Научные и практические аспекты гелеобразования концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией, при создании продукта для питания спортсменов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Матвеева Наталия Олеговна

• Матвеева Наталия Олеговна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Матвеева Наталия Олеговна

РЕФЕРАТ

SYNOPSIS

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Анализ нутриентного состава и форм специализированных пищевых продуктов для спортсменов

1.2 Молочная сыворотка в производстве специализированной пищевой продукции

1.3 Мембранные методы переработки молочной сыворотки в производстве специализированной пищевой продукции

1.4 Использование немолочных пищевых ингредиентов для придания необходимых потребительских свойств продукту гелевой структуры

2 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Схема и организация эксперимента

2.2 Объекты и методы экспериментальных исследований

3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИНГРЕДИЕНТОВ РЕЦЕПТУРЫ ГЕЛЯ НА ОСНОВЕ НФ-КОНЦЕНТРАТА

3.1 Обоснование выбора молочной основы, обеспечивающей функциональные свойства продукта гелевой структуры

3.1.1 Состав и свойства НФ-концентрата

3.1.2 Влияние сухих концентратов сывороточных белков на органолептические и физико-химические характеристики НФ-концентрата

3.2 Обоснование выбора немолочных ингредиентов: функциональная и технологическая роль

3.2.1 Загущение НФ-концентрата с использованием каррагинанов

3.2.2 Влияние низкомолекулярных углеводов на органолептические и структурные свойства геля

3.2.3 Влияние высокомолекулярных углеводов на органолептические показатели и структурно-механические характеристики геля

3.3 Оптимизация макронутриентного состава геля для питания спортсменов с применением метода корреляционно-регрессионного анализа

3.4 Исследование загущающих способностей камедей при формировании гелевой структуры продукта

3.4.1 Гелеобразование НФ-концентрата с использованием бинарных композиций к-каррагинана и гуммиарабика

3.4.2 Гелеобразование НФ-концентрата с использованием композиции ксантановой и конжаковой камедей

3.4.3 Гелеобразование НФ-концентрата с использованием композиции к-каррагинана и ксантановой камеди

4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Разработка технологии геля на основе НФ-концентрата для питания спортсменов

4.2 Исследования пищевой и биологической ценности и срока годности продукта

4.3 Разработка элементов системы менеджмента безопасности при производстве геля на основе НФ-концентрата для питания спортсменов

4.4 Расчет предполагаемой экономической эффективности производства геля на

основе НФ-концентрата для питания спортсменов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКСТЫ ПУБЛИКАЦИЙ

РЕФЕРАТ

Актуальность работы. На развитие рынка специализированной пищевой продукции большое влияние оказывают глобальные потребительские тренды, в частности, увлечение активным образом жизни и здоровым питанием. Высокая физическая активность требует дополнительного расхода энергии, макронутриентов, минеральных и эссенциальных веществ. Первостепенное значение для питания спортсменов имеют продукты с высоким содержанием белков и углеводов. Углеводы быстрее и легче других нутриентов вовлекаются в энергетический обмен, обеспечивают восполнение гликогена и поддерживают стабильный уровень глюкозы в крови. Белки необходимы для образования и восстановления мышечных волокон после микротравм, для активации обменных и адаптивных процессов, интенсивность которых у спортсменов особенно высока. Таким образом, производство продуктов питания белково-углеводного профиля для спортсменов является перспективным направлением развития отрасли специализированной пищевой продукции.

Особое место среди всех пищевых продуктов занимают молочные, благодаря уникальному комплексу нативньтх биологически ценных пищевых веществ. Однако, дефицит сырья в молокоперерабатывающей отрасли подталкивает к поиску новых форм переработки всех побочных продуктов, критическим звеном среди которых является сыворотка. Несмотря на то, что в сыворотку переходят почти все соединения, обнаруженные в молоке, основную массу молочной сыворотки составляет вода, а наличие лактозы способствует быстрой микробиологической порче этого вида молочного сырья. Наиболее прогрессивный способ увеличения содержания макро- и микронутриентов сыворотки - применение нанофильтрации.

Обработка сыворотки нанофильтрацией позволяет концентрировать лактозу, небелковые азотистые соединения, отдельные минеральные и белковые вещества. Все эти части молока являются легко усваиваемыми компонентами ппшевых продуктов и чрезвычайно важны в питании спортсменов разных специализаций. К биологически ценным качествам концентратов сыворотки, полученным нанофильтрацией (НФ-концентратов), относят высокий аминокислотный скор, антноксидантную активность, легкую усвояемость, а также усиление синтеза белков организма человека,

в частности белков мышечной массы. Это служит основанием для использования НФ-концентрата в производстве функциональных продуктов питания.

Не менее важным аспектом в производстве продуктов питания для спортсменов является и форма продукта, готового к употреблению без предварительной кулинарной подготовки. Удобным потребительским решением в период тренировок или соревнований являются спортивные гели. Продукты гелевой консистенции способны выдерживать механические воздействия и перепады температур, например, при транспортировке, сохраняя при этом свою форму и не приобретая текучесть. Кроме того, их можно употреблять без столовых приборов, непосредственно из упаковки. Состояние геля можно охарактеризовать как полужидкое, поэтому его компоненты быстро усваиваются, тем самым ускоряя восполнение энергозатрат при физических нагрузках.

Цель диссертационной работы - исследовать влияние биополимеров молочного и немолочного происхождения на формирование гелевой структуры продукта на основе НФ-концентрата для питания спортсменов, разработать рецептуру и технологию геля для питания спортсменов на основе НФ-концентрата.

Для достижения поставленной цели сформулированы и последовательно реализованы следующие задачи:

- обосновать выбор молочного сырья, обеспечивающего повышенное содержание белково-углеводного комплекса в составе геля для питания спортсменов;

- подобрать немолочные ингредиенты рецептуры и установить оптимальные доли их внесения для придания продукту гелевой консистенции;

- исследовать химический состав, физические, органолептические и структурно-механические показатели геля на основе НФ-концентрата для питания спортсменов;

- установить сроки годности геля на основе НФ-концентрата для питания спортсменов;

- разработать технологию производства и проекты нормативных документов геля на основе НФ-концентрата для питания спортсменов;

- определить экономическую эффективность и конкурентоспособность разработанного геля.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена технологическая целесообразность, экономическая эффективность и медико-биологическая ценность использования НФ-концентрата в качестве молочной основы для специализированных продуктов питания;

- установлены функциональные зависимости, описывающие влияние белково-углеводного соотношения сухих концентратов сывороточных белков на кинетическую вязкость НФ-концентрата, а также функциональные взаимосвязи между эффективной вязкостью поликомпонентных систем на основе НФ-концентрата и массовыми долями белка и низкомолекулярных углеводов в них;

- установлены оптимальные соотношения молочных и немолочных ингредиентов для получения продукта гелевой структуры на основе НФ-концентрата: концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 80 % в количестве 10 %, мальтодекстрин с декстрозным эквивалентом 20 в количестве 10 %, сироп шиповника в количестве 10 %, суммарное количество структообразователей (некрахмальных полисахаридов) не более 0,5 %;

- физико-химическими методами и методом электронного микроскопирования определены реологические и структурно-механические свойства гелей на основе НФ-концентрата с использованием к-каррагинана и бинарных композиций к-каррагинана и ксантановой камеди;

- на базе теоретических и экспериментальных исследований разработана технология и проведена комплексная оценка потребительских свойств, и хранимоспособности продукта для питания спортсменов на основе НФ-концентрата.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2748893 «Углеводно-белковый гель для спортивного питания и способ его получения на основе нанофильтрата-концентрата творожной сыворотки».

Теоретическая значимость работы заключается в установлении роли концентратов сывороточных белков, некрахмальных полисахаридов и их комбинаций, как функционально технологических ингредиентов, оказывающих влияние на органолептические, текстурные и реологические свойства, а также проявляющих гелеобразующие эффекты в пищевых системах на основе НФ-концентратов, с целью создания продуктов с заданными потребительскими характеристиками.

Практическая значимость работы заключается в разработке рецептуры и технологии геля для спортивного питания на основе НФ-концентрата. Разработан СТО 00493250-2023 «Углеводно-белковый гель на основе нанофильтрата-концентрата творожной сыворотки для питания спортсменов» и технологическая инструкция для его производства. Полученные результаты могут быть применимы в технологиях загущения различных жидких концентратов при производстве

продуктов с повышенной пищевой плотностью.

