Научно-исследовательский институт детского питания российской академии сельскохозяйственных наук (ниидп россельхозакадемии) симоненко сергей владимирович научные аспекты переработки козьего молока и п

На правах рукописи

Государственное научное учреждение

Научно-исследовательский институт детского питания Российской академии сельскохозяйственных наук

(ниидп россельхозакадемии)

Симоненко Сергей Владимирович

НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ КОЗЬЕГО МОЛОКА И ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ОБЩЕГО

И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно-исследовательский институт детского питания Российской академии сельскохозяйственных наук (НИИДП Россельхозакадемии)

Научный консультант:

академик РАСХН, доктор технических наук,

профессор Харитонов Владимир Дмитриевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Евдокимов Иван Алексеевич;

доктор технических наук Хвыля Сергей Игоревич;

доктор с.-х. наук, профессор Шувариков Анатолий Семенович

Ведущая организация:

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Защита состоится «___» ________ 2010 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИМП) по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации «___» ______ 2010 года, разослан «___» ______ 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник А.Н. Захаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Состояние здоровья современного человека в значительной степени определяется характером, уровнем и структурой питания, в которых зачастую имеются серьезные нарушения в силу экологических, социальных и других факторов. Пища как сложный химический комплекс, содержащий тысячи основных и минорных компонентов, способна оказывать разнообразные физиологические эффекты, это дает возможность использовать рационы питания для предупреждения нарушений и восстановления функций организма.

Все большее применение в последние годы находят продукты на основе козьего молока, обладающие ценными питательными свойствами для жизнедеятельности человека, особенно для детей и людей пожилого возраста.

В России в 2009 году родились более 1,7 миллиона детей. Значительная часть женщин, по различным причинам, в 3-4 месяца прекращают грудное вскармливание. В этих случаях важно организовать оптимальное искусственное вскармливание для обеспечения роста и развития ребенка. В связи с этим требуется проведение научных исследований по разработке специализированных продуктов детского питания.

Основателем отечественной науки о детском питании является А.А. Покровский. Большой теоретический и практический вклад в развитие технологии продуктов для детей внесли: А.А. Агтиггх, А.А. Баранов, М.Я. Бренц, Л.Н. Иванова, И.Я. Конь, Н.С. Королева, Г.С. Коробкина, П.Ф. Крашенинин, Н.Н. Липатов, Н.Н. Липатов (мл.), А.Б. Лисицын, К.С. Ладодо, В.С. Медузов, В.М. Позняковский, И.А. Рогов, И.А. Радаева, В.Б. Спиричев, В.А. Тутельян, А.В. Устинова, Е.М. Фатеева, В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, Г.П. Шаманова, A. Armuzzi, D. Hofinann, P. Marteau и другие отечественные и зарубежные ученые.

По данным Института питания РАМН, в городах количество новорожденных, страдающих непереносимостью и аллергией к белкам коровьего молока, увеличивается в силу экологических, генетических, социальных и других факторов. Особенности состава и свойств козьего молока делают продукты его переработки в ряде случаев эффективной альтернативой продуктам из коровьего молока. Поэтому важной социальной проблемой является обеспечение населения продуктами на основе козьего молока, и в первую очередь, беременных и кормящих матерей, детей раннего, дошкольного и школьного возраста.

Исследованию свойств козьего молока посвящены труды таких ученых, как С.М. Кунижев, Р.И. Раманаускас, О.А. Суюнчев, К.Е. Маtаk и других.

Формирование государственной политики в области здорового питания является жизненно необходимой государственной задачей. Она закреплена нормативными документами:

- Федеральный закон РФ от 02.01.2000 № 29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов»;

- Указ президента от 30.01.2010 № 120 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации»;

- Постановление правительства от 14.07.2007 № 446 «О государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008–2012 годы».

В настоящее время объем теоретических и прикладных исследований недостаточен для объективной оценки влияния составных компонентов козьего молока на качество выпускаемой продукции. До настоящего времени исследования по влиянию сырья, технологических параметров, аппаратурного оформления на качество готовых продуктов не позволили создать эффективного производства продуктов на основе козьего молока. Для комплексной переработки молока необходима развитая сеть товарных козоводческих ферм, позволяющих обеспечить молокоперерабатывающие предприятия достаточным количеством молока-сырья, а также должна быть разработана и расширена научная и нормативно-техническая база.

Целью настоящей работы является развитие научно-практических основ переработки козьего молока и разработка технологий продуктов функционального назначения.

Для достижения поставленной цели сформулированы и последовательно решались следующие задачи:

• провести анализ и определить тенденции развития производства козьего молока и продуктов на его основе в Российской Федерации и за рубежом;
• исследовать состав и специфические свойства белков козьего молока в сравнении с женским и коровьим молоком;
• выявить влияние различных способов обработки козьего молока на его свойства;
• научно обосновать режимы технологических процессов переработки козьего молока;
• разработать методические подходы для идентификации козьего молока-сырья;
• разработать технологии новых продуктов общего и специального назначения на основе козьего молока;
• разработать аппаратурно-технологические решения, рекомендуемые для производства и переработки козьего молока, включая создание и испытания экспериментальных образцов нового оборудования.

В основу научной концепции, развиваемой в работе, положена гипотеза о том, что качество и свойства молочных продуктов из козьего молока в значительной степени определяются биохимическими, иммунохимическими и физико-химическими свойствами белков, входящих в состав этого сырья.

Научная новизна:

• научно обосновано и экспериментально подтверждено, что состав белков козьего молока, их аминокислотные последовательности, физико-химические свойства имеют качественные отличия от белков коровьего молока, что позволяет использовать эти отличия для идентификации сырья, поступающего на переработку, и обоснованно оптимизировать технологические процессы производства продуктов из козьего молока;

- выявлено, что сывороточные белки козьего, коровьего и женского молока отличаются по физико-химическим и иммунохимическим свойствам. При этом антигенные детерминанты сывороточных белков молока коров и коз идентичны, но отличаются от антигенных детерминант сывороточных белков женского молока;

- установлено, что термическая обработка козьего молока при температуре выше 70оС изменяет физико-химические свойства белков; это приводит к увеличению глубины гидролиза белков основными протеазами желудочно-кишечного тракта: пепсином и трипсином, что значительно повышает усвояемость продуктов на основе козьего молока и придает им гипоаллергенные свойства;

• научно обоснованы и экспериментально доказаны закономерности влияния различных физических способов обработки козьего молока на его физико-химические, биохимические и иммунохимические свойства;
• установлено, что для повышения термостойкости и снижения бактериальной загрязненности козьего молока-сырья целесообразно осуществлять его термизацию при температуре 64±2°С на ферме или при поступлении на переработку сразу подвергать термической обработке при температуре 68±2°С.

Практическая значимость результатов:

• разработаны методические рекомендации по подбору сырьевых зон производства козьего молока-сырья;
• разработаны методические рекомендации по организации молочно-товарных ферм;
• разработаны методические рекомендации идентификации козьего молока-сырья;
• совместно с ОАО «Мир-Продмаш» и ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии разработаны и успешно испытаны экспериментальные образцы модернизированного оборудования, рекомендованного для использования при переработке козьего молока;
• разработаны и реализованы в промышленности более 10 технологий продуктов общего и специального назначения на основе козьего молока;
• разработаны предложения по аппаратурному оформлению процессов производства и переработки козьего молока.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на международных и российских конференциях, семинарах и научно-практических форумах: Москва, 2006–2010; Углич, 2006–2010; Адлер, 2007–2008; Волгоград, 2007–2008; Минск, 2008; Истра, 2009; V Европейский конгресс педиатров, 2009.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 71 наименование научных трудов, в том числе 1 монография, 22 статьи в рецензируемых изданиях, соответствующих списку ВАК, получено 2 патента и 1 заявка на патент.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (327 работ отечественных и зарубежных авторов), приложения. Работа изложена на 297 страницах машинописного текста, содержит 57 таблиц и 53 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертационной работы обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована концепция, цель и задачи исследований; представлена научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Анализ современного состояния производства козьего молока и продуктов его переработки в Российской Федерации и за рубежом

Систематизированы и обобщены литературные данные отечественных и зарубежных авторов в области современного состояния и тенденций развития производства козьего молока и продуктов его переработки. Проанализировано состояние и перспективы развития козоводства в России и за рубежом. Отмечено, что низкое качество молока-сырья является одной из основных проблем производства козьего молока. Выделены особые специфические свойства козьего молока. Определены основные факторы, обусловливающие технологические характеристики козьего молока, основывающиеся на микробиологических, биохимических и физико-химических показателях и динамике их изменений в ходе переработки. Проведен анализ существующих технологий производства молочных продуктов на основе козьего молока. Определены основные характеристики сырьевой базы и особенностей производства козьего молока. Проведен анализ существующей нормативно-технической базы и особенностей производства продуктов на основе козьего молока. Обоснована необходимость разработки новых видов продуктов общего и специального назначения для детерминированных групп населения с обеспечением заданного уровня качества и функциональных свойств.

Глава 2. Методология выполнения работы

Научные и экспериментальные работы по комплексному рассмотрению вопросов производства и переработки козьего молока выполнены при непосредственном участии автора с 2000 по 2005гг. в НИПТИ «Агропромпрогресс», СГУП «Моссельхоз» в рамках «Московской агропромышленной программы». С 2006 г. по настоящее время в ГНУ Научно-исследовательский институт детского питания Россельхозакадемии в рамках тематики Россельхозакадемии, а также бюджетных и хоздоговорных работ совместно с ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Россельхозакадемии.

В рамках реализации российско-белорусского проекта «БелРосТрансген-2» проведена совместная работа с Научно-исследовательским институтом биологии гена Российской академии наук по отработке технологических процессов переработки козьего молока. Апробация технологических решений осуществлялась на производственных предприятиях России и стран ближнего зарубежья.

Общая схема исследований диссертационной работы представлена на рис. 1.

Объекты исследований: молоко коровье (Bos taurus) цельное и обезжиренное, молоко козье (Capra hircus) цельное и обезжиренное зааненской, нубийской и альпийской пород, женское молоко с 20 по 40 день лактации; коровья молочная сыворотка, козья молочная сыворотка; продукты на основе козьего молока. При выполнении работы использовались 36 стандартных и 7 приведенных в специальной литературе методов, принятых для физико-химического и микробиологического контроля молочных продуктов.

Сравнение белкового состава козьего, коровьего и женского молока осуществляли с использованием электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии и в отсутствии додецилсульфата натрия на стандартном оборудовании (камера для вертикального электрофореза «Эльф-4», РФ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Agilent 1100, колонка ZORBAX 300SB-C8 (США); иммунохимические свойства белков молока исследовали методом двойной иммунодиффузии в агаровом геле. Протеолиз белков молока вели с использованием трипсина и пепсина. Повторность опытов на всех этапах работы – не менее трех измерений.

