автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование физико-химических особенностей термокислотной коагуляции молока на основе термографического метода

На правах рукописи

4г

ЧЕБОТАРЕВ АНДРЕЙ ЛЬВОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕРМОКИСЛОТНОЙ КОАГУЛЯЦИИ МОЛОКА НА ОСНОВЕ ТЕРМОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Кемерово 2011

4847435

Работа выполнена в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Остроумов Лев Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Майоров Александр Альбертович

кандидат технических наук Громов Егор Сергеевич

Ведущее предприятие: ГУ ЯО«Ярославский государственный институт качества сырья и продуктов питаниж

Защита диссертации состоится«Ш>июня 2011 года в II30 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, тел./факс 8(3842)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, с авторефератом на официальном сайте КемТИПП www.kemtipp.ru.

Автореферат разослан«_»мая 2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.Н. Потипаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Среди основных направлений развития пищевой промышленности на современном этапе выделяется фундаментальный физико-химический подход к анализу технологических процессов, так как понимание сущности технологических процессов дает ключ к управлению ими путем целенаправленного изменения различных технологических факторов.

Сыры занимают важное место среди продуктов питания. Это объясняется как их биологической ценностью, так и хорошими органолептическими показателями. Для производства сыров используются различные способы свертывания молока. Наиболее распространенными являются сычужная, кислотно-сычужная и кислотная коагуляция. Они достаточно хорошо исследованы и описаны в литературе.

Термокислотный способ коагуляции белков молока применяется заметно реже и поэтому менее исследован. Тем не менее, сыры на основе термокислотной коагуляции имеют широкие перспективы благодаря ряду преимуществ. Основное достоинство данного способа получения молочного сгустка заключается в высокой степени извлечения белков из молочного сырья, достигающей 95-97%. Кроме того, по сравнению с казеином, сывороточные белки, входящие в состав термокислотного сгустка, имеют более сбалансированный аминокислотный состав. Производство сыров на основе термокислотного свертывания позволяет сократить такие операции как разрезка сгустка, постановка зерна, созревание. Для термокислотной коагуляции белков молока не требуется дорогостоящих молокосвертывающих ферментов. Кроме того, высокотемпературная тепловая обработка позволяет использовать в производстве сырье более широкого диапазона, чем при выработке сыров с традиционной технологиями.

Существующие на сегодняшний день технологии производства сыров на основе термокислотной коагуляции белков молока включают ряд общих операций, однако применяемые в них технологические режимы заметно отличаются друг от друга. В связи с этим возникает необходимость детального анализа процесса термокислотной коагуляции молочных белков, который позволит определить основные значимые факторы процесса и их влияние на эффективность коагуляции и свойства белкового продукта.

Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является изучение физико-химических особенностей термокислотной коагуляции молока на основе термографического метода.

Для реализации поставленной цели выделены следующие задачи, требующие решения:

- разработка методики термографического мониторинга термокислот-

ной коагуляции молока;

- разработка многоканальной автоматизированной системы для многофакторного контроля термокислотной коагуляции молока;

- исследование роль ионов кальция на в процессе термокислотной дестабилизации коллоидной системы белков молока;

- разработка теоретических моделей термокислотной коагуляции молока.

Научная новизна работы. Впервые разработана методика исследования кинетики термокислотной коагуляции молока на основе мониторинга термографической разности температур.

Проведено экспериментальное исследование одновременного влияния рН молока и концентрации содержащегося в нем ионизированного кальция на температуру свертывания молока.

Предложена гипотеза, объясняющая влияние кальция на термокислотную коагуляцию. Показано, что рН среды не является единственным фактором, вызывающим коагуляцию молока при высокой температуре. Изменение концентрации ионов кальция, наряду с рН, существенно изменяет протекание термокислотной коагуляции.

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.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: «Математические методы в технике и технологиях» (Санкт-Петербург, 2000), «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК (технологические аспекты производства)» (Москва, 2000), «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (ДонГАУ, 2010), «Пищевые продукты и здоровье человека», (Кемерово, 2011).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах, из которых 3 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. По результатам исследований получен патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики проведения эксперимента, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (125 источников) и приложения. Текст работы изложен на 132 страницах (включая приложения), содержит 5 таблиц и 38 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 приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема проведения исследований

Работа состояла из нескольких последовательных этапов.

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

Второй этап посвящен разработке методики термографического контроля термокислотной коагуляции молока, созданию на ее основе многоканальной системы для контроля термокислотной коагуляции молока и экспериментальному изучению физико-химических особенностей термокислотной коагуляции молока.

На третьем этапе исследований разработаны физико-химические модели термокислотной коагуляции молока, проанализированы их достоинства и недостатки.

Заключительный этап исследований посвящен анализу возможностей использования полученных научных результатов в практических технологиях термокислотного свертывания молока.

Все эксперименты проводились с использованием сухого обезжиренного молока ГОСТ 10970-87 (содержащего в 100 г: жира 1,5 г, белка 32,0 г, углеводов 50,0 г).

Для коррекции рН молока использовался водный 10%-ый раствор молочной кислоты. Кроме того в экспериментах требующих одновременного понижения рН молока и активности ионов кальция, использовался «Трилон Б» (2-водная динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, C10H14O8N2Na2-2H2O).

При выполнении работы использовались следующие методы исследований:

Определение концентрации ионов кальция и рН молока осуществлялось с помощью ионоселективных электродов, подключенных к разработанной автором системе многофакторного автоматизированного контроля процесса коагуляции молока, описание которой приведено в следующей главе. В качестве электрода сравнения использовался стандартный хлорсеребряный электрод.

Дозы вносимых в молоко препаратов определялись гравиметрически с использованием аналитических торсионных весов WTW.

Определение и измерение продолжительности свертывания молока проводилось при помощи термографического датчика также подключаемого к системе многофакторного автоматизированного контроля.

Сухие вещества в центрифугированной плазме определялись ускоренным методом высушивания по ГОСТ 3626. Для определения динамической вязкости центрифугированной плазмы использовался вискозиметр Освальда.

Для математической обработки результатов измерений использовались готовые математические пакеты Excel, Mathcad, Matlab, Femlab и Lab VIEW.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Разработка методики термографического мониторинга термокислотной коагуляции молока

Принцип, на котором основан термографический метод, заключается в записи разности температур между двумя помещенными в молоко термометрами, один из которых постоянно подогревается. Образование сгустка в результате агрегации белков молока резко уменьшает интенсивность конвекционного переноса тепла от подогреваемого термометра, в результате чего разность температур между двумя термометрами заметно возрастает.

