автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка методов управления биосистемой сырас целью совершенствования традиционных и создания новых технологий

На правах рукописи

^ 00 /ЗлиА лад?

Майоров Александр Альбертович

Д

Разработка методов управления биосистемой сыра

с целью совершенствования традиционных и создания новых технологий

Специальность 05.18.04 -технология мясных, молочных и рыбных

продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Кемерово-1999

Работа выполнена в Алтайском филиале Всероссийского научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленное™ (Сибирской научно-исследовательской опытной станции по технологии переработки молока)

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Л.А.Остроумов

Официальные оппоненты -доктор технических наук, профессор

И.С.Хамагаева; -доктор биологических наук Ю.Я.Свириденко -доктор технических наук, профессор Н.Б.Гаврилова

Ведущая организация - Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий

Защита диссертации состоится "с/ 7" 1999 г. ъ_Ц__ча-

сов на заседании диссертационного совета Д 064.67.01 в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 650060, Кемерово, б-р Строителей, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности.

Автореферат разослан "сО<9 " / / 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор Н.Н.Потипаева

А о/го о _ 7 Г)

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Спад производства сыров, наблюдающийся в последнее время в промышленности, требует своевременного решения возникающих проблем. Быстрый рост объемов производства сыров возможен на основе использования всех современных достижений в области технологии и техники сыроделия.

В исследовательской практике при создании новых технологий сыров, проведение воспроизводимых экспериментов затруднено из-за вариаций качества сырья, используемых компонентов, спектра технологических приемов и многих других факторов.

Практическая проверка теоретических предпосылок в области разработок новых технологических решений в полном объеме невозможна из-за сложности аналитического сопровождения.

Установленные к настоящему времени взаимосвязи между параметрами производства и физико-химическими, биохимическими и микробиологическими процессами при созревании сыра не позволяют в полной мере прогнозировать результаты экспериментов.

Многие исследователи уделяли серьезное внимание вопросам моделирования воздействия отдельных факторов на выходные и промежуточные характеристики сыров. Практически в той или иной степени каждый из авторов использовал математические модели различной степени сложности. Липатов H.H., Диланян З.Х., Крашенинин П.Ф., Гудков A.B., Рогов И.А., Захарова Н.П., Липатов H.H.(мл,), Раманаускас Р.И., Харитонов В.Д., Табачников В.П., Шилер Г.Г., Остроумов Л.А., Храм-иов А.Г., Свириденко Ю.Я., Климовский И.И., Шалыгина A.M., Алексеев В.Н.. Сурков В.Д. широко использовали математическое описание динамики формирования реологических, органолептических и физико-химических свойств сыра на различных стадиях его производства. Большое внимание моделированию развития микроорганизмов в различных субстратах и в сыре уделяли Гудков A.B., Свириденко Ю.Я., Перфильев Г.Д., Гаврилова Н.Б., Ризниченко Г.Ю., Варфоломеев С.Д., Калюжный C.B., Рубин А.Б., Гриневич А.Г., Босенко A.M.. Воробьева Л.И.

Несмотря на огромный фактический материал и многократные попытки его анализа в виде математических зависимостей, до сих пор не удалось создать модель, адекватно описывающую формирование физико-химических и органолептических характеристик сыра. В большинстве случаев исследователи используют либо стандартные функции, аппроксимирующие целевую функцию на основе многочленов, либо подбор коэффициентов в уравнениях с известным механизмом взаимосвязи между входными и выходными параметрами. Более сложные модели баш-руются на более сложном математическом аппарате.

Вариабельность поставленных целей влечет за собой и изменение подхода к построению модели. Наиболее распространенным является ме-

тод, основанный на использования результатов обработки полнофл торного или дробного факторного эксперимента. Он дает возможное быстрого и достаточно точного анализа влияния возмущающих фаьч ров на жсцесс, особенно в случае безразмерного выражения факторов, сожалению, довольно часто этот метод не позволяет вскрыть механи воздействия влияющего фактора на выход процесса. Зачастую испол зуемые модели либо статичны, либо маломерны. Практически все они имеют в своем составе элементов обратной связи, обязательных для л! бых реальных процессов.

Сложная задача моделирования созревания сыра должна быть р; бита на элемеш арные (по возможности) фрагменты, объединенные с шей структурой взаимосвязей. Основополагающими элементами долж! быть вопросы моделирования жизнедеятельности микроорганизмов сырной массе, изменяющейся под воздействием внутренних и внешн факторов.

Наличие такой модели позволит провести системный анализ техн логии производства сыров, установить пределы устойчивой реализац различных процессов, выявить перспективные направления в развит практического сыроделия.

Цель н задачи исследований. Целью настоящей работы являлись 1 следования биосистемы сыра путем изучения основных закономерност физико-химических и биотехнологических процессов и их влияния жизнедеятельность микрофлоры, а также создание математических \ делей для управления процессами производства и разработки нов) технологий сыров.

В соответствии с поставленной целью при выполнении^ работы ] шались следующие задачи:

исследование влияния основных факторов на качеств< ные показатели твердых.сычужных сыров;

анализ обобщающих технологических параметров про1 водства сыров данной группы и отличительных параметров частных т< нологий, выбор приоритетных факторов влияния для построения ма матической модели;

изучение структурно-механических характеристик сьгрн массы при варьировании воздействующих факторов;

исследование процессов газообмена в отдельных ви;, твердых сычужных сыров и их влияние на формирование рисунка;

изучение закономерностей диффузии соли в процессе г солки и созревания сыров, посоленных различными способами;

разработка математических моделей формирования стр; турно- механических и органолептических характеристик сырной мае и математической модели развития микроорганизмов в среде обитали обоснованием структуры взаимодействия объектов моделирования общем поле;

исследование адекватности поведения моделей на воздействие различных факторов;

разработка и создание баз данных применительно к технологиям основных видов твердых сычужных сыров, содержащих параметры производства сыра, нормы расхода сырья, химический состав продукта в динамике и коэффициенты, используемые в уравнениях для построения модели созревания сыра;

разработка и создание баз данных, включающих основные физиолого-биохнмнческие свойства микроорганизмов, участвующих в процессе созревания твердых сычужных сыров;

разработка и создание баз данных, предусматривающих расчет эффективности использования различных технологий производства твердых сычужных сыров;

практическая реализация математической модели на примере разработки перспективной технологии производства сыра.

Научная новизна. Исследовано влияние технологических параметров выработки твердых сычужных сыров на формирование их физико-химических свойств, изучен состав и динамика изменений газовой фазы; влияние реологических характеристик и закономерностей газообмена в сыре па формирование рисунка, установлены аналитические зависимости, связывающие их. Проведены стереологические исследования сыров различных видов, изучено влияние режимов посолки, геометрических размеров и параметров рассола на особенности диффузии соли в сырную массу.

На основании анализа технологических параметров производства различных видов сыров, факторов, влияющих на показатели их качества, динамики микробиологических, биохимических и массообменных процессов при созревании разработана методология математического моделирования применительно к теории и практике сыроделия.

Разработана структура модели технологического процесса производства сыра, состоящая из двух подсистем: формирования физико-химических свойств сырной массы,как среды обитания микроорганизмов, и развития микрофлоры сыра на разных этапах производственного цикла. Модель позволяег прогнозировать технологические преобразования как в геометрическом пространстве (в объеме головки сыра), так и во времени (в течение процесса созревания). Обоснована структура взаимодействия объектов моделирования на общем поле, учитывающая влияние как внешних, так и внутренних факторов.

Дано теоретическое обоснование интегрального показателя воздействия окружающей среды на развитие микроорганизмов, объединяющего все воздействующие факторы. С его использованием разработаны модели развития микроорганизмов в среде обитания. В качестве основного элемента моделирования принято вычисление вероятности деления единичной клетки и вероятности гибели клетки под воздействием внешних условий. Особенностью модели является возможность прогнозировать

е>

развитие нескольких видов микроорганизмов в едином замкнутом объеме при условии конкурентной борьбы за источники энергии и питания.

Исследованы и теоретически обоснованы режимы безыгольной инъекционной иосолки сыров, позволяющей заменить частичную посол-ку в зерне па струйное инъецирование рассола в сформованную и отпрессованную сырную массу.

Разработаны и практически реализованы системы формализации и хранения данных о физнолого-бно.химических свойствах заквасочных и сопутствующих микроорганизмов, параметрах производства основных видов твердых сычужных сыров, нормах расхода сырья, химическом составе сырной массы в динамике и коэффициентах, используемых в уравнениях для построения модели созревания сыра. Описание свойств представлено в ииде пополняемых баз данных и использовано для динамического моделирования.

Разработана комплексная модель созревания сыра, позволяющая прогнозировать изменение физико-химических свойств сырной массы, развитие в пей микрофлоры, а также формирования рисунка на любом интересующем исследователя конкретном этапе.

Тшрежческн обоснована и практически подтверждена высокая информативность рисунка как индикатора правильного хода биохимических и микробиологических процессов в сырной массе.

Проведен анализ современных технологий производства твердых сычужных сыров как экологических систем, включающий аспекты формирования среды обитания и развития в ней микрофлоры.

