ОПТИЧЕСКИЕ СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ  ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА МОЛОКА: DKQECX

Михаил Владимирович   Беляков; Игорь Юрьевич  Ефременков

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2025.02.008

Авторы

Михаил Владимирович Беляков Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ https://orcid.org/0000-0002-4371-8042
Игорь Юрьевич Ефременков Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ https://orcid.org/0000-0003-2302-9773

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.02.008

Ключевые слова:

фракционирование молока, жиры, люминесценция, оптический мониторинг, поток фотолюминесценции, асим-метрия, эксцесс

Аннотация

Фракционирование молока повсеместно используется для производства различных продуктов. Спектроскопия видимого и ближнего инфракрасного диапазона может быть использована для качественной оценки фракций молока. Целью работы является исследование фракционного состава молока с помощью оптической фотолюминесцентной спектроскопии и определение наиболее информативных спектральных диапазонов и параметров. В данном исследовании путем ультразвукового разделения были получены фракции молока с более высоким и низким содержанием жира. Измерены спектральные характеристики цельного молока и полученных фракций в диапазоне 230–650 нм на дифракционном спектрофлуориметре СМ2203. Спектры возбуждения молока и полученных фракций качественно не отличаются между собой и содержат четыре максимума: 290 нм, 324 нм, 360 нм и 445 нм. Отличия проявляются в количественном соотношении максимумов и интегральных параметров поглощения. Интегральная поглощательная способность Η нижней фракции молока превышает аналогичный параметр для верхней на 31,2 % во всем спектральном диапазоне и на 24–44 % – в отдельных диапазонах исследуемого спектра. Спектральные фотолюминесцентные свойства фракционированного молока зависят от содержания жира. Для нижней фракции лучшие фотолюминесцентные свойства (спектральные характеристики и энергетические параметры) вызваны уменьшением тушения люминесценции за счёт изменения концентрации молочного жира. Потоки фотолюминесценции при возбуждении 290 нм, 360 нм и 445 нм статистически достоверно линейно уменьшаются при увеличении содержания жира во фракции или молоке. Наиболее информативной длиной волны возбуждения молока при фракционировании является 360 нм. Полученные результаты могут быть использованы для разработки методики контроля жирности при переработке молока путем фракционирования

Библиографические ссылки

Тихомиров И.А. Комплексный подход в применении инновационных технологий производства молока // Техника и технологии в животноводстве. 2021. № 1(41). С. 17–21. DOI: 10.51794/27132064-2021-1-17.

Скоркин В.К., Гаджиев А.М. Модернизация технологи-ческих процессов молочного скотоводства // Техника и технологии в животноводстве. 2021. № 1(41). С. 12–16. DOI: 10.51794/27132064-2021-1-12.

Abdelmoneim H., Wei A., Xingguo W. Characterisation of bovine and buffalo anhydrous milk fat fractions along with infant formulas fat: Application of differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, and colour attributes 2020 // Food Science and Technology. 2020. № 129. DOI: 10.1016/j.lwt.2020.109542.

Rapid classification of whole milk powder and skimmed milk powder by laser-induced breakdown spectroscopy combined with feature processing method and logistic regression / Yu. Ding [et al.] // Analytical sciences. 2024. № 3. P. 399–411. DOI: 10.1007/s44211-023-00467-6.

Integrating Mid-Infrared Spectroscopy, Machine Learning, and Graphical Bias Correction for Fatty Acid Prediction in water Buffa-lo Milk / Y. Zhiqiu [et al.] // Science of Food and Agriculture. 2024. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.13471.

Прогнозирование количественных характеристик мо-лока на основе инфракрасной спектроскопии с применением методов машинного обучения / Л.В. Легашев [и др.] // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2022. № 3. С. 47–56. DOI: 10.14529/ctcr220305.

Photoluminescence Spectral Patterns and Parameters of Milk While Souring / M.V. Belyakov [et al.] // Agriculture. 2023. № 5. P. 1054. DOI: 10.3390/agriculture13051054.

Изменение спектральных фотолюминесцентных свойств молока при скисании / М.В. Беляков [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2022. № 3. С. 460–475. DOI: 10.15507/2658-4123.032.202203.460-475.

Identification of Milk Adulteration in Camel Milk Using FT-Mid-Infrared Spectroscopy and Machine Learning Models / Zh. Yao, X. [et al.] // Foods. 2023. № 24. P. 4517. DOI: 10.3390/foods12244517.

Detection and quantification of corn starch and wheat flour as adulterants in milk powder by near- and mi¬dinfrared spectroscopy coupled with chemometric routines / E.R. Caballero-Agosto [et al.] // Food Chemistry Advances. 2024. DOI: 10.1016/j.focha.2023.100582.

Detection of common adulterants in bulk bo-vine milk using fourier transformed mid-infrared spec-troscopy / A. Guerra [et al.] // Acta IMEKO. 2024. № 1. DOI: https://doi.org/10.21014/actaimeko.v13i1.1648.

Ultrasonically enhanced fractionation of milk fat in a litre-scale prototype vessel / T. Leong [et al.] // Ultrasonics Sonochemistry. 2016. № 28, P. 118–129, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2015.06.023.

Design parameters for the separation of fat from natural whole milk in an ultrasonic litrescale vessel / T. Leong [et al.] // Ultrasonics Sonochemistry. 2014. Vol. 21(4). P. 1289–1298, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.01.007.

Apparent ζ-potential as a tool to assess me-chanical damages to the milk fat globule membrane / M.C. Michalski [et al.] // Colloids and Surfaces B: Bioin-terfaces, 2002. Vol. 23(1). P. 23–30, DOI: https://doi.org/10.1016/S0927-7765(01)00203-X.

Microfiltration of Raw Whole Milk to Select Fractions with Different Fat Globule Size Distributions: Process Optimization and Analysis / M.C. Michalski [et al.] //Journal of Dairy Science. 2006. Vol. 89(10). P. 3778–3790. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72419-5.