Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Деминерализованная молочная сыворотка, благодаря улучшенным органолептическим свойствам, занимает важное место на рынке пищевых ингредиентов, так как используется в широком спектре пищевых продуктов, включая детское питание. С учетом растущего спроса на здоровое питание, развитие рынка функциональных продуктов и увеличения общего потребления молочных продуктов, развитие новых технологий обработки сыворотки обеспечивает еще более широкие возможности для производства ценных продуктов на ее основе. Статья посвящена современным методам деминерализации молочной сыворотки, применяемым в молочной промышленности. Рассматриваются три основных метода: нанофильтрация, электродиализ и ионообмен, с описанием их преимуществ и недостатков. Нанофильтрация, характеризующаяся низкой селективностью к одновалентным ионам, позволяет частично деминерализовать и концентрировать молочную сыворотку. Электродиализ, электромембранный процесс, который использует электрическое поле для разделения ионов из раствора, обладает более высокой эффективностью удаления минеральных веществ и позволяет достигать 90 % уровня деминерализации. Эффективность электродиализа зависит от типа ионов, их концентрации и свойств мембран. Высокая концентрация двухвалентных ионов может привести к замедлению процесса и увеличению продолжительности обработки. Метод ионообмена основан на использовании ионообменных смол – полимерных материалов с функциональными группами, которые могут связываться с ионами (катионами или анионами) в растворе и обменивать свои собственные ионы на ионы из раствора. Также проанализированы варианты сочетания методов деминерализации молочной сыворотки, основанные на типе используемого сырья и требованиях, предъявляемых к готовому продукту.
молочная сыворотка, деминерализация, уровень деминерализации, нанофильтрация, электродиализ, ионообмен, микрофильтрация
1. Ozel, B. Challenges in dried whey powder production: Quality problems / B. Ozel [et al.] // Food Research International. Elsevier Ltd. 2022. Vol. 160. 111682. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111682
2. Юрова, Е. А. Деминерализованная молочная сыворотка как основное сырье для производства продуктов специализированного питания / Е. А. Юрова, Т. В. Кобзева, С. А. Фильчакова // Пищевая промышленность. 2022. № 3. С. 64–67. https://doi.org/10.52653/PPI.2022.3.3.015; https://www.elibrary.ru/iqsxuo
3. Paladii, I. Whey: State of the Art. Part II. Processes and Treatment Methods / I. Paladii, Е. Vrabie, C. Sprincean, M. Bologa // Elektronnaya Obrabotka Materialov. 2021. Vol. 57 № 3. P. 83–101. https://doi.org/10.52577/eom.2021.57.3.83
4. Belleville, M. P. Nanofiltration in the Food Industry / M. P. Belleville [et al.] // Nanofiltration: Principles, Applications, and New Materials. 2021. Vol. 1–2. https://doi.org/10.1002/9783527824984.ch11
5. Charcosset, C. Classical and Recent Applications of Membrane Processes in the Food Industry / C. Charcosset // Food Engineering Reviews. 2021. Vol. 13. № 2. P. 322–343. https://doi.org/10.1007/s12393-020-09262-9
6. Hofmann, K. Screening and Scale-Up of Nanofiltration Membranes for Concentration of Lactose and Real Whey Permeate / K. Hofmann, C. Hamel // Membranes (Basel). 2023. Vol. 13. № 2. 173. https://doi.org/10.3390/membranes13020173
7. Chandrapala, J. Nanofiltration and nanodiafiltration of acid whey as a function of pH and temperature / J. Chandrapala [et al.] // Sepfration Purification Technology Elsevier. 2016. Vol. 160. P. 18–27. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.12.046
8. Nielsen, E. N. Effect of calcium-binding compounds in acid whey on calcium removal during electrodialysis / Nielsen, E. N. [et al.] // Food and Bioproducts Processing. 2022. Vol. 131. P. 224–234. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2021.11.008
9. Okawa, T. Demineralization of whey by a combination of nanofiltration and anion-exchange treatment: A preliminary study / T. Okawa [et al.] // International Journal of Dairy Technology. 2015. Vol. 68, № 4. P. 478–485. http://doi.org/10.1111/1471-0307.12283
10. Chegini, G. Whey powder: Process technology and physical properties: A review / G. Chegini, M. Taheri // Middle East Journal of Scientific Research. 2013. Vol. 13 № 10 P. 1377–1387. http://doi.org/10.5829/idosi.mejsr.2013.13.10.1239
11. Володин, Д. Н. Концентрат мицеллярного казеина: принцип фракционирования, свойства и возможности использования / Д. Н. Володин, В. И. Шипулин, И. А. Евдокимов [и др.] // Молочная промышленность. 2022. № 10. С. 44–48. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2022-10-44-48; https://elibrary.ru/yzbuoy
12. Hammam, A. Progress in micellar casein concentrate: Production and applications. Comprehensive Reviews/ A. Hammam, S. Martinez-Monteagudo, Metzger L. // Food Science and Food Safety. 2021. V. 20. I. 5. P. 4211 – 5318. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12795
13. Nielsen, E. N. The effect of acid whey composition on the removal of calcium and lactate during electrodialysis / E. N. Nielsen [et al/] // International Dairy Journal. 2021. Vol. 117. 104985. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2021.104985
14. Кравцов, В. А. Классический и биполярный электродиализ в инновационных технологиях переработки творожной сыворотки / И. А. Евдокимов, Л. И. Толмачев, А. Д. Бондарчук [и др.] // Молочная промышленность. 2018. № 9. С. 69–73. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2018-9-69-72, https://elibrary.ru/naidcl
15. Дыкало, Н. Я. Диафильтрация творожной сыворотки в процессе нанофильтрации / Н. Я. Дыкало, Е. А. Фиалкова, Д. М. Костюков, В. Н. Шохалова // Сыроделие и маслоделие. 2013. № 2. С. 26–27. https://elibrary.ru/pwwmrb
16. Marx, M. Manufacturing of demineralized whey concentrates with extended shelf life: Impact of the degree of demineralization on functional and microbial quality criteria / M. Marx [et al.] // Food and Bioproducts Processing. 2019. Vol. 114. P. 1–11 http://doi.org/10.1016/j.fbp.2018.10.011
17. Евдокимов, И. А. Электродиализ молочной сыворотки. Монография / И. А. Евдокимов, Н. Я. Дыкало, А. В. Пермяков. – Георгиевск: ГТИ (филиал) СевКавГТУ, 2009. – 248 с.