Результаты исследований включены в учебный процесс ФГБОУ ВО

Вологодская ГМХА им. Н.В Верещагина по направлениям подготовки бакалавриата 19.03.03 Продукты питания животного происхождения, 15.03.02 Технологические машины и оборудование, 27.03.01 Стандартизация и метрология, 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции, а также по направлениям подготовки магистратуры 19.04.03 Продукты питания животного происхождения и аспирантуры 19.06.01 Промышленная

Научные положения, выносимые на защиту:

- результаты исследований функционально-технологических свойств сывороточных белков молока и некрахмальных полисахаридов, как

загустителей и гелеобразователей пищевых систем на основе НФ-концентрата;

- оптимальные соотношения молочных и немолочных ингредиентов, повышающих пищевую ценность НФ-концентрата, и технологические особенности гелеобразования в производстве углеводно-белковых продуктов;

- комплексная оценка органолептических, физико-химических, структурно-механических свойств, биологической ценности и хранимоспособности продукта для питания спортсменов на основе НФ-концентрата.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научные и практические аспекты гелеобразования концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией, при создании продукта для питания спортсменов»

Апробация работы

Работа выполнена в научных и учебных лабораториях технологического факультета, в экспериментальном цехе Вологодской государственной молочнохозяйственной академии. Результаты исследований представлены на Международных, Всероссийских и региональных научно-практических конференциях: «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов - регионам» (г. Вологда, 2018-2022 гг.); «Передовые достижения науки в молочной отрасли» (г. Вологда, 2020, 2022, 2023 гг.); «Современная биотехнология: актуальные вопросы, инновации и достижения» (г. Кемерово, 2020 г.); «Научное обеспечение технологического развития и повышения конкурентоспособности в пищевой и перерабатывающей промышленности» (г. Краснодар, 2020 г.); «Технологии и продукты здорового питания» (г. Саратов, 2020 г.); «Агробизнес, экологический инжиниринг и биотехнологии» (г. Красноярск, 2020-2022 гг.); «Вологда - молочная столица России» (г. Вологда, 2021 г.); «Научное обозрение: актуальные вопросы теории и практики» (г. Пенза, 2022 г.); «Инновационные биотехнологии природных и синтетических биологически активных веществ» (г. Минск, 2022 г.).

Результаты научных исследований по подбору сырья молочного и немолочного происхождения для разрабатываемого продукта представлены на Областном конкурсе научно-технических проектов Вологодской области «Потенциал будущего» (г. Вологда, 2019 г.), на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

(г. Великие Луки, 2021 г.). Исследовательский проект «Разработка спортивного питания - альтернатива зарубежным аналогам» была отмечен Дипломом III степени в областном конкурсе научно-технических проектов Вологодской области «Потенциал будущего 2019» в номинации «СтартАп».

Степень достоверности результатов подтверждена воспроизводимостью экспериментальных данных, полученных с использованием современных физико-химических, микробиологических, реологических методов исследований, и пх математической обработкой методами описательной статистики, а также апробацией разработанной технологии нового продукта в производственных условиях. Проведена производственная проверка разработанной технологии на базе АО «Учебно-опытный молочный завод имени Н. В. Верещагина» (г. Вологда, с. Молочное).

Диссертация состоит пз введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 320 страницах, содержит 32 рисунков, 56 таблиц, 4 приложения, список и тексты публикаций по теме диссертации.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных материалов диссертации («Ползуновский вестник», «Молочнохозяйственный вестник»), 6 статей в журналах, входящих в базу данных Scopus («International Journal of Dairy Technology», «Food Science & Nutrition»,«IOP Conference Series Earth and Environmental Science», «AIP Conference Proceedings: Intelligent Biotechnologies of Natural and Synthetic Biologically Active Substances»).

Получен патент на изобретение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы научного исследования, поставлена цель и сформулированы задачи. Сформулированы научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, описаны научные положения, выносимые на защиту. Приведена информация о внедрении результатов исследования, указаны структура и объем диссертации, публикации автора.

В первой главе представлен анализ состояния производства специализированных пищевых продуктов в России. Подчеркнута значимость развития данного направления пищевых технологий. Проанализированы особенности ингредиентного состава продуктов для питания спортсменов. Обоснована необходимость мембранной переработки молочной сыворотки и использования получаемых НФ-концентратов в технологии геля для питания спортсменов.

Оценена возможность изменения макронутриентного состава НФ-концентрата путем введения в рецептуру концентратов сывороточных белков, мальтодекстрина и фруктово-ягодного сиропа с целью повышения его пищевой плотности. Обосновано использование некрахмальных полисахаридов для создания и стабилизации гелевой структуры продукта, улучшения его визуального, тактильного и вкусового восприятия.

Проведен патентный поиск на предмет актуальности технологии производства и формы продуктов для питания спортсменов, рецептуры специализированных пищевых продуктов с использованием молочной сыворотки и ее концентратов, пищевых волокон и высокомолекулярных углеводов.

Во второй главе представлены объекты и обоснована методология научных исследований.

Объектами исследований на протяжении всех этапов являлись рецептура и технология геля для спортивного питания на основе НФ-конценграта.

Предметами исследований служили: концентрат творожной сыворотки, полученный нанофильтрацией; концентрат сывороточный белковый (ООО «Тагрис», г. Москва); мальтодекстрин (ООО «Крахмальный завод Гулькевичский», пгт. Красносельский Краснодарского края); сироп плодово-ягодный (ООО

«Биоинвестика», г. Чехов); гуммиарабик; каррагинан; ксантановая камедь;

конжаковая камедь (ООО «Агрогель», г. Москва).

Все исследования выполнены в лабораториях кафедры технологии молока и

молочных продуктов ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА и экспериментальном цехе АО «Учебно-опытного молочного завода» ВГМХА им. Н.В. Верещагина в соответствии со схемой, представленной на рисунке 1. Экспериментальные исследования проводили в повторности не менее трехкратной.

Исходным сырьем для разрабатываемого продукта служила сыворотка, получаемая в промышленном производстве творога кислотным способом на непрерывно-поточной линии (АО Учебно-опытный молочный завод имени Н.В. Верещагина, г. Вологда-Молочное).

Сыворотку подвергали нанофильтрации на автоматизированной нанофильтрационной пилотной установке фирмы TIA (Франция). В работе использовали полиамидные рулонные мембраны фирмы ЗАО НТЦ «Владипор» (Россия), позволяющие фракционировать белки до молекулярной массы 200 Да (размер пор 0,001 нм).

Опытные и контрольные образцы готовили путем внесения сухих ингредиентов в сыворотку, НФ-концентрат или в подготовленную основу из НФ-концентрата и фруктово-ягодного сиропа при температуре (20±0) °С. Образцы оставляли для набухания и полного растворения гидроколлоидов при той же температуре на 10-15 мин, но периодически помешивали. Подготовленные смеси пастеризовали при температуре (92±2) °С в течение 10-15 мин, а затем охлаждали в бане с холодной проточной водой до комнатной температуры и выдерживали при температуре (4±2) оС в течение 7-10 сут. В свежевыработанных образцах и образцах после хранения исследовали химический состав, физические, органолептические, реологические и структурно-механические свойства.

Для исследований применяли общепринятые, стандартные и оригинальные методы, а также математические методы статистической обработки данных и построения математических моделей с использованием программного обеспечениия Microsoft Excel 2016. Для определения достоверных различий между

средними значениями, для построения диаграмм и получения математических зависимостей использовали программы EXCEL и STATISTICA 6. Принятый уровень значимости не превышал 5 % (р < 0,05).

Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по теме «Научные и практические аспекты гелеобразования концентрата творожной сыворотки^ полученного нанофильтрациец при создании продукта для питания спортсменов»

Определение актуальности и цели исследований, формулировка проблемы,

задач и объекта исследований

II

этап

Характеристика молочног о сырья для производства углеводно-белкового геля на основе НФ-концентрата

Анализ литературных данных

Физико-химические исследования _молочного сырья_

III этап Исследования по подбору функциональных ингредиентов для производства продукта с заданными показателями качества и б езопасности

1Г ,г ,г

Орг анолегтгич еский анализ Физико-химич еский анализ Исследование взаимосвязи количества внесения ингредиента и молочной основы

IV этап Выполнение модельных экспериментов по получению разрабатываемого продукта

т Т

Иссл ед овани е органол ептич еских показателей образцов продукта и сырья Исследование физико-химич еских: структурно-механических показателей образцов Оптимизация технологических режимов производства и обоснование срока годности продукта

V этап Обработка полученных экспериментальных данных

i 1

Проектирование технологии и рецептуры продукта Подготовка научных публикаций Подготовка заявки на патент

VI этап

Практическая реализация результатов исследований

т

Разработка комплекта нормативной документации на продукт

Тех нико-экономич еский расчет и проверка разраб отанной технологии в пр оизв од ственных условиях

Проведение микробиологических

и гигиенических испытаний образцов продукта на показатели качества

Рисунок 1 - Схема проведения и практической реализации исследований

В третьей главе представлены результаты экспериментального этапа исследования.

Обоснование выбора молочной основы, обеспечивающей функциональные свойства продукта гелевой структуры

Процесс концентрирования осуществляли с учетом рекомендаций производителя мембран с постоянной скоростью при давлении 27 бар и при температуре 20 °С по схеме, представленной на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема нанофильтрации творожной сыворотки

Сыворотку заливали в продуктовый бак, далее насосом сырье подавали в мембранный модуль, где происходило разделение сыворотки на НФ-концентрат и фильтрат. Полученный НФ-концентрат использовали для приготовления экспериментальных образцов.

