Впровадження безвідходних технологій переробки вторинної молочної сировини
DOI:
https://doi.org/10.31866/2616-7468.5.1.2022.260878Ключові слова:
безвідходні технології, вторинна молочна сировина, мембранна обробка, харчова промисловість, виробництво продуктівАнотація
Актуальність. Молочна промисловість як галузь, що характеризується високим рівнем відходоутворення, є об’єктом широкого застосування баромембранних процесів. Водночас науковці продовжують працювати у напрямку впровадження нових видів молочної продукції, нових способів переробки сировини, підвищення якості та конкурентоспроможності продуктів.
Одним зі шляхів вирішення цієї задачі, згідно із «Концепцією державної політики в галузі здорового харчування населення України», є забезпечення необхідних обсягів виробництва харчової сировини та харчових продуктів, зокрема білоквмісних, доступних усім верствам населення, пошук та удосконалення сучасних технологій виробництва високоякісних харчових продуктів і способів досягнення їхньої тривалої біологічної безпеки. Розширення асортименту білкових продуктів харчування, підвищення їхньої біологічної цінності, а також створення продуктів нового покоління, які відповідають вимогам здорового харчування, є актуальним завданням сучасного суспільства. Одним із можливих напрямів вирішення цієї проблеми є цільове використання нутрієнтів вторинної молочної сировини, що повною мірою забезпечується їхнім концентруванням завдяки баромембранній обробці сировини.
Мета статті – аналітичне дослідження основних напрямків безвідходної переробки вторинної молочної сировини у харчові продукти із застосуванням мембранних методів розділення з метою подальшого створення удосконалених технологій виробництва концентрованих молочних напівфабрикатів.
Методи дослідження: аналітичні, стандартні загальноприйняті фізико-хімічні, біохімічні, калометричні, а також методи планування експерименту та математичної обробки експериментальних даних із використанням сучасних комп’ютерних програм.
Результати дослідження. Надано аналіз досліджень залежності фактора концентрації мембранної обробки вторинної молочної сировини (знежиреного молока, сколотин та сироватки з-під кислого сиру) від тривалості процесу. Проаналізовано хімічний склад продуктів ультрафільтраційного концентрування вторинної молочної сировини: ретентатів та пермеатів. Представлено принципову схему комплексної переробки знежиреного молока та сколотин у готову харчову продукцію за участю процесу ультрафільтрації. Наведено удосконалену схему переробки молочної сироватки у функціональні продукти з використанням мембранних технологій. Розроблено схему безвідходних технологій переробки незбираного молока з комплексним використанням вторинної молочної сировини (відходів) у промислове використання.
Висновки та обговорення. Застосування мембранних процесів обробки молочної сировини, зокрема вторинної, дозволяє запровадити безвідходні технології її переробки для подальшого впровадження і на підприємствах ресторанного господарства, і на інших виробництвах харчової промисловості, що вирішує важливе завдання розвитку суспільства. Результати досліджень зміни фактора концентрації від тривалості мембранної обробки вторинної молочної сировини свідчать про ефективність застосування методу барботування у процесі ультрафільтраційного концентрування знежиреного молока, сколотин та сироватки з-під кислого сиру. Дослідження якісних характеристик продуктів ультрафільтраційного концентрування вторинної молочної сировини підтверджують зростання показників вмісту білка, жиру та сухих речовин і збереження нативних властивостей молочної сировини. Результати попередніх досліджень методів мембранної обробки вторинної молочної сировини дозволили розробити схеми технологій безвідходної переробки і окремих видів представлених продуктів, і загальної технології переробки незбираного молока.
Посилання
Avercheva, N. O. (2019). Pidvyshchennia yakosti moloka yak osnova konkurentospromozhnosti produktsii na yevropeiskomu rynku [Improving the Quality of Milk as a Basis for Product Competitiveness in the European Market]. Agrosvit, 22, 19–30. https://doi.org/10.32702/2306-6792.2019.22.19 [in Ukrainian].
Barukčić, I., Lisak, K., & Božanić, R. (2019). Valorisation of Whey and Buttermilk for Production of Functional Beverages – An Overview of Current Possibilities. Food Technol Biotechnol, 57(4), 448–460. https://doi.org/10.17113%2Fftb.57.04.19.6460 [in English].
Bhat, Z. F., & Bhat, H. (2011). Milk and Dairy Products as Functional Foods: A Review. International Journal of Dairy Science, 6(1), 1–12. https://dx.doi.org/10.3923/ijds.2011.1.12 [in English].
Cheng, T., & Li, L. (2007). Gas-sparging Cross-flow Ultrafiltration in Flat-plate Membrane Module: Effects of Channel Height and Membrane Inclination. Separation and Purification Technology, 55, 50–55. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2006.10.026 [in English].
