spfpХранение и переработка сельхозсырьяStorage and Processing of Farm Products2072-96692658-767XРОСБИОТЕХ10.36107/spfp.2021.220spfp-220Research ArticleИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ И НОВЫХ ВИДОВ СЫРЬЯUSING SECONDARY RESOURCES AND NEW TYPES OF RAW MATERIALSБелково-полисахаридный имитатор жира для ферментированного молочного продуктаProtein-Polysaccharide Fat Imitator for Fermented DairyМельниковаЕлена ИвановнаMelnikovaElena I.melnikova@molvest.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0955-6238СтаниславскаяЕкатерина БорисовнаStanislavskayaEkaterina B.

кафедра технологии продуктов животного происхождения, профессор

Department of Technology of Animal Food Products

tereshkova-katia@yandex.ruФёдороваАрина РомановнаFedorovaArina R.

студент

student

arina.fi0dorova@yandex.ruФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»РоссияVoronezh State University of Engineering TechnologyRussian FederationФГБОУ ВО "Воронежский государственный университет инженерных технологий"РоссияVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian Federation20212008202103188199Copyright © Мельникова Е.И., Станиславская Е.Б., Фёдорова А.Р., 20222022Мельникова Е.И., Станиславская Е.Б., Фёдорова А.Р.Melnikova E.I., Stanislavskaya E.B., Fedorova A.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.spfp-mgupp.ru/jour/article/view/220

В данной работе описаны исследования, подтверждающие возможность использования белково-полисахаридного имитатора жира в составе ферментированного молочного продукта. Цель работы – исследование взаимодействия микропартикулятов сывороточных белков и пектинов в составе комплексного имитатора жира в условиях формирования структуры ферментированного молочного продукта. Показатели состава объектов исследования, их физико-химические свойства определяли в соответствии с Российскими стандартами. Добавление пектина увеличивало значение среднего диаметра частиц и вязкости белкового имитатора жира. При смешивании микропартикулята сывороточных белков и пектина наблюдали образование частиц правильной круглой формы с диаметром от 6,2 до 25,3 мкм. Совместная термомеханическая обработка концентрата сывороточных белков и раствора пектина способствовала формированию более крупных частиц неправильной формы. Применение белково-полисахаридных имитаторов жира не оказывало существенного влияния на скорость кислотообразования при сквашивании обезжиренного молока. При внесении в продукт комплексного имитатора, состоящего из смеси микропартикулята сывороточных белков и пектина, частицы белкового компонента выполняли роль неактивного наполнителя. Пектин участвовал в образовании инертных нитей, прочно интегрированных в структуру сгустка. Это повышало прочность и вязкость готового продукта, способствовало снижению синерезиса. Применение имитаторов, полученных при термомеханической обработке смеси концентрата сывороточных белков и раствора пектина, оказывало негативное влияние на характеристику кислотного сгустка. Крупные частицы белково-полисахаридных агрегатов «разрывали» сетчатую структуру, образованную казеиновыми мицеллами, обусловливая формирование слабого геля. Выполненные исследования послужили основой для разработки рецептурно-компонентного решения и технологии ферментированного продукта. Качественные показатели его отвечали требованиям нормативной документации. Энергетическая ценность нового продукта составила 32 ккал/100 г, что характеризует его как низкокалорийный.

This paper describes studies that confirm the possibility of using a protein-polysaccharide fat simulator in a fermented dairy product. The aim of this work is to study the interaction of microparticulates of whey proteins and pectins in the composition of a complex fat simulator under conditions of the formation of the structure of a fermented dairy product. The indicators of the composition of the objects of study, their physical and chemical properties were determined in accordance with Russian standards. The addition of pectin increased the mean particle diameter and viscosity of the protein simulant fat. When mixing microparticulate whey proteins and pectin, the formation of particles of regular round shape with a diameter of 6.2 to 25.3 μm was observed. Joint thermomechanical processing of whey protein concentrate and pectin solution contributed to the formation of larger particles of irregular shape. The use of protein-polysaccharide fat imitators did not have a significant effect on the rate of acid formation during fermentation of skim milk. When a complex simulator, consisting of a mixture of microparticulate whey proteins and pectin, was introduced into the product, the particles of the protein component played the role of an inactive filler. Pectin participated in the formation of inert filaments firmly integrated into the clot structure. This increased the strength and toughness of the finished product, and reduced syneresis. The use of imitators obtained by thermomechanical processing of a mixture of whey protein concentrate and pectin solution had a negative effect on the characteristics of the acid clot. Large particles of protein-polysaccharide aggregates "broke" the network structure formed by casein micelles, causing the formation of a weak gel. The performed studies served as the basis for the development of a recipe-component solution and technology for a fermented product. Its quality indicators met the requirements of regulatory documents. The energy value of the new product was 32 kcal / 100 g, which characterizes it as low-calorie.