Применены методы математического моделирования и статистической обработки экспериментальных данных.

В процессе исследований использовалось специализированное стендовое оборудование: сепаратор-бактофуга, микрофильтрационная установка, установка для обработки молока с использованием ультрафиолетового излучения, а также экспериментальный участок для исследования процессов переработки козьего молока и продуктов на его основе производительностью 100 л/ч.

Выработки опытных партий молочных продуктов осуществлялись на региональных предприятиях молочной промышленности.

Глава 3. Сравнительное исследование свойств козьего, коровьего и женского молока

С помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия был определен состав белков молока зааненской породы коз и оценена их относительная молекулярная масса в сравнении с белками коровьего и женского молока. Полученные результаты электрофоретического разделения денатурированных белков козьего, коровьего и женского молока (рис.2) свидетельствуют о существенных различиях в составе белков не только казеиновой, но и сывороточной фракций. Преобладающим сывороточным белком коровьего молока является -лактоглобулин (-лг), в козьем его содержится несколько меньше, а в женском – этот белок отсутствует. При сравнении казеиновых фракций исследуемых образцов (рис. 2, треки 5 и 6) видно, что они также отличаются по составу, причем казеин козьего молока по составу и молекулярной массе приближен к казеину женского молока. В целом полученные данные по белковому составу козьего молока удовлетворительно коррелируются с данными других авторов. Их получение в данной работе диктовалось необходимостью оценки белкового состава козьего молока как базовой основы перед проведением углубленных исследований в этой области.

1–молоко коровье цельное; 2 –молоко козье цельное; 3 –молоко женское, 4–смесь стандартов сывороточных белков;5 – казеин из коровьего молока; 6 –казеин из козьего молока

Рис. 2. Электрофореграмма сывороточных белков молока и казеиновой фракции

Содержание -лактоальбумина (рис. 3) в козьем и женском молоке несколько выше, чем в коровьем.

1 –сыворотка козьего молока; 2–сыворотка коровьего молока;

3 –сыворотка женского молока; 4–смесь стандартов белков (-лг, -ла и бычьего сывороточного альбумина)

Рис. 3. Электрофореграмма денатурированных белков молочной сыворотки и стандартов сывороточных белков

Общее содержание белков, несомненно, является одной из основных характеристик качества молока. Однако не менее важно знать, какие виды белковых соединений в нем являются преобладающими. С этой целью был проведен анализ электрофореграмм основной казеиновой фракции и сывороточных белков молока нескольких пород коз (рис. 4 и 5).

Как видно из рис. 4, исследуемые образцы молока зааненской, нубийской и альпийской пород коз схожи по белковому составу казеиновой и сывороточной фракций. Основным белком казеиновой фракции молока всех исследованных пород является -казеин, на долю которого приходится до 6267 % от общего содержания данного белка (рис. 4А). У нубийской породы обнаруживается наименьшее количество s-казеина, а суммарное содержание данной фракции не превышает 9 %. Напротив, у коз альпийской породы содержание данного казеина в молоке превышает 18 %.

Результаты анализа электрофореграмм сывороточных белков, представленных на рис. 4Б, свидетельствуют в целом об общности состава основных сывороточных белков.

Однако определенные различия обнаруживаются при анализе минорных сывороточных белков, к которым относятся сывороточный альбумин и лактоферрин. Результаты анализа электрофореграмм минорных сывороточных белков представлены на рис. 5.

Как следует из результатов, содержание лактоферрина, который является наиболее ценным биологически активным компонентом молока, в молоке коз зааненской и нубийской пород сравнимо с содержанием этого белка в женском молоке. В молоке коз альпийской породы лактоферрина заметно меньше. Проведенные исследования в целом свидетельствуют о предпочтительном использовании в качестве одной из основных пород – зааненскую породу, как наиболее распространенную и продуктивную. В этой связи все последующие эксперименты осуществлялись с использованием козьего молока указанной выше породы.

Рис. 5. Электрофорез денатурированных минорных сывороточных белков

козьего молока различных пород

Для изучения свойств -лактоглобулинов из молока копытных животных был проведен теоретический анализ их структуры с использованием специализированного программного обеспечения. В соответствии с информацией Национального центра биотехнологической информатики США (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) получены сравнительные данные аминокислотных последовательностей коровьего и козьего -лактоглобулинов. Установлено, что аминокислотная последовательность козьего -лг отличается десятью аминокислотами от коровьего. Замены аминокислот локализованы на поверхности белковой молекулы, что следует из данных по пространственной организации -лг. Перечисленные замены приводят к тому, что козий -лг обладает более положительным суммарным зарядом по сравнению с коровьим.

Этот вывод подтвержден проведенными исследованиями с использованием высокоэффективной хроматографии (ВЭЖХ) различных образцов молока, результаты которой представлены на рис. 6.

Рис. 6. Результаты ВЭЖХ сывороточных белков коровьего (А),

козьего (Б) и женского молока (В)

Результаты исследования подтверждают данные, полученные при анализе образцов сыворотки молока (рис. 2), что -лактоальбумин (-ла) присутствует во всех исследуемых образцах, -лактоглобулина значительно больше в коровьем молоке, а в женском – этот белок отсутствует. В хроматографическом профиле (рис. 6А) в сыворотке коровьего молока присутствуют несколько интенсивных пиков. При использовании стандартных образцов белков бычьего сывороточного альбумина (БСА), -ла и -лг установлено, что пики со временем удерживания 33,1 и 33,5 мин соответствуют БСА и -ла, а двойной пик, регистрируемый на 37,3 и 37,7 мин, – двум генетическим вариантам -лг А и B. Время удержания на использованной хроматографической колонке -ла козьего, коровьего и женского молока существенно отличается и составляет соответственно 33,5; 32,5; 31,5 мин, что свидетельствует о различиях свойств исследуемых белков. Они обусловлены отличиями в первичной структуре белков, что может привести к изменению их способности подвергаться протеолизу ферментами желудочно-кишечного тракта. Эти отличия создают предпосылки для выработки методических подходов к идентификации козьего и коровьего молока, а также их смесей на основе электрофоретических методов и ВЭЖХ.

Важность этого вопроса связана не только с общими проблемами фальсификации, но и с тем, что продукты из козьего молока в целом ряде случаев предназначены для функционального и лечебного питания, в том числе детского, в котором искажение ингредиентного состава совершенно недопустимо.

На основании теоретического анализа и полученных экспериментальным путем данных можно сделать вывод, что состав белков козьего молока, их аминокислотные последовательности и физико-химические свойства отличаются от белков коровьего молока, что имеет значение при разработке технологических параметров переработки козьего молока.

Белки коровьего и козьего молока могут иметь близкие антигенные детерминанты, определяющие их аллергенные свойства. Методом двойной радиальной иммунодиффузии (по Ухтерлони) с использованием кроличьих антител к основным сывороточным белкам коровьего молока исследована иммунореактивность белков коровьего, козьего и женского молока. Результаты представлены на рис. 7.

7

А: 1 –-лг; 2 – концентрат сывороточных белков; 3 –сыворотка коровья; 4–-лг;

5 –сыворотка козья; 6 –сыворотка женская; 7– антисыворотка против -лг.

Б: 1 – -ла; 2 – сыворотка коровья, 3 –БСА, 4–антисыворотка против -ла и БСА.

В: 1–-ла; 2 – сыворотка козья; 3–БСА; 4 –антисыворотка против -ла и БСА.

Г: 1–-ла; 2 – сыворотка женская; 3 –БСА; 4 – антисыворотка против -ла и БСА

Рис. 7. Двойная радиальная иммунодиффузия в агаровом геле коровьей,

козьей и женской сывороток молока

Как видно на рис.7А, -лг коровьего молока по составу антигенных детерминант идентичен -лг козьего молока, в женском же молоке -лг отсутствует, что подтверждает предыдущие исследования. Использование антител против -ла и БСА коровьего молока (рис. 7 Б, В и Г) показало, что -ла козьего молока по антигенным детерминантам также идентичен -ла коровьего молока, а -ла женского молока общих антигенных детерминант с аналогичным белком коровьего молока не имеет и полосы преципитации с антисывороткой против -ла и БСА не дает (рис. 7Г).

Несмотря на выявленные различия физико-химических свойств, сывороточные белки козьего и коровьего молока обладают сходными иммунохимическими свойствами. Эти результаты подтверждают сведения о близости аллергенных свойств белков сыворотки коровьего и козьего молока.

Таким образом, в целом установлено, что белки козьего молока, будучи иммунохимически идентичны белкам коровьего молока, отличаются от белков коровьего и женского молока по фракционному составу и физико-химическим свойствам, что может быть положено в основу создания идентификационных аналитических методов. При этом контроль видовой принадлежности молока может быть осуществлен электрофоретическими методами и высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ). Установлено, что состав белков женского молока и молока исследованных копытных животных существенно различается. Отличительным признаком женского молока является отсутствие в нем -лактоглобулина и высокое содержание лактоферрина. Сывороточные белки коровьего и козьего молока, -лг и -ла, не различаются по молекулярным массам, а использование для анализа отличий в составе казеинов коровьего и козьего молока затруднено из-за близости их молекулярных масс, что не дает возможности дать количественную оценку их смеси.

Дальнейшие исследования, результаты которых представлены на рис. 8 и 9, показали, что подлинность козьего молока и его смесей с коровьим может быть успешно определена с использованием электрофоретического разделения сывороточных белков в отсутствии додецилсульфата натрия. Данный анализ целесообразно проводить на козьей сыворотке, так как казеины мешают эффективному электрофоретическому разделению сывороточных белков.

Как видно на рис. 8, в отсутствии додецилсульфата натрия электрофоретическая подвижность сывороточных белков коровьего молока увеличивается в ряду: альбумин, -ла, -лг, причем их ЭФ-грамма существенно отличается от ЭФ-граммы сывороточных белков козьего молока (рис. 8, треки 1 и 11). Это явление положено в основу количественной оценки содержания коровьего молока в козьем.

1. сыворотка из козьего молока;

сыворотка в соотношении смеси козьего и коровьего молока:

2. 90 % / 10 %;
3. 80 % / 20 %;
4. 70 % / 30 %;
5. 60 % / 40 %;
6. 50 % / 50 %;
7. 40 % / 60 %;
8. 30 % / 70 %;
9. 20 % / 80 %;
10. 10 % / 90 %;
11. сыворотка из коровьего молока.

