Исследование химико-технологических закономерностей процесса окисления лактозы с целью разработки технологии лактобионовой кислоты

• Автор: Грицаева, Марина Витальевна
• Шифр специальности: 05.18.04, 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1 Анализ состояния вопроса и задачи исследований

1.1 Лактобионовая кислота, как основной продукт окисления лактозы

1.2 Перспективные направления использования лактобионовой кислоты

1.3 Физико-химические свойства лактозы как объекта окисления

1.4 Анализ основных способов окисления лактозы

1.4'. 1 Ферментативное окисление

1.4.2 Окисление галогенами

1.4.3 Гомогенное окисление кислородом в щелочной среде
1.4.4 Гетерогенное каталитическое окисление
1.4.5 Электрохимическое окисление
1.5 Обоснование выбранного направления и задачи исследований
Глава 2 Организация, объекты и методы проведения исследований
2.1 Организация работы и объектьтисследований
2.2 Методы физико-химических и микробиологических анализов
2.3 Математическое планирование и обработка результатов экспериментов
Глава 3 Исследование химико-технологических закономерностей окисления лактозы
3.1 Обоснование выбора сырья для получения лактобионовой кислоты
3.1.1 Анализ альтернативных сырьевых источников лактозы для производства лактобионовой кислоты
3.1.2 Разработка способа подготовки молочной сыворотки для проведения окисления лактозы
3.2 Изучение закономерностей электрохимического окисления лактозы

3.3 Разработка способа идентификации лактобионовой кислоты физико-химическими методами анализа
3.4 Оптимизация процесса электрохимического окисления лактозы в лактозосодержащем сырье глубокой очистки
Глава 4 Изучение функционально-технологических свойств лактобионовой кислоты
4.1 Изучение антибактериальной активности лактобионовой кислоты
4.2 Влияние лактобионовой кислоты на кислотообразующую активность молочнокислых микроорганизмов
4.3 Изучение антагонистической активности заквасок молочнокислых
микроорганизмов в присутствии лактобионовой кислоты
Глава 5 Разработка технологии получения лактобионовой кислоты из лактозосодержащего сырья и оценка ее эффективности
5.1 Технологический процесс производства лактобионовой кислоты
5.2 Оценка экономической эффективности производства
лактобионовой кислоты из молочной сыворотки
5.2.1 Маркетинговая оценка
5.2.2 Расчет себестоимости лактобионовой кислоты
5.3 Адаптация системы ХАССП для контроля технологического процесса производства лактобионовой кислоты
Выводы
Список литературы
Приложения

Введение
Научный и практический интерес исследователей всего мира к молочному сахару (лактозе) не угасает более чем 400 лет. Систематически на протяжении более века изучается? проблема производства и использования лактозыи ее производных. Этойшроблеме уделяется постоянное внимание со стороны Международной молочной федерации (ММФ).
Несмотря на то,: что на данный момент имеется- большое количество работ по химии лактозьц данных в области, ее химических превращений недостаточно; так как в органической; химии; основное внимание обращается на новые сложные производные, в то время как наука; о. молоке; нацелена, главным образом; на практическое использование лактозы как.таковой;[23].
Хотя; идея использования лактозы в качестве сырья; для. химических или; биологических, преобразований была; актуальна; на протяжении; ] десятилетий,; незначительный прогресс был достигнут в технологии переработки лактозы. В настоящее время учеными- получено; большое количество разнообразных производных лактозы, системный перечень которых составляет более 100 наименований; Только два химических, производных лактозы применяются в промышленных масштабах - лактулоза и'лактитол. Лактулозу получают путем, изомеризации лактозы, а лактитол - в ходе ее восстановления.
Другим способом получения производных лактозы является процесс окисления, в результате которого можно получить, такой; продукт, как лактобионовую кислоту.
Лактобионовая кислота интересна . своими хелатирующими свойствами; [25]. Это важный компонент растворов для сохранения органов во время? транспортировки. Она представляет собой новый ингредиент в продукции- по уходу за кожей с мощными антиоксидантными; и увлажняющими; свойствами. Кроме того, производные лактобионовой кислоты проявляют антикоагулянтную и антитромботическую активность.
палладия, то в промышленном масштабе его лучше всего использовать в виде готовой матрицы палладия, нанесенной на носитель — активированной уголь. Аналогичным образом, висмут может быть добавлен в виде Ш20з. Оптимальные результаты в этом случае получены при концентрации палладия, около 100 мг/л и концентрации висмута около 20 мг/л. Одним, из преимуществ данного метода является то, что нет нужды восстанавливать катализатор после каждого-цикла [88, 90]
Кислород можно подавать в реакционную смесь различными путями. Хорошие результаты были достигнуты путем внесения; чистого * кислорода, кислорода воздуха.или азота, разбавленного кислородом. В,течение реакции концентрация кислорода, в? жидкой фазе непрерывно измеряется датчиком. Один из способов- регулирования концентрации кислорода в. жидкой реакционной смеси — это контроль скорости вращения используемой мешалки. Концентрацию-кислорода в реакционной смеси? можно .непрерывно регулировать, изменяя скорость перемешивания или в дальнейшем разбавляя кислород азотом. Степень превращения полисахарида легко рассчитать по?

количеству щелочи, которую необходимо добавить для поддержания постоянного уровня pH. Реакцию обычно проводят следующим образом [79]". Сначала добавляют катализатор в водный раствор? полисахарида, с концентрацией полисахарида от 5 % до 60 %. Затем при- интенсивном перемешивании вводят газообразный, кислород- и одновременно добавляют щелочь для. нейтрализации карбоновой кислоты в пределах pH от 8 до 10.
Ири окислении моногидрата а-лактозы молекулярным кислородом образуется лактобионат натрия согласно реакции представленной на рисунке 1.18.