ТЕХНОЛОГІЯ НИЗЬКОЛАКТОЗНИХ КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ НА ОСНОВІ СКОЛОТИН Спеціальність 181 – Харчові технології
| dc.contributor.author | Серенко, Антон Андрійович | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-06T08:02:57Z | |
| dc.date.available | 2025-08-06T08:02:57Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Серенко А.А. Технологія низьколактозних кисломолочних напоїв на основі сколотин. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 18 «Виробництво та технології» за спеціальністю 181 «Харчові технології» – Державний торговельно-економічний університет Міністерства освіти і науки України, Київ, 2024. Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробленню технології низьколактозних кисломолочних напоїв на основі сколотин для осіб із лактазною недостатністю. Актуальність і доцільність дисертаційного дослідження обумовлена підвищеним попитом на молочну продукцію зі зниженим вмістом лактози. За статистичними даними, на лактазну недостатність страждає близько 11% населення світу, для України цей показник становить 15-35% дорослого населення. Проте асортимент безлактозних і низьколактозних продуктів вітчизняного виробництва залишається досить вузьким, а для задоволення попиту споживачів залучаються продукти закордонного виробництва. Складна ситуація на ринку молочних продуктів сьогодні загострюється через те, що після двох років бойових дій на території України частина молокопереробних підприємств перестали функціонувати і, як наслідок, обсяги виробництва молока за два роки знизилися майже на 13%, що призвело до підвищення цін на молочні продукти вітчизняного виробництва. Домінантною постає проблема залучення та використання харчового потенціалу вторинної молочної сировини (знежиреного молока, сироватки молочної, сколотин), що утворюється під час традиційного перероблення молока на вершки, сир кисломолочний, масло вершкове. Тому, за даних умов розроблення науково обґрунтованих технологій кисломолочних напоїв на основі вторинної молочної сировини із регульованим вуглеводним складом для осіб із лактазною недостатністю у контексті державної політики щодо ресурсозбереження та глибокої переробки харчової сировини є актуальним та своєчасним завданням. На основі теоретичних і експериментальних досліджень сформульовано й доведено наукову гіпотезу – використання сколотин, як молочної основи для виробництва низьколактозного йогурту, за умов спрямованого регулювання їх функціонально-технологічних властивостей в процесі ферментування уможливить отримати новий продукт з прогнозованими показниками якості для осіб із лактазною недостатністю. Доведено перспективність використання вторинної молочної сировини у виробництві низьколактозних кисломолочних напоїв. На основі аналізу хімічного складу та функціонально-технологічних властивостей обґрунтовано технологічну доцільність використання сколотин, отриманих при виробництві масла методом збивання вершків, як молочної основи для виробництва низьколактозних йогуртів. Встановлено, що використання сухого концентрату молочних білків (КМБ-85) у кількості 6,5…8% для нормалізації сколотин за вмістом сухих речовин дозволить отримати низьколактозний йогурт підвищеної харчової цінності із заданими реологічними властивостями. На основі експериментальних досліджень визначено, що ефективність гідролізу лактози у сколотинах із підвищеним вмістом сухих речовин становить 70-75% за таких раціональних параметрів: концентрація ферментного препарату β-галактозидази GODO-YNL2 – 0,03…0,05%, тривалість процесу – 90…150 хв., температура 40±2оС. Встановлено закономірності впливу технологічних параметрів сквашування на формування кисломолочного згустку низьколактозного йогурту. Шляхом багатофакторного експерименту визначено, що утворення стабільного кисломолочного згустку із нормованою титрованою кислотністю в межах 80…140°Т відбувається за таких параметрів: доза заквашувального препарату для йогурту YC-X11 – 2,6 мг/100 г, температура сквашування - 40±2°С, тривалість процесу – 210 хв. Розроблено рецептуру та технологічну схему одержання низьколактозного йогурту на основі сколотин. Новизна запропонованих технічних рішень підтверджена патентом України на корисну модель. Отримано комплекс даних, що характеризує якість розробленого низьколактозного йогурту, доведено його високу харчову та біологічну цінність. Визначено, що вмістом білкових речовин низьколактозний йогурт на основі сколотин перевищує безлактозний йогурт «На здоров’я» (контроль) у 3,3 рази. Вміст жиру в досліджуваному зразку зменшився втричі. Загальний вміст вуглеводів у 100 г низьколактозного йогурту становить 4,43%, у т. ч. лактози – 0,73%, що відповідає вимогам Європейського агентства з безпечності харчових продуктів до