Екатеринбург, Россия
Россия
Аннотация. Цель. Исследование направлено на решение задачи, связанной с разработкой технологии получения экологически чистого продукта животного происхождения – безлактозного молока. Это позволит решить проблему потребления молока и молочных продуктов людьми, не переносящими молочный сахар по физиологическим причинам. Анализируя на основании литературного обзора современное состояние вопроса производства безлактозного молока, можно сделать вывод, что существующие технологии имеют определенные недостатки, обусловленные изменением состава исходного продукта или существенной сложностью технологической цепочки. Предлагаемая разработка основана на методе диафильтрации молока, состоящем из нескольких повторяющихся циклов. Цикл заключается в разделении молока процессом ультрафильтрации на пермеат (водный раствор лактозы) и концентрат (белки, жир, остатки лактозы). Затем в концентрат добавляется чистая вода в объеме, равном объему отведенного пермеата. Для научно обоснованного подхода к разработке предлагаемой технологии необходимо провести исследование ультрафильтрационного разделения молока, получить оптимальные режимные параметры процесса, определить изменение проницаемости и селективности мембран от концентрации лактозы, рассмотреть возможность получения безлактозного молока с разной м. д. ж., определить количество циклов мембранного процесса диафильтрации. Методы исследований. Исследование процесса ультрафильтрационного разделения молока проводилось в лабораторных условиях на мембранной установке с использованием органических и неорганических мембран. В экспериментах определялись основные характеристики ультрафильтрационных мембран – проницаемость и селективность при изменяющихся параметрах (диапазон параметров: Р = 0,15…0,5 МПа, t = 35…65 °С). Результаты. На основе полученных экспериментальных данных путем их обработки и оптимизации параметров были получены оптимальные режимы процесса разделения молока ультрафильтрацией. Определены следующие параметры: скорость продукта в надмембранном пространстве, рабочее давление процесса разделения, его температура. Отобраны предпочтительные ультрафильтрационные мембраны для системы «мембрана – молоко». Научная новизна. Для разработки технологии получения безлактозного молока впервые проведен ряд исследований и экспериментов, таких как изменение проницаемости и селективности мембран от концентрации лактозы, получение безлактозного молока с разной м. д. ж., определено количество циклов мембранного процесса диафильтрации.
лактоза, безлактозное молоко, ультрафильтрация, диафильтрация, органические мембраны, неорганические мембраны, селективность, проницаемость
1. Евдокимов И. А., Володин Д. Н., Гридин А. С., Куликова И. К., Анисимов Г. С. Современные подходы к классификации лактозосодержащего сырья // Сыроделие и маслоделие. 2022. № 4. С. 34–37. DOI:https://doi.org/10.31515/2073-4018-2022-4-34-37.
2. Мельникова Е. И., Рудниченко Е. С., Кузнецова С. А. Молочные ингредиенты – будущее молочной индустрии // Молочная промышленность. 2023. № 5. С. 13–15. DOI:https://doi.org/10.21603/1019-8946-2023-5-21.
3. Евдокимов И. А. Роль научных исследований в создании высокотехнологичных производств в молочной отрасли // Переработка молока. 2022. № 2 (268). С. 6–11. DOI:https://doi.org/10.33465/2222-5455-2022-2-6-11.
4. Алибеков Р. С., Овчинникова О. Ю. Лактозная непереносимость и безлактозное молоко // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. 2019. № 1. С. 37–43.
5. Пономарев А. Н., Мельникова Е. И., Станиславская Е. Б., Самойлова В. Н. Молоко как сырье для производства пищевых ингредиентов. Часть 1. Фракционирование обезжиренного молока с целью получения ингредиентов // Молочная промышленность. 2021. № 4. С. 34–36. DOI:https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-04-34-36.
6. Potoroko I. Yu., Kadi A. M. Y., Wang M., He M., Zhang Y., Chen X., Chnao T. Development of yogurt based on lactose-free milk with a functional bioactive compound // Bulletin of the South Ural State University. Series: Food and Biotechnology. 2023. Vol. 1, No. 2. Pp. 57–64.
