автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка технологии и товароведная оценка качества молочных напитков, полученных с применением сонохимической водоподготовки

Артемова Яна Александровна

005002622

ш

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОНОХИМИЧЕСКОЙ ВОДОПОДГОТОВКИ

Специальность - 05.18.15 Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

1 7 НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московском Государственном Университете технологий и управления имени К.Г. Разумовского (МГУТУ им. К.Г. Разумовского )

Цр Ий^»») ИрУу»

Красуля Ольга Николаевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Баранов Борис Алексеевич

кандидат технических наук, доцент Каткова Наталья Николаевна

Ведущая Вологодская Государственная молочнохозяйственная Академия

организация: им. Н.В. Верещагина

Защита диссертации состоится 25 ноября 2011в 11 часов на заседании Диссертационного Совета Д 212.122.05 при ФГБОУ ВПО «Московском Государственном Университете технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: 109316, г.Москва, ул. Талалихина, 31, ауд. 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского

(109004, Россия, Москва, ул. Земляной вал, 73)

Автореферат размещен на сайте ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского www.mgutm.ru

Автореферат разослан 25 октября 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного / / Совета, кандидат технических наук, ' '

доцент

Козярина Галина Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема водоподготовки в пищевой промышленности становится все значимее по мере увеличения объемов пищевого сырья, которые необходимо хранить в высушешюм виде. Молочная промышленность находится в числе лидеров, по использованию воды, как компонента пищевых продуктов, производя их путем восстановления из сухого цельного, сухого обезжиренного молока, молочной сыворотки и воды. Производство таких продуктов регламентировано новым Федеральным законом №88-ФЗ и №163-Ф3 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», однако требований к используемой воде не приведен; констатируется, что она должна быть питьевой.

Известно, что химически чистый белок в результате реакции гидратации теоретически может связать до 40% воды по массе. Гидратные оболочки белка увеличивают его гидрофильность в водных коллоидных системах, что повышает качество молочных продуктов, получаемых восстановлением, приближая их к натуральным. Энергия связи воды с белком, принимает наибольшее значение, когда гидратная оболочка белка строится из отдельных молекул воды, не связанных до этого между собой в надмолекулярную структуру. Но в обычном состоянии вода, также как и белок, имеет собственную структуру, образованную водородными связями между молекулами. Эта структура разрушается за счет теплового движения молекул при достижении температуры срсды около 70 "С.

Для разделения воды на отдельные молекулы одним из наиболее эффективных является сонохимнческий метод, относящийся к методам химии высоких энергий. Его действие основано на распространении в воде периодических импульсов давления, которые под воздействием переменного давления в упругой ультразвуковой волне испускают кавитационные пузырьки.

Ультразвуковая сонохимия - достаточно молодая область знаний, которая официально стала самостоятельной наукой чуть более полувека назад. Значительный вклад в развитие направления использования ультразвуковой сонохимии, при производстве пищевых продуктов внесли Акопяп В.Б., Большаков О.В., Красуля О.Н., Панфилов В.А., Поландова Р.Д., Рогов И.А., Тихомирова H.A., Цыганова Т.Б., Шестаков С.Д., Шлёнская Т.В., Юдаев И.Ф., и др. Наиболее известными зарубежными учеными в области пищевой сонохимии являются T.J. Maison и L. Paniwnyk из Великобритании, M. Ashokkumar из Австралии., 7..Hcvcd из Хорватии, Е. Rieva из Испании и др.

Учитывая вышеизложенное, можно утверждать, что применение технологии сонохимичсской обработки воды и водных растворов при производстве молочных продуктов является актуальным научным направлением.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилась разработка технологии и товароведная оценка качества молочных напитков на основе регулирования свойств воды.

Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:

- изучить влияние сонохимических воздействий на качество воды, используемой при производстве восстановленных молочных напитков;

- создать лабораторный стенд для сонохимической обработки воды и получения восстановленных молочных напитков;

- разработать технологию приготовления молочных напитков из сухого цельного молока (СЦМ) и сухой молочной сыворотки (CMC). Оценить их физико-химические, органолептические показатели и биологическую ценность и провести исследования по изучению влияния продолжительности сонохимической обработки воды на показатели качества напитков;'

- сформировать и математически обработать массивы данных о характере временных трендов удельной электрической проводимости (УЭП) образцов, полученных при различных режимах сонохимической водоподготовки. Установить зависимость временных функций трендов УЭП от роста в экспоненциальной фазе общего числа микроорганизмов в молочных напитках, приготовленных с применением сонохимической водоподготовки;

- разработать метод контроля содержания микроорганизмов в молочных напитках но показателю УЭП и прогнозирования сроков годности этих продуктов в зависимости от продолжительности обработки с применением сонохимических воздействий;

сформулировать требования к организации промышленного процесса приготовления восстановленных молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки;

- разработать технологию промышленного производства молочных напитков, полученных с применением сонохимической водоподготовки, и осущестшт. товароведную оценку их качества.

Научная новизна работы. На основании результатов проведенных комплексных исследований установлено, что при сонохимической обработке воды происходит изменение ее физико-химических структурно-динамических и микробиологических характеристик: разрушается ее структура, увеличивается растворяющая и экстрагирующая способности, улучшается микробиологическая чистота и показатели безопасности.

Установлен ранее неизвестный факт зависимости повышения растворяющей способности воды от продолжительности ее сонохимической обработки, который имеет асимптотически насыщаемый характер. Это позволяет управлять процессом сонохимической водоподготовки путем изменения длительности ее воздействия при фиксированной интенсивности ультразвука. Установлено, что удельная энергоемкость процесса должна составлять 1,9 КВт-ч/м3.

Выдвинута и подтверждена гипотеза о линейности роста логарифма общего числа микроорганизмов в молочных напитках, приготовленных из сухого молочного сырья с использованием сонохимической водоподготовки.

Предположено и экспериментально доказано, что от количества использованной при водоподготовке акустической энергии меняется только время, за которое число бактерий удваивается. Установлено, что от количества используемой акустической энергии зависит величина второго коэффициента линейной регрессии, описывающей логарифмическую функцию роста микроорганизмов. Определены значения коэффициептоп линейной регрессии.

Обоснован новый метод контроля общего числа микроорганизмов в восстановленных молочных напитках, полученных с использованием сонохимической водоподготовки, по их удельной электрической проводимости.

Предложена методика прогнозирования сроков годности молочных напитков в зависимости от степени использования сонохимических воздействий.

Практическая зиачимость. Выбран технологический режим сонохимической полополготовки с целью его использования в технологии производства молочных напитков из сухого цельного молока и сухой молочной сыворотки.

Разработан метод контроля содержания микроорганизмов в молочных напитках по показателю УЭП, который позволяет прогнозировать сроки годности этих продуктов в зависимости от температуры хранения и степени использования сонохимических воздействий при их производстве.

Сформулированы требования к организации промышленного производства восстановленных молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки на молочных комбинатах, позволяющего применять разработанный метод микробиологического контроля и товароведной оценки качества в лабораториях санитарно-технологических служб предприятий.

Материалы научных исследований включены в учебные программы и курсы лекций но специальности «Товароведение и экспертиза однородных групп продовольственных товаров» (МГУТУ) и «Технология молока и молочных продуктов» (МГУПП)

В условиях ООО «Техномол» г. Москва, проведена промышленная апробация разработанной технологии восстановленных молочных напитков, полученных с применением сонохимической водоподготовки (акт производственных испытаний от 22.04.2011 г.)

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации были доложены на Ш Межведомственной научно-практической конференции с международным участием ((Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров -Товаровед 2010» (Москва, 2010), Международной научно-практической конференции ((Прикладные научные разработки - 2011» (София, 2011), XXIV Сессии РАО, совмещенную с сессией Научного Совета РАН по акустике, (12-15 сентября 2011, Саратов), Четвертой международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2011)

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 9 печатных работ (из них рекомендованных ВАК - 2), получен патент РФ №2402909 и подано в Роспатент две заявки на изобретения №2010126334 и №2010144303. По заявке №2010144303 получено решение РОСПАТЕНТа о выдаче патента на изобретение от 07.09.2011г.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, а также списка литературы и приложения. Текст диссертации изложен на ЮВ страницах, содержит рисунков и i6 таблиц. Список используемой литературы включает /^^наименований, в том числе -13 публикаций иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, показаны ее теоретическая и практическая значимости, научная новизна, определены цели и задачи диссертационной работы.

В первой главе «Аналитический обзор литературы» на основе обобщения информации, полученной из научной и патентной литературы, проведен анализ технологий и аппаратурного оформления процессов водоподготовки, применяемых на предприятиях пищевой промышленности. Показано, что именно сонохимическая

обработка является наиболее эффективной для этих целей. Описан механизм реакций o6vcnonireHHi.nr имттупьсями давления, возникающих при кавитации, которые огкрын.иот возможность регулирования свойств воды. На основе изучения источников информации показана необходимость учета уровня содержания микроорганизмов при товароведной оценки качества пищевых продуктов и разработки для этих целей соответствующею экспресс-метода. Кроме того, работами отечественных и зарубежных ученых установлено наличие бактериостатического эффекта при применении сонотехнологий в сочетании с тепловой обработкой, что позволяет его рекомендовать для использования в целях продления сроков годности и улучшения потребительских характеристик получаемых молочных напитков.

На основе результатов проведенного анализа информационных источников по проблеме сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе «Объекты и методы исследований» представлена структурная схема исследований (рис. 1).

Диссертация выполнена на кафедре "Технологии продуктов питания и экспертизы товаров" в ФГБОУ ВПО Московском Государственном Университете технологии и управления имени К.Г Разумовского в рамках проведения следующих НИР: «Исследование технологии водоподготовки для нужд пищевой промышленности и энергетики», «Разработка теоретических основ пищевой сонохимии» и «Повышение терморезистентности биологически активных компонентов пищевого сырья путем их гидратации сонохимически обработанной водой». НИР выполнялась в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)», утвержденной приказом Министерства образования и науки России от 16 апреля 2007 г. № 115. Исследования проводились в лаборатории пищевой сонохимии кафедры «Технологии продуктов питания и экспертизы товаров», и институте Биоорганической химии им. Н.М. Эммануэля РАН, НИИ Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН

В соответствии с целью и задачами диссертационной работы, основными объектами работы служили:

- Вода и технология ее сонохимической обработки;

- молочные напитки из сухого цельного молока (СЦМ) и сухой молочной сыворотки (CMC) - подсырной и творожной, восстановленных сонохимически обработанной п различных режимах водой, их физико-химические свойства, органолептическис и микробиологические показатели.

В качестве исследуемой технологии была использована технология сонохимической обработки воды, согласно техническим условиям ТУ5130-002-26784341-2008. Образцы напитков готовились из СЦМ по ГОСТ 4495-87, СМС-по ГОСТ Р 53492-2009 и Федеральным законом №88-ФЗ и №163-Ф3 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», и воды питьевой бутилированной по ГОСТ Р 52109-2003 и СанПиН 2.1.4.1116-2002. Для измерения УЭП был использован отечественный, программируемый кондуктометр марки «АНИОН-7051».