микропартикуляцияпектинферментированный продуктсывороточные белкистепень этерификациимикроструктуракислотный сгустокmicroparticulationpectinfermented productwhey proteinsdegree of esterificationmicrostructureacid clotФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере»FSBI "Foundation for Assistance to Small Innovative Enterprises in Science and Technology (FASIE)ReferencesАртемова, Е. Н. (2001). Формирование пенных структур пищевых продуктов, содержащих белки и пектины. Известия ВУЗов. Пищевая технология, 4, 20-23.Artemova E.N. Formirovanie pennyx struktur pishhevyx produktov, soderzhashhix belki i pektiny [Formation of foam structures of food products containing proteins and pectins]. Izvestiya VUZov. Pishhevaya texnologiya [Izvestiya VUZov. Food technology], 2001, no. 4, pp. 20 – 23.Баранов, С. А., Евдокимов, И. А., Гордиенко, Л. А., & Шрамко, М. И. (2020). Влияние микропартикулята сывороточных белков на показатели кисломолочных напитков. Молочная промышленность, 9, 59-62. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2020-09-59-61Baranov S.A., Evdokimov I.A., Gordienko L.A., Shramko M.I. Vliyanie mikropartikulyata sy`vorotochnyx belkov na pokazateli kislomolochnyx napitkov [Influence of whey protein microparticulate on indicators of fermented milk drinks]. Molochnaya promyshlennost [Dairy industry], 2020, no. 9, pp. 59 – 62. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2020-09-59-61Горбатова, К. К. (2015). Биохимия молока и молочных продуктов. СПб.: ГИОРД.Gorbatova K.K. Biohimiya moloka i molochnyh produktov [Biochemistry of milk and dairy products]. Saint Petersburg: GIORD, 2015. 336 p.Дымар, О. В. (2014). Технологические аспекты использования микропартикулятов сывороточных белков при производстве молочных продуктов. Молочная промышленность, 6, 19-21.Dymar O.V. Tekhnologicheskie aspekty ispolzovaniya mikropartikulyatov syvorotochnyh belkov pri proizvodstve molochnyh produktov [Technological aspects of the use of whey protein microparticulate in the production of dairy products]. Molochnaya promyshlennost [ Dairy industry], 2014, no. 6, pp. 19-21.Евдокимов, И. А., Кравцов, В. А., Федорцов, Н. М., Богоровская, М. А., Бобрышева, Т. Н., Золоторева, М. С., & Баранов, С. А. (2021). Состав и свойства микропартикулятов сывороточных белков. Молочная промышленность, 4, 40-44. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-04-40-44Evdokimov I.A. [i dr.] Sostav i svojstva mikropartikulyatov syvorotochnyx belkov [Composition and properties of whey protein microparticulates]. Molochnaya promyshlennost [Dairy industry], 2021, no. 4. pp. 40 – 44. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-04-40-44Золотарева, М. С., Володин, Д. Н., Евдокимов, И. А., & Харитонов, В. Д. (2018). Мембранные технологии для обеспечения эффективности и безопасности молочного производства. Молочная промышленность, 5, 36-39.Zolotareva M.S., Volodin D.N., Evdokimov I.A., Xaritonov V.D. Membrannye texnologii dlya obespecheniya effektivnosti i bezopasnosti molochnogo proizvodstva [Membrane technologies for efficient and safe dairy production]. Molochnaya promyshlennost [Dairy industry], 2018, no. 5. pp. 36 – 39.Куликова, В. В., Барыбина, Л. И., Оботурова, Н. П., & Дацко, В. А. (2014). Комплексообразование концентрата сывороточных белков молока с анионными полисахаридами. Пищевая промышленность, 3, 62-64.Kulikova V.V., Barybina L.I., Oboturova N.P., Daczko V.A. Kompleksoobrazovanie koncentrata syvorotochnyx belkov moloka s anionnymi polisaxaridami [Complexation of milk whey protein concentrate with anionic polysaccharides]. Pishhevaya promyshlennost [Food Industry], 2014, no. 3. pp. 62 – 64.Мельникова, Е. И., & Станиславская, Е. Б. (2017). Новые технологические решения в переработке творожной сыворотки. Исследование процесса микропартикуляции творожной сыворотки. Молочная промышленность, 1, 56-57.Melnikova E.I., Stanislavskaya E.B. Novye texnologicheskie resheniya v pererabotke tvorozhnoj syvorotki. Chast 1. Issledovanie processa mikropartikulyacii tvorozhnoj syvorotki [New technological solutions in the processing of curd whey. Part 1. Investigation of the process of microparticulation of curd whey]. Molochnaya promyshlennost [Dairy industry], 2017, no. 1. pp. 56 – 57.