованием хелатных комплексов. Несмотря на понижение комплексообразования кальция с «трилоном Б» при низких значениях рН, конкуренция этого процесса с обратимой диссоциацией казеи-натов кальция приводит к сохранению небольшого дополнительного заряда мицелл казеина и, как следствие к уменьшению их коагуляционной способности.

Обычно считается, что кислотное свертывание молока не зависит от концентрации ионов кальция в сыворотке и определяется только значением рН молока. Тем не менее, этот факт не вполне очевиден. Если рассматривать кислотное свертывание как коагуляцию в изоэлектрической точке казеинов (рН и 4,6 4,7), то трудно объяснить начало флокуляции мицелл при рН-5,1-^5,2. С другой стороны, известно, что именно при значениях рН~5,1 происходит практически полная ионизация коллоидного фосфата

кальция, являющегося одной из составных частей мицелл казеина. Таким образом, механизм дестабилизации коллоидной системы, реализующийся при кислотном свертывании молока, может быть вполне аналогичен описанному выше. С одной стороны, дополнительные протоны снижают заряд макропеп-тидных волосков и вызывают коллапс полиэлектролитической щетки, а с другой, увеличение концентрации ионов кальция в результате растворения коллоидного фосфата кальция приводит к снижению дополнительного заряда мицелл.

Эти предположения можно использовать, например, для описания зависимости активности фермента от рН молока при кислотно-сычужном свертывании.

Обычно влияние кислотности на активность фермента формально учитывается в виде зависимости константы скорости протеолиза к$о от рН. Однако нам удалось установить, что, по крайней мере частично, уменьшение продолжительности свертывания молока с понижением значения его рН можно объяснить снижением дополнительного заряда мицелл за счет возрастания степени диссоциации мицеллярного фосфата кальция при увеличении кислотности.

Рассмотрим очень упрощенную схему, описывающую диссоциацию мицеллярного фосфата кальция (ССР):

ССР + 2Н+<==^±ССР* + Са2+, (4)

к_

где ССР* - «молекула» казеинат-кальций-фосфатного комплекса после того, как она потеряет ион кальция.

Анализируя эту схему можно получить следующее выражение для концентрации ионов кальция:

[Са2+] = Ш(^2[Н+]2 + 4£[ССР]0 -ЩГ])• (5)

Дополнительные ионы кальция могут учитываться в первом приближении добавлением значения, рассчитанного по формуле (5) в формулу (3). Таким способом решается задача об учете влияния кислотности на скорость сычужного свертывания.

В заключение отметим, что разработанный подход к учету роли ионов кальция при коагуляции молока, возможно, способен объяснить поразительное сходство термокислотной и термокальциевой коагуляции молока.

Исследование кинетики формирования структуры молочного сгустка термографическим методом

Важным параметром, определяющим качество молочных продуктов, является структура формирующегося в результате свертывания молочного геля. Поэтому в данном разделе диссертационной работы предпринята попытка описания изменения термографической разности температур в результате формирования пространственной структуры молочного сгустка.

Движение и перенос жидкости, связанные с конвекцией, происходящие при анализе коагуляции молока термографическим методом, вызваны гидро-

статической подъемной силой, возникающей под действием разностей плотностей.

Рассмотрим жидкость, плотность которой р зависит от температуры Т., т.е. р=р{Т). В покоящейся окружающей среде, состоящей из такой жидкости и находящейся в гравитационном поле интенсивностью локальная область меньшей плотности порождает направленную вверх выталкивающую силу В. Эта сила приводит к возникновению движения. Местная величина выталкивающей силы зависит от местной температуры.

Численное решение системы уравнений Навье-Стокса для данной задачи представлено на рис. 5 для малого цилиндрического источника тепла длиной 3 мм и диаметром 2 мм, в котором выделяется постоянная мощность 0,5 Вт. Молоко считается жидкостью со следующими параметрами: плотность д=1030 кг/м3, коэффициент теплопроводности К = 0,55 Вт/(м*К), коэффициент объемного расширения /?=10~\ вязкость /л =1 0~3 Пас (а), /л =3,0- 1(Г Па с (б) и/¿=1,0 Па-с (в).

гх1р* гхтар г >'с'

а б в

Рис. 5. Распределение температуры вокруг резистора, в котором выделяется постоянная тепловая мощность, в зависимости от вязкости окружающей жидкости

Очевидно, что в данном случае речь идет об эффективной вязкости молока. Реальная динамическая вязкость молока изменяется лишь в 2-3 раза на начальном этапе флокуляции, после чего основное сопротивление конвективному потоку оказывает гидродинамическое взаимодействие жидкости с образующейся твердообразной структурой - гелевой сеткой. Поэтому анализ данных численного расчета стал основой для количественного изучения формирующейся структуры молочного сгустка. Грубо говоря, изменение эффективной вязкости на 4 порядка, согласно закону Пуазейля для протекания вязкой жидкости по капилляру, должно соответствовать уменьшению среднего диаметра пор в сгустке в 5-30 раз.

На основе закона Дарси получена связь между коэффициентом проницаемости и разностью температур термометров в термографическом методе.

Закон Дарси в дифференциальной форме:

(6)

И

где и - скорость конвективного потока; кп - коэффициент проницаемости пространственной среды; р~ давление.

С учетом всех преобразований выражение (6) примет вид

где (и) - средняя скорость потока.

Уравнение (7) выражает зависимость коэффициента проницаемости от термодинамической разности температур

(В)

РоХРЛТ У '

На основе модельных расчетов, выполненных в Рет1аЬ, получили зависимость средней скорости потока от разности температур. Средняя скорость конвективного потока при АТ ~ 9,5 близка к нулю, это свидетельствует, о том, что сопротивление конвективному потоку оказывает гидродинамическое взаимодействие жидкости с образующейся структурой.

