автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии лактулозы на основе анионообменной обработки лактозосодержащего сырья

На правах рукописи

□□3 163137

ЛОДЫГИНА СВЕТЛАНА ВАЛЕНТИНОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛАКТУЛОЗЫ НА ОСНОВЕ АНИОНООБМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ЛАКТОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Специальность 05 18 04 - технология мясных, молочных,

рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Ставрополь - 2007

003163137

Работа выполнена на кафедре прикладной биотехнологии СевероКавказского государственного технического университета

Защита состоится «13» ноября 2007 г в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 245 05 при Северо-Кавказском государственном техническом университете по адресу 355029, г Ставрополь, пр Кулакова, 2, ауд К 308

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевКавГТУ

Автореферат разослан « //» 2007 г

Научный руководитель

Ведущая организация

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Рябцева Светлана Андреевна доктор технических наук, профессор Жидков Владимир Евдокимович доктор технических наук, профессор Бархатова Татьяна Викторовна ГОУ ВПО «Ставропольский

государственный аграрный университет»

Ученый секретарь диссертационного Совета, ¿Ат/1^

кандидат технических наук, доцент / Шипулин В И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы В настоящее время одним из приоритетных направлений переработки молочного белково-углеводного сырья является производство продуктов функционального назначения, обогащенных биологически активными веществами В последние годы в России и за рубежом при разработке технологий продуктов функционального питания особое внимание уделяется их обогащению лактулозой, как одним из общепризнанных стимуляторов пролиферации полезной кишечной микрофлоры человека

Большой вклад в разработку теоретических основ и технологии получения пребиотика лактулозы внесли Яковлева О Н, Храмцов А Г, Матвиевский В Я , Евдокимов И А , Рябцева С А , Серов А В , Гаврилов Г Б , Дыкало Н Я , Andrews G R , Harju М, Jefferey G А , Mizota Т, Tamura Y , TomitaM и другие ученые

Важнейшим условием совершенствования технологии продуктов из молочного белково-углеводного сырья является внедрение новых, прогрессивных физико-химических и биотехнологических методов его обработки Например, при совершенствовании технологии лактулозы возможна замена щелочных реагентов-катализаторов реакции изомеризации лактозы на безреагентные методы регулирования рН молочного сырья Это обусловлено тем, что реакция изомеризации может катализироваться не только при введении в растворы щелочей, но и при обработке лактозосодержащего сырья физико-химическими методами, в частности, с использованием анионообменных смол

К преимуществам данных методов изомеризации лактозы в лактулозу по сравнению с традиционными следует отнести исключение использования реагентов-катализаторов и дополнительных стадий очистки готового продукта, а также возможность многократного использования в технологическом цикле производства концентратов лактулозы

ионообменных смол или ионитовых мембран Таким образом, актуальным является изучение закономерностей процессов анионообменной обработки лактозосодержащего сырья и безреагентной изомеризации лактозы в лактулозу, как основных этапов технологического процесса получения концентратов лактулозы пищевой и кормовой категорий качества

Цель и задачи исследования Целью настоящей диссертационной работы является изучение технологических процессов получения концентратов лактулозы из молочного сахара-сырца и творожной сыворотки с использованием анионообменных смол

В соответствии с поставленной целью были определены задачи работы

- изучение кинетических закономерностей анионообменной обработки растворов молочного сахара и творожной сыворотки, мутаротации аномерных форм лактозы в процессе анионообмена,

- оценка эффективности деминерализации и потерь сухих веществ творожной сыворотки при обработке на анионообменных смолах,

- установление технологических параметров анионообмена, оптимальных для протекания реакции изомеризации лактозы в лактулозу,

- изучение кинетики изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара-сырца и творожной сыворотке, обработанных на анионообменных смолах,

- исследование влияния технологических параметров на степень изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара и творожной сыворотке,

- разработка усовершенствованной технологии концентрата лактулозы из молочного лактозосодержащего сырья,

- оценка экономической эффективности и экологической безопасности разработанной технологии

Научная новизна Установлены кинетические закономерности обработки растворов молочного сахара-сырца и творожной сыворотки на

анионообменных смолах АВ-17-8 чс и ЭДЭ-10П Изучена кинетика мутаротации аномерных форм лактозы при регулировании рН растворов молочного сахара безреагентным способом Исследовано влияние технологических параметров анионообменной обработки на уровень деминерализации творожной сыворотки

Выявлены закономерности изомеризации лактозы по механизму Ь-А трансформации в растворах молочного сахара и творожной сыворотке, подвергнутых анионообменной обработке Разработаны математические модели процессов регулирования рН лактозосодержащего сырья с использованием анионообменной смолы АВ-17-8 чс и безреагентной изомеризации лактозы в лактулозу Экспериментально обоснованы параметры основных технологических операций производства концентратов лактулозы из молочного сахара - сырца и творожной сыворотки

По результатам работы получены патент и решение о выдаче патента на изобретение

Практическая значимость Разработана технология концентратов лактулозы из молочного сахара-сырца и творожной сыворотки Подготовлена и утверждена техническая документация СТО 02067965-003-2007 «Концентраты лактулозы из лактозосодержащего сырья», прошедшая положительную апробацию на экспериментальном биотехнологическом заводе ФГУП НИИ комплексного использования молочного сырья и ООО «Легион» (г Ставрополь)

Апробация работы Основные результаты работы доложены и обсуждены на отчетных научно-технических конференциях СевероКавказского государственного технического университета (г Ставрополь, 1996, 1998, 1999, 2002-2007 гг), региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (2003-2006 гг), всероссийской научно-практической конференции «Безотходная технология использования сырья при выработке сыра, масла и

цельномолочных продуктов» (г Адлер, 2002 г), международной научно-технической конференции «Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные продукты питания Современное состояние и перспективы» (г Москва, 2004 г), международном научно-практическом семинаре «Современные направления переработки молочной сыворотки» (г Ставрополь, 2006 г), симпозиуме Международной молочной федерации «Лактоза и ее производные» (г Москва, 2007 г )

Публикации По результатам исследований опубликовано 18 печатных

работ

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 127 наименований, и приложений Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц, 26 рисунков, 12 приложений

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследований

В первой главе представлен анализ литературных и патентных источников информации по физико-химическим и физиологическим свойствам лактулозы, способам ее получения, теоретическим основам трансформации лактозы с использованием анионообменных смол Результаты аналитических исследований подтвердили актуальность разработки безреагентной технологии концентратов лактулозы и позволили сформулировать цель и задачи диссертационной работы

Во второй главе представлены основные методы и разработана схема проведения экспериментальных исследований (рисунок 1) Приведены требования к выбранным объектам исследований растворам молочного сахара-сырца, творожной сыворотке, анионообменным смолам АВ-17-8 чс и ЭДЭ-10П

Рисунок 1 - Схема проведения экспериментальных исследований Объекты исследований I - молочный сахар-сырец, II - сыворотка натуральная, III - сыворотка сухая, IV - анионообменные смолы Методы исследований А - аналитические, В - оптические, С - хроматографические, Б - микробиологические Контролируемые параметры а) входные (Хь Х2, Х3, Х4, Х5), б) выходные (У,, У2, У3, У4, У5, У6, У7, У в)

На основе априорного ранжирования выбраны входные факторы и выходные параметры, контролируемые при реализации однофакторных и многофакторных экспериментов

- X! - температура ионообменной обработки, °С,

- Х2 - соотношение объемов «раствор-ионит», см3 / см3,

- Х3 - продолжительность ионообменной обработки, мин ,

- Х4 - температура изомеризации, °С,

- Х5 - продолжительность изомеризации, мин ,

- У ! - рН раствора лактозы (творожной сыворотки),

- У2 - скорость изменения рН, мин

- У3 - массовая доля золы, %,

- Y4 - степень изомеризации лактозы в лактулозу, %,

- У5 - скорость изомеризации, % / мин ,

- У6 - рН лактозосодержащего сырья после изомеризации лактозы в лактулозу,

- У7 - массовая доля углеводов в концентратах лактулозы, %,

- У8 - макро- и микроэлементный состав концентратов лактулозы, мг % (мкг %)

Для всех однофакторных и многофакторных экспериментов были реализованы по три параллельные серии опытов Математическая обработка результатов экспериментов осуществлялась с использованием пакета прикладных программ «Microsoft Excel» и программы Fisher «Построение модели по униформ-ротатабельному плану»