11ракч ическая значимость. Результаты работ, включенных в диссертацию, нашли практическое применение при разработке новых технологий производства сыров ("Сибиряк", "Бийский", блочного сыра "Богатырь" и другие), а также совершенствовании традиционных технологий (совез ский, эмментальский блочный, российский и другие сыры).

На основе системного анализа результатов научно-исследовательских работ, проводимых в НПО "Углич", Алтайском и Литовском филиалах ВНИИМС, Ереванском зоотехническо-ветеринарном институте, Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности и и других научно-исследовательских организациях и вузах России и стран СНГ в течение 70-90 гг., отечественных и зарубежных публикаций, а также собственных исследований автора разработаны структуры построения на ПЭВМ и созданы базы данных:

-технологического направления, содержащие параметры производства основных видов твердых сычужных сыров, нормы расхода сырья, химический состав продукта в динамике и коэффициенты, используемые в уравнениях для построения модели созревания сыра;

микробиологического направления, включающие показатели основных физиолого-биохимических свойств микроорганизмов, участвующих в процессе созревания твердых сычужных сыров;

-экономического направления. позволяющие осушенвлягь расчет >ффскптноан различных технологий производства тверды ч сычужных сыров.

Разработан способ безыголыюп инъекционной посолкп сыров применительно к крупноблочным сырам и сырим с высоким уровнем молочнокислого брожения. Интенсифицированная техноло! ия посолки российского сыра позволила в 2-3 раза сократить продолжи к'лыюсть досаливания в рассоле за счет ускорения массообменных процессов.

Разработан п внедрен в практику исследований ряд оригинальных методов исследования физико-химических и структурно-механических свойств сырной массы, качественного и количественного состава газовой фазы сыра. С их использованием усовершенствована технология производства советского сыра в части предотвращения развития порока "самокол", уточнены режимы посолки эмментальского сыра, способствующие формированию типичного рисунка.

Разработаны методы неразрушающего контроля рисунка в сыре и практические рекомендации по их использованию. При выполнении работы созданы оригинальные методы (А.с.499530, 515050, 5S6I28, 661987), позволяющие контролировать и прогнозировать динамику формирования рнсунка в сырной массе.

Отдельные разработки явились основанием для создания новых ви- . дов технологического оборудования (А.с.884635, 1585908, 1717026, I 722379). На все разработки утверждена соответствующая норматинпо-техническая документация.

Апробация работы. Основные результаты исследований опублико- . вины II доложены в материалах XX и XXI Международных конгрессов fio , молочному делу (Париж, 1978: Москва, 1982), на Всесоюзных и республиканских научно-технических конференциях (Ереван, 1977; Омск, 1989;.. Москва, 1979, 1980,1981,1999; Каунас, 1977; Ставрополь, 1977; Углич, 1978,1979,1982 1988,1989; Ярославль, 1979,1991; Ленинград, 1998; Барнаул, 1974, 1979,1981, 1983,1989,1999; Кемерово, 1999; Юрга, 1999), на заседаниях Ученых советов НПО "Углич", {СемГИППа и Алтайского филиала ВНИИМС.

Ряд разработок демонстрировался в павильоне "Молочная промышленность" ВДНХ СССР, за одну из них автор награжден серебряной медалью и грамотой. Отдельные положения диссертации автор докладывал на заседаниях кафедры "Машины и аппараты пищевых производств" Алтайского политехнического университета.

Публикации. . Основные положения диссертации изложены в монографии "Математическое моделирование биотехнологических процессов производства сыров" - 14,3 п.л. (1999) и в 82 работах, опубликованных в журналах "Молочная промышленность" н "Сыроделие", научных трудах ВНИИМС. КемТИПП, МТИММП, трудах Международного молочного конгресса, материалах Всесоюзных и отраслевых на-

упютсхнпчсских конференции и совещании. Но рсп.п,га гам нее. доваппй получено 12 анюрекпх евпдеге.п.а и. Чначнгелькая часть ма риалов изложена и 22 огчешх о паучио-псслсдовак-льских работах. 1: полненных пил руководством п.ш при непосредственном участии авто]

Основные пол»женин, выносимые на чащи Iу:

- результаты исследований но изучению влияния технологнческ параметров производства на формирование физико-химических. стр; 1 урио-мехаипчееких и микробиологических характеристик сыра и взаимосвязь и процессе его созревания:

- концепция образования и развития рисунка в сыре, основные кономерпостн газообмена в сырной массе, их икшмосвячь с количеств! нымн критериями готового продукта:

- нсслсдонаннс процессов изменения физико-химических свонс сыра и развития в кем микрофлоры, как формирования замкнутой эь логической системы:

- концепция разработки структуры математической модели форм роваиия характеретик сыра, как развития экологической системы:

- новые технологии, технологические и технические решения в с ласти создания новых видов сыров.

Объем работы Диссертация состоит из введения, обзора литератур результатов исследований, изложенных в семи главах, выводов, спис литературы (471 источник) и приложений.

Основной текст работы изложен на 326 страницах, включает 49 та лиц, 80 рисунков.

2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

* Экспериментальные и теоретические исследования выполнены рамках тематического плана Алтайского филиала ВИИИМС (СибНИС ТПМ) по государственной тематике, отраслевым планам и поисковь исследованиям, а также на сыродельных заводах Алтайского края.

Общая схема исследований приведена на рис. 1.

В первом цикле исследований проводился анализ общих закономе ностей изменения свойств сырной массы в процессе созревания, влиян параметров технологических процессов на формирование физик химических .характеристик. На основании проведенных экспериментов анализа литературных данных были ранжированы факторы, влияют на состояние сырной массы на различных этапах производства.

, Параллельно проводился анализ состава и свойств микроорпин' мов, принимающих участие в процессе созревания сыра. Анализу пойве чипа, как закиасочпыс (культурные) .микроорганизмы, так н "дикие представители остаточной микрофлоры. \

У

Общая схема проведения исследований

Рис.1

H качестве объектов исследования выбраны твердые сычужные сыры: СОВС1СКИЙ, швейцарский традиционный и швейцарский блочный, голландским брусковый, эмментальский блочный, российский, новосибирский. бийский, "Сибиряк", "Богатырь". На основании анализа динамики изменения характеристик сыров в процессе созревания устанавливались общие закономерности изменения физико-химических и структурно-механических свойств сырной массы.

В сырах различных видов исследовали в динамике следующие физико-химические показатели: массовые доли влаги и соли, содержание соли в водной фазе сыра, активность воды, титруемая и активная кислотность, формы связи влаги. Измерения исследуемых показателей проводили в различных i очках монолита сыров.

В соответствии со схемой проведения исследований на разных лапах определяли следующие реологические характеристики (твердость, вязкость, период релаксации, модуль упругости). В процессе созревания сыров копфонировали развитие и формирование рисунка. Для этой пели использова ли специальное рентгеновское оборудование и меюдики

Па основании резулыаюв лого цикла исследований разработаны и созданы: баш данных "СВОЙСТВА СЫРНОЙ МАССЫ" и модели формирования физико-химических и структурно-механических, свойств сырной массы.

В рамках этого же цикла работ сформирована база данных "ТЕХНОЛОГИИ", в которой в формализованном виде аккумулировалась информация о параметрах основных и вспомогательных технологических операций, применяемых в сыроделии.

Во втором цикле работ на основании литературных данных н специальных исследований проводился анализ основных физиолого-бнохимических свойств микроорганизмов, участвующих в процессе созревания твердых сычужных сыров.

На основании изучения воздействия параметров окружающей среды на развитие микроорганизмов разработана формализованная система описания их свойств и разработана модель развития популяции микроорганизмов к сырной массе.

С использование системы формализации данных разработана структура и создана база данных "СВОЙСТВА МИКРООРГАНИЗМОВ".

Второй этап работы предполагал создание модели, обобщающей данные по формированию физико-химических свойств сырной массы и развитию микроорганизмов. При этом учитывалось как влияние среды обитания на микрофлору, ее населяющую, так и обратное воздействие микрофлоры на среду обитания. На этом же этапе разрабатывалась модель формирования рисунка в сыре, как процесса, протекающего с участием газов, образующихся в результате различных типов брожения.

Трети тгап включал проверку адекватности модели развития микрофлоры и ||юрмировшшя физико-химических свойств сыра.

В экспериментальных условиях проведены выработки сыров по различным технологиям. Параметры моделей уточнялись посредством проведения контрольных анализов. Модели в той или иной мере применялись при разработке новых технологий и новых процессов производств сыра. В полкой мере модель использовалась при проектировании и отработке технологии блочного сыра "Богатырь".

При выполнении исследований использовали общепринятые и оригинальные методики.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Теоретические и экспериментальные исследования изменения свойств сырной массы как среды обитания (микроорганизмов

Анализ факторов, влияющих на формирование органолептических характеристик и видовых особенностей твердых натуральных сыров, позволил выделить в качестве основных моментов следующие.