Для проведения экспериментальных работ впервые создан лабораторный стенд для сонохимической обработки воды и получения молочных напитков (рис. 2). Акустическая мощность реактора составляет 350 Вт и объем ресивера 5л.

Рис 1. Схема проведения исследований

Рис. 2. Лабораторный стенд

1 -сонохимический реактор РКУ-0,63;

2 - электроакустический преобразователь;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - насос-эмульгатор;

5 - ресивер (емкость);

В работе применяли как общепринятые, так и специальные методы оценки свойств воды, а также молочных напитков, приготовленных с ее использованием. О физико-химических свойствах воды судили по показателям: pH и окислительно-восстановительному потенциалу (ОВП) определяемым потенциометрическим методом с применением рН-метра «ЭКОТЕСТ-2м»), содержанию пероксидных соединений (методы перманганатометрии по - ИСО 8467 и йодометрического титрования), общая жесткость - по ГОСТ 4151-72; содержание танинов и лигнинов - по МИ № 8193; удельная электропроводность - по ИСО 7888; органолептические показатели воды - запах и вкус (баллы) - по ГОСТ 3351-74, цветность - по ГИД А 14.1:2:3:4:207-04, мутность - по ПНД 14.1:2:3:4.213-05. Показатели безопасности воды: Содержание Цианидов, Хрома, Бериллия -по ГОСТ 3351-74; Никеля, Цинк, Кадмия, Свинца - по ИСО 8281; Стронция - по ГОСТ 23950-88; Нитратов - по ГОСТ 18826-73; Мышьяка - по МВИ М 01-26-2001; Фенольный индекс - по РД 52.24.480-95; Ртуть - по ГОСТ Р 51212-98; Железо общее - по ГОСТ 4011 -72; Пестициды и хлорорганические соединения (аГХЦГ, у ГХЦГ, ДДТ) - по МУ 2142-80.

Изменение структуры воды определяли по показателям протонной магнитной релаксации на приборе «Minispek - RS-120», фирмы «Brucker» (Германия). Определение вязкости воды определяли на вискозиметре фирмы «A&D» (Япония). ,

Для определения качества восстановленных молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки использовали следующие методы: кислотность определяли методом кислотного титрования по ГОСТ Р 51455; Плотность - при помощи ареометра типа АОН-4; Химический состав: жир - по ГОСТ 30648.1-99, белок - по ГОСТ 30648.2-99, лактозу - по ГОСТ 30648.3-99. Органолептическая оценка проводилась по ГОСТ Р 53159-2008; Микробиологические показатели (КМАФАнМ)- по ГОСТ 10444.11-89.

Пищевую безопасность молочных напитков исследовали путем биотестирования по методике токсикологической оценки пищевых продуктов, разработанной МГУПБ совместно с ВНИИ Ветеринарной Санитарии, Гигиены и Экологии. Биотестирование осуществляли на инфузориях Tetrahymena pyriformis по параметру прироста культуры в течение 7 суток с использованием прибора «БиоЛаТ - 2». Для оценки влияния активации воды на жизнеспособность биологических тест-объектов (микроорганизмов, простейших, ракообразных) использована методика оценки корреляционных связей развития микроорганизмов с параметрами энергетического распределения воды по тесту «Эколюм» (Стехин A.A. и Яковлева Г.В., 2008), разработанная в НИИ Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН.

При выполнении исследований применялись методы сравнительного эксперимента. Для обработки экспериментальных данных использовались методы регрессионного анализа

п математической статистики с использованием соответствующих программ для ЭВМ. Эксперименты проводили в пятикратной повторности.

П третьей главе «Исследование качественных характеристик воды с применением сонохимической обработки» представлены результаты исследования качественных характеристик воды до и после сонохимической обработки (таблица 1), а также сформулирована концепция пищевой сонохимии, которая состоит из трех положений. Во-первых, это ограничение либо полное исключение применения сонохимической обработки в отношении коллоидных растворов биополимеров пищевого сырья, а обработка только воды и водных растворов пищевых электролитов типа сахара, поваренной соли и т.д. 1)о-вторых, это максимальное ослабление химических реакций, происходящих при сжатии кавитационных пузырьков в газовой фазе внутри них, и минимизация взаимодействия с обрабатываемой жидкостью продуктов этих реакций. В-третьих, это использование при разработке промышленных сонохимических аппаратов теории физического подобия капитацнонных процессов, позволяющей избавиться от трудоемких и затратных этапов натурного макетирования и выполнять их инженерные расчеты, опираясь на результаты оптимизации того или иного процесса в малогабаритном реакторе.

Таб. 1. Физико-химические показатели качества воды до и после сонохимической

обработки.

№ Физико-химические Проба воды

показатели До После

Сонохимической обработки

1 Температура, С 15.0 17,0

2 РН 7,0 7,2

3 Общая жесткость, мг-экв/л 4,2 3,8

4 Общее солесодержание (по N8 С1), мг/л 238 234

5 КМАФАнМ КОЕ/смЗ 69 6

Результаты исследований, приведенные в таб.1, показывают, что происходит понижение показателей общего солесодержания и, как следствие, понижение общей жесткости воды и результате сонохимических воздействий на воду и возрастании значений показателей активной кислотности (сдвиг в щелочную сторону) и температуры воды (на 2°С). Механизм реакции основан на разрушении импульсами давления, возникающего при кавитации, растворенных минеральных веществ и их соединений. Кроме того, за счет временного изменения структуры воды происходит выделение энергии, о чем свидетельствует повышение ее температуры после кавитационной обработки.

При использовании кавнтациоипых технологий наблюдается повышение температуры кристаллизации, ,1то указывает на ослабление межмелекулярпого взяимпттействия в системе рис. 2.

0

Зоо.а дм/г

Рис.2 Температура

кристаллизации воды до (1) и после (2) обработки в кавитационном реакторе.

Т°С

Органолептические показатели проб воды до и после кавитационной обработки остались без изменений, кроме показателя мутности, который увеличился на 30%, что связано с повышением растворимости минеральных веществ, которые до обработки п реакторе находились в связанном состоянии, а после - образовали осадок на дне емкости, н которой происходит обработка. Показатели безопасности воды соответствуюг требованиям нормативных документов, предъявляемых к питьевой воде. Все исследуемые показатели не превышают нормируемых значений, при этом количество нитратов в обработанной воде уменьшилось на 25%, цинка - на 75%, железа - на 17%, а фенольный индекс снизился на порядок, т.е. можно утверждать, что примените кавитационной обработки способствует очищению воды от вредных примесей с выпадением их в осадок.

Изучением эффектов влияния ультразвука на водные растворы занимались, начиная с 60-70х годов прошлого столетия. Существующие в то время технические решения и соответствующие установки при воздействии на водные растворы способствовали образованию значительного количества перекисных соединений, способствующих окислению эссенциальных веществ (жиров, белков, углеводов, витаминов). Профессору Шестакову С.Д. удалось найти такой акустический диапазон, при котором воздействие ультразвуковой волны не приводит к образованию огромного количества перекисных соединений.

В ходе проведенных испытаний был установлен факт неизменяемости значения перманганатной окисляемости после кавитационной обработки пробы воды (таблица. 2). Для этих целей специально подбиралась вода, где содержались гуминовые кислоты. Неизменность перманганатной окисляемости воды после кавитационной обработки свидетельствует о том, что такие легко окисляемые соединения как гуминовые кислоты (показатель в таблице 2 «танины и лигнины») не трансформируются в перекисные пли другие кислородосодержащие соединения, являющиеся восстановителями по отношению к перманганату калия. Из результатов исследований, проведенных нами при сертификации реакторов серии РКУ-0,63 в аккредитованной аттестатом РОСС 1Ш.0001.515746 испытательной лаборатории «ЭкоЗонд» стало известно что, кавитация, образующаяся при амплитудах звукового давления, не превышающих порогового значения, соответствующего волне, вызванной интенсивностью колебаний около 4 Вт/см2, не приводит к образованию перекисных соединений в количествах, которые могут быть

определены официальными методами контроля по показателю «окисляемость иерманганатная» (табл. 2) их предельно допустимых концентраций.

Таб. 2 Изменение показателей воды при сонохимической обработке.

Проба воды

Показатели Без После Погрешность

обработки обработки измерений, ±ост

1 Окисляемость перманганатная, мг 02/л 4,3 4,3 ±5%

2 Танины, лигнины, мг/л 0,5 0,5 ±10%

По данным Торопкова В.В., Алехина С.А., и др. использование активированных сред, что достигается применением кавитационной обработки воды, приводит к продлению сроков хранения продуктов питания, что объясняется наличием в обработанной воде короткоживущего реактива Фентона, который подавляет активность микроорганизмов.

Результаты исследования образования в обработанной воде активных форм кислорода с использованием кинетических зависимостей люминолгеминовохемилюминесценции позволяют утверждать, что после кавитационной обработки в воде накапливаются перекись водорода в диссоциируемой форме, регистрируемых по времени выхода максимума интенсивности хемилюминесценции в пределах от 5- 30 сек. Отсутствие в кинетической зависимости времен выхода порядка 0,1. ..0,2 сек. указывает на малый вклад в суммарную хемшпоминесценцию свободных радикалов. Очевидно, что подобные закономерности обусловлены протекающими процессами структуризации воды непосредственно после ее кавитационной обработки. Идентификация активных форм кислорода, выполненная на основе анализа кинетической зависимости хемилюминесценции позволила определить концентрацию индуцированных активных форм кислорода в воде. Исходная вода характеризовалась фоновой ион-радикальной концентрацией в воде на уровне 1,2 х 10 '6 моль/л, а кавитационно обработанная вода имела показатель 1,9 х 10 " моль/л. К исходу суток активность была ниже фоновой, т.е. индуцированные активные формы кислорода практически полностью претерпели превращение с образованием неактивных соединений.

Растворяющая способность обработанной воды, значительно увеличивается. На рисунке 3 отчетливо видно наличие осадка, образованного нерастворенной CMC, в обычной воде и отсутствие осадка - в кавитационно обработанной воде, после 2 часов выдержки в равных температурных условиях (t = 22 °С).

С позиций физической химии и акустики этот факт объясняется тем, что при низких амплитудах звукового давления в среднем частота следования кавитационных импульсов давления больше, чем при высоких, а абсолютные величины достигаемых давлений в пузырьках при их сжатии - меньше. Отсюда следует, что термодинамические условия внутри пузырьков при небольших амплитудах звукового давления разрушают ассоциативную структуру воды так же хорошо, как и при более высоких амплитудах. Эти импульсы становятся по абсолютной величине давления меньше,но их в единицу времени становится больше, то есть величина работы по разрушению водородных связей, которые

П к! 11, •■)()

Без обработки

После кавитационной обработки

Рис. 3. Внешний вид образцов сухой молочной сыворотки после равного по времени пребывания в обычной (слева) и в сонохимически обработанной воде (при эквивалентных температурных условиях)

принято характеризовать количеством энергии, остается в большом диапазоне практически неизменной. Поэтому, при определении режима сонохимической водоподготовки и пищевых технологиях следует исходить из интенсивности ультразвука, соответствующей амплитуде среднего в реакторе звукового давления не выше 0,2 МПа.