Полученные концентраты представляли собой однородную прозрачную или полупрозрачную жидкость без осадка с легким сывороточным запахом и вкусом со сладковато-кислым привкусом. Цвет концентратов можно характеризовать как светло-желтый. В результате мембранной обработки концентрация сухих веществ

в НФ-концентрате возросла до (18,00±1,00) % по сравнению с (5,72±0,04) % в исходной сыворотке. Следовательно, коэффициент концентрирования составил 3,1. Средние физико-химические показатели исходной сыворотки и полученных НФ-концентратов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Макронутриеишый состав и физико-химические показатели исходной сыворотки и НФ-концентрата

На míe ко ванне показателя Творожная сыворотка Н Ф-ко нце игр ат

Массовая доля жира. % 0.05±0.02 0.17±0.02

Массовая доля белка. % 0,46±0,04 2,02±0,04

Массовая доля лактозы, % 4,10±0.02 14.0Ct0.06

Массовая доля сухих веществ, % 5,72±0,04 18.00i0.0S

Кислотность титруемая. °Т 68.0±2.00 164.0±1.00

Кислотность активная, единицы рН 4,65±0.05 4,40±0.03

Плотность, кг/м3 1023,70±1.00 1090.00il.00

Эффективная вязкость. Па с (l,55i0.01)10~j (2.22±0.01)Т0-3

Поверхностное натяжение, Н м"1 (52,00±2.00)-10"3 (52,99±2.00)T0_j

Энергетическая ценность, кДж 80.00±1.00 80.00±1.Í0

Установлено, что при нанофильтрации сыворотки до массовой доли сухих веществ 18,0 % массовая доля белка возросла с 0,46 % до 2,0 %. Массовая доля лактозы в НФ-концентрате по сравнению с исходной сывороткой увеличилась в 4,5 раза, с 4,1% до 14.0 %. Это наиболее ценные макронутриенты молочной сыворотки, коэффициент концентрирования которых при нанофильтрации составил 4,5. В результате увеличения массовой доли сухих веществ эффективная вязкость НФ-концентрата возросла в 1,4 раза.

Результаты определения минеральных элементов в сыворотке и НФ-концентрате показали увеличение содержания основных макро- и микроэлементов, таких как калий, натрий и железо на 26 %, 42 % и 21 %, соответственно. Содержание кальция возросло в 2,1 раза по сравнению с исходной сывороткой, магния - в 3,1 раза.

За счет частичного удаления из сыворотки вместе с фильтратом молочной кислоты и других минеральных веществ НФ-концентрат имел лучшие органолептические показатели по сравнению с исходной сывороткой.

Результаты исследования макронутриентного состава и физико-химических свойств полученных НФ-концентратов подтверждают целесообразность использования данного вида сырья в качестве молочной основы для производства углеводно-белковых продуктов специализированной направленности.

Для большего увеличения пищевой плотности НФ-концентрата использованы сухие концентраты сывороточных белков с массовыми долями белка 35 % (КСБУФ-35) и 80 % (КСБУФ-80). Макронутриентый состав образцов на основе НФ-концентрата с добавлением концентрата сывороточных белков представлен в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Макронутриентный состав образцов на основе НФ-концентратов с добавлением КСБУФ-35

Массовая доля КСБУФ-35, % Макронут риенты, %

белок жир углеводы сухие вещества

- 2,02±0,04 0,17±0,02 14,00±0,06 18,00±0,08

5 3,67±0,01 0,31±0,01 15,55±0,03 21,85±0,06

10 5,32±0,03 0,45±0,02 17,17±0,05 25,70±0,04

15 6,97±0,02 0,59±0,01 18,72±0,04 29,55±0,08

Таблица 3 - Макронутриентный состав образцов на основе НФ-концентратов с добавлением КСБУФ-80

Массовая доля КСБУФ-80, % Макронут риенты, %

белок жир углеводы сухие вещества

- 2,02±0,04 0,17±0,02 14,00±0,06 18,00±0,08

5 5,91±0,02 0,66±0,01 13,50±0,04 21,90±0,06

10 9,82±0,03 1,15±0,02 13,02±0,05 25,80±0,02

15 13,73±0,02 1,64±0,02 12,52±0,02 29,70±0,04

Определяющим фактором в выборе оптимального количества данного ингредиента служила оценка органолептических показателей. Контрольным образцом служил образец НФ-концентрата без добавления концентрата

сывороточных белков. По итогам органолептической оценки ухудшение вкуса и цвета наблюдали в образцах с содержанием 10 % и 15 % КСБУФ-35. Усиление выраженности сывороточного вкуса и запаха по мере увеличения содержания КСБУФ-80 в образцах также послужило причиной снижения оценок по данным показателям. Консистенция всех образцов с увеличением содержания концентрата сывороточных белков независимо от их вида стала более вязкой.

Увеличение доли КСБУФ-35 в опытных моделях способствовало повышению доли сухих веществ прежде всего за счет увеличения доли углеводов, в то время как, в системах с КСБУФ-80 увеличение доли сухих веществ происходило благодаря изменению количества белкового компонента.

Следствием внесения белковых гидроколлоидов стало изменение кинетической вязкости опытных образцов, влияющей, в свою очередь, на консистенцию и устойчивость дисперсной системы (рисунок 3).

а б

Рисунок 3 - Зависимость кинетической вязкости НФ-концентрата от углеводно-белкового состава при внесении: КСБУФ-35 (а) и КСБУФ-80 (б)

Анализ поверхностей отклика показал, что вязкостные свойства опытных моделей функционально зависимы не только от содержания сухих веществ, но и от соотношения между белковой и углеводной составляющими. Установлено, что вязкость системы с КСБУФ-35 в большей степени зависит от содержания углеводов, в то время как в системах с КСБУФ-80 влияние массовой доли углеводов на структуру системы является менее существенным, чем содержание белка.

При одновременном увеличении массовой доли углеводов и массовой доли белка вязкость образцов с КСБУФ-35 возрастает. Однако, кинетическая вязкость в данных моделях достигает более высоких значений при меньшем содержании белка, чем углеводов.

При повышении белковой составляющей в образцах с КСБУФ-80 на фоне снижения содержания углеводов происходит одновременное возрастание кинетической вязкости системы.

Таким образом, установлено, что оба вида концентратов сывороточных белков способствовали повышению вязкости НФ-концентрата и обогащению вкуса образцов. Окончательный выбор вносимых белковых ингредиентов, улучшающих функционально-технологические свойства продукта, зависит от профиля разрабатываемого продукта: углеводно-белковый или белково-углеводный.

Обоснование выбора немолочных ингредиентов: функциональная и технологическая роль

Несмотря на увеличение содержания сухих веществ в опытных образцах до 29,55 % и 29,70 % после внесения КСБУФ-35 и КСБУФ-80, соответственно, желирования систем не происходило, они сохраняли текучесть. Для формирования заданной консистенции и структуры продукта изучена возможность комбинирования некрахмальных полисахаридов в системах на основе НФ-концентрата и сухих сывороточных белков. С этой целью исследованы к- и I-каррагинаны в количестве от 1 % до 3 %.

Образцы с использованием 1-каррагинана, несмотря на достигнутую

желированную консистенцию, исключили из дальнейших испытаний из-за ярко

выраженного неприятного привкуса водорослей. В образцах с к-каррагинаном выраженность кисломолочного вкуса уменьшалась по мере увеличения массовой доли

данного вида каррагинана. Максимальную оценку получали образцы с чистым,

кисломолочным вкусом и желеобразной вязкой консистенцией. В результате

установлено, что лучшие органолептические показатели имели образцы с добавкой

На том основании, что, во-первых, каррагинан имеет немолочное происхождение, во-вторых, может влиять на увеличение стоимости продукта, исследована возможность уменьшения его количества в составе разрабатываемого продукта. Проведенный литературный обзор показал, что для предотвращения отделения сыворотки в молочных продуктах внесение к-каррагинана будет достаточным в количестве от 0,15 до 0,20 %. На этом основании предположено, что добавление к-каррагинана в указанном интервале и несколько выше - до 0,3 % будет достаточным для связывания свободной влаги в НФ-концентрате, чтобы сделать его консистенцию гелеобразной.

Для проверки этого предположения в первой серии опытов в модельные образцы НФ-концентрата вносили к-каррагинан в количестве от 0,1 до 0,3 %. В условиях эксперимента выявлено изменение консистенции образцов и устойчивости дисперсной системы на конец срока хранения (таблица 4).

Таблица 4 - Результаты визуальной оценки и рН образцов НФ-концентратa с разным количеством к-каррагинана

Массовая доля к-каррагинана, % Консистенция образцов на основе НФ-концентрата рН через 7 сут хранення

с в ежевьтра бо та нны е через 7 сут хранения

0,0 Однородная прозрачная, подвижная жидкость Подвижная жидкость с незначительным отделением осадка 4,27=0,03

ОД Однородная, слабо вязкая, геле о бра зная, без отделения дисперсионной среды Не связная, с отделением дпсперсионной среды 4,30±0,01

0,2 Слабо-связная, жидковатая с отделением дисперсионной среды 4,29±0,02

0,3 4,2б±0,03

Поскольку после хранения при (4±2) °С все системы дестабилизировались, выполнены исследования с увеличением доли к-каррапшана до 1,0 %. При увеличении содержания к-каррагинана в основе от 0,4 % до 1,0 % структура свежеприготовленных образцов становилась гелеобразной, без отделения дисперсионной среды. На конец предполагаемого срока годности в образцах с массовой долей к-каррапшана в основе более 0,5 % структура геля после холодильного хранения становилась чрезмерно густой и вязкой в случае содержания

холодильного хранения становилась чрезмерно густоп и вязкой в случае содержания 0,6 % к-каррагинана в основе. При большем содержании данного гидроколлоида консистенция была признана пастообразной. Следовательно, для обеспечения желаемой гелевой структуры продукта достаточно 0,5 % к-каррагинана.