На основании выражения (8) получена зависимость коэффициента проницаемости от разности температур для сычужного и кислотного свертывания.

Коэффициент проницаемости связан с размером, образующихся пор в процессе коагуляции, зависимостью к ~ д2, где <5 - диаметр пор.

Зависимости размера пор от времени свертывания молоко для сычужного и кислотного свертывания представлены на рис. 6 (а, б) соответственно. Анализируя данные рисунков можно сделать вывод о том, что в процессе свертывания молока средний диаметр пор в сгустке уменьшается примерно в 5 раз.

0,0005

5 7 9 11 13

Продолжительность свертывания, мин

362 366 370

Продолжительность свертывания, мин

а б

Рис. 6. Зависимость размера пор от продолжительности свертывания молоко при сычужной (а) и кислотной (б) коагуляции

Анализ возможности использования рассеяния света для анализа свойств молока и определения момента коагуляции

На сегодняшний день не существует надежных универсальных автоматизированных компактных устройств, предназначенных для одновременного фиксирования нескольких факторов, определяющих процесс свертывания молока. Поэтому часть исследований в работе посвящена разработке много-

канальной автоматизированной системы для много факторного контроля коагуляции молока и разработке новых методов такого контроля.

Любая неоднородная система рассеивает свет. Картина рассеяния зависит от структуры неоднородностей, поэтому рассеяние света коллоидным раствором и гелем должно быть различным. Именно это свойство положено в основу устройства для обнаружения изменения структуры молока при коагуляции. Источником света в нашей установке является диодный лазер, излучающий в диапазоне 630-680 нм. Лазер дает слабо расходящийся пучок практически монохроматического поляризован но го света диаметром около 2 мм.

В качестве приемника излучения применялись две различные системы: фотодиод, рассчитанный на диапазон 500-1000 нм и светочувствительная матрица на основе веб-камеры. Обе системы подсоединялись к системе сбора данных на основе персонального компьютера. Исследуемый коллоидный раствор помещался в кювету с плоскопараллельными стеклянными стенками, толщиной около 1 см. Для уменьшения влияния фонового излучения вся система размещалась под светонепроницаемым колпаком.

На первом этапе исследовалась возможность определения момента коагуляции по интенсивности света рассеянного под малыми углами. Для этого с помощью фотодиода измерялась интенсивность света прошедшего через молоко. К сожалению, высокая плотность рассеивающих частиц в молоке, приводит к полному усреднению картины рассеяния, при этом информация о структуре рассеивающей среды полностью исчезает. Единственная информация, которая может быть получена при таком способе наблюдения рассеянного света - это информация о средней концентрации рассеивающих частиц.

Как удалось установить в результате проведенных исследований, гораздо более полная информация получается при анализе света, рассеянного под очень большими углами, около 180°. В этом случае в рассеянии участвует лишь несколько поверхностных слоев рассеивающих частиц и возникающая картина рассеяния довольно чувствительна к структуре рассеивающей среды. Картина рассеяния во многом определяется дифракцией света, поэтому она чувствительна к среднему расстоянию между рассеивающими частицами и способу их размещения. На рис, 7 показаны характерные картины рассеяния отраженного лазерного пучка (случай А соответствует рассеянию на несвер-нувшемся молоке, а случай В — на свернувшемся).

Даже визуально можно заметить различный характер рассеяния. Следует отметить, что при увеличении концентрации белка в молоке размер пятна увеличивается, что соответствует характеру дифракционной картины рассеяния.

В результате проведенных исследований сделан вывод о принципиальной возможности использования рассеяния света для мониторинга процесса коагуляции молока.

А В

Рис. 7. Картины рассеяния для не-свернувшегося (А) и свернувшегося (В) молока

Создана лабораторная установка, которая может стать прототипом промышленного устройства для определения состава молока и определения момента его свертывания.

В разработанном устройстве возможно использование лазеров, излучающих несколько различных длин волн, а также комбинацию описанных схем наблюдения рассеяния света, для получения более точной информации о рассеивающей среде.

Описанный метод может применяться для анализа свойств не только молока, но и других коллоидных систем.

Многоканальная автоматизированная система для контроля коагуляции молока

Разработана система, в которой используется несколько групп аналоговых входов для датчиков различного назначения, сгруппированных по типу сигнала, его уровню и входному сопротивлению. Можно выделить четыре основных группы входов прибора.

К первой группе относятся высокоомные входы потенциометрических датчиков, используемых для измерения рН или активности ионов с помощью ион-селективных электродов. В качестве преобразователей для этих входов используются прецизионные операционные усилители с входным сопротивлением около 1 ТОм, включенные в режиме повторителя сигнала. Конструктивно все преобразователи идентичны и выполнены на базе микросхемы 140УД24 (или ее аналога ICL7650). Питание микросхем осуществляется от двуполярного стабилизированного источника напряжения ±5 В. Чувствительность входов (с учетом усиления карты АЦП) составляет около Ю-2 В.

Вторая группа входов предназначена для термометрических датчиков вязкости на основе термопар. Принцип действия этих датчиков основан на измерении перепада температур между двумя спаями термопары, помещенными в молоко на расстоянии около двух сантиметров. Один из спаев подогревается, за счет того, что наклеен на поверхность резистора, по которому протекает электрический ток. Мощность, подводимая к резистору, поддерживается постоянной (Р ~ 1 Вт). Увеличение вязкости молока во время его свертывания уменьшает конвекционный отвод тепла от подогреваемого спая и отражается в увеличении его температуры. Преобразователи дифференциального сигнала термопар выполнены на базе микросхемы 140УД6 (или ее аналога МС1456). Питание микросхем осуществляется от двуполярного стабилизированного источника напряжения ±12 В, для питания источника тепла используется стабилизированное напряжение +5 В. Чувствительность данных входов (с учетом усиления карты АЦП) составляет примерно КГ6 В.

