Использование нанофильтрационных концентратов пахты и сыворотки для кисломолочных продуктов с повышенной массовой долей белка

Широкие возможности в  области получения молочных продуктов с  повышенным содержанием белка с точки зрения качества и энергосбережения открывают баромембранные методы, в частности, нанофильтрация. В данной работе описывается целесообразность использования концентратов пахты и подсырной сыворотки, полученных нанофильтрацией, в производстве кисломолочных продуктов. Комплекс физико-химических, реологических и органолептических исследований нанофильтрационных концентратов пахты и  подсырной сыворотки позволил выбрать для дальнейших исследований концентраты с  массовой долей сухих веществ 20%. Электронно-микроскопические исследования микроструктуры пахты, сыворотки и их концентратов с массовой долей сухих веществ 20% показали, что при концентрировании пахты нанофильтрацией средний диаметр дисперсных частиц не увеличился и  составил (130 ± 30) нм. При этом размер ячеек пространственной сетки уменьшился в 3,2 раза, а при концентрировании сыворотки размер частиц увеличился в 1,7 раза при уменьшении размера ячеек пространственной сетки в 1,3 раза. Полученные данные позволяют прогнозировать положительное влияние данного способа концентрирования на консистенцию кисломолочных продуктов. Обосновано использование комбинированной молочной основы с соотношением концентрата пахты (20% сухих веществ) к концентрату сыворотки (20% сухих веществ) 50:50 и 75:25, что обеспечивает содержание полноценного белка 4,4–5,6% в  кисломолочных продуктах. Установлена высокая скорость кислотообразования и  хорошая влагоудерживающая способность кислотных сгустков при сквашивании закваской, содержащей термофильный стрептококк и ацидофильную палочку в соотношении 4:1. Полученные результаты позволяют расширить ассортимент кисломолочных продуктов с повышенной массовой долей белка для полноценного питания населения.

1. Банникова, А.В, Евдокимов, И.А. (2012). Инновационный подход к созданию обогащенных молочных продуктов с повышенным содержанием белка. — М.: ДеЛи плюс, 2015. —136 с.

2. Банникова, А.В., Евдокимов, И.А. (2015). Молочные продукты, обогащенные сывороточными белками: технологические аспекты создания. Молочная промышленность, 1, 64–66.

3. Володин, Д.Н., Золотарев, М.С, Топалов, В.К., Евдокимов, И.А., Храмцов, А.Г., Чаблин, Б.В. и др. (2015). Сывороточные ингредиенты: анализ рынка и перспективы производства. Молочная промышленность, 3, 60–62.

4. Тутельян, В.А., Никитюк, Д.Б., Батурин, А.К., Васильев, А.В., Гаппаров, М.Г., Жилинская, Н.В. и др. (2020). Нутриом как направление «главного удара»: определение физиологических потребностей в макро — и микронутриентах, минорных биологически активных веществах пищи. Вопросы питания, 89(4), 24–34. https://doi.org/10.24411/0042–8833–2020–10039.

5. Гришин, Д.В., Подобед, О.В., Гладилина, Ю.А., Покровская, М.В., Александрова, С.С., Покровский, В.С. и др. (2017). Биоактивные белки и пептиды: современное состояние и новые тенденции практического применения в пищевой промышленности и кормопроизводстве. Вопросы питания, 86(3), 19–31.

6. Топникова, Е.В., Иванова, Н.В., Оносовская, Н.Н. (9–18 июня 2017). Новый стандарт на пахту и продукты ее переработки. Сборник материалов Международной молочной недели. Углич, Россия.

7. Ahmed, J.A.O., Razig, K.A.A. (2017). Effect of levels of buttermilk on quality of set yoghurt. Journal of Nutrition & Food Sciences, 7, 634. https://doi.org/10.4172/21559600.1000634

8. Вышемирский, Ф.А., Ожгихина, Н.Н. (2011). Пахта: минимум калорий — максимум биологической ценности, Молочная промышленность, 9, 54–56.

9. Новокшанова, А.Л., Топникова, Е.В., Абабкова, А.А. (2019). Анализ аминокислотного состава обезжиренного молока и пахты для производства кисломолочного напитка при внесении гидролизата сывороточных белков. Вопросы питания, 88(3), 90–96. https://doi.org/10.24411/0042–8833–2019–10034.

10. Пономарев, А. Н., Мельникова, Е.И., Богданова, Е.В. (2018). Молочная сыворотка как сырьевой ресурс для производства пищевых ингредиентов. Молочная промышленность, 7, 38–39.

11. Fennema, O.R., Damodaran, S., Parkin, K.L. (2012). Fennema’s Food chemistry. London: CRC Press, 2012.

12. Bannikova, A. V., Evdokimov, I. A. (2015). The scientific and practical principles of creating products with increased protein content. Foods and Raw Materials, 3(2), 3–12.

13. Cao, J., Wang, G., Wu, S., Zhang, W., Liu, C., Li, H. et al. (2016). Comparison of nanofiltration and evaporation technologies on the storage stability of milk protein concentrates. Dairy Science and Technology, 96(1), 107–121. https://doi.org/10.1007/s13594–015–0244–3.

14. Шохалова, В.Н., Кузин, А.А., Дыкало, Н.Я., Шохалов, В.А. (2014). Состав НФ концентратов творожной сыворотки. Молочная промышленность, 12, 56–57.

15. Meyer, P., Hartinger, M., Sigler, S., Kulozik, U. (2017). Concentration of milk and whey by membrane technologies in alternative cascade modes. Food and Bioprocess Technology, 10(4), 674–686. https://doi.org/10.1007/s11947–016–1848–1

16. Cao, J., Zhang, W., Wu, S., Liu, C., Li, Y., Li, H. et al. (2015). Short communication: Effects of nanofiltration and evaporation on the physiochemical properties of milk protein during processing of milk protein concentrate. Journal of Dairy Science, 98(1), 100–105. https://doi.org/10.3168/jds.2014–8619

17. Wang, H., Wang, Y., Cao, J., Yuan, D., Chen, L., Han, J. (2018). Short communication: Effects of nanofiltration and evaporation on the gel properties of milk protein concentrates with different preheat treatments. Journal of Dairy Science, 101(6), 4977–4982. https://doi.org/10.3168/jds.2017–13811

18. Смыков, И.Т. (2012). Исследование кинетики формирования белковой структуры в процессе гелеобразования. Хранение и переработка сельхозсырья, 6, 30–37.

19. Tamime, A.Y. (2013). Membrane Processing: Dairy and Beverage Applications.US: Wiley-Blackwell, 2013.

20. Smykov, I.T. (2019). Study of the enzymatic stage of milk gelation: changes in viscosity and microstructure. Food systems, 2(3), 4–8. https://doi.org/10.21323/2618–9771–2019–2–3–4–8

21. Рязанцева, К.А., Кручинин, А.Г., Агаркова, Е.Ю., Харитонов, В.Д. (2015). Применение баромембранных процессов в технологии йогурта функциональной направленности. Хранение и переработка сельхозсырья, 5, 36–41.

22. Madhubasani, G. B. L., Prasanna, P. H. P., Chandrasekara, A., Gunasekara, D. C. S., Senadeera, P., Chandramali, D. V. P., Vidanarachchi, J. K. (2020). Exopolysaccharide producing starter cultures positively influence on microbiological, physicochemical, and sensory properties of probiotic goats’ milk set-yoghurt. Journal of Food Processing and Preservation, 44(3), Article e14361. https://doi.org/10.1111/jfpp.14361

23. Xu, Y., Cui, Y., Yue, F., Liu, L., Shan, Y., Liu, B. et al. (2019). Exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria and bifidobacteria: Structures, physiochemical functions and applications in the food industry. Food Hydrocolloids, 94, 475–499. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.03.032

24. Han, X., Yang, Z., Jing, X., Yu, P., Zhang, Y., Yi, H., Zhang, L. (2016). Improvement of the texture of yogurt by use of exopolysaccharide producing lactic acid bacteria. BioMed Research International, 2016, Article 7945675. https://doi.org/10.1155/2016/7945675