DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.01.10

Одержання сухого безлактозного білково-ліпідного концентрату маслянки

Anastasia Trubnikova, Oksana Chabanova, Sergey Bondar, Tetyana Sharakhmatova

Анотація


Комплексна переробка маслянки в безлактозні білкові концентрати, що призначені для подальшого промислового перероблення, в якості білкових збагачувачів або білкової основи у виробництві харчових продуктів, є актуальним. Безлактозний білково-ліпідний концентрат маслянки отримували мембранними методами та висушували у завислому шарі інертних носіїв. В роботі наведена технологічна схема отримання сухого безлактозного-білково-ліпідного концентрату маслянки.  Визначений раціональний режим сушіння рідкого безлактозного білково-ліпідного концентрату у сушарці фонтануючого шару із інертними носіями: температура повітря на вході 125…130 °С; температура продукту на виході з сушарки – 55…60 °С; швидкість повітря у вхідному перетині – 15…20 м/с; масова частка сухих речовин у вхідному концентраті – не більше 20%; кінцева вологість сухого безлактозного білково-ліпідного концентрату маслянки – не більше 5,0%; інертний носій – фторопласт у формі кубиків з розмірами грані 5 мм; спосіб подачі розчину у сушильну камеру – знизу у фонтануючий шар інертного носія. Визначені органолептичні, фізико-хімічні та мікробіологічні показники отриманого сухого безлактозного білково-ліпідного концентрату маслянки. Сухі безлактозні білково-ліпідні концентрати маслянки з високим вмістом білка (81,03…81,819%) забезпечують поліпшення білкової складової без додавання лактози до харчових продуктів (масова частка лактози не більше 0,064%). Загальна кількість фосфоліпідів в одержаному сухому концентраті маслянки складає 2687 мг%, що виявляють високі біологічно-активні властивості. З додаванням сухих безлактозних білково-ліпідних концентратів до рецептури додатково вносяться цінні мінерали, такі як кальцій, магній і фосфор, що може зменшити потребу в додаткових джерелах цих мінералів. Визначення наявності бактерій групи кишкових паличок у 1,0 см3 зразку сухого безлактозного білково-ліпідного концентрату маслянки свідчить про їх відсутність у дослідженому об’ємі, що доводить правильність всіх режимів основних технологічних процесів. За мікробіологічними показниками отриманий концентрат відповідає вимогам науково-технічної документації.


Ключові слова


безлактозний білково-ліпідний концентрат маслянки; сушіння; технологія; показники якості

Повний текст:

PDF

Посилання


Dejnichenko, G. V., Judina, T. I. Ispol'zovanie pahty dlja poluchenija molochno-belkovogo koncentrata [Using buttermilk to produce milk protein concentrate]. Novi tehnologii ta udoskonalennja procesiv harchovih virobnictv: Zb. nauk. Pr [New Technologies and Improvements in Food Processes: Coll. Sciences. works]. Harkiv, HDATOH, 1999, 23-26.

Ganga, S. M., Ashish, K. S., Narender, R. P., Sumit, A., Sanket, B., Rajan, S., Vijay, K. G. Physico-chemical, functional and rheological properties of milk protein concentrate 60 as affected by disodium phosphate addition, diafiltration and homogenization. J. Food Sci. Technol., 2017, 54(6), 1678-1688.

Kelly, P. M. Milk protein concentrate. In: Fuquay JW, Fox PF, McSweeney PLH. Encyclopedia of Dairy Science, 2nd Edition. Amsterdam: Elsevier; 2011, 848-854.

Ganga, S. M., Ashish, K. S., Narender, R. P., Sumit, A. Milk protein concentrates: opportunities and challenges. J. Food Sci. Technol, 2017, 54(10), 3010-3024.

Agarwal, S., Beausire, R. L., Patel, S., Patel, H. Innovative uses of milk protein concentrates in product development. Journal of food science, 2015, 80, A23-A29, doi: 10.1111/1750-3841.12807.

Patel, H., Patel, S., Agarwal, S. Milk protein concentrates: Manufacturing and applications. US Dairy Export Council, 2014, 3-4.

Havea, P. Protein interactions in milk protein concentrate powders. International Dairy Journal, 2006, 16 (5), 415-422, doi: 10.1016/j.idairyj.2005.06.005.

Tong, P. S., Smithers, G. W. 12 The Future of Dairy Ingredients: Critical Considerations That Will Underpin Future Success. Advances in Dairy Ingredients, 2013, 313.

