Математическое моделирование физико-химических процессов при кислотно-сычужном свертывании молока

• Автор: Боровая, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 135 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обзор литературы
1.1 Молоко как полидисперсная система
1.1.1 Состав и основные свойства белков молока
1.1.1.1 Характеристика казеина
1.1.1.2 Сывороточные белки молока
1.1.2. Описание сычужной коагуляции
1.1.3 Описание кислотной коагуляции
1.1.4 Кислотно-сычужная коагуляция молока
1.1.5 Влияние технологических параметров обработки молока на 45 процесс коагуляции
1.1.6 Основные свойства молочного жира
1.1.7 Физико-химическая сущность отстаивания жира в молоке
1.2 Заключение по обзору литературы и задачи исследований
2 Моделирование процесса коагуляции молока.
2.1 Модель липких твердых сфер для описания процесса коагуляции
молока
2.1.1 Сычужная коагуляция
2.1.2. Кислотная коагуляция
2.2 Модель снижения заряда для описания процесса коагуляции
молока
2.2.1 Кислотно-сычужная коагуляция
2.2.2. Оценка влияния дисперсности казеиновых мицелл на их 85 коагуляцию
3 Моделирование процесса седиментации жира в молоке
3.1 Модель слипания для описания процесса седиментации
3.2 Фрактальная модель для описания процесса седиментации
3.3 Центробежное отстаивание

4 Практическая реализация результатов исследований
4.1 Использование результатов исследований для улучшения 112 технологии кислотно-сычужных сыров.
4.1.1 Выработка сыра "Молодежный"
4.1.2 Применение гравитационного отстаивания при изготовлении 116 кислотно-сычужных сыров
4.1.3. Выработка сыра "Италик"
5 Результаты и выводы
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Коагуляция молока является основной частью гс—ехнологического процесса производства кисломолочных продуктов. Изучен**к> процесса коагуляции посвящено множество работ. Экспериментальг*ч=го изучены основные закономерности кислотного, сычужного и кислоте*о-сычужного процессов. Несмотря на это, в литературе практически не вс=-тречается теоретических моделей, описывающих процесс коагуляции молока. Очевидно, это происходит потому, что молоко представляет собой сложную пс=»лидисперсную систему. Белки содержатся в молоке в коллоидном состоянии: и образуют с плазмой
молока коллоидный раствор. Жир присутствует в кн-олоке в форме капель величиной в несколько микрон и образует с жидкой *фазоП свеженадоенного молока эмульсию, так как в это время находится в жировых шариках в жидком виде. Кроме того, в молоке присутствуют вещества, которые образуют с
плазмой молока истинный раствор.
Белки молока принято разделять на'две основные фракции - казеин и сывороточные белки. Казеин содержится в молоке е* виде растворимых казеинатов в сочетании с коллоидным трифосфатом кальция, - казеиновых мицелл. Стабильность коллоидного раствора обуславливается наличием на поверхности мицелл отрицательного поверхностного заряда, который препятствует их сближению. При уменьшении поверхностного заряда мицеллы сближаются настолько, что происходит их объединение или коагуляция. Уменьшать поверхностный заряд можно несколькими способами. При сычужной коагуляции он уменьшается за счет отщепления от мицеллы сычужным ферментом гликомакропептида, на котором находятся диссоциированные карбоксильные группы, обуславливающие наличие отрицательного заряда. При кислотной коагуляции уменьшение поверхностного заряда происходит за счет того, что ионы водорода вследствие особого механизма передвижения легко проникают в гидратную оболочку и неподвижный слой противоионов и связываются с карбоксильными и

гидролиз всего к-казеина достигает 85 %. При этом в гелеобразование вступят те мицеллы, у которых подверглось гидролизу 97 % к-казеина [47, 103].
На стадии коагуляции ионы кальция и коллоидного фосфата кальция связываются с гидроксильными группами фосфосериновых групп казеина с образованием "мостиков" [46]. Частично дестабилизированные мицеллы казеина (параказеина), содержащие параказеинаткальцийфосфатный комплекс, собираются в агрегаты из двух, трех и более частиц, которые затем соединяются между собой продольными и поперечными связями в единую сетку, образуя сгусток.
Рис. 1.6- Схема образования пространственной структуры в процессе свертывания молока: а - начало образования структурной сетки; б - пространственная структура сгустка: 1- частицы белка; 2 - петли структуры, заполненные дисперсионной средой.
Таким образом, возникает рыхлая пространственная структура, в петлях которой заключена дисперсионная среда (рисунок 1.6), то есть происходит гелеобразование [24, 57].
Закономерности процесса сычужного свертывания исследовал В.П. Табачников. Проанализировав ранее проведенные исследования гелеобразования в растворах полимеров и характер коллоидных структур, он пришел к выводу, что процесс коагуляции белков молока должен соответствовать общим закономерностям гелеобразования, поскольку белки молока, по существу, являются биополимерами [68].
Процесс сычужного свертывания можно проследить с помощью реологи-