Непосредственное использование термографического метода для мониторинга процесса термокислотной коагуляции осложняется тем, что внесение кислоты в нагретое молоко сопровождается интенсивным перемешиванием, которое препятствует образованию гелеподобной структуры. Как следствие, не возникает ярко выраженного изменения разности температур подогреваемого и неподогреваемого термометров. Более того, турбулентные потоки при перемешивании молока случайным образом меняют значение температуры подогреваемого термометра из-за изменения конвективной составляющей теплоотвода.

Для преодоления описанных сложностей нами разработана методика мониторинга термокислотной коагуляции белков молока, суть которой заключается в следующем. В исследуемое молоко вносятся кислотные агенты, а также дополнительные вещества, способные повлиять на термокислотное свертывание, в количествах, которые заведомо не вызывают коагуляции при

комнатной температуре. Подготовленные образцы подвергаются нагреванию на водяной бане до момента возникновения геля, фиксируемого термографически.

В качестве примера на рис. 2 представлены данные, демонстрирующие зависимость температуры свертывания от исходной активной кислотности молока. В отличие от стандартной термограммы, на которой ось абсцисс отображает время свертывания, на рис. 2. по оси абсцисс от-

Теыпериура малой, °С

Рис.2 . Зависимость термографической разности температур в молоке с различными значениями кислотности от температуры молока. Кривые: 1)рН=5,6; 2) рН=5,9; 3)рН=6,2.

ложена температура молока. Образованию структуры, как и в стандартном случае, соответствует резкое повышение термографической разности температур.

Данная методика позволяет получать объективные данные для анализа физико-химических особенностей дестабилизации белковой системы молока при высоких температурах.

Разработка автоматизированной системы для контроля коагуляции молока

Большое значение при изучении сложных многофакторных процессов, к которым относится и коагуляция молока, имеет возможность одновременного параллельного контроля нескольких параметров, определяющих процесс. В связи с этим нами была разработана комплексная автоматизированная экспериментальная установка для одновременного мониторинга вязкости и активной кислотности молока.

Блок схема универсального многоканального автоматизированного устройства для контроля коагуляции молока представлена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема автоматизированного устройства.

1 .Управляющий компьютер.

2 .Интерфейс USB.

3.Внешний модуль АЦП.

4.Аналоговый интерфейс ввода-вывода.

5.Много канальный измерительный модуль.

6.Блок внешних датчиков.

В устройстве используется четыре группы аналоговых входов для датчиков различного назначения, сгруппированных по типу сигнала, его уровню и входному сопротивлению. Конструкция прибора позволяет использовать прибор для одновременного мониторинга температуры, вязкости, активной кислотности и активности ионов кальция в процессе гелеобразования.

К первой группе относятся высокоомные входы потенциометрических датчиков, используемых для измерения pH 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 (ICL7650). Питание микросхем осуществляется от двуполярного стабилизированного источника напряжения ±5 В. Чувствительность входов (с учетом усиления карты АЦП) составляет примерно 10~2 В.

Вторая группа входов предназначена для термометрических датчиков вязкости на основе термопар. Преобразователи дифференциального сигнала термопар также выполнены на базе микросхемы ICL7650.

Третья группа входов предназначена для датчиков температуры на основе кремниевых терморезисторов. В качестве опытного образца использован термодатчик на основе микросхемы LM 335. Она относительно дешева и обладает вполне приемлемыми характеристиками (температурный коэффициент напряжения 10 мВ/градус) в технологическом диапазоне температур (20-40°С). Для питания микросхем используется стабилизированное напряжение +5 В, получаемое с блока питания многоканального устройства.

Последний тип входов является резервным и представляет собой непосредственные аналоговые входы блока Е14-140. В принципе, к ним могут присоединятся любые измерительные устройства, имеющие аналоговый выход с напряжением от 0,25 В до 10 В.

Исследование влияния активности ионов кальция на процесс термокислотной коагуляции

Для изучения влияния активности ионов кальция на процесс термокислотной коагуляции нами использована система многофакторного контроля коагуляции молока совместно с описанной выше методикой термографического исследования термокислотной коагуляции.

Сначала полученные образцы восстановленного обезжиренного молока исследовались с помощью ионоселективного электрода на содержание ионизированного кальция при температурах в диапазоне от 25°С до 40°С. Диапазон ограничен особенностями конструкции электрода.

В таблице 1 приведены данные по исследованию зависимости чувствительности Са-селективного электрода от температуры.

Как видно из таблицы, потенциал электрода при 30°С для всех исследованных концентраций практически совпадает с потенциалом электрода при 40°С для удвоенной концентрации ионов кальция. Что подтверждает сильную зависимость чувствительности Са-селективного электрода от температуры.

Данные, представленные в таблице 1, были использованы для определения изменения концентрации ионов кальция в молоке при нагревании. Для исследования было приготовлено 2 образца восстановленного обезжиренного молока, отличавшихся тем, что в «образец 1» в процессе восстановления был

добавлен хлорид кальция из расчета 0,4 г на 1 дм3 восстановленного молока. В «образец 2» кальций не добавлялся

Таблица 1.

Потенциал Са-селективного электрода при различных концентрациях ионов кальция в растворе и температурах

Концентрация ионов кальция, ммоль/дм3 16 8 4 2 1

Температура, °С 25 236±5 227±5 216±5 207±5 199±5

30 231±5 223±5 212±5 203±5 196±5

. 35 226±5 219±5 208±5 198±5 191±5

40 222±5 215±5 205±5 195±5 187±5

В таблице 2 показаны результаты измерения активности ионов кальция в молоке при различных температурах.

Таблица 2.

Концентрация Са2+ в восстановленном молоке при различных температурах

Концентрация ионов кальция, ммоль/дм3

Образец 1 Образец 2

Температура, °С 25 4,38±0,05 1,82±0,05

30 3,96±0,05 1,73±0,05

35 3,57±0,05 1,56±0,05

40 3,50±0,05 1,51±0,05

Для исследования роли кальция в термокислотной коагуляции был использован тот факт, что «Трилон Б» одновременно с уменьшением активности ионов кальция понижает рН раствора. С использованием данного свойства «Трилона Б» была проведена серия опытов, в которой понижение рН осуществлялось одновременным внесением как «Трилона Б», так и молочной кислоты в различных пропорциях.

На рис. 4 представлены данные по термокислотному свертыванию молока, активная кислотность в котором доводилась до рН=5,6 двумя способами: добавлением раствора трилона или раствора молочной кислоты.

В первом случае концентрация ионов кальция составила 1,5 ммоль/дм , а во втором - 4,8 ммоль/дм3. Температура коагуляции молока для этих двух случаев составила соответственно 88°С и 66°С.