Третья группа входов предназначена для датчиков температуры на основе кремниевых терморезисторов. В качестве опытного образца использован термодатчик на основе микросхемы LM 335. Она имеет корпус транзисторного типа, обладает следующими характеристиками (температурный коэффициент напряжения 10 мВ/градус) в технологическом диапазоне температур

(20-40°С). Для питания микросхем используется стабилизированное напряжение +5 В. Чувствительность входов определяется усилением карты.

Последний тип входов является резервным и представляет собой непосредственные аналоговые входы карты АЦП. В принципе, к ним могут присоединятся любые измерительные устройства, имеющие аналоговый выход с напряжением от 0,25 В до 10 В.

Все входы вместе с блоком преобразования сигналов конструктивно оформлены в виде устройства, размещаемого в стандартном гнезде персонального компьютера, предназначенном для установки CD/DVD. Питание устройства осуществляется по стандартной шине питания персонального компьютера.

Для высокоомных входов потенциометрических датчиков используются" байонетные разъемы, для входов термометрических датчиков используются,, трехэлементные разъемы типа «общий, сигнал, питание».

В качестве АЦП используется серийная 16-ти канальная карта сбора данных типа А812, подключаемая к порту персонального компьютера. Блок схема универсального многоканального автоматизированного устройства для контроля коагуляции молока представлена на рис. 8.

Для сбора данных на основе динамических библиотек,

поставляемых вместе с картой АЦП, написана программа для опроса всех входов устройства. Программа позволяет выбрать в качестве активных нужные входы, задать коэффициент усиления, размер массива данных и его дискретность по времени. Полученные данные автоматически сохраняются в файл, имя которого задается пользователем.

Конструкция прибора позволяет использовать его для мониторинга процесса гелеобразова-ния непосредственно в сырной

ванне. Использование датчиков различного типа позволяет получать более полную информацию о технологических параметрах в течение процесса свертывания молока. Использование нескольких датчиков одного типа, установленных в различных точках сырной ванны, может быть полезно для исследования однородности среды в ходе протекания процесса.

Датчики

■• \ 1 111

Высокоомпыс потенцио- мстричсскис Низкоомные Термопарные Термодатчики Резерв

1 1 1 I 1 1 1 1 1

Блок усилителя - преобразователя

Ш ш 11 1

АЦП

ПК

Рис. 8. Блок схема универсального многоканального автоматизированного устройства для контроля коагуляции молока

ВЫВОДЫ

1. Изучено влияние дегидрирования белков молока этиловым спиртом на сычужную коагуляцию. При добавлении этилового спирта до концентрации 5% коагуляция протекает быстрее в результате ослабления гидратных оболочек мицелл. Дальнейшее увеличение концентрации этилового спирта до 15% ведет к увеличению продолжительности свертывания, по-видимому, из-за изменения структуры активного центра фермента.

2. Исследовано влияние ионов кальция на процесс дестабилизации коллоидной системы белков молока при сычужной коагулции. Показано, что уменьшение концентрации ионов кальция ниже 1,5 ммоль/дм3 ведет к существенному увеличению продолжительности индукционной стадии сычужной коагуляции.

3. Исследовано влияние концентрации ионов кальция на процесс кислотной коагуляции. Показано, что увеличение кислотности молока с одновременным понижением активности ионов кальция за счет их связывания комплексообразующими молекулами («трилон Б») ведет к ослаблению коа-гуляционных свойств мицелл казеина и, как следствие, к формированию сгустка существенно отличающегося от традиционного кислотного.

4. Исследована кинетика формирования пространственной структуры молочного сгустка на основе мониторинга термографической разности температур. Получены кинетические зависимости изменения размера пор от 0,5 до 0,1 мм в процессе коагуляции молока при сычужном и кислотном свертывании.

5. Обоснована возможность использования обратного светового рассеяния для анализа свойств молока. Показано, что дифракционная картина обратного рассеяния содержит информацию о распределении частиц рассеивающей среды.

6. Разработана многоканальная автоматизированная система для многофакторного контроля коагуляции молока. Система предназначена для одновременного мониторинга температуры (0-100°С), эффективной вязкости термографическим методом (Ai = 4-10°С), активной кислотности (3-10 единиц рН) и активности ионов кальция (0,1-50 ммоль/дм3) в процессе гелеобразова-ния непосредственно в сырной ванне.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Осинцев А.М. Численное моделирование процессов, протекающих при термографических измерениях / Осинцев А.М., Асташенко Е.Б., Иваненко О.В, Некрасова О.Ю. (Лапшакова)// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. -№6.-с. 39-41.

2. Лапшакова О.Ю. Thermographie method for milk gel structure analysis / Лапшакова О.Ю. // Пищевые продукты и здоровье человека: тезисы докладов VII региональной конференции студентов и аспирантов. - Кемерово, 2007. - с. 111112.

3. Лапшакова О.Ю. Термографический метод анализа структуры молочных гелей / Лапшакова О.Ю., Асташенко Е. Б // Современные проблемы устойчивого раз-

вития агропромышленного комплекса России. Материалы четвертой Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - пос. Персиановский, ДонГАУ, 2007. - с. 296-297.

4. Лапшакова О.Ю. Использование светового рассеяния для анализа свойств молока / Лапшакова О.Ю. // Пищевые продукты и здоровье человека: тезисы докладов I Всероссийской конференции студентов и аспирантов. - Кемерово, 2008. -с. 60-61.

5. Лапшакова О.Ю. Влияние этилового спирта на сычужную коагуляцию молока / Лапшакова О.Ю., Осинцев A.M., Брагинский В.И. // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2008. - №1. - с. 24-26.

6. Лапшакова О.Ю.Сычужное свертывание молока под действием этилового спирта / Лапшакова О.Ю., Осинцев А.М., Брагинский В.И. // Сборник научных работ «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Выпуск 14. - Кемерово, 2007. - с. 68-70.