К числу главенствующих фишко-химнческич факторов на всех лапах производства относятся массовые доли влаги и соли в сырной массе. Большое влияние на созревание сыра оказывает количество молочного сахара как источника питания микрофлоры. Сама микрофлора, присутствующая в сыре, изменяет окружающую среду, потребляя одни вещества и выделяя другие. Это сказывается на величине активной кислотности сыра, процессах протеолпэа и лннолша. Процессы протекают на фоне изменяющейся температуры сырной массы. Вея эта совокупность позволяет рассматривать сыр. как замкнутую экологическую систему, развивающуюся под влиянием внешних и внутренних факторов.

В процессе производства на величину массовой доли влаги (МДВ) в сыре влияют процессы обработки сырного зерна в ванне. Наибольшее влияние оказывают степень разбавления сыворотки водой и температура второго нагревания. Эти факторы формируют стартовые условия для развития микрофлоры и влияют на динамику влагоотдачи сырной массы.

Процессы, происходящие в сырной массе при прессовании, зависят от свойств полученного сырного зерна. Определенным закономерностям подчинена скорость нарастания давления при прессовании, имеющая свой максимум. На рис 2. представлен график влияния скорости роста давления на МДВ в сыре после прессования.

Посолка сыра изменяет распределение МДВ в объеме сыра, обуславливая проявление анизотропии его свойств, которая в наибольшей степени выражена в период окончания посолки. На динамику просаливания сыра влияют его геометрические размеры, МДВ после прессования, состав и параметры рассола, способ посолки. Величину МДВ в сыре после посолки можно вычислить, используя зависимость:

V = 67,99-1.38Х,-4,66Х2-1,37Х.,+0,138Х,Х2-0,0496Х|Х,+ +0,07Х2Хз+0.0 163X1+0,13X2+0,273X5 ; где: У - массовая доля влаги в сыре после посолки, "/>.

Х| - массовая доля поваренной соли в рассоле, %, X; - величина активной кислотности рассола, ед.рН X з - продолжительность посолки сыра, сут.

ЛЯП/КПП*. кГ к( <

Рис. 2.Влияние скорост и роста давления и продолжительности прессования на МДВ в сыре после прессования

Вычисление потерь массы сыра за время посолки осуществляется по уравнению:

с!Н = -14,55+1,328 X, +0,355X^+0,! 8ХГ0,0073Х,Х1+ +0,024Х,Хз+0)0]9Х:Хз-0,0304Х2-0)004Х22-0,0208Х3 Обозначения переменных в уравнении те же, что приведены ранее. С целыо сокращения повышения технологичности производства и продолжительности посолки в бассейне разработан способ инъекционной посолки сыров. Посолка сыра проводится после окончания прессования. Величина массовой доли №С1 (Ы), введенной инъекционно, рассчитывается по уравнению:

N =0,87 +0,12Р-0,21Б-0,14\У ; где: Р - давление инъецирования, мПа;

Б - удельная поверхность, см2/инъекцию;

W- массовая доля влаги в сыре после прессования, %. Для расчета времени пребывания сыра в рассоле после инъекционной посолки применяют соотношение:

С) = 0 + 0,26у/Т ■ где: С3 - массовая доля соли в зрелом сыре, %

С, - массовая доля соли в сыре после безыгольной инъекции, %, Т - продолжительность пребывания сыра в рассоле, ч.

Распределение МДВ и МДС в сырах по слоям постепенно выравнивается в процессе созревания. Большое влияние на динамику массооб-менных процессов оказывает исходная МДВ в сыре. Ее влияние, наряду со способом созревания, сказывается на твердости сырной массы (рис. 3).

1 1

1

1 л

• ? ■ -> ? с

2 3 4 5

Расстояние от корки, см

-О— Возраст 20суг

-О- Возраст 50суг

-О- Возраст ■90суг

Рис.3. Твердость сырной массы советского сыра

В отношении воздействия на микрофлору важным фактором яв-ляегся активность воды («„), зависящая ог совокупного влияния МДВ и МДС (рис.4). Отмечается сильная коррелятивная связь а„,с распределением влаги по уровням энергий связи.

Рис.4. Активность влаги в сырной массе

Совокупность факторов, влияющих на развитие в сыре микроорганизмов, продуцирующих газообразные продукты, приводит к появлению рисунка, состоящего из полостей круглой или овальной формы (глазков). Глазки в советском сыре появляются в период пребывания в бродильной камере. В голландском сыре первые глазки наблюдаются к концу поселки в бассейне. Доказано, что рисунок является результатом воздействия давления газов на сырную массу.

Распределение рисунка и его характер зависят как от скорости про-дуциропишш газов, гак и их состава. На рис.5 и 6 приведены графики динамики роста рисунка в советском сыре и типичный характер его распределения по объему. Состав газов, заполняющих пустоты в сыре, приведен в таблице I.

Развитие рисунка в сыре является чувствительным индикатором процесса созревания и имеет высокую корреляцию с общей органолелти-ческои оценкой сыра.(Таблнца 2). Наблюдение за его развитием позволяет иметь объективную информацию о ходе процесса созревания.

Рис.5. Динамика роста линейных размеров глазков в советском сыре

Рис .6 Распределение рисунка в советском сыре по слоям

Таблица. I

Состав газовой смеси, заполняющей пустоты в сырной массе, % _(объемные)_

Возраст сыра,сут. Компоненты газовой смеси

СО> Н2 Ы:

Советский сыр с отсутствием маслянокислого брожения

27-29 - - -

32-33 58,4 24,3 17,3

40-42 69,6 17,1 13,3

45-47 75,2 14,9 9,5

60-65 76,3 13,8 9,9

90-95 68,2 13,5 18,3

110-120 63,5 12,8 23,7

Советский сыр с наличием маслянокислого брожения

27-29 31,3 42,1 26,2

32-33 27,2 66,7 6,1

40-42 26,8 67,2 6,0

45-47 27,4 61,3 11,3

60-65 28,5 38,3 33,2

90-95 29,7 35,3 35,0

110-120 30,8 31,1 38,1

1(1

Таблица 2.

Суммарная балльная оценка (вкуса, запаха н консистенции) сыров, __оцененных за рисунок 10 и 9 баллами_

Показатели по годам Среднее значение показателя за 4 года

1972 1973 1974 1975

Средняя суммарная балльная оценка сыров с 10 бал нами за рисунок 67,9 67,9 68,3 68,1 68,05

Средня» Суммарная балльная оценка сыров с 9 баллами за рисунок /. (. С ии,.» Л О I ио, | 67,5 67 5 67,4

Объем окончательно сформированного глазка зависит от реологических свойств сыра и действующего давления газон:

Ч

где: д - напряжение (давление).

Г-4, 3

"„ - превышение напряжения над пределом текучести, Ч - вязкость. / - время

При исследовании развития рисунка в сырах на разных стадиях его формирования исследованы возможности использования 4-х методов рентгеновского контроля: рентгеноскопии, рентгенографии, томографии и телевизионной рентгеноскопии. Рентгенография и томография являются самыми высокочувствительными методами, позволяющими обнаруживать в сырной массе пустоты размером 1-2 мм.

На основании анализа полученных результатов исследований газообмен в сыре можно представить следующим образом. Газ, продуцируемый микроорганизмами, насыщает сырное тесто, диффундируя в области с меньшей концентрацией. По достижении предельного содержания (более 42 мл/100 г), газ (СО:) выделяется в микропустотах сырной массы. Одновременно с насыщением сырной массы углекислотой происходит процесс ее расходования через водную фазу сыра. Рост давления в микропустотах зависит от соотношения скоростей выделения и поглощения газов. Часть газов диффундирует через сыр в атмосферу. В материальном балансе газов в течение всего процесса созревания участвует до 800 л углекислого газа. Одномоментно в бруске советского сыра присутствует около 7 л газа (5 л растворено в сырной массе и около 2 л в свободном виде накоди гея в пустотах).

3.2. Исследование влияния основных факторов на развитие .микрофлоры и разработка структуры модели развития микроорганизмов в сыре

Характер развития микроорганизмов в сырной массе зависит от большого количества факторов. Исключительное значение имеет обоснование минимально необходимого комплекса параметров и показателей, обеспечивающих воспроизводимость результатов опыта и надежность при реализации технологий. Воздействующие на микроорганизмы факторы делятся на физические и химические.

Физические факторы объединяют массообменные и теплообменные процессы при созревании. Температурное влияние включают в себя величину температуры, продолжительность ее воздействия и параметры, связанные с ними. От температуры зависят все термодинамические и кинетические константы, определяющие направление и скорость химических реакций в клетках, конверсионных переходов биологических макромолекул, преобразований липидов, изменений форм связи воды. Оптимальная температура развития популяции является величиной относительной и зависит от функции оптимизации. Температурные оптимумы для скорости деления клеток и интенсивности газообразования, протеолитиче-ских, липолитических и других процессов часто располагаются на различных участках диапазонов. Поэтому, решая задачу создания оптимальных условий для развития микроорганизмов, необходимо четко конкретизировать оптимизационную область и круг задач, которые должны быть при этом решены.

