Реєстраційний номер
0825U002653, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
27-08-2025
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Обґрунтування застосування наночастинок SiO₂ та ZnO в технологіях харчових продуктів на основі сироватки молочної
Здобувач
Висоцький Олександр Олександрович,
Керівник Кочубей-Литвиненко Оксана Валер’янівна
Опонент Юкало Володимир Глібович
Опонент Калініна Галина Петрівна
Рецензент Тимчук Алла Вікторівна
Рецензент Онопрійчук Олена Олександрівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет харчових технологій
Опис
Висоцький О.О. Обґрунтування застосування наночастинок SiO₂ та ZnO в технологіях харчових продуктів на основі сироватки молочної. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 181 «Харчові технології» – Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2025.
Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню можливостей застосування наночастинок пірогенного кремнезему та оксиду цинку в технології харчових продуктів на основі сироватки молочної для підвищення якості, безпечності та ефективності виробництва харчових продуктів.
У дисертаційній роботі проведено аналіз сучасного світового досвіду використання наноматеріалів у харчовій промисловості задля оцінки перспективи застосування пірогенного кремнезему і оксиду цинку в технологіях харчових продуктів на основі сироватки молочної.
Встановлено конкретні закономірності впливу наночастинок SiO₂ та ZnO на сироватку молочну та харчові продукти на її основі. Показано, що наночастинки пірогенного кремнезему ефективно адсорбують сироваткові білки з сироватки молочної. Оптимальні умови адсорбції білків сироватки встановлено при використанні гідрофільного пірогенного кремнезему в концентрації близько 1,5 % за температури ~45 °C. За таких параметрів масова частка білка у сироватці знижується більш ніж удвічі – з 1,10 % до 0,5 %.
Досліджено якісний склад протеїнів сироватки молочної. На основі проведеного аналізу, шляхом електрофоретичного методу було доведено відсутність вираженої селективності наночастинок пірогенного кремнезему щодо конкретного молекулярного класу білків.
Оцінено можливості застосування кремнезему для стабілізації властивостей сухої молочної сироватки. Додавання ~1 % пірогенного SiO₂ до порошку сироватки підвищило температуру склування продукту на ~10 °C, що покращує його стійкість під час зберігання (за звичайних умов зберігання 0…20 °C та відносної вологості ≤80 % порошок із підвищеною Tg залишається у склоподібному стані).
Встановлено, що кремнезем є дієвим антизлежувальним агентом: після прискореного тесту на злежування ступінь злежування зразка з SiO₂ становив лише ~8 %, що дозволяє класифікувати продукт як такий, що не злежується.
Доведено здатність нанокремнезему адсорбувати радіонукліди, зокрема ¹³⁷Cs із сироватки молочної.
Досліджено вплив нанодисперсного оксиду цинку на процеси ферментації сироватки молочної.Показано, що присутність наночастинок ZnO позитивно впливає на розвиток молочнокислих бактерій: збільшується електропровідність середовища та підвищується окисно-відновний потенціал, що свідчить про зростання концентрації іонів і зміну редокс-умов на більш сприятливі для біохімічних процесів. У результаті, наростання кислотності відбувається інтенсивніше – тривалість ферментації до досягнення заданої кислотності (150±5 °Т) скорочується майже вдвічі порівняно з контролем (з 32±0,5 год до 17±0,5 год).
Доведено ефективність застосування сироватки молочної у хлібопекарському виробництві. Внесення концентрованої сироватки молочної, отриманої з використанням наночастинок ZnO, до рецептури житньо-пшеничного тіста сприяє підвищенню титрованої кислотності тіста та активізує бродильні процеси.
Окрему увагу приділено оцінці безпечності запропонованих нанотехнологічних рішень. Проаналізовано нормативні вимоги щодо використання діоксиду кремнію (E551) і сполук цинку у харчових продуктах.
В роботі проведено токсикологічну оцінку наночастинок ZnO методами in vitro. Показано, що високі концентрації нанодисперсного ZnO можуть спричиняти цитотоксичні ефекти: експозиція плазмових білків людини до ZnO викликає структурні зміни білків та утворення активних форм кисню. У культурах клітин відмічено зниження метаболічної активності та життєздатності при перевищенні певного порогу концентрації наночастинок.
Соціальний ефект від впровадження наукової розробки полягає у забезпеченні раціональної та безпечної утилізації молочної сироватки як побічного продукту молокопереробної галузі, що дозволяє зменшити екологічне навантаження на довкілля, скоротити втрати цінних харчових речовин і створити нові продукти функціонального призначення.
Достовірність отриманих результатів підтверджено за рахунок використання стандартизованих методів дослідження, сучасного аналітичного обладнання, а також застосування математичної статистики, включно з методами моделювання та кореляційного аналізу. Повторюваність експериментів засвідчила стабільність виявлених закономірностей. Проведення досліджень у лабораторіях Національного університету харчових технологій і партнерських наукових установ підтвердило надійність результатів у різних експериментальних умовах.
Дата реєстрації
2025-07-03
Додано/оновлено в НРАТ
2025-07-03 / 2026-08-28