7. Лапшакова О.Ю. Изучение возможности использования светового рассеяния для определения момента свертывания молока / Лапшакова О.Ю., Шеркеев В.И., Поляков П.С., Осинцев A.M. // Сб. научных работ «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Выпуск 15. - Кемерово, 2008. - с. 31-32.

8. Лапшакова О.Ю. Совместное влияние этанола и сычужного фермента на процесс коагуляции молока / Лапшакова О.Ю., Осинцев А.М., Брагинский В.И. // Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. Материалы пятой Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - пос. Персиановский, ДонГАУ, 2008. - с. 147-149.

9. Лагнер Е.А. Кислотное свертывание молока при пониженной концентрации ионов кальция / Лагнер Е.А, Лапшакова О.Ю.// Пищевые продукты и здоровье человека: тезисы докладов II Всероссийской конференции студентов и аспирантов. - Кемерово, 2009. - с. 17-18.

10. Лапшакова О.Ю. Исследование кинетики формирования структуры молочного сгустка термографическим методом / Лапшакова О.Ю., Осинцев А.М. // «Техника и технология пищевых производств» VII-я международная научно-техническая конференция, - республика Беларусь, Могилев, 2009. - с. 28.

11. Осинцев А.М. Роль ионов кальция в коллоидной стабильности мицелл казеина / Осинцев A.M., Брагинский В.И., Лапшакова О.Ю., Чеботарев А.Л. II «Техника и технология пищевых производств». - Кемерово, 2009. - с. 63-67.

Подписано в печать 08.09.2009. Формат 60x90/16 Объем 1,1 п.л.Тираж 80 экз. Заказ № 157. Кемеровский технологический институт промышленности 650056, г.Кемерово, бульвар Строителей, 47 Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа, 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Физико-химические характеристики составных частей молока

1.1.1. Коллоидный раствор

1.1.2. Истинный раствор

1.2. Экспериментальные методы исследования коагуляции молока

1.2.1. Физико-химические свойства молока, подверженные изменению при коагуляции

1.2.2. Физико-химические методы мониторинга коагуляции молока

Среди огромного количества продуктов животного и растительного происхождения молоко является одним из наиболее цённых в пищевом отношении. Его высокая пищевая ценность заключается, прежде всего, в том, что оно содержит необходимые для человека питательные вещества в хорошо сбалансированных соотношениях. Пищевая ценность молока обусловлена также возможностью вырабатывать из него достаточно широкий ассортимент различных продуктов, таких как сыры, творог, кефир и др.

Основным направлением развития промышленности на современном этапе является фундаментальный физико-химический подход к анализу технологических процессов: Такой подход, с одной стороны, порождает потребность в глубоком изучении закономерностей, лежащих в основе промышленных технологий. С другой стороны, понимание сущности технологических процессов дает ключ к управлению ими путем целенаправленного изменения различных-технологических факторов.

Коагуляция белков молока является важной частью технологического процесса производства большинства молочных продуктов. В условиях промышленного производства контроль и регулирование параметров при свертывании молока остается важной задачей. Именно технологии, основанные на контролируемом изменении технологических факторов процесса, способны обеспечить необходимое разнообразие ассортимента продуктов, обладающих повышенной биологической ценностью, и необходимыми функциональными свойствами.

Целью настоящей работы является изучение физико-химических особенностей коагуляции молока на основе методов многофакторного мониторинга процесса, что, в соответствии с вышеизложенным, является важной и актуальной задачей.

В качестве основного рабочего метода исследования коагуляции молока в данной работе решено использовать термографический» метод. Он достаточно прост, обеспечивает получение надежных объективных данных, практически эквивалентных данным реологических измерений. Он может быть легко использован для проведения измерений непосредственно в сырной ванне, а таюке легко автоматизирован.

Процесс свертывания молока является сложным процессом, зависящим от многих факторов. Однако, одним из наиболее общих параметров, отвечающих за коллоидную стабильность белков молока при различных типах коагуляции, является изменение заряда мицелл, возникающего в результате диссоциации функциональных зарядообразующих групп белковых молекул. Поэтому один из разделов работы посвящен анализу факторов, влияющих на зарядовое состояние функциональных групп. К ним можно отнести такие факторы как дегидрирование или изменение ионного состава сыворотки.

Важным параметром, определяющим качество молочных продуктов, является структура формирующегося в результате свертывания молочного геля. Поэтому часть исследований» посвящена анализу возможности изучения формирующейся гелевой сетки с помощью термографического метода.

В процессе гелеобразования изменяются оптические свойства молока, что позволяет использовать их мониторинг для определения момента коагуляции. Поэтому часть исследований в работе посвящена изучению возможности исследования свойств молока и определению момента его свертывания на основе современных методов наблюдения и анализа светового рассеяния.

Заключительная часть диссертационной работы посвящена разработке многоканальной автоматизированной системы для • многофакторного контроля коагуляции молока.

Выводы

1. Изучено влияние дегидрирования белков молока этиловым спиртом на сычужную коагуляцию. При добавлении этилового спирта до концентрации 5% коагуляция протекает быстрее в результате ослабления гидратных оболочек мицелл. Дальнейшее увеличение концентрации этилового спирта до 15% ведет к увеличению продолжительности свертывания, по-видимому, из-за изменения структуры активного центра фермента.

2. Исследовано влияние ионов кальция на процесс дестабилизации коллоидной системы белков молока при сычужной коагулции. Показано, что уменьшение концентрации ионов кальция ниже 1,5 ммоль/дм ведет к существенному увеличению продолжительности индукционной стадии сычужной коагуляции.

3. Исследовано влияние концентрации ионов кальция на, процесс кислотной коагуляции. Показано, что. увеличение кислотности молока с одновременным понижением активности ионов кальция за счет их связывания комплексообразующими молекулами («трилон Б») ведет к ослаблению коагуляционных свойств мицелл казеина и, как следствие, к формированию сгустка существенно отличающегося от традиционного кислотного.