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований, целью которых было установление закономерностей анионообменной обработки растворов лактозы и творожной сыворотки, как важнейшей стадии безреагентной технологии концентратов лактулозы Для реализации поставленной цели была исследована кинетика ионного обмена в растворах молочного сахара-сырца с использованием ионитов ЭДЭ-10П и АВ-17-8 чс в статических условиях

В качестве объектов исследований были использованы растворы молочного сахара-сырца 5 %-й концентрации Выбор концентрации растворов молочного сахара обусловлен необходимостью сопоставления полученных данных с результатами экспериментов по анионообменной обработке творожной сыворотки Результаты эксперимента (средние значения по трем параллельным сериям опытов) представлены на рисунке 2

Кинетика изменения рН растворов молочного сахара характеризуется максимальной скоростью реакций ионного обмена в первые 5 минут обработки с последующим ее снижением и стабилизацией анионообменных процессов вследствие насыщения адсорбционных центров ионита и наступления ионообменного равновесия между жидкой и твердой фазами

В исследованном диапазоне значений технологических факторов анионообменная смола АВ-17-8 чс имеет более высокие функциональные характеристики (максимальные значения рН, скорость нарастания рН, рабочий интервал температур, расход смолы на обработку единицы объема раствора молочного сахара) по сравнению с ионитом ЭДЭ-10П (рисунок 3)

Далее было исследовано изменение фракционного состава аномерных форм лактозы в процессе ионного обмена (таблица 1)

Таблица 1 - Кинетика мутаротации аномерных форм лактозы в процессе анионообменной обработки

Продолжительность Удельное рН раствора Соотношение

процесса, мин вращение, град р/а лактозы

0 (контроль) 52,9 6,05 1,86

10 50,5 10,75 2,27

20 43,1 10,98 4,93

30 40,1 11,03 7,85

40 39,5 11,05 8,81

Результаты эксперимента подтвердили тот факт, что при анионообменной обработке растворов молочного сахара мутаротационное равновесие смещается в сторону р-формы лактозы, характеризующейся более высокой реакционной способностью по сравнению с а-аномером

Динамическое равновесие между аномерами лактозы устанавливается в интервале значений рН 11,0-11,05 при соотношении р/а лактозы равном

8,8.

О Е I г^

Температура, С о ^

б)

Рисунок 2 - Зависимость рН растворов молочного сахара после анионообменной обработки на смолах ЭДЭ-10П (а) и АВ-17-8 чс (б) от температуры и отношения объемов твердой и жидкой фаз

10 15 20 25 30 35

Продолжительность, мин.

-1 —«— 2 -*-3 ■Степенной (1)-Степенной (2)-Степенной (3)

Продолжительность, мин.

-Степенной (1)-Степенной (2)-Степенной (3)

Соотношение твердой и жидкой фаз: 1-1 : 3, 2 - 1 : 5, 3 - 1 : 7 Рисунок 3 - Кинетика анионообмена в системе «анионит - раствор молочного сахара» при температуре 40°С

Экспериментальные данные по кинетике анионообменной обработки растворов молочного сахара-сырца послужили основой для проведения аналогичных исследований на творожной сыворотке Исследование процесса анионообменной обработки творожной сыворотки проводили в статических условиях По результатам трех параллельных серий опытов получены данные (таблица 2), иллюстрирующие зависимость максимального значения рН сыворотки от режима анионообменной обработки

Таблица 2 - Зависимость рН творожной сыворотки от технологических параметров анионообменной обработки

Температура, Отношение объемов Максимальное значение рН

°С «ионит -раствор» раствора, обработанного на ионите

АВ-17-8 чс ЭДЭ-10П

30 1 3 11,04 ±0,04 10,13+0,03

1 5 10,92±0,03 9,89±0,04

1 7 10,09+0,05 9,87±0,03

40 1 3 11,54±0,04 10,73+0,02

1 5 11,30±0,05 10,32±0,03

1 7 10,85+0,05 9,70+0,05

50 1 3 11,15+0,05 9,53+0,03

1 5 10,96+0,04 9,51+0,04

1 7 10,14+0,04 9,40+0,05

Для смолы АВ-17-8 чс наилучшие результаты были достигнуты при соотношении ионит - сыворотка 1 3 и 1 5 в интервале температур 30-50°С Для смолы ЭДЭ-10П может быть рекомендовано соотношение твердой и жидкой фаз 1 3 при температуре 30-40°С

Технологический процесс деминерализации творожной сыворотки является важной составляющей получения сиропов лактулозы пищевой категории качества, что объясняется значительной концентрацией минеральных веществ и высокой титруемой кислотностью используемого сырья В связи с этим исследовано влияние режимов анионообменной обработки на минеральный состав творожной сыворотки По экспериментальным данным рассчитаны значения уровня деминерализации

творожной сыворотки (рисунок 4). Наиболее эффективная деминерализация достигается при соотношении объемов твердой и жидкой фаз 1 : 3 в интервале температур 40-50°С, что можно объяснить удалением хлорид-ионов и анионов молочной кислоты.

Рисунок 4 - Влияние параметров анионообменной обработки на уровень деминерализации творожной сыворотки

С целью разработки математических моделей анионообменной обработки растворов молочного сахара-сырца и творожной сыворотки были реализованы трехфакторные эксперименты по униформ-ротатабельному плану. Математическая обработка результатов экспериментов позволила получить уравнения регрессии для выходного параметра У, (конечное значение рН раствора), адекватно описывающие процесс анионообменной обработки растворов молочного сахара-сырца (1) и творожной сыворотки (2):

50

Температура, °С

30

Отношение объемов

У, = 10,85 + 0,038Х| + 0,154Х2+ 0,073Х3-0,141 X,2-

- 0,05Х22- 0,025Х32 - 0,03 Х2Х3, У, = 10,947 + 0,18Х2+0,129Хз-0,051Х,2-0,038Хз

(1)

По уравнениям (1) и (2) были построены поверхности отклика выходного параметра и их сечения при фиксированном значении одного из входных факторов На рисунке 5 представлены поверхности отклика выходного параметра при фиксированном значении входного фактора Х2 (соотношение объемов «ионит - жидкая фаза» 1 5)

Анализ математических моделей и их графической интерпретации показывает, что при сопоставимых значениях технологических факторов при обработке творожной сыворотки достигаются более высокие значения рН Это объясняется более интенсивным протеканием реакций ионного обмена вследствие большей концентрации золы и ионной силы фазы истинного раствора в сыворотке по сравнению с растворами молочного сахара Установлены оптимальные параметры процесса, соблюдение которых обеспечивает достижение максимальных значений рН сырья (таблица 3)

Таблица 3 - Оптимальные параметры анионообменной обработки лактозосодержащего сырья

Показатели Вид лактозосодержащего сырья

раствор молочного сахара творожная сыворотка

Максимальные значения рН 10,9-11,0 11,2-11,3

Оптимальные параметры анионообменной обработки - температура, °С - отношение объемов «ионит -жидкая фаза» - продолжительность, минут 40 ±2 1 3,3-1 4,5 32 + 2 40 + 5 1 3,3-1 4 74 + 7

В четвертой главе представлены результаты исследований процесса изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара-сырца и творожной сыворотке, подвергнутых обработке на анионообменной смоле АВ-17-8 чс Изучены кинетические закономерности изомеризации лактозы в растворах молочного сахара в интервале температур 60 - 90°С По результатам экспериментов рассчитаны значения степени изомеризации лактозы в лактулозу и скорости процесса

Температура, °С

□ 10,3-10,4 В 10,4-10,5 □ 10,5-10,6 □ 10,6-10,7 ■ 10,7-10,8

□ 10,8-10,9 О 10,9-11

а)

Температура, °С

□ 10,5-10,6 Ш 10,6-10,7 □ 10,7-10,8 □ 10,8-10,9 ■ 10.9-11 □ 11-11,1

б)

Рисунок 5 - Результаты трехфакторного эксперимента по оптимизации параметров анионообменной обработки: а) растворов молочного сахара б) творожной сыворотки

Анализ полученных результатов и графических зависимостей (рисунок 6) показывает, что максимальный выход лактулозы достигается при температурах 70-80°С. Увеличение температуры в интервале 60-90°С приводит к значительному снижению скорости процесса изомеризации. Полученные результаты были использованы при разработке математической модели процесса изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара-сырца, подвергнутых анионообменной обработке.