Зависимость растворяющей способности воды от продолжительности сонохимической водоподготовки при запатентованной амплитуде (0,2-0,25 мПа) звукового давления была исследована экспериментально на стенде. При помощи оснастки, показанной на рис.4, и соответствующей «Программе и методике проверки функционирования реакторов МХРТ.066751.002 ПМФ» измерялась скорость растворения сухого электролита в воде, соответствующей СанПиН 2.1.4.1074-01. В качестве электролита был взят таблетированный натрий хлорид по ТУ2152-001-84091640-2008, обладающий равномерным растворением таблеток (эффектом таяния).

Рис. 4. Оснастки для проведения сравнительных исследований: 1 - емкость для сбора раствора электролита; 2 - стакан со штуцером для закрепления на пути потока обработанной воды; 3 - лабораторное сито;4 -таблетки растворяемого электролита; 5 - штуцер для соединения с выходным патрубком реактора. 6 - штуцер для слива.

Скорость растворения измерялась по убыли массы пяти таблеток электролита 4, которые равномерно размещались на сетке лабораторного сита 3 по ГОСТ Р 51568-99, плотно вставленного нижним краем обечайки в металлический стакан 2 со штуцером, помещенный в емкость 1. Вода подавалась через реактор насосом-эмульгатором по трубке, соединенной со штуцером 5 в емкость 1 через сито 3 с находящимися в нем таблетками электролита 4. Скорость подачи была установлена с помощью дросселя и составляла 2,5 л/мин. Потеря массы таблетками при растворении измерялась взвешиванием на лабораторных весах и выражалась в процентах:

Ш = :, (1) М о/о

где: Л/ - суммарная исходная масса пяти таблеток;

т - суммарная масса таблеток после частичного растворения в течение 5 мин, измеряемых с момента начала поступления воды через сетку сита.

Эксперименты с пятикратной повторностъю были проведены при комнатной температуре, которая поддерживалась с точностью ±1°С. Полученные результаты эксперимента с доверительными интервалами погрешности, при 99,5%""ом уровне значимости, сведены в таблицу 3.

Таб. 3 Влияние сонохимической обработки на растворимость Иа С1 в воде.

~ —-—__ОБМКТ Ед. КОНТРОЛЬ ОПЫТЫ

ПАРАМЕТР ' -- изм. 1 2 3

Продолжительность с 0 100 200 300

обработки

Потеря массы % 19,7±2,6 353±2,7 44,5±3,6 48,ШД

Из таблицы 3 видно, что полученная зависимость растворения натрия хлорида в воде от продолжительности ее сонохимической обработки (длительности включения реактора) без непосредственного воздействия кавитации на таблетки электролита имеет асимптотический характер. Он аналогичен, известной зависимости содержания в воде мономолекулярной фазы от длительности кавитационного воздействия (Рогов И.А., Шестаков С.Д.). Это свидетельствует о том, что сояохимический процесс является асимптотически насыщаемым и подтверждает обоснованность исследований процесса сонохимической водоподготовки с целью его оптимизации, используя разные временные режимы, при заданной интенсивности ультразвука.

Совместно с Институтом химической физики им. Н.Н. Семенова РАН с целью установления продолжительности процесса возврата к равновесию нами были выполнены измерения протонной магнитной релаксации в дистиллированной воде, подвергнутой сонохимической обработке в кавитационном реакторе РКУ-0,63. Они показали, что спин-спиновая релаксация с характеристическим временем Тг приобретает после сонохимической обработки двухкомпонентный характер (рис.5). Такой двухкомпонентный спад отчетливо наблюдается в течение 2...3 часов, что говорит о появлении в воде фазы с сильно отличающейся молекулярной подвижностью, которая существует достаточно продолжительное время. Это время релаксации приобретенной избыточной энергии, полученной водой от кавитации.

Рис.5. Кривая спада магнитной индукции (1п Р) в зависимости от продолжительности (Т) выдержки проб воды после ,*. обработки в кавитационном оеактопе.

■с

Т, час

Протекающие динамические изменения метастабильной фазы воды, прошедшей кавитационную обработку, свидетельствуют о ее высокой биологической активности, имеющей направленность на поддержание метаболических процессов в живых организмах.

Действие воды на биологические объекты, определяется несколькими факторами, наиболее сложное влияние на жизнеспособность организмов оказывает энергетическое распределение структурированной фазы воды, т.к. именно эта фаза воды выступает в роли интермедиата электронов между внешней средой и средой микроорганизмов, находящихся в воде. Для оценки влияния активации на жизнеспособность биологических тест-объектоп (микроорганизмы, простейшие, ракообразные) использованы, полученные в работе Стехина A.A., Яковлевой Г.В., оценки корреляционных связей развития микроорганизмом с параметрами энергетического распределения воды.

Экспериментальные результаты оценки жизнеспособности (Кж) по тесту «Эколюм» составляют 1,78 - контроль (без обработки воды) и сразу после кавитационной обработки

- 1,74, через два часа выдержки - 0,65, через сутки (24 часа) - 0,85. Причем высокие концентрации донатов электронов (супероксид и пероксид ион-радикалов) оказывают бактериостатическое, по отношению к микроорганизмам, действие в первые часы после обработки воды. Анализ полученных данных указывает на то, что электронная активация воды способствует увеличению жизнеспособности организмов спустя один час после ее обработки.

Значения показателя абсолютной вязкости воды (т|, сП) до и после обработки имеют аналогичную зависимость, которая характерна для показателя Кж: контроль (без обработки) -1,021±0,007, сразу после кавитационной обработки - 0,965±0,007, через 2 часа

- 0,975±0,008, через сутки (24 часа) - 0,992±0,004.

В четвертой главе «Исследование влияния сонохимической водоподготовкн на качество молочных напитков» приведено описание результатов экспериментов по формированию массивов данных, дискретно описывающих временные функции роста микроорганизмов в образцах напитков, полученных при помощи лабораторного стенда (Рис. 1) при различных режимах сонохимической обработки воды. Эти функции заданы на точечных множествах, полученных следующим образом. Готовили три варианта восстановленного молочного напитка с массовой долей жира 3,2%, 2,8% и 2,5%, с целыо, чтобы весь диапазон характеристик экспериментальных напитков соответствовал физико-химическим показателям идентификации молочных напитков, предписанных Федеральным законом №88-ФЗ и №163-Ф3 «Технический регламент на молоко ii молочную продукцию». Состав и варианты рецептур молочных напитков показан в таблице 4. В ходе исследований, органолептических и физико-химических показателей нами выбрана подсырная сыворотка, что связано с ее сладковатым вкусом, по сравнению с творожной сывороткой (она имеет кислый вкус).

Химический состав полученных образцов напитков и их физико-химические показатели приведены в таблице 5.

Органолептическая оценка этих вариантов молочных напитков была осуществлена дегустационной комиссией из сотрудников кафедры «Технологии продуктов питания и экспертиза товаров» МГУТУ им. К.Г. Разумовского. Дегустация была проведена закрытым способом, без сообщения дегустаторам их характеристик. Была применена 9-балльная

шкала оценки результатов. Результаты органолептической экспертизы приведены в таблице 6

Тп(\ Л ТЗшпоиттт «оттаттп тг\ % #гчтт*-»ттттт тхг плттмп т). I. ЧЩЛ1Ш11Щ руцчшу [./ отцлулишл [шиптци,

ВАРИАНТЫ РЕЦЕПТУР ~—~-~___НАПИТКОВ КОМПОНЕНТ"—- 1 2 3 Химический состав, %

Сухая молочная подсырная сыворотка, % 5,5 9,5 Белок-12 лактоза - 74 жир -1

Сухое цельное молоко, % 12,8 10,9 9,5 белок-24 лактоза-36 жир - 25

Вода питьевая, % 87,2 83,6 81,0 -

Таб. 5. Физико-химические показатели молочных напитков.

--ЛЩАЗАТНЛИ ВАРИАНТ----- РЕЦЕПТУР Кислотность оу Плотность, кг/м3 Химический состав, %

Жир Белок Лактоза

Первый 20 1027 3,2 3,3 5,8

Второй 21 1031 2,8 3,5 7,7

Третий 23 1034 2,5 3,6 10,0

Таб. 6. Результаты органолептической оценки молочных напитков.

—ВАРИАНТ ПОКАЗАТЕЛЕ-- Первый Второй Третий

Вкус и запах . «7» Недостаточно выраженный, но без посторонних привкусов и запахов «9» Чистый, без посторонних запахов. Привкус пастеризации «5» Вкус слегка кисловатый. Привкус пастеризации

Цвет «7» Белый со слабым желтым оттенком «7» Белый со слабым желтым оттенком «7» Белый со слабым синеватым оттенком.

Консистенция «5» Однородная, без осадка, слегка вязкая, не тягучая, без хлопьев бежа, с комочками жира «9» Однородная, без осадка, слегка вязкая, не тягучая, без хлопьев белка и комочков жира «7» Однородная, без осадка, тягучая, вязкая без хлопьев белка и комочков жира

Пищевую безопасность исследовали путем биотестирования., которое осуществляли на инфузориях ТсПаЬушспа рупНэшш. Исследовали пробы молочных напитков, приготовленных путем растворения в питьевой водопроводной воде и этой же воде, прошедшей кавитационную обработку. Было произведено сравнение количества клеток в пробах восстановленных подсырной и творожной сыворотках распылительной сушки

через определенные промежутки времени. Результаты, полученные при исследовании подсырной сыворотки, приведены на рисунке 6 (у творожной сыворотки эффект был несколько слабее, но все тенденции сохранялись).

В напитках, восстановленных прошедшей кавитационную обработку воде, в течение всего опыта количество клеток Tetrahymena pyriformis было больше, чем в молочных напитках, восстановленных на необработанной воде (рис.6). И, кроме того, увеличение их количества со временем также превалировало. Это объясняется тем, что кавитационная обработка значительно изменяет физико-химические свойства воды и не создает при этом факторов, отрицательно влияющих на рост и размножение Tetrahymena pyrifoimis. Увеличенный рост культуры определяется большей концентрацией в растворе полезных веществ, доступных простейшим.

Результаты проведенных предварительных микробиологических исследований по ГОСТ 922584 вариантов напитка, были проанализированы. В результате, поскольку динамика роста КМАФАнМ в напитках оказалась идентичной, то для дальнейших исследований была выбрана рецептура второго варианта напитка, как наиболее сбалансированного по органолептическим показателям и химическому составу, к частности, по содержанию сывороточных белков и кальциевых соединений, которые необходимы для нормального функционирования организма человека.

Молочные напитки (по составу второго варианта) приготавливались четырьмя способами на лабораторном стенде (рис.2). Контрольный образец - по традиционной технологии восстановления молока. Для этого в ресивер заливалось 5 литров питьевой воды, соответствующей СапПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости» и нагретой до 50°С. Затем в воду закладывались сухие компоненты и перемешивались бытовым электромиксером до полного растворения комочков. Смесь выдерживалась при закрытой крышке ресивера п течение получаса, затем отфильтровывалась через ватно-марлевый фильтр и ускоренно охлаждалась в холодильной камере до комнатной температуры. Второй, третий н четвертый образцы готовились с использованием воды прошедшей сонохимическую водоподготовку (вместо ее нагрева). Это делалось после заливки воды в ресивер включением реактора (1) при установленном на производительность реактора 2,5 л/мин дросселе (6) путем запуска преобразователя (2) ультразвуковым генератором (3) на 100, 200 и 300 секунд, соответственно. Далее выполнялись технологические операции по растворению и перемешиванию сухих компонентов для молочного напитка, аналогично технологии приготовления контрольного образца.