4. Исследована кинетика формирования пространственной структуры молочного сгустка на основе мониторинга термографической разности температур. Получены кинетические зависимости изменения размера пор от 0,5 до 0,1 мм в процессе коагуляции молока при сычужном и кислотном свертывании.

5. Обоснована возможность использования обратного светового рассеяния для анализа свойств молока. Показано, что дифракционная картина обратного рассеяния содержит информацию о распределении частиц рассеивающей среды.

6. Разработана многоканальная автоматизированная система для многофакторного контроля коагуляции молока. Система предназначена для одновременного мониторинга температуры (0 - 100°С), эффективной вязкости термографическим методом (Д/ = 4-10°С), активной кислотности (310 единиц рН) и активности ионов кальция (0,1-50 ммоль/дм ) в процессе гелеобразования непосредственно в сырной ванне.

1. Алексеев Н.Г. Буферная емкость детских молочных продуктов / Н.Г. Алексеев, Н.М. Шугайлова // Известия вузов. Пищевая технология. 1982. -№ 4. — С. 116-117.

2. Алексеева Н.Ю. Современная номенклатура белков молока / Н.Ю. Алексеева // Молочная промышленность, 1983. — №4. С. 27-31.

3. Алексеева Н.Ю. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности: Справочник / Н.Ю. Алексеева, П.В. Аристова, А.П. Патратий и др. М.: Агропромиздат, 1986. - 239с.

4. Алексеева Н.Ю. Состав и дисперсность казеинаткальцийфосфатного комплекса молока / Н.Ю. Алексеева, П.Ф. Дьяченко // Молочная промышленность 1968. - №14". - с. 4-10.

5. Антилла В. Сычужная активность молока / В. Антилла, Э. Альсаари, Луоманпере // XVI Международный молочный'конгресс. М:, 1982. -т. 1. -Кн.Г. — С. 294.

6. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред / О.М. Белоцерковский. — М.: Наука, 1984. — 520с.

7. Бернатонис И. В. Использование тромбоэластографа для определения свертывания молока / И. Бернатонис, В. Мицкус // Молочная промышленность, 1967. № 9. - С. 20-23.

8. Бобылин В.В. Физико-химические и биотехнологические основы производства мягких кислотно-сычужных сыров / В.В. Бобылин. — Кемерово: КемТИПП, 1998. 208с.

9. Владыкина Т.Ф. Определение термостойкости молока и молочных . продуктов по тепловой пробе / Т.Ф. Владыкина, В.В. Вайткус // Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1986. т. 19. - С. 21-30.

10. Гебхарт Б. Свободноконвективные течения, тепло и массообмен. В ■ 2-х книгах, кн. 1. Пер. с англ. / Б. Гебхарт, Й. Джалурия, Р. Махаджан, Б. Саммакия. — М.: Мир, 1991. — 678с.

11. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. СПб.: Гиорд, 2001. - 311с:

12. Горбатова К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов / К.К. Горбатова. — СПб.: Гиорд, 2004. 352с.

13. Горбатова К.К. Химия и физика белков молока / К.К. Горбатова. — М.: Колос, 1993. 192с.

14. Дульнев Г.Н. Процессы переноса в неоднородных средах / Г.Н. Дульнев, В.В. Новиков. Л.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1991. - 248с.

15. Дьяченко П.Ф. Изменение казеинаткальцийфосфатного комплекса при кислотной, кальциевой и сычужной коагуляции / П.Ф. Дьяченко // Тез. докл.: Использование непрерывной коагуляции белков в молочной промышленности. — М., 1978. — С. 100-101.

16. Дьяченко П.Ф. Исследование состава казеинат-кальций-фосфотного комплекса молока / П.Ф. Дьяченко, Н.Ю. Алексеева // Молочная промышленность. — 1968. — № 8. — С. 11-14.

17. Забодал ова JI.A. Кинетика образования пространственной структуры при сквашивании молока / JI.A. Забодалова, A.M. Маслов, Г.М. Паткуль // Известия вузов. Пищевая технология, 1978. -№ 4.-С. 141-143.

18. Захарова JI. М. Исследование биохимических свойств молокосвертывающих ферментов / JI. М. Захарова // Переработка сельскохозяйственного сырья: Тез: науч. работ. — Кемерово, 1999. -С. 26-27.

19. Захарова JI. М. Применение заменителей сычужного фермента в производстве мягких кислотно-сычужных сыров / JI.M. Захарова. -Кемерово, 1998. 127с.

20. Измайлова В.Н. Структурообразование в белковых системах / В.Н. Измайлова, П.А. Ребиндер. — М.: Наука, 1974. — 286с.

21. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов / Г.С. Инихов, Н.П. Брио. — М.: Пищевая промышленность, 1971. — 424с.

22. Крашенинин П.Ф. Применение кислотной коагуляции при высоких температурах для получения сыра свежего / П.Ф. Крашенинин, В.П. Табачников, Н.И. Кречман // Труды ВНИИМС. М.: Пищепромиздат, 1975. - № 18. - С. 19-22.

23. Крусь Т.Н. К вопросу строения мицеллы и механизма' сычужной' коагуляции молока / Г.Н. Крусь // Молочная промышленность. — 1992.-№4.-С. 23-28.

24. Крусь Г.Н. Методы исследования молока и молочных продуктов / Г.Н. Крусь, A.M. Шалыгина, З.В. Волокитина. — М.: Колос, 2002. -368с.

25. Липатов Н.Н. Производство творога / Н.Н. Липатов. М.: Пищевая промышленность, 1973. — 272с.

26. Майоров А.А. Разработка* методов управления биосистемой сыра с целью совершенствования традиционных и создания новых технологий / А.А. Майоров. — Кемерово, 1999. — 326с.

