Разработка методов комплексного мониторинга процесса коагуляции молока

• Автор: Иваненко, Олег Васильевич
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Молоко как коллоидная система

1.2. Коагуляция молока

1.2.1. Изменение физикохимических свойств при коагуляции молока

1.2.2. Экспериментальные методы исследования коагуляции

1.2.3. Теоретические подходы, используемые при мониторинге оптических и реологических свойств

1.3. Заключение по обзору литературы и задачи исследований

2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Организация работы

2.2. Методы исследований
3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ОСНОВ ТЕРМОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА МОНИТОРИНГА
ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ МОЛОКА
3.1. Принцип действия термографа
3.2. Термографический метод
3.3. Термограф
3.4. Прибор для точного определения момента начала гелеобразования в молоке
3.5. Автоматизированное двухканальное устройство для комплексного мониторинга процесса свертывания молока
3.6. Разработка теоретического обоснования термографического метода
3.6.1. Уравнения НавьеСтокса
3.6.2. Квазистационарные течения
3.6.3. Осесимметричные вертикальные течения
4. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОАГУЛЯЦИИ МОЛОКА
4.1. Исследование особенностей процесса сычужной коагуляции
4.1.1. Исследование влияния молокосвертывающего фермента на процесс коагуляции
4.1.2. Исследование влияния хлорида кальция на процесс коагуляции
4.1.3. Возможный механизм влияния кальция на сычужную коагуляцию
4.2. Применение термографического метода для контролирования
процесса кислотной коагуляции
4.3. Исследование особенностей процесса кислотносычужной коагуляции
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Таблица 1. Коллоидная система молока, которая представлена растворами молочного белка и коллоидного фосфата кальция в молочной сыворотке рис. Коллоидно-дисперсная система самая чувствительная из всех фаз молока. Неустойчивое поведение коллоидно-дисперсных частиц зависит от их размеров и связанной с этим общей поверхности. Рис. Коллоидное состояние характеризуется наличием частиц диспергированного вещества диаметром от 1 до 0 нм. Основной интерес представляет величина частиц важнейшего компонента коллоидной системы - казеина. Установлено, что мицеллы имеют шарообразную форму диаметром от 0, до 0, мкм []. Наиболее распространены частицы диаметром 0, мкм. Казеиновые фракции образуют комплексы (субмицеллы), которые объединяются в казеиновые мицеллы. Мицеллы характеризуются слоистой структурой. На их поверхности располагаются гидрофильные компоненты к-казеина, которые действуют как защитные средства. В состав к-казеина входит гликопептид, который содержит большое число диссоциированных карбоксильных групп, то есть носителей отрицательного заряда [, , , 2]. Закон элсктронейтральности в растворе требует, чтобы этот поверхностный заряд в дисперсионной среде компенсировался равным по величине противозарядом, который состоит из избытка противоположно заряженных гидратированных ионов. Таким образом, дисперсные частицы имеют двойной электрический слой с определенным поверхностным потенциалом. Одноименный заряд казеиновых частиц вызывает электростатическое отталкивание и, следовательно, стабильность коллоидной системы. При определенных условиях молоко из коллоидного состояния золя переходит в коллоидное состояние геля. Такой переход называется свертыванием молока. По природе частиц, образующих гель, молочные гели являются казеиновыми гелями. Различают кислотные и сычужные гели, которые соответственно образуются под действием накапливающейся в молоке молочной кислоты либо при участии молокосвертывающих ферментов [, 0]. В геле частицы теряют подвижность и формируют стационарную структуру. В результате ориентировки казеиновых частиц из всего объема молока образуется трехмерный каркас геля, заполненный молочной сывороткой. Молочные гели образуются при условии, если система в процессе свертывания находится в покое, механическое движение во время свертывания приводит к флокуляции и, следовательно, образованию суспензии. Характерным свойством молочных гелей является синерезис, то есть самопроизвольное снижение водоудерживающей способности и равномерное сжатие геля [, ]. Натуральное' свежее молоко имеет pH 6,5-6,6. При кислотообразовании в молоке или добавлении в него кислоты происходит повышение содержания водородных ионов, что сдвигает диссоциационное равновесие между диссоциированными карбоксильными остатками и ионами водорода в сторону нсдиссоциировапных карбоксильных групп. Ионы водорода связываются с карбоксильными остатками, что приводит к уменьшению заряда белковой частицы. В результате у них снижается величина потенциала отталкивания, что приводит к соединению частиц и образованию геля. Это происходит в изоэлектрической точке, когда число отрицательных зарядов на коллоидных частицах становится равным числу положительных зарядов [6]. Следует отметить, что молочные гели после их разрушения не восстанавливаются. Коагуляция молока является важным технологическим процессом при производстве сыров и кисломолочных продуктов. В свежем молоке белки находятся в виде коллоидного раствора. Гелеобразование основано на изменении поверхности мицелл, которое влечет за собой их дестабилизацию. Дестабилизация коллоидных частиц происходит в том случае, если снижается количество поверхностных зарядов а, следовательно, и потенциал отталкивания, и ослабевает гидратная оболочка. Если преобладают силы притяжения в результате снижения энергии отталкивания, то сталкивающиеся друг с другом коллоидные частицы объединяются и образуются более крупные быстро осаждающиеся частицы. Они сливаются вместе и коагулируют. Это приводит к видимому хлопьеобразованию — коагуляции.