її вмісту в низьколактозних молочних продуктах. Розроблений низьколактозний йогурт характеризується високим вмістом мінеральних речовин і вітамінів. Так, вміст Кальцію та Магнію збільшився на 3,3 і 20% відповідно. Використання сколотин як молочної основи для виробництва низьколактозного йогурту сприяло збільшенню вмісту вітаміну Е (токоферолу) у 14,8 рази, ретинолу – в 5,0 разів, тіаміну – в 4,3, ніацину – у 3,2, вітаміну В5 – у 3 рази. Збільшення вмісту білка у розробленому низьколактозному йогурті приводить до збільшення на 27,9% його енергетичної цінності у порівнянні з контролем. Аналіз амінокислотного складу білків низьколактозного йогурту на основі сколотин свідчить, що він характеризується, у порівняні з контрольним зразком, суттєвим збільшенням незамінних та замінних амінокислот – у 3,4 та 3,1 рази відповідно. Питома вага незамінних амінокислот від загальної суми амінокислот у білках розробленого кисломолочного напою становить 43,64%, замінних амінокислот – 56,36%. Серед незамінних амінокислот суттєво збільшився вміст фенілаланіну та метіоніну, у 3,9 і 3,8 рази відповідно. Дещо менше підвищився вміст валіну та треоніну, у 3,2 і 3,3 рази відповідно. Спостерігається збільшення вмісту лейцину та лізину у майже 3,5 рази, як порівняти з контролем. У складі білків низьколактозного йогурту відсутні лімітуючі амінокислоти. Вміст усіх незамінних амінокислот перевищує норми, встановлені ФАО/ВООЗ, що є показником високої біологічної цінності розробленого продукту. Білки розробленого продукту характеризується високим ступенем гідролізу трипсином і меншим ступенем – пепсином. Загалом перетравлюваність білків розробленого низьколактозного йогурту перевищує контроль, що свідчить про високий рівень його біологічної цінності. Встановлено, що за показниками безпечності низьколактозний йогурт на основі сколотин відповідає вимогам нормативної документації. На основі досліджень зміни фізико-хімічних, органолептичних, реологічних та мікробіологічних показників розробленого низьколактозного йогурту обґрунтовано режими та терміни його зберігання: температура 4±2°С, відносна вологість повітря 75…80%, термін зберігання – не більше 14 діб. Визначено, що розроблений йогурт характеризується більш високими вологоутримувальними властивостям, що обумовлено підвищеним вмістом сироваткових білків у сколотинах. Встановлено, що протягом всього терміну зберігання вміст молочнокислих бактерій у розробленому йогурту зберігається на високому рівні. Визначено, що комплексний показник якості низьколактозного йогурту позиціонується в інтервалі «відмінної якості» та на 5,96% перевищує комплексний показник якості контролю. Здійснено оцінку ефективності функціонування розробленої технології низьколактозного йогурту на основі сколотин. Показано, що розроблена технологія забезпечує виробництво продукції на основі вітчизняної ресурсної бази, включаючи не тільки вихідну локальну сировину, але й основні інгредієнти. Проведено розрахунок собівартості і відпускної ціни низьколактозного йогурту на основі сколотин. Встановлено, що відпускна ціна розроблених йогуртів на 15% нижча за відпускну ціну аналогічної продукції, яка реалізується на ринку, що є резервом зростання прибутковості та джерелом конкурентної переваги. Соціальний ефект від розробленого продукту полягає у розширенні вітчизняного асортименту низьколактозних молочних продуктів підвищеної харчової цінності за рахунок раціонального використання харчового потенціалу вторинної молочної сировини. | |
| dc.description.abstractother | SERENKO A. Technology of low-lactose fermented milk drinks based on buttermilk. – Qualifying scientific work on the rights of the manuscript.Dissertation for obtaining scientific degree of PhD (field of study: 18Production and Technology, major: 181 Food Technology) – STATE UNIVERSITY OF TRADE AND ECONOMICS, KYIV 2024. This dissertation is dedicated to the scientific substantiation and development of technology for low-lactose fermented milk drinks based on buttermilk for individuals with lactose intolerance. The relevance and appropriateness of the dissertation research are conditioned by the increased demand for dairy products with reduced lactose content. According to statistical data, about 11% of the world's population suffers from lactase deficiency, with this figure being 15-35% for the adult population in Ukraine. However, the assortment of lactose-free and low-lactose products of domestic production remains quite narrow, and to meet consumer demand, products of foreign production are involved. The complex situation in the dairy products market today is exacerbated by the fact that after two years of military actions on the territory of Ukraine, some dairy processing enterprises ceased to