Как дополнительный источник нативных немолочных низкомолекулярных углеводов и вкусо-ароматических ингредиентов исследована серия фруктово-ягодных сиропов «Клюква», «Брусника», «Шиповник», «Облепиха», «Черника», «Малина». Количество вносимых сиропов варьировали от 5 % до 20 %, интервал варьирования составлял 5 %. По совокупности таких показателей, как вкус, запах и цвет, наиболее приемлемые изменения наблюдали при использовании сиропа шиповника, на основании чего, этот ингредиент использован в дальнейших исследованиях. Пищевая ценность образцов НФ-концентрата, содержащих по 5 % КСБУФ-80, по 0,5 % к-каррагинана и разное количество сиропа «Шиповник» представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Пищевая и энергетическая ценность в 100 г исследуемых образцов

Образец Массовая доля, % Белок/углевод1 (Б/У)

жир белок углеводы сухие вещества

Гель, содержащий 10 % сиропа 0,6±0,04 6,0±0,06 18,0±0,06, в т.ч. сахарозы 7,0±0,04 27,0±0,08 0,33

Гель, содержащий 15 % сиропа 0,6±0,02 6,0±0,03 20,0±0,05, в т.ч. сахарозы 10,0±0,06 30,0±0,06 0,30

Гель, содержащий 20 % сиропа 0,6±0,02 6,0±0,04 23,0±0,07, в т.ч. сахарозы 13,0±0,04 33,0±0,06 0,25

Сразу после изготовления образцы имели однородную плотную гелеобразную консистенцию, без отделения дисперсионной среды. Спустя две недели хранения образцы приобрели мелкую зернистость, подобную той, которая ощущается во фруктовых пюре.

Исследование реологических показателей с высокой степенью достоверности (р < 0,05) доказало, что увеличение сухих веществ за счет

1 Коэффициент, характеризующий отношение между количеством белков и углеводов в исследуемых моделях

низкомолекулярных углеводов сиропа привело к уменьшению эффективной вязкости продукта.

График поверхности отклика зависимости эффективной вязкости проектируемого продукта от массовой доли белка продукта и низкомолекулярных углеводов сиропа представлен на рисунке 4.

Анализ поверхностей отклика показал взаимное влияние содержания белка и низкомолекулярных углеводов на структуру образцов. Повышение массовой доли углеводов за счет внесения сиропа шиповника более 10 % приводит к снижению эффективной вязкости, а впоследствии и к снижению устойчивости структуры при механической нагрузке и ее способности к тиксотропному восстановлению.

Рисунок 4 - Диаграмма поверхности отклика влияния массовой доли белка продукта и низкомолекулярных углеводов сиропа на эффективную вязкость

С достоверностью выше 0,95 установлено, что для систем с массовой долей сиропа 10 % потеря вязкости составила 41,2 %, для опытных вариантов с содержанием 15 % и 20 % сиропа - 33,0 % и 31,0 %, соответственно. Однако, после снятия механической нагрузки образцы показали разные способности к восстановлению структуры. Восстановление структуры моделей с массовой долей сиропа 15 % и 20 % после механического разрушения произошло только на 46,2 % и 46,6 % соответственно. Образец с массовой долей сиропа 10 % обладал лучшей

способностью к восстановлению - 61,8 %, что ценно с точки зрения продукта гелевой консистенции. Следовательно, увеличение доли сиропа отрицательно сказалось на вязкостных характеристиках гелей. При этом установлено, что снижение вязкости системы наступает при критическом соотношении Б/У с отметки 0,33 в сторону уменьшения.

Для подтверждения этого факта, а также с целью уточнения влияния низкомолекулярных углеводов на структурно-механические показатели модельных систем изучено влияние добавленного сахара. В качестве объектов исследования служили образцы гелей, рецептурный состав которых отличался углеводной составляющей: один включал добавление только 10 % фруктово-ягодного сиропа, второй - добавление комбинации, состоящей из 10 % фруктово-ягодного сиропа и 5 % сахарозы. При этом отношение Б/У в образце с добавленным сахаром составляло 0,18, а в образце без сахарозы - 0,33.

Результаты исследования консистенции и структуры гелей показали, что введение добавленного сахара оказало отрицательное влияние на прочностные характеристики геля (рисунок 5).

Рисунок 5 - Показатели устойчивости образцов к механическому воздействию

Низкие показатели потери вязкости в образцах, содержащих комбинацию фруктово-ягодного сиропа и сахарозы, могут указывать на более высокие прочностные характеристики структуры данных систем, чем в моделях,

содержащих только сироп. Однако, после механического разрушения восстановление структуры продукта с добавленной сахарозой произошло лишь на 16,67 %, в то время как структура образцов с фруктово-ягодным сиропом восстановилась на 66,67 %. Для продукта гелевой консистенции восстановление структуры имеет большее значение, чем потеря вязкости, поскольку для потребителя важно, чтобы продукт не приобрел текучесть, а сохранил структуру сетевого тела после механических воздействий, например, при транспортировке.

В условиях эксперимента доказано, что для получения гелей на основе НФ-концентрата с хорошими тиксотропными свойствами нижний предел соотношения Б/У составляет 0,33.

На основании этих результатов принято решение исключить из рецептуры геля на основе НФ-концентрата для питания спортсменов добавленный сахар. В качестве источника низкомолекулярных углеводов в системах на основе НФ-концентрата с добавлением концентрат сывороточных белков целесообразно использовать сироп шиповника в количестве не более 10 %.

В исследовании зависимости структурообразования гелей на основе НФ-концентрата от высокомолекулярных углеводов изучена возможность внесения в систему мальтодекстрина. Изучены две разновидности мальтодекстрина: с декстрозным эквивалентом 12 (МД12) и 20 (МД20).

Вносимый в образцы НФ-концентрата МД12 в количестве 5 % не изменял характерные вкус, запах, цвет и консистенцию самого концентрата. При увеличении количества мальтодекстрина до 10 % и выше (р < 0,05) наблюдали появление мутности смеси и расслаивание системы с отделением осадка. В пробах объемом 100 см3 толщина слоя осадка достигала 0,5 см и 1,0 см в образцах, содержащих, соответственно 10 % и 15 % МД12. Появление мутности говорит о дестабилизации коллоидной фазы. Вероятно, здесь проявился эффект комплексообразования гидроколлоидов, благодаря которому произошло перераспределение ионов и электростатических контактов в поверхностном слое белков, следствием чего и стало разделение фаз. Появление мутности и образование осадка стали причиной низкой органолептической оценки образцов с массовой долей 10 % и 15 % МД12.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Матвеева Наталия Олеговна, 2024 год

Литература:

1. Новокшанова, А.Л. Об актуальности создания специализированных и функциональных пищевых продуктов / А.Л. Новокшанова // Технологиии продукты здорового питания : сб. стат. XII Национальной науч.-практ. конф. с международным участием (Саратов, 17-18 декабря 2020 г.) / / [отв. ред. Н.В. Неповинных]. - Саратов : СГАУ имени Н.И. Вавилова, 2021. - С. 502-505.

2. Функциональные ингредиенты в производстве молочных продуктов // PALISADE : сайт. - URL: https://www.dairynew5.ru/new5/ funktsionalnye-ingredienty-v-proizvodstve-molochny.html (дата обращения: 11.06.2021).

3. Мировой рынок функциональных продуктов превысит 195 млрд долл. к 2024 году // PALISADE : сайт. - URL: https://news. milkbranch.ru/2018/0 5/mirovoj-rynok-funktsionalnyh-produktov-prevysit-l95-mlrd-doll-k-2024-godu (дата обращения: 17.04.2021).

4. Пырьева, Е.А. Роль и место пищевых волокон в структуре питания населения / Е.А. Пырьева, А.И. Сафронова // Вопросы питания.

- 2019. - № б (Т.88). - С. 5-11.

5. Взбитый десерт на основе молочной сыворотке с пищевыми волокнами Gtri-Fi / Е.А. Плеханова, A.B. Банникова, Н.Е. Шестопалова, Н.М. Птичкина // Техника и технология пищевых производств. - 2014.

- № 1. - С. 73-77.

6. Новокшанова, А.Л. Разработка научных принципов создания продуктов спортивного питания на основе молочного сырья : специальность 05.18.15 «Технология и товароведение продуктов функционального и специализированного назначения и общественного питания» : дис. ... докт. технич. наук / А.Л. Новокшанова. - М., 2019. - 487 с.

7. Нанофильтрация творожной сыворотки: теоретические и практические аспекты / В.Н. Шохалова [и др.] // Молочная промышленность. - 2014. - № 11. - С. 65-66.

8. Матвеева, Н.О. Исследование состава и физико-химических свойств концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией / Н.О. Матвеева, А.Л. Новокшанова, В.А. Шохалов// Молочнохозяйственный вестник. - 2020. - № 3 (39). - С. 121-129.

9. Подбор ингредиентов рецептуры белково-углеводного геля

для питания спортсменов на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией / А.Л. Новокшанова [и др.] // Молочнохозяйственный вестник. - 2019. - №3 (ЗБ). - С. 140-149.

10. Новокшанова, А.Л. Взаимосвязь углеводного состава мальтодекстрина и органолептических показателей концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией / А.Л. Новокшанова, Н.О. Матвеева, А.А. Невский // Ползуновский вестник. -2020. - № 3. - С. 39-43.

11. Крахмальный завод Гулькевичский // PALISADE : сайт. - URL: https://multvdex.ru/ (дата обращения: 11.0S.2021).

12. Колеман Э. Питание для выносливости / Э/ Колеман; пер. с англ. А. Немцова; науч. ред. Б. Смолянский и В. Лифляндский. -Мурманск: Тулома, 2005. - 192 с.

13. ГОСТ 34274-2017 Мальтодекстрины. Технические условия. = Maltodextrins. Specifications : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен впервые : введен 201901-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - М/: Стандартинформ, 2019 - 15 с.