Химические факторы, имеющие решающее значение для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов, можно разделить на следующие группы: питательные вещества, источники энергии, факторы роста. Потребление клеткой любых продуктов происходит в виде водных растворов, поэтому одной из важнейших характеристик окружающей среды является активность воды, которая характеризует наличие в среде обитания доступной для микроорганизмов влаги. Разные клеточные функции требуют разного уровня а« . Для каждого микроорганизма важными показателями являются оптимальные и минимальные значения а«-, которые уже определены для многих представителей микрофлоры сыра (табл.3).

Активность воды на начальных этапах производства сыров (формование, прессование, посолка) является управляемой величиной. При прогнозировании развития микрофлоры в сыре факторы, связанные с активностью воды, имеют первоочередное значение.

Воздействие хлористого натрия на жизнедеятельность микроорганизмов не рассматривается в отрыве от содержания влаги в продукте. При низких концентрациях поваренной соли в сыре наблюдается некоторая активизация микробиологических процессов, которую можно объяснить косвенным влиянием соли как пептизатора белков. Высокие уровни

посолки сыра тормозят развитие микрофлоры при созревании. Действие соли происходит через снижение активности воды.

Особая чувствительность микроорганизмов к активной кислотности среды обитания является основным избирательным фактором заселения сыра как необходимой микрофлорой, так и посторонними видами. Величина активной кислотности может влиять не только на рост, но и на харак тер взаимоотношений представителей микрофлоры сыра.

Таблица 3.

Предельные значения активности воды для развития _микроорганизмов_

Микроорганизмы Предельное значение активности воды

Sir. creiiioris 0,975

Leuc. lactis 0,975

Str. diacetilactis 0,960

H. coli 0,960

Str. lactis 0,955

L. planiartim 0,950

Cl.tyrobutyricum 0,950

Staph, aureus 0,860

И таблице 4 приведены характерные значения величин активной кисло тост дня некоторых микроорганизмов.

Для обеспечения жизнедеятельности микробных клеток необходимо наличие и доступность источников энергии. Типичные представители микрофлоры, участвующей в созревании сыра, получают энергию за счет сбраживания органических соединений. Основным источником энергии для молочнокислых бактерий в сырной массе является молочный сахар.

Таблица 4

Значения активной кислотности среды (ед. рН), характерные для развития микроорганизмов_

Микроорганизмы Минимум Оптимум Максимум

Streptococcus lactis 4,0-4,7 6,0-6,5 7,9-8,5

Lactobacillus acidophilus 4,0-4,6 5,8-6,6 6,8

Lactobacillus casei 3,0-3,9 - 7,1

Propionibacterium shermanii 4,7-5,1 6,8-7,2 8,5-9,2

Escherichia coli 4,4-5,0 6,5-7,5 7,8-9,0

Salmonella eineritidis 5 7,0-8,0 8,5

Clostridium perfringes 5,0-5,8 6,0-7,6 8,5-9,0

Clostridium amilobacter 5,7 6,9-7,3 8,5

Clostridium botulinum 5 6,5-7,5 9

Дрожжи 3,0-3,5 4,5-6,0 8,5

В качестве источников питания микрофлоры сыра выступают, в основном, продукты ферментативного распада белков.

Формирование среды обитания для микрофлоры, населяющей сырную массу, начинается на стадии подготовки молока к производству сыра и продолжается до конца его созревания. Резервирование, тепловая обработка молока и внесение в смесь для выработки сыра необходимых компонентов составляют подготовительный этап формирования среды обитания заквасочных микроорганизмов. В дальнейшем среда обитания сырной микрофлоры формируется под воздействием сычужного фермента, поваренной соли, изменения активной кислотности, температурных режимов и влажности, которые и определяют в конечном итоге отличительные черты того или иного вида сыра.

В целом, процесс производства сыра можно охарактеризовать как регулируемое и направленное формирование среды обитания, благоприятной для роста полезной и неприемлемой для технически вредной микрофлоры. Исходная масса полезной микрофлоры определяется ее количеством, внесенным с закваской, посторонней - количеством клеток, выдержавших пастеризацию молока и попавших в смесь в процессе обработки.

Замкнутый объем сырной массы представляет собой экосистему, поэтому имитационное моделирование жизнедеятельности микробных популяций, входящих в ее состав, оказалось наиболее перспективным. С помощью имитационного моделирования возможно прогнозирование поведения популяций на протяжении процесса созревания сыра, изучение реакции микрофлоры на технологические воздействия, а также проектирование технологий производства сыров, обеспечивающих высокую вероятность получения продукта хорошего качества.

Простейшая модель основана на исходном положении, что в течение периода генерации из одной клетки получается две. Принимая период генерации равным г, можно прогнозировать, что через промежуток времени Т численность популяции микроорганизмов (N0 составит:

N, = N♦2*,

Т

где: к = у-количество генераций,

N - исходная численность популяции.

Более реально отражать действительные процессы это уравнение будет, если показатель степени к будет определяться выражением:

I

где к, - доля микроорганизмов, способных к делению.

Доля клеток, способных к полноценному делению меняется во времени. Поэтому развитие популяции можно смоделировать более точно с использованием вероятностных (стохастических) методов. Для этого вместо к, вводится Р, - коэффициент вероятности деления клетки. Неспособность клетки к делению соответствует значению Р = 0, промежуточ-

ные значения Р от 0 до 1 характеризуют вероятность, с которой клетка может поделиться в данный момент времени.

Численность популяции в каждом последующем поколении рассчитывается по формуле:

где Ы, - численность популяции в последующем поколении, N1,., - численность в предыдущем поколении.

Зная коэффициент вероятности деления на каждом этапе, можно последовательно провести расчет численности популяции. Каждый из факторов, влияющих на процесс деления ( внутренне состояние клетки, наличие продуктов питания и источников энергии, температура, активная кисло!иосгь, присутствие ингибиторов или стимуляторов роста), вносит свой вклад в формирование величины Р Суммарный коэффициент вероятности деления кло ки будет равен произведению вероятностей влияния каждого из учитываемых факторов:

Р= Р„* Рь* Рс* ... *Р,,

где Р,„ IV, Рс ...,Р, - коэффициенты вероятности действия факторов а, Ь, с,..,1. Для учета межфакторного воздействия в суммарное уравнение вероятности вводится специальный член Р> - вероятность неучтенного фактора. При отсутствии такового Р;> = 1, при отклонении от единицы проводится анализ возмущений, и в уравнение вводится функция рассогласования, по поведению которой делается вывод о внесении корректив в коэффициенты модели или ее структуру.

Дополнение модели расходной частью (гибели и лизиса клеток), а также уравнениями, описывающими динамику концентрации основных субстратов, количеств ингибирующих и(или) стимулирующих рост веществ, позволяет получить работоспособную модель, наглядно иллюстрирующую динамику реальных процессов, проходящих в системе в каждый конкретный момент времени.

Модель основана на использовании системы уравнений: </л, , 5 А-. +к,х. _ .

(II А2 + ¿А. + А, А4+.\з

йхг к.+к,х, _ .

17 = 1 ' х< ~ °х>'

ш к4+х,

— = —----—+№ - ;

Л ,И"" ' кг+Я А,+ .9

где: л, и л,-концентрации живой и мертвой биомассы, •V, - концентрация продуктов лизиса, .у, - концентрация РНК в биомассе,

//,,„ - экстремальное значение скорости изменения ¡-го фактора, А„, - коэффициент скорости изменения концентрации ¡-го компонента среды.

Данный вариант не является достаточно корректным для основы базовой модели. Более прогрессивной является структурированная модель развития микроорганизмов. При этом в популяции выделяются три возрастных категории клеток. Первая - клетки, находящиеся в начальной фазе, вторая - клетки в стадии активного размножения и третья - клетки, закончившие спой продуктивный период. Наличие структурированной модели очень важно для сыроделия, т.к. именно по такому пути в сыре происходит смена поколений микроорганизмов, когда экзо- и эндофер-менты предыдущего поколения формируют экосферу последующего поколения своей и других популяций. Схема структурированной модели приведена на рнс.7. Основу ее образует рассмотренная ранее модель развития микроорганизмов. Вся численность популяции делится на три возрастных категории: адаптационную (лаг-фаза), продуктивную (фаза логарифмического роста) и отмирающую. Отличие от предыдущей модели состоит в том, что введены дополнительные расчетные блоки. Для первой категории популяции введен блок расчета перехода клеток из первой категории во вторую. Для второй - блок расчета перехода в третью. Моделирование заключается в последовательном повторении необходимого количества циклов (генераций микроорганизмов).

Ваш,исходных данных

Нллнчке продуктов питан**: Р1.Р2. П.

Б дм фюлалопъ

бнохх ми ческкх сдеАст* ЫШфООГАНЮМОА

£аза ДАКНИ-. физнн> книическАх сюЯста сырной МАССЫ'

Еи| ДАННЫХ технологий твердых натуральных сычу киях аиров

НсШПК уСлиааи'

Ал*»на» <шслотяекль (рН)

Температура (оС).

Моссова* дадя алагк

Массовая Дола соям

Коицеытр&ши лактозы

Численность категорий популяций

02-1Я2-2; <}2.Э.