Известно, что размножение микроорганизмов в молоке и молочных продуктах происходит в несколько фаз. Первая — это так называемая фаза адаптации или лаг-фаза. Для напитков, содержащих СЦМ и CMC, лаг-фаза, в конкретном случае, начинается от

Время, оут. I. с обработанной водой | с обычдай еодой

Рис. 6 Динамика роста ТейаЬутепа рупГотт в зависимости от вида молочных напитков на основе обычной и кавитационно обрабтанной воды.

момента их растворения в воде и заканчивается началом их интенсивного размножения. Продолжительность фазы зависит от времени адаптации микроорганизмов в коллоидной системе восстановленного напитка, а также от температуры и бактериостатического воздействия сонохимически обработанной воды, то есть в конечном итоге от продолжительности этой обработки. Фаза логарифмического размножения (экспоненциальная фаза), характеризует постоянное деление микроорганизмов. Время деления также зависит от температуры и, как оказалось, от количества акустической энергии, полученной водой при ее сонохимической обработке, т.е. от приобретенных ею бактсриостатических свойств. Стационарная фаза микробиологического процесса наступает, когда в среде напитка накапливаются продукты обмена веществ микроорганизмов, например, молочная кислота.

Известно, что молочнокислые бактерии являются антагонистами по отношению к остальным представителям микрофлоры молочных продуктов. Марьин В.А. (ВНИМИ) в спонх работах называет этот период пассивацией. Последняя фаза отмирания наступает, когда жизнедеятельность чувствительных к кислотам микроорганизмов, подавляется молочной кислотой, образуемой молочнокислыми бактериями.

Полученные результаты исследований показали, что сонохимически обработанная вода характеризуется пониженными значениями абсолютной вязкости, и она приобретает бактсриостатические свойства, что создает условия для гидратации обрабатываемых продуктов питания и придания им полезных потребительских качеств. Образец напитка (Вариант 2) был подвергнут исследованию динамики роста КМАФАнМ в его пробах, хранящихся при температуре 22°С. Посевы микрофлоры производили каждый час в течение 16 часов после предполагаемого окончания лаг-фазы. Полученные на точечных множествах зависимости были прологарифмированы и математически обработаны с применением метода наименьших квадратов. Аппроксимирующая функция 1Ч(() -содержания КМАФАнМ, КОЕ/а»3 имела вид:

N(0 = 1807-Ю0,203', (2)

На Рисунке 7 отчетливо видно, что спустя два часа (окончание лаг-фазы) наблюдается рост числа КМАФАнМ по экспоненте при комнатной температуре хранения. Для установления зависимости УЭП от фактора роста микроорганизмов был использован Кондуктометр «АНИОН-7051», который был запрограммирован на измерения УЭП (а,) и запись в память компьютера результатов j = 1, 2,... 100 этих измерений через каждые 12 мин. Так, для свежеприготовленных контрольного и трех опытных образцов (с различным содержанием жира) при комнатной температуре были получены точечные множества значении временных трендов УЭП, из которых были выделены шестнадцатичасовые участки экспоненциального роста количества микроорганизмов (рис. 8).

Рис. 7. Дискретные функции временных трендов УЭП,

мСм/см.

1, 3 — точечные множества полученных в результате анализа значений

2, 4 - аппроксимирующие прямые графиков ^N(0

Далее, был найден вид функции, связывающей тренд УЭП в образце, изготовленном как контрольный, и скорость изменения в нем количества микроорганизмов. В этих целях использовалась теория среднеквадратичного приближения дискретных функций полиномами. Порядок сглаживающего полинома, имеющего вид (3), равнялся 9:

т

р^)^10''1' (3)

Значения полиномиальных коэффициентов приведены в таблице 7.

Таб. 7 Значения полиномиальных коэффициентов.

Полиномиальный А № М А А № да А м №

коэффициент

Значение •Ь го го О 1 ГО о "•О о 10 и-» О «о ОО оо ■о <ч ь СЛ го -717,4 ГП СЛ чсГ сч -0,429

Используя полученную функцию, множества временного тренда УЭП, в пределах отрезка времени в 16 часов (от 2 до 18 часов после приготовления образцов) можно преобразовать во множества изменения во времени логарифма содержания КМАФАнМ, гипотетически слаживаемыми прямыми. Математически это можно сделать следующим образом. Аналогично (1), найти вторые коэффициенты §\ „ (п - число образцов) предполагаемо линейных регрессий, в качестве первых коэффициентов которых возможно использовать первый коэффициент регрессии контрольного ^ „:

Рис.8. Рост количества бактерий в образцах.

1-контроль (традиционная технология); сонохимическая водоподготовка:

2-100 секунд (удельные энергозатраты 1,9 КВтч/м ); 3 - 200 секунд (удельные энергозатраты 3,8 КВт-ч/м3); 4-300 секунд (удельные энергозатраты 5,7 КВт-ч/м*).

Общий первый коэффициент у 0,i сводит все функции lgN„(i) в общую начальную точку. Эта точка соответствует исходной бактериальной обсемененности молочного напитка, складывающейся из количества микроорганизмов в воде, в сухих компонентах (CMC и СЦМ) и качества микроорганизмов с поверхности оборудования и оснастки. Вторые коэффициенты фактически показывают скорость увеличения при комнатной температуре логарифма содержания микроорганизмов в час в экспоненциальной фазе их роста в молочных напитках, приготовленных всеми исследованными способами. Преобразованные таким образом множества имеют линейный вид, (рис. 8), что подтверждает выдвинутую гипотезу экспоненциального, но с другими степенными показателями, роста количества микроорганизмов в образцах, приготовленных по новой технологии (с применением сонохимической водоподготовки).

Полученные данные показывают, что от длительности сонохимической водоподготовки, то есть от количества получаемой водой акустической энергии, меняется только время, за которое количество микроорганизмов удваивается. Этот позволяет создать новый метод контроля содержания КМАФАнМ в молочных напитках по показателю УЭП и прогнозировать сроки годности этих продуктов в зависимости от степени использования сонохимических воздействий. Найденные значения коэффициентов регрессии приведены в таблице 8.

' Габ. 8 Коэффициенты регрессии.

Коэффициент регрессии Гол т, 1 ГУ\,2 Г 1,4

Значение 3,264 0,202 0,124 0,098 0,086

В пятой главе «Организация процесса промышленного производства молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки» сформулированы требования к организации промышленного процесса приготовления молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки, позволяющего применять разработанный метод товароведной оценки их качества.

В диссертации установлено, что функции, растворяющей способности и увеличения на порядок количества микроорганизмов в молочных напитках (рис. 8) от времени сонохимической водоподготовки являются асимптотически приближающимися каждая к

своему пределу, также как и зависимость содержания мономолекулярной фазы в поде (но И.А. Рогову и С.Д. Шестакову). Это значит, что сонохимический процесс - действительно насыщаемый, как предполагалось и не имеет смысла стремиться к его максимально возможному эффекту, возможно связанному с неоправданно большими затратами энергии. К такому же выводу независимо пришли ученые Загребского университета, исследуя ультразвуковую гомогенизацию цельного молока. Они доказали, что с увеличением амплитуды ультразвуковых колебаний значительного влияния на степень гомогенизации молока не наблюдается.

Предлагаемый способ в промышленном масштабе может быть осуществлен при помощи аппаратов и технологии (рис. 9 и 10) сонохимической обработки воды при производстве молочных напитков. В них в качестве акустических источников упругих колебаний могут быть использованы ультразвуковые индустриальные процессоры отечественного или зарубежного производства (например, фирмы Hielscher Systems GmbH (Германия)). Собранные в одном блоке шесть процессоров типа UIP-500 обшей механической мощностью 2,7 кВт при комнатной температуре обрабатываемой поды обеспечат требуемую водоподготовку. При производстве напитков по типу второго образца ее производительность будет 2,3...2,4 mW Это соответствует серийно выпускаемому узлу восстановления сухого молока. В качестве диспергатора может Сыть использован роторный дезинтегратор нового поколения (Р. Ринк, С.Д. Шестаков, 2011). Его целесообразно использовать в этой промышленной установке, как показано на рис 10.

Технологический процесс Параметры и показатели

Приготовление молочного напитка с применением сонохимической водоподготовки

Сухое цельное молоко В соответствии с ГОСТ 4495-87

Сухая молочная сыворотка В соответствии с ГОСТ Р 53492-2009

Вода питьевая В соответствии с ГОСТ 2874-85

Сонохимическая водоподготовка 1 мин, 0,59 КВт/м3 20 ±2 °С

Перемешивание дезинтеграция гидратация 20 ±2 °С

Охлаждение хранение 8 °С Не более 40 часов

Рис.9. Схема технологического процесса производства

молочного напитка с применением сонохимической водоподготовки.

Рис. 10. Узел приготовления молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки.

1-емкость; 2-роторный

кавитационный диспергатор;

3- насос;

4-сонохимический реактор;

5-ультразвуковой генератор;

6 - воронка для загрузки сухих компонентов; 7 - трубопровод; 8-шиберные заслонки.

Разработанный метод контроля общего содержания микроорганизмов в молочных напитков по УЭП и прогнозирования их сроков годности в зависимости от степени использования сонохимических воздействий заключается в следующем.

После установления вида функций т) вычисляют их доверительные интервалы при 99,5%"жш уровне значимости и соответствующие погрешности (табл. 9).

Таб. 9 Значения погрешности.

Погрешность £1 ее2 ее4

Значение, ^(ед.) 0,187 0,192 0,115 0,141

Размеры доверительных интервалов закономерностей роста при +8°С и комнатной температуре (22 °С) общего числа бактерий в молочных напитках, приготовленных с разной степенью сонохимической обработки воды показаны на рисунке 11. Если найти точки пересечения их верхних граней этих интервалов со значением, предписанного Федеральным законом №88-ФЗ и №163-Ф3 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию, предельного содержания бактерий в напитках, то можно, зная технологию их приготовления и установив начальную обсемененность, спрогнозировать каков будет срок годности напитка при его хранении (охлажденным или нет).

Рис.11. График, показывающий прогностическую роль метода.

На графиках (рис. 8 и рис. 11) видно, что сонохимическая водоподготовка, даже при максимальной производительности процесса обеспечивает в 1,6 раза больший срок их годности. Если такой молочный напиток будет реализован с молочного комбината в розницу, то при хранении вне холодильника в течение суток он не потеряет требуемого регламентом качества. Зная режимы водоподготовки, можно организовать экспресс-аналнз микробиологических свойств молочных напитков, получаемым на молочных комбинатах п лабораториях их санитарно-технологических служб. Алгоритм этого анализа будет заключаться в измерении с помощью электрокондуктометра УЭП, вычислении на программируемом калькуляторе по приведенным формулам текущего содержания КМАФАнМ и составлении прогноза его роста на срок до реализации напитков. Аналнз должен быть осуществлен в течение 8 часов после приготовления напитка, если он был охлажден и хранился при температуре не выше +8°С. Разработанная методика такого вида контроля полностью приведена в тексте диссертации.