14. Chronakis, I.S. On the Molecular Characteristics, Compositional Properties, and Structural-Functional Mechanisms of Maltodextrins: / I.S. Chronakis // Food Science and Nutrition/ - 1998. - No. 38 (7). - pp. 599-637.

15. Hoffmann, R.A. Molecular weight distribution of carrageenans: Characterisation of commercial stabilisers and effect of cation depletion on depolymerisation / R.A. Hoffmann, A.R. Russell, M.J. Gidley // Gums and Stabilisers for the Eood Industry. - 1996. - T. 8. - Pp. 137-148.

References:

1. Novokshanova A. L. On the relevance of creating specialized and functional food products. Tekhnologii i produkty zdorovogo pitaniya: sbornik statey XII Natsional'noy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (Saratov, 17-18 dekabrya 2020 g.) [Technologies and Healthy Foods: Proceedings of the XII National Research and Practice Conference with International Participation (Saratov, December 17-18, 2020)], 2021, pp. 502-505. (In Russian)

2. Funktsional'nye ingredienty v proizvodstve molochnykh produk-tov [Functional Ingredients in Production of Dairy Products]. Available at: https://www.dairynews.ru/news/funktsionalnye-inQredienty-v-proizvod-stve-molochny.html (accessed 11 June 2021)^ (In Russian)

3. Mirovoy rynok funktsional'nykh produktov prevysit 195 mlrd. doll, k 2024 godu [Global Market for Functional Products Will Exceed $195

Billion Dollars by 2024]. Available at: https://news.milkhrarirh.rij/2nifi/05/ mirQvoj-rynok-funktsionalnyh-produktov-prevvsit-195-mlrd-doll-k-2024-godu (accessed 17 April 2021). (In Russian)

4. Pyr'eva E. A.f Safronova A. I. Role and place of dietary fiber in structure of population food patterns. Voprosy pitaniya [Problems of Nutrition], 2019, No. 6, V. 88, pp. 5-11. (In Russian)

5. Plekhanova E. A., Bannikova A. V., Shestopalova N. E., Ptichkina N. M. Whipped dessert based on whey with Citri-Fi dietary fibers. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv [Methods and Technology of Food Production], 2014, No. 1, pp. 73-77. (In Russian)

6. Novokshanova A. L. Razrabotka nauchnykh printsipov sozdani-ya produktov sportivnogo pitaniya na osnove molochnogo syr'ya: spetsi-alfnost'05.18.15 «Tekhnologiya i tovarovedenie produktov funktsional'no-go i spetsializirovannogo naznacheniya i obshchestvennogio pitaniya» Doct. Diss. [Development of Scientific Principles for Production of Sports Foods Based on Dairy Raw Material: Specialty 05.18.15 "Technology and Commodity Research of Functional and Customized Products and Public Catering"]. Moscow, 2019, 487 p. (In Russian)

7. Shokhalova V. N.r Kuzin A. A., Dykalo N.Ya., Shokhalov V. A.r Kostyukov D.M. Nanofiltration of curd whey: theoretical and practical aspects. Molochnaya promyshlennost' [Dairy Industry], 2014, No. 11, pp. 65-66. (In Russian)

8. Matveeva N. O., Novokshanova A. L.r Shokhalov V. A. Investigation of composition and physico-chemical properties of curd whey concentrate obtained by nanofiltration. Molochnokhozyaystvennyy vestnik [Dairy Bulletin], 2020, No. 3 (39), pp. 121-129. (In Russian)

9. Novokshanova A. L., Shokhalov V. A., Matveeva N. O., Ababkova A. A., Rodionov V. N. Selection of ingredients of the protein-carbohydrate gel recipe for athletes' nutrition based on curd whey concentrate obtained by nanofiltration. Molochnokhozyaystvennyy vestnik [Dairy Bulletin], 2019, No. 3 (35), pp. 140-149. (In Russian)

10. Novokshanova A. L., Matveeva N. O., Nevskiy A. A. Interrelation of carbohydrate composition of maltodextrin and organoleptic parameters of curd whey concentrate obtained by nanofiltration. Polzunovskiy vestnik [Polzunovsky Bulletin], 2020, No. 3, pp. 39-43. (In Russian)

11. Krakhmarnyy zavod Gul'kevichskiy [Gulkevich Starch Factory]. Available at: https://muItydex.ru/ (accessed 11 August 2021)^ (In Russian)

12. Koleman E. Pitanie dlya vynoslivosti [Nutrition for Endurance]. Murmansk, Tuloma Publishing House, 2005, 192 p. (In Russian)

13. State Standard 34274-2017. Mal'todekstriny. Tekhnicheskie usloviya [Maltodextrins. Specifications]. Moscow, Standartinform Publ.,

Effect of carbohydrate components on organoleptic and structural characteristics of sports gel based on curd

whey concentrate

Novokshanova Alia L" vovna, Doctor of Science (Engineering), a leading researcher

e-mail: [e-mail]

The Federal State Budgetary Institution of Science the Federal Research Centre of Nutrition and Biotechnology

Matveeva Nataliya Olegovna, a post-graduate student, the Chair of Milk and Dairy Products Technology

e-mail: [e-mail]

The Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy

Nevskiy Andrey Aleksandrovich, Candidate of Science (Engineering), Head of Research and Development Department

e-mail: [e-mail]

Limited Liability Company «Gulkevich Starch Plant»

Keywords: a sports food product, carbohydrate-protein gel, curd whey concentrate, maltodextrin, whey protein concentrate.

Abstract. The article proves the usefulness of maltodextrin as a functional ingredient in the formulation of a sports food product based on curd whey concentrate obtained by nanofiltration. The object of the study has been prototypes of carbohydrate-protein gel for athletes. To increase the nutritional density of the product, a whey protein concentrate has been used: with a mass fraction of protein 30% (KSBUF-30) in an amount of 5%. Rosehip syrup in an amount of 10% and maltodextrin have been used as an additional source of carbohydrates. To give the product a gel structure, a vegetable hydrocolloid k-carrageenan has been used in an amount of 0.5%. The results of studies of maltodextrin effect on the organoleptic characteristics of the gel have been adduced. The effect of dry matter fraction on the structural and mechanical properties of the obtained samples has been established by the method of rotational viscometry. The dependence of the gel taste and consistency indicators on the ratio of high-molecular and low-molecular carbohydrates has been stated.

Ati RITECH-] V-2020_[OP Prtlishmg

IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 677 (202 I) 032C20 doi: 10. 1088/1755-1315''677,'MI32020

Selection of thickening agents for whey concentrate

A L .>iiiviiksh*imtsi, N O Mntvcevii mid A A Kn/.ij]

Vologda State Dairy harming Academy Isv N.V, Vereshcliagin, 2 Shmidt St, Mdochnoe. Vologda, 160555, Russia

h-mail: [e-mail]

AhstraLt. I lie creation of athletes-oncnted products from raw milt if :l current trend in food technology. The object of die study was a turd whey concentrate obtained by nano filtration {MP concentrate) with a dry mailer content of LR.Ofyi. To increase the food density of the product, different types of whey protein concentrate were added to die samples of NT concentrate in an amourn of 5%: with prole in mass fractions of WH (KSBUT-30) and Rfltt. (KiiflUF-SO}. To give the product a gel-lilce structure, natural pectins from apple pulp and citrus pccL were sludied. The amount of pectin in the samples was 2%. The wort uses ingredients industrially produced by Russian manufacturers. The dry inuredients were completely dissolved at a temperature of (20±2) °C in the NF concentrate, the resulting mixture was pas1curi7cd for ltl-15 minutes at (LJ2 + ' C and coo led to a temperature The consistency of the freshly worked samples

was not tluld and looked uniform and smooth. I'he taste characteristics of all variarUs slightly changed after 7 days of refrigerated storage at (4±2| 'C. The ciTect of whey protein concentrates and pectin on the consistency of the produd was established by the method of rotational viscomeny. KSBUF-KQ promotes better thickening and gelation, enriches ihe fermented milk taste of the product. Pectin from citrus peel produces a product with a more uniform structure. In the experimental conditions, the best consumer qualities were manifested when combining KSB-UP80 with pectin from citrus peel.

Physical activity is one of the key parameters In modern nutritional science, Lner^y consumption during systematic sports activities increases by an average of 1050-1 4IH> kcal per day compared to persons with a low level of physical activity. And for highly qualified male athletes during lite training period, litis tfiffierence reaches 1650-1SOU kcal per day f 1.1,3.4]. This, is the first basis for the creation of specialized nutritional products for athletes.

Another approach takes into account the choice of raw materials. In this sense, dairy raw materials liave a number of unique qualities. By-product milk raw materials, which are often not used in full, are no exception. T hat is why dairy products are definitely recommended lor constant consumption by lite ttussian Ministry of Health. However, lite production of domestic dairy, dairy compound and milk-containing products for athletes is practically absent. Consequently, the creation of athletes-oriented products from raw milk is a topical trend in food technologies [5].

A critical point in milk processing is curd whey, which is not always used for food purposes due to its low storage capacity due to its high water and carbohydrate content. Low protein content also afleets the profitability of whey processing. Membrane technologies are a teclmolog icai way to adjust the ratio of the aqueous phase and dry matter of whey.