27. Зб.Осинцев A.M. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов, лежащих в основе свертывания молока / A.M. Осинцев. — Кемерово, 2003. 120с.

28. Осинцев A.M. Термографический метод исследования коагуляции молока / A.M. Осинцев, Н.А. Бахтин, В.И. Брагинский, О.В. Иваненко // Сыроделие и маслоделие, 2005. -№5. — С. 20-21.

29. Осинцев A.M. Определение начала гелеобразования в молоке / A.M. Осинцев. В.И. Брагинский, JT.A. Остроумов; О.В. Иваненко // Сыроделие и маслоделие, 2004.-№3: —С. 18 19.

30. Остроумов Л.А. Основные закономерности формирования, мягких кислотно-сычужных сыров' / JI;А. Остроумов, В.В. Бобылин // Сыроделие, 1999. № 1. - С. 21-23.

31. Остроумов J1.A. Основы производства комбинированных мягких кислотно-сычужных сыров / JI.A. Остроумов, В.В: Бобылин // Сыроделие, 1998.-№2-3.-С. 10-12.

32. Остроумов JI.A. Исследование процесса термокислотного свертывания молока с использованием различных коагулянтов / Л.А. Остроумов, В.В. Бобылин, И.А. Смирнова, С.Р. Рафалович // Хранение и переработка сельхозсырья; 1998. — № 7. — С. 26-27.

33. Остроумов Л.А. Разработка технологии нового вида сыра с термокислотной коагуляцией5 / Л.А. Остроумов; И.А. Смирнова // Новое в технике и технологии пищевых отраслей пищевой промыпшенности: Науч.-техн. конф. — Кемерово, 1995. С. 24.

34. Патент 840735 СССР, МПК G 01 N 33/04. Способ определения момента готовности молочно-белкового сгустка к разрезке / Дяченко М.А., Семенов А.В., Ковалев В.И. № 2764539/28-13; заявл. 04.05.79; опубл. 13.09.1982.-Бюл. № 23.

35. Птицын О.Б. Природа сил, определяющих нативные пространственные структуры глобулярных, белков / 0:Б. Птицын О // Успехи современной биологии, 1967. — т. 63; — Вып. 1. — С. 3-27.

36. Раманаускас Р.И. Кинетика изменения среднего молекулярного веса казеиновых частиц во время пастеризации молока / Р.И. Раманаускас // Труды Литовского филиала ВНИИМС. Вильнюс, 1978.-№ 12.-С. 52-56.

37. Раманаускас Р.И. Математическая модель кинетики сычужного свертывания молока / Р.И. Раманаускас // Химия и технология пищи. Сб. науч. тр. Лит. пищ. ин-та. — Вильнюс, 1994. С. 108-119.

38. Раманаускас Р.И. Влияние кислотности молока на структурно-механические показатели сычужного сгустка / Р.И. Раманаускас, С. Урбене // Тр. Лит. ф. ВНИИМС. 1973. - т. 8. - С. 151-154.

39. Ребиндер П. А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия / П.А. Ребиндер. — М.: Наука, 1978:-368с.

40. Табачников В.П. Влияние титруемой кислотности на кинетику сычужного свертывания молока / В.П. Табачников, П.Н. Дудник // Труды ВНИИМС. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — № 18. — С. 15-19.

41. Тепел А.В. Химия и физика молока / А.В. Тепел. М.: Пищеваяпромышленность, 1979. — 624с.

42. Теплы М. Молокосвертывающие ферменты животного и микробного происхождения / М. Теплы, Я. Машек, Я. Гавлова. — М.: Пищевая промышленность, 1980. — 272с.

43. Уманский М.С. Теоретическое обоснование и исследование закономерности селективного липолиза в натуральных сырах /М.С. Уманский. — Барнаул, 2000. — 380с.

44. Шингарева Т. Влияние температуры на кинетику молока молокосвертывающими ферментами животного происхождения / Т. Шингарева, Ж. Каспарова // Молочное дело, 1990.-№ 23 .-С. 169-175.

45. Benguigui L. Ultrasonic study of milk clotting / L. Benguigui, J. Emery, D. Durand, J. P. Busnel // Lait, 1994. v. 74. - P. 197-206.

46. Berridge N. J. An improved method of observing the clotting of milk containing rennin / N. J. Berridge // Journal of Dairy Research, 1952. — v. 19.-P. 328-329.

47. Bohlin L. Viscoelastic properties of coagulating milk / L. Bohlin, P. Hegg, H. Ljusberg-Wahren // Journal of Dairy Science, 1984. — v. 67. — P. 729-734.•i

48. C.G. de Kruif. Casein micelle interactions / C.G. de Kruif // International Daiiy Journal 1999. v. 9. - P. 183-188.

49. Choi J. Effect of insoluble calcium concentration on rennet coagulation properties of milk / J. Choi, D.S. Home, J.A. Lucey // Journal of Daily Science, 2007. v. 90. - P. 2612-2623.

50. Claesson O. Optical investigation of the rennet clotting of milk / O. Claesson, H. Nitschmann // Acta Agriculturae Scandinavica, 1957. v. 7. -P. 341-360.

51. Dalgleish D. G. Casein micelles as colloids: Surface structure and stabilities / D. G. Dalgleish // Journal of Dairy Science, 1998. v. 81. — P. 3013-3017.

52. Darling D. Heat stability of milk / D. Darling // Journal of Dairy Research, 1980. v. 47. - №2. - P. 199-205.

53. De Kruif C. G. tc-Casein as a polyelectrolyte brush on the surface of casein micelles / C. G. de Kruif, E. B. Zhulina // Colloids Surfaces A., 1996.-v. 117.-P. 151-159.

54. De Kruif C.G. Casein micelle structure, functions and interactions. In: advanced dairy chemistry. Volume 1: Proteins, 3rd Edn. / C.G. de Kruif, C. Holt, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002. P. 233-276.