1 – комплекс сывороточных белков козьего молока; 2 – бычий сывороточный альбумин;

3 – бычий -лактоальбумин; 4 – бычий -лактоглобулин

Рис. 8. Электрофореграмма белков, содержащихся в сыворотке козьего, коровьего молока и их смесей

Рис. 9. Массовая доля коровьего молока в смеси с козьим, рассчитанная по содержанию бычьего -лактоглобулина

Для расчета содержания бычьего -лактоглобулина, входящего в смеси козьего и коровьего молока, использован пакет программ ImageQuant v. 5.l software фирмы Molecular Dynamics, USA. Результаты представлены в виде зависимости массовой доли коровьего молока в смеси с козьим молоком (рис. 9). Анализ рис. 8 и 9 показывает, что у предложенного метода нижний предел определения содержания коровьего молока в козьем молоке составляет 10 %. Данная методика идентификации козьего молока может быть использована лабораториями для осуществления входного контроля поступающего сырья.

Использование ВЭЖХ для определения особенностей белкового состава козьего и коровьего молока также позволяет проводить подобный анализ в хорошо воспроизводимых условиях. Хроматография сыворотки козьего молока обнаруживает в нем -ла и -лг по характерным временам удерживания (рис. 10). На рисунке синим цветом показан профиль элюции белков козьего молока, красным – коровьего, другими цветами – различные смеси белков из коровьего и козьего молока. Времена удерживания для козьего и коровьего -лактоальбумина соответственно составляют 30 и 33,5 мин, что достаточно для их эффективного разделения. Эти значительные отличия позволили провести видовую идентификацию козьего, коровьего молока и их смесей. Количественное определение компонентов молока определяется по площади соответствующего хроматографического пика с использованием специализированного программного обеспечения ChemStation (Agilent Technologies, США).

По сравнению с электрофоретическим методом идентификации козьего молока использование ВЭЖХ отличается более высокой скоростью (60 мин), а также возможностью автоматизированной точной оценки количества индивидуального белкового соединения после соответствующей калибровки.

Рис. 10. Результаты ВЭЖХ анализа смеси коровьего и козьего молока

Глава 4 Исследования свойств козьего молока под воздействием физических факторов

Важной проблемой является высокая микробиальная обсемененность и содержание соматических клеток в козьем молоке-сырье.

В процессе исследований рассмотрены возможности снижения этих показателей за счет использования процессов бактофугирования, микрофильтрации, ультрафиолетового излучения и термической обработки.

На первом этапе в лабораторных условиях были проведены исследования возможности снижения бактериальной обсемененности и содержания соматических клеток и оценки обезжиривания молока-сырья с использованием сепаратора-сливкоотделителя с разделяющим фактором 2514 м3/с2.

Разделяющий фактор рассчитывался по формуле:

Ф = 2ztg(R3-r3), (1)

где = n/30 - угловая скорость, рад/с; z – количество рабочих тарелок, – угол наклона образующей тарелки, град; R и r – соответственно наибольший и наименьший радиусы тарелок, м · 10 -2.

Эффективность обезжиривания оценивалась по формуле, выведенной из формулы материального баланса:

Эф = 100%·Жс(Жм–Жо)/Жм(Жс–Жо), (2)

где Жс – содержание жира в сливках, %; Жм – содержание жира в исходном молоке; %; Жо – содержание жира в обезжиренном молоке, %.

Эффективность очистки от соматических клеток определялась:

Эсом = 100%·(М1–М2)/М1, (3)

где: М1 и М2 – количество соматических клеток соответственно в исходном и обезжиренном молоке.

Результаты проведенных экспериментов показали, что наиболее оптимальный результат был получен при производительности сепаратора 0,06 м3/с и температуре сепарирования 55 ± 1°С. Эффективность обезжиривания при этих параметрах составила 96% с одновременной очисткой обезжиренного молока от соматических клеток более 90%.

Как показали расчеты и результаты экспериментов, производительность промышленных сепараторов при обработке козьего молока на практике целесообразно снижать примерно на 8 %, что связано с более высокой дисперсностью жировых шариков в козьем молоке по сравнению с коровьим.

Полученные результаты, представленные на рис. 11, свидетельствуют о том, что сепараторы обеспечивают сравнительно незначительное снижение бактериальной обсемененности козьего молока-сырья. В то же время, как показали исследования, их использование позволяет в существенной степени снизить содержание соматических клеток в козьем молоке-сырье. При проведении дальнейших исследований по изучению процесса бактофугирования козьего молока использовался модифицированный сепаратор-сливкоотделитель Ж5-ОСБ. В целях использования данного сепаратора в качестве бактофуги в конструкцию базовой модели был внесен ряд конструктивных изменений. В частности, были перенесены питающие каналы в пакете тарелок, установлен ограничитель расхода «тяжелой» фазы, видоизменена схема потока молока в барабане сепаратора. Данному сепаратору-бактофуге присвоена марка Ж5-OCЦП 1 (М). Результаты испытаний показали, что при оптимальной температуре бактофугирования 5055°С производительность его составляла 100 л/ч, обеспечивая в среднем снижение количества соматических клеток в 160 раз и общего количества микроорганизмов в 2,5 раза.

Рис. 11. Эффективность микробиологической очистки козьего молока в зависимости от режима работы сепаратора-бактофуги:

1 – 20–23 л/ч; 2 – 42–45 л/ч; 3 – 60–65 л/ч

Другим эффективным способом снижения бактериальной обсемененности и содержания соматических клеток является микрофильтрация. В таб. 1 представлены средние значения физико-химических показателей образцов, полученных в процессе микрофильтрации при температуре 51± 2°С.

Таблица 1. Средние значения физико-химических показателей образцов обезжиренного и микрофильтрованного козьего молока

Наименование показателя	Исследуемая система
	Обезжиренное молоко	Микрофильтрованное молоко
Активная кислотность, рН	6,66±0,6	6,64±0,36
Титруемая кислотность, Т	17,0±1,0	17,0±1,1
М.д. сухих веществ, %	8,56±0,65	8,25±0,62
М.д. жира, %	0,06±0,008	0
М.д. белка, %	3,14±0,21	3,05±0,2
М.д. лактозы, %	4,54±0,23	4,39±0,21
Минеральные вещества, %	0,82±0,04	0,81±0,04

Из представленных данных видно, что в общем количестве потерь сухих веществ в процессе микрофильтрации (0,31%) на белок приходится 0,09%, на лактозу – 0,15%, на жир – 0,06% и на минеральные вещества – 0,01% соответственно. В общем случае отмеченные потери не являются существенными и незначительно снижают пищевую ценность полученного микрофильтрованного обезжиренного молока.

Эффективность процесса микрофильтрации оценивалась по разнице микробиологической обсемененности исходного обезжиренного молока и полученных из него фильтратов. Выявлено, что снижение показателя микробиологической обсемененности произошло в среднем на 3 порядка. Соматические клетки удалялись практически полностью. Полученные данные представлены в табл. 2.

Таблица 2. Средние значения микробиологической обсемененности образцов обезжиренного молока, микрофильтратов и микроконцентратов

Наименование образца	Содержание микроорганизмов КМАФАнМ, КОЕ/см3(г)	Содержание соматических клеток см3(г)
Исходное обезжиренное молоко	1,8·106	9·104
Микрофильтрат	1,7·103	0
Микроконцентрат	1,2·107	9·104

Полученные результаты свидетельствуют о перспективности и важности практического использования микрофильтрации для очистки козьего молока, что позволяет перейти на низкотемпературные режимы пастеризации, обеспечивающей повышенное содержание нативных белков в продуктах переработки.

Экспериментальное исследование ультрафиолетовой (УФ) обработки оказывает воздействие на бактериальную обсемененность и влияет на состав белкового компонента козьего молока.

В процессе исследований использовалась установка, обеспечивающая расход молока 4 л/ч по циркуляционному контуру. Это позволяло подвергать исследуемое молоко различным временным интервалам обработки. Установка была снабжена источником УФ-излучения общей мощностью 15 Вт (мощность по УФ-излучению – 5 Вт), данные представлены в таб. 3.

Таблица 3. Микробиологическая оценка образцов козьего молока,

подвергнутых УФ-обработке

№ образца	Наименование образца, время бактерицидной обработки, мин	Микробиологическая характеристика
		КМАФАнМ, КОЕ/см3(г)
1	Контроль (без обработки)	2,1·107
2	12	1,5·107
3	18	1,4·107
4	24	7,4·106
5	30	6,3·106
6	36	4,5·105

Полученные данные свидетельствуют о том, что начальная микробиологическая загрязненность использованного козьего молока превышала установленные нормы российского законодательства, в которых значение предельно допустимой микробиологической обсемененности для молока-сырья второго сорта установлено на уровне 4·106 КОЕ/см3(г). Для производства продуктов для детей допустимо использовать молоко с микробиологической обсемененностью не выше 5·105 КОЕ/см3(г).

В результате проведенной ультрафиолетовой обработки было достигнуто существенное снижение микробиологической обсемененности, а БГКП отсутствовали при достижении ее длительности 36 мин. Полученные данные характеризуют эффективность бактерицидного действия ультрафиолетового излучения для принятых в эксперименте режимов обработки.

Для оценки воздействия ультрафиолетового излучения на белки козьего молока проведены исследования фракционного состава сывороточных белков.

При анализе полученных результатов было установлено, что при используемых режимах обработки молока ультрафиолетовым излучением электрофоретическая подвижность белков молока и молочной сыворотки не изменяется.

Поликомпонентный состав казеиновой фракции проанализирован с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия. Содержание основных сывороточных белков козьего молока: -лг и -ла – аналогично контрольному образцу. Однако анализ высокомолекулярных белков молочной сыворотки: козьего сывороточного альбумина, лактоферрина, иммуноглобулинов и других требовал более тонкого разделения указанной высокомолекулярной фракции. Результаты этого исследования представлены на рис. 12. Согласно полученным данным после обработки козьего молока УФ-излучением наблюдалось снижение содержания лактоферрина в сыворотках. При используемых режимах УФ-воздействия количество лактоферрина в молочной сыворотке уменьшается на 10% в результате обработки в течение 24 мин и на 20% при увеличении времени облучения до 34 мин. Другие высокомолекулярные сывороточные белки обнаружены в количествах, аналогичных контрольному образцу.

Рис. 12. Содержание лактоферрина в образцах молочной сыворотки в зависимости от продолжительности воздействия ультрафиолетовым изучением

Данные исследования в целом позволили установить, что УФ-обработка козьего молока оказывает положительное воздействие на его микробиологическую характеристику и приводит к незначительному изменению нативной структуры лактоферрина, 20% которого взаимодействует с казеином и осаждается при обработке кислотой.