7. Тимкин В. А., Новопашин Л. А., Минин П. С. Некоторые аспекты разработки технологии безлактозного молока с применением баромембранных процессов // Научно-технический вестник: Технические системы в АПК. 2020. № 3 (8). С. 53–62.
8. Замбрини А. В., Донати Э., Руссо К., Пиццикини Д. Способ производства безлактозного молока. Патент на изобретение RU 2766351 C2, 15.03.2022. Заявл. 2019118566, бюл. № 8. 25 с.
9. Горина Т. А. Нормативно-техническая документация «Молоко питьевое низколактозное и безлактозное» // Переработка молока. 2022. № 4 (270). С. 30–32.
10. Храмцов А. Г., Анисимов С. В., Давыдянц Л. Е., Скороходова М. В., Ромахова В. Ю., Жилина М. А. Исследование изомеризации лактозы в процессе производства молочных продуктов // Молочная промышленность. 2023. № 4. С. 67–70. DOI:https://doi.org/10.31515/1019-8946-2023-04-67-70.
11. Лоза Н. В., Кутенко Н. А., Бровкина М. А., Самков А. А., Круглова М. Н. Влияние лактозы на транспортные свойства ионообменных мембран // Мембраны и мембранные технологии. 2023. Т. 13, № 4. С. 301–311. DOI:https://doi.org/10.31857/S2218117223040041.
12. Диханбаева Ф. Т., Тастурганова Э. Ч. Разработка технологии бионапитков на основе верблюжьего молока с использованием дрожжей, сбраживающих лактозу // Global Science and Innovations. Proceedings. 2020. С. 284–286.
13. Горлова А. И., Ильина А. М. Физиологическая роль лактозы нативного и гидролизованного молока: обзор // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022. Т. 84. № 2 (92). С. 57–61.
14. Топникова Е. В., Иванова Н. В., Мордвинова В. А. Направления рационального использования пахты при производстве молочной продукции // Сыроделие и маслоделие. 2022. № 6. С. 42–45. DOI:https://doi.org/10.31515/2073-4018-2022-6-42-45.
15. Лозовская Д. С., Дымар О. В. Технологические свойства молозива // Молочная промышленность. 2022. № 1. С. 55–57. DOI:https://doi.org/10.31515/1019-8946-2022-01-55-57.
16. Славоросова Е. В., Шевчук В. Б., Фиалкова Е. А., Голденшлач О. Н., Нечаев К. А. Перспективный способ переработки молочной сыворотки // Молочная промышленность. 2022. № 12. С. 14–16. DOI:https://doi.org/10.31515/1019-8946-2022-12-14-16.
17. Ivory R., Mangan D., McCleary B. V. Lactose concentration in low-lactose and lactose-free milk, milk products, and products containing dairy ingredients by high sensitivity enzymatic method (K-lolac), collaborative study: final action 2020.08 // Journal of AOAC International. 2022. Vol. 105, No. 6. Pp. 1617–1624. DOI: 10.1093 /jaoacint /qsac070.
18. Gilabert-Oriol G. Ultrafiltration membrane cleaning processes: optimization in seawater desalination plants. De Gruyter, 2021. 104 p. DOI:https://doi.org/10.1515/9783110715149.
19. Kashaninejad M., Razavi S. M. A. The effect of pH and NaCl on the diafiltration performance of camel milk // International Journal of Dairy Technology. 2021. No. 74 (3). Рр. 2431–2438. DOI:https://doi.org/10.1111/1471-0307.12774.
20. Shinde G. P., Kumar R., Reddy K. R., Nadanasabhapathi S., Dutt Semwal A. Effect of pulsed electric field processing on reduction of sulfamethazine residue content in milk // Journal of Food Science and Technology. 2022. Vol. 59, No. 5. Pp. 1931–1938. DOI:https://doi.org/10.1007/s13197-021-05207-0.