55. De Kruif C.G. Supra-aggregates of casein micelles as a prelude to coagulation / C. G. de Kruif // Journal of Dairy Science, 1998. v. 81. -P. 3019-3028.

56. De Kruif C.G. The Turbidity of Renneted Skim Milk / C. G. de Kruif// Journal of Colloid and Interface Science, 1993. v.156. — P. 38-42.

57. Dickinson E. Influence of calcium ions on creaming and rheology of emulsions containing sodium caseinate. / E. Dickinson, M. Golding. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -1998.-v. 144.-P. 167-177.

58. Eigel W.N. Nomenclature of proteins of cow's.milk: fifth revision / W.N. Eigely J.E. Butler // J: Dairy Sci. 1984 - v.67. - N 8. - P: 1599-1631.

59. Ethanol-Dependent Heat-Induced Dissociation of Casein Micelles / John E. O'Connell, Alan L. Kelly, Mark A. E. Auty, Patrick F. Fox, С G. de Kruif// J. Agric. Food Chem., 2001. v. 49. - P. 4420-4423.

60. Fox P.F. Coagulants and their action / P.F. Fox // XXII Inter. Dairy Congress, 1986. P. 61-73.

61. Fox P.F. Milk proteins: molecular, colloidal and functional properties / P.F. Fox, D.M. Mulvihill // Journal of Dairy Research, 1982. v.49. - N 4.-P. 679-693.

62. Frentz R. Application de la thrombelastographie de Hartert а Гёdude de la coagulation du lait / R. Frentz // Lait, 1965. v. 45. - P. 489-508.

63. Gamier J. Structure of casein micelle / J. Gamier, B. Ribadeau Dumas // Journal of Dairy Research, 1970. v. 37. -N 3. - P. 493-507.

64. Gastaldi E. Effect of Controlled «--Casein Hydrolysis on Rheological Properties of Acid Milk Gels / E. Gastaldi, N. Trial, C. Guillaume, E. Bourret, N. Gontard, J. L. Cuq // Journal of Dairy Science, 2003. v. 86. -P. 704-711.

65. Green M. L. Intermicellar relationships in rennet-treated separated milk. II. Process of gel assembly / M. L. Green, D. G. Hobbs, S. V. Morant, V. A. Hill // Journal of Dairy Research; 1978. v. 45. - P. 413-422.

66. Green M.L. Mechanism of aggregation of casein micelles in rennet treated milk / M.L. Green, S.V. Morant // Journal of Dairy Research, 1981.-v. 48.-N l.-P. 57-63.

67. Grotenhuis E. Phase stability of concentrated dairy products / E. Grotenhuis, R. Tuinier, C.G. De Kruif // Journal of Daiiy Science, 2003. -v. 86.-P. 764-769.

68. Holt C. Ability of a P-casein phosphopeptide to modulate the precipitation of calcium phosphate by forming amorphous dicalciumphosphate nanoclusters / С. Holt; N. M. Wahlgren, T. Drakenberg // Biochem. Journal, 1996. v. 314. - P. 1035-1039.

69. Holt C. Caseins as rheomorphic proteins: Interpretation of the primary and secondary structures of the asr, P- and к-caseins / C. Holt, L. Sawyer // Journal of the Chemical Society Faraday Transactions, 1993. — v. 89.-P. 2683-2692.

70. Holt C. Effect of colloidal phosphate concent and free calcium ion concentration in the milk serum on the dissociation of bovine casein micelles / C. Holt, D.T. Davies, A.J.R. Law // Journal of Dairy Research, 1986. v. 53. - N 4. - P. 557-572.

71. Holter H. Uber die Labwirkung / H. Holter // Biochemishe Zeitschrift, 1932.-v. 255.-P: 160-188.

72. Hori T. Objective measurements of the process of curd formation during rennet treatment of milks by the hot wire method / T. Hori // Journal of Food Science, 1985.-v. 50-P. 911-917.

73. Home D. S. The use of dynamic light-scattering in monitoring rennet curd formation / D. S. Home, С. M. Davidson // Milchwissenschaft, 1990.-v. 45.-P. 712-715.

74. Horne D.S. Factors influencing acid induced gelation of skim milk / D. S. Home // Food Colloids: Fundamentals of Formulation. E. Dickinson and R. Miller, eds. Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 2001. P. 345-351.

75. Hostettler H. Die bestimmung des gerinnungspunktes bei der labgerinnung der milch / H. Hostettler, J. Stein, K. Imhof // Milchwissenschaft, 1955. v. 6. - P. 196-205.

76. Influence of ethanol on the rennet-induced coagulation of milk / J. E O'Connell, P. Saracino, Thorn Huppertz, Therese Uniake, C. G de Kruif, Alan L Kelly, P. F. Fox // Journal of Dairy Research 2006, v. 73. P. 312-317.• ■' • ' ■': ' ИЗ

77. Kinsella J:E. Modification of milk, proteins to improve functional? properties and applications / J.E. Kinsella, D.M. Witchead // XXII Inter. Dairy Congress, 1986.-p: 791-804.

78. KirchmeierO. Pufferkapazitaten und Puffergleichgewichte der Milch / O. Kirchmeier // Milchwiss, 1980. Bd. 35: - N11.-s. 667-670.

79. Knoop H.M. Sub-structure of synthetic casein micelles / H.M. Knoop. E. Knoop, A. Wiechen // Journal of Dairy Research, 1979: v. 46. - N 2. -p. 347-350.

80. Lucey J: A. Rheological properties- at small' (dynamic) ! and' large : (yield) deformations of acid gels made from heated milk / J. A. Lucey, C. T. Teo, P. A. Munro, H. Singh // Journal of Dairy Research, 1997. v. 64.-p. 591-600.

81. Lucey J.A. Formation and Physical Properties of Milk Protein Gels / J:A. Lucey // Journal of Dairy Science, 2002. v. 85. - p. 281-294.

