Введение к работе
Актуальность работы. Среди основных направлений развития пищевой промышленности на современном этапе выделяется фундаментальный физико-химический подход к анализу технологических процессов, так как понимание сущности технологических процессов дает ключ к управлению ими путем целенаправленного изменения различных технологических факторов.
Сыры занимают важное место среди продуктов питания. Это объясняется как их биологической ценностью, так и хорошими органолептическими показателями. Для производства сыров используются различные способы свертывания молока. Наиболее распространенными являются сычужная, кислотно-сычужная и кислотная коагуляция. Они достаточно хорошо исследованы и описаны в литературе.
Термокислотный способ коагуляции белков молока применяется заметно реже и поэтому менее исследован. Тем не менее, сыры на основе термокислотной коагуляции имеют широкие перспективы благодаря ряду преимуществ. Основное достоинство данного способа получения молочного сгустка заключается в высокой степени извлечения белков из молочного сырья, достигающей 95-97%. Кроме того, по сравнению с казеином, сывороточные белки, входящие в состав термокислотного сгустка, имеют более сбалансированный аминокислотный состав. Производство сыров на основе термокислотного свертывания позволяет сократить такие операции как разрезка сгустка, постановка зерна, созревание. Для термокислотной коагуляции белков молока не требуется дорогостоящих молокосвертывающих ферментов. Кроме того, высокотемпературная тепловая обработка позволяет использовать в производстве сырье более широкого диапазона, чем при выработке сыров с традиционной технологиями.
Существующие на сегодняшний день технологии производства сыров на основе термокислотной коагуляции белков молока включают ряд общих операций, однако применяемые в них технологические режимы заметно отличаются друг от друга. В связи с этим возникает необходимость детального анализа процесса термокислотной коагуляции молочных белков, который позволит определить основные значимые факторы процесса и их влияние на эффективность коагуляции и свойства белкового продукта.
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является изучение физико-химических особенностей термокислотной коагуляции молока на основе термографического метода.
Для реализации поставленной цели выделены следующие задачи, требующие решения:
разработка методики термографического мониторинга термокислотной коагуляции молока;
разработка многоканальной автоматизированной системы для многофакторного контроля термокислотной коагуляции молока;
исследование роль ионов кальция на в процессе термокислотной дестабилизации коллоидной системы белков молока;
разработка теоретических моделей термокислотной коагуляции молока.
Научная новизна работы. Впервые разработана методика исследования кинетики термокислотной коагуляции молока на основе мониторинга термографической разности температур.
Проведено экспериментальное исследование одновременного влияния рН молока и концентрации содержащегося в нем ионизированного кальция на температуру свертывания молока.
Предложена гипотеза, объясняющая влияние кальция на термокислотную коагуляцию. Показано, что рН среды не является единственным фактором, вызывающим коагуляцию молока при высокой температуре. Изменение концентрации ионов кальция, наряду с рН, существенно изменяет протекание термокислотной коагуляции.
Практическая ценность. Разработана многоканальная автоматизированная система для многофакторного контроля коагуляции молока, предназначенная для одновременного мониторинга температуры, эффективной вязкости термографическим методом, активной кислотности и активности ионов кальция в процессе гелеобразования.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: «Математические методы в технике и технологиях» (Санкт-Петербург, 2000), «Молодые ученые – пищевым и перерабатывающим отраслям АПК (технологические аспекты производства)» (Москва, 2000), «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (ДонГАУ, 2010), «Пищевые продукты и здоровье человека», (Кемерово, 2011).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах, из которых 3 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. По результатам исследований получен патент РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики проведения эксперимента, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (125 источников) и приложения. Текст работы изложен на 132 страницах (включая приложения), содержит 5 таблиц и 38 рисунков.