Deinychenko, H. V., Huzenko, V. V., & Hafurov, O. V. (2015). Yakist kharchovykh ridyn ultrafiltratsiinoho kontsentruvannia [Quality of Food Liquids of Ultrafiltration Concentration]. Commodities and Markets, 2(20), 140–149. http://tr.knute.edu.ua/files/2015/20/17.pdf [in Ukrainian].
Deinychenko, L. H. (2018). Tekhnolohiia i yakist zbytykh desertiv na osnovi molochno-bilkovoho kontsentratu [Technology and Quality of Whipped Desserts Based on Milk-Protein Concentrate]. Scientific works of the National University of Food Technologies, 24, 189–197. http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/29499 [in Ukrainian].
Deynichenko, G., Zolotukhina, I., Dmytrevsky, D., Chervonyi, Horielkov, D., Guzenko, V., & Sefikhanova, K. (2020). Study of the Water State and Phase Transitions of Liquid in Milk-protein Semi-finished Products Below 0 ºС. Journal of Hygienic Engineering and Design, 32, 114–119 [in English].
Deynіchenko, G., Guzenko, V., Dmytrevskyi, D., Chervonyi, V., Omelchenko, O., Horielkov, D., Melnik, l., & Korolenko, O. (2020). Research Method of Reducing Polarization Layer at Ultrafiltration of Cottage Cheese Whey. EUREKA: Life Sciences Scientific Journal, 4, 8–14. https://doi.org/10.21303/2504-5695.2020.001375 [in English].
Deynіchenko, G., Guzenko, V., Udovenko, O., Omelchenko, О., & Melnik, О. (2016). Intensification of the Process of Ultrafiltration Concentration Skim Milk. Eastern-European Journal of Enterprise Terchnologies, 6/11, 84, 4–8. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.86440 [in English].
Dmytrykov, V. P., Horbenko, O. V., & Antonov, A. V. (2019). Osoblyvosti pererobky vtorynnoi molochnoi syrovyny: ekolohichni innovatsii [Features of Processing of Secondary Dairy Raw Materials: Ecological Innovations]. Ekolohiia plius, 1(70), 7–11. http://dspace.pdaa.edu.ua:8080/handle/123456789/5310 [in Ukrainian].
Ferrer, M., Alexander, M., & Corredig, M. (2014). Changes in the Physico-chemical Properties of Casein Micelles During Ultrafiltration Combined with Diafiltration. Food Science and Technology, 59(1), 173–180. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.04.037 [in English].
Fox, P. F., Guinee, T. P., Cogan, T. M., Boston, M. A., & McSweeney, P. L. (2017). Chemistry of Milk Constituents. In Fundamentals of Cheese Science (pp. 71–104). https://doi.org/10.1007/978-1-4899-7681-9_4 [in English].
Gavrilov, G. B. (2006). Tekhnologiya membrannykh protsessov pererabotki molochnoi syvorotki i sozdanie produktov s funktsional’nymi svoistvami [Technology of Membrane Processes of Whey Processing and Creation of Products With Functional Properties] [Monograph]. Izdatel’stvo Rossel’khozakademii [in Russian].
Guine, R., & Lemos, E. T. (2018). Development of New Dairy Products with Functional Ingredients. Journal of Culinary Science & Technology, 18(3), 159–176. http://dx.doi.org/10.1080/15428052.2018.1552901 [in English].
Hnitsevych, V. A., Nykyforov, R. P., Fedotova, N. A., & Kravchenko, N. V. (2014). Tekhnolohiia kharchovykh produktiv iz zadanymy vlastyvostiamy na osnovi vtorynnoi molochnoi ta roslynnoi syrovyny [Technology of Food Products with Specified Properties on the Basis of Secondary Dairy and Vegetable Raw Materials] [Monograph]. Donetsk National University of Economics and Trade [in Ukrainian].
Hrek, O. V., & Krasulia, O. O. (2017). Molokopererobka. Innovatsii [Milk Processing. Innovation]. National University of Food Technology [in Ukrainian].
Hrynchenko, N. H. (2018). Naukove obgruntuvannia tekhnolohii napivfabrykativ na osnovi molochnoi syrovyny, oderzhanykh shliakhom realizatsii potentsialu laktokaltsiiu [Scientific Substantiation of Technologies of Semi-Finished Products on the Basis of Raw Milk, Obtained by Realizing the Potential of Lactocalcium] [Doctoral dissertation, Kharkiv State University of Nutrition and Trade] [in Ukrainian].
Hu, K., & Dickson, J. M. (2015). Membrane Processing for Dairy Ingredient Separation. Wiley Blackwell [in English].
Kelly, P. (2011). Milk Protein Concentrate. In Encyclopedia of Dairy Sciences (pp. 848–854) [in English].
Khramtsov, A. G. (2012). Fenomen molochnoi syvorotki [Whey Phenomenon] [Monograph]. Professiya [in Russian].