Мельникова, Е. И., Станиславская, Е. Б., & Баранова, К. Ю. (2020). Применение сывороточных белковых ингредиентов для получения имитаторов молочного жира. Вестник ВГУИТ, 82(3), 90-95.Melnikova E.I., Stanislavskaya E.B., Baranova K.Yu. Primenenie syvorotochnyx belkovyx ingredientov dlya polucheniya imitatorov molochnogo zhira [The use of whey protein ingredients to obtain imitators of milk fat]. Vestnik VGUIT [Vestnik VSUIT], 2020, T. 82, no. 3. pp. 90 – 95.Нечаев, А. П., Траубенберг, С. Е., Кочеткова, А. А., & Колпакова, В. В. (2015). Пищевая химия. СПб.: ГИОРД.Merkulova N.G., Merkulov M.Yu., Merkulov I.Yu. Proizvodstvennyj kontrol v molochnoj promyshlennosti. Prakticheskoe rukovodstvo [Production control in the dairy industry. Practical guide]. Saint Petersburg: GIORD, 2017. 1022 p.Рябцева, С. А., Ганина, В. И., & Панова, Н. М. (2018). Микробиология молока и молочных продуктов. СПб.: Лань.Nechaev A. P., Traubenberg S. E., Kochetkova A. A., Kolpakova V. V. Pishhevaya ximiya [Food chemistry]. Saint Petersburg: GIORD, 2015. 672 p.Степанова, Л. И. (2005) Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Том 1. Цельномолочные продукты. СПб.: ГИОРД.Ryabceva S.A., Ganina V.I., Panova N.M. Mikrobiologiya moloka i molochnyh produktov [Microbiology of milk and dairy products]. Saint Petersburg: Lan, 2018. 192 p.Тёпел, А. (2012). Химия и физика молока. СПб.: Профессия.Teshaev X.I., Usmanova S.R., Shamsoro O., Muxidinov Z.K. Vzaimodejstvie nizkometilirovannyx pektinov s koncentratom belkov molochnoj syvorotki [Interaction of low methylated pectins with whey protein concentrate] Vestnik VGUIT [Vestnik VSUIT], 2012, no. 1. p. 158 – 164.Тешаев, Х. И., Усманова, С. Р., Шамсоро, О., & Мухидинов, З. К. (2012). Взаимодействие низкометилированных пектинов с концентратом белков молочной сыворотки. Вестник ВГУИТ, 1, 158-164.Tyopel A. Himiya i fizika moloka [Chemistry and Physics of Milk]. Saint Petersburg: Professiya, 2012. 824 p.Толстогузов, В. Б. (1978). Искусственные продукты питания. Новый путь получения пищи и его перспективы. Научные основы производства. М.: Наука.Tolstoguzov V.B. Iskusstvennye produkty pitaniya. Novyj put polucheniya pishhi i ego perspektivy. Nauchnye osnovy proizvodstva [Artificial food. A new way of getting food and its perspective. Scientific basis of production]. Moscow : Nauka, 1978. 232 p.Толстогузов, В. Б. (1987). Новые формы белковой пищи: Технологические проблемы и перспективы производства. М.: Агропромиздат.Tolstoguzov V.B. Novye formy belkovoj pishhi (Texnologicheskie problemy i perspektivy proizvodstva) [New forms of protein food (Technological problems and production prospects)]. Moscow : Agropromizdat, 1987. 303 p.Яценко, О. В., Ющенко, Н. М., & Пасичный, В. М. (2017). Исследование функционально-технологических свойств белково-полисахаридных комплексов и их использования в технологии масляных паст. Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького, 19, 45-49.Яценко, О. В., Ющенко, Н. М., & Пасичный, В. М. (2017). Исследование функционально-технологических свойств белково-полисахаридных комплексов и их использования в технологии масляных паст. Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького, 19, 45-49.Di Cagno, R., De Pasquale, I., De Angelis, M., Buchin, S., Rizzello, C. G., & Gobbetti, M. (2014). Use of microparticulated whey protein concentrate, exopolysaccharide-producing Streptococcus thermophilus, and adjunct cultures for making low-fat Italian Caciotta-type cheese. Journal of Dairy Science, 97(1), 72-84. https://doi.org/10.3168/jds.2013-7078Di Cagno, R., De Pasquale, I., De Angelis, M., Buchin, S., Rizzello, C. G., & Gobbetti, M. (2014). Use of microparticulated whey protein concentrate, exopolysaccharide-producing Streptococcus thermophilus, and adjunct cultures for making low-fat Italian Caciotta-type cheese. Journal of Dairy Science, 97(1), 72-84. https://doi.org/10.3168/jds.2013-7078Ipsen, R. (2017). Microparticulated whey proteins for improving dairy product texture. International Dairy Journal, 67, 73-79. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2016.08.009Ipsen, R. (2017). Microparticulated whey proteins for improving dairy product texture. International Dairy Journal, 67, 73-79. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2016.08.009Krzeminski, A., Prell, K. A., Busch-Stockfisch, M., Weiss, J., & Hinrichs, J. (2014). Whey protein-pectin complexes as new texturising elements in fat-reduced yoghurt systems. International Dairy Journal, 36(2), 118-127. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2014.01.018Krzeminski, A., Prell, K. A., Busch-Stockfisch, M., Weiss, J., & Hinrichs, J. (2014). Whey protein-pectin complexes as new texturising elements in fat-reduced yoghurt systems. International Dairy Journal, 36(2), 118-127. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2014.01.018Melnikova, E. I., Losev, A. N., & Stanislavskaia, E. B. (2017). Microparticulation of caseic whey to use in fermented milk production. Foods and Raw Materials, 5(2), 83-93. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-83-93Melnikova, E. I., Losev, A. N., & Stanislavskaia, E. B. (2017). Microparticulation of caseic whey to use in fermented milk production. Foods and Raw Materials, 5(2), 83-93. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-83-93O'Chiu, E., & Vardhanabhuti, B. (2017). Utilizing whey protein isolate and polysaccharide complexes to stabilize aerated dairy gels. Journal of Dairy Science, 100(5), 3404-3412. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2016-12053O'Chiu, E., & Vardhanabhuti, B. (2017). Utilizing whey protein isolate and polysaccharide complexes to stabilize aerated dairy gels. Journal of Dairy Science, 100(5), 3404-3412. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2016-12053Olivares, M. L., Shahrivar, K., & de Vicente, J. (2019). Soft lubrication characteristics of microparticulated whey proteins used as fat replacers in dairy systems. Journal of Food Engineering, 245, 157-165. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.10.015Olivares, M. L., Shahrivar, K., & de Vicente, J. (2019). Soft lubrication characteristics of microparticulated whey proteins used as fat replacers in dairy systems. Journal of Food Engineering, 245, 157-165. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.10.015Phil, K. (2019). Manufacture of whey protein products: Concentrates, isolate, whey protein fractions and microparticulated. In Whey Proteins. From Milk to Medicine (pp. 97-122). Academic Press. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812124-5.00003-5Phil, K. (2019). Manufacture of whey protein products: Concentrates, isolate, whey protein fractions and microparticulated. In Whey Proteins. From Milk to Medicine (pp. 97-122). Academic Press. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812124-5.00003-5Torres, I. C., Amigo, J. M., Knudsen, J. C., Tolkach, A., Mikkelsen, B. Ø., & Ipsen, R. (2018). Rheology and microstructure of low-fat yoghurt produced with whey protein microparticles as fat replacer. International Dairy Journal, 81, 62-71. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.01.004Torres, I. C., Amigo, J. M., Knudsen, J. C., Tolkach, A., Mikkelsen, B. Ø., & Ipsen, R. (2018). Rheology and microstructure of low-fat yoghurt produced with whey protein microparticles as fat replacer. International Dairy Journal, 81, 62-71. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.01.004Torres, I. C., Mutaf, G., Larsen, F. H., & Ipsen, R. (2016). Effect of hydration of microparticulated whey protein ingredients on their gelling behaviour in a non-fat milk system. Journal of Food Engineering, 184, 31-37. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.03.018Torres, I. C., Mutaf, G., Larsen, F. H., & Ipsen, R. (2016). Effect of hydration of microparticulated whey protein ingredients on their gelling behaviour in a non-fat milk system. Journal of Food Engineering, 184, 31-37. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.03.018

The authors declare that there are no conflicts of interest present.