Sikand, V., Tong, P. S., Roy, S., Rodriguez-Saona, L. E., Murray, B. A. Solubility of commercial milk protein concentrates and milk protein isolates. Journal of dairy science, 2011, 94 (12), 6194-6202, doi: 10.3168/jds.2011-4477.

Alvarez, V. B., Wolters, C. L., Vodovotz, Y., Ji, T. Physical properties of ice cream containing milk protein concentrates. Journal of Dairy Science, 2005, 88 (3), 862-871, doi: 10.3168/jds. S0022-0302(05)72752-1.

Fang, Y., Rogers, S., Selomulya, C., Chen, X. D. Functionality of milk protein concentrate: Effect of spray drying temperature. Biochemical Engineering Journal, 2012, 62, 101-105, doi: 10.1016/j.bej.2011.05.007.

Guiziou, G. G. Concentrated milk and powders. Membrane processing: dairy and beverage applications. 1. Hoboken: Wiley; 2013, 128-140.

McCarthy, N. A., Kelly, P. M., Maher, P. G., Fenelon, M. A. Dissolution of milk protein concentrate (MPC) powders by ultrasonication. Journal of Food Engineering, 2014, 126, 142-148, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2013.11.002.

Yanjun, S., Jianhang, C., Shuwen, Z., Hongjuan, L., Jing, L., Lu, L., Jiaping, L. Effect of power ultrasound pre-treatment on the physical and functional properties of reconstituted milk protein concentrate. Journal of Food Engineering, 2014, 124, 11-18, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2013.09.013.

Agarwal, S., Beausire, R. L., Patel, S., Patel, H. Innovative uses of milk protein concentrates in product development. Journal of food science, 2015, 80, A23-A29, doi: 10.1111/1750-3841.12807.

Lagrange, V., Whitsett, D., Burris, C. Global market for dairy proteins. Journal of food science, 2015, 80, A16-A22, doi: 10.1111/1750-3841.12801.

Judіna, T. І. Naukove obgruntuvannja tehnologіj strukturovanoi kulіnarnoi produkcіi z vikoristannjam koncentratіv skolotin: [Scientific substantiation of technologies of structured culinary production using concentrates of butterflies]. dis. dokt. tehn. nauk: 05.18.16, Kiiv, 2016, 406.

Orlova, T. A. Ispol'zovanie frakcionirovanija molochnogo syr'ja polisaharidami v proizvodstve funkcional'nyh produktov pitanija [The use of dairy raw material fractionation by polysaccharides in the production of functional foods]. Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja [Storage and processing of agricultural raw materials], 2003, 8, 96-97.

Gnіcevich, V., Judіna, T., Dejnichenko, L. Teh-nologіja ta bіologіchna cіnnіst' molochno-bіlkovih koprecipіtatіv [Technology and biological value of milk-protein co-epithets]. Tovari і rinki [Goods and markets], 2016, 2, 148-157.

Mistry, V. V. Manufacture and application of high milk protein powder. Lait, 2002, 82, 515-522.

Ye, A. Functional properties of milk protein concentrates: emulsifying properties, adsorption and stability of emulsions. Int Dairy J., 2011, 21(1), 14-20.

Crowley, S. V., Gazi, I., Kelly, A. L, Huppertz, T., O’Mahony, J. A. Influence of protein concentration on the physical characteristics and flow properties of milk protein concentrate powders. J. Food Eng., 2014, 135, 31-38, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2014.03.005.

Cao, J., Zhang, W., Wu, S., Liu, C., Li, Y., Li, H., Zhang, L. Short communication: effects of nanofiltration and evaporation on the physiochemical properties of milk protein during processing of milk protein concentrate. J. Dairy Sci, 2011, 98(1), 100-105.

Sikand, V., Tong, P. S., Walker, J. Effect of adding salt during the diafltration step of milk protein concentrate powder manufacture on mineral and soluble protein composition. Dairy Sci Technol., 2013, 93(4), 401-413.

Baldwin, A. J. Insolubility of milk powder products – a mini review. Dairy Sci. Technol., 2010, 90, 169-179.

Bondar, S. M. Tehnologіi povodzhennja z tehnologіchnimi vіdhodami harchovoi promislovostі: navchal'nij posіbnik [Technologies of handling the technological waste of the food industry: a manual], Odesa: Astro-print, 2010, 120.

Budrik, V. G. Resursosberezhenie pri sovershenstvovanii proizvodstva suhih molochnyh produktov [Resource conservation in improving the production of dry dairy products], Pererabotka moloka [Milk processing], 2015, 12, 28–31.