В то же время ультрафиолетовое воздействие на белки козьего молока при данных режимах не влияет на глубину их протеолиза ферментами желудочно-кишечного тракта. Следовательно, усвояемость обработанных УФ-излучением белков козьего молока не меняется.

Известно, что усвояемость молочных белков организмом человека зависит от температурной обработки молока-сырья и от эффективности их гидролиза протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. Температурная обработка может влиять и на аллергенность белковых компонентов. Проведены исследования влияния температуры на физико-химические свойства козьего молока, молочной сыворотки и гидрализатов при осуществлении ферментативного гидролиза белков козьего молока под действием основных протеаз желудочно-кишечного тракта – пепсина и трипсина.

Результаты электрофоретического анализа состава белков козьего молока и сыворотки при разных значениях рН и условиях термообработки представлены на рис. 13. В этих опытах образцы козьего молока и сыворотки выдерживались при температурах в диапазоне 50–900С в течение 10 мин.

На рис. 13 белковый состав кислой и нейтральной сыворотки практически не отличается, за исключением наличия следов казеина в сыворотке с рН 4,5 (трек 1). В то же время процесс нейтрализации, следующий за кислотной коагуляцией казеина, приводит к полному удалению казеиновой фракции из сыворотки козьего молока (трек 2).

1 – исходная сыворотка козьего молока при рН 4,5 и 2 – рН 6,71;

3 – сыворотка козьего молока при рН 6,71, выдержанная при 50° С; 4–60°С;

5 –70°С; 6 –80°С; 7 – 90°С;

8 –обезжиренное козье молоко;

9 –обезжиренное козье молоко, выдержанное при 70°С; 10 – 80°С; 11 – 90°С

Рис. 13. Электрофореграмма нативных белков козьего молока и сыворотки при различных значениях рН и условий термообработки

Выдерживание образцов молока и сыворотки при температуре 50–700С практически не влияет на их белковый состав (рис.13, треки 3,4,5). Дальнейшее повышение температуры выше 700С (трек 6) до 900С (треки 7 и 11) приводит к денатурации сывороточных белков.

Для изучения воздействия ферментативного гидролиза на структуру и свойства гидролизатов молочных белков, белки обезжиренного козьего молока и его сыворотки выдерживались при разных температурных режимах с последующей инкубацией с пепсином. Результаты этого исследования представлены на рис. 14 и 15.

Наиболее подверженной гидролизу пепсином является казеиновая фракция козьего молока. Протеолиз казеинов протекает с одинаковой эффективностью, вне зависимости от температуры обработки молока перед проведением реакции в интервале температур 50–900С (рис. 14).

При концентрации фермента 0,0015% казеиновая фракция гидролизуется на 63%, а увеличение концентрации фермента в реакционной смеси до 0,015% приводит к практически полному расщеплению казеинов в козьем молоке уже при 360С.

-Лг в условиях этого опыта ведет себя иначе: белок не подвергается протеолизу при используемой концентрации фермента 0,0015% в интервале температур 50–900 С.

Повышение концентрации пепсина до 0,015% приводит к тому, что этот белок начинает гидролизоваться при температуре выше 700С.

Рис. 14. Зависимость влияния термической обработки казеина и

-лактоглобулина обезжиренного молока на глубину их гидролиза пепсином

-Ла также легко подвергается протеолизу, как и казеин (рис. 15, А и Б). Уже при температуре 360С протеолиз -лактоальбумина под действием пепсина в концентрации 0,0015% протекает на 65%, а при концентрации фермента 0,015% гидролизуется более 80% этого белка. Термообработка молока в интервале температур 70–900 С приводит к полному гидролизу этого белка.

А – электрофореграмма белков сыворотки козьего молока и продуктов их гидролиза пепсином:

1 – исходная сыворотка; 2 – сыворотка, обработанная 0,0015 % пепсином без предварительного нагревания и 3 – при нагревании до 50° С, 4 – 60° С, 5 – 70° С, 6 – 80° С, 7 – 90 °С; 8 – сыворотка, обработанная 0,015%-ным пепсином без предварительного нагревания и

9 – при нагревании до 50° С, 10 – 60° С, 11 – 70° С, 12 – 80° С, 13 – 90° С

I – сывороточный альбумин; II – казеин; III – -лактоглобулин; IV – -лактоальбумин.

Б – зависимость влияния термической обработки сывороточных

-лактоальбумина и -лактоглобулина сыворотки козьего молока на глубину гидролиза пепсином

Рис. 15.Электрофореграмма белков сыворотки козьего молока (А). Зависимость влияния термической обработки сывороточных -лактоальбумина и

-лактоглобулина на глубину их гидролиза пепсином (Б)

Суммируя результаты исследования, представленные на рис. 14 и 15, можно сделать вывод, что казеин и -ла легко подвергаются протеолизу под действием пепсина при температуре 360С. Термообработка молока при температуре выше 700С приводит к практически полной деструкции этих белков. Можно предположить, что низкая по сравнению с коровьим молоком аллергенность казеинов козьего молока объясняется их интенсивным гидролизом под воздействием пепсина, являющегося основным пищеварительным ферментом.

-Лг более устойчив к действию ферментов. Характер расщепления -лг в сыворотке практически идентичен ходу протеолиза этого белка в обезжиренном козьем молоке. Деструкция -лг происходит только после термообработки сыворотки выше 700С.

Проведенные исследования показали, что термообработка козьего молока при температурах выше 700С приводит к денатурации белков, в результате чего они практически полностью гидролизуются под действием пепсина, что свидетельствует о повышении усвояемости молока. Это явление учитывалось при подборе режимов пастеризации.

Для определения антигенных свойств сывороточных белков козьего молока, подвергавшихся термообработке, использовали метод двойной радиальной иммунодиффузии в агаровом геле (по Ухтерлони). Результаты этого исследования представлены на рис. 16.

1 – исходная козья сыворотка; 2 – сыворотка нагретая до 50°С; 3 – 60°С;

4 – 70°С; 5 – 80°С; 6 – 90°С; 7 А – антисыворотка против -лактоглобулина;

7Б – антисыворотка против -лактальбумина и БСА

Рис. 16. Двойная радиальная иммунодиффузия в агаровом геле сывороточных белков, подвергнутых термообработке

Согласно полученным данным антигенные свойства -лг не претерпевают существенных изменений при тепловой обработке козьей сыворотки в диапазоне 50–70°С (рис. 16А, лунки 1–4), тогда как в результате ее инкубации при 80–90°С преципитат не выявляется (рис. 16А, лунки 5–6). При этих температурах происходит термическая денатурация -лг, в результате которой образования комплекса антиген-антитело (АГ– АТ) не происходит. Эти изменения конформации белка ведут к появлению новых мест для протеолиза -лг пепсином, что приводит к значительному гидролизу этого белка, как было показано ранее (рис. 14, 15). Таким образом, термическая обработка козьего молока приводит к денатурации -лг, что улучшает его усвояемость и снижает аллергенность этого белка.

Исследование влияния термической обработки -лактальбумина на его иммунореактивность (рис. 16Б) выявило, что при всех исследуемых диапазонах температур этот белок сохраняет свои антигенные детерминанты, образуя преципитат с анти--ла, в то время как сывороточный альбумин денатурирует при нагревании выше 700С. Аналогичные исследования, проведенные при термической обработке сыворотки коровьего молока, показали, что частичное снижение иммунореактивности -лактальбумина наблюдается после температурной обработки выше 900С, а бычьего сывороточного альбумина, как и у козьего, – выше 700С. Для -лг коровьего молока термическая обработка в диапазоне 90–1000С лишь частично снижает его способность связывать антитела в реакции двойной иммунодиффузии. Это свидетельствует о повышенной термостабильности белков сыворотки коровьего молока по сравнению с белками козьего молока и о том, что сопоставимое снижение аллергенности сывороточных белков козьего молока по сравнению с коровьим наблюдается при существенно более низких температурах термической обработки.

Антигенные свойства гидролизатов козьей молочной сыворотки, полученных с использованием пепсина, были также изучены с помощью метода двойной радиальной иммунодиффузии (рис. 17).

1 – исходная козья сыворотка; 2 – гидролизат, полученный после термообработки сыворотки при 50°С; 3 – 60°С; 4 – 70°С; 5 – 80° С; 6 – 90°С;А, Б: 7 - центральная лунка – анти--лактоглобулин; В, Г: 7 – центральная лунка – анти--лактальбумин

Рис. 17. Двойная радиальная иммунодиффузия (по Ухтерлони) гидролизатов сывороточных белков пепсином 0,0015 % (А и В) и 0,015% (Б и Г) после термообработки, с использованием антисыворотки против

-лактоглобулина (А, Б) и -лактальбумина (В, Г)

Как видно на рис. 17 (А, Б), гидролизаты -лактоглобулина, подвергшегося термообработке при 50–70°С, сохраняют антигенные детерминанты, и как можно предположить, свои аллергенные свойства. Дальнейшее повышение температуры от 70 до 90°С приводит к полной потере этим белком антигенных детерминант и комплекса АГ-АТ не образуется, что должно привести к снижению его аллергенности.

Пепсиновые гидролизаты -лактальбумина, исследованные в этих же условиях (рис. 17, В и Г), теряют способность связываться с анти--ла при его термообработке уже при 50°С.

Установлено, что при термической обработке сыворотки козьего молока в температурном диапазоне 80–90°С -лг претерпевает существенные конформационные изменения, затрагивающие области антигенных детерминант. Эти изменения приводят также к более глубокому гидролизу этого белка пепсином, в результате чего существенно теряется его иммунореактивность – способность связывать антитела и образовывать преципитат в реакции двойной иммунодиффузии. Термическая обработка в указанных диапазонах приводит не только к увеличению усвояемости белков сыворотки, но и к снижению их аллергенности.

Кроме того, была изучена эффективность расщепления основных белков козьего молока другой протеазой – трипсином. В отличие от пепсина, который является неспецифической протеиназой, трипсин катализирует гидролиз пептидных связей, образованных остатками основных аминокислот – аргинина и лизина. Результаты исследований представлены на рис. 18.

Рис. 18. Степень гидролиза трипсином белков козьего молока в зависимости от температуры

Как следует из представленных результатов, при добавлении 0,02 % трипсина к молочным белкам, подвергшимся термообработке при 50–700С, происходит гидролиз половины от общего количества казеина, имеющегося в смеси, в то время как количество других белковых компонентов при этих условиях остается неизменным. Увеличение концентрации трипсина до 0,25% приводит к практически полному протеолизу казеина (92 %).

Сывороточный альбумин в этих условиях гидролизуется только после термообработки выше 700С.