function, and as a result, the volumes of milk production have decreased by almost 13% over two years, leading to an increase in prices for domestic dairy products. The dominant problem becomes the attraction and use of the food potential of secondary dairy raw materials (skimmed milk, whey, buttermilk) formed during the traditional processing of milk into cream, cheese, fermented milk butter, and cream butter. Therefore, under these conditions, the development of scientifically based technologies for fermented milk drinks based on secondary dairy raw materials with a regulated carbohydrate composition for people with lactase deficiency in the context of state policy on resource conservation and deep processing of food raw materials is a relevant and timely task. Based on theoretical and experimental studies, the scientific hypothesis has been formulated and proven – the use of buttermilk as a milk base for the production of low-lactose yogurt, under the conditions of targeted regulation of their functional and technological properties in the fermentation process, will make it possible to obtain a new product with predicted quality indicators for people with lactase deficiency. The feasibility of using secondary dairy raw materials in the production of low- lactose fermented milk drinks has been proven. Based on the analysis of the chemical composition and functional-technological properties, the technological appropriateness of using buttermilk obtained during butter production by the churning method as a dairy base for the production of low-lactose yogurts has been substantiated. It has been established that the use of dry milk protein concentrate (MPC-85) in the amount of 6.5…8% for normalizing buttermilk in terms of dry substances will allow obtaining low-lactose yogurt with the desired rheological properties. Based on experimental studies, it was determined that the efficiency of lactose hydrolysis in buttermilk with an increased content of dry substances is 70-75% under such rational parameters: concentration of the enzyme preparation β-galactosidase GODO-YNL2 – 0.03…0.05%, duration of the process – 90…150 min, temperature 40±2°C. The regularities of the influence of technological parameters of souring on the formation of a fermented milk clot of low-lactose yogurt have been established. Through a multifactorial experiment, it was determined that the formation of a stable fermented milk clot with a normalized titratable acidity within the range of 80…140°T occurs under such parameters: dose of the yogurt starter culture YC-X11 – 2.6 mg/100 g, souring temperature - 40±2°C, duration of the process – 210 min. A recipe and technological scheme for obtaining low-lactose yogurt based on buttermilk have been developed. A Ukrainian patent for a utility model confirms the novelty of the proposed technical solutions. A set of data characterizing the quality of the developed low-lactose yogurt has been obtained, proving its high nutritional and biological value. It has been determined that in terms of protein content, low-lactose yogurt based on buttermilk exceeds the lactose-free yogurt "Na zdorov'ya" (control) by 3.3 times. The fat content in the studied sample decreased threefold. The total carbohydrate content in 100 g of low-lactose yogurt is 4.43%, including lactose – 0.73%, which meets the requirements of the European Food Safety Authority for its content in low-lactose dairy products. The developed low-lactose yogurt is characterized by a high content of minerals and vitamins. Thus, the content of Calcium and Magnesium increased by 33% and 20%, respectively. The use of buttermilk as a dairy base for the production of low-lactose yogurt contributed to an increase in vitamin E (tocopherol) content by 14.8 times, retinol by 5 times, thiamine by 4.3 times, niacin by 3.2 times, and vitamin B5 by 3 times. The increase in protein content in the developed low-lactose yogurt leads to a 27.9% increase in its energy value compared to the control. The analysis of the amino acid composition of proteins in low-lactose yogurt based on buttermilk indicates that it is characterized by a significant increase in essential and non-essential amino acids by 3.4 and 3.1 times, respectively, compared to the control sample. The proportion of essential amino acids out of the total amino acids in the proteins of the developed fermented milk drink is 43.64%, with non- essential amino acids making up 56.36%. Among the essential amino acids, the content of phenylalanine and methionine significantly increased by 3.9 and 3.8 times, respectively. There was a slightly less increase in the content of valine and threonine by 3.2 and 3.3 times, respectively. There is an increase