82. Lucey J.A. Rheological properties of milk gels formed by a combination of rennet and glucono-8-lactone / J.A. Lucey, M: Tamehana, H: Singh, P.A. Munro // Journal of Dairy Research, 2000. v. 67. - p. 415-427.

83. Marcais M. H. Thrombelastographie pour l'etude de la coagulation du lait / M. H. Marcais // Lait, 1965. v. 45. - p. 241-250.

84. McMahon D. J. Evaluation of Formagraph for comparing rennet solutions / D. J. McMahon, R. J. Brown // Journal of Dairy Science, 1982. -v. 65.-p. 1639-1642.

85. McMahon D.J. Composition, structure and integrity of casein micelles: a review / D.J. McMahon, R.J. Brown // Journal of Dairy Science, 1984. v.67. - N 3. - p. 449-512.

86. Mechanism for the Ethanol-Dependent Heat-Induced Dissociation of Casein Micelles / J. E. O'Connell, Alan L. Kelly, Patrick F. Fox, Kees G. de Kruif// J. Agric. Food Chem., 2001. -v. 49. P. 4424-4428.

87. Nassar G. Monitoring of milk gelation using a lowfrequency ultrasonic technique / G. Nassar, B. Nongaillard, Y. Noel // Journal of Food England, 2001. v. 48. - p. 351-359.

88. O'Callaghan D. J. On-line sensing techniques for coagulum setting in renneted milks / D. J. O'Callaghan, C. P. O'Donnell, F. A. Payne // Journal of Food England, 2000. v. 43. - p. 155-165.

89. O'Callaghan D.J. On-line sensor control for milk powder and cheese manufacture / D.J. O'Callaghan, C.P. О Donnell Dublin, 2000.

90. Okigbo J. Interactions of calcium, pH, temperature and chymosin during milk coagulation / J. Okigbo, G. Richardson, R. Brown // Journal of Dairy Science,1985. v. 68. - № 12 - p. 3135-3142.

91. Ono Т. A model for the assembly of bovine casein micelles, from F2 and'F3 subunits / T. Ono, T. Obata // Journal of Dairy Science, 1989. v. 56.-N3.-p. 453-461.

92. Payens T.AJ. Casein micelles: The colloid-chemical approach / T.A.J. Payens // Journal of Dairy Research, 1979. v. 46. - N 2. - p. 291-306.

93. Rao V.N. Rheological properties of solid foods. Engineering Properties of Foods / V.N. Rao, G. E Skinner. NY, 1986. - p. 215-254.

94. Richardson G. H. Continuous curd tension measurements during milk coagulation / G. H. Richardson, N. R. Gandhi, M. A. Divatia, C. A. Ernstrom// Journal of Dairy Science, 1971. — v. 54. — p. 182-186.

95. Rose D. A proposed model of micelles structure in bovine milk. // Daiiy Sci. Abstr. — 1969. — v. 31.-N4.-p. 171-175.

96. Ruettimann K. W. In situ observation of casein micelle coagulation / K. W. Ruettimann, M. R. Ladisch // Journal of Colloid Interface Science, 1991.-v. 146.-p. 276-287.

97. Schmidt D.G. Colloidal aspects of casein / D.G. Schmidt // Milk Dairy Journal, 1980.-v.34.-N l.-p. 42-64.

98. Slattery C.W. A model for the formation and structure of casein micelles from subunits of variable composition / C.W. Slattery, R. Evard //Biochim. Biophys. Asta, 1973. v. 317. -N 3. - p. 529-593.

99. Thompson M.P. The casein micelle — the forces contributing to its integrity / M.P. Thompson, H.M. Farrell // Milk Dairy Journal, 1973. -v.27.-N2/3.-p. 220-239.

100. Tokita M. Dynamic viscoelastic studies on he mechanism of milk clotting process / M. Tokita, K. Hikichi, R.R. Niki, S. Arima // Biorheology, 1982.-v. 19-p. 209-219.

101. Tsioulpas A. Effect of minerals on casein micelle stability of cows milk / A. Tsioulpas, M. J. Lewis, A.S. Grandison // Journal of Dairy Research, 2007. v. 74. - p. 167-173.

102. Tsioulpas A. Effect of Minerals on Casein Micelle Stability of Cows' Milk / A. Tsioulpas, J. L. Michael,. A. S. Grandison // Journal of Dairy Research, 2007. v. 74. -p. 167-173.

103. Wade T. In situ observation of rennetting by electroacoustics / T. Wade, J. K. BeattieV/ Milchwissenschaft, 1999. v. 53. - p. 490-494.

104. Walstra P. Effect of chymosin action on the hydrodynamic diameter of casein micelles / P: Walstra, V. A. Bloomfield, G. J. Wei, R. Jenness // Biochimica et Biophysica Acta, 1981. v. 669. - p. 258-259.

105. Walstra P. On the stability of casein micelles / P. Walstra // Journal of Daiiy Science, 1990.-v. 73.-N8.-p. 1965-1979. «

106. Walstra P. The voluminosity of bovine casein micelles and some of its implications / P. Walstra // Journal of Daiiy Research, 1979. v. 46. — N 2.-p. 317-323.

107. Waugh D.F. Core polymers of casein micelles / D.F.Waugh, L.K. Cremer, C.W. Slatteiy // Biochemistiy, 1970. v. 9. -N 4. - p. 786-795.

108. Wit J. N de. Structure and functional behavior of whey proteins / J. N. de Wit. // Neth. Milk Dairy Journal, 1981. v. 35. - N 1. - p. 47-64.

109. Worning P. A Novel Approach to Turbidimetiy of Dense Systems: An Investigation of the Enzymatic Gelation of Casein Micelles / P. Worning, R. Bauer, L. Ogendal, S.Lomholt // Journal of Colloid and1 Interface Science 1998, v. 203. - p. 265-277.