spfpХранение и переработка сельхозсырьяStorage and Processing of Farm Products2072-96692658-767XРОСБИОТЕХ10.36107/spfp.2022.258spfp-258Research ArticleИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ И НОВЫХ ВИДОВ СЫРЬЯUSING SECONDARY RESOURCES AND NEW TYPES OF RAW MATERIALSСостав и функционально-технологические свойства пермеата подсырной сывороткиComposition, functional and technological properties of whey permeate powder sprayhttps://orcid.org/0000-0002-3474-2534МельниковаЕлена ИвановнаMelnikovaElena

д.т.н., профессор, кафедра технологии продуктов животного происхождения,  SPIN-код: 1615-8345

melnikova@molvest.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5053-2273БогдановаЕкатерина ВикторовнаBogdanovaEkaterina

к.т.н., доцент, кафедра технологии продуктов животного происхождения,  SPIN-код: 9649-6419

ek-v-b@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5795-7020ПавельеваДарья АнатольевнаPavelevaDaria

Кафедра технологии продуктов животного происхождения, ассистент, SPIN-код: 4442-7735 

komma95@inbox.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийРоссияVoronezh State University of Engineering TechnologyRussian Federation20222903202201223232Copyright © Мельникова Е.И., Богданова Е.В., Павельева Д.А., 20222022Мельникова Е.И., Богданова Е.В., Павельева Д.А.Melnikova E., Bogdanova E., Paveleva D.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/258

Решение проблемы утилизации молочной сыворотки возможно только за счёт инвестиций переработчиков в новые ресурсосберегающие технологии, в том числе производство пермеатов. Целью данного исследования было изучение функционально-технологических характеристик, размера частиц и способности к восстановлению сухого сывороточного пермеата. Сухой пермеат получали из предварительно просепарированной при t=(45 ± 2) oC  и очищенной подсырной сыворотки, которую пастеризовали при t=(80 ± 2) oC  в течение 5 минут, затем охлаждали до t=(10 - 15) oC и отправляли на ультрафильтрацию при              t=(10 - 12) oC, P=(0,3 - 0,6) МПа. Последующую сушку осуществляли на установке VRD-5 при температуре на входе в сушильную башню 150 – 160 °С, на выходе – (55 ± 2) °С. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с арбитражными и общепринятыми в исследовательской практике методами. В ходе работы были установлены гранулометрический состав и физико-химические показатели сухого пермеата: средний размер частиц составил 56,03 мкм, индекс растворимости - 0,1 см3, насыпная плотность - 0,68 г/см3, диспергируемость - 80,6 %, смачиваемость - 62,0 %. Изученные функциональные свойства сывороточного пермеата показывают высокую способность к адаптации рецептур кондитерских и хлебобулочных изделий, горячих напитков, молочных и мясных продуктов для улучшения их вкуса и текстуры, а также при снижении стоимости. Выпуск сухого сывороточного пермеата, нового для нашей страны продукта, позволит организовать замкнутый цикл производства и расширить ассортиментные группы традиционных товаров.

The solution to the problem of whey utilization is possible only through the investment of processors in new resource-saving technologies. The release of whey permeate powder spray, a new product for our country, will allow to organize a closed production cycle and expand the assortment groups of traditional goods. The particle-size distribution, physical and chemical parameters of whey permeate powder spray were established. The average particle size was 56.03 microns, the solubility index was 0.1 cm3, the bulk density was 0.68 g/cm3, dispersibility index was 80.6 %, wettability was 62.0 %. The studied functional properties of whey permeate powder spray show a high ability to adapt the recipes of confectionery and bakery products, hot drinks, dairy and meat products to improve their taste and texture, as well as to reduce their cost.