60 70

Температура, "С

Рис. 4. Термограммы термокислотного свертывания молока с исходным значение рН=5,6: ▲ - понижение рН молочной кислотой; ■ - понижение рН «Трилоном Б».

Данный эксперимент демонстрирует тот факт, что при одном и том же значении рН молока температура его термокислотного свертывания может существенно изменяться при изменении концентрации ионов кальция в исходном молоке. ____ _ _

Рис. 5. Термограммы термокислотного свертывания молока с исходным значение рН=5,9: ♦ - [Са2+] = 1,3 ммоль/дм3; Л - [Са2+] = 2,6 ммоль/дм3; ▲ - [Са2+] = 4,4 ммоль/дм3.

На рис. 5, изображены зависимости термографической разности температур от температуры для образцов молока с исходным значением рН=5,9. В отличие от образцов, описанных выше, значение рН определялось введением в образцы 14 см3 раствора «Трилона Б». Кроме того, в два из трех образцов вносился раствор хлорида кальция в объемах 1 см3 и 2 см3.

Значения активности ионов кальция составили 1,3 ммоль/дм3, 2,6 ммоль/дм3 и 4,4 ммоль/дм3 соответственно для образцов без внесения СаС12, с внесением 1 см3 СаС12 и с внесением 2 см3 СаС12.

Сравнение данных рисунков 4 и 5 показывает достаточно сложную зависимость температуры коагуляции от значения рН и концентрации ионов кальция. Так, если значение рН остается постоянным, то ниже оказывается термическая устойчивость образцов с большей концентрацией ионов кальция. Тогда как при примерно одинаковых значениях концентрацией ионов кальция менее устойчивыми к термическому свертыванию оказываются образцы с более низкими значениями рН.

Феноменологическая модель термокислотной коагуляции белков молока

Целью данного раздела является попытка построения простой феноменологической модели термокислотного свертывания, достаточно адекватно отражающей его основные физико-химической особенности процесса.

Будем считать мицеллы казеина твердыми сферами, способность к агрегации которых может быть выражена термином «липкость». Потенциальная энергия взаимодействия мицелл друг с другом У(г) в зависимости от расстояния между их центрами имеет следующий вид прямоугольной ямы глубиной е и шириной &.

где к - постоянная Больцмана; Т- абсолютная температура; Б - диаметр мицеллы.

В нашей модели глубина ямы зависит от кислотности молока, степени денатурации сывороточных белков и размера мицелл. В свою очередь степень денатурации сывороточных белков зависит от температуры и продолжительности теплового воздействия. От температуры зависит также степень диссоциации воды, а следовательно и рН молока.

На рис. 6 представлены результаты расчетов степени коагуляции молочных белков в зависимости от дозы внесенной молочной кислоты. Там же для сравнения приведены экспериментальные данные.

Отметим, что, несмотря на достаточно хорошее соответствие модельных и экспериментальных данных, вряд ли можно утверждать, что модель абсолютно адекватно отражает физико-химические особенности процесса термокислотного свертывания молока. Дело в том, что полный набор параметров

У(г)

кТ

со, г<£); -е, Б<г <Б + 3\ О, г>£> + £;

включает около десятка феноменологических величин, и достаточно хорошую подгонку к эксперименту можно сделать при их неоднозначном выборе.

Анализ проведенных вычислений указывает на необходимость пересмотра модели для потенциала гидрофобного взаимодействия мицелл, основанного в приведенной нами модели на традиционных представлениях об особенностях термокислотной коагуляции. Одним из подходов к решению этой проблемы, возможно, является предположение о том, что величина скорее всего, определяется также взаимодействием ионов кальция с мицел-лярными казеинами. Такое предположение могло бы, например, объяснить и поразительное сходство термокислотной и термокальциевой коагуляции молока.

Доза внесенной молочной кислоты, мг/100 мл восстановленного обезжиренного молока

Рис. 6. Зависимость степени коагуляции молока от дозы внесенной молочной кислоты при различных температурах свертывания.

Экспериментальные кривые: о - 75°С, □ - 85°С, Д - 95°С;

Расчетные кривые: 1 - 75°С, 2 - 85°С, 3 - 95°С.

Именно уточнение механизма влияния кальция на стабильность коллоидной системы молока во время его свертывания при повышенной температуре стала предметом наших дальнейших исследований.

Учет влияния ионов кальция на процесс термокислотной коагуляции в двухпотенциальной модели

Как показали эксперименты, описанные в предыдущей главе, при термокислотном свертывании, как и при сычужном, значительное влияние на продолжительность коагуляции оказывает концентрация ионов кальция в молочной сыворотке.

Для объяснения полученных результатов предложена количественная модель дополнительной электростатической стабилизации казеиновых ми-

целл в молоке за счет диссоциации ионов кальция из мицеллярного казеината кальция.

Как известно, кальций может химически связываться с фосфосериновы-ми группами белков казеиновых мицелл. Такие группы в заметном количестве присутствуют в а- и ß-казеинах. Образующееся при этом соединение, вообще говоря, непостоянного состава, принято называть казеинатом кальция.

Если предположить, что связывание кальция с фосфосериновыми группами молекул казеинов представляет собой обратимый процесс, то реакцию диссоциации-рекомбинации казеината кальция можно условно представить в виде:

CaCAS < -> Са2+ + CAS2' (1)

*С2

где kci - константа диссоциации; ксг - константа рекомбинации; условное обозначение CAS выбрано для представления «молекулы» казеина.

В модели необходимо учесть также возникновение заряда на белковых молекулах в результате их гидратации:

■ PROT + Н20 < *л.._> HO-PROT" + Н+ (2)

kF1

где кр \ - константа реакции гидратации (первого порядка, т.к. вода присутствует в избытке); кп — константа дегидратации; условное обозначение PROT условно выбрано для представления зарядообразующих белковых групп казеинов. Можно считать, что в основном именно этот заряд обеспечивает сте-рическую стабильность волосков к-казеина.

Из-за сложности и недостаточной изученности состава коллоидного фосфата кальция (ССР) его гидрирование было рассмотрено в рамках упрощенной схемы, включающей всего одну ступень:

ССР + 2Н+ < *fl >ССР* + Са2+ (3)

кР 2

где ССР* - гидрированная форма коллоидного кальций-фосфатного комплекса; кР\ и кр2 — константы скорости для процессов гидрирования и дегидрирования соответствённо. Конечно, следует понимать, что определенные таким образом величины имеют лишь модельный смысл. Поэтому кинетические константы схемы (3) можно понимать лишь как некоторые параметры, отражающие «усредненный» процесс гидрирования кальций фосфатного комплекса.

Для описания экспериментов с понижением pH молока «Трилоном Б» в модель добавлена схема хелирования кальция:

H2CHEL + Са2+ CaCHEL + 2Н+ (4)

кп

где аббревиатура CHEL используется для обозначения хелирующего соединения, которое в нашем случае представлено двунатриевой солью этилен-диаминтетрауксусной кислоты («Трилон Б»); кп и кп - константы второго порядка соответственно для процессов образования и распада хелатного комплекса.

Для объяснения термокислотного эффекта считается, что константы скоростей реакций (1) и (3) зависят от температуры: с ростом температуры равновесие обеих реакций смещается влево.

Отметим, что, если для реакции (3) такая зависимость является установленным фактом, то для реакции (1) данное предположение является рабочей гипотезой. Гипотеза о снижении степени диссоциации казеинатов кальция с ростом температуры основано на сходстве химического взаимодействия кальция с фосфатными группами и фосфосериновыми остатками белков.

Механизм потери устойчивости коллоидной мицеллярной системой при термокислотном процессе можно теперь описать следующим образом. Обратная реакция (1) приводит к уменьшению дополнительного отрицательного заряда казеиновых молекул. С другой стороны, обратная реакция (3) ведет к освобождению ионов водорода и, как следствие, смещению реакции (2) влево. В результате снижается заряд «волоскового» слоя макропептидных остатков к-казеинов на поверхности мицелл. Как результат, система теряет коагу-ляционную устойчивость.

Проведения численных расчетов в рамках описанной модели основано на решении системы дифференциальных уравнений для концентраций выбранных в схемах (1)-(4) уравнений (с соответствующими начальными условиями):

¿[СаСАЗ]^^^ + ^2[Са2+][СА82-]) Л

^РК0Т] = -кп [РЫОТ] + кР 2[Н+][НО-РКОГ1, с??

^ССР] = -*л [СС Р][Н+]2 + £/12[ССР*][Са2+], Л

4Н2СНЕЬ] = _£г1[н2СНЕц[Са2+-] + [СаСНЕЬ] [Н4"]2, сII

^Са2+] = -кС2[Са2+][СА$2-] - кР2[СС?,][Са2+] -Л

- £п[Н2СНЕЬ][Са2+] + £С1[СаСА8] + + /ся[ССР][Н+]2 + *п[СаСНЕЬ][Н+]2,

= -¿„[Н+][НО-РШГ] -2*>,[ССР][Н+]2 -

Л

- 2^Г2[СаСНЕЬ][Н+]2 - ¿Я2[(ССР*)-][Н+] + £п[РЯОТ] + 2^2[ССР*][Са2+]

+ 2£п[Н2СНЕЦ[Са2+] + *Д1[ССР*].

Дополнительный заряд мицеллы определяет глубину потенциальной ямы, описывающей притяжение мицелл, следующим образом:

£л ~ £о ~ А Чс аб •

Т.е. считается, что межмолекулярное притяжение (например, обусловленное гидрофобными взаимодействиями) ослабляется электростатическим отталкиванием.

Величина дополнительного заряда мицелл, возникающего при диссоциации мицеллярного казеината кальция пропорциональна концентрации диссоциированных фосфосериновых групп [CAS2"], поэтому:

sa =£о~ Л '[CAS2"]2. (5)

Параметр А в данном случае играет роль подгонного модельного параметра.

Отталкивающий потенциал в нашей модели определяется концентрацией диссоциированных зарядообразующих групп макропептидных остатков к-казенов:

er = R*q% = R • [HO-PROT" f. (6)

Параметр R также играет роль подгонного модельного параметра.

Сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными, представленными на рис. 4 и рис. 5 приведено в таблице 3.

Таблица 3.

Сравнение результатов модельных расчетов с экспериментом.

Температура коагуляции, / \ эксперимент ^ теория ) рН молока

5,6 5,9

Концентрация ионов кальция, ммоль/дм3 1,3 97 ÏÏ9

1,5 88 ±2 86 109

2,6 77 92 + 2 93

4,4 70 83 ±2 81

4,8 66 + 2 63 73

Прочерк в поле экспериментальных данных означает их отсутствие или недостижимость. Как видно из таблицы, совпадение модельных расчетов с экспериментальными данными вполне удовлетворительно.

Отметим, что разработанная модель может стать основой для разработки новых технологий термокислотного свертывания молока, позволяющих корректировать кислотность продукта и содержание ионизированного кальция. Предварительный расчет температуры свертывания молока может также снизить энергетические потери при производстве термокислотных сгустков.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработана методика исследования кинетики термокислотной коагуляции молока в диапазоне температур 40+95°С на основе мониторинга термографической разности температур.

2. Разработана многоканальная автоматизированная система для многофакторного контроля коагуляции молока, предназначенная для одновременного мониторинга температуры (0°0100°С), эффективной вязкости (термографическим методом), активной кислотности (рН=3+8) и активности ионов кальция (1+20 ммоль/дм3) в процессе гелеобразования.

3. Исследована зависимость концентрации ионизированного кальция в молоке от его температуры в диапазоне 25-г40°С.

4. Проведено экспериментальное исследование одновременного влияния рН (рН=5,6+6,2) молока и концентрации содержащегося в нем ионизированного кальция (1+5 ммоль/дм3) на температуру свертывания молока (60-95°С).

5. Разработана феноменологическая модель термокислотной коагуляции белков молока. Расчеты в рамках данной модели указывают на необходимость пересмотра традиционных представлениях об особенностях термокислотного свертывания молока.

6. Предложена гипотеза, объясняющая влияние концентрации ионизированного кальция (1+5 ммоль/дм3) на термокислотную коагуляцию. Показано, что рН среды (рН=5,6+6,2) не является единственным фактором, вызывающим коагуляцию молока при высокой температуре.

7. Показано, что изменение концентрации ионов кальция, наряду с рН, существенно изменяет протекание термокислотной коагуляции. Тем самым в рамках модели объяснено сходство термокислотной и термокальциевой коагуляции молока.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Поздняков Д.Л. Анализ динамики процесса приготовления пищевых смесей на базе вэйвлет-преобразования. / Д.Л. Поздняков, Б.А. Федосенков, А.Л. Чеботарев // Сб. трудов 13-й международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-2000, г. Санкт-Петербург, 2000 г. - Т. 3, секция 3. - С. 48-50

2. Антипов Е.В. Система анализа нестационарных процессов приготовления пищевых дисперсных смесей. / Е.В. Антипов, Б.А. Федосенков, А.Л. Чеботарев II Материалы научно-технической конференции "Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК (технологические аспекты производства)", Москва, 2000. - С. 189.

