Моделирование процессов структурирования и управление структурообразованием в гетерогенных биополимерных системах

• Автор: Смыков, Игорь Тимофеевич
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Углич
• Количество страниц: 370 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРИРОВАНИЯ И СТРУКТУР В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ
1.1 Вода как дисперсионная среда: структура, свойства и функции
1.2 Генезис моделей структуры мицелл казеина, состав и свойства
1.3 Основные методы и подходы к моделированию кинетики агрегирования и
процессов структурообразования в коллоидных системах
1.4 Генезис математических моделей кинетики гелеобразования в молоке
1.5 Модели кинетики структурообразования в дисперсных системах..
1.6 Синерезис молочного сгустка и его моделирование
Выводы по главе 1
Глава 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объект и предметы исследований
2.2 Электронная микроскопия
2.2.1 Метод прямого микроскопирования
2.2.2 Метод сверхбыстрого замораживания-скалывания-травления,
2.3 Оптическая микроскопия
2.3.1 Метод тонкослойных кювет
2.4 Совместные исследования изменений свойств молочного геля в процессе
его образования
2.4.1 Информационно-измерительная система для исследования кинетики
гелеобразования в молоке
Выводы по главе 2
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ
В МОЛОКЕ
3.1 Электронно-микроскопические исследования агрегации мицелл казеина в фазе флокуляции процесса гелеобразования

3.2 Исследование кинетики гелеобразования с помощью тонкослойной
кюветы
3.3 Топологические характеристики структуры молочного геля
3.4 Совместные исследования кинетики изменений кислотности,
термодинамических и реологических характеристик в процессе
образования молочного геля
Выводы по главе
Глава 4. МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТРЕХМЕРОГО ПОЛЯ СТОХАСТИЧЕСКИХ МИКРОТЕЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ
4.1 Моделирование кинетики химических реакций и конформационных
изменений в мицеллах казеина при гелеобразовании
4.2 Оценка скоростей химических реакций и конформационных изменений в
мицеллах казеина при гелеобразовании
4.3 Оценка термодинамики конформационных изменений в мицеллах казеина
при гелеобразовании
4.4 Общая оценка процессов тепло- и массопереноса
4.5 Моделирование теплофизических процессов на поверхности кластеров
мицелл казеина при гелеобразовании
4.5.1 Оценка процессов тепло- и массопереноса в процессе гелеобразования на основе классических моделей
4.5.2 Модель микроконвекции в оценке процессов тепло- и
массопереноса
4.5.3 Термофорез в процессах тепло- и массопереноса при гелеобразовании
4.5.4 Эффект Марангони в процессах тепло- и массопереноса при гелеобразовании
4.5.5 Стоксовская динамика в процессах тепло- и массопереноса при гелеобразовании

4.6 Обобщенное описание рекурсивного механизма ферментативного
гелеобразования в молоке
Выводы по главе
ГЛАВА 5. СИНТЕЗ РЕКУРСИВНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КИНЕТИКИ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ
5.1 Молоко как многомерный объект технологического управления:
методологические аспекты
5.2 Преобразования Лапласа в анализе динамических процессов и свойств
молочного геля
5.3 Синтез математической модели процесса ферментативного
гелеобразования
5.3.1 Базовая рекурсивная модель кинетики ферментативного
гелеобразования
5.3.2 Регрессионная верификация базовой рекурсивной модели
5.3.3 Влияние внешних воздействий на реологические свойства молочного геля
5.3.4 Синтез полной рекурсивной математической модели кинетики ферментативного гелеобразования
5.3.5 Апробация полной рекурсивной модели кинетики гелеобразования
5.3.6 Компьютерная программа расчёта кинетики гелеобразования и
алгоритм её использования
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

преимущественно на поверхности мицеллы и обеспечивают ее гидрофильность в окружающей среде.
Рис. 1.3. Субмицеллярная модель мицеллы казеина Слаттери и Эварда [51].
Темные участки соответствуют гидрофильным участкам к- казеина.
Гидрофобные участки этих субмицелл обращены внутрь мицеллы и взаимодействуя с преимущественно гидрофобными субмицеллами из а5-, и /?-казеинов, обеспечивают внутреннюю стабильность мицеллы. Изменение размеров мицеллы в процессе ее образования прекращается по мере достижения полного покрытия поверхности мицеллы молекулами к- казеина. Следовательно, распределение мицелл казеина по размерам полностью определяется количеством молекул к- казеина [53].
Субмицеллярная модель мицелл казеина была предложена в работах [54, 55] на основе анализа электронно-микроскопических фотографий, который позволил выявить гетерогенность структуры мицелл. После обнаружения мелких белковых агрегатов приблизительно одинакового размера в аппарате Гольджи клеток молочных желез была выдвинута гипотеза, что эти агрегаты -субмицеллы, из которых в естественных условиях собраны мицеллы. Субмицеллярная модель была развита в работе [56], в модифицированной модели которой состав и структура субмицелл не идентифицировались, но к- казеин был локализован на поверхности мицеллы, а субмицеллы связаны между собой