@ C'cuilml Iri'in Ibix vicrlc mavlrc uicduDdcr ilk' t:xim itf ihi Cimthwiif Aurihiu->ii liLcorc. Am1 funhj^rdi.iLriliutiLTn

■ -r Ibis vi orL nm ■-■ nuinina jibihuiKin io Ibe judiiHtxj :miJ Ihc I ilic I:>I Ihjp wixk. kmi m:il Liljticoi Liod DOI. Publubed liiiIlt !■ i h> IOP Ptilil itliiac t-ld I

AGmECH-lV-2020_lOl' I'ublishin.L;

MPOm£ Scries: Earth and Environmental Sciccicc 677 (202 I) 032020 dot 10 1088/1735-1Jm77/3*B2020

in this work. for the base oftlie product, we used a curd whey concentrate obtained by nanofiltration (NK concentrate}. To obtain the INK concentrate, serum with tilralable acidity fc 2) " T and pH (4.65 i A.05}, obtained from the production ofcottage cheese on a continuous flow line, was used (table 1 )l

Whey was processed at a constant rate up lo a pressure of 27 bar in a pilot nanofiltration plant equipped with a polymer membrane with a molecular weight cutoff of 3(KI Da [6].

Ttble 1. Physicoc 1 le m i c a 1 parameters of serum and NF concentrate

l**ifl I urd irhn N F-ranti'n 1 na tc of ru nd who-

Mass fraction of fat.'Vii 0.05±0.02 0 I7±0.02

\lass fraction of protein,% 0.44±0.04 2.02*0.04

Man/ fractal of lactase.% 4.10±0.02 14.OOtO.OS

Mam fraction of div substanccs.% 5.72±0.04 I8.0±1.0

rhratsbk acidity. °T 6K.0±2.0 lM.O±t.O

Activc acidity, pH 465J0-05 4.4^0.4

Calcium content, mg'100 5 5i.94i2.00 227.&I+2.00

Density. kj*'mJ 1023.'70± 1.00 I090.00il.00

Viscosity. Paji (l,55±0.01 >10"J (2.22±0.0l)10-3

It can be ¿ecu from the table lhai despite the significant concentration of macronutrienls by baroroembrane treatment, with a dry matter contenl of 18.0%, the NK concentrate of curd whey is a mobile liquid [7]. However, when developing food products for athletes, in addition to indicators of nutritional and biological value, it is necessary to take inlo account the possibility of their use without additional processing, to transfer and slore food outside the refrigerator, m conditions of outdoor competitions, training, training camp, on I he road. In connection with this convenient consumer solution for a spons product, tliere will be a gel thai is ready lo use without prior culinary preparation.

To impart a gel structure to the product, natural pectins from apple pulp and citrus peel were studied. All pectins, by their chemical nature, are poly-;aLacturonouJycans. Hie technology for obtaining pectins affects tlieir structural characteristics: the degree of polymerization and the number of eslerified acid residues. Asa consequence, it affects the physicocliemical properties of pectins: the ability to hydrate, stabilize food systems, etc.

To increase the food density oftlie product, two types of whey protein concentrate with protein mass fractions of 30% (KSBUF-30) and SOW (KSBUF-80) were used. These fillers not only increase tlie dry matter content, but are also functional food ingredients, since they significantly increase the biological value of the protein component of the product.

All mijredienis used in tlie work are industrially produced by Russian manufacturers.

Model mixtures were formed according to the flow chart presented in Tabic 2. bringing the sample volume with curd wliey concentrate to 100 cmJ.

Table 2. Composition of tlie studied samples.

^jmplLL number _Mm fra-clion of ¡n^rL'dlfiiti.%_

_jgrmt KgBUF-30 KjjBPFjO Apple peel in t itrini prLtin

15 5 1

2 5 5 -- 2

i 5-5 2

4 5 - 5 - 2

The dry ingredients were added lo the NK concentrate of curd whey heated to a temperature of (2(112} "C. the resultmg mixture wk thoroughly mixed at die same temperature for 15*20 minutes until the sucrose and hydrocolloids were completely dissolved, and then pasteurized for 10-15 minutes at (92±2) ®C and cooled to a temperature of (20+2) PC.

Fresh samples were evaluated visually and organoleptically. The sweetness of all samples was sufficient. In tlie samples with K5BUF-30, a not intensely pronounced taste of milk powder was felt and the lastc of NK concentrate was lost, which was attributed to organoleptic deficiencies. In this regard.

AÜRITECFI-lV-2020_lOP Publishing

IÜP Con£ Series: Earth and Environmental Science fi?7 (2021) 032(120 dot 10 1088/1735-131

these samples (1 and 2) were evaluated slightly lower titan the samples with SLSBUF-8U and 4). The most acceptable flavor was observed when using KSDUK-SU, since these variants were distinguished by a clean, not intense fermented milk taste. The consistency of all samples was not pourable and Looked uniform and smooth.

After 7 days of refrigerated storage at (4+2) "L", tlie taste characteristics of all variants eltanged somewhat. Regardless of lite type of pectin and whey protein concentrate, a feeling of insufficient sweetness appeared, which, apparently, is associated with the blocking of taste molecules by hydroeolloids. Also, in the samples with SLSBUF-SU there was a slight mealy. The consistency of samples with SLSBUS'-SO was thicker titan that of samples with SLSBUF-3Ü, but no differences were found depending on the type of pectin. Considering the described elianges, lite final ntarks for tlie organoleptic characteristics of the samples were different (table

Table 3. Organoleptic characteristics of gel samples based on NF concentrate with tlie addition of

whey protein concentrate and pectin.

I ngrcdiem cumposilinn lit umplp taste OrR* noteplic indicators, scute color cimiiMrncy Tolal

I'reilth ■ produced samples

Pectin from apple pulp 4.0±0.1 4.0±Ü. 1 4.8±0.1 I2.ft±0.l

and SLSBUF-30

Pectin from citrus peel 4.fc0.1 4.0±0.1 4.S±0.1 I2.R±0.I

and KSBUF-30

Pectin from apple pulp 4.6±0.1 4.0±0. 1 4.S±0.t I3.4±0.t

and KSBUF-SO

Citrus pectin and 4.9±ÍU 4.0±0.1 4.9±0.1 |}.R±0.l

KSBUf-RO

samples for ? dars of storage

Pectin from apple pulp 3.1±0.1 3.0±0.1 25±0 1 S.Arf.l

and SLSBUF-30

Pcct in from citrus peel J.fcO.t 2.0±0.1 2.0±0.1 É.0±0.1

and KSBUF-30

Pectin from apple pulp 4_Q±0_] 3.0±0.t 2.2±0.1 9.2*0.1

and KSBUF-SO

Citrus pectin and 3-2±íl_l 4.0±0.1 3.0±0.1 lOJtO.I

KSBUf-RO

'Ihe consistency of the samples after 7 days of storage was studied on a Kungilab SMART R-series rotational viscometer using an R2 measuring device.

Figure I shows lite indicators of the effective viscosity of the samples. To determine the indicators characterizing the stability of the structure to fracture under mechanical action and its ability to thixotropic recovery, the samples were exposed to a uniform shear field at a constant shear rale for 2 min. The clot was left at rest for 15 min to restore the structure, and measurements were taken again [8].

Ihe figure sliows the effect of both hydroeolloids. whey protein concentrate and pectin on lite consistency of the product. Obviously, m tlie samples with KSBUF-30. lite effective viscosity indicators are lower than in the samples with K.SB UK-MO. Iliere is a direct relationship between viscosity and the total protein and solids content of the product. With an increase in the mass fraction of protein in samples 3 and 4 to and the total solids content to 26.8%, the effective viscosity of the samples increased to a maximum value of268.9 mPa-s.

While in samples 1 and 2. with a total dry matter content of 24.5% and a protein mass fraction of 3.3%, tlie maximum value of the effective viscosity did not exceed 183.3 mPa-s.

Figure I also sliows that lower values of effective viscosity were observed when the system was thickened with pectin from enrus peel, Hut at the same time, it was m sample 2, which was distinguished by the minimum effective viscosity, that the structure was completely restored. While in denser samples

AGR1TECH-1V-2020_1QP Publishing

IOPConf. Series: Earth and Environmental Scicncc 677(2021)032020 doi:l 0.1088.'1755-1315/677,3/032020

sanitary doctor of the Russian Federation from December IS, 2008) p 41

[2] Umurzakov UK 2018 Pedagogy today: Problems and Solutions Proc. of Int. Sci. Conf. 1 (Kazan:

Young Scientist) 91-4

[3] Nazarova M V and Babenko L V 2012 Sports nutrition Scientific-Practical Journal of Medicine

"I esinik KazNMU" 2 366-8

[4] Burlyaeva H A and Nikityuk B N 2017 Nutrition for athletes of complex coordination sports Sport

medicine: research and practice 7(3) 46-50

[5] Novokshanova A L 2019 Development of scientific principles for creating sports nutrition

products on the basis of on dairy raw materials (Moscow) p 487

[6] Matveeva N O, Novokshanova A L and Shoklialov V A 2020 Research of composition and

physical-chemical properties of curd whey concentrate obtained by nanofiltration Dairy Farming Journal Electronic periodical theoretical and practical journal 3(39) 121-9

[7] Novokshanova A L. Matveeva N O and Nevskiy S A 2020 Relationship between the carbohydrate

composition of maltodextnn and organoleptic parameters of curd w hey concentrate obtained by nanofiltration Pohunovskiy vestnik 3 39-43

[8] Kosoy V D. Dunchenko N 1 and Merkulov M Y 2010 Rheology of dainproducts hull cane

(Moscow: Food industry) p 828

WIAFT-V-2021

IOP Publishing

IOPConf. Series: Earth and Environmental Scicncc 848(2021)012043 doi: 10.1088.' 1755-1315.848." 1 '012043