0,8

38

37

г: -г 36 -

т

о

.4.4 -

о.

0>

? 34 -

о

м

г 33 -

л

I ф 32 -

с

а> 31 -

1-

О

30

*

.....

— —

0,7 ^ х

о,б Я

X

о.

ш

г о

о

з : л ' н о о о. о

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 О

О

60

90

Температура, °С

рйя Степень изомеризации, % —•—Скорость изомеризации, %/мин.

Рисунок б - Кинетика изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара-сырца

Далее были изучены кинетические закономерности процесса изомеризации лактозы в лактулозу в творожной сыворотке (таблица 4). Результаты исследований послужили основой при планировании двухфакторных экспериментов, целью которых было установление оптимальных параметров синтеза лактулозы в лактозосодержащем сырье, подвергнутом анионообменной обработке.

Таблица 4 - Результаты исследований кинетики изомеризации лактозы

в лактулозу в творожной сыворотке

Температура, иС Продолжительность Степень изомеризации,

термостатирования, мин %

0 6,25 ±0,15

60 20 14,28 ±0,12

40 19,86 ±0,14

60 19,56 ±0,14

0 10,76 ±0,14

70 20 20,11+0,19

40 24,91 ±0,19

60 18,61+0,14

0 11,94 ±0,16

80 20 22,75 ±0,15

40 22,93 + 0,17

60 15,46 ± 0,14

Математическая обработка результатов эксперимента позволила

получить уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс изомеризации лактозы в растворах молочного сахара (3) и творожной сыворотке (4)

У4 = 35,717 + 2,464X4 + 0,318Х5 - 2,672Х42 - 1,696Х52 - 1,348 Х4Х5, (3) У4= 26,600 + 0,511X4 - 1,249X5 - 0,53 8Х42 - 2,213Х52 - 1,125Х4Х3 (4)

По уравнениям (3) и (4) построены сечения поверхности отклика выходного параметра У4 - степень изомеризации лактозы, % (рисунок 7) Максимальный выход лактулозы в исследованных видах лактозосодержащего сырья достигается при следующих параметрах процесса для растворов молочного сахара - температура (69 ± 4) °С, продолжительность (45 ± 4) минуты, для творожной сыворотки температура (71 ± 1)°С, продолжительность (34 ±3) минуты При сопоставимых значениях температуры и продолжительности изомеризации в растворах молочного сахара по сравнению с творожной сывороткой были достигнуты более

высокие концентрации лактулозы, которые поддерживались на постоянном уровне в течение более длительного промежутка времени.

26 30 34 38 42 46 50 54 Продолжительность, мин.

□ 20-22 □ 22-24 □ 24-26 □ 26-28 В 28-30 □ 30-32 В 32-34 □ 34-36 ■ 36-38

а)

25 27 29 31 33 35 Продолжительность, мин.

□ 18-19 0 19-20 □ 20-21 □ 21-22 ■ 22-23 □ 23-24 В 24-25 □ 25-26 ■ 26-27 (3 27-28

б)

Рисунок 7 - Сечение поверхности отклика выходного параметра У4 для процесса изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара (а) и творожной сыворотке (б)

Данный эффект обусловлен потерями лактозы и лактулозы вследствие более интенсивного протекания реакций} меланоидинообразования, гидролитического распада Сахаров при проведении процесса в творожной сыворотке

Результаты экспериментальных исследований легли в основу разработки технологии концентратов лактулозы из молочного сахара-сырца и творожной сыворотки

В пятой главе обоснованы параметры основных технологических операций анионообменной обработки и изомеризации лактозы в лактулозу, приведены технологический регламент, принципиальная и аппаратурно-процессовая схемы получения концентратов лактулозы из молочного сахара-сырца и творожной сыворотки (рисунок 8) На основании результатов экспериментов и опытных выработок сформулированы требования к вырабатываемому продукту (таблица 6), отраженные в технической документации СТО 02067965-003-2007 «Концентраты лактулозы из лактозосодержащего сырья»

Таблица 6 - Физико-химические показатели концентратов лактулозы

Наименование показателя Значение показателя для продукта

БУД-20 БУД-65 КБУ-40

Массовая доля влаги, % не более 80,0 35,0 60,0

Массовая доля лактулозы, %, не менее 6,0 30,0 8,0

Массовая доля золы, %, не более 0,5 2,0 3,0

Кислотность активная, рН, не более 7,5

Расчет основных технико-экономических показателей разработанной технологии показал, что уровень рентабельности по сравнению с базовым вариантом (концентраты лактулозы на основе электроактивации растворов лактозы) выше на 5 % Это объясняется снижением потребления электроэнергии на технологические нужды, а также повышением выхода лактулозы на 1 тонну перерабатываемого сырья за счет более полного удаления балластных веществ при анионообменной обработке

20 начало.

(Го)-> 'Приемка сырья оценка качества

3 Растворение молочного сахара (Т = 40-50°С СБ = 5%)

3

4 Очистка растворов от примесей

1

Нагревание (Т = 40-50°С)

X

17 Выделение жира и казеиновой пыли

I Анионоо&менная оОраОотка (Т — 38 С - 42 С°С 1 = 30 - 34 мин)

X

т.

18 АнионооЬменная оОраОотка (Т = 35-45°С 1 = 67-81 мин)

Изомеризация лактозы в лактулозу

6 (Т = 65-73°С 1 = 41 -49 мин )

I

Нейтрализация раствором лимонной

7 кислоты (рН = 7 С-'/.5)

Изомеризация лактозы в лактулозу 19 ГТ = 70-72"С 1 = 31-37 мин )

Нейтрализация кислой сывороткой 20_(рН = 7.С-7.5)_

21 Сгущение (СВк = 40%)

9 Сгущение СБ = 20%

11 Сгущение СБ = 55-60%

I

©

12

Кристаллизация

I

Тепловая обработка 13 (Т = 80±5)°С

©н

Расование и хранение

^конеи

Рисунок 8 - Блок - схема алгоритма производства концентрата лактулозы

Вид продукта Р = 1 - кормовой концентрат из молочного сахара-сырца БУД-20, Р = 2 - пищевой концентрат из молочного сахара-сырца БУД-65, Р = 3 - пищевой концентрат из молочной сыворотки КБУ-40

Для обеспечения биологической, экологической безопасности продукции и ее гарантированного качества была адаптирована система ХАССП, позволяющая контролировать физико-химические и микробиологические показатели на всех стадиях технологического процесса

ВЫВОДЫ

1 При изучении кинетики анионообменной обработки растворов молочного сахара и творожной сыворотки с использованием ионитов АВ-17-8 чс, ЭДЭ-10П подтверждена возможность регулирования рН лактозосодержащего сырья безреагентным методом до значений, оптимальных для изомеризации лактозы в лактулозу по механизму Ь-А трансформации

2 Установлено, что при анионообменной обработке лактозосодержащего сырья происходит смещение мутаротационного равновесия аномеров лактозы в сторону р-формы При обработке творожной сыворотки происходит ее частичная деминерализация Подтверждены преимущества использования анионообменной обработки как метода регулирования рН при разработке технологии концентратов лактулозы

3 В исследованном диапазоне значений температуры и продолжительности обработки, соотношения объемов твердой и жидкой фаз анионообменная смола АВ-17-8 чс по сравнению с ионитом ЭДЭ-10П имеет более высокие функциональные характеристики

4 Получены математические модели анионообменной обработки растворов молочного сахара и творожной сыворотки, анализ которых подтверждает наличие общих закономерностей процесса для указанных объектов исследований Установлены оптимальные параметры анионообменной обработки молочного лактозосодержащего сырья для растворов молочного сахара - температура (40 ± 2)°С, отношение объемов «ионит - раствор» (1 3,3 - 1 4,5), продолжительность обработки (32 ± 2) минуты, для творожной сыворотки - температура (40 ± 5)°С, отношение объемов твердой и жидкой фаз (1 3,3 - 1 4), продолжительность анионообменной обработки (74 ± 7) минут

5 Анализ кинетики безреагентной изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара и творожной сыворотке в интервале температур 60-80°С указывает на наличие общих закономерностей процесса, а также возможность достижения достаточно высокого выхода лактулозы - 20-30 % от исходной концентрации лактозы в сырье