-Лг гидролизуется лишь на 43%, в условиях присутствия 0,02% трипсина и температуры прогрева молока выше 700С. Повышение концентрации трипсина до 0,25%, приводит в этих условиях к сохранению лишь 17 % его нативной структуры. Таким образом, казеиновая фракция белков козьего молока полностью гидролизуется трипсином, а -лг является наиболее устойчивым компонентом к трипсиновому протеолизу. Следует отметить, что аналогичная зависимость обнаружена при действии трипсина на протеины коровьего молока.

Установлено, что с повышением температуры обработки козьего молока изменяется состав продуктов гидролиза молочных белков трипсином в сторону снижения их молекулярной массы.

Для получения более ясного представления об эффективности действия трипсина на исследуемые белки из козьего молока был удален казеин методом кислотной коагуляции. Полученную сыворотку обрабатывали трипсином и исследовали с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (рис. 19).

Рис. 19. Степень гидролиза трипсином белков сыворотки козьего молока в зависимости от температуры

Оказалось, что при концентрации фермента в 0,02% практически не происходит расщепления -лактальбумина, -лактоглобулина и сывороточного альбумина. Увеличение концентрации трипсина до 0,25% приводит к полному гидролизу двух последних белковых субстратов и частичному расщеплению -лактальбумина (70%).

Нагревание сыворотки до 60С не влияет на эффективность гидролиза ее основных компонентов. Однако при возрастании температуры обработки до 70С наблюдается увеличение степени гидролиза протеинов сыворотки козьего молока (рис. 19). Особенно ярко этот эффект выражен для сывороточного альбумина, который интенсивно расщепляется при невысоких концентрациях трипсина в условиях предварительной обработки при температуре свыше 60С. При нагревании сыворотки до 800С и последующем внесении в нее 0,02% трипсина наблюдается полный гидролиз сывороточного альбумина.

Наибольшую устойчивость по отношению к трипсину в сыворотке козьего молока проявляет -ла. При температурах предварительной обработки свыше 70С и высоких концентрациях фермента происходит полное расщепление основных сывороточных белков.

Проведенные нами исследования в сопоставлении с данными других авторов, исследовавших вопросы аллергенности коровьего молока, показывают наличие общей тенденции, свидетельствующей о том, что термическая обработка как козьего, так и коровьего молока снижает аллергенность белков, входящих в их состав. Учитывая низкую устойчивость белков козьего молока при термической обработке по сравнению с белками коровьего молока, следует ожидать, что процесс термической обработки приведет к более глубокому гидролизу белков козьего молока ферментами желудочно-кишечного тракта. Это повлечет снижение аллергенности продуктов гидролиза за счет ферментативного расщепления антигенных детерминант белков молока. С другой стороны, равнозначные значения снижения аллергенности козьего молока по сравнению с коровьим можно обеспечить при более низких параметрах температурной обработки.

Для подтверждения данной гипотезы был проведен дополнительный анализ антигенных свойств сывороточных белков козьего молока и их трипсиновых гидролизатов при разных температурных режимах с использованием метода двойной радиальной иммунодиффузии (по Ухтерлони). Результаты этого исследования представлены на рис. 20.

Как видно из рис. 20А, обработка трипсином в концентрации 0,02% сывороточных белков козьего молока после их термообработки приводит к частичной деструкции антигенных детерминант -лактоглобулина при нагреве, выше 700С.

При гидролизе сывороточных белков 0,25% трипсином -лактоглобулина настолько полно гидролизуется, что полученные пептиды не образуют комплекс АГ-АТ во всех температурных режимах предварительной обработки сыворотки козьего молока (рис. 20 Б, лунки 2-6). Эти результаты хорошо согласуются с ранее полученными электрофоретическими исследованиями, где было показано, что -лактоглобулин денатурирует на 20% под действием 0,025% трипсина лишь при нагреве выше 700С. Эти исследования показали, что снижение аллергенности -лактоглобулина козьего молока и повышение его усвояемости может быть достигнуто путем термической обработки сыворотки при температурах выше 800 С.

Иммунограммы сывороточного альбумина и -лактальбумина (рис. 20, В и Г) показывают, что -ла более устойчив к действию трипсина в выбранных условиях, что также согласуется с результатами, представленными на рис. 19.

1 – исходная козья сыворотка; 2 – гидролизат, полученный без предварительной термообра-ботки сыворотки и при ее нагревании до 50°С; 3 – 60°С; 4 – 70°С; 5 – 80°С; 6 – 90°С;

А: 0,02% трипсина; Б: 0,25% трипсина; центральная лунка - анти--лактоглобулин

В: 0,02% трипсина; Г: 0,25% трипсина; центральная лунка – анти--лактальбумин + анти-БСА

Рис. 20. Двойная радиальная иммунодиффузия продуктов гидролиза трипсином сывороточных белков после их термообработки

Суммируя результаты вышеприведенных исследований, можно сделать следующие обобщения:

- под действием пепсина и трипсина легко расщепляются казеины козьего молока, в то время как сывороточные белки более устойчивы к действию данных пищеварительных ферментов;

- проведение термической обработки значительно повышает степень гидролиза основных белковых компонентов козьего молока и сыворотки, что положительным образом отражается на снижении аллергенности и усвояемости полученных продуктов на их основе в отличие от белков коровьего молока, для которых достижение подобных эффектов возможно при более высоких температурах (свыше 900С);

- воздействие на белки молочной сыворотки козьего молока температур 80–900С приводит к частичной потере их антигенных свойств. В то же время не удается достигнуть полной потери иммунореактивности некоторых сывороточных белков даже после их гидролиза трипсином в условиях термической обработки. Термическая обработка сыворотки коровьего молока требует более высоких температур (свыше 900С) для достижения подобных эффектов.

Таким образом, полученные результаты позволяют более обоснованно подходить к рациональному подбору режимов термизации и пастеризации не только с позиции снижения бактериальной обсемененности продуктов, но и в целях направленного регулирования процесса снижения их аллергенного потенциала и повышения усвояемости.

С учетом положительного влияния термической обработки на эффективность протеолиза и снижения аллергенности белков, были проведены исследования по ее влиянию на микробиологическую загрязненность сырого козьего молока. Эксперименты осуществлялись при температурах 52680С и длительности обработки 3300с, что несколько перекрывало по своему диапазону общепринятый режим термизации (60680С с выдержкой 30с). Планирование эксперимента осуществлялось с помощью метода Бокса-Уилсона. Параметрами оптимизации являлось наличие фосфатазы в обработанном молоке и снижение микробиологической загрязненности на 75%. Факторами процесса являлись температура и время обработки молока (табл. 4).

Таблица 4. Влияние параметров на общее содержание микроорганизмов и

наличие фосфатазы в козьем молоке

Температура термизации, С	Параметры	Продолжительность термизации, с.
		3	15	30	60	180	300
52	КОЕ/см3(г)	8*106	5*106	3*106	2,5*106	9*105	7*105
	фосфатаза	да	да	да	да	да	да
	код отклика	-1	-1	-1	-1	0	0
56	КОЕ/см3(г)	4,5*106	3*106	3*106	8,5*105	5*105	3*105
	фосфатаза	да	да	да	да	да	да
	код отклика	-1	-1	-1	0	0	0
60	КОЕ/см3(г)	3*106	1*106	7*105	1*105	1*105	9*104
	фосфатаза	да	да	да	да	да	Да
	код отклика	-1	-1	0	0	0	0
64	КОЕ/см3(г)	7*105	5*105	3,5*105	4*104	8*104	8*104
	фосфатаза	да	да	да	да	нет	Нет
	код отклика	0	0	0	0	1	1
68	КОЕ/см3(г)	5,5*105	5*105	2*105	9*104	7*104	5*104
	фосфатаза	да	да	да	да	нет	нет
	код отклика	0	0	0	0	1	1

В процессе обработки результатов экспериментов пользовались следующей кодировкой откликов:

- 1 – фосфатаза присутствует, снижение общего содержания микроорганизмов (м/о) менее 75 %;

- 0 – фосфатаза присутствует, снижение общего содержания м/о на 75% и более;

- 1 – фосфатаза отсутствует, снижение общего содержания м/о на 75% и более.

Наличие фосфатазы в таблице обозначено индексом «да» или «нет».

Результаты экспериментов свидетельствуют, что термизация является эффективным приемом, позволяющим повысить качество сырого козьего молока, снижая его микробиологическую загрязненность и не затрагивая денатурационные изменения его белковой фазы.

Проведенные исследования позволили подойти к выявлению рациональных режимов пастеризации козьего молока. При этом было показано, что наиболее существенные конформационные изменения белковой фазы начинаются с температуры 68±2С, положительно влияя на термостойкость молока, и существенно возрастают, начиная с температуры выше 76С.

Кроме этого, тепловая стабильность белков козьего молока вследствие низкого содержания казеиновой фракции будет неизбежно ниже, чем у коровьего молока.

С учетом указанных выше факторов были проведены исследования в широком диапазоне режимных параметров пастеризации. На первом этапе была осуществлена оценка термоустойчивости козьего молока-сырья. Было установлено, что с этих позиций нормальной титруемой кислотностью козьего молока является показатель в диапазоне 1417 Т. Уже при значениях титрируемой кислотности в пределах 19 Т и выше в ряде случаев происходила коагуляция белковой составляющей козьего молока при температурах выше 82С, что подтверждает ее сниженную термостойкость. Подобные образцы исключались из последующих экспериментов. Проведенные на первом этапе исследования показали, что предварительная температурная обработка молока в диапазоне температур 67 70С оказывает положительное влияние на его надежное резервирование перед основными технологическими процессами переработки.

Исследования, характеризующие изменения свойств козьего молока, подвергающегося пастеризации в диапазоне температур 6792оС, подтвердили негативное влияние температурной обработки на витаминный состав козьего молока. В процессе пастеризации наблюдается тенденция снижения доли общего азота и повышение небелкового азота, однако эти изменения носят незначительный характер.

В целом величины указанных выше показателей в пастеризованном козьем молоке колебались в следующих диапазонах: массовая доля белка – 2,83,2 %, общий азот – 0,320,49 %, небелковый азот – 0,030,081 %, свободные жирные кислоты – 0,0210,088 %, содержание кальция – 110,9127,6 мг/100г, содержание доступного лизина – 120,0219,4 мг/100г, содержание триптофана – 26,938,9 мг/100г, содержание фосфора – 77,880,3 мг/100г, содержание витамина А – 0,018 1,38 мг/100г, содержание витамина С – 0,781,21 мг/100г, содержание витамина Д – 0,00010,008 мг/100г.

Практически все использованные режимы пастеризации обеспечивали получение продуктов, отвечающих требованиям «Технического регламента на молоко и молочную продукцию» (ТР).

Для оценки влияния параметров пастеризации на свойства козьего молока и выработанных из него йогурта и творога использовали сырье, со следующими физико-химическими показателями: массовая доля белка 3,15±0,21 %, жира – 3,36±0,05 %, лактозы 4,59±0,24 %, золы – 0,81±0,67 %, сухого вещества – 11,9±0,53 %.

Из козьего молока, подвергнутого различной температурной обработке, был выработан творог (tскваш. = 1315 ч, рН = 5,0) и йогурт (tскваш. = 55,5 ч, рН = 4,56).

Результаты исследований показали, что кинетика сквашивания козьего молока отличается от коровьего более коротким временем начала процесса коагуляции. Другой отличительной чертой является более низкая вязкость сгустка, что имеет важное практическое значение при производстве кисломолочных продуктов.

Следует отметить, что эффективная вязкость творожного сгустка у различных образцов колебалась в довольно большом диапазоне, рН козьего молока в отличие от коровьего молока в процессе предварительного хранения изменяется быстрее. При этом положительное влияние на вязкостные свойства оказывает гомогенизация, позволяющая существенно повысить этот показатель.

Указанные выше данные в совокупности с ранее проведенными исследованиями объясняются в основном пониженным содержанием казеина в козьем молоке. Полученные данные по физико-химическим показателям творога и сыворотки (табл. 5) свидетельствуют о том, что значительная доля доступного лизина и особенно триптофана переходит в творог, а витамина С – в сыворотку из козьего молока.

Таблица 5. Физико-химические показатели образцов творога и сыворотки

Наимено-вание образцов	Наименование показателей
	Массо-вая доля белка, %	Общий азот, %	Небелко- вый азот, %	Массо-вая доля лактозы, %	Массо-вая доля золы, %	Содер- жание Са, мг/100 г	Содер- жание Р, мг/100 г	Доступ- ный лизин мг/100 г	Содер- жание вита- мина С, мг/100 г
Творог	12,12	1,90	0,106	0,28	0,97	155,0	186,0	122,0	0,38
Сыворотка	0,82	0,13	0,069	3,69	0,78	67,3	72,5	52,6	1,06

Эффективная вязкость йогуртов, полученных из козьего молока, как показали результаты экспериментов, зависит от температурных режимов пастеризации (рис. 21).

Влияние температуры пастеризации на эффективную вязкость можно оценить следующей зависимостью

(4)

Рис. 21. Эффективная вязкость йогуртов, полученных из козьего молока, с различной обработкой

Значения опытных коэффициентов и коэффициента корреляции представлены в табл. 6.

Таблица 6. Значения опытных коэффициентов в уравнении, характеризующем влияние температуры пастеризации на вязкость йогурта из козьего молока (нг и г – соответственно не гомогенизированное и гомогенизированное молоко)

Показатель	Температура пастеризации, °С
	67(20 мин)		76 (20 с)		86 (без выдержки)		92 (10 с)
	нг	г	нг	г	нг	г	нг	г
опытный коэффициент, a	144,89	70,29	85,01	90,648	176,79	500,58	365,56	322,38
опытный коэффициент, в	-0,01	-0,017	-0,09	-0,009	-0,01	-0,01	-0,019	-0,007
коэффициент корреляции, R2	0,935	0,9173	0,6964	0,8267	0,8567	0,9099	0,8733	0,9746

Полученные данные свидетельствуют о возможности осуществления направленного изменения вязкости йогурта путем соответствующего регулирования режима пастеризации. Общей тенденцией при этом является положительное влияние использования повышенной температуры пастеризации на увеличение вязкости йогурта. Однако влияние температуры пастеризации при производстве кисломолочных продуктов из козьего молока в отличие от аналогичных продуктов из коровьего молока менее ощутимо.

В целом учитывая, что козье молоко-сырье с рН свыше 6,7 имеет более низкую термоустойчивость, чем коровье молоко, можно рекомендовать, как показали исследования, проведение его предварительной термической обработке или кратковременной пастеризации при невысоких температурах 68±20С с целью повышения его термостойкости.

Пастеризацию целесообразно осуществлять для повышения усвояемости белков молока и, как следствие, с целью снижения аллергенности при температурах, равных 76±20С, но не выше 900С.

При исследовании процессов производства творога получены следующие данные по распределению компонентов из козьего молока между творогом и молочной сывороткой (рис. 22). Данное распределение свидетельствует о перспективности дальнейшего использования и переработки сыворотки, особенно при получении продуктов функционального назначения.

Рис. 22. Распределение компонентов козьего молока между творогом и сывороткой

Глава 5. Разработка и научное обоснование технологий продуктов из козьего молока

Проведенные исследования показали наличие специфических свойств козьего молока, которые в зависимости от целого ряда факторов могут претерпевать различные изменения еще до поступления на завод. С учетом этого были разработаны «Методические рекомендации по подбору сырьевых зон производства молока-сырья», устанавливающие требования к экологическому состоянию сырьевых зон, эпидемиологическому благополучию, первичной обработке, хранению и транспортировке молока, к кормам, технологическим, санитарно-гигиеническим показателям и показателям безопасности молока.

Проведенные исследования свидетельствуют о преобладании низкого качества козьего молока-сырья, поступающего на промышленную переработку. В связи с особенностями производства козьего молока: малыми разовыми надоями, особенностями доения, преобладанием экстенсивных способов производства необходим особенно тщательный зооветеринарный, технический контроль и специализация товарных ферм.

Разработанные научные подходы послужили основанием для формирования перспективного ассортимента продукции и разработки ряда базовых и частных технологий молочных продуктов из козьего молока.

Оценка влияния соотношений ингредиентов на нутриентную сбалансированность молочных продуктов на основе козьего молока проводилась с использованием известных алгоритмов и соответствующих математических моделей. Оптимизация состава проектируемых продуктов производилась с использованием критериев пищевой адекватности. В качестве примера в табл. 7 и 8 представлены параметры нутриентной адекватности продукта для беременных женщин и кормящих матерей, а также кисломолочного продукта для детского питания.

Разработаны новые технологии общего и специального назначения: продукты молочные, пастеризованные для питания беременных и кормящих женщин, молоко козье пастеризованное питьевое для детского питания, молоко козье питьевое витаминизированное для детского питания, сыр мягкий из козьего молока для детского питания, йогурт детский питьевой, творог детский из козьего молока, сметана из козьего молока, адаптированные молочные смеси для детей раннего возраста и жидкие продукты из козьего молока для людей пожилого возраста. Реализованы в промышленность 10 технологий.

Созданы и испытаны экспериментальные образцы оборудования. Проведенные исследования позволили сформировать аппаратурно-технологические решения, рекомендуемые для предприятий по переработке козьего молока различной мощности.

Таблица 7. Параметры нутриентной адекватности продукта для беременных и кормящих женщин

Пищевые вещества					Массовая доля %
Белки Жиры Углеводы					2,8 3,5 4,5
Аминокислоты, г/100 г белка Изолейцин Лейцин Лизин Метионин+цистин Фенилаланин+тирозин Треонин Триптофан Валин					Продукт	Эталон
					5,9 10,5 8,0 3,4 8,2 4,9 1,4 6,5	4,0 7,0 5,5 3,5 6,0 4,0 1,0 5,0
Жирные кислоты, г/100 г липидов Сумма насыщенных ж. к. Сумма мононенасыщенных ж. к. Сумма полиненасыщенных ж. к. в т.ч.: линолевая линоленовая					45,0 44,0 11,0 7,9 3,1	30,0 60,0 10,0 7,5 1,0
Макро- и микроэлементы, мг/1г белка		Витамины, мкг/1 г белка
K Ca Mg Na P Fe J Mn Cu Zn	69,64 57,14 7,14 21,42 41,07 1,43 0,006 0,008 0,029 0,893	А В1 В2 B3 В6 Bc В12	35,7 41,07 41,07 357,1 80,4 50,0 0,196	РР Е C D K Биотин Холин Инозит		625,0 892,9 4464,3 0,446 3,04 5,0 3570 3570

Таблица 8. Параметры нутриентной адекватности кисломолочного

продукта для детского питания

Пищевые вещества				Массовая доля %
Белки Жиры Углеводы				3,0 3,5 16,0
Аминокислоты, г/100 г белка Изолейцин Лейцин Лизин Метионин+цистин Фенилаланин+тирозин Треонин Триптофан Валин				Продукт	Эталон
				5,0 8,7 6,7 2,9 6,5 4,1 1,2 5,3	4,15 7,7 6,0 3,63 6,65 4,15 1,13 5,05
Жирные кислоты, г/100 г липидов Сумма насыщенных ж. к. Сумма мононенасыщенных ж. к. Сумма полиненасыщенных ж. к. в т.ч.: линолевая линоленовая				52,0 39,0 9,0 6,7 4,1	33,0 56,0 11,0 8,34 0,91
Макро- и микроэлементы, мг/1г белка		Витамины, мкг/1 г белка
K Ca Mg Na P Fe J Cu	47,93 44,93 4,77 20,93 52,27 0,038 0,0033 0,0051	А В1 В2 В6 Bc	13,33 26,67 26,67 40,0 6,67	Е C	300,0 1333,3

Глава 6. Социально-экономическая значимость работы

Разработаны научно обоснованные подходы к организации промышленного производства и переработки козьего молока.

Полученные результаты исследований свидетельствуют о социальной значимости и экономической целесообразности производства и переработки козьего молока.

Комплексный системный подход к исследованию функциональных свойств козьего молока, идентификации козьего молока, разработке и совершенствованию нормативно-технологической базы, типовые решения по оснащению технологическим и вспомогательным оборудованием перерабатывающих предприятий, проведенные маркетинговые исследования будут способствовать развитию промышленных технологий переработки козьего молока и продуктов питания функционального назначения на его основе для детерминированных групп населения.

Результаты маркетинговых исследований показывают, что российский рынок молочной продукции на основе козьего молока имеет свободную товарную нишу для новых продуктов отечественного производства.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны научные и практические основы создания технологий переработки козьего молока и продуктов на его основе, учитывающие специфические особенности его аминокислотного, жирового и минерального состава, а также структурные, физико-химические, биохимические и иммунохимические свойства, позволяющие комплексно оценивать и направленно регулировать целевое назначение выпускаемых молочных продуктов.
2. Установлено, что антигенные детерминанты сывороточных белков молока парнокопытных идентичны и значительно отличаются от антигенных детерминант белков женского молока.
3. Для идентификации козьего молока и продуктов на его основе предложены аналитические методы (электрофорез в полиакриламидном геле и ВЭЖХ) с использованием -лактоглобулина в качестве маркера подлинности козьего молока.
4. Установлено, что термообработка молока выше 70°С делает белки козьего молока доступными для действия основных протеаз ЖКТ (пепсин, трипсин), повышая их усвояемость и снижая аллергенность.
5. Доказана перспективность использования бактофугирования, микрофильтрации и УФ-излучения для обработки молока-сырья в целях снижения его бактериальной обсемененности при минимальном воздействии на свойства белковой фазы.
6. Разработаны методические рекомендации по подбору сырьевых зон производства козьего молока, а также по организации молочно-товарных ферм. Обоснован выбор основных технологических параметров и аппаратурного оформления производства продуктов из козьего молока, разработан научно обоснованный ассортимент и техническая документация на новые виды продуктов общего и специального назначения.
7. Установлено, что для повышения термостойкости козьего молока-сырья целесообразно осуществлять его предварительную термическую обработку до температуры 68±20С. Основную пастеризацию с целью снижения аллергенности и повышения усвояемости целесообразно осуществлять при температуре 76±20С.
8. Установлено, что низкая аллергенность козьего молока по сравнению с коровьим связана с тем, что белки козьего молока менее термостабильны и уже при температуре 700С их структура подвергается начальной стадии денатурации, способствующей более глубокому процессу гидролиза под действием ферментов ЖКТ.
9. Проведены маркетинговые исследования, технико-экономические расчеты, которые показывают высокую экономическую эффективность производства продуктов из козьего молока. Показана социальная значимость работы.
10. На основании проведенных исследований разработано более 10 технологий продуктов общего и специального назначения из козьего молока с аппаратурным оформлением процессов и внедрения их в промышленность.

Список трудов, опубликованных по материалам диссертации

Монографии

1. Андреенко, Л.Г. Вопросы питания пожилых /Л.Г. Андреенко, Т.А. Антипова, С.В.Симоненко. – М.: Типография Россельхозакадемии, 2007.–127 с.

Публикации в рецензируемых научных журналах и изданиях

(рекомендованных ВАК РФ)

2. Симоненко, С.В. Обогащение пробиотиками молочных смесей для детского питания / С.В. Симоненко, Н.Н. Липатов, Н.А. Шахайло // Переработка молока. – 2006. – № 6.–С.50-51.

3. Симоненко, С.В. Методология аграрно-пищевых технологий. Алгоритм исследований. / С.В. Симоненко, А.Ю. Золотин, О.И. Башкиров, В.В. Кузнецов // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2007. – № 7. – С.21-23.

4. Симоненко, С.В. Направления разработки продуктов детского питания в условиях неблагоприятных антропогенных факторов / С.В. Симоненко, А.Ю. Золотин, О.И. Башкиров, Т.А.Антипова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2007. – №11. – С. 19–23.

5. Симоненко, С.В. Разработка научных основ экологизации производства продуктов детского питания / С.В. Симоненко, А.Ю. Золотин, О.И. Башкиров, Т.А. Антипова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2007. – № 5. – С.29–31.

6. Башкиров, О.И. Проектирование специальных молочных продуктов для детей / О.И. Башкиров, С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, В.Г. Куленко // Молочная промышленность. – 2007. – № 6. – С. 48–51.

7. Симоненко, С.В. Разработка аграрно-пищевых технологий продуктов детского питания. Алгоритм исследований. Концептуальный подход / С.В. Симоненко, А.Ю. Золотин, В.В. Кузнецов, О.И. Башкиров // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2008. – № 4. – С. 16–17.

8. Симоненко, С.В. Квалификационные критерии аграрно-пищевых технологий детского питания / С.В. Симоненко, В.В. Кузнецов, О.И. Башкиров, Т.А. Антипова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2008 – № 7. – С.19–21.

9. Зубова, С.В. Фторированное молоко для профилактики кариеса / С.В. Зубова, В.В. Кузнецов, С.В. Симоненко, // Пищевая промышленность. – 2008. – №2. – С. 19.

10. Симоненко, С.В. НИИ детского питания: прошлое и настоящее / С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, Л.Г. Андреенко // Переработка молока. 2009. – № 4. – C. 54-55.

11. Симоненко, С.В. Научно-исследовательскому институту детского питания – 20 лет / С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, Л.Г. Андреенко // Пищевая промышленность. – 2009. – № 3.– С. 18–22.

12. Симоненко, С.В. Региональная концепция питания детей школьного возраста и подростков / С.В. Симоненко, А.Ю. Золотин, Т.А. Антипова // Пищевая промышленность. – 2009. – № 3. – С. 23.

13. Конь, И.Я. Молочные смеси для детей раннего возраста: достижения и проблемы / И.Я. Конь, С.В. Симоненко, // Пищевая промышленность. – 2009. – №3. – С. 24–27.

14. Хованова, И.В. Использование белковых гидролизатов из молочного сырья для производства продуктов детского питания / И.В. Хованова, Г.М. Лесь, С.В. Симоненко, Д.В Абрамов, Ю.Я. Свириденко, И.П. Кангин, С.Н. Зорин // Пищевая промышленность. – 2009. – № 3. – С. 30-32.

15. Симоненко, С.В. Научно-практические аспекты в детском питании / C.В. Симоненко, Т.А. Антипова, Б.М. Мануйлов // Пищевая промышленность. – 2010. – № 2. – С. 8–9.

16. Никишина, И.Н. Полифункциональная наночастица лактоферрин / И.Н. Никишина, С.В. Симоненко // Пищевая промышленность. – 2010. – № 2. – С. 10–11.

17. Симоненко, С.В. Реология вязких пищевых систем на основе козьего молока /С.В. Симоненко, С.Е. Димитриева, Е.Ю. Агаркова // Пищевая промышленность – 2010. – № 2. – С. 12–13.

18. Симоненко, С.В. Особенности козьего молока как сырья для продуктов детского питания /С.В. Симоненко, Г.М. Лесь, И.В. Хованова, Т.Н. Головач, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко, Н.В. Гавриленко // Вестник РАСХН. № 1. – 2010. – С. 84–87.

19. Симоненко, С.В. Влияние термической обработки на биологические и технологические свойства белков козьего молока / С.В. Симоненко, С.В. Димитриева, Е.Ю. Агаркова, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. – № 3. – С. 26-30.
20. Симоненко, С.В. Микробиологический контроль продуктов детского питания / С.В. Симоненко, Г.П. Шаманова, В.В. Кузнецов, Т.А. Антипова // Молочная промышленность. – 2010. – № 5. – С. 15–16
21. Симоненко, С.В. Повышение качества молока для детского питания / С.В. Симоненко, С.Е. Димитриева // Молочная промышленность. – 2010. – № 5. – С. 23–24
22. Симоненко, С.В. Продукт для спортивного питания школьников / С.В. Симоненко, И.В. Хованова, Г.М. Лесь // Молочная промышленность. – 2010. – № 5. – С.55–56.

23. Симоненко, С.В. Комплексная переработка козьего молока / С.В. Симоненко // Вестник РАСХН. № 4. – 2010. – С.74–74.

Публикации в трудах НИИ, материалах конференций, симпозиумов и специализированных журналах

24.Симоненко, С.В. О деятельности ГНУ НИИДП РАСХН в 2001–2005г.г./ С.В. Симоненко, Л.Г. Андреенко, С.В. Зубова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Стратегия научного обеспечения развития конкурентоспособного производства отечественных продуктов питания высокого качества». – Волгоград, 27-28 июня 2006. – Ч. 1. – С. 79–84.

25. Симоненко, С.В. Перспективы и основные направления разработки концепции индустрии детского питания / С.В. Симоненко, О.И. Башкиров, В.В. Кузнецов, А.Ю. Золотин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Стратегия научного обеспечения развития конкурентоспособного производства отечественных продуктов питания высокого качества». - Волгоград, 27-28 июня 2006. – Ч. 1. – С. 257–263.

26. Кузнецов, В.В. Сухие молочные и безмолочные смеси Волковысского ОАО «Беллакт» для детей 1-го года жизни / В.В. Кузнецов, С.В. Симоненко, Г.М. Лесь, Т.Ю. Ширяева, И.И. Фролова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Стратегия научного обеспечения развития конкурентоспособного производства отечественных продуктов питания высокого качества». – Волгоград, 27-28 июня. 2006. – Ч. 1. – С. 163–169.

27. Симоненко, С.В. Изменение климата в процессе антропогенного обмена и его влияние на производство пищевых продуктов / С.В. Симоненко // Сборник материалов ХII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы создания продуктов здорового питания. Наука и технологии» – Углич, 2006. – С. 231–233.

28. Симоненко, С.В. К стандартизации продуктов детского питания. / С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, Л.Г. Андреенко, С.В. Зубова // Труды конференции «Информационные технологии и нормативные аспекты обеспечения качества и безопасности пищевой продукции», – М. – 2006. – С. 29–30.

29. Симоненко, С.В. Создание продуктов питания для детей на молочной основе. / С.В. Симоненко // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Новое в технике и технологии производства молочных продуктов». – Адлер, 2006. – С. 18–21.