Effect of sucrose on the physical and mechanical characteristics of carbohydrate-protein sports gel

Nataliya () Matteeva . Alia L Novokshanoui and Andrei A Ru/in

Vologda State Dairy Fanning Academy named after N.V. Vereshchagin. 2 Shnudt St.. Vologda, Molochnoe. 160555. Russia

'E-mail: alnovokshanovaKj ginail.com

Abstract. The crcation of functional and specialized products from dairy- raw materials, in particular those aimed at athletes, is an urgent direction in food technologies. The objects of the study were sports gel samples based on curd whey concentrate obtained by nanofiltration (NF conccntratc). To increase the food density of the product 5% whey protein concentrate was added to the NF conccntratc samples: with a protein mass fraction of 30% (KSBUF-30). Rosehip syrup and sucrose were used as an additional source of carbohydrates. To impart a gel structure to the product the vegetable hydrocolloid c-carragecnan was used in an amount of 0.5%. Ingredients of Russian origin were used in the work. Two opuons were investigated: with the addition of only fruit-berry syrup (experiment 1) and the addition of a combination of fruit-berry syrup and sucrose (experiment 2). The consumer characteristics of the samples (consistency, appcarancc. taste and smell, colour) were evaluated by the organoleptic method. At the same umc. there were no obvious difTcrcnccs in these indicators. The rhcological properties of the samples were investigated by rotational viscomctry. Deterioration of structural and mccharucal properties, such as loss of viscosity and restoration of the structure in the sample with added sucrose, was established.

In recent decades, food technology innovation lias been driven by the demand for functional and specialty foods due to the growing consumer focus on health, sports, active lifestyles and nutrition These changes are pushing manufacturers to look for new ways and means tliat not only provide economic production, but also guarantee maximum food safety and quality, including nutnuonal value, organoleptic properties, as well as indicators that determine health benefits, the combination of which directly depends on tlie ingredient composiuon of food product [1,2].

The creation of functional and specialized products from dairy raw materials, in particular those aimed at athletes, is an urgent direction in food technologies. Thanks to the use of innovative methods of processing raw dairy products, including secondary dairy raw materials, great prospects for obtaining new types of dairy products are opening up. These methods include baromembrane processes, which entailed a radical change in whey processing technologies.

On the basis of previous studies, it was for the first time proposed to use curd whey concentrate obtained by nanofiltration (NF concentrate) as a basis for the development of new specialized products, in particular, for the production of sports nutrition [3]. Such processing of raw whey allows you to adjust the ratio of its aqueous phase and dry matter and helps to increase the profitability of whey processing by increasing the biological value of the concentrate.

\ Content from this work may be u*cd under the tern» of the Creative Commons Attribution 3.0 licence Any further distribution of this work must maintain attribution to the authors i and the title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by IOP Publishing Ltd |

WlAFT-V-2021_lOF PAIishmg

IOPCtm£ Series: Earth and Environmental Science £4» <2021) 012043 doi: 10.1CHiS-;1755-131f.■'S4S,''I■[>12043

A popular form of sports foods are carbohydrate and carbohydrate-protein gels. Athletes note tlie following positive aspects of this consumer form: high absorption rate, high concentration of carbohydrates in a compact forinaL convenient consistency for swallowing (there is no need to chew), simplicity of calculations before starting, resistance to low and high temperatures, variety of tastes, tlie use of tlie gel does not create a sensation full stomach (3,4].

In this work, the goal is to study the effect of added sucrose on the physical and meclianical properties of the product. 'Ihe objects of tlie study were samples with different mass fractions of carbohydrates.

The organoleptic characteristics of raw materials and experimental samples were evaluated by a tiToup of qualified experts. The mass fraction of protein and fat was determined by the instrumental express method usln^ an infrared analyser MilkoScan KT 120. The acidity, titratable and active, was analysed, respectively, by indicator and potentiometric methods. The theological characteristics of Ihe product samples were determined on a hungilab SMART R-serles rotational viscometer. To determine the indicators characterizing the resistance of the structure to fracture under meclianical action and its ability to thlxotropic recovery, tlie samples were exposed to a unllbmi shear field at a constant shear rate for 2 min. Tlie clot was Left at rest for 15 min to restore tlie structure, and measurements were taken again (5]. Loss of viscosity {P^o) is a value equal to the ratio of tlie difference between tlie initial viscosity of the product and tlie viscosity of tlie structure maximum destroyed in 120 s to lite initial viscosity. Recovery of the structure calculated as a percentage, is defined as tlie ratio of tlie

viscosity of lite restored structure to the initial viscosity, and characterizes the ability of the structure to return the initial viscosity. The studies were carried out in triplicate.

NK concentrate was obtained from curd whey with titratable acidity {6H i 2) °T and pH (4.65 ± 0.05). Whey was obtained in the production of cottage cheese at a local milk processing enterprise, then processed in a pilot naiiofiltration unit equipped with a polymer membrane separating proteins with a molecular weight of 300 Da [4,6J.

Physicoclieniical analysis of Nlr' concentrate showed a significant increase in biologically valuable components such as lactose and whey proteins {table I).

Table I. Nutritional and energy value of curd whey and concentrate obtained by nano fill rat ion.

Sample Content In 100 g tnergy value (caloric value) kJ / kcal

protein fat carbohydrat es

Curd whey 0.5 0.05 4.0 78. W 18.0

N F concentrate 2.0 0.2 14.0 280.0.^5.0

In addition, in comparison with the initial raw material, the NK concentrate had better organoleptic characteristics: less pronounced and less sour whey taste. The analysis of the previously obtained results showed that the most significant m terms of the nutritional value of tlie NF concentrate are macronuirients - protein and lactose, and of mineral compounds - calcium [4].

A hydroeolloid of plant origin, K-carrageenan. was used as a stabilizing additive to impart tlie required consistency to tlie developed product. This compound belongs to natural hydrooolloids, allows to have a prebiotic effect on the positive autoflora of tlie human intestine, to improve the functioning of the gastrointestinal tract and liver by detoxifying ammonia and other nitrogenous toxins formed during a high-protein diet and as a result of lieavy physical exertion, has a normalizing effect on sugar levels and blood cliolesterol. reduces tlie glycemic index of the product. Despite tlie source of origin - seaweed, this type of carrageenan does not negatively affect the taste characteristics of tlie product. A series of experiments carried out earlier showed that 0.5% tc-carragccnan is sufficient to provide the desired gel structure of the product [6).

№lAf T-V-2021

lOP E'uhlishitij

IÜP Graf. Series: Earth and Environmental Science «48(2021)1)121)43 dcilO 108^1735-1315 84^1/012043

It is known i Jul a combination of carbohydrates of different nature is welcomed in sports products, which contributes to better restoration of carbohydrate reserves during muscle load [7]. To form the carbohydrate component oftlie product, two options were considered: adding only fruit and berry syrup (experiment I) and adding a combination of fruit and berry syrup and sucrose (experiment 3). flic recipe composition of die mixtures was formed according to die technological map presented m table 2. Table 2. Prescription composition of gel mixtures based on MK-concentratc of curd whey.

fhe amount of raw materials. %

Variants

Experiment

Experiment 2

NF concentrate 8QuO «5.0

K5BUF-3Ú 5.0 5.0

Rosehip syrup 10.0 10 0

Sugar 5.0 0.0

ts- carrageenan 0 5 0.5

The organoleptic method did not reveal any obvious differences between the samples. Both samples liad a pleasant whey taste and smell. Tliey had a moderately sweet taste with a sourish aftertaste. It was found that the decrease in the content of NK concentrate and the added sugar in experiment 1 did not eliminate the whey flavour. The colour was characterized as caramel, light brown, uniform throughout the mass. The consistency was homogeneous, dense, gel-like, without separation of the dispersion medium. At the same time, an insignificant grit content was noted, which did not impair the overall impression of the product.

It was found by rotational viscosimetry that both samples liad the same intact structure viscosity of 6971.06 Pa - s. figure I shows die curves of the effective viscosity of the prototypes.

5» 1000

Shear rati. 1 /4 6

Figure I. Influence of the shear rate on tlie effective viscosity of the lest samples: a - sample 1; b - sample 2.

Analysis of figure I showed dial die viscosity curves of the samples have a similar bend and slope and are described as power functions: yi = I5729x '■'for sample I and yz = 10776* for sample 2 with the corresponding correlation coefficients 0.9926 and 0.9968.

However, funhcr studies of physical and mechanical parameters revealed differences in the strength of the structures of the samples. Hie results are shown in figure 2.

ftlAFT-V-2021_IOg Publishing

IOP Ora£ Series: Earth and Environmental Scicncc N4» (2021)012043 dot 10. 1083f 1755- 1315. K4S-'L - 012043

LossofvEcosity, % Restorrigthe structure, %

■ Sample! ■ Sam pie 2

t i« ure 1. Indicators of resistance of samples to mechanical stress.

The data in the figure indicate that tlie addition of added sugar negatively affected the strength characteristics of die gel. "Hie indicators of viscosity loss and structure recovery in sample I are worse than m sample 2. After mechanical destruction, die structure of die product with added sucrose was destroyed by more than lialf, and recovery was only

in this experiment in addition to K-carrageenan. liigh molecular weigju hydrocolloids - NF concentrate proteins and KSBUF-JO - arc responsible for die formation of tlie structure. Hie main difference between die experimental sample* is the change in tlse ratio between proteins and Low molecular weiglit catbohydraies. which was 0.18 in sample 2, and 0.33 m sample 2.