3. Осинцев А.М. Роль ионов кальция в коллоидной стабильности мицелл казеина / А.М. Осинцев, В.И., Брагинский О.Ю., Лапшакова АЛ. Чеботарев // Техника и технология пищевых производств, 2009. - № 1. - С. 6367.

4. Остроумов Л.А. Термографический метод определения термокислотной коагуляции молока. / Л.А. Остроумов, В.И. Брагинский, А.Л. Чеботарев // Сыроделие и маслоделие, 2010. - №5. - С. 43.

5. Лапшакова О.Ю. Анализ формирования пространственной структуры молочного сгустка термографическим методом / Лапшакова О.Ю., Чеботарев АЛ., Шабарчина Е.Ю. // Сборник трудов VII Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России>. - пос. Персиановский, ДонГАУ, 2010. — с. 129-131.

6. Чеботарев А.Л. Модельный потенциал для описания коллоидной устойчивости мицелл казеина. / А. Л. Чеботарев, М.А. Осинцева // Наука и производство: состояние и перспективы. Материалы IX межрегиональной студенческой научно-практической конференции, Кемерово, 2011. - С. 175-177.

7. Остроумов Л.А. Феноменологическая модель термокислотной коагуляции белков обезжиренного молока. / Л.А. Остроумов, А.М. Осинцев, И.А. Смирнова, М.А. Глушаков, АЛ. Чеботарев // Техника и технология пищевых производств, 2011. - № 1. - С. 133-139.

8. Чеботарев АЛ. Кинетическая модель для описания термокислотной коагуляции молока. / А.Л. Чеботарев, М.А. Осинцева // IV Всероссийская конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Пищевые продукты и здоровье человека», Кемерово, КемТИПП, 2011. - С. 123-124.

9. Многоканальная автоматизированная система для контроля коагуляции молока. / А.М. Осинцев, О.Ю. Лапшакова, АЛ. Чеботарев, В.И. Браган-ский, Н.А. Бахтин // Патент 1Ш 2399047 С1. - Опубликовано: 10.09.2010 Бюл.№ 25.

Подписано в печать 26.04.2011. Формат 60x90/16 Объем 1,1 п.л.Тираж 80 экз. Заказ № 86. Кемеровский технологический институт промышленности 650056, г.Кемерово, бульвар Строителей, 47 Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИПП, 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Физико-химические основы коагуляции белков молока

1.1.1. Молоко как коллоидный раствор

1.1.2. Роль кальция в коагуляции белков молока

1.2. Способы коагуляции белков молока

1.2.1. Сычужная коагуляция

1.2.2. Кислотная коагуляция

1.2.3. Сычужно-кислотная коагуляция

1.2.4. Термокислотная и термокальциевая коагуляция

1.3. Особенности экспериментального и теоретического исследования коагуляции молока

1.3.1. Свойства молока, изменяющиеся при коагуляции

1.3.2. Методы мониторинга коагуляции молока

1.3.3. Термографический метод. Особенности изучения термокислотной и термокальциевой коагуляции

1.3.4. Методы моделирования коагуляции молока

Среди основных направлений развития пищевой промышленности на современном этапе выделяется фундаментальный физико-химический подход к анализу технологических процессов, так как понимание сущности технологических процессов дает ключ к управлению ими путем целенаправленного изменения различных технологических факторов. Именно технологии, опирающиеся на научно обоснованное управление технологическими процессами, способны обеспечить необходимое разнообразие ассортимента продуктов, обладающих повышенной биологической ценностью и необходимыми функциональными свойствами.

Сыры занимают важное место среди продуктов питания. Это объясняется как их биологической ценностью, так и хорошими органолептическими показателями.

Для производства сыров используются различные способы свертывания молока. Наиболее распространенными являются сычужная, кислотно-сычужная и кислотная коагуляция. Они достаточно хорошо исследованы и описаны в литературе.

Термокислотный способ коагуляции белков молока применяется заметно реже и поэтому менее исследован. Тем не менее, сыры на основе термокислотной коагуляции имеют солидную историю и достаточно широко представлены географически.

Например, на территории Южной и Центральной Америки широко распространен Queseo blanco (белый сыр), исторически имеющий испанское происхождение.

В южной Азии хорошо известен термокислотный сыр Рапеег.

К термокислотным можно отнести и итальянский по происхождению сыр Ricotta. Он традиционно вырабатывался в Италия из подсырной молочной сыворотки из овечьего молока, однако теперь Ricotta обладает более широкой популярностью, особенно в Северной Америке и Западной Европе, где его производят главным образом из целого или частично обезжиренного коровьего молока (или, иногда, из смеси обезжиренного молока и сыворотки).

На территории СНГ пользуется популярностью сыр Адыгейский и его аналоги.

Технология термокислотной коагуляции белков молока, на наш взгляд, имеет широкие перспективы благодаря ряду преимуществ. Основное достоинство данного способа получения молочного сгустка заключается в высокой степени извлечения белков из молочного сырья, достигающей 95-97% за счет осаждения сывороточных белков вместе с казеином. Кроме того, по сравнению с казеином, сывороточные белки, входящие в состав термокислотного сгустка, имеют более сбалансированный аминокислотный состав, что повышает биологическую ценность, продуктов, полученных на основе термокислотного свертывания.

Производство сыров на основе термокислотного свертывания позволяет сократить такие операции как разрезка сгустка, постановка зерна, созревание. Для термокислотной коагуляции белков молока не требуется дорогостоящих молокосвертывающих ферментов. Кроме того высокотемпературная тепловая обработка позволяет использовать в производстве сырье более широкого диапазона, чем при выработке сыров по традиционным технологиям.

Существующие на сегодняшний день технологии производства сыров на основе термокислотной коагуляции белков молока включают ряд общих операций, однако применяемые в них технологические режимы заметно отличаются друг от друга. В связи с этим возникает необходимость детального анализа процесса термокислотной коагуляции молочных белков, который позволит определить основные значимые факторы процесса и их влияние на эффективность коагуляции и свойства белкового продукта, что в свою очередь может обеспечить направленное регулирование процесса и достоверное прогнозирование его результатов.

Данная работа посвящена изучению закономерностей потери устойчивости белковой коллоидной системы молока при термокислотной коагуляции. Ее целью является дальнейшее изучение физико-химических особенностей термокислотной коагуляции молока на основе методов многофакторного мониторинга процесса, что, в соответствии с вышеизложенным, является важной и актуальной задачей.