Kuznecov, P. V. O vybore oborudovanija dlja sushki moloka i syvorotki [About the choice of equipment for drying milk and whey]. Molochnaja promyshlennost' [Dairy industry], 2015, 3, 34–37.

Pahomov, A. N. Intensifikacija processa sushki zhidkoj poslespirtovoj bardy v apparate s kipjashhim sloem inertnyh tel [Intensification of the drying process of liquid distillery stillage in an apparatus with a fluidized bed of inert bodies], Inzhenernyj vestnik Dona [Engineering Journal of the Don], 2014, 4, Available at: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2014/2727.

Gyenis, J., Pallai-Varsányi, E., Tóth, J. Drying of Heat Sensitive Materials of High Moisture Content in Mechanically Spouted Bed of Inert Particles. Reliable Flow of Particulate Solids - IV. International Symposium, 2008, Tromso, Norvégia.

Kudra, Т., Mujumdar, A. S. Advanced Drying Technologies. New York: by Taylor & Francis Group, LLC, 2009, 455.

Re, H. J., Freire, J. T. Drying of Pastelike Materials in Spouted Bed. Proc. of The6th Intern. Drying Symposium, IDS’88, Versailles, France, 1988, 119.

Markowski, A. S. Drying characteristics in a jet-spouted bed dryer. Can. J. Chem. Eng., 1992, 70(10), 938-944.

Blasco, R., Diaz, G., Reyes, A. Pneumatic suspension drying. Drying’96. C. Proc. 10th International Drying Symposium (IDS’96). Krakow, 1996, 427-434.

Limaverde, J. R., Limaverde, J. R., Jr., Finzer, J. R. D. Pastelike materials drying in rotary dryer with inert bed. Proc. 12th International Drying Symposium (IDS2000). Noordwijkerhout, The Netherlands (CD-ROM, 341).

Pallai, E., Szentmarjay, T. Mujumdar, A. S. Spouted bed drying. In: Handbook of Industrial Drying. A. S. Mujumdar (Ed.). 3rd ed. Taylor & Francis, Boca Raton, FL, 2007, 363-384.

Ostroumov, L. A., Mazeeva, I. A. Pahta-produkt vysokoj biologicheskoj aktivnosti. [Buttermilk product of high biological activity], Molochnaja promyshlennost' [Dairy industry], 2009, 7, 52-53.

Hramcov, A. G., Vasilisin, S. V., Rjabceva, S. A., & Vorotnikova, T. S. Tehnologija produktov iz vtorichnogo molochnogo syr'ja [Technology of products from secondary dairy raw materials], 2009, 424.

Bondar, S., Trubnikova, A., Chabanova, O. Doslidzhennya membrannogo procesu vydalennya laktozy` z koncentratu maslyanky. [Research membrane process of removing lactose from concentrate oiler], Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies, 2018, 20(85), 62-69, doi:10.15421/nvlvet8512.

Bondar, S., Chabanova, O., Sharakhmatova, T., & Trubnikova, A. Analysis of a new diafiltration method of cleaning buttermilk from lactose with mineral composition preserved, 2018, 12, 1, 90-98, doi:10.15673/fst.v12i1.839