in the content of leucine and lysine by almost 3.5 times compared to the control. The proteins of low-lactose yogurt lack limiting amino acids. The content of all essential amino acids exceeds the norms established by FAO/WHO, which is an indicator of the high biological value of the developed product. The proteins of the developed product are characterized by a high degree of hydrolysis by trypsin and a lesser degree by pepsin. Overall, the digestibility of proteins in the developed low- lactose yogurt exceeds the control, indicating a high level of its biological value. It has been established that in terms of safety indicators, low-lactose yogurt based on buttermilk complies with the requirements of regulatory documentation. Based on the research on changes in physicochemical, organoleptic, rheological, and microbiological indicators of the developed low-lactose yogurt, the modes and terms of its storage have been substantiated: temperature 4±2°C, relative air humidity 75…80%, storage term – 14 days. It has been determined that the developed yogurt is characterized by higher moisture-retention properties, which is due to the increased content of whey proteins in buttermilk. It has been established that throughout the entire storage period, the content of lactic acid bacteria in the developed yogurt remains at a high level. It has been determined that the comprehensive quality indicator of low-lactose yogurt is positioned in the interval of "excellent quality" and exceeds the comprehensive quality indicator of the control by 59.6%. An assessment of the effectiveness of the functioning of the developed technology for low-lactose yogurt based on buttermilk has been carried out. It has been shown that the developed technology ensures the production of products based on the domestic resource base, including not only the initial local raw materials but also the main ingredients. A calculation of the cost price and selling price of low- lactose yogurt based on buttermilk has been conducted. It has been established that the selling price of the developed yogurts is 15% lower than the selling price of similar products on the market, which is a reserve for increasing profitability and a source of competitive advantage. The social effect of the developed product lies in expanding the domestic assortment of low-lactose dairy products of increased nutritional value through the rational use of the food potential of secondary dairy raw materials. | |
| dc.identifier.citation | Серенко А.А. ( 2024 ) ТЕХНОЛОГІЯ НИЗЬКОЛАКТОЗНИХ КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ НА ОСНОВІ СКОЛОТИН, м. Київ [Дисертація за спеціальність 181 – Харчові технології, Державний торговельно-економічний університет]. Репозитарій Державного торговельно-економічного університету. https://ur.knute.edu.ua/handle/123456789/10651 | |
| dc.identifier.uri | https://ur.knute.edu.ua/handle/123456789/10651 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | Державний торговельно-економічний університет | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | вторинна молочна сировина | |
| dc.subject | сколотини | |
| dc.subject | непереносимість лактози | |
| dc.subject | лактаза | |
| dc.subject | лактазна недостатність | |
| dc.subject | ферментні препарати β-галактозидази | |
| dc.subject | гідроліз лактози | |
| dc.subject | концентрат молочних білків | |
| dc.subject | молочна сироватка суха демінералізована | |
| dc.subject | заквашувальні препарати | |
| dc.subject | низьколактозниййогурт | |
| dc.subject | харчова цінність | |
| dc.subject | біологічна цінність | |
| dc.subject | мікробіологічні показники | |
| dc.subject | реологічні властивості. | |
| dc.subject | : secondary milk raw materials | |
| dc.subject | buttermilk | |
| dc.subject | lactose intolerance | |
| dc.subject | lactase | |
| dc.subject | lactase deficiency | |
| dc.subject | β-galactosidase enzyme preparations | |
| dc.subject | lactose hydrolysis | |
| dc.subject | milk protein concentrate | |
| dc.subject | dry demineralized whey | |
| dc.subject | leavening preparations | |
| dc.subject | low- lactose yogurt | |
| dc.subject | nutritional value | |
| dc.subject | biological value | |
| dc.subject | microbiological indicators | |
| dc.subject | rheological properties. | |
| dc.title | ТЕХНОЛОГІЯ НИЗЬКОЛАКТОЗНИХ КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ НА ОСНОВІ СКОЛОТИН Спеціальність 181 – Харчові технології | |
| dc.type | Thesis Doctoral |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Serenko _Anton_Andriyovych-181_2024.pdf
- Розмір:
- 7.31 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 147 B
- Формат:
- Item-specific license agreed to upon submission
- Опис: