В работе обобщены информационные материалы в единой унифицированной системе на базе комплексного сочетания факторов и критериев классификации, которая позволяет прогнозировать возможности дальнейшего расширения ассортимента и совершенствования технологии продуктов данной группы.
Ниже приводится перечень гелеобразных систем на основе молочной сыворотки по С. Г. Козлову.
1. Гели на основе сывороточных концентратов с массовой долей сывороточных белков не менее 5,0_7,0 %. Их можно отнести к структурированным связанодисперсным системам, получаемым под воздействием технологических факторов и процессов без использования внешних структурообразователей.
2. Гели на основе молочной сыворотки, получаемые под воздействием коллоидов-гелеобразователей. Данные гели могут быть разделены на подклассы по следующим классификационным признакам:
- по природе используемых гелеобразователей: с использованием гелеобразователей животного (желатин, муцин, мукоид, хитин и др.), растительного (пектин, слизи и др.), микробиологического (микробные камеди и др.) и синтетического (эфиры целлюлозы и др.) происхождения;
- по химическому строению используемого полимера: с использованием гомогенных (целлюлоза, лигнин, альгиновая кислота и др.) и гетерогенных (целлюлозолигнины, агароид и др.) полимеров;
- по растворимости: с использованием гелеобразователей растворимых в воде (желатин и др.), спиртах (пектин и др.), кислотах и щелочах (протопектин и др.) и липидах (ксилан и др.);
- по функциям, выполняемым в биологических объектах: аморфные, не обладающие структурообразующим действием, полимеры (гумми, смолы, альгинаты, и др.), структурообразующие компоненты (целлюлоза, пектин, лигнин, экстенсин, коллаген и др.), вещества, обладающие физиолого-биохимическим действием (реологические свойства продукта, пребиотическая активность, регулирование метаболизма, сорбция токсинов).
3. Гели на основе молочной сыворотки сложного сырьевого состава:
- с биотехнологической обработкой;
- без биотехнологической обработки.
В качестве инициатора образования геля молочной сыворотки могут выступать:
- гидратированные сывороточные белки, которые после тепловой обработки способны образовывать трехмерный матрикс, являющийся основой геля (обязательным условием гелеобразования является необходимое содержание функциональных групп NH2- и СООН-, которые образуются в результате денатурации сывороточных белков с последующим их протеолизом);
- гелеобразователи (коллоиды-полимеры), способные структурировать влагу (изменяя ее формы связи посредством взаимодействия реакционных групп и диполей воды). Гелеобразование нативной сыворотки связано, главным образом, с присутствием гелеобразующего агента. Сывороточные гели по способу получения отличаются от самоассоциируемых гелей в молочной промышленности, типичным представителем которых являются казеиновые сгустки, полученные под воздействием внешних факторов — химозина, ионов кальция и водорода. Сывороточные гели под воздействием только этих факторов получить невозможно, что обусловлено, главным образом, низкой концентрацией самоассоциирующего вещества — сывороточных белков.
Макромолекулы полисахаридов построены из моносахаридов химических связей ковалентной природы, которые жестко фиксируют С-первый атом мономерной единицы через кислородный мостик со вторым, третьим, четвертым или шестым атомом углерода последующей мономерной единицы. Такая связь называется гликозидной (α- или β-) в зависимости от аномерной конфигурации.
Многообразие возможных вариантов соединения моносахаридов приводит к образованию периодических (например, в молекуле целлюлозы D-глюкозные остатки соединены β-(1→4) связями), прерываемых (например, α-L-рамноза, «вклиниваясь» в последовательность α-(1→4) связанных D-остатков галактуроновой кислоты и их метальных эфиров, прерывает периодичность полигалактуроновой кислоты, которая является основным компонентом пектинов) или апериодических структур (иррегулярная последовательность сахаридов). Из этого следует, что с геометрической точки зрения структура цепи полисахаридов может быть линейной, линейной с боковыми заместителями и разветвленной.
Независимо от природы, каждый из гелеобразователей характеризуется совокупностью физико-химических свойств, из которых наиболее важными являются строение полимерной цепи и ее растворимость. Способность гелеобразователей связывать на своей контактной поверхности воду (или молекулы другого растворителя) — исключительно важное свойство в организации биологических систем. Растворимость представляет собой действие электростатических сил притяжения, развивающихся между ионогенными и полярными группами гелеобразователей и диполями растворителя. В связи с постоянным снижением энергии связи молекулы периферийного слоя влаги приобретают диффузный характер. В основном энергия взаимодействия гелеобразователя и адсорбированного вещества сосредоточена в первом молекулярном слое. Связывание растворителя сопровождается снижением энтропии, поскольку его молекулы находятся в сориентированном состоянии.
Растворимость и набухание, а также ряд других выполняемых в биологических системах функций, обусловлены составом мономерных звеньев цепи гелеобразователя. Роль гелеобразователей необходимо рассматривать с двух позиций. Во-первых, еще до выделения в чистом виде, эти вещества принимают активное участие в процессах метаболизма клеток «хозяина» — микроорганизмов, растений и животных. Во-вторых, после технологической обработки и внесения в продукты питания гелеобразователи придают им ряд ценных качеств, связанных с формированием их реологических свойств, а также направленных на регулирование микроэкологии человека. Гелеобразователи являются промоторами пробиотической микрофлоры, усиливают перистальтику кишечника, регулируют метаболические процессы, связанные с усвоением углеводов, синтезом желчных кислот, сорбцией холестерина, тяжелых металлов, радионуклидов и т.д.
Общность предлагаемой иерархии заключается в том, что все гелеобразные системы на основе молочной сыворотки отличаются сложным сырьевым составом, поскольку независимо от особенностей технологического процесса содержат в своем составе сыворотку, являющуюся многокомпонентным молочным сырьем, инициатор гелеобразования, а также дополнительные компоненты, повышающие, как правило, пищевую ценность и улучшающие органолептические качества.
В технологии гелеобразных сывороточных продуктов могут дополнительно использоваться приемы биотехнологической обработки — в частности ферментация пробиотической микрофлорой, поскольку как олигосахариды сыворотки, так и некоторые гелеобразователи, являются фактором роста некоторых видов микроорганизмов. Наряду с микрофлорой, возможно использовать чистые ферментные препараты. Перспективным является использование β-галактозидазы, позволяющей регулировать углеводный состав гелей на основе молочной сыворотки, что будет описано далее.
Таким образом, предлагаемая классификация не только объединяет особенности, обусловленные различными по составу и свойствам гелеобразователями, но, одновременно, подчеркивая особенности каждого из них, позволяет характеризовать множество индивидуальных особенностей гелеобразных систем на основе молочной сыворотки.
Полученные результаты позволили С. Г. Козлову и его последователям сформировать целую группу продуктов. По имеющейся у нас информации активная работа по данному направлению продолжается.

---

• Закономерности управления процессом гелеобразования в молочной сыворотке
• Теоретические предпосылки физико-химических процессов гелеобразования в молочной сыворотке
• Структурообразование в бифидогенных сывороточных концентратах
• Показатели концентратов молочной сыворотки с промежуточной влажностью
• Экспериментальное моделирование «молочная сыворотка-метилцеллюлоза»
• Обоснование технологии концентрированной молочной сыворотки с промежуточной влажностью
• Размер кристаллов лактозы
• Поверхностное натяжение KMC
• Интенсивность светопропускания KMC
• Математическая модель контроля качества концентрата молочной сыворотки
• Научно-технические решения структурирования в концентратах молочной сыворотки
• Управление процессом пенообразования в молочной сыворотке
• Концепция формирования пенообразных дисперсных систем на основе молочной сыворотки
• Взаимосвязь состава молочной сыворотки с ее пенообразующей активностью
• Теоретические предпосылки пенообразования применительно к молочной сыворотке
• Оптимизация процесса электродиализного обессоливания
• Закономерности концентрирования сывороточных белков
• Разделение молочной сыворотки баро-и электромембранными методами
• Баромембранное разделение несепарированной подсырной сыворотки ультрафильтрацией
• Молекулярно-ситовая фильтрация молочной сыворотки
• Зарубежные схемы сепарирования молочной сыворотки
• Выделение белкового осадка из шламового пространства барабана сепаратора
• Эффективность процесса выделения казеиновой пыли и молочного жира из молочной сыворотки
• Научно-технические предпосылки сепарирования молочной сыворотки
• Характеристика молочной сыворотки и ее концентратов как объектов центробежного разделения
• Общие положения о сепарировании молочной сыворотки
• Оценка эффективности кондиционирования молочной сыворотки
• Инновационная технология низкотемпературной микрофильтрационной обработки молочной сыворотки
• Микрофильтрационная обработка молочной сыворотки
• Результаты лабораторных исследований при кондиционировании молочной сыворотки