ресурсосберегающие технологиисывороточный пермеатфункциональные продуктыхимический состав.resource-saving technologieswhey permeate powder sprayfunctional productschemical composition.ПАО МК «Воронежский» «Калачеевский сырзавод»; испытательная лаборатория «МОЛОКО» ФГАНУ «ВНИМИ».ReferencesAnandharamakrishnan C. (2017) Handbook of Drying for Dairy Products (Hoboken: John Wiley & Sons).Agarkova, E.Ju., & Chilikin, A.Ju. (2021) Osobennosti tehnologii molochnyh produktov, obogashhennyh syvorotochnymi belkami Molochnaja promyshlennost', 3, 49-51.Anandharamakrishnan, C., Chris D. Rielly, & A.G.F. Stapley (2013) Loss of Solubility of Alpha-lactalbumin and Beta-lactoglobulin During the Spray Drying of Whey Proteins.DOI:https://hdl.handle.net/2134/11457Anandharamakrishnan C. (2017) Handbook of Drying for Dairy Products (Hoboken: John Wiley & Sons).Bhesh Bhandari, Nidhi Bansal, Min Zhang & Pierre Schuck (2013) Handbook of food powders Processes and properties. DOI:10.1533/9780857098672Anandharamakrishnan, C., Chris D. Rielly, & A.G.F. Stapley (2013) Loss of Solubility of Alpha-lactalbumin and Beta-lactoglobulin During the Spray Drying of Whey Proteins. DOI: https://hdl.handle.net/2134/11457Eoin G. Murphy, Nicolas E. Regost, Yrjö H. Roos & Mark A. Fenelon (2020) Powder and Reconstituted Properties of Commercial Infant and Follow-On Formulas, Foods, 9: 84. DOI:10.3390/foods9010084Babenyshev, S.P., Bracihin, A.A., Mamaj, D.S., Mamaj, A.V., Hoha, D.S., & Shepelev O.G. (2020) Sublimirovannyj permeat tvorozhnoj syvorotki: poluchenie i ocenka osnovnyh kachestvennyh pokazatelej Molochnaja promyshlennost', 9, 62-65.Evdokimov, I.A., Gridin, A.S., Volodin, D.N., Kulikova, I.K. & Slozhenkina M.I. (2021) Investigation of crystallization process of lactose in milk serum permeate IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. DOI:10.1088/1755-1315/852/1/012031Bhesh Bhandari, Nidhi Bansal, Min Zhang & Pierre Schuck (2013) Handbook of food powders Processes and properties. DOI:10.1533/9780857098672Fyfe, Kim, Kravchuk, Olena ,Nguyen, Anh V. , Deeth, Hilton & Bhandari, Bhesh (2011) Influence of Dryer Type on Surface Characteristics of Milk Powders, Drying Technology, 29: 7, 758 — 769. URL: http://dx.doi.org/10.1080/07373937.2010.538481Bykova, S.T., & Kalinina, T.G. (2021) Syvorotochnyj suhoj molochnyj permeat - perspektivnyj ingredient dlja obogashhenija produktov pitanija detej, bol'nyh fenilketonuriej Pishhevaja promyshlennost', 7, 46-49.Galstyan, A.G., Petrov, A.N. & Semipyatniy, V.K. (2016) The oretical backgrounds for enhancement of dry milk dissolution process: mathematical modeling of the system "solid particles – liquid "Foods and Raw Materials, 4 (1) 102-109.Eoin G. Murphy, Nicolas E. Regost, Yrjö H. Roos & Mark A. Fenelon (2020) Powder and Reconstituted Properties of Commercial Infant and Follow-On Formulas, Foods, 9: 84. doi:10.3390/foods9010084GEA-Niro. Analytical Methods for Dry Milk Products. URL: https://www.gea.com/en/products/analytical-methods-dry-milk-products.jspEvdokimov, I.A., Gridin, A.S., Volodin, D.N., Kulikova, I.K. & Slozhenkina M.I. (2021) Investigation of crystallization process of lactose in milk serum permeate IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. DOI:10.1088/1755-1315/852/1/012031Huppertz, T.& Gazi, I. (2016) Lactose in dairy ingredients: Effect on processing and storage stability Journal of Dairy Science, 99 (8) 6842–6851.Fyfe, Kim , Kravchuk, Olena , Nguyen, Anh V. , Deeth, Hilton & Bhandari, Bhesh (2011) Influence of Dryer Type on Surface Characteristics of Milk Powders, Drying Technology, 29: 7, 758 — 769. URL: http://dx.doi.org/10.1080/07373937.2010.538481Jagrani Minj, Aparna Sudhakaran V & Anuradha Kumari (2020) Dairy Processing: Advanced Research to Applications, 15-38. https://doi.org/10.1007/978-981-15-2608-4Galstyan, A.G., Petrov, A.N. & Semipyatniy, V.K. (2016) The oretical backgrounds for enhancement of dry milk dissolution process: mathematical modeling of the system "solid particles - liquid" Foods and Raw Materials, 4 (1) 102-109.Junfu, J. et