6 На основании результатов двухфакторных экспериментов разработаны математические модели процесса изомеризации лактозы в растворах молочного сахара и творожной сыворотке, установлены оптимальные параметры процесса для растворов молочного сахара-сырца -температура (69 ± 4)°С, продолжительность термостатирования (45 ± 4) минуты, для творожной сыворотки - температура (71 ± 1) °С, продолжительность термостатирования (34 ± 3) минуты

7 Обоснованы параметры основных технологических операций анионообменной обработки и изомеризации лактозы в лактулозу, разработаны принципиальная и аппаратурно-процессовая технологические схемы, подготовлена и утверждена техническая документация на производство концентратов лактулозы

8 Разработана техническая документация СТО 02067965-003-2007, прошедшая промышленную апробацию на базе экспериментального биотехнологического завода ФГУП НИИ комплексного использования молочного сырья и ООО «Легион»

9 Проведен расчет экономической эффективности внедрения технологии концентратов лактулозы по сравнению с базовым вариантом Осуществлен экологический мониторинг разработанной технологии с элементами системы ХАССП, разработан комплекс мероприятий по обеспечению безопасности и качества выпускаемого продукта в производственных условиях

Список основных публикаций по теме диссертационной работы

1 Рогова (Лодыгина), С В Влияние сорбционной обработки на свойства молочного сахара [Текст] /ЛИ Евдокимова, А В Серов, С В Рогова (Лодыгина), Е В Цибрий // Тезисы докладов XXVI научно-технической конференции по результатам НИР преподавателей и студентов за 1995 г, Т 1 - Ставрополь СтГТУ, 1996 - С 103

2 Рогова (Лодыгина), С В Исследование бифидогенных свойств концентрата на основе молочной сыворотки [Текст] / Е И Гнездилова, Н М Панова, Н А Маликова, А Д Лодыгин, С В Рогова (Лодыгина) // Тезисы докладов XXVIII НТК по результатам НИР преподавателей и студентов за 1997 г, Т 2 -Ставрополь СтГТУ, 1996 - С 18

3 Рогова (Лодыгина), С В Изучение влияния некоторых бифидогенных факторов на развитие бифидобактерий в молочном белково-углеводном сырье [Текст] / А Г Храмцов, С А Рябцева, Н М Панова, С В Рогова (Лодыгина) // Тезисы докладов XXIX НТК по результатам НИР преподавателей и студентов за 1998 г - Ставрополь СтГТУ, 1999 - С 64-65

4 Лодыгина, С В Изучение влияния карбамида на процесс изомеризации лактозы в лактулозу [Текст] / А Г Храмцов, С А Рябцева, Н М Панова, С В Лодыгина // Сборник научных трудов СевКавГТУ Серия «Продовольствие», № 3 - Ставрополь СевКавГТУ, 2000 - С 7-8

5 Лодыгина, С В Бифидогенные концентраты из молочного белково-углеводного сырья [Текст] / А Г Храмцов, И А Евдокимов, С А Рябцева, Н М Панова, А Д Лодыгин, С В Лодыгина // Материалы международной НПК «Пробиотические микроорганизмы - современное состояние вопроса и перспективы использования» -М 2002 - С 73

6 Лодыгина, С В Исследование закономерностей анионообменной обработки молочной сыворотки [Текст] / С А Рябцева, С В Лодыгина, Е В Цибрий // Материалы Всероссийской НПК «Безотходная технология использования сырья при выработке сыра, масла и цельномолочных продуктов» - Адлер 2002 - С 68

7 Лодыгина, С В Результаты исследования процесса изомеризации лактозы в лактулозу в модельных растворах, подвергнутых анионообменной обработке [Текст] / С А Рябцева, А Д Лодыгин, С В Лодыгина, А С Бессонов, Д А Кальков // Вестник СевКавГТУ Серия «Продовольствие», № 1 (6) - Ставрополь СевКавГТУ, 2003 -С 20-22

8 Лодыгина, С В Перспективы использования ионообменной обработки лактозосодержащего сырья в технологии пребиотических и синбиотических препататов [Текст] / А Г Храмцов, С А Рябцева, А Д Лодыгин, А С Бессонов, С В Лодыгина// Сборник материалов МНТК «Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные продукты питания Современное состояние и перспективы» - М 2004 - С 203

9 Лодыгина, С В Оптимизация состава лактозосодержащей питательной среды для культивирования бифидобактерий [Текст] / С А Рябцева, А Д Лодыгин, А С Бессонов, С В Лодыгина // Вестник СевКавГТУ Серия «Продовольствие», № 1 (7) -Ставрополь СевКавГТУ, 2004 - С 18-20

10 Лодыгина, С В Результаты исследований процесса безреагентной изомеризации лактозы в лактулозу применительно к технологии концентрата бифидобактерий [Текст] / А Г Храмцов, А Д Лодыгин, С В Лодыгина, А С Бессонов // Современные проблемы производства продуктов питания

Сборник докладов 7-ой НПК с международным участием - Барнаул 2004 -С, 204-207

11 Лодыгина, С В Перспективы использования ионообменных смол в технологии производных лактозы [Текст] / И А Евдокимов, А Д Лодыгин, С В Лодыгина, Н Н Абакумов // Теория и практика новых технологий в производстве продуктов питания Сборник научных трудов межрегионального научно-практического семинара - Омск Изд-во «Прогресс» Омского института предпринимательства и права, 2005 - С 137 - 139

12 Лодыгина, С В Оптимизация параметров анионообменной обработки молочной сыворотки [Текст] /АД Лодыгин, И А Евдокимов, С А Рябцева, С В Лодыгина, Н Н Абакумов // Сборник научных трудов СевКавГТУ Серия «Продовольствие», № 1 -Ставрополь СевКавГТУ, 2005 - С 31-36

13 Лодыгина, С В Перспективы использования анионообменной обработки лактозосодержащего сырья при получении продуктов с пребиотическими свойтсвами [Текст] / И А Евдокимов, С А Рябцева, С В Лодыгина, Н Н Абакумов //Сборник материалов научных чтений «Кафедре технологии молока и молочных продуктов МГУПБ - 60 лет»- М , 2005 - С 94-96

14 Лодыгина, С В Совершенствование технологии производных лактозы на основе ионообменной обработки лактозосодержащего сырья [Текст] / А Г Храмцов, И А Евдокимов, С А Рябцева, А Д Лодыгин, С В Лодыгина, Н Н Абакумов // Сборник материалов международного научно-практического семинара «Современные направления переработки молочной сыворотки» -М НОУ «Образовательный научно-технический центр молочной промышленности», 2006 , С 39-40

15 Лодыгина, С В Экспериментальное обоснование технологии пребиотических и синбиотических концентратов на основе анионообменной обработки лактозосодержащего сырья [Текст] / С В Лодыгина, А С Бессонов, С А Рябцева, А Д Лодыгин, Н Н Абакумов, С А Емельянов // Вестник СевКавГТУ, № 1 -Ставрополь СевКавГТУ, 2007 - С 71-74

16 Лодыгина, С В Применение ионообменных смол для получения производных лактозы [Текст] /АД Лодыгин, С А Рябцева, А С Бессонов, С В Лодыгина, Н Н Абакумов, А Г Храмцов // Сборник тезисов симпозиума ММФ «Лактоза и ее производные» и региональной конференции «Кисломолочные продукты - технологии и питание» - М РСПМО, 2007 -С 50-51

17 Патент РФ № 2135591 Способ получения сиропа лактулозы [Текст] / А Г Храмцов, С А Рябцева, И А Евдокимов, А В Серов, О В Мелихова, С В Резванова, Е В Цибрий, С В Рогова (Лодыгина) - Заявл 06 07 98, опубл 27 08 99, Бюл № 24/1999 - 2с

18 Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2006103345/13(003649) «Способ производства сухой молочной сыворотки»

Подписано в печать 10 10 2007 Формат 60x84 1/16 Уел печ л - 1 75 Уч-изд л 1,16 Бумага офсетная Печать офсетная Заказ 1137 Тираж 100 экз ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» 355029, г Ставрополь, пр Кулакова, 2

Издательство Северо-Кавказского государственного технического университета Отпечатано в типографии СевКавГТУ

Введение

Глава 1 Анализ состояния вопроса и задачи работы

1. 1 Физико-химические и физиологические свойства лактулозы

1. 2 Современные способы получения высокоочищенных препаратов и 15 концентратов лактулозы