В качестве одного из основных экспериментальных методов 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 также легко автоматизирован. Термографический метод достаточно широко опробован при исследовании сычужного, кислотного и кислотно-сычужного свертывания молока. Вместе с тем, особенности термокислотной коагуляции накладывают ряд ограничений на использование данного метода. Поэтому одна из глав диссертации посвящена разработке методики термографического мониторинга термокислотной коагуляции молока.

Термокислотное свертывание молока является сложным процессом, в котором ко многим факторам, определяющим его протекание, например при чисто кислотном свертывании, добавляются эффекты высокой температуры, в частности, взаимодействие мицелл казеина с денатурированными сывороточными белками. Все это существенно затрудняет изучение термокислотного процесса.

Известно что, одним из наиболее эффективных методов исследования сложных технологических процессов в настоящее время считается физико-химическое моделирование. Включение в модель основных факторов процесса позволяет проанализировать их значимость и проследить за взаимным влиянием исследуемых параметров. Поэтому значительная часть работы посвящена физико-химическому моделированию термокислотной коагуляции молочных белков.

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

2. Алексеева Н.Ю. Состав и дисперсность казеинаткальцийфосфатного комплекса молока / Н.Ю. Алексеева, П.Ф. Дьяченко // Молочная промышленность— 1968. №11. - с. 4-10.

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

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

5. Аристова В.П. Современные представления о термоустойчивости молока и ее изменения под влиянием различных факторов: Обз.инф. / В.П. Аристова, Л.В. Костыгов, М.А. Кутибашвили, Г.А. Россихина, Д.Е. Ще-душнов // АгроНИИТЭИММП. М.: 1991. - 32 с.

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

7. Брусиловский Л.П. Инструментальные методы и экспесс-анализаторы для контроля состава и качества молока / Л.П. Брусиловский. М.: Молочная промышленность, 1997. -47с.

8. Викторов М. М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты / М. М. Викторов. М, Химия, 1977. - 360 с.

9. Владыкина Т.Ф. Модель структуры мицеллы казеина / Т.Ф. Владыкина. -Каунас, 1988.- 13с.

10. 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.

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. 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.

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. Забодалова Л.А. Исследование процесса структурообразования при кислотной коагуляции белков молока / Л.А. Забодалова, Г.М. Паткуль // XXI Международный молочный конгресс. М., 1982. — Т.1. — Кн.1. - С. 211.

18. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов / Г.С. Ини-хов, Н.П. Брио. -М.: Пищевая промышленность, 1971. 424с.

19. Климовский И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра. М.: Пищевая промышленность, 1966. - 207 с.

20. 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.

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

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

23. Липатов H.H. Производство творога / H.H. Липатов. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 272с.

24. Майоров A.A. Проблемы повышения выхода сыра / A.A. Майоров, И.М. Мироненко, A.A. Байбикова // Сыроделие и маслоделие, 2011. № 2. -С. 14-16.

25. Майоров A.A. Разработка методов управления биосистемой сыра с целью совершенствования традиционных и создания новых технологий / A.A. Майоров. Кемерово, 1999. - 326с.

26. Майоров A.A. Снижение потерь при производстве натуральных сыров / А.А.Майоров, A.A. Байбикова // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока. Сборник научных трудов с международным участием. Вып. 6 - Барнаул, 2009. - С. 9-13.

27. Осинцев A.M. Моделирование индукционной стадии коагуляции молока. П1. Кислотно-сычужная коагуляция / A.M. Осинцев, В.И. Брагинский, Л.А. Остроумов, М.П.Абрамова // Хранение и переработка сель-хозсырья, 2003. — №5. — с. 21-23.

28. Осинцев A.M. Моделирование индукционной стадии коагуляции молока. III. Кислотно сычужная коагуляция / А.М.Осинцев, В.И. Брагинский, Л.А. Остроумов, М.П. Абрамова // Хранение и переработка сель-хозсырья. - 2003. №5. - С. 21-23.

29. Осинцев A.M. Развитие фундаментального подхода к технологии молочных продуктов / A.M. Осинцев. Кемерово, 2004. - 152с.

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

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

32. Остроумов JI.A. Основные закономерности формирования мягких кислотно-сычужных сыров / JI.A. Остроумов, В.В. Бобылин // Сыроделие, 1999.-№ 1.-С. 21-23.

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

34. Остроумов JI.A. Разработка технологии нового вида сыра с термокислотной коагуляцией / JI.A. Остроумов, И.А. Смирнова // Новое в технике и технологии пищевых отраслей пищевой промышленности: Науч.-техн. конф. Кемерово, 1995. - С. 24.

35. Равдель A.A. Краткий справочник физико-химических величин / А.А.Равдель, A.M. Пономарева. М., СпецЛит, 1998. - 232 с.

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. 5256.

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

38. Смирнова И.А. Совершенствование технологии мягких сыров с термокислотным свертыванием молока / И.А. Смирнова // Молочная промышленность, 1999. №2. - С. 3-6.

39. Смирнова И.А. Теоретическое обоснование и исследование закономерностей формирования сыров с термокислотной коагуляцией белков молока / И.А. Смирнова. Кемерово, 2003. - 425с.

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. Табачников В.П. Физико-химическая интерпретация и метод исследования процессов свертывания молока / В.П. Табачников // Труды ВНИИМС, 1973.-№ 12.-С. 3-10.

42. Тепел A.B. Химия и физика молока / A.B. Тепел. — М.: Пищевая промышленность, 1979.-624с.

43. Фольтман Б.О. О ферментативной и коагуляционной стадиях процесса сычужного свертывания / Б.О. Фольтман // XV Международный конгресс по молочному делу. М.: Пшцепромиздат, 1961. - С. 83-83.

44. Хаддхам Дж.Ф., Цадов Г. Влияние pH на содержание ионов кальция в обезжиренном молоке при тепловой обработке. XXI международный конгресс по молочному делу. Краткие сообщения. М.: ЦНИИТЭИмясо-молпром, 1982. — Т.1.-Кн.2. с. 130.

45. Харнед Г. Физическая химия растворов электролитов./ Г. Харнед, Б. Оуэн // Издательство иностранной литературы, Москва, 1952, 628 с.

46. Храмцов А.Г. Мягкий сыр на основе термокислотной коагуляции белков молока и сыворотки / А.Г. Храмцов, O.A. Суюнчев, А.Ф. Лафишев // Переработка молока, 2004. № 1. - С. 10.

47. Шингарева Т.И. Исследование параметров термокислотной коагуляции при производстве сыра / Т.И. Шингарева, М.А. Хотомцева // Хранение и пере работка сельхозсырья, 2001. №9. - С. 22 23.