&лок рлечаш м>?4>ф ыцде >п оа

П(|миц| а «5>Оду \тк»ху Ю сзхмррию клегс»

Б|м расчет а чалнмх «оэффшиекто«

•срокгиосис деления клею*

Ьмрвсмт »гоф ф пинал о» перехола • отпирающую категорию илп о«

Блокравчеи совокупных £ »доффиимитом ™ вероятности дел емка

Ел о« р*счгт» юли честь«

одт мру ющейс* кстегорми

Сам данных помет акт н справочных мах ери Алов

Полоз некие баз данных реэуямтим Экспериментов

Блок расчета ' юкцемтрвКхД ММКрООрГА-

*ю»оа

Блок рдаста □огреб" ей и препусто»

ПИТЯННА

Р| 1+1; Р2 »♦!:

и+1.

Блок расчет» тыененка среды РН 1*1; 111*1: 12

131+1; N¡♦1; 15 1*1.

£док расчета

Рис.7. Схема структурированной модели развития микроорганизмов в сырной массе

Система фиксирования результатов моделирования позволяет представии, как конечный результат (численность популяции в любой момент процесса), так и промежуточные результаты (значения коэффициентов перехода из категории в категорию, потребление источников питания, продуцирование метаболитов и т.д.).

3.3. Разработка системы формализации описания физиолого-биохимических свойств микроорганизмов

В микробиологической практике в качестве характерных точек для описания жизнедеятельности бактерий используют точки, соответствующие степени воздействия на выходной параметр 1, 10, 90 и 99 %. В ряде случаев используют точку "половинного" эффекта (50 %). В результате построении получается 11 точек, которых вполне достаточно для того, чтобы описать колоколообразную зависимость, изображенную на рис. 8. В случае односкатной зависимости для описания достаточно шести точек.

1.0

ш о 2 п

а х

2 0,5 а. о о о. м 12 2

о, 0.0

10

Ч II

V/

с \ 1

V

А ч--------- 1.

30 50

Температура культивирования,

70

90

Рис.8. Влияние температуры культивирования на развитие микроорганизмов

3.4. Разработка общей структуры взаимодействия микроорганизмов и

среды обитания

В качестве основы для построения системы обобщения и накопления данных об объектах исследований использована структура, предусматривающая разделение общей технологии производства сыров на обязательные (основные) и дополнительные операции. В соответствии с такой структурой технологический процесс описывается набором входных па-

раметров и системой преобразований (системой уравнений) их в выходные при выполнении каждой технологической операции. Технологические операции нормируются допустимым диапазоном варьирования воздействующих факторов. В результате анализа всех возможных влияний факторов формируется диапазон выходных параметров процесса. Выбором конкретных значений влияющих факторов определяется значение его выходных параметров. Для последующего технологического процесса эти параметры являются входными, и их использование осуществляется по тому же сценарию. Такой подход позволяет производить формализованное описание процесса производства и созревания сыра с помощью установленных аналитических зависимостей между входными и выходными параметрами, то есть построить математическую модель. Общая структурная схема модели созревания сыра приведена на рис.9. В предлагаемой модели содержатся две основных составляющих части. Первая моделирует изменения характеристик среды, в которой развиваются микроорганизмы, вторая описывает динамику развития микрофлоры.. Моделирование проводится с учетом влияния факторов, изменяющихся при выполнении технологических операций (температуры, активной кислотности, активности воды, массовой доли компонентов, влияющих на жизнедеятельность микрофлоры). На основании результатов моделирования среды обитания рассчитывается численность популяций микроорганизмов. Уровень воздействия популяций на окружающую среду (повышение концентрации метаболитов, изменение кислотности среды, снижение концентрации питательных веществ, выделение газов и т.д.) моделируется на основании имеющихся аналитических зависимостей о потреблении и выделении различных продуктов микроорганизмами. Данные об этих процессах извлекаются из соответствующей информационной базы. Представление результатов моделирования зависит от характера постановки задачи моделирования. Типовой задачей является моделирование оптимального состава микрофлоры на различных стадиях созревания сыра при условии формирования необходимого набора физико-химических и структурно-механических характеристик сырной массы.

Наличие модели дает возможность решать обратные задачи. При этом рассчитываются параметры производства сыра с целью получения заданных характеристик продукта на определенных этапах .

Общая структурная схема модели созревания сыра.

Рис. 9. Структурная схема модели созревания сыра

3.5. Проверка адекватности моделей

Проверку адекватности моделей проводили сравнением результатов моделировании с данными, полученными в процессе проведения натурных экспериментов. Жизнедеятельность микроорганизмов изучали как на модельных средах, так и в процессе созревания сыра. На рис. 10 и рис.11

приведены последовательные фазы моделирования охлаждения сыров при посолке и диффузии соли в сырную массу.

Рис.10 .Последовательные фазы моделирования распределения соли в сыре: а-после посолки, б- через 5суток, в- через 16 суток, г- через ЗЗсуток.

Номер слоя с**рху

а., после прессования

г. через 24 часа посолки

б. через .1 часа посолки

д. через 36 часов посолки

40 1 ._• . } "V V . "V Г

V 35

5 зо Г

& 35 &- 20 ■у- ¿вЯсря&И*™

1 15

*- ю Р15

5 ¡^■ЩВ^^ь^^^Э?^ ре

в. через! 2 часов посолки

е. через 48 часов посолки

Рис 11. Последовательные фазы моделирования охлаждения сыра.

На рис. 12 приведены результаты моделирования развития двух видов микроорганизмов в различных температурных режимах. Температурный оптимум роста одного из них 37 °С (кривые 1), второго 16 °С (кривые 2).

В период с пятого по восьмой час температура культивирования повышена с 15 °С до 37 "С. На графике отчетливо прослеживается снижение скорости роста микроорганизмов, для которых такая температура выходит за рамки оптимума.

Чжлеююстг микроорганизмов, КОЕ/мл 100000

1 3 5 7 9

11 13 15 Опсм», час

Чклооюстъ микрооргшоаьса. КОЕЛет

100000 В0000 60000 " <0000 20000 0

9 11 13 15

Время, час

3 5 7

Температур! асуяьпсвированк* о С

у с> Г)

о

* ■с» О о о о с о о о

п п к а

Время, ч*е

Рис.12. Результаты моделирования развития микроорганизмов

Совмещение моделей развития микроорганизмов с моделями формировании физико-химических и структурно-механических свойств сырной массы позволило создать общую модель созревания сыра. В структуру модели включены базы данных о технологических особенностях производства различных видов сыров, физико-химических свойствах сырной массы, фншолого-биохимических свойствах микроорганизмов и база данных, содержащая общие сведения (физические и химические константы и пр.). Предусмотрена возможность пополнения каждой базы данных. Функциональность модели проверялась при разработке технологий и исследованиях технологических воздействий на сыр при его производстве.

3.6. Пракшчсскис аспекты использования май-магического моделирования в сыроделии

Разработанная методология математического моделирования технологических и микробиологических нронесео» позволяет прогнозировать разки | не отдельных видов микроорганизмов и их сообществ в многокомпонентных системах . Она вредна значена для эффективного предварительного исследования процессов, которые будут происходить в сложной биосистеме, без проведения трудоемких и дорогостоящих экспериментов.

Метод математического моделирования апробирован и показал хорошие результаты при исследованиях развития микроорганизмов в различных шнательных средах при варьировании основных параметров, определяющих жизнедеятельность клеток. Такой аспект его применения позволяет прогнозировать поведение бактериальной культуры в тех или иных условиях обитания. Задачи такого рода »та практике встречаются при оптимизации состава питательных сред в производстве биопрепаратов для накопления максимального количества биомассы за один производственный цикл. Использование математической модели позволяет быстро подобрать количественный и качественный состав компонентов питательной среды, а также оптимизировать основные технологические параметры выработки.

Применительно к вопросам сыроделия математическое моделирование может оказать большую помощь в прогнозировании качества готового продукта, при разработке новых технологий, исследовании традиционных технологических процессов на устойчивость к воздействию возмущающих факторов, а также при определении перспективных направлений научно-исследовательских разработок.

К настоящему времени получены существенные практические результаты с использованием метода математического моделирования при решении важных технических и технологических задач сыродельной отрасли. Модернизированы традиционные технологии, показавшие недостаточную устойчивость против вновь появляющихся отрицательных факторов - ухудшения качества заготовляемого молока, жизнедеятель-

2 Ч

ности технически вредной микрофлоры, а также не позволяющие в должной степени использовать новые прогрессивные технические решения в области создания высокоэффективного оборудования. Разработаны и широко применяются в промышленности усовершенствованные способы производства советского, российского, эмментальского сыров.

Методы математического моделирования применялись в научно-исследовательской работе в тех случаях, когда необходимо было решать задачи разработки новых или интенсификации традиционных технологий производства сыров.

При необходимости уточнения технологического процесса, внедрении нового оборудования или разработке новых видов сыра с заданными потребительскими и технологическими свойствами использование математической модели позволяет достичь искомого результата без проведения многочисленных экспериментальных выработок, требующих значительных материальных и трудовых затрат. Практическое использование математического моделирования позволило в короткие промежутки времени создать технологии новых видов сыров - "Богатырь", "Сибиряк". "Бийский

В ы В о д ы

1. Исследовано влияние основных технологических параметров выработки твердых сычужных сыров, их влияние на показатели качества, динамику изменения физико-химических, биохимических и структурно-механических свойств сырной массы.

2. Изучены и систематизированы аналитические зависимости, определяющие формирование структурно-механических и физико-химических свойств сырной массы на различных этапах производства от обработки в сырной ванне до получения готового продукта.

3. Теоретически обоснована и практически подтверждена высокая информативность рисунка как индикатора правильного хода биохимических и микробиологических процессов в сырной массе. Разработаны методы неразрушающего контроля рисунка в сыре и практические рекомендации по их использованию.

4. Исследован экспериментально, теоретически обоснован и практически реализован способ безыгольной инъекционной посолки сыров. Способ предусматривает замену частичной посолки в зерне на струйное инъецирование рассола в сформованную и отпрессованную сырную массу. При этом поваренная соль поступает в сырную массу в то время, когда максимум развития молочнокислой микрофлоры уже достигнут, и риск получения сыра, некачественного по бактериальным показателям, сведен к минимуму. Интенсифицированная технология посолки российского сыра позволила в 2-3 раза сократить продолжительность досаливания в рассоле за счет ускорения массообменных процессов.

5. Разработан ряд оригинальных методов исследования физико-химических и структурно-механических свойств сырной массы, каче-

ственного н количественного состава газовой фазы сыра. С их использованием усовершенствована технология производства совегского сыра в части предотвращения развития порока "самокол". уточнены режимы посолки эмментальского сыра, способствующие формированию типичного рисунка.

6. Разработана структура модели технологического процесса производства сыра, состоящая из двух подсистем: формирования физико-химических свойств сырной массы как среды обитания микроорганизмов и развития микрофлоры сыра на разных этапах производственного цикла. В качестве основного инструмента моделирования использована разновидность метода многомерной кусочно-линейной аппроксимации, дающая возможность моделировать технологические преобразования на отдельных участках как в геометрическом пространстве (в объеме головки сыра), так и во времени ( течение процесса созревания). Обоснована структура взаимодействия объектов моделирования на общем поле, учитывающая влияние как внешних, так и внутренних факторов.

7. Дано теоретическое обоснование интегрального показателя воздействия окружающей среды на развитие микроорганизмов, объединяющего нее воздействующие факторы. С его использованием разработаны модели развития микроорганизмов в среде обитания. В качестве основного элемента моделирования принято вычисление вероятности деления единичной клетки и вероятности гибели клетки иод воздействием внешних условии. Особенностью модели является возможность прогнозировать развитие нескольких видов микроорганизмов в едином замкнутом объеме при условии конкурентной борьбы за источники энергии и питания.

8. Разработаны и практически реализованы системы формализации и хранения данных о физиолого-бнохимических свойствах заквасочных и сопутствующих микроорганизмов, параметрах производства основных видов твердых сычужных сыров, нормах расхода сырья, химическом составе сырной массы в динамике и коэффициентах, используемых в уравнениях для построения модели созревания сыра. Описание свойств представлено в виде пополняемых баз данных и использовано для динамического моделирования.

9. Разработана комплексная модель созревания сыра, позволяющая прогнозировать изменение физико-химических свойств сырной массы, развитие в пей микрофлоры, а также формирование рисунка как на протяжении всего процесса созревания, так и на любом интересующем исследователя конкретном этапе.

10. Разработанная модель практически реализована при создании технологии блочного сыра "Богатырь". Использованные новые технические решения позволили интенсифицировать процессы формования, прессования, посолки и созревания, подобрать оптимальный состав за-квасочной микрофлоры и обеспечить высокую технологичность процесса производства. Разработанный комплект оборудования для реализации новой технологии, состоящий из 10 единиц, позволяет уменьшить трудо-

емкость, сэкономить производственные площади, исключить ручной труд ири уходе за сыром и гибко вписывать технологическую линию в различные планировки предприятий. Созданное оборудование может работать как в составе комплекта, так и автономно в виде отдельных модулей.

11. Результаты работ, включенных в диссертацию, нашли практическое применение при разработке новых технологий производства блочного сыра "Богатырь", сыров "Сибиряк", "Бийский", а также совершенствовании традиционных технологий сыров советский, эмментальский блочный, российский.

12. Новизна технических решений подтверждена 12 авторскими свидетельствами.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Майоров Л.Д. Математическое моделирование биотсхнологиче-ских процесов производства сыров.- Барнаул, 1999. - 247 с.

2. Остроумов Л.Л., Майоров Л.Л. Разработка технологии применения неразрушающих методов контроля рисунка в сыре //Экспресс- информация / ЦНИИТЭИмясомолпром СССР, 1979,- № 7.- С.4.

3. Остроумов Л.Д., Майоров А.Д. Новые методы контроля качества сыра //Экспресс-информация/ЦНИИТЭИмясомолпром СССР, 1978.-№ 5. -С.14 -15.

4. Майоров A.A., Раков Г.А. Применение новых методов контроля при производстве советского сыра II Экспресс-информация /ЦНИИТЭИмясомолпром СССР.-1981.-№9.- С.18-21.

5. Остроумов Л.А., Майоров A.A. Роль диффузионно-абсорбционных процессов в образовании рисунка в сырах с высокой температурой второго нагревания.// XX .международный молочный конгресс,- Париж, 1978.-С.234.

6. Остроумов Л.А., Майоров A.A., Бабушкина В.А. Исследование процессов образования трещин в сыре // XX1 Международный молочный конгресс.- М„ 1982-Т Л .-Кн.2.- С. 388.

7. Шилер Г.Г., Майоров A.A., Максимцов В.М. Способ инактивации воздушно-взвешенной технически вредной микрофлоры сырохранилищ// Молочная промышленность, 1986.- №8,- С.11-12.

8. Майоров A.A. Математическое моделирование температурных полей в монолите сырной массы // Сыроделие, 1999,- № 1.- С. 28-29.

9. Майоров A.A., Игнатулин Ю.Г., Чанов В.Н., Горбунов A.A., Трубников В.П. Рентгенотелевизионный метод контроля рисунка в сыре// Реферативная информация I ЦНИИТЭИмясомолпром СССР.- М., 1979,-С.9.

Ю.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Массообменные процессы при посолке российского сыра с применением способа струйно-

го инъецирования рассола II Достижения науки и практики сыроделия: Сб.науч.тр.-Углич, 1988.-С. 79-84.

П.Майоров A.A., Трубников В.П., Казицын И.Д. Прибор для определения реологических характеристик сырной массы // Совершенствование методов контроля в маслоделии и сыроделии: Тр. ВНИИМС. - Ярославль, 1978,- вып. 24. - С. 91-93.

12.Мироиенко И.М., Колодкин А.Ю., Майоров A.A. Развитие поверхностной микрофлоры российского сыра при инъекционном способе посолки // Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания.-Барнаул, 1989.-С. 42-44.

И.Мнроиенко И.М., Майоров A.A., Уманский М.С. Особенности производства российского сыра с использованием инъекционной посолки II Биотехнология и техника сычужных и плавленых сыроа: Сб.науч.тр.-Углич, 198').. С.95-100.

14. Мироненко И.М., Майоров A.A., Уманский М.С. Особенности развития микрофлоры в российском сыре при различных способах посолки // Качество и эффективность производства сыра: Сб. науч.тр. ВНИИМС, 1990,- вып. 54.- С.143-146.

15.0сфоумов Л.А., Бабушкина В.А., Майоров A.A. Условия формирования колющейся консистенции и предупреждение ее в сырах с высокой температурой второго нагревания // Повышение эффективности и качества в сыроделии: Сб.науч.тр. ВНИИМС,- М., Пищевая промышленность, МШ. - С. 49-53.

16.Остроумов Л.А., Бабушкина В.А., Майоров A.A., Говорюткина С.А. Качеещо советского сыра при различных уровнях молочнокислого и пропноновокислого брожения // Тр.ВНИИМС, 1978,- вып.ХХХШ,-С. 100-104.

П.Остроумов Л.А., Майоров A.A. Роль процессов газообмена в формировании рисунка в сырах с высокой температурой второго нагревання II Молочная промышленность, 1980. -№6.-С. 11-13.

18.Остроумов Л.А., Майоров A.A. Сравнительное изучение рентгеновских методов контроля за рисунком в сыре II Молочная промышленность, 1981,-№2.- С.26-27.

19,Остроумов Л.А., Майоров A.A., Прибыловский С.Л. Применение томографического метода при изучении рисунка и самокольных трещин в советском сыре// Совершенствование методов контроля в маслоделии и сыроделии: Тр. ВНИИМС. - Ярославль, 1978,- вып. 24. - С. 88-90.

20.0строумов Л.А., Майоров A.A., Табачников В.П. Влияние некоторых структурно-механических характеристик сырной массы на образование в ней полостей //Современные достижения в производстве сыров: Тр. ВНИИМС,- Ярославль, 1979.- вып.ХХУП,- С. 37-40.

21.Остроумов Л.А., Майоров A.A., Табачников В.П. Образование рисунка в сыре "Советский" // Современные достижения в технологии сыроделия: Тр. ВНИИМС,-Ярославль, 1979,- Вып. 29.-С. 75-78.

22.Остроумов JI.Л.. Одегов Н.И., Майоров A.A. Применение радиационных методов контроля в сыродельной промышленности // Обзорная информация/ ЦНИ И'ГЭИмясомолпром СССР. -1979,- 25 с.

23.Остроумов Л.А., Телегин Т.П.. Пестрякова Т.А., Майоров .A.A. Улучшение консистенции советского сыра при созревании в пленке //Экспресс- информация. Сыродельн.промышленность / ЦНИИТЭИмя-сомолпром СССР. 1976.- № 2 .- С.6.

24.Сурков В.Д., Майоров A.A., Чанов В.Н. Разработка ускоренного способа посолки сыров инъекцией под высоким давлением II Процессы и аппараты пищевой промышленности: Межвуз.сб. науч.тр.- М.: МИХМ им. Плеханова, 1985,- С.143-144.

25.Сурков В.Д., Майоров A.A., Чанов В.П., Крусь Г.Н. Влияние режимов инъекции на процесс посолки сыра // Интенсификация производства сыров и улучшение их качества: Тр. ВНИИМС.- Углич, 1984.- С. 4951.

26.Майоров A.A. Влияние параметров инъекционной посолки на массовую долю соли в сыре // Технологии и процессы пищевых производств: Сб.науч.работ.- Кемерово. 1999.-С. 166-167.

27.Майоров A.A. Влияние скорости роста давления на массовую долю влаги в сыре // Технологии и процессы пищевых производств: Сб.науч.работ.- Кемерово, 1999.-С. 165-166.

28.Майоров A.A. Влияние энергии связи влаги в сыре на развитие микроорганизмов // Технологии и процессы пищевых производств: Сб.науч.работ.- Кемерово. 1999.-С. 168-169.

29.Майоров A.A. Динамическое моделирование температурных полей в сырной массе // Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы: Мат. Всеросс. науч.-практ.конф,- Юрга,1999,-С.88.

30.Майоров A.A. Использование математического моделирования при разработке блочного сыра II Наука. Техника. Производство: Межвуз. сб. науч.тр. -Барнаул, 1998,-Часть 1.-С. 39-43.

31.Майоров A.A. Математическое моделирование микробиологических процессов // Ресурсосберегающие технологии пищевых производств: Тез.докл. Международ.науч.-техн.конф. -С-Петербург, 1998,- С.250.

32.Майоров A.A. Об оценке биокинетической зоны в сырной массе // Технологии и процессы пищевых производств: Сб.науч.работ.- Кемерово, 1999.-С. 167-168.

33.Майоров A.A., Бикеев A.A. Изучение динамики разогрева сплавов, применяемых для покрытия сыров // Биотехнология и техника сычужных и плавленых сыров: Сб.науч.тр,- Углич, 1989. - С.16-21.

34.Майоров A.A., Горбунов A.A. Применение неразрушающих методов контроля за развитием рисунка в производстве твердых сычужных сыров, формуемых из пласта II Внедрение научных достижений, повышающих продовольственные ресурсы и экономическую эффективность производства: Тез.докл. Всесоюз. семинара. - Углич. 1982. - С.70-71.

35.Майоров A.A., Мироненко И.М., Чанов В.Н. Исследование энергии связи поды в сырах термогравиметрическим методом //Современные методы анализа состава и свойств молочного сырья и готовой продукции в маслоделии и сыроделии: Сб.науч.тр,- Углич, 1987,- С.13-17.

36.Остроумов J1.A., Майоров A.A. Динамика развития рисунка в советском сыре // Современные достижения в производстве сыра: Тр. ВНИИ MC.- Ярославль, 1979.- вып. XXVI1.-С. 69-71.

37.Майоров A.A. Пути увеличения объемов производства и повышения качества сыров в Алтайском крае // Проблемы развития агропромышленного комплекса и обеспечение населения края продовольственными ресурсами: Тез.докл. Всесоюз.науч.-практ.конф.- Барнаул, 1989,-4.2.-С. 198-20!.

38.Майоров A.A. Роль и задачи научного обеспечения в вопросах развития сыроделия // Интенсификация производства и повышение качества сыра: Тез.докл. науч.-техн.конф.-Барнаул, 1989.-С. 3-9.

39.Майоров A.A., Горбунов A.A., Ганзен Р.Н. Неразрушающий контроль в технологии производства сыров// Научно- технический прогресс

важнейший путь реализации продовольственной программы: Тез. на-уч.-практ.коиф,- Барнаул, 1983,- С.238-239.

40.Майоров A.A., Горбунов A.A., Трубников В.П., Евдокимов А.И. Устройство для оперативного контроля качества сыра II Задачи молодых ученых и специалистов края по ускорению научно- технического прогресса в XI пятилетке в свете решений ХХУ1 съезда КПСС: Тез. докл науч. -практ.конф,- Барнаул, 1981.- С.58-59.

41.Майоров A.A., Игнагулин Ю.Г., Хавров В.Ф. Применение рентге-нотелевизионного метода контроля рисунка при созревании советского сыра //11овышение качества и эффективности производства натуральных сыров в районах Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл.науч,-практ.конф,- Барнаул, 1979.- С.156-157.

42.Майоров A.A., Майорова Л.А. Исследование влияния развития рисунка в советском сыре на его структуру// Задачи молодых ученых и специалистов края по ускорению научно- технического прогресса в X1 пятилетке в свете решений ХХУ1 съезда КПСС: Тез. докл науч.-практ.конф,-Барнаул, 1981,-С.23-25.

43.Майоров A.A., Максимцов В.М., Колодкин Ю.А. Метод определения количества плесеней и дрожжей в воздухе производственных помещений молочных предприятий // Научно- технический прогресс в молочной промышленности: Тез. докл. науч.-техн. совещания,- Омск, 1987.-С.73-74.

44.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Влияние параметров инъецирования рассола на уровень посолки российского сыра // Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания.- Барнаул, 1989.-С. 48-49.

45.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Массообменные процессы при посолке российского сыра с применением инъекционной

посолки // Технология и технике! сыроделия: Тез. семинара-совещания. -Барнаул, 1989.-С. 50-52.

46.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Моделирование процессов посолки сыра //Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания.- Барнаул, 1989.-С. 40-41.

47.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Особенности технологии производства российского сыра с применением инъекционной посолки // Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания.-Барнаул, 1989.-С. 46-47.

48.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Ресурсосберегающая технология посолки сыра // Комплексное использование вторичных ресурсов, создание совершенных технологических процессов в свете решений ХХУП съезда КПСС: Тез. докл. науч.-практ.конф.- Барнаул, 1987,-С.41-43.

49.Майоров A.A., Мироненко И.М., Уманский М.С. Совершенствование способа посолки сыра // Научно- технический прогресс в молочной промышленности: Тез. докл. науч.-техн. совещания,- Омск, 1987,- С. 6667.

50.Майоров A.A., Остроумов Л.А. Изучение состава газа в полостях советского сыра // Интенсификация производства и улучшения качества натуральных сыров: Мат.науч.-техн.конф,- Барнаул, 1974,- С.203.

51.Майоров A.A., Остроумов Л.А. Исследование газопоглощаемости сырной массы // Комплексная промышленная переработка молока: Тез. докл науч.-течи.конф,- Ставрополь, 1977.-с. 142-144.

52.Майоров A.A., Остроумов Л.А. Исследование физико-химических свойств сырной массы // Новые исследования по повышению качества и эффективности производства молочной продукции: Тезлокл. IV науч.-техн.конф. - Каунас, 1977.-С. 52.

53.Майоров A.A., Остроумов Л.А. Корреляционный анализ характеристик вкуса, запаха и консистенции с рисунком советского сыра // Повышение качества и эффективности производства натуральных сыров в районах Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл.науч.-практ.конф,- Барнаул. 1979,- С.57-58.

54.Майоров A.A., Остроумов Л.А. Отбор газовых проб из полостей сыра // Улучшение качества и интенсификации производства натуральных сыров: Мат. Всесоюз.науч.-техн. конф.- Барнаул, 1974,- С. 72-74.

55.Майоров A.A., Поклад Г.Г., Юрив А.Ю. Организация опытно-промышленного производства защитного покрытия новаллен для твердых сыров // Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания.-Барнаул, 1989.-С. 32-33.

56.Майоров A.A., Раков Г.А. Использование СВЧ- техники для оценки массовой доли влаги в сыре// Научно- технический прогресс - важнейший путь реализации продовольственной программы: Тез. науч.-практ.конф,-Барнаул, 1983,- С. 252-253.

57.Майоров A.A.. Ткаченко В.В. Перспективы развития индустрии питания городского и сельского населения Алтайского края в 2001-2005 го-

дах // Паука - городу Барнаулу: Тез.докл.науч.-практ.конф,- Барнаул 1999. С. 220-222.

58.Майоров A.A., Чанов В.Н. Метод измерения характеристик про цесса иш.сцирования жидкостей в пищевые продукты // Физико химические методы контроля и исследования новых химических мате риалов и процессов: Тез. докл. П науч.-практ.конф,- Барнаул, 1986,- С.55-56.