1. 3 Теоретические основы трансформации лактозы с применением ионообменных смол

1. 4 Цели и задачи исследований

Глава 2 Методология проведения работы

2. 1 Организация работы и объекты исследований 40 2. 2 Методы исследований

2. 3 Математическое планирование и обработка результатов 49 экспериментов

Глава 3 Изучение закономерностей анионообменной обработки 53 лактозосодержащего сырья

3. 1 Исследование кинетики анионообменной обработки растворов 55 молочного сахара-сырца в статических условиях

3. 2 Изучение закономерностей мутаротации лактозы в процессе 61 анионообменной обработки растворов молочного сахара-сырца 3. 3 Разработка математической модели процесса анионообменной 64 обработки растворов молочного сахара

3. 4 Исследование кинетики анионообменной обработки творожной 70 сыворотки в статических условиях

3. 5 Изучение влияния режимов анионообменной обработки на процесс 76 деминерализации творожной сыворотки

3. 6 Оптимизация параметров анионообменной обработки творожной 80 сыворотки

3. 7 Обсуждение результатов исследований

Глава 4 Исследование процесса безреагентной изомеризации лактозы в 88 лактулозу в растворах молочного сахара-сырца и творожной сыворотке

4. 1 Изучение кинетики изомеризации лактозы в растворах молочного 89 сахара, подвергнутых анионообменной обработке

4. 2 Математическое моделирование процесса изомеризации лактозы в 94 растворах молочного сахара, подвергнутых анионообменной обработке

4. 3 Исследование кинетики изомеризации лактозы в творожной 97 сыворотке, подвергнутой анионообменной обработке

4. 4 Оптимизация параметров процесса безреагентной изомеризации 102 лактозы в творожной сыворотке

4. 5 Исследование углеводного и минерального состава опытных 107 образцов концентрата лактулозы

4. 6 Обсуждение результатов исследований

Глава 5 Разработка технологии концентрата лактулозы на основе 112 анионообменной обработки лактозосодержащего сырья

5.1 Обоснование оптимальных параметров технологического процесса

5.2 Разработка технологии и аппаратурно-процессового оформления 113 получения концентрата лактулозы из лактозосодержащего сырья

5.3 Оценка экономической эффективности производства концентрата 122 лактулозы

5.4 Экологический мониторинг технологии концентратов лактулозы 126 Выводы 134 Список используемой литературы 136 Приложения

Переработка молочного белково-углеводного сырья на пищевые продукты и кормовые средства функционального назначения является одним из приоритетных направлений развития пищевой биотехнологии. В XXI веке при переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки, как и других вторичных сырьевых ресурсов пищевой промышленности, особое внимание должно уделяться созданию интенсивных, малоотходных и безотходных, ресурсо- и энергосберегающих технологий [11, 33, 64].

В настоящее время одним из приоритетных направлений переработки молочного белково-углеводного сырья является производство продуктов функционального назначения, в том числе лечебно-профилактического, обогащенных биологически активными веществами [6]. С учетом современного уровня техники и технологии обогащение молочного сырья биологически активными добавками возможно по следующим направлениям [71,87]:

- управляемое обогащение молочного сырья биологически активными добавками;

- химическая, энзиматическая или биологическая трансформация белков, липидов и углеводов молока;

- микробный синтез биологически активных веществ в различных видах лактозосодержащего сырья.

В последние годы в России и за рубежом при разработке технологий продуктов функционального питания особое внимание уделяется их обогащению лактулозой, как одним из общепризнанных стимуляторов пролиферации полезной кишечной микрофлоры человека [72, 91]. Лактулоза выполняет ряд важнейших физиологических функций в организме человека. В соответствии с современной классификацией биологически активных добавок к пище, лактулоза отнесена к группе непереваримых олигосахаридов-пребиотиков, стимулирующих рост и развитие нормальной микрофлоры толстого кишечника человека. В связи с этим, актуальной представляется проблема препаратов и концентратов лактулозы пищевого назначения на основе молочного белково-углеводного сырья.

В настоящее время большинство промышленных способов производства препаратов лактулозы основаны на реакции внутримолекулярной перегруппировки лактозы по механизму щелочной Ь-А трансформации. Исследование физико-химических закономерностей щелочной изомеризации лактозы в лактулозу показало, что лимитирующей стадией процесса является образование ациклической таутомерной формы лактозы, образование которой катализируется наличием в растворе высокой концентрацией акцепторов протонов, то есть ОН" ионов [32, 59,107, 126].

При производстве концентратов лактулозы пищевой и кормовой категорий качества в качестве сырья наряду с растворами лактозы различной доброкачественности может быть использовано молочное белково-углеводное сырье, в первую очередь, молочная сыворотка [37, 72]. Переработка молочной сыворотки на концентраты, обогащенные лактулозой, позволяет снизить их себестоимость по сравнению с высокоочищенными фармацевтическими препаратами лактулозы, а также повысить пищевую и биологическую ценность за счет использования всего комплекса сухих веществ сырья.

Важнейшим условием совершенствования технологии продуктов из молочного белково-углеводного сырья является внедрение новых, прогрессивных физико-химических и биотехнологических методов его обработки. Новые физико-химические методы позволяют повысить эффективность переработки молочного сырья на принципах ресурсо- и энергосбережения, направленно регулировать состав, физико-химические свойства и микробиологические показатели молочных продуктов. Указанным требованиям соответствуют следующие группы процессов [22, 23, 33, 87]:

- баромембранные процессы фракционирования, концентрирования и очистки молочного сырья;

- электромембранные процессы регулирования минерального состава, кислотности и химической активности молочного сырья;

- сорбционные процессы фракционирования, очистки и регулирования состава молочного сырья;

- криоконцентрирование молочного сырья;

- процессы направленной химической трансформации лактозы и белков молочного сырья.

В частности при совершенствовании технологии лактулозы возможна замена щелочных реагентов-катализаторов реакции изомеризации лактозы на безреагентные методы регулирования рН молочного сырья. Это обусловлено тем, что реакция изомеризации может катализироваться не только при введении в растворы щелочей, но и при безреагентной обработке лактозосодержащего сырья, в частности, анионообменной [59, 68].

К преимуществами безреагентных методов изомеризации лактозы в лактулозу по сравнению с традиционными следует отнести исключение использования реагентов-катализаторов и дополнительных стадий очистки готового продукта, а также возможность многократного использования в технологическом цикле производства концентратов лактулозы ионообменных смол или ионитовых мембран.

Таким образом, актуальным является изучение закономерностей процессов анионообменной обработки лактозосодержащего сырья (растворов молочного сахара и молочной сыворотки) и безреагентной изомеризации лактозы в лактулозу, как основных этапов технологического процесса получения концентратов лактулозы пищевой и кормовой категорий качества.

ВЫВОДЫ

1. При изучении кинетики анионообменной обработки растворов молочного сахара и творожной сыворотки с использованием ионитов АВ-17-8 чс, ЭДЭ-10П подтверждена возможность регулирования рН лактозосодержащего сырья безреагентным методом до значений (10,9 - 11,0 для растворов молочного сахара и 11,2 - 11,3 для сыворотки), оптимальных для изомеризации лактозы в лактулозу по механизму Ь-А трансформации.

2. Установлено, что при анионообменной обработке лактозосодержащего сырья происходит смещение мутаротационного равновесия аномеров лактозы в сторону Р-формы. При обработке творожной сыворотки происходит ее частичная деминерализация. Подтверждены преимущества использования анионообменной обработки как метода регулирования рН при разработке технологии концентратов лактулозы.

3. В исследованном диапазоне значений температуры и продолжительности обработки, соотношения объемов твердой и жидкой фаз анионообменная смола АВ-17-8 чс по сравнению с ионитом ЭДЭ-10П имеет более высокие функциональные характеристики.

4. Получены математические модели анионообменной обработки растворов молочного сахара и творожной сыворотки, анализ которых подтверждает наличие общих закономерностей процесса для указанных объектов исследований. Установлены оптимальные параметры анионообменной обработки молочного лактозосодержащего сырья: для растворов молочного сахара - температура (40 ± 2)°С, отношение объемов «ионит - раствор» (1 : 3,3 1 : 4,5), продолжительность обработки (32 ± 2) минуты; для творожной сыворотки - температура (40 ± 5)°С, отношение объемов твердой и жидкой фаз (1 : 3,3 4 1 : 4), продолжительность анионообменной обработки (74 ± 7) минут.