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Дейниченко, Г. В. Использование пахты для получения молочно-белкового концентрата / Г. В. Дейниченко, Т. И. Юдина // Нові технології та удосконалення процесів харчових виробництв: Зб. наук. пр. – Харків: ХДАТОХ, 1999. – С. 23-26.
  2. Ganga, S. M. Physico-chemical, functional and rheological properties of milk protein concentrate 60 as affected by disodium phosphate addition, diafiltration and homogenization / S. M. Ganga, K. S. Ashish, R.P. Narender, A. Sumit, B. Sanket, S. Rajan, K. G. Vijay // J. Food Sci Technol. – 2017. – 54(6). – P. 1678-1688.
  3. Kelly, P. M. Milk protein concentrate. / P. M. Kelly // Fuquay JW, Fox PF, McSweeney PLH. Encyclopedia of Dairy Science, 2nd Edition. – Amsterdam: Elsevier – 2011. – P. 848-854.
  4. Ganga, S. M. Milk protein concentrates: opportunities and challenges / S. M. Ganga, K. S. Ashish, R. P. Narender, A. Sumit // J. Food Sci. Technol. – 2017 Sep. – 54(10) – P. 3010-3024.
  5. Agarwal, S. Innovative uses of milk protein concentrates in product development / S. Agarwal, R.L. Beausire, S. Patel, H. Patel // J. Food Sci. – 2015. – 80(S1). – P. A23-A29. – doi: 10.1111/1750-3841.12807.
  6. Patel, H. Milk protein concentrates: Manufacturing and applications / H. Patel, S. Patel Agarwal // US Dairy Export Council. – 2014. – P. 3-4.
  7. Havea, P. Protein interactions in milk protein concentrate powders / Havea P. // Int Dairy J. -2006. – 16(5). – P. 415–422. – doi: 10.1016/j.idairyj.2005.06.005.
  8. Tong, P. S. The future of dairy ingredients: critical considerations that will underpin future success / P. S. Tong, G. W. Smither // Smithirs GW, Augustin MA, editors. Advances in dairy ingredients. – 1. Hoboken: Wiley. – 2013. – P. 313-317.
  9. Sikand, V. Solubility of commercial milk protein concentrates and milk protein isolates / V. Sikand V, P. S. Tong, S. Roy, L. E. R. Saona, B. A. Murray // J Dairy Sci. – 2011. – 94. – P. 6194-6202. – doi: 10.3168/jds.2011-4477.
  10. Alvarez, V. B. Physical properties of ice cream containing milk protein concentrates / V. B. Alvarez, C. L. Wolters, Y. Vodovotz, T. Ji // J Dairy Sci. – 2005. – 88. – P. 862-871. – doi: 10.3168/jds. S0022-0302(05)72752-1.
  11. Fang, Y. Functionality of milk protein concentrate: effect of spray drying temperature / Y. Fang, S. Rogers, C. Selomulya, X. D. Chen // Biochem Eng J. – 2012. – 62. – P. 101-105. – doi: 10.1016/j.bej.2011.05.007.
  12. Guiziou, G. G. Concentrated milk and powders / G. G. Guiziou // Tamime AY, editor. Membrane processing: dairy and beverage applications. – 1. Hoboken: Wiley. – 2013. – P. 128-140.
  13. McCarthy, N. A. Dissolution of milk protein concentrate (MPC) powders by ultrasonication / N. A. McCarthy, P.M. Kelly, P. G. Maher, M.A. Fenelon // J. Food Eng. – 2014. – 126. – P. 142-148. – doi: 10.1016/j.jfoodeng.2013.11.002.
  14. Yanjun, S. Effect of power ultrasound pre-treatment on the physical and functional properties of reconstituted milk protein concentrate / S. Yanjun, C. Jianhang, Z. Shuwen, L. Hongjuan, L Jing, L. Lu, H. Uluko, S. Yanling, C. Wenming, G. Wupeng, L. Jiaping // J. Food Eng. – 2014. – 124. – P. 11-18. – doi: 10.1016/j.jfoodeng.2013.09.013.
  15. Agarwal, S. Innovative uses of milk protein concentrates in product development / S. Agarwal, R. L. Beausire, S. Patel, H. Patel // J. Food Sci. – 2015. – 80(S1). – A23-A29. – doi: 10.1111/1750-3841.12807.
  16. Lagrange, V. Global market for dairy proteins / V. Lagrange, D. Whitsitt, C. Burris // J. Food Sci. – 2015. – 80. – A16-A22. – doi: 10.1111/1750-3841.12801.
  17. Юдіна, Т. І. Наукове обгрунтування технологій структурованої кулінарної продукції з використанням концентратів сколотин: дис. докт. техн. наук: 05.18.16 / Юдіна Тетяна Іллівна. – Київ, 2016. – 406 с.
  18. Орлова, Т. А. Использование фракционирования молочного сырья полисахаридами в производстве функциональных продуктов питания / Т. А. Орлова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2003. – №8. – С. 96-97.
  19. Гніцевич, В. Технологія та біологічна цінність молочно-білкових копреципітатів / В. Гніцевич, Т. Юдіна, Л. Дейниченко // Товари і ринки. – 2016. – 2. – C. 148-157.
