Введение к работе
Актуальность работы. Среди огромного количества продуктов животного и растительного происхождения молоко является одним из наиболее ценных в пищевом отношении. Его высокая пищевая ценность заключается, прежде всего, в том, что оно содержит необходимые для человека питательные вещества в хорошо сбалансированных соотношениях. Пищевая ценность молока обусловлена также возможностью вырабатывать из него достаточно широкий ассортимент различных продуктов, таких как сыры, творог и др.
Основным направлением развития промышленности на современном этапе является фундаментальный физико-химический подход к анализу технологических процессов. Такой подход, с одной стороны, порождает потребность в глубоком изучении закономерностей, лежащих в основе промышленных технологий. С другой стороны, понимание сущности технологических процессов дает ключ к управлению ими путем целенаправленного изменения различных технологических факторов.
Коагуляция белков молока является важной частью технологического процесса производства большинства молочных продуктов. В условиях промышленного производства контроль и регулирование параметров при свертывании молока остается важной задачей. Именно технологии, основанные на контролируемом изменении технологических факторов процесса, способны обеспечить необходимое разнообразие ассортимента продуктов, обладающих повышенной биологической ценностью и необходимыми функциональными свойствами.
В соответствии с вышеизложенным, исследование коагуляции молока остается важной и актуальной задачей.
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является изучение физико-химических особенностей коагуляции молока и разработка методов многофакторного мониторинга процесса коагуляции.
Для реализации поставленной цели выделены следующие задачи, требующие решения:
изучить влияние дегидрирования молока этиловым спиртом на сычужную коагуляцию;
исследовать влияние ионов кальция на процесс дестабилизации коллоидной системы белков молока;
исследовать возможность применения термографического метода для анализа кинетики формирования структуры молочного сгустка;
проанализировать возможность использования светового рассеяния для изучения свойств молока, в том числе в процессе его коагуляции;
разработать многоканальную автоматизированную систему для многофакторного контроля коагуляции молока.
Научная новизна работы. Впервые исследовано влияние этилового спирта на процесс сычужной коагуляции при концентрациях от 0% до 15%. Показано, что при высоких концентрациях (> 5%) добавление этилового спирта ведет к увеличению продолжительности свертывания, по-видимому, из-за изменения структуры активного центра фермента.
Предложена гипотеза, объясняющая влияние кальция на кислотную коагуляцию. Показано, что рН среды не является единственным фактором, вызывающим кислотную коагуляцию молока. Снижение концентрации ионов кальция с одновременным понижением рН молока существенно изменяет характер коагуляции.
Разработана методика исследования кинетики формирования пространственной структуры молочного сгустка на основе мониторинга термографической разности температур.
Обоснована возможность использования обратного светового рассеяния для анализа свойств молока.
Практическая ценность. Разработана многоканальная автоматизированная система для многофакторного контроля коагуляции молока, предназначенная для одновременного мониторинга температуры, эффективной вязкости термографическим методом, активной кислотности и активности ионов кальция в процессе гелеобразования с возможностью мониторинга непосредственно в сырной ванне.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: «Пищевые продукты и здоровое питание» (Кемерово, 2007; 2008; 2009), «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» (Кемерово, 2007;2008), «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (ДонГАУ, 2007; 2008), «Технология и техника пищевых производств» (Кемерово, 2009), «Технология и техника пищевых производств» (Республика Беларусь, г. Могилев, 2009).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из которых 2 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. По результатам исследований отправлена заявка на выдачу патента РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики проведения эксперимента, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (133 источника) и приложения. Текст работы изложен на 116 страницах, включает 11 таблиц и 29 рисунков.