ВЫВОДЫ

1. Разработана технология промышленного производства молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки, обеспечивающая улучшение микробиальной чистоты, повышение качественных показателей продуктов и товароведной оценки характеристик восстановленных молочных напитков.

2. Изучено влияние сонохимических воздействий на качество воды, используемой при производстве восстановленных молочных напитков из СЦМ и CMC. Показано, что при сонохимической обработке воды происходит понижение общего солесодержания и, как следствие, снижается общая жесткость воды. При этом повышается ее растворяющая способность при запатентованной амплитуде звукового давления (0,2 - 0,25 мПа), температура (на 2-3 С), рН сдвигается в щелочную сторону (на 0,2-0,3 ед.). Улучшаются показатели безопасности, что подтверждается снижением фенольного индекса, количества нитратов - на 25%, цинка - на 75%, железа - на 17%. В результате обработки воды в кавитационном реакторе количество перекисных соединений остается на уровне фоновой концентрации (10 * моль/л). Происходят структурные изменения, о чем свидетельствует появление в воде фазы с сильно отличающейся молекулярной подвижностью, что установлено с применением метода ЯМР. После кавитационной обработки воды происходит уменьшение на порядок количества микроорганизмов, и вода приобретает бактериостатические свойства. При этом, органолептические показатели воды не ухудшаются.

3. Создан лабораторный стенд для сонохимической обработки воды и получения на ее основе молочных напитков на базе кавитационного реактора, изготовленного согласно ТУ 5130002-26784341-2008. Стенд включает в себя: сонохимический реактор РКУ-0,63, электроакустический преобразователь, ультразвуковой генератор, насос-эмульгатор, ресивер (емкость), дроссель, мановакуумметр.

4. Сформированы и математически обработаны массивы данных о характере временных трендов УЭП образцов, полученных при помощи сонохимической обработки воды, и установлена логарифмическая зависимость временных функций трендов УЭП от роста

микроорганизмов в молочных напитках, приготовленных с использованием сонохимической водоподготовки.

Разработан метод контроля содержания микроорганизмов в молочных напитках по показателю УЭП и прогнозирования сроков годности этих продуктов в зависимости от степени использования сонохимической обработки. Суть метода заключатся в измерении с помощью электрокондуктометра показателя УЭП, вычислении на программируемом калькуляторе текущего содержания КМАФАнМ и составлении прогноза его роста на срок до реализации напитков

Сформулированы требования к организации промышленного процесса приготовления восстановленных молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки. С помощью лабораторного стенда отработана технология приготовления образцов молочных налитков из СЦМ и CMC и оценены их физико-химические, органолептические свойства и биологическая ценность. В качестве базовой рецептуры напитка выбрана рецептура, включающая CMC - 5,5%, СЦМ - 10,9%, вода питьевая - 83,6%. как наиболее сбалансированная по составу.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

ПАТЕНТЫ:

1. Патент РФ № 2402909, А23В 4/26. от 10.11.2010г. Способ сонохимической обработки рассола [Текст] / Артемова Я.А., Бефус А.П., Богуш В.И., Косарев А.Е., Красуля О.Н., Шсстаков С.Д., Шленская Т.В. Приоритет 27.04.2009г

2. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2010144303 РФ, A23L 1/01. от 07.09.2011г. Способ повышения терморезистептности биологически активных компонентов пищевого и лекарственного сырья растительного и животного происхождения [Текст] / Артемова Я.А., Богуш В.И., Красуля О.Н., Красуля Б.А., Шсстаков С.Д., Шленская Т.В.. Приоритет с 29.10.2010

3. Заявка № 2010126334 РФ, A23L 1/31, А23В 4/02, B01F 1/00 от 29.06.2010г. Способ приготовления водного раствора посолочных веществ [Текст] / Артемова Я.А., Богуш В.И., Красуля О.Н., Шестаков С.Д., Шленская Т.В. Приоритет с 29.06.2010г.

ОСНОВНЫЕ СТА ТЬИ В НА УЧНЫХЖУРНАЛАХ:

4. Артемова Я.А. О результатах исследований в области процессов и аппаратов пищевой сонотехнологии [Текст], Богуш В.И., Городищепский П.А., Красуля О.Н., Косарев А.Е., Шестаков С.Д.// Статья в журнале "Мясной ряд", №1, 2009, Москва. - С. 54-55

5. Артемова Я.А. Процессы и аппараты пищевой сонотехнологии для мясной промышленности [Текст], Богуш В.И., Бефус А.П., Городищенский П.А., Иванов A.A., Красуля О.Н., Косарев А.Е., Шестаков С.Д. // Статья в журнале "Мясная индустрия",№7 2009, Москва. - С. 43-46

fi. Артемова Я.А. Ультразвуковая сонохимическая водоподготовка [Текст], Красуля ОН., Тихомирова H.A.. Шестаков С.Д // Статья в журнале "Мопочпля промышленность", №5,2011, Москва. - С. 39-42

7. Артемова Я.А. Кавитация: энергосбережения в производстве восстановленных молочных продуктов. [Текст], Красуля О.Н., Тихомирова H.A., Шестаков С.Д., Эль Магазн

A.Х // Статья в журнале "Переработка молока", №7,2011, Москва. - С. 14-16.

ПРОЧИЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

8. Артемова Я.А. Опыт исследований МГУТУ в области пищевой сонохимнн. [Текст] Бефус А.П., Красуля О.Н., Шленская Т.В., Шестаков С.Д. - М.: в сб-ке трудов III Межведомственной научно-практической конференции с международным участием «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров - Товаровед 2010», МГУПП,2010.-С. 301-306.

9. Артемова Я.А. Ультразвуковая сонохимия в гидратации полярных компонентов сред обратных эмульсий [Текст] Богуш В.И., Красуля О.Н., Ринк Р., Смешск Э.Ю. Шестаков С.Д., Шленская T.B. - М.: в сб-ке. трудов XXIV сессии Российского акустического общества РАН, ГЕОС, 2011. - С. 324 -327.

10. Артемова Я.А. Сонохимическая водоподготовка в производстве молочных напитков для детского питания из восстановленного сырья [Текст] Красуля О.II., Тихомирова H.A., Шестаков С.Д. - Омск. : в сборнике материалов IV международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания новою поколения», «Вариант-ОМСК», 2011. - С.260-263.

11. Артемова Я.А. Повышение при сонохимической водоподготовкс терморезистентности биологически активных компонентов пищевого сырья [Текст] Богуш

B.И., Красуля О.Н., Шестаков С.Д., Шленская Т.В. - Омск.: в сборнике материалов IV международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения», «Вариант - ОМСК», 2011. - С. 289-292

12. Артемова Я.А. Технология сонохимической водоподготовки в производстве молочных напитков из восстановленного сырья [Текст] Красуля О.Н., Тихомирова H.A., Шестаков С.Д. - София Материали за VII международна научна практична конференция «Найновите постижения на европейската наука - 2011», Том 38 Селско стопанство, 2011, София, «Бял ГРАБ-БГ» ООД, С. 89-98

Отпечатало в типографии ООО "Франтера" Подписано к печати 18.10.2011г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м\ Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,50. Тираж 100. Заказ 457.

WWW.FRANTERA.RU

Раздел,

глава, параграф

Введение.

Глава ¡.Аналитический обзор литературы.

1.1. Вода, ее свойства и способы структурирования.

1.2. Подготовка воды для использования в технологических процессах пищевых производств.

1.3. Роль воды в технологии производства восстановленных молочных продуктов

1.4. Способы снижения микробной загрязненности восстановленных молочных продуктов.

Проблема водоподготовки в пищевой промышленности становится все значимее по мере увеличения объемов пищевого сырья, которые приходится хранить в высушенном виде. По использованию воды, как рецептурного компонента продуктов, молочная промышленность находится в числе лидеров, производя массу молочных продуктов путем восстановления из сухого цельного, сухого обезжиренного молока, молочной сыворотки и воды [50].

Производство этого вида продуктов регламентировано новым Федеральным законом №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную'продукцию», однако об особых требованиях к используемой воде там ничего не сказано, кроме того, что» она должна быть питьевой. Тем не менее, показатели товароведной оценки молочных напитков [100,153,154,156,170]^ во многом^ будут зависеть от качества используемой воды. '

Известно,' что химически чистый белок в результате реакции гидратации теоретически может связать до 40% воды по массе [107]. Гидратные оболочки белка увеличивают его гидрофильность в водных коллоидных системах, что повышает качество молочных продуктов получаемых восстановлением, приближая их к натуральным [108].

Энергия связи воды с' белком, принимает наибольшее значение, когда гидратная оболочка белка'строится из отдельных молекул воды, не связанных до этого между собой в надмолекулярную структуру. Но в обычном состоянии вода, также как и белок имеет собственную структуру, образованную водородными связями между молекулами. Эта структура разрушается тепловым движением молекул при достижении температуры около +70 °С.

Установлено, что для разделения воды на отдельные молекулы наиболее эффективен сонохимический метод, относящийся к методам химии высоких энергий [83,123]. Его действие основано на распространении в воде периодических импульсов давления, которые под воздействием переменного давления в упругой ультразвуковой волне испускают кавитационные пузырьки [147]. Увеличивая растворяющую способность воды за счет действия кавитации, можно эффективно восполнять искусственно удаленную, с целью хранения молока в высушенном виде.

Установлено, что при этом вода создает такие плотные и прочные гидратные оболочки, что они могут даже повышать терморезистентность растворенных витаминов и препятствовать их термической денатурации при последующей термообработке [155]. Кроме того, надтепловой механизм передачи энергии в процессах сонохимии делает их более чем на порядок экономичнее по сравнению с термическими. Можно сравнить пастеризацию, когда всю содержащую микроорганизмы массу нагревают до +70 °С, а, иногда, потом и принудительно'охлаждают, и кавитационный бактериолиз, при котором для механического разрушения оболочек микробных тел требуется всего лишь' несколько периодов вызывающей кавитацию ультразвуковой волны [114,124,125,128].

Ультразвуковая сонохимия — достаточно молодая область знаний, которая официально стала самостоятельной наукой чуть более полувека назад. Значительный вклад в развитие научного направления использования ее в производстве пищевых продуктов внесли проф. Шестаков С.Д., Акопян В.Б., Рогов И.А., Панфилов В.А., Большаков

О.В., Юдаев В.Ф., Шленская Т.В., Красуля О.Н., Тихомирова Н.А., Поландова Р.Д., Цыганова Т.Б., и др. Наиболее известными зарубежными учеными в области пищевой сонохимии являются Т. Mason из Великобритании, М. Ashokkumar из Австралии, Z. Herceg из Хорватии и Е. Rieva из Испании. [126]. . . ■ ' 8 Учитывая вышеизложенное, можно утверждать, что изучение сонохимической обработки воды и водных растворов при производстве молочных продуктов, является актуальным научным направлением.