al. (2016) Rehydration behaviours of high protein dairy powders: The influence of agglomeration on wettability, dispersibility and solubility Food Hydrocolloids, 58 194–203.GEA-Niro. Analytical Methods for Dry Milk Products. URL: https://www.gea.com/en/products/analytical-methods-dry-milk-products.jspKravtsov, V.A., Kulikova, I.K., Anisimov, G.S., Evdokimov, I.A. & Khramtsov, A.G. (2021) Variety of dairy Ultrafiltration permeates and their purification in lactose production IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, doi:10.1088/1755-1315/677/3/032001Glotova, I.A., Tihonov, G.S., Erofeeva, N.A., & Shahov, S.V. (2019) Podhody k rasshireniju assortimenta suhih belkovyh produktov dlja zdorovogo pitanija V sbornike: PRODOVOL''STVENNAJa BEZOPASNOST'': NAUChNOE, KADROVOE I INFORMACIONNOE OBESPEChENIE. Sbornik nauchnyh statej i dokladov VI Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Voronezhskij gosudarstvennyj universitet inzhenernyh tehnologij, 52-57.Агаркова, Е.Ю., &Чиликин, А.Ю. (2021) Особенности технологии молочных продуктов, обогащенных сывороточными белками Молочная промышленность, 3, 49-51.Golubeva, L.V., Pozhidaeva, E.A., & Krasil'nikov, A.A. (2021) Izuchenie processa vosstanovlenija suhoj molochnoj smesi v proizvodstve molokosoderzhashhih produktov V sbornike: Pishhevye tehnologii budushhego: innovacii v proizvodstve i pererabotke sel'skohozjajstvennoj produkcii. Sbornik statej II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii v ramkah mezhdunarodnogo nauchno-prakticheskogo foruma, posvjashhennogo Dnju Hleba i soli. Pod obshhej redakciej O.M. Popovoj, N.V. Nepovinnyh, V.A. Buhovec. Saratov, 241-244.Бабенышев, С.П., Брацихин, А.А., Мамай, Д.С., Мамай, А.В., Хоха, Д.С., & Шепелев О.Г. (2020) Сублимированный пермеат творожной сыворотки: получение и оценка основных качественных показателей Молочная промышленность, 9, 62-65.Huppertz, T. & Gazi, I. (2016) Lactose in dairy ingredients: Effect on processing and storage stability Journal of Dairy Science, 99 (8) 6842–6851.Быкова, С.Т., &Калинина, Т.Г. (2021) Сывороточный сухой молочный пермеат - перспективный ингредиент для обогащения продуктов питания детей, больных фенилкетонурией Пищевая промышленность, 7, 46-49.Iztaev, A.I., Tursunbaeva, Sh.A., & Magomedov, M.G. (2019) Innovacionnye tehnologii proizvodstva hleba uskorennym sposobom s i bez ispol'zovanija zakvaski i drozhzhej Vestnik Almatinskogo tehnologicheskogo universiteta, 1, 5-10.Глотова, И.А., Тихонов, Г.С., Ерофеева, Н.А., & Шахов, С.В. (2019) Подходы к расширению ассортимента сухих белковых продуктов для здорового питания В сборнике: ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ: НАУЧНОЕ, КАДРОВОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. Сборник научных статей и докладов VI Международной научно-практической конференции. Воронежский государственный университет инженерных технологий, 52-57.Jagrani Minj, Aparna Sudhakaran V & Anuradha Kumari (2020) Dairy Processing: Advanced Research to Applications, 15-38. https://doi.org/10.1007/978-981-15-2608-4Голубева, Л.В., Пожидаева, Е.А., & Красильников, А.А. (2021) Изучение процесса восстановления сухой молочной смеси в производстве молокосодержащих продуктов В сборнике: Пищевые технологии будущего: инновации в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Сборник статей II Международной научно-практической конференции в рамках международного научно-практического форума, посвященного Дню Хлеба и соли. Под общей редакцией О.М. Поповой, Н.В. Неповинных, В.А. Буховец. Саратов, 241-244.Junfu, J. et al. (2016) Rehydration behaviours of high protein dairy powders: The influence of agglomeration on wettability, dispersibility and solubility Food Hydrocolloids, 58 194–203.Золоторева, М.С., Володин, Д.Н., Чаблин, Б.В., Евдокимов, И.А., & Топалов, В.К. (2017) Мембранные технологии как основа переработки молочной сыворотки в современных экономических условиях Молочная промышленность, 11, 42-44.Kravtsov, V.A., Kulikova, I.K., Anisimov, G.S., Evdokimov, I.A. & Khramtsov, A.G. (2021) Variety of dairy Ultrafiltration permeates and their purification in lactose production IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, doi:10.1088/1755-1315/677/3/032001Изтаев, А.