Kuznetsov, V. V., & Lipatov, N. N. (2005). Spravochnik tekhnologa molochnogo proizvodstva: Tekhnologiya i retseptury [Handbook of Dairy Production Technologists: Technology and Recipes] (Vol. 6: Tekhnologiya detskikh molochnykh produktov [Technology of Children’s Dairy Products]). Giord [in Russian].
Lobasenko, B., & Semenov, A. (2013). Intensification of Ultrafiltration Concentrating by the Separation of the Concentration Boundary Layer. Foods and Raw Materials, 1, 74–81. http://dx.doi.org/10.12737/1560 [in English].
Minorova, A. V. (2015). Doslidzhennia zminy fizyko-khimichnoho skladu retentatu ta permeatu pid chas ultrafiltratsii molochnoi syrovatky [Investigation of Changes in Physicochemical Composition of Retentate and Permeate During Whey Ultrafiltration]. Food resources, 4, 40–45 [in Ukrainian].
Myronchuk, V. H., & Zmiievskyi, Yu. H. (2013). Membranni protsesy v tekhnolohii kompleksnoi pererobky molochnoi syrovatky [Membrane Processes in the Technology of Complex Processing of Whey] [Monograph]. National University of Food Technology [in Ukrainian].
Renhe, I. R. T., Indris, L. M., & Corredig, M. (2018). Effect of Calcium Chelators on Heat Stability and Heat-Induced Changes of Milk Microfiltered Concentrates. International Dairy Journal, 82, 4–10. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.02.009 [in English].
Romanchuk, I. O. (2020). Naukove obgruntuvannia ta rozroblennia sposobiv pidvyshchennia resursoefektyvnosti promyslovoho pereroblennia molochnoi syrovyny [Scientific Substantiation and Development of Ways to Increase the Resource Efficiency of Industrial Processing of Raw Milk] [Abstract of the dissertation, National University of Food Technologies] [in Ukrainian].
Savchenko, O. A., Hrek, O. V., & Krasulia, O. O. (2015). Aktualni pytannia tekhnolohii molochno-bilkovykh kontsentrativ: teoriia i praktyka [Current Issues of Milk Protein Concentrate Technology: Theory and Practice] [Monograph]. Komprynt [in Ukrainian].
Shalapugina, E. P., & Shalapugina, N. V. (2011). Tekhnologiya moloka i molochnykh produktov [Technology of Milk and Dairy Products]. Dashkov i K [in Russian].
Telezhenko, L. M., Didukh, H. V., & Kapchan, V. I. (2017). Modyfikovani syrovatkovi bilkovi kontsentraty yak zbahachuvachi kharchovykh produktiv [Modified Whey Protein Concentrates as Food Fortifiers]. Molodyi vchenyi, 5(45), 495–500. http://molodyvcheny.in.ua/files/journal/2017/5/112.pdf [in Ukrainian].
Visioli, F., & Strata, A. (2014). Milk, Dairy Products, and Their Functional Effects in Humans: A Narrative Review of Recent Evidence. Advances in Nutrition, 5(2), 131–143. https://doi.org/10.3945%2Fan.113.005025 [in English].
Yakubchak, O. M., Halaburda, M. A., Bilyk, R. I., & Oliinyk, L. V. (2010). Moloko ta molochni produkty (GMP. HACCP) [Milk and Dairy Products (GMP. NASSR)]. Bioprom [in Ukrainian].
Yildiz, F. (2016). Development and Manufacture of Yogurt and Other Functional Dairy Products. CRC press [in English].
Zheng, X., Shi, X., & Wang, B. (2021). A Review on the General Cheese Processing Technology, Flavor Biochemical Pathways and the Influence of Yeasts in Cheese. Front. Microbiol, 12, 703284. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.703284 [in English].
Zolotukhina, I. V. (2021). Naukove obgruntuvannia tekhnolohii napivfabrykativ na osnovi tsilovoho vykorystannia nutriientiv bilkovo-vuhlevodnoi molochnoi syrovyny [Scientific Substantiation of Technologies of Semi-finished Products on the Basis of Target Use of Nutrients of Protein-carbohydrate Dairy Raw Materials] [Doctoral dissertation, Kharkiv State University of Nutrition and Trade] [in Ukrainian].
Zolovska, O. V. (2013). Rozrobka tekhnolohii molochno-roslynnykh desertiv profilaktychnoho pryznachennia [Development of Technologies for Dairy and Vegetable Desserts for Preventive Purposes] [Doctoral dissertation, Odessa National Technological University] [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Григорій Дейниченко, Василь Гузенко, Дмитро Дмитревський, Інна Золотухіна, Володимир Перекрест
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори зберігають авторські права на статтю та одночасно надають журналу право його першої публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану статтю з обов’язковим посиланням на її авторів та першу публікацію.
Журнал дозволяє авторам зберігати авторські права і права на публікації без обмежень.
Автор опублікованої статті має право поширювати інформацію про неї та розміщувати посилання на роботу в електронному репозитарії установи.