Научная новизна работы. На основании результатов проведенных комплексных исследований установлено, что при сонохимической обработке воды происходит изменение ее физико-химических структурнодинамических и микробиологических характеристик: разрушается ее структура, увеличивается; растворяющая и экстрагирующая способности, улучшается микробиологическая чистота и показатели безопасности.

Установлен ранее неизвестный факт зависимости повышения! растворяющей способности воды; от продолжительности ее сонохимической обработки, который имеет асимптотически насыщаемый; характер. Это позволяет управлять процессом сонохимической водоподготовки* путем изменения: длительности ее воздействия при фиксированной интенсивности ультразвука: Установлено, что удельная энергоемкость процесса должна составлять 1,9 КВт-ч/мЗ. ; '

Выдвинута и подтверждена* гипотеза о линейности? роста логарифма общего числа микроорганизмов в молочных напитках, приготовленных из ' сухого молочного сырья с использованием сонохимической водоподготовки;

Предположено и экспериментально доказано- что от количества использованной приг водоподготовке’ акустической энергии меняется только время; за которое число бактерий удваивается; Установлено, что от количества1 используемой акустической, энергии зависит величина-/ второго коэффициента линейной5 регрессии, описывающей логарифмическую функцию роста микроорганизмов. Определены значения коэффициентов линейной регрессии; *

Обоснован новый метод контроля общего числам микроорганизмов в восстановленньтх молочных напитках, полученных с использованием сонохимической водоподготовки, по их: удельной электрической проводимости. .

Предложена методика прогнозирования сроков годности молочных напитков в зависимости от степени: использования сонохимических воздействий.

Практическая? значимость. Выбрана технологический режим сонохимической водоподготовки с целью его использования в технологии производства молочных: напитков из сухого цельного молока и сухой молочной сыворотки.

Разработан1 метод контроля содержания микроорганизмов в молочных' напитках по показателю УЭП, который позволяет прогнозировать сроки годности этих продуктов в зависимости от температуры хранения и степени использования сонохимических воздействий при их производстве.

Сформулированы требования к организации промышленного производства восстановленных молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки на молочных комбинатах, позволяющего применять разработанный метод микробиологического', контроля и товароведной оценки качества в лабораториях санитарно-технологических служб предприятий; ' . ■ 4

Материалы научных исследований включены в учебные программы; и курсы лекций по специальности «Товароведение и экспертиза однородных групп продовольственных товаров» (МГУТУ) и «Технология молока и молочных продуктов» (МГУПП)

В условиях ООО «Л.Е;В1» г. Москва; проведена промышленная апробация разработанной- технологии- восстановленных молочных напитков, полученных с применением сонохимической водоподготовки (акт производственных испытаний от 22:04.2011 Т.)1 ' ю

выводы

1. Разработана технология промышленного производства молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки, обеспечивающая улучшение микробиальной чистоты, повышение качественных показателей продуктов и товароведной оценки характеристик восстановленных молочных напитков.

2. Изучено влияние сонохимических воздействий на качество воды, используемой при производстве восстановленных молочных напитков из СЦМ и СМС. Показано, что при сонохимической обработке воды происходит понижение общего солесодержания и, как следствие, снижается общая жесткость воды. При этом повышается ее растворяющая способность при* запатентованной амплитуде звукового давления. (0,2 — 0,25 мПа), температура (на 2-3 С), pH' сдвигается в щелочную сторону (на 0,2-0,3 ед.). Улучшаются' показатели безопасности, что1 подтверждается снижением фенольного индекса, количества нитратов - на 25%, цинка - на 75%, железа - на 17%. В результате обработки воды в кавитационном реакторе количество перекисных соединений остается на» уровне фоновой концентрации' (10‘6 моль/л). Происходят структурные изменения, о чем свидетельствует появление в воде фазы с сильно отличающейся молекулярной, подвижностью; что установлено с применением метода ЯМР. После кавитационной обработки воды происходит уменьшение на порядок количества микроорганизмов; и вода приобретает бактериостатические свойства. При этом, органолептические показатели воды не ухудшаются.

3. Создан лабораторный стенд для сонохимической обработки воды и получения на ее основе молочных напитков на базе кавитационного реактора, изготовленного согласно-ТУ "5130-0021267843411-2008’. Стенд включает в себя: сонохимический реактор РКУ-0,63,1 электроакустический преобразователь, ультразвуковой генератор, насос-эмульгатор, ресивер (емкость), дроссель, мановакуумметр.

4. Сформированы и математически обработаны массивы данных о характере временных трендов УЭП образцов, полученных при помощи сонохимической обработки воды, и установлена логарифмическая зависимость временных функций трендов УЭП от роста микроорганизмов в молочных напитках, приготовленных с использованием сонохимической водоподготовки.

5. Разработан метод контроля содержания микроорганизмов в молочных напитках по показателю УЭП и прогнозирования сроков годности этих продуктов в зависимости от степени использования сонохимической обработки. Суть метода заключатся в измерении с помощью электрокондуктометра показателя УЭП, вычислении на программируемом калькуляторе текущего содержания КМАФАнМ и составлении прогноза его роста на срок до реализации напитков

6. Сформулированы требования к организации промышленного процесса приготовления восстановленных молочных напитков с применением сонохимической водоподготовки. С помощью лабораторного стенда отработана технология приготовления образцов молочных напитков из СЦМ и СМС и оценены их физико-химические, органолептические свойства и биологическая ценность. В качестве базовой рецептуры напитка выбрана рецептура, включающая СМС - 5,5%, СЦМ - 10,9%, вода питьевая - 83,6%, как наиболее сбалансированная по составу.

1. Адамсон А. Физическая химия поверхностей Текст./А.Адамсон. -М.: Высшая школа, 1977. 360 с

2. Акопян В.Б. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Ультразвук в медицине, ветеринарии и эксперементальной биологии Текст./ Ю.А. Ершов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2005. - 225 с.

3. Аксенов С.И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов Текст./С.И. Аксенов. М.: Наука, 1980. — 147 с.

4. Алехин С.А. Токсикологическая и бактерицидная характеристика препарата «Католит»Текст./ Байбеков И.М., Гариб Ф.Ю., Общие вопросы электрохимической активации.- М.: 2001г.

5. Антонченко В.Я. Основы физики воды Текст./ A.C. Давыдов. В.В. Ильн. Киев:Наукова думка, 1991. - 668 с.

6. Антонченко В.Я. Проблемные вопросы физики воды и гомеопатии Текст./ В.В. Ильин// Вестник биофизической медицины. -1992. -№1.~ С. 11-13.

7. Балабышко А.М. Гидромехани-ческое диспергирование Текст./3имин А.И., Ружицкий В.П.- М: Наука, 1998. с. 70

8. Балдаев Р. Применение ультразвука Текст./ Р. Балдаев. М.: Издательство Техносфера, Паланичами, 2006. - 576 с.

9. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике Текст./.- М: ИИЛ, 1956. С.231

10. Бефус А.П. Восполнение утраченной мясом влаги путем управляемой гидратации его биополимеров при посоле Текст./ Шестаков С.Д., Красуля О.Н. Мясной ряд, 3, 2008, С. 38-40

11. Блох А.М. Структура воды и геологические процессы Текст./

12. А.М. Блох. М: Недра, 1969. - 216 с.

13. Борисенко А.А.Термогравиметрический анализ форм связи влаги в соленой говядине Текст./ Мясная индустрия, 2001, №7.- с. 45-46.

14. Борисова Г.Г. О влиянии качества воды на здоровье населения

15. Текст./Ю.С. Рыбаков// Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития: Сборник научных трудов 7-ой

16. Межрегиональной научно-практической конференции/ Под науч. Ред.

17. В.П. Иващенко, Ю.С. Рыбакова. Екатеринбург: Изд-во Урал. Гос. экон. Ун-та, 2006. - с. 55-59.

18. Бугаенко JI.T. Химия высоких энергийТекст./Кузьмин М.Г., Полак JI.-M.: Химия, 1988.-368 с.

19. Большаков О.В. Кавитационный реактор как средствосонохимических исследований и1 технологий в пищевойпромышленности1 Текст./ Шестаков С.Д., Красуля О.Н., Бефус А.П. Хранение и переработка сельхозсырья.- 2010.- №2.- с. 79

20. Борисенко A.A. Термогравиметрический анализ форм связи влаги в соленой говядине Текст./ Мясная индустрия, 7, 2001, С. 45-46

21. Брацихин А. А. Научно-практические аспекты интенсификации технологических процессов с использованием наноактивированных жидких сред при производстве мясопродуктов Текст./ автореф. дис.д-ратехн. наук. Ставрополь, 2009. 25 с.

22. Веселов Ю.С. Рукобратский Н.И. Водоочнистное оборудованиеТекст./Лавров И.С.-Л.: Машиностроение, 1985.-231 с.

23. Волохова Т.П. Проблема оптимизации кондиционирования зерна в мукомольном процессе и один из путей ее решения Текст./ Шестаков С.Д., Хранение и переработка сельхозсырья,9, 2000, С. 24-28

24. Волохова Т.П. Изотермическое кондиционирования зерна для улучшения хлебопекарных достоинств муки Текст./ Шестаков С.Д., Хлебопечение России, 6, 2001, С. 14-15

25. Габуда С.П. Связанная вода Текст./ С.П. Габуда. -Новосибирск: Наука, 1982.-160с.

26. Гакова O.A. Разработка способов улучшения качества хлебобулочных изделий и повышения их микробиологической чистоты на основе регулирования свойств воды Текст./ Гакова O.A. Диссертация, на соискание ученой степени к.т.н. 2009. с. 11-45.

27. Горелик Г.С. Колебания и волны.Текст./-М.: Ф-МЛ.-1959. С.156

28. Дежкунов Н. В. Оптимизация активности кавитации в импульсно модулированном ультразвуковом поле Текст./ Игнатенко П. В. и Котухов

29. А. В. Электронный журнал «Техническая акустика». М.: 2007, с. 6

30. Догмачев Г.А. Температурные характеристики эффективности сонолиза и интенсивности сонолюминесценции воды Текст./ Д.А. Селивановский. И.Н. Диденкулов. Ю.Л. Родыгин, П.А\ Стунжас. -ЖФХ,. 2001. - Т.75. №2. - С.374 - 379.

31. Дубцов Г.Г. Товароведение пищевых продуктов Текст./ Среднее проффесиональное образование М.: 2002'. — 254-257 с.

32. Егоров Г.А. Активация воды важный фактора эффекта помола Текст./ Г.А. Егоров// Хлебопродукты. - 2002. - №5. - с. 22-23

33. Жуков H.H. Актуальные задачи и проблемы обеспечения населения России питьевой водой Текст./ H.H. Жуков // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - №4. - с. 10-13.

34. Зайцев И.Д. Применение и познание временно активированной воды Текст./ Креч Э.И. Химическая промышленность, 1989, №4.- с. 4447

35. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды Текст./ Г.Н. Зацепина. М.: Изд-во МГУ, 1998. - 184 с.

36. Заяс' Ю.Ф. Ультразвук и его применение в технологических процессах мясной промышленности Текст./ Ю.Ф. Заяс // Пищевая промышленности^ 1970

37. Зелепухин И.Д. Агробиологические особенности применения активированных водных систем Текст.: Дис. д-ра с-х. наук / И.Д. Зелепухин. М., 1994. - 74 с.

38. Землянухин A.A. Малый практикумпо биохимии. Текст./-Воронеж: Изд-во ВГУ, 1985. 128 с. .

39. Зайцева H.H. Практикум по биохимииТекст./Алексахина Н.В., Мешкова Н.П. и др.; под ред.^Н.П. Мешковой. М.: Изд-во МГУ, 1979:- 429 с.

40. Кардашев Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии Текст./ Г.А. Кардашев. М.: Химия , 1990. -208 с.

41. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии Текст./ А.Г. Касаткин — 9-е изд. М.: Химия, 1973. - 750 с.

42. Коровин Н.В: Общая Химия: Учеб. Для технических направ. И спец. вузов Текст./ Н.В. Коровин. — М.: Высшая школа, 1998. 559 с.

43. Корчагин В.И. Применение в хлебопечении временно активированной воды Текст./ Хлебопечение России.- 2000,■ №5,- с. 1618

44. Кругляков Н.Г. Товароведение мясных и яичных товаров. Товароведение молочных товаров и пищевых концентратов Текст./ Г.В. Круглякова Mí: Химия , 2001. - с. 100-106

45. Кульский Л.А. Вода знакомая и загадочная Текст./ Л.А. Кульский, В.В. Даль, Л.Г. Ленчина. Радяньска школа, 1982. - 53 с.

46. Кнэпп Р. Кавитация Текст./ Дж., Хэммит Ф.- М: Мир, 1974, с.2527.

47. Красуля О.Н. Исследование возможности применения сонотехнологий в производстве молочных напитков из восстановленного сырья Текст./ Шестаков С.Д., Черемных Е.Г., Тихомирова H.A., Игнатьева О.H., Марченко Д.М.Молочная река, №3, 2009, С. 38-41

48. Красуля О.Н. О результатах исследований в области процессов и аппаратов пищевой сонотехнологии Текст./ Шестаков С.Д., Богуш

49. B.И., Артемова Я.А., Косарев. А.Е., Городищенский П.А. Мясной ряд, 1(35), 2009, С. 54-55

50. Красуля О.Н. Процессы и аппараты пищевой сонотехнологии для мясной промышленности Текст./ Шестаков С.Д., Богуш В.И., Артемова Я.А., Косарев А.Е., Иванов A.A., Бефус А.П., Мясная индустрия, 7, 2009, с. 43-46

51. Куриленко О.Д. Краткий справочник по химии Текст./- Киев: Наукова думка, 1974. С. 49

52. Ланин В. Л. Приборное обеспечение измерения параметров ультразвуковых воздействий в технологических процессах Текст./ Дежкунов Н. В. и Томаль В. С. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2, 2008, с. 68-73 v

53. Ларионов А. К. Занимательная гидрогеология Текст./ — Москва: Недра, 1979. — С. 5-12. — 157 с.

54. Лужков Ю.М. Чистая вода. Жизнь и богатство мира Текст./ Храменков С.В.: 2009. -25-31с.

55. Маргулис М.А. Звукохимия новая перспективная область химии высоких энергий Текст./ Химия высоких энергий, Т.38, 3, 2004.1. C.98 '

56. Мазур П.Я. Вода в технологии приготовления хлеба Текст./ П.Я. Мазур. Воронеж: ВГТА, 2001. - 210 с.

57. Маргулис М.А. Звукохимические реакции исонолюминесценция Текст./ М.А. Маргулис. М.: Химия, 1986. - 300 с.

58. Методические рекомендации по определению степениструктурированности воды. М.: Федеральный центр

59. Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. с. 46

60. Михалкина Г.С. Роторно-импульсные аппараты для производства' эмульсионных продуктов Текст. / Петрова С.П., Харитонов В.Д., Соснина H.A., Пищевая промышленность, 2000, №4.- с. 62-63.

61. МэзонУ.П. Физическая акустикаТекст./-.М: Мир, 1966 с. 150

62. Нечаев А.П. Пищевая химия Текст./ С.Е. Траубенберг, A.A. Кочеткова и др. Под ред. А.П. Нечаева // Издание 4-е, испр. И доп. -СПб.: ГИОРД, 2007. 640 с.

63. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химикотехнологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) Текст./ Б.Г, Новицкий. М.: Химия. 1983.- 192 с.

64. Онищенко Г.Г. Проблемы изучения влияния среды обитания на здоровье населения Текст./ Г.Г. Онищенко / Здоровье населения и среда обитания. 2003. - №1. - с. 1-7

65. Орешкин Е.Ф. Водоудерживающая способность мяса и пути ееповышения: Обзорная информация.Текст./М.А. Борисова М.: Арго НИИТЭИММП, 1999,-с.52 ’• ’

66. Островский Г.М. Методы оптимизации сложных химикотехнологический схемТекст./ Ю.М. Волгин М.: Мир, 1995, -с.392

67. Патент 2245624 РФ, МПК7 А23В4/02, A23L1/025, A23L1/31, A23L1/317. Способ производства мясопродуктов / Шестаков С.Д., 20057 114

68. Патент 2290990 РФ, МПК B01J19/10. Кавитационныйреактор / Шестаков С.Д., 2007

69. Патент 2402909 РФ, А23В 4/26 Способ сонохимической обработки / Шленская Т.В., Красуля О.Н., Богуш В.И., Шестаков С.Д., Артемова Я.А., Косарев А.Е., Бефус А.П., 2010

70. Патент 2195841 РФ A23L1/00, A23L1/01 Способ тепловой обработки пищевых продуктов, преимущественно мяса, рыбы и птицы // Бадма-Церенов Е.Г., Бадмагоряев С.И., Бадмагоряева Н.С-Г., 2003

71. Патент 2209112 РФ, МПК7 B01J19/10. Кавитационный реактор для обработки жидких сред / Шестаков С.Д., 2003

72. Патент 2254911 РФ, МПК7 ВО 1J19/10. Способ обработки жидкости в кавитационном реакторе / Шестаков С.Д., 2005

73. Патент 2254912 РФ, МПК7 ВО Ш9/10. Кавитационный реактор / Шестаков С.Д., 2005

74. Патент 2254913 РФ, МПК7 B01J19/10. Способ обработки потока • жидкой среды в кавитационном реакторе / Шестаков С.Д., 2005

75. Патент 2279918 РФ, МПК7 В02В1/08, A21D8/02, A23L1/31, B01J19/10. Способ гидратации биополимеров / Шестаков С.Д., 2006

76. Патент 2283584 РФ, В02В1/08,' A01J11/16, А23С9/00. Способ гомогенизации молока и молоко гомогенизированное / Шестаков С.Д.,2006

77. Патент 2286205 РФ, МПК7 B01F11/02, B01J19/10.

78. Кавитационный реактор / Шестаков С.Д., 2006

79. Патент 2309008 РФ, МПК7 ВО 1J19/00. Кавитационный реактор / Шестаков С.Д., 2007

80. Патент 2323578 РФ, МПК7 А23В 4/015. Способ посола мяса при производстве мясопродуктов / Шестаков С.Д., 2008

81. Патент 2331478,РФ, В02В 1/08, A21D'8/02, A23L 1/31, B01J 19/10, A01F 25/00, C02F 1/36. Способ гидратаций биополимеров и продукт из гидратированной биомассы / Шестаков С.Д., 20.08.2008

82. Патент 2337577 РФ, A23L 1/317, А23В 4/02. Способ восполнения влаги в измельченном мясе и получаемый из него мясопродукт / Шестаков С.Д., 2008

83. Патент 2361658 РФ, B01J 19/10. Кавитационный реактор / Шестаков С.Д., 2009

84. Патент 2366347 РФ, A23L 3/30, B01J 19/10. Способ стерилизацииводы и жидких пищевых сред / Шестаков С.Д., 2009

85. Патент 2372139 РФ, B01J 19/10. Кавитационный реактор / Шестаков С.Д., 2009

86. Патент 2392047 РФ, B01J 19/10. Акустическая ячейка сонохимического реактора / Шестаков С.Д., Городищенский П.А., 2010

87. Патент 2422198 РФ, C02F 1/36, B01J 19/10. Способ сонохимической обработки водных растворов для гидратации биополимеров / Шестаков С.Д., Красуля О.Н., Богуш В.И., 2011

88. Патент 2422371 РФ, C02F 1/36. Способ снижения временной жесткости воды в потоке и< кавитационный реактор для его осуществления / Шестаков С.Д., Городищенский П.А., Красуля О.H., Тихомирова H.A., 2011

89. Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика. Текст./ Mr Машиностроение - 1; 2001. с. 50

90. Прохоров А1М.Физический энциклопедический словарьТекст. / под ред. А.М. Прохорова.- М: Советская энциклопедия, 1984 с. 134

91. Рогов И.А. Дисперсные системы мясных и молочных продуктов Текст./ A.B. Горбатов и др. М.: Агропромиздат, 1990. - с.320

92. Ратушный A.C. Технология продукции общественного питания,

93. Т 1. Физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработкеТекст./.-М: Колос, 2003. С.112

94. Рогов И.А. Надтепловое изменение термодинамическогоравновесия воды и водных растворов: Заблуждения и реальность Текст./ Шестаков С.Д. Хранение и переработка сельхозсырья, 4, 2004, С. 17-20; 10,2004, С. 9-13 '

95. Рогов И.А; Физические методы обработки пищевыхпродуктовТекст./ Горбатов A.B.- М.: Пищевая промышленность, 1974. с. 123 ' .

96. Рогов И^А. Химия пищи. Белки. Структура, функции, роль в< питании Текст./ Л.В> Антипова, Н.И. Дунченко, A.A. Жеребцов. М.: Колос, 2000. с. 34-50

97. Рыбаков Ю:С. Влияние воды на пищу и здоровье населения.

98. Розенберг Л.Д. Физика и техника мощного ультразвука. Мощные ультразвуковые поля Текст./ М: Наука, 1968. С. 70-85“

99. Савостин Ä.B. Вода в технологии очистки сахаросодержащих растворов Текст./ А.Н. Литош// Сахар. 2005. - №4. - с.47-49

100. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных системпитьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г.

101. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г.

102. Синюкова В.В. Структура одноатомных жидкотей, воды, водных растворов электролитов Текст./ В.В. Синюков. М.: Наука, 1976. - 256 с.

103. Стехин A.A. Структурированная вода. Нелинейные эффекты.Текст./ Г.В. Яковлева . изд-во ЛКИ, 2008. с. 129-266

104. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков / под ред. акад. A.C. Спирина.-М: Высшая школа, 2002. G.60 -79

105. О.H., Шестаков»С.Д., Богуш В.И. Переработка молока, 6, 2011, С. 25-30

106. Тихомирова H.A. Кавитация: Энергосбережение в производстве восстановленных молочных ^ продуктов Текст./ Эль Могази А.Х., Красуля О.Н., Шестаков С.Д., Артемова Я.А. Переработка молока, №7, 2011, С. 14-16а

107. Тихомирова H.A. Технология и организация производства молока и молочных продуктов-Текст./ М.: 2007. - 265-270 с.