30. Симоненко, С.В. Контроль за содержанием генно-модифицированных источников в продуктах детского питания / С.В. Симоненко, С.В. Фелик, Т.В. Ульяхина // Международная научно-практическая конференция «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкуренто-способных пищевых продуктов» – Волгоград, 26–27 июня, 2007. – С. 52–54.
31. Симоненко, С.В. Лабораторный контроль за содержанием генно-модифицированных источников в продуктах детского питания / С.В. Симоненко, С.В. Фелик, Т.В. Ульяхина // Научно-практическая конференция «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований – основа развития современных аграрно-пищевых технологий». – Углич: 5–6 октября. 2007. – С. 321–322.
32. Симоненко, С.В. О разработке проектов стандартов на молочные продукты для питания детей раннего возраста. / С.В. Симоненко, С.В. Зубова, И.В. Наумова // Международная научно-практическая конференция «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкурентно-способных пищевых продуктов». – Волгоград, 26–27 июня, 2007. – С. 40–42.
33. Башкиров, О.И. Ноуменологические и практические аспекты питания детей школьного возраста / О.И. Башкиров, С.В. Симоненко, Т.А. Антипова // Сборник материалов всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания». – Углич, ВНИИМС. 2008. – С. 25–28.
34. Золотин, А.Ю. Алгоритм разработки продуктов детского питания / А.Ю. Золотин, О.И. Башкиров, С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, С.В. Фелик // Вестник РАСХН: материалы Международной научно-практической конференции 18–19 июня, 2008. Волгоград. – Ч. 2.: Переработка сельскохозяйственного сырья и пищевая технология. – С. 94–96
35. Зубова, С.В. К вопросу профилактики кариеса у детей дошкольного и школьного возраста фторированным молоком / С.В. Зубова, В.В. Кузнецов, С.В. Симоненко // Вестник РАСХН: материалы Международной научно-практической конференции 18-19 июня, 2008. – Волгоград. – Ч. 2.: Переработка сельскохозяйственного сырья и пищевая технология. – С. 97–99.
36. Лесь, Г.М. Продукты для питания детей раннего возраста / Г.М. Лесь, И.В. Хованова, Т.А. Антипова, С.В. Симоненко // Сборник материалов всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания». – Углич: ВНИИМС, 2008. – С. 151–153.
37. Лесь, Г.М. Создание новых продуктов на основе козьего молока / Г.М. Лесь, И.В. Хованова, С.В. Симоненко // Сборник материалов всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания». - Углич: ВНИИМС, 2008. - С. 153-155.
38. Симоненко, С.В. Перспективы и основные направления разработки концепции индустрии детского питания / С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». - Истра, НИИДП. - Том 1. - 2009. - С. 8-12.
39. Башкиров, О.И. О некоторых аспектах питания детей в дошкольных и школьных образовательных учреждениях./ О.И. Башкиров, Т.А. Антипова, С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009. – Том 1. – С. 49-52.
40. Конь, И.Я. Молочные смеси для детей раннего возраста: достижения и проблемы / И.Я. Конь, С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009. – Том 1. – С. 92-102.
41. Лесь, Г.М. Продукты на основе козьего молока / Г.М. Лесь, И.В. Хованова, С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 1.– С.149–158.
42. Симоненко, С.В. Современные достижения аграрной науки в обеспечении здорового питания детей. / С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 2. – С 39-43.
43. Симоненко, С.В. Прогнозирование производства продуктов детского питания (ПДП) / С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 2. – С 43–44.
44. Никишина, И.Н. Возможности создания сегмента молочных продуктов из козьего молока в индустрии питания России / И.Н. Никишина, С.В. Симоненко, С.Е. Димитриева // Сборник материалов международной научно-практической конференции. – Омск, 2009.– Том 5. – С. 117–121.
45. Никишина, И.Н. Теория и практика технологий извлечения и использования ценных компонентов из козьего молока в продуктах детского питания / И.Н. Никишина, С.В. Симоненко // Материалы Международной научно-практической конференции 15-16 сентября “Теория и практика суб- и сверхкритической флюидной обработки сельскохозяйственного сырья». – Краснодар, 2009. – С. 83-86.
46. Золотин, А.Ю. Основания и практическая реализация концепции функционального питания для детей дошкольного и школьного возраста / А.Ю. Золотин, С.В. Симоненко, С.В. Фелик, Т.А. Антипова // Сборник научно-практической конференции. – Углич, 2009. – С. 80–82.
47. Золотин, А.Ю. К вопросу о разработке продуктов детского питания на молочной основе с фруктово-ягодными и овощными наполнителями / А.Ю. Золотин, С.В. Фелик, С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, Н.В. Лаврова, Е.В. Лысенко // Доклады ТСХА. – Выпуск 281. Сборник научно-практической конференции Тимирязевской Академии. – М., 2009. – С. 277–279.
48. Симоненко, С.В. Прогнозирование производства продуктов детского питания (ПДП) / С.В.Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 2. – С. 43-44.
49. Симоненко, С.В. Анализ сырьевых зон для производства продуктов детского питания / С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 2. – С. 47-48.
50. Симоненко, С.В. Научные основы школьного питания / С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 2. – С. 48–51.
51. Симоненко, С.В. Программа «Школьное молоко» / С.В. Симоненко // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009. – Том 2. – С. 51–52.
52. Симоненко, С.В. Стандартизация продуктов детского питания / С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, Л.Г. Андреенко, С.В. Зубова // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». - Истра: НИИДП, 2009. – Том 2. – С. 52–55.
53. Симоненко, С.В. Региональная концепция питания детей школьного возраста и подростков / С.В. Симоненко, А.Ю. Золотин, Т.А. Антипова // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009. – Том 2. – С. 55–58.
54. Симоненко, С.В. Функциональные молочные продукты для питания детей / С.В. Симоненко, В.В. Кузнецов, Т.А. Антипова // Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». - Истра, НИИДП. - Том 2. - 2009.- С 58-62.
55. Хованова, И.В. Использование белковых гидролизатов из молочного сырья для производства продуктов детского питания /И.В. Хованова, Г.М. Лесь, С.В. Симоненко, Д.В. Абрамов, Ю.Я. Свириденко, М.П. Кангин, С.Н. Зорин// Труды юбилейной конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания». – Истра: НИИДП, 2009 – Том 2. – С. 126–133.
56. Симоненко, С.В. Теоретические основы функционального питания / С.В. Симоненко // Сборник докладов 12-й Международной конференции ВНИИМП им. В.М.Горбатова 8–9 декабря 2009 «Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкие технологии переработки мясного сырья». – М., 2009. – С. 200–203.
57. Никишина, И.Н Уникальные особенности козьего молока / И.Н. Никишина, С.В. Симоненко, // Сборник научных трудов ВНИМИ – 80 лет. – М.,2009. – С. 289–294.
58. Симоненко, С.В. Концепция функционального питания / С.В. Симоненко // Сборник научных трудов ВНИМИ – 80 лет. – М., 2009. – С. 343–347.
59. Симоненко, С.В. Об организации сырьевых зон получения качественного молочного сырья для производства продуктов детского питания / С.В. Симоненко, Т.А. Антипова, С.В. Фелик// Сборник научных трудов ВНИМИ – 80 лет. – М., 2009. – С. 352–354.
60. Симоненко, С.В. О разработке программы по фторированному молоку/ С.В. Симоненко, Т.А. Антипова // Сборник научных трудов ВНИМИ – 80 лет. – М., 2009. – С. 348–351.
61. Симоненко, С.В. Использование ферментов в процессах разработки функциональных продуктов / С.В. Симоненко, С.Е. Димитриева // Сборник докладов 5-ого Международного научно-практического симпозиума «Перспективные биокатализаторы для перерабатывающих отраслей АПК» 26–27 мая 2010. – М., 2010. – С. 292–299.
62. Симоненко, С.В. Особенности фракционного состава белков козьего молока как основа для проектирования продуктов детского питания / С.В. Симоненко, С.Е. Димитриева // Сборник докладов П Международной научно-практической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств». – Воронеж, 30 июня – 02 июля 2010. – С. 110–115.
63. Симоненко, С.В. Концептуальные подходы к развитию индустрии школьного питания / С.В. Симоненко // «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции». – Волгоград, 17–18 июня 2010. – С. 290.

64. Симоненко, С.В. Создание новых продуктов на основе козьего молока для питания детей раннего возраста / С.В. Симоненко, Г.М. Лесь, И.В. Хованова // Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции

« Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов». – Углич, 8–9 сентября 2010. – С. 247–249.

Зарубежные публикации

65. Цыганков, В.Г. Задачи и перспективы разработки продуктов функционального питания / В.Г. Цыганков, З.В. Ловкис, И.Н. Стигайло, С.В. Симоненко // Труды Белорусского государственного университета. – Т. 4. – Ч. 1.– Минск, 2009. – С. 60–67.
66. Симоненко, С.В. Особенности состава козьего молока как компонента продуктов питания / С.В. Симоненко, Г.М. Лесь, Т.Н. Хованова, Н.В. Гавриленко, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Труды Белорусского государственного университета.– Т. 4. – Ч. 1.– Минск, 2009. – С. 108–114.
67. Симоненко, С.В. Методы идентификации женского, козьего и коровьего молока / С.В. Симоненко, Н.В. Гавриленко, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Труды Белорусского государственного университета. – Т. 4. – Ч. 2. – Минск, 2009. – С. 256-260.
68. Симоненко, С.В. Использование термической обработки белков коровьего и козьего молока для повышения их усвояемости и снижения аллергенных свойств / С.В. Симоненко, Т.Н. Головач, Н.В. Гавриленко, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Труды Белорусского государственного университета. – Т. 4. – Ч. 2. –Минск, 2009. – С.261–276.
69. Симоненко, С.В. Исследование сохранности белкового компонента козьего молока под воздействием ультрафиолетового излучения / С.В. Симоненко, С.Е. Димитриева, Е.Ю. Агаркова, Б.С. Гаврюшенко, Н.В. Гавриленко, Т.Н. Головач, Н.В. Гавриленко, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Труды Белорусского государственного университета. – Т. 4. – Ч. 2. – Минск, 2009. – С.277–282.
70. Симоненко, С.В. Особенности гидролиза белков козьего молока трипсином при их термической обработке / С.В. Симоненко, Н.В. Гавриленко, Т.Н. Головач, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Новости медико-биологических наук. – Т. 1. – № 2. – Минск, 2010. – С. 195–201.
71. Симоненко, С.В. Влияние термической обработки белков козьего молока на их иммунохимические свойства и устойчивость к протеолизу пепсином / С.В. Симоненко, Н.В. Гавриленко, Т.Н. Головач, Е.М. Червяковский, В.П. Курченко // Новости медико-биологических наук. – Т. 1. – № 1. – Минск, 2010. – С. 81–87.

Патенты

72. Патент РФ № 2384069. Композиция для производства стерилизованного молочного продукта детского питания на основе козьего молока с рождения до пяти месяцев. Заявка № 2008138045/13 от 25.09.2008 г. / Лесь Г.М., Хованова И.В., Симоненко С.В. к.т.н., от 20.03.2010 г.

73. Патент РФ № 2384070. Композиция для производства стерилизованного молочного продукта детского питания на основе козьего молока с пяти месяцев до одного года. Заявка № 2008138047/13 от 25.09.2008 г. / Лесь Г.М., Хованова И.В., Симоненко С.В. к.т.н., от 20.03.2010 г.

74. Заявка на патент № 2009113423/13(018250). Паста творожная / С.Е. Димитриева, А.А. Бочаров, В.Д. Харитонов, С.В. Симоненко.

Перечень сокращений и условных обозначений:

АГ-АТ – Антиген-антитело

БГКП – Бактерии группы кишечной палочки

БСА – Бычий сывороточный альбумин

ВЭЖХ – Высокоэффективная хромотография

ЖКТ – Желудочно-кишечный тракт

КМА- – Количество мезофильных аэробных и

ФАнМ факультативно-анаэробных микроорганизмов

КОЕ – Колониеобразующие единицы

ТР – Технический регламент

ТУ – Технические условия

УФ-… – Ультрофиалетовая (-ое) обработка, излучение или др.

ЭФ – Электрофореграмма

-ла – Лактоальбумин

-лг – Лактоглобулин

г – Гомогенизированное молоко

нг – Не гомогенизированное молоко