И., Турсунбаева, Ш.А., & Магомедов, М.Г. (2019) Инновационные технологии производства хлеба ускоренным способом с и без использования закваски и дрожжей Вестник Алматинского технологического университета, 1, 5-10.Kruchinin, A.G., & Shilova, E.E. (2020) Issledovanie baromembranoj fil'tracii podsyrnoj i tvorozhnoj syvorotok Aktual'nye voprosy molochnoj promyshlennosti, mezhotraslevye tehnologii i sistemy upravlenija kachestvom, T. 1., 1, 298-305. DOI 10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-298-305Кручинин, А.Г., & Шилова, Е.Е. (2020) Исследование баромембраной фильтрации подсырной и творожной сывороток Актуальные вопросы молочной промышленности, межотраслевые технологии и системы управления качеством, Т. 1., 1, 298-305.DOI 10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-298-305Lazarev, V.A., & Titova, T.A. (2019) Primenenie permeata ul'trafil'tracii tvorozhnoj syvorotki v hlebopekarnoj promyshlennosti Ural'skogo makroregiona V sbornike: Ural - drajver neoindustrial'nogo i innovacionnogo razvitija Rossii. Materialy I Ural'skogo jekonomicheskogo foruma, 164-167.Лазарев, В.А., & Титова, Т.А. (2019) Применение пермеата ультрафильтрации творожной сыворотки в хлебопекарной промышленности Уральского макрорегиона В сборнике: Урал - драйвер неоиндустриального и инновационного развития России. Материалы I Уральского экономического форума, 164-167.Mel'nikova, E.I., & Bogdanova, E.V. (2021) Syvorotochnye belki kak istochnik biologicheski aktivnyh peptidov Molochnaja promyshlennost', 3, 55-56.Мельникова, Е.И., & Богданова, Е.В. (2021) Сывороточные белки как источник биологически активных пептидов Молочная промышленность, 3, 55-56.Mel'nikova, E.I., Bogdanova, E.V., & Pavel'eva, D.A. (2020) Mirovoj i rossijskij rynok syvorotochnyh ingredientov Molochnaja promyshlennost', 8, 56-58.Мельникова, Е.И., Богданова, Е.В., & Павельева, Д.А. (2020) Мировой и российский рынок сывороточных ингредиентов Молочная промышленность, 8, 56-58.Ohotin, I.N. (2014) Syvorotochnyj permeat: uluchshenie vkusa i tekstury produkta pri snizhenii zatrat Pererabotka moloka, 9, 54-55.Охотин, И.Н. (2014) Сывороточный пермеат: улучшение вкуса и текстуры продукта при снижении затрат Переработка молока, 9, 54-55.Plotnikova, I.V., Poljanskij, K.K., Poljakova, L.E., & Plotnikov, V.E. (2020) Suhoj demineralizovannyj syvorotochnyj permeat - al'ternativnyj produkt molochnomu saharu V sbornike: Nauka, obrazovanie i innovacii dlja APK: sostojanie, problemy i perspektivy. Materialy VI Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj onlajn-konferencii. Majkop, 524-526.Плотникова, И.В., Полянский, К.К., Полякова, Л.Е., & Плотников, В.Е. (2020) Сухой деминерализованный сывороточный пермеат - альтернативный продукт молочному сахару В сборнике: Наука, образование и инновации для АПК: состояние, проблемы и перспективы. Материалы VI Международной научно-практической онлайн-конференции. Майкоп, 524-526.Plotnikova, I.V., Shencova, E.S., Poljanskij, K.K., & Pisarevskij, D.S. (2020) Himicheskij sostav i tehnologicheskie svojstva razlichnyh vidov molochnoj syvorotki Syrodelie i maslodelie, 3, 43-45.Плотникова, И.В., Шенцова, Е.С., Полянский, К.К., & Писаревский, Д.С. (2020) Химический состав и технологические свойства различных видов молочной сыворотки Сыроделие и маслоделие, 3, 43-45.Rjazanceva, K.A., & Korosteleva, M.M. (2021) Rynok funkcional'nyh produktov, obogashhennyh syvorotochnymi ingredientami Molochnaja promyshlennost', 1, 30-33.Рязанцева, К.А., & Коростелева, М.М. (2021) Рынок функциональных продуктов, обогащенных сывороточными ингредиентами Молочная промышленность, 1, 30-33.Zolotoreva, M.S., Volodin, D.N., Chablin, B.V., Evdokimov, I.A., & Topalov, V.K. (2017) Membrannye tehnologii kak osnova pererabotki molochnoj syvorotki v sovremennyh jekonomicheskih uslovijah Molochnaja promyshlennost', 11, 42-44.

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