5. Анализ кинетики безреагентной изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара и творожной сыворотке в интервале температур 60-80°С указывает на наличие общих закономерностей процесса, а также возможность достижения достаточно высокого выхода лактулозы - 20-30 % от исходной концентрации лактозы в сырье.

6. На основании результатов двухфакторных экспериментов разработаны математические модели процесса изомеризации лактозы в растворах молочного сахара и творожной сыворотке, установлены оптимальные параметры процесса: для растворов молочного сахара-сырца - температура (69 "± 4) °С, продолжительность термостатирования (45 ± 4) минуты; для творожной сыворотки - температура (71 ± 1) °С, продолжительность термостатирования (34 ± 3) минуты.

7. Обоснованы параметры основных технологических операций анионообменной обработки и изомеризации лактозы в лактулозу, разработаны принципиальная и аппаратурно-процессовая технологические схемы, подготовлена и утверждена техническая документация на производство концентратов лактулозы.

8. Разработана техническая документация СТО 02067965-003-2007, прошедшая промышленную апробацию на базе экспериментального биотехнологического завода ФГУП НИИ комплексного использования молочного сырья и ООО «Легион».

9. Проведен расчет экономической эффективности внедрения технологии концентратов лактулозы по сравнению с базовым вариантом. Осуществлен экологический мониторинг разработанной технологии с элементами системы ХАССП, разработан комплекс мероприятий по обеспечению безопасности и качества выпускаемого продукта в производственных условиях.

1. A.c. 1392104 СССР, МКИ С13К 5/00. Способ получения сиропа лакто-лактулозы Текст. / C.B. Василисин, Р.Ф. Храмцова, В.В. Рохмистров и др. (СССР) Заявл. 04.06.85, опубл. 30.04.88 , бюлл. №16-4 с.

2. A.c. 737462 СССР, МКИ5 С13К13/00. Способ получения сиропа лакто-лактулозы Текст. / А.Г. Храмцов, Э.Ф. Кравченко, В.Я. Матвиевский (СССР) 3356378. Заявл. 23.03.77, опубл. 30.05.80., бюлл.№20 - 4 с.

3. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976.-280 с.

4. Ахназарова, C.JI. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии Текст. / C.JI. Ахназарова, В.В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1978.-319 с.

5. Бессонов, A.C. Совершенствование технологии бифидогенных концентратов на основе лактозосодержащего сырья Текст. : дис. . канд. техн. наук: 05.18.04, 05.18.07 : защищена 30.05.2007 Ставрополь, 2007. -161 с.

6. Богатырев, А.Н. Приоритеты развития науки и научного обеспечения в пищевых отраслях АПК: механизм формирования и реализации (часть 1) Текст. / А.Н. Богатырев, O.A. Масленникова, А.П. Нечаев. М.: Пищевая промышленность, 1995. - 176 с.

7. Берман, С. JI. Углеводы молока Текст. / С. JT. Берман // Труды'ВМИ. -Вологда: Издательство ВМИ, 1963. Т. 48. - С. 25 -47.

8. Бурыкина, И.М. Система НАССР: предпосылки внедрения и принципы разработки Текст. / И.М. Бурыкина, Н.В. Верещагина, Ю.А. Орлов и др. // Молочная промышленность. 2003. - №8. - С. 16.

9. Бурыкина, И.М. Система НАССР: анализ потенциальной опасности Текст. / И.М. Бурыкина, Н.Д. Гомзикова, С.Ф. Бондаренко // Молочная промышленность. -2003. -№9. С. 13.

10. Ю.Бурыкина, И.М. Анализ критических контрольных точек Текст. / И.М. Бурыкина, М.В. Щемелева, Г.В. Хитрова // Молочная промышленность. -2003. -№10. С. 13-15.

11. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды. Справочник Текст. / Под общей ред. акад. РАСХН Е. И. Сизенко. М.: Пищепромиздат, 1999. - 468 с.

12. Гаврилов, Г.Б. Получение лактулозы из молочной сыворотки Текст. / Г.Б. Гаврилов, Б.Г. Гаврилов // Молочная промышленность. 1998. - № 4.-С.31.

13. Гаврилов, Г.Б. Способ получения сиропа лактулозы Текст. / Г.Б. Гаврилов, Н.Я. Дыкало, В.В. Ким и др. // Реферативный журнал «Химия», 1996.-№ 17.-С. 20.

14. Глинка, H.J1. Общая химия: Учебное пособие для вузов Текст. / H.JI. Глинка. Л.: Химия, 1979. - 720 с.

15. Горбатова, К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов Текст. / К.К. Горбатова СПб.: ГИОРД, 2004.-352 с.

16. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов Текст. / Ю.П. Грачев М.: Пищевая промышленность, 1997. - 200 с.

17. ГОСТ Р 51939 2002. Метод определения лактулозы.

18. Донская, Г.А. Ионообменные сорбенты в молочной промышленности Текст. / Г.А. Донская, J1.H. Опарина // Молочная промышленность. -1976.-№ 5.-С. 23-25.

19. Донская, Г.А. Ионообменные колонны для повышения термоустойчивости молока Текст. / Г.А. Донская, Ю.А. Бродский, Е.М. Гусев // Переработка молока 2006. -№1. - С. 10-11.

20. Донченко, JT.B., Безопасность пищевой продукции Текст. / JI.B. Донченко, В.Д. Надыкта М.: Пищепромиздат, 2001. - 528 с.21 .Евдокимов, И.А. Классификация лактозосодержащего сырья Текст. / И.А. Евдокимов // Молочная промышленность. 1995. - №6. - С.25.

21. Евдокимов, И.А. Современное состояние и перспективы использования лактозосодержащего сырья Текст. / И.А. Евдокимов // Известия вузов. Пищевая технология. 1997. -№1. - С. 15-17.

22. Заявка Франции № 2147925, МКИ С 13 К 9/00. Способ получения сиропов лактулозы и новые продукты, получаемые при этом / Моринага Милк Инд., заявл. 19.05.72, опубл. 16.03.73, приор. Японии 22.05.71. (34454).

23. Иванова, JI.C. Переработка молочной сыворотки с помощью адсорбентов ионообменников Текст. / Л.С.Иванова, C.JI. Грабчак, Г.В. Кричевская и др. // Молочная промышленность 1992. - №4. - С.28 - 32.

24. Ким В.В. Зарубежный опыт использования пребиотиков Текст. / В.В. Ким, Д.В. Харитонов, Э.Г. Щербакова // Молочная промышленность. -2001.-№ 2. -С. 31-32.

25. Красникова, JI.B. Бифидобактерии и использование их в молочной промышленности Текст. / J1.B. Красникова, И.В. Салахова, В.И. Шаробайко и др. // Обзорная информация. Сер. Молочная промышленность. М.:АгроНИИТЭИММП, 1991. - 32 с.

26. Крашенин, П.Ф. Технология детских и диетических молочных продуктов Текст. / П.Ф. Крашенин, JI.H. Иванова, B.C. Медузов и др. М.: Агропромиздат, 1988. - 232 с.

27. ЗО.Крусь, Г.Н. Технология молока и молочных продуктов (гриф УМО) Текст. / Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.С. Волокитина и др. М.: КолосС, 2004.-485 с.

28. ЗЬКокотов, Ю.А. Иониты и ионный обмен Текст. / Ю.А. Кокотов. Л.: Химия, 1980.-150 с.

29. Кочетков, Н.К. Химия углеводов Текст. / Н.К. Кочетков, А.Ф. Бочков, Б.А. Дмитриев и др. М.: Химия, 1967. - 672 с.

30. Липатов, H.H. Молочная промышленность XXI века Текст. / H.H. Липатов // Обзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП. - 1989. - 56 с.

31. Липатов, H.H. Экология молока и молочных продуктов Текст. / H.H. Липатов // Обзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП, 1991 - 69 с.

32. Лодыгин, А.Д. Разработка безотходной технологии бифидогенного концентрата из молочной сыворотки Текст. : дис. . канд. техн. наук: 05.18.04 : защищена 21.05.1999 / Лодыгин Алексей Дмитриевич -Ставрополь, 1999. 126 с.

33. Лодыгин, А.Д. Концентраты с пребиотическими свойствами на основе сыворотки Текст. / А.Д. Лодыгин, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева и др. // Молочная промышленность. 2006. - № 6. - С. 69 -70.

34. Морозов, A.A. Хроматография в неорганическом анализе Текст. / A.A. Морозов. М.: Высшая школа, 1972. - 240 с.