108. ТУ 443146.002 СИТБ. Аппараты «Сиринкс» для кавитационной дезинтеграции пищевых сред и воды. Технические условия, 2005

109. ТУ 5130-002-26784341-08 Реакторы кавитационные для ультразвуковых технологических установок. Технические условия

110. Хинт Й.А. Об основных проблемах механической активации.

111. Текст./Таллин: Изд. ЭНИИНТИ и ТЭИ, 1977. С.73 '

112. Хинт Й.А. УДА-технология: проблемы и перспективы.Текст./-Таллин: Валгус, 1981. с. 57

113. Черемных Е.Г. Инфузории пробуют пищу Текст./ Е.И. Симберева Химия и жизнь №1. 2009. 28-31 с.

114. Шамб У. Перекись водорода Текст./Сеттерфильд Ч., Вентворс Р.-М.: ИИЛ, 1958. С. 54

115. Шаку Э.Д. Обработка задачи ядерной магнитной релаксации: Спин-спиновой и спин-решетчитой релаксации и самодиффузии. Текст./Диссертация. -2001. С.75

116. Шпак И.Е. Химия воды и* микробиология. Часть 1. Химия воды Текст./ И.Е. Шпак. Учеб. Пособие, Саратов: Сарат.гос. техн. Ун-т, 2004.-98 с.

117. Шутилов. В.А. Основы физики ультразвука Текст./ В.А. Шутилов. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1980. - 280 с.

118. Шестаков С.Д. Акустокавитационное кондиционирование; зерна в мукомольном процессе Текст./ Волохова Т.П. Качество хлебопродуктов 99: Тез. докл. междунар: науч.-техн. конф.- М.: 1999.-С. 45-46

119. Шестаков С.Д. Влияние ультразвуковой обработки зерна и водыв мукомольном процессе на хлебопекарные свойства пшеничной муки Текст./ Волохова Т.П; Хранение и переработка сельхозсырья,- 2000.-№5.- С. 32-34 ' :

120. Шестаков С.Д. Исследование возможности непараметрического усиления многопузырьковой кавитации Текст./ Прикладная физика, №6,2008, С. 18-23

121. Шестаков С.Д. Аппаратурное оформление сонохимической обработки молочных продуктов Текст./ Ашоккумар М, Красуля О.Н. и др./ Статья в журнале «Переработка молока», №9,2011 .М.: с. 82-84

122. Шестаков С.Д. Исследования и опыт применения сонохимических технологий в пищевой промышленности Текст./ Красуля О.Н. Электронный журнал «Техническая акустика»,2010, с. 10

123. Шестаков С.Д. К теории кавитационного реактора Текст./ Сб. тр. XI сессии Росс, акуст. об-ва, Т.2.- М.: ГЕОС, 2001.- С. 35-41

124. Шестаков С.Д. К теории кавитационного реактора 2 Текст./ Сб. тр. XIII сессии Росс, акуст. об-ва, Т.1.- М.: ГЕОС, 2003.- С. 252-255

125. Шестаков С.Д. К теории кавитационного реактора 3 Текст./ Сб. тр. XVI сессии Росс, акуст. об-ва, Т.2.- М.: ГЕОС, 2005.- С. 67-71

126. Шестаков С.Д. Кавитационная дезинтеграция новый вид передачи энергии при обработке зерна, водой Текст./ Качество зерна, муки и хлеба: Тез. докл. II междунар: конф.- М.: 2002.- С. 192-194

127. Шестаков С.Д. Кавитационный реактор как средство приготовления и стабилизации эмульсий для хлебопекарной промышленности Текст./ Хранение И' переработка сельхозсырья, 3, 2003, С.-27-30

128. Шестаков- С1Д. Многопузырьковая акустическая кавитация: Математическая модель- и физическое подобие Текст./ Электронный журнал «Техническая акустика»,2010, с. 14

129. Шестаков С.Д. Ог непараметрическом управлении* сонохимическим реактором, Текст./2008, Деп. в ВИНИТИ РАН, №6991-В2008. С. 31

130. Шестаков С.Д. О распределении плотности потенциальной энергии многопузырьковой кавитации относительно порождающей ее гармонической волны Текст./ Сб. тр. XVI сессии Росс, акуст. об-ва, Т.1.- М.: ГЕОС, 2005.- С. 116-121

131. Шестаков* С.Д. Об ультразвуковом экспресс-эмульгированиипищевых растительных жиров Текст./ Поландова Р.Д. Ультразвуковые технологические процессы 98: Тез. докл.’ науч.-техн. конф.- М.: 1998.1. С. 77-80 ■121

132. Шестаков С.Д. Оптимизация режимов «созревания»реологически нестационарных пищевых сред с помощью программируемого вискозиметра Текст./ Панфилов В.А. Хранение и переработка сельхозсырья, №7, 2006 С. 35-39

133. Шестаков С.Д, Основы теории кавитационного реактора, Текст./ 2007, Деп. в ВИНИТИ РАН, №490-В2007, с. 24

134. Шестаков С.Д. Основы теории процессов' и аппаратов кавитационной дезинтеграции пищевых сред Текст./ изд. Ева пресс, М.: -2001, с. 34

135. Шестаков С.Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции.Текст./- М.: ЕВА-пресс, 2001. С. 100

136. Шестаков С.Д. Особенности сонохимических исследований в пищевой промышленности Текст./Касуля О.H., Бефус А\П. Деп. в* ВИНИТИ, № 886-В2008. 2008.-е. 45

137. Шестаков С.Д. Процессы и> аппараты пищевой сонотехнологии для мясной промышленности 2 Текст./ Красуля О.H., Богуш В.И:, Сергеев А.И., Черемных Е.Г. Мясная индустрия,- 2010.- №4.- С. 55.-59

138. Шестаков С.Д. Процессы ультразвуковой дезинтеграции в производстве муки и хлеба Текст./ Хлеб 99: Тез. докл. междунар. семин.- М.: 1999.- С. 54-55

139. Шестаков С.Д. Технологии кавитационной дезинтеграции в. молочном производстве Текст./ Молочная промышленность, №9, 2007,1. С. 58-60

140. Шестаков С.Д. Технология и аппараты экспресс-приготовления пищевых эмульсий для хлебопекарного производства Текст./ Сучков

141. В.Н., Кветный Ф.И. Хлебопечение России, №5, 2002, С. 16

142. Шестаков С.Д. Ультразвуковая: сонохимическая водоподготовка Текст./ Красуля О.H., Артемова Я.А., Тихомирова H.A. Молочная промышленность, №5, 2011, С. 39-42

143. Шестаков С.Д; Формулирование критерия! подобиясонохимичсских реакторов при обработке сред, не обеспечивающих акустического резонансаТекст./Бёфус А.П. Деп. в ВИНИТИ. РАН, №840-В2008; 2008 с. 23 ; • Я

144. Шленская Т.В. Ультразвуковая* сонохимия; в гидратацииполярных компонентов;; сред, обратных эмульсий Текст./ Шестаков

145. Экнадиосянц O.K. Получение аэрозолей Текст./0;К.Экнадиосянц// Физические; основы ультразвуковой технологии/ под ред; Л.Д. Розенберга. Mi: Наука; 1970; - с.337-395 • . . •

146. Элышнер И.Е. Биофизика ультразвука.Текст./-М.: ИФ-МЛ,1973. С. 50 ' . ■ • V; ■ • ■■

147. Эльпинер И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие.Текст./-М.: ИФ-МЛ, 1963. С. 45-70

148. Anderson J. R. Essential probabilistic in modeling. Agric. Sist. Текст./. 1996, № 1, p. 219-231.

149. Ashokkumar M. at al. Hot topic: Sonication increases the heat stability of whey proteins .Текст./ J. Dairy Sci., 92, 2009, p.p. 5353-5356

150. Ashokkumar M. at al. The ultrasonic processing of dairy products .Текст./ Dairy Science and Technology, V.90, 2010, pp. 147-168

151. Ashokkumar M. Hydrodynamic cavitation an alternative to ultrasonic food processing .Текст./ Rink R., Shestakov S. Electronic Journal «Technical Acoustics»

152. Ashokkumar M. t al. Modification of food ingredients by ultrasound to improve functionality: A preliminary study on a model system .Текст./ Innovative Food Science and Emerging Technologies, 9, 2008, p.p. 155-160

153. Dakuort R.Water relations of foods / Edited by R.B. Duckworth.1.ndon: Academic Press, 1975 (Вода в пищевых продуктах) .Текст./ -М: Пищевая промышленность, 1980 .

154. Deng Y. at al. Relationship between Thrmal dénaturation of porcine muscule proteins and waterholding capacity Текст./ J. Food Sci.-2002, 67,5.- p. 1642-1647

155. FlanniganD. Plasma formation and temperature measurement during single-bubble cavitation .Текст./ Suslik K. Letters'to Nature, 434, 2005

156. Frusteri F. Partial oxidation of ethane in a three-phase electro-fenton system .Текст./ Studies in Surface Science and Catalysis. V. 119, p. 429-434, 1998

157. Jinesh K.B. Experimental evidence for ice formation at roomtemperature .Текст./ Frenken J.W.M. Physical Review Letters, 101, 2008, 036101 '

158. Klotz A.R Simulations of the Devin and Zudin modified Rayleigh-Plesset equations to model bubble dynamics in a tube .Текст./ . Hynynen K. Electronic Journal «Technical Acoustics», .[Текст]/2010, 11

159. Margulis M.A. Sonochemistry and Cavitation.- London: Gordon & Breach, 1995

160. Mawson R. A brief history of the application of ultrasonics in food processing .Текст./ Knoerzer K. 19'th ICA Congress, Madrid, 2007

161. Patent 1609368 EP, Int Cl. A23B4/01, A23B4/02, A23B4/26, A23L1/30, A23L3/31, A23L3/025, A23L3/317. Method for producing meat foods / Shestakov S.D., 2007

162. Patent 1629885 EP, Int Cl. В 01 J 19/10. Kavitationsreaktor zur behandlung von flussigkeitsstrom / Shestakov S.D., 2006

163. Patent 1800744 EP, Int Cl. В 01J19/10. Verfahren zur behandlung von flussigkeiten in kavitationsreaktor / Shestakov S.D., 2007

164. Patent 1810747 EP, Int Cl. B01J19/10, A23L3/015, A61L2/00, . A61L2/025, B01F3/08, B01J19/00. Kavitationsreaktor / Shestakov S.D.,2007

165. Shestakov S.D.Technologies of Cavitation Decomposition in Bread Production .Текст./ Polandova R.D., Volokhova T.P. 2-nd International Wheat Quality Conference.- Manhattan, Kansas: 2001.- pp. 229-231 <

166. Zisu B.Ultrasonic processing of dairy systems in large scale reactors .Текст./ Bhaskaracharya R., Kentish S. and Ashokkumar M. Ultrasonics Sonochemistry, 17, 2010, p.p. 1075-1081