59.Майоров A.A., Чанов В.Н. Метод измерения энергии активации воды тсрмогравиметрическим способом II Физико-химические методы контроля н исследования новых химических материалов и процессов Тез. докл. 11 науч.-практ.конф,- Барнаул, 1986,- С.69-70.

60.Майоров A.A., Чанов В.Н., Кайгородов А.П. Применение метод:! струйной нньекнии для посолки сыра II Научно- технический прогресс -важнейший путь реализации продовольственной программы: Тез. нракт.конф,- Барнаул, 1983- С. 246-247.

61.Майоров A.A., Чанов В.Н., Трубников В.П. Выбор режимов рентгенографии советского сыра // Комплексная промышленная переработка молока: l e i. докл науч.-техн.конф,- Ставрополь, 1977,- с.142.

62.КолодкинЛ.Ю., Биксев A.A., Майоров A.A., Ткаченко В.В. Использование суспензии сорбиновой кислоты для обработки поверхности созревающих сыров // Интенсификация производства и повышение качества сыра: Тез .докл. науч.-техн.конф.-Барнаул, 1989.-С. 63-64.

63.Максимцов В.М., Колодкин А.Ю., Майоров A.A., Шил ер Г. Г. Процесс шмктивации микрофлоры воздуха камер созревания сыров под действием а >роионизации II Технология и техника сыроделия: Тез. семи-нара-совешания.- Барнаул, I989.-C.35-36.

64.Макснмцов В.М., Колодкин А.Ю., Майоров A.A., Шилер Г.Г. Процесс инактивации плесневой микрофлоры камер созревания сыра под действием аэроионизации II Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья: Тез. 6 Всесоюз.науч.-техн.конф.-М„ 1989.-С.257.

65.Макснмцов В.М., Майоров A.A., Горбунов A.A. Ионизация воздуха сырохранилищ // Задачи молодых ученых и специалистов края по ускорению научно- технического прогресса в XI пятилетке в свете решений ХХУ1 сьезда КПСС: Тез. докл науч.-практ.конф.- Барнаул, 1981,- с. 59-60.

66.Макснмцов В.М., Майоров A.A., Колодкин Ю.А., Дегтярев В.И. Инактивация микрофлоры воздуха сырохранилищ с применением ионизации // Научно- технический прогресс в молочной промышленности: Тез .докл. науч.-техн.совещания.-Омск, 1987.-С.72-73.

67.Мироненко И.М., Майоров A.A., Уманский М.С. Применение способа инъекционной посолкн при производстве сыра типа голландский в форме блока // Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания. - Барнаул, 1989.-С. 42-44.

68.Остроумов Л.А., Майоров A.A. К вопросу формирования и распределения. рисунка в советском сыре II Комплексная переработка молока: Тез.докл науч.-техн. конф.-Ставрополь, 1977.-c.l46.

69.Остроумов Л.А., Майоров A.A. Механизм образования трещин в сырах с высокой температурой второго нагревания II Повышение качества и эффективности производства натуральных сыров в районах . Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл.науч.-практ.конф.- Барнаул, 1979.-С.52-53.

70.Остроумов Л.А., Майоров A.A. Определение истинных координат полостей в сыре // Интенсификация производства и улучшение качества натуральных сыров: Мат.науч.-техн. конф,- Барнаул, 1974,- С. 200-202/

7(.Остроумов Л.А., Майоров A.A. Отбор газовых проб из полостей в сыре // Интенсификация производства и улучшение качества натуральных сыров: Мат.науч.-техн. конф.- Барнаул, 1974.- С. 204-205.

72.0строумов Л.А., Майоров A.A. Развитие рисунка в советском сыре // Интенсификация производства натуральных сыров и совершенствование их технологии/Технология и биохимия: Тез.Всссоюз.конф.-Преван, 1977.-С. 86-88.

73.Остроумов Д.А., Майоров A.A. Физико-химические процессы образования рисунка в советском сыре// Повышение эффективности производства и качества молочных продуктов: Тез.докл.V респуб. науч,-тсхн.коиф.- Каунас, 1979.-С. 33-37.

74.Остроумов Л .А., Майоров А:А., Горбунов A.A. Применение новых методов контроля за процессом созревания сыра // 11роблемпые вопросы авюматизации производства: Тез. докл. науч.-техн.конф,- Краснодар, 1981. - С. 236-237.

75.Остроумов Л.А., Майоров A.A., Раков Г.А. Перспективы определения содержания влаги в сыре СВЧ- методами II Проблемные вопросы автоматизации производства: Тез. докл. науч.-техн.конф.- Краснодар, 1981.-С. 231.

76.Раков Г.А., Майоров A.A. Волноводные преобразователи влажности // Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов: Тез.докл. Всесоюз.конф.- Барнаул, 1982.- ч.З.-С. 93-94.

77.Раков Г.А., Остроумов Л.А., Майоров A.A. Применение СВЧ- вла-гометрик в сыроделии И Повышение качества и эффективности производства натуральных сыров в районах Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл.науч.-практ.конф.- Барнаул, 1979.-С.186-187.

78.Сахаров С.Д., Алексеева М.А., Майоров A.A. и др. Сыр "Богатырь" в форме блока II Интенсификация производства и повышение качества сыра: Тез.докл. науч.-техн.конф.-Барнаул, 1989.-С. 62-63.

79.Сахаров С.Д., Силаева В.М., Хавров В.Ф., Майоров A.A. Влияние концентрации и активной кислотности рассола на убыль массы и качество сыра при его посолке// Технология и техника сыроделия: Тез. семинара-совещания,- Барнаул, 1989.-С. 52-53.

80.( 'урмж В.Д., Майоров A.A.. Чанов В.Н. Посолка сыров иисекционным способом II Эффективность безотходной технологии в молочной промышленности: Тез. науч.-прнкт. конф. - М., 1983. - С. 64-65.

81.Сурков В.Д., Майоров A.A.. Чанов В.Н., Крусь Г.Н. Влияние режимов иш.екции на процесс посолки сыра // Интенсификация производства сыров il улучшение их качества: Тр. ВНИИМС.- Углич, 1984.- С. 4951.

82.Чанов В.11., Майоров A.A. Установка для посолки сыров "Аламин" И Интенсификация производства и повышение качества сыра: Тсз.докл. науч.мехн.колф.-Барнаул, 1989.-С. 213-216.

83.Чанов В.Н., Остроумов Л.А., Майоров A.A. Способ посолки сыра // Повышение качества и эффективности производства натуральных сыров в районах Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл.науч.-практ.конф.-Барнаул. ll>79 - С.1 5-16.

84. A.c. 499530 (СССР). Способ контроля процесса созревания сыров / Г.Г.Шплср. Л.А.Остроумов. А.Л.Майоров, Г.Л.Бахарев, С.Л .Прибынонский.- 'Заявлено 19.06.74. Опубл. 15.01.76. Б.И.№2.

85. А.с.515050 (СССР). Прибор для отбора проб газа из сыра / А.А.Майоров. Л.А.Оетроумов.-Заявлено 08.07.74. Опубл. 25.05.76. Б.И. № 19.

86. А.С.5К6128 (СССР). Способ контроля степени зрелости сыра /

A.А.Майоров. Л.А.Остроумов.-Заявлено 28.10.75. Опубл. 30.12.77. Б.И. №48.

87. A.c. 661987 (СССР). Способ контроля качества сыра /

B.И.Горбунов. Л.А.Майоров. Л.А.Остроумов, А.А.Попов, А.К.Стоянов, В.Н.Чанов П I le публикуется. Дата регистрации 15.01.79.

88. А.С.К26227 (СССР). Способ определения содержания влаги I Г.А.Раков, А.А.Майоров, Л.А.Остроумов.-Заявлено ll.Q4.79. Опубл. 30.04.81. Б.И.№ 16.

89. A.c. 884635 (СССР). Установка для посолки сыров // В.Д.Сурков, Л.А.Остроумов, В.Н.Чанов, А.А:Майоров, Г.Н.Крусь, В.Г.Тиняков, В.И.Вагшуль,- Заявлено 24.03.80. Опубл. 30.11.81. Б.И.№44.

90. 'A.c. 1024836 (СССР). Устройство для контроля влажности сыра / Г.А.Раков, А.А.Майоров, В.П.Трубников.- Заявлено 09.02.81. Опубл.

• 23.06.83. Б.Н.№ 23.

91. A.c. 1165987 (СССР). Устройство для контроля влажности сыра / Г.А.Раков, Л.А.Майоров A.A..-Заявлено 05.01.84. Опубл. 07.07.85. Б.И. №25.

92. A.c. 1336280 (СССР). Устройство для хранения сыра / В.М.Максимцов, Г.Г.Шилер, А.А.Майоров, М.П.Щетинин II Не публикуется. Дата регистрации 08.05.87.

93. A.c. 1585908 (СССР). Установка для посолки сыров / В.Н.Чанов, А.А.Майоров. В.Д.Сурков, А.П.Кайгородов // Не публикуется. Дата регистрации 15.04.90.