35. Нечаев, А.П. Пищевая химия Текст. / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг,

36. A.A. Кочеткова и др., под ред. А.П. Нечаева. Издание 2-е, перераб. и испр. СПб.: ГИОРД, 2003. - 640 с.

37. Павлов, В.А. Новые методы переработки молочной сыворотки Текст. /

38. B.А. Павлов. М: Агропромиздат, 1990. - 148 с.

39. Патент Австрии №288595, МКИ А 16 К 27/00. Способ производства концентрата лактулозы / Лаевозан, заявл. 7.02.69, опубл. 10.03.71.

40. Патент Великобритании 2031430, МКИ с 07 H 3/02. Процесс производства лактулозы Текст. / Молтени. Заявл. 29.09.78, опубл. 23.08.80. приор. Италии.

41. Патент 2092563 Российская Федерация, МКИ6 CI3K13/00, 5/00 Способ получения сиропа лактулозы / А.Г. Храмцов, С.А. Рябцева, И.А. Евдокимов, A.B. Серов, А.Н. Борданов. Заявл. 14.04.95; опубл. 10.10.97, Бюл.№ 28/1997.-2с.

42. Патент РФ № 2101358, МКИ С13К 5/00, А23С 21/00. Способ получения сиропа лактулозы / Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А., Серов A.B. Приор. 14.03.94, опубл. 10.01.98, бюл.№1.

43. Патент РФ № 2098977, МКИ А 23 С 21/10. Способ производства сухой молочной сыворотки / Храмцов А.Г., Лодыгин А.Д., Рябцева С.А., Евдокимов И.А., Журба Л.Н. Приор. 18.01.96, опубл. 20.12.97, бюл. № 35.

44. Патент 2130973 Российская Федерация, МКИ6 С13К5/00 Способ получения сиропа лактулозы / А.Г. Храмцов, Б.М. Синельников, С.А. Рябцева, О.Б. Суржикова, И.А. Евдокимов, Ю.А. Максимов. Заявл. 29.04.98; опубл. 27.05.99, Бюл. № 15/1999. 3 с.

45. Патент РФ № 2201093, МКИ А 23 С 21/00. Способ производства сухого молочного продукта / Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А., Лодыгин А.Д., Чернобаев В.Н. Приор. 28.12.2000, опубл. 27.03.2003, бюл. №9.

46. Подгорнова, Н.М. Оценка массовой кристаллизации сахарозы в вибрирующем слое при низких температурах Текст. / Н.М. Подгорнова, С.М. Петров, А.Г. Шестов // Сахарная промышленность. 1998. - № 3, -С.25-27.

47. Полянский, К.К. Кристаллизация лактозы: физико-химические основы Текст. / К.К. Полянский, А.Г. Шестов Воронеж: Изд-во ВГУ, 1995. -184 с.

48. Полянский, Н.Г. Методы исследования ионитов Текст. / Н.Г. Полянский, Г.В. Горбунов, Н.Л. Полянская М.: Химия, 1976. - 208 с.

49. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки Текст. / Под ред. Храмцова А.Г., Нестеренко П.Г. М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1982. - 152 с.

50. Риман, В. Ионообменная хроматография в аналитической химии Текст. / В. Риман, Г. Уолтон. М.: Мир, 1973. - 375 с.

51. Руденко, В.Н. Превращения Д-глюкозы в водных щелочных растворах Текст. / В.Н. Руденко // Изв. Вузов. Пищевая технология. 1999. № 2-3. -С. 33-34.

52. Руденко, В.Н. Влияние азотсодержащих соединений на образование красящих веществ в модельной системе Д-глюкоза-аминокомпонент Текст. / В.Н. Руденко, Л.Д. Бобровник П Изв.вузов. Пищевая технология. 1996. -№6. - С. 23-28.

53. Рябцева, С. А. Изучение процесса изомеризации лактозы как основы технологии лактулозы Текст. / С. А. Рябцева // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие». 1998. - № 1. - С. 110 - 113.

54. Рябцева, С.А. Технология лактулозы: настоящее и будущее Текст. / С.А. Рябцева // Изв. вузов. Пищевая технология. 1998. - №4. - с. 45-47.

55. Рябцева С.А. Физико-химические предпосылки создания безреагентных способов получения лактулозы Текст. / С.А. Рябцева // Сборник научных трудов СевКав ГТУ серия «Продовольствие». Ставрополь: СевКав ГТУ, 1999.-С.36-39.

56. Рябцева, С. А. Технология лактулозы Текст. / С. А. Рябцева. М.: ДеЛи принт, 2003. - 232 с.

57. Рябцева, С. А. Физико-химические основы технологии лактулозы. Текст. /С. А. Рябцева.-Ставрополь: СевКавГТУ, 2001. 138 с.

58. Рябцева, С.А. Получение и применение лактулозы Текст. / С. А. Рябцева. // Обзорная информация. Сер. Молочная пром-ть. М.: АгроНИИТЭИММП, 1990. - 28 с.

59. Сергеев, В.Н. Продовольственная индустрия России Текст. / В.Н. Сергеев, Н.Г. Богомазова, А.Г. Бондаренко и др. М.: Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации, 1998. -444 с.

60. Серов, A.B. Химия и физика лактозы и ее производных. Монография. Текст. / A.B. Серов. Ставрополь: СевКавГТУ, 2003. - 116 с.

61. Синельников, Б.М. Концепция производства и использования лактулозы в Российской Федерации / Синельников Б.М., Храмцов А.Г., Евдокимов И.А. и др. // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие», 2001. № 4. - С. 38 - 43.

62. Синельников, Б.М. Лактоза и ее производные Текст. / Б.М. Синельников, А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов и др. С-Пб.: Профессия, 2007. - 768 с.

63. Степаненко, П.П. Микробиология молока и молочных продуктов Текст. / П.П. Степаненко // Учебник для ВУЗов. Сергиев Посад: ООО «Всё для Вас - Подмосковье», 1999. - 415 с.

64. Тепел, А. Химия и физика молока Текст. / А. Тепел М.: Пищевая промышленность, 1979. - 623 с.

65. Тихомирова, H.A. Технология продуктов функционального питания Текст. / H.A. Тихомирова-М.: ООО «Франтэра», 2002. 213 с.

66. Тихомирова, H.A. Нанотехнология и биотехнология продуктов функционального питания на молочной основе Текст. / H.A. Тихомирова // Молочная промышленность. 2005. - №5. - С. 74 - 75.

67. Храмцов, А.Г. Применение ионного обмена в молочной промышленности Текст. / А.Г. Храмцов, Э.Ф. Кравченко, В.Г. Рыбаченко и др. // Обз. информация, сер. Цельномолочная пром-ть. М.: ЦНИИТЭИМПП, 1972. -44 с.

68. Храмцов, А.Г. Переработка и использование молочной сыворотки: Технологическая тетрадь Текст. / А.Г. Храмцов, В.А. Павлов, П.Г. Нестеренко и др.- М.: Росагропромиздат, 1989. 271 с.

69. Храмцов, А.Г. Безотходная технология в молочной промышленности Текст. / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. М.: Агропромиздат, 1989. -279 с.

70. Храмцов, А.Г. Промышленная переработка нежирного молочного сырья Текст. / А.Г. Храмцов, К.К. Полянский, C.B. Василисин и др. Воронеж: Издательство ВГУ, 1992. - 192 с.

71. Храмцов, А.Г. Полное и рациональное использование молочной сыворотки на принципах безотходной технологии Текст. / А.Г. Храмцов, C.B. Василисин, А.И. Жаринов и др. Ставрополь: ИРО, 1997. - 120 с.

72. Храмцов, А.Г. Лактоза и ее производные / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева и др. // Молочная промышленность. 1997.-№ 3. - С. 17 -18.

73. Храмцов, А.Г. Закономерности анионообменной обработки растворов лактозы Текст. / А.Г. Храмцов, С.А. Рябцева, А.И. Евдокимов и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. 1999. - № 2 - 3. - С. 19-20.

74. Храмцов, А.Г. Российская лактулоза XXI век. Научные основы, производство и использование Текст. / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева и др. М.: МИИТ. 2000 - 110 с.

75. Храмцов, А.Г. Лактулоза: мифы и реальность Текст. / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева. Ставрополь: 2001. - 138 с.