48. Шингарева, Т.И. Анализ эффективности различных способов коагуляции белков молока / Т.И. Шингарева, М.А. Глушаков, Н.А. Скапцова // Молочна промисловють. Киев, 2008. - №5 (48) . - С. 58-61.

49. Anema S. G. Association of denatured whey proteins with casein micellesin heated reconstituted skim milk and its effect on casein micelle size / S. G. Anema, Yu. Li // Journal of Dairy Research, 2003. V. 70. - P. 73-83.

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

51. Bernal V. Effect of calcium binding on thermal denaturation of bovine 3-lactalbumin / V. Bernal, P. Jelen // J. Dairy Sci., 1984. V. 67. - P. 24522454.

52. Bohlin L. Viscoelastic properties of coagulating milk / L. Bohlin, P. Hegg, H. Ljusberg-Wahren // Journal of Dairy Science, 1984. V. 67. - P. 729-734.

53. Brule G. Mineral Salts Stability in Aqueous Phase of Milk: Influence of Heat Treatments / G. Brule, E. Real del sol, J. Fauquant, C. Fiaud // J. Dairy Sci., 1978.-V.61-P. 1225-1232.

54. Canabady-Rochelle L. S. Influence of Calcium Salt Supplementation on Calcium Equilibrium in Skim Milk During pH Cycle / L. S. Canabady-Rochelle, C. Sanchez, M. Mellema, A. Bot, S. Desobry, S. Banon // J. Dairy Sci., 2007. -V. 90.-P. 2155-2162.

55. Carlson A. Kinetics of milk coagulation: I. The kinetics of K-casein hydrolysis in the presense of enzyme deactivation / A. Carlson // Biotechnology and Bioengineering, 1987. V.29. - P. 582.

56. Choi J. Effect of Insoluble Calcium Concentration on Rennet Coagulation Properties of Milk / J. Choi, D. S. Home, J. A. Lucey // J. Dairy Sei., 2007. -V. 90.-P. 2612-2623.

57. Cichocki B. Diffusion coefficients and effective viscosity of suspensions of sticky hard spheres with hydrodynamic interactions / B. Cichocki, B. U. Fel-derhof// Journal of Chemical Physics. 1990. V.93. - P. 4427-4432.

58. Claesson O. Optical investigation of the rennet clotting of milk / O. Claesson, H. Nitschmann //ActaAgriculturaeScandinavica, 1957. -v. 7. -P. 341-360.

59. Corredig M. Effect of temperature and pH on the interactions of whey proteins with casein micelles in skim milk Food / M. Corredig, D.G. Dalgleish // Research International, 1996. V. 29. - P. 49-55.

60. Dalgleish D. G. A mechanism for the chymosin-induced flocculation of casein micelles / D. G. Dalgleish // Biophysical Chemistry, 1980. V.ll. - P. 147-155.

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

62. Dalgleish D. G. Heat-Induced Interactions of Whey Proteins and Casein Micelles with different Concentrations of a-Lactalbumin and ß-Lactoglobulin/ D. G. Dalgleish, L. van Mouric, M. Corredig // J. Agric. Food Chem., 1997. -V.45.-P. 4806-4813.

63. Darling D. F. Derivation of a mathematical model for the mechanism of casein micelle coagulation by rennet / D. F. Darling, A. C. van Hooydonk // Journal of Dairy Research, 1981. V.48. - P. 189-200.

64. De Kruif C. G. k-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.

65. 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.

66. De Kruif C.G. Skim milk acidification / C.G. De Kruif // Journal of Colloid and Interface Science, 1997. V.185. -P. 19-25.

67. 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.

68. 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.

69. 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.

70. Dickinson E. Influence of ionic calcium on stability of sodium caseinate emulsions. / E. Dickinson, E.Davies// Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 1999 V. 12 - p.203-212.

71. Eigel W.N. Nomenclature of proteins of cow's milk: fifth revision / W.N. Ei-gel, J.E. Butler // J. Dairy Sci. 1984. - V.67. - N 8. - P. 1599-1631.

72. Fox P. F. Heat stability of milk: influence of colloidal calcium phosphate and P-lactoglobulin / P. F. Fox, M. C. T. Hoynes // Journal of Dairy Research, 1975.-V. 42.-P. 427-435.

73. Gangidi R. R. Ionic Calcium Determination in Skim Milk with Molecular Probes and Front-Face Fluorescence Spectroscopy / R. R. Gangidi, L. E. Metzger//J. Dairy Sci., 2006. -V. 89. P. 4105-4113.

74. Gastaldi E. Effect of Controlled K-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.

75. Gaucheron F. The minerals of milk. Review. // Reprod. Nutr. Dev., 2005. -V. 45.-P. 473-483.

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

77. Holt C. Caseins as rheomorphic proteins: Interpretation of the primary and secondary structures of the asr, P- and k-caseins / C. Holt, L. Sawyer // Journal of the Chemical Society Faraday Transactions, 1993. V. 89. - P. 26832692.

78. Holt C. Effect of colloidal phosphate content 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.

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

80. Home 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.

81. Hyslop D. B. Enzyme-induced coagulation of casein micelles: a number of different kinetic models / D. B. Hyslop //Journal of Dairy Research, 1993. -V.60.-P. 517-533.

82. 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.

83. 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.

84. Lin M-J. Measurement of ionic calcium in milk. / M-J. Lin, M.J. Lewis, A.S. Grandison // International Journal of Dairy Technology, 2006. V. 59. - P. 192-199.

85. Low A. J. R. Effect of pH on the Thermal Denaturation of Whey Proteins in Milk / A. J. R. Low, J. Leaver // J. Agric. Food Chem., 2000 V.48 - P. 672679

86. Low A. J. R. Effect of Protein Concentrations on Rates of Thermal Denaturation of Whey Proteins in Milk. / A. J. R. Low, J. Leaver // J. Agric. Food Chem., 1997 V.45 - p. 4255-4261

87. 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.

88. Lucey J.A. Effects of heat treatment and whey protein addition on the rheological properties and structure of acid skim milk gels / J.A. Lucey, P.A. Munro, H. Singh // International Dairy Journal, 1999. V. 9. - P. 275-279.

89. Lucey J.A. Formation and physical properties of milk protein gels / J.A. Lucey // Journal of Dairy Science, 2002. V. 85. - P. 281-294.

90. Lucey J.A. Rheological properties of milk gels formed by a combination of rennet and glucono-5-lactone / J.A. Lucey, M. Tamehana, H. Singh, P.A. Munro // Journal of Dairy Research, 2000. v. 67. - p. 415-427.