  20. Mistry, V. V. Manufacture and application of high milk protein powder / V. V. Mistry // Lait. - 2002. –82. – P. 515-522.
  21. Ye, A. Functional properties of milk protein concentrates: emulsifying properties, adsorption and stability of emulsions / A. Ye // Dairy J. – 2011. – 21(1). – P. 14-20.
  22. Crowley, S. V. Influence of protein concentration on the physical characteristics and flow properties of milk protein concentrate powders / S. V. Crowley, I. Gazi, A. L. Kelly, T. Huppertz, J. A. O’Mahony // J. Food Eng. – 2014. – 135. – P. 31–38. – doi: 10.1016/j.jfoodeng.2014.03.005.
  23. Cao, J. Short communication: effects of nanofiltration and evaporation on the physiochemical properties of milk protein during processing of milk protein concentrate / J. Cao, W. Zhang, S. Wu, C. Liu, Y. Li, H. Li, L. Zhang // J. Dairy Sci. – 2012. – 98(1). – P. 100-105.
  24. Sikand, V. Effect of adding salt during the diafltration step of milk protein concentrate powder manufacture on mineral and soluble protein composition / V. Sikand, P. Tong, J. Walker // Dairy Sci Technol. – 2013. – 93(4). – P. 401-413.
  25. Baldwin, A. J. Insolubility of milk powder products — a mini review / A. J. Baldwin // Dairy Sci. Technol. – 2010. – 90. – P. 169-179.
  26. Бондар, С. М. Технології поводження з технологічними відходами харчової промисловості: навчальний посібник / С. М. Бондар. – Одеса: Астропринт, 2010. – 120 с.
  27. Будрик, В. Г. Ресурсосбережение при совершенствовании производства сухих молочных продуктов / В. Г. Будрик, А. И. Бурыкин // Переработка молока. – 2015. – 12. – С. 28-31.
  28. Кузнецов, П. В. О выборе оборудования для сушки молока и сыворотки / П. В. Кузнецов, В. Т. Габриелова, П. Мертин // Молочная промышленность. – 2015. – 3. – С. 34–37.
  29. Пахомов, А. Н. Интенсификация процесса сушки жидкой послеспиртовой барды в аппарате с кипящим слоем инертных тел / А. Н. Пахомов, Н. С. Сорокина, А. В. Баландина // Инженерный вестник Дона, 2014. – 4. – URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2014/2727.
  30. Gyenis, J. Drying of Heat Sensitive Materials of High Moisture Content in Mechanically Spouted Bed of Inert Particles / J. Gyenis, E. Pallai-Varsányi, J. Tóth // Reliable Flow of Particulate Solids - IV. International Symposium, 2008. – Tromso, Norvégia.
  31. Kudra, Т. Advanced Drying Technologies / T. Kudra, A. S. Mujumdar. – New York: by Taylor & Francis Group, LLC, 2009. – 455 p.
  32. Re, H. J. Drying of Pastelike Materials in Spouted Bed / H. J. Re, J. T. Freire // Proc. of The6th Intern. Drying Symposium, IDS’88. – Versailles, France. – 1988. – P.119.
  33. Markowski, A. S. Drying characteristics in a jet‐spouted bed dryer / A. S. Markowski // The Canadian Journal of Chemical Engineering. – 1992. – Т. 70. – №. 5. – P. 938-944.
  34. Blasco, R. Pneumatic suspension drying. / R. Blasco, G. Diaz, A. Reyes // Drying’96. C. Proc. 10th International Drying Symposium (IDS’96) – Krakow. – 1996. – P. 427-434.
  35. Limaverde, J. R. Pastelike materials drying in rotary dryer with inert bed / J. R. Limaverde, Jr. Limaverde, J. R. D. Finzer // Proc. 12th International Drying Symposium (IDS2000). – Noordwijkerhout. – The Netherlands (CD-ROM, P. 341).
  36. Pallai, E. Spouted bed drying / E. Pallai, T. Szentmarjay A. S. Mujumdar // Handbook of Industrial Drying. A. S. Mujumdar (Ed.). 3rd ed. – Boca Raton. – 2012. – P. 363-384.
  37. Остроумов, Л. А. Пахта – продукт высокой технологической ценности / Л. А. Остроумов, И.А. Мазеева // Молочная промышленность. – 2009. – № 7. – C. 52.
  38. Храмцов, А. Г. Технология продуктов из вторичного молочного сырья: Учебное пособие / А. Г. Храмцов, С. В. Василисин, С. А. Рябцева, Т. С. Воротникова. – СПб.: ГИОРД, 2009. – 424 с.
  39. Bondar, S. Дослідження мембранного процесу видалення лактози з концентрату маслянки / S. Bondar A. Trubnikova, O. Chabanova // Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. – 2018. – Т. 20. – №. 85. – С. 62-69. – doi: 10.15421/nvlvet8512.
  40. Bondar, S. Analysis of a new diafiltration method of cleaning buttermilk from lactose with mineral composition preserved / S. Bondar, O. Chabanova, T. Sharakhmatova, A. Trubnikova // Харчова наука та технологія. – 2018. – Т. 12. – №. 1. – С. 90-98. –doi: 10.15673/fst.v12i1.839.