76. Храмцов, А.Г. Научно-технические основы биотехнологии молочных продуктов нового поколения Текст. / А.Г. Храмцов, Б.М. Синельников, И.А Евдокимов, и др.// Ставрополь: СевКавГТУ- 2002. 118 с.

77. Храмцов, А.Г. Лактозосодержащее сырье феноменология термина, практика и перспективы использования / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие».- 2006.-№2.-С. 11-14.

78. Храмцов, А.Г. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.5. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки / А.Г. Храмцов, C.B. Василисин СПб.: ГИОРД, 2004. - 576 с.

79. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки. Учебное пособие. Текст. / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко М.: ДеЛи принт, 2004. -587 с.

80. Храмцов, А.Г. Интенсивная технология молочного сахара Текст. / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов-М.: ДеЛиПринт, 2004.- 277 с.

81. Храмцов, А.Г. Общая технология молочной отрасли Текст. / А.Г. Храмцов, И.А.Евдокимов, С.А. Рябцева и др. Ставрополь: СевКавГТУ. 2005.- 175 с.

82. Храмцов, А.Г. Применение лактулозы в молочной промышленности. / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева, и др // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие»:- 2005. -№ 1. С. 20 - 26.

83. Храмцов А.Г., Научно технические основы технологии лактулозы / А.Г. Храмцов, Б.М. Синельников, И.А. Евдокимов и др. // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие»:- 2004. - № 1. - С. 12-18.

84. Храмцов, А.Г. Физико химические свойства, биологическая ценность и медицинское применение лактулозы / А.Г. Храмцов, Б.М. Синельников, И.А. Евдокимов и др. // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие»:- 2004. - № 1. С. 23 - 30.

85. Храмцов, А.Г. Закономерности процесса изомеризации лактозы в лактулозу в подсырной сыворотке / А.Г. Храмцов, С.А. Рябцева, JI.H. Журба // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие»:- 2003. № 1. - С. 16 - 20.

86. Храмцов, А.Г. Лактулоза: ценность, использование, маркетинг и эффективность производства Текст. / А.Г. Храмцов, Б.А. Брыкалов, С.А. Рябцева и др. Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2004. - 140 с.

87. Храмцов, А.Г. Производство и использование концентратов молочной сыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, Д.Н. Лодыгин, И.А. Евдокимов и др. // Обзорная информация. Сер. Молочная промышленность. М.: АгроНИТЭИММП, 1990. - 32 с.

88. Храмцов, А.Г. Производство сухой подсырной сыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, Н.Е. Заец, Г.Н. Доценко // Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1975.-32 с.

89. Чекулаева, JI.B. Сгущенные молочные консервы Текст. / JLB. Чекулаева, Н.М. Чекулаев. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 263 с.

90. Чикин, А.Г. Ионообменные методы очистки веществ Текст. / Под ред. А.Г. Чикина, О.Н. Мягкова Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. - 372 с.

91. Шалыгина, A.M. Методы исследования молока и молочных продуктов Текст. / A.M. Шалыгина, Г.Н. Крусь, З.В. Волокитина М.: КолосС, 2000.-368 с.

92. Шевелева, С. А. Пробиотики, пребиотики и пробиотические продукты. Современное состояние вопроса Текст. / С.А. Шевелева // Вопросы питания. 1999. - №2. - С. 32 - 40.

93. Экспертиза вторичного молочного сырья и получаемых из него продуктов Текст. / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева и др. // Учебное пособие. Ставрополь: СевКавГТУ, 2003. - 130 с.

94. Andrews, G.R. Distinguishing pasteurized UHT and sterilized milks by their lactulose content Text. / G.R. Andrews // J. Soc. Dairy Technol. 1984. -№37.-p. 92-95.

95. Andrews, G.R. Lactulose in heated milk Text. / G.R. Andrews // Bull. Int. Dairy Fed. 238. 1987. - p. 45 - 52.

96. Andrews, G.R. Formation and occurence of lactulose in heated milk Text. / G.R. Andrews // J. of Dairy Res. 1987. - № 53. - p. 665 - 680.

97. Andrews, G.R. Formation and effect of the protein, citrate and phosphate content of milk on formation of lactulose during heat treatment Text. / G.R. Andrews // J. of Dairy Res. 1987. - № 54 (2). - p. 207 - 218.

98. Fujita, K. Carbohydrates in Industrial Synthesis Text. / K. Fujita, S. Kitahata, H. Kozo. Berlin: Bartens, 1992. - p. 68-76.

99. Harju, M. Lactulose as substrate for p-galactosidase Text. / M. Harju // Milchwissenschaft. 1985. -№ 6. - p. 349 - 352.

100. Harju, M. Production and properties of lactulose, lactitol and lactobionic acid Text. / M. Harju // Bull. Int. Dairy Fed. 289. 1993. - p. 27 - 30.

101. Horton, B.S. Whey processing and utilization Text. / B.S. Horton // Bull. Int. Daily Fed. 308. 1995. - p. 2 - 6.

102. Jefferey, G.A. Crystal structure and n.m.r. analysis of lactulose trihydrate Text. / G.A. Jefferey, D. Huang, P.E. Pfeffer et. al. // Carbohydr. Res. 226. -1992.-p. 29-42.

103. Klostermeyer, H. Lactulose in heated milk determination and valuation Text. / H. Klostermeyer//Bull. Int. Daily Fed. 208. 1985.-p. 1-9.

104. Mizota, T. Lactulose as a sugar with physiological significance Text. / T. Mizota, Y. Tamura, M. Tomita // Bull. Int. Daily Fed. 212. 1987. - p. 69 -76.

105. Mizota, T. Lactulose as a growth promoting factor for bifidobacterium and its physiological aspects Text. / T. Mizota // Bull. Int. Dairy Fed. 313. -1996.-p. 43-48.

106. Mizota, T. Functional and nutritional foods containing bifidogenic factors Text. / T. Mizota // Bull. Int. Daily Fed. 313, 1996. p. 31 - 35.

107. Modler, H.W. Bifidobacteria and bifidogenic factors Text. / H.W. Modler, R.C. McKellar, M. Yaguchi // Can. Inst. Foods Sei. Technol. 1990. -№23.-p. 29-41.

108. Modler, H.W. Bifidogenic factors sources, metabolism and applications Text. / H.W. Modler // Int. Dairy J. -1994. - № 4. - p. 3&3 - 407.

109. Olano, A. Changes in the carbohydrate fraction of milk during heating processes Text. / A. Olano, M. Calvo, V. Corzo // Food Chem., V. 31, 1989. -p. 259-265.

110. O'Sullivan, M.G. Metabolism of bifidogenic factors by gut flora an overwiev Text. / M.G. O'Sullivan // Bull. Int. Daily Fed. - 313. - 1996. - p. 23-30.

111. Poutanen, K. Enzymatic isomerization of glucose in hydrolyzed whey lactose syrup Text. / K. Poutanen, Y.-Y. Linko, P. Linko // North European Dairy J.- 1978.-№4.-p. 3-8.

112. Tamura, Y. Lactulose and its application to the food and pharmaceutical industries Text. / Y. Tamura, T. Mizota, S. Shimamura et. al. // Bull. Int. Dairy Fed. 289.-1993.-p. 43-53.

113. Terada, A. Effect of lactulose on composition and metabolic activity of the human faecal flora Text. / A. Terada, H. Hara, M. Kataoka et. al. // Microb. Ecol. Health Dis. 1992. -№ 5. - p. 43 -50.

114. US Patent N 5644050 C 13/00, C 0711 1/00. Method for manufacturing lactulose anhydride. / Morinaga Milk Ind. Co., Japan. Pat. 1.07.97, prior. 22.06.93 PCT/JP 93/00841.

115. Vaheri, M. The formation of lactulose (4-o-ß-gaIactopyranosilfructose) by ß-galactosidase Text. / M. Vaheri, V. Kauppinen // Acta Pharm. Fenn. -1978. -№ 87.-p. 75-83.

116. Yaeshima, T. Benefits of bifidobacteria to human health Text. / T. Yaeshima // Bull. Int. Dairy Fed. 313. 1996. - p. 36 - 42.

117. Zadow, J.G. Lactose: properties and use Text. / J.G. Zadow // J. of Dairy Sei. 1984. - № 11. - p. 2654 - 2673.

118. Zadow, J.G. Whey and lactose processing Text. / Edited by J.G. Zadow. New York: Elsevier science publishing Co Inc, 1992. - 489 p.