91. Lucey, J. A. Importance of calcium and phosphate in cheese manufacture: A review. / Lucey, J. A., Fox P. F. // J. Dairy Sei., 1993. V. 76. -P. 17141724.

92. McMahon D. J. Effects of Calcium, Phosphate, and Bulk Culture Media on Milk Coagulation Properties / D. J. McMahon, 2 R, J. Brown, G. H. Richardson, and C. A. Ernstrom // J. Daiiy Sei., 1984. V. 67. - P. 930-938.

93. McMahon D.J. Composition, structure and integrity of casein micelles: a review / D.J. McMahon, R.J. Brown // Journal of Däry Science, 1984. V.67. -N3.-p. 449-512.

94. Morr C.V. Physico-chemical basis for functionality of milk proteins / C.V. Morr // Kiel. Milchwirt. Forschungsber, 1983. V.35. - N 3. - p. 330-344.

95. Nassar G. Monitoring of milk gelation using a Iowfrequency ultrasonic technique/ G. Nassar, B. Nongaillard, Y. Noel // Journal of Food England, 2001. -V. 48.-P. 351-359.

96. O'Connell J. E. The Two-Stage Coagulation of Milk Proteins in the Minimum of the Heat Coagulation Time-pH Profile of Milk: Effect of Casein Micelle Size / J. E. O'Connell, P. F. Fox // Journal of Dairy Science. 2000. - V. 83. -P. 378-386.

97. O'Callaghan D. J. Comparison of Mathematical Models Applied to the Rennet Coagulation of Skim Milks / D. J. O'Callaghan, T. P. Guinee // Journal of Texture Studies, 1996. V.26. - P. 607.

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

99. Oldfield D.J. Heat induced interactions of ß-lactoglobulin and a-lactalbumin with the casein micelle in pH-adjusted skim milk / D.J. Oldfield, H. Singh, M.W. Taylor, K.N. Pearce // International Dairy Journal, 2000. V. 10. - P. 509-518.

100. On-Nom N. Measurement of ionic calcium, pH, and soluble divalent cations in milk at high temperature / N. On-Nom, A. S. Grandison, M. J. Lewis // J. Dairy Sei., 2010.-V. 93.-P. 515-523.

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

102. Rose D. A proposed model of micelles structure in bovine milk. I I Dairy Sci. Abstr. 1969. -V. 31. -N 4. - p. 171-175.

103. Schmidt D.G. Colloidal aspects of casein / D.G. Schmidt // Milk Dairy Journal, 1980. V.34. - N 1. - p. 42-64.

104. Silanikove N. Use of an ion-selective electrode to determine free Ca ion concentration in the milk of various mammals / N. Silanikove, F. Shapiro, .A. Shamay //Journal of Dairy Research, 2003. V. 70. - P. 241-243.

105. Singh H. Heat stability of milk / H. Singh // International Journal of Dairy Technology, 2004. V. 57. - P. 111-119.

106. Singh H. Heat stability of milk: further studies on the pH-dependent dissociation of micellar K-casein / H. Singh, P. F. Fox //Journal of Dairy Research, 1986.-V. 53.-P. 237-248.

107. Singh H. Heat stability of milk: pH-dependent dissociation of micellar k-casein on heating milk at ultra high temperatures / H. Singh, P. F. Fox // Journal of Dairy Research, 1985. V. 52. - P. 529-538.

108. Singh H. Influence of heat treatment of milk on cheesemaking properties / H. Singh, Waungana A. // Int.Dairy J., 2001. V. 11. - P. 543-551.

109. Thompson M.P. The casein micelle the forces contributing to its integrity / M.P. Thompson, H.M. Farrell // Milk Dairy Journal, 1973. - V.27. - N 2/3. -p. 220-239.

110. Tokita M. Dynamic viscoelastic studies on the mechanism of milk clotting process/ M. Tokita, K. Hikichi, R. Niki, S. Arima // Biorheology, 1982. V. 19.-P. 209-219.

111. Tsai CJ. The hydrophobic effect: a new insight from cold denaturation and a two-state water structure / C.J. Tsai , J.V. Maizel Jr, R. Nussinov // Critical Revue in Biochemistry and Molecular Biology. 2002. - V. 37(2). P. 55-69.

112. 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.

113. Udabage P. Effects of mineral salts and calcium chelating agents on the gelation of renneted skim milk. / P. Udabage, R.I. McKinnon, M.A. Augustin // Journal of Dairy Science, 2001. V. 84. - P. 1569-1575.

114. Van Hooydonk A.C.M. The effect of various cations on the renneting of milk. / Van Hooydonk A.C.M., Hagedoorn H.G., Boerrigter I.J. // Netherlands Milk and Dairy Journal, 1986. V. 40. - P. 369-390.

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

116. 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 BiophysicaActa, 1981. v. 669. - p. 258-259.

117. Walstra P. On the stability of casein micelles / P. Walstra // Journal of Dairy Science, 1990.-V. 73.-N8.-p. 1965-1979.

118. Waugh D.F. Core polymers of casein micelles / D.F.Waugh, L.K. Cremer, C.W. Slattery // Biochemistry, 1970. V. 9. - N 4. - p. 786-795.

119. Worning P., Bauer R., 0gendal L., Lomholt S. A Novel Approach to the Enzymatic Gelation of Casein Micelles / P. Worning, R. Bauer, L. Ogendal, S. Lomholt // Journal of Colloid and Interface Science, 1998. V. 203. - P. 490494.Публикации автора

120. Осинцев A.M. Роль ионов кальция в коллоидной стабильности мицелл казеина / A.M. Осинцев, В.И., Брагинский О.Ю., Лапшакова А.Л. Чеботарев // Техника и технология пищевых производств, 2009. № 1. - С. 6367.

121. Остроумов Л.А. Термографический метод определения термокислотной коагуляции молока. / Л.А. Остроумов, В.И. Брагинский, А.Л. Чеботарев // Сыроделие и маслоделие, 2010. №5. - С. 43.

122. Остроумов Л.А. Феноменологическая модель термокислотной коагуляции белков обезжиренного молока. / JI.A. Остроумов, A.M. Осинцев, И.А. Смирнова, М.А. Глушаков, A.JI. Чеботарев // Техника и технология пищевых производств, 2011. № 1. - С. 133-139.

123. Многоканальная автоматизированная система для контроля коагуляции молока. / A.M. Осинцев, О.Ю. Лапшакова, A.JI. Чеботарев, В.И. Брагинский, Н.А. Бахтин // Патент RU 2399047 С1. Опубликовано: 10.09.2010 Бюл.№ 25.