Based on these results. it was concluded that die structural and mechanical duncferiaks of die samples depend not only on the total dry maner content, but also on the ratio of lugh-molccular and low-molecular components in die product Ibrmulation. Based on the data obtained it was decided to exclude added sugar from tlic formulation and to continue testing to fonn the composition of die product with a gel consistency using otlier types of catbohydrale ingredients.

References.

[1] Musina O K, Losciva A I. Salonova t A. Shulbacva M T, i'aharukova h M and Konovalov fi L

2012 Getting emulsion products as an example of innovation and design activity in food industry Eood industry 9 10-2

(2] Loktev D 1} and Zonova L N 2010 Functional foods and their role in human nutrition Vyatskty

medical iwsfflit 10 4K-53

[3] Shokhalov V N, Kuziti A A, Dykalo, Shokfaalov V A and Kostyukov D M 2014 Nanofttration of

curds whey: tlieoretical and practical aspects Dairy industry 11 65-6

[4] Malveeva N O, Novokslianova A L and ShokJialov V A 202(1 Hesearch of composition and

physical-chemical properties of curd whey concentrate obtained by nanofdtration Dairy Fanning Journal Electronic periodical theoretical and practical journal 3(39) 121 -29

(5] Kosoy V D, Dunchehko N 1 and Merkulov M Y 2010 Kheolog),- of dairy products FiMccam

{Moscow: Food industry} pfi2S

(6] Novokshanova A L, Shokhalov V A, Matveeva N O, Ababkova A A and Rodionov V M 2019

Selecting ingredients of protein-carbohydrate gel formulation for athletes nutrition on the basis of curd whey concentrate obtained by nanofdtration Dairy harming. Journal Electronic

WlAPT-V-2021_ЮР Publishing

ЮР Con f. Series: Earth and Environmental Science Ш (2021) 012043 doi : L 0. L 088,1' 1755- L 315.- К48/ L '012)043

periodica! theoretical and prucrkûl journal 3(35) 140-9 (7) Jenijeiis R L. Achten J. Jeukeiidtup A E High oxidation rales fiwn ooiribirued caAohydrales in^wtod durinii exercise MeASetHports íxerc. 3ft 1551-Я

Combination of K-carrageenan and Gum Arabic for Thickening Liquid Whey Protein Concentrate

Natalia Matveevau and Alia Novokshanova2*'1

" The Vcreshchagin Vologda State Dairy Farming Academy, Vologda. Russia 2 Federal Research Centre of Nutrition. Biotechnology and Pood Safely, Moscow. Russia

"1 Corresponding author: nalalia.natashoiiokviu yandex, ni b| novoksfranova 'a inn.ru

AIimiml-i. TIil- llilll'.iiint. profiertkcs of r-eai tageenan dad li.ljiil anabiv foe a liquid eanccjifrate of aeid whey proteins obtained Ifry jianofiluaiioQ tjianofiltialed ccmccnjiiaic - NF comccjiliarci bmL been investigated. Hie samples oflSF conecntiale liavc been cniielicd nidi a anctntmc of milk wfcty iwatciit* nitl: a protein inass fraction of 80% in tine dih malici ji*J jnaltudiextriii n idi a dextrose equitalcBt oflt№. As a tesali, tine total solids content in 1he mated systems nus 3ii.37?i. Tiirable acidity of the initial scniiii and NF conccntrate bah been determined by die indicator dilation method. Actual acidity of samples tin ¡l ltd wiilb n Itey protein and maltodexit in Iiil*. been deiei mined by the pdlentiotrietfie jnedtod. PL sicochemjval paiamctcis of raw material* mid product samples liave been analyzed by ibe insuumctual expression method uning [be MilLoSeao FT 120 inflated analyzer and the Umkei Nf PA speetremietct. The ealciuni eoirtent ba^ been determined by the cotriplcxomciric method, viiainia C - by indicator jnedtod with 2.£-d!v]ilo<op]i£Bo]indop]kcnjo]. Tim consistency of ihe pnoduci sample^ has been assessed visually. Tlte viscosity hai been determined by reHanoikal viseoinetry. Tit dispctsion of die systems hai been iavesiigated by die ineUiod of iiUMfntnec-polaiizalion nknHcapy. The combination of r-eaitajjceiian juJ gum ¿tabic Uansfcamcd die iyi1em from £ sol state ili £ jtl After after 1 days of situate at 4=2 "C the vucaaly of samples containing 0.3?i K-cana^cnan and 0.2? s rijin atabic was 42793 MPas, in Mingle* containing 0.2% k-canfagcenaji and 0.3% ifuiii aiaJbie - S9910 MPa-s. All samples bad insufficient Ihetmal stability. since ihcy sofiejied at 20=2 Gain atabie gave ibe lamples si^jks of a whipped structure Hie dispersion of die air pliase was liner witha content of0.2?i gum aiabie.

ki t vtiircKi milk wliey. aamofiluation, i-carta^cenaa. gum Arabie. organoleplie ebatactefisties, rhcological indicators.

1 INTRODUCTION

Most of the newly ereated products, claiming to be functional. enriched and specialized. contain one of die mast valuable natural biapolymcTH — whey proteins. Among odier methods of extracting whey proteins Itom dairy raw materials, nanoli Itratioin is undoubtedly the most innovative. and low-cost in enen^1 terms f 1,4.6.111

Using this method, it is possible to increase the content of whey proteins in concentrates, up to several times compared to the original serum, and to increase the proportion of vitamin-mineral and carbohydrate components [I. 2, 4. 6, 11]. The protein concentrates obtained by the serum nano filtration metliod are mobile liquids and can be successfully used in the production ofbcrcngcs.

However, in the segment of healthy food products, products that have a higher nutritional density than traditional drinks, which can withstand temperature changes, will be convenient for transportation and consumption due to their gel-like consistency, are particularly popular.

In this regard, not only of scientific interest, but also of ureal practical importance are the thickening, stabilizing, emulsifying and other technological properties of hydrocolloidh in various food systems, which is useful ill the production of ready-made breakfasts, puddings, gels and other healthy tood products. In dairy products, hydrocollolds can also increase shelf life by maintaining system stability and preventing synciesis. in his review. Mohammad Vousefi showed that for this and other puiposcs in the production of dairy products, pectin, carrauccnan, carob gum, vanthan, catboxymclliykcJLulosc, intiliit. konjac glucomannan, p-ghjean, gum ambic and some others arc most often used [I31_ The purpose of this work is to study the joint thickening abilities of k-carrauecnan and gum arabic in a multicomponent system liquid concentrate of acid whey proteins obtained by nano filtration (NF concentrate).

•W.I. MJKri nr ¿l.'L'.'r,.Ir.T,-.■,',■.V'.-' ■-■,'."i-LJru'Lj-.' J .VivtfJk-hi B.VAVj^.'I a.'fi JdfeK Habi.[UIII

AttCml Pra.mil. IBIHB1- LJlS:CC3-i.. hllfiii: Jtiuij lt.l№ 3.11177173 PuUlifHhl bv AlP JhlUlihlllj. ?7H1-T35i47i15 -_VI3fDO

050003-1

2 MATERIALS AND METHODS

[n earlier studies a protein-carbohydrate base was selected by organoleptic. physico-chemical and structurally mechanical methods, including a acid whey concentrate obtained by nanoli Itration I NT concentrate), a milk whey prole in concentrate with a protein mass fraction of S0% in the dry matter (WPCSO), maltodcxtri n with a dextrose equivalent of 20% (MD2G) and rosehip synip. It was found that (he introduction of 0.5 % v-canageenan into this system docs not achieve the desired thickening of die system f*J],

[n continuation of the research at this stage, ill addition to ir-c-arrmgeenmn, ijjm arabic was used as one of the most reliable emulsilicrs and stabilizers.

Model mixtures were formed from NT concentrate, WKH), MDflQ and rosehip syrup with a mass fraction of carbohydrate s ofi5%.

The raw materials used are produced by Russian enterprises and meet safety requirements applicable in the territory of the Customs Union of die Eurasian Customs Union (CU TR 033/2013. CU TR 021/2011. CU TR 029/2012).

The organoleptic parameters of the samples were evaluated by a group of qua I i fed experts according to ISO 13209:2016

Physico-chemical parameters of raw materials and the samples were analyzed using the MilkoScan FT 120 infrared analyzer and Biuker MPA spectrometer. Tillable acidity was determined by (he indicator melhod. Actual acidily was dclcmtincd by the potcntiomctric method. The calcium content was calculatcd using the complexometric method, and v itamin C was determined by indicator method with 2.A-dichlorophcnolindophcnDl.

The thickening effect of of K-carrageenan and cum arable was assessed by visual changcs in die consistency and viscosity of the samples and using the method of rotational viseomctry on die Fungilab SMART viscometer of the R series.

The dispersion of the systems was investigated by interference-polarization microscopy. The particle size during microscopy was determined by the computational method [5. 10].

The analysis of experimental data and mathematical processing were performed using Microsoft Excel 2016 software. The repetition of all experimental studies is at least three times.

NF concentrate he obtained from aeid whey with litralable acidity 67±2 °T. Acid whey was subjected on runotillnlion pilot plant with a polvmer membrane with a poir size of OjOOI um. that allows proteins to be fractionated to a molecular weight of 200 iJa [4,11].

To study the thickening abilities of hydrocolloids, WPC80, MD20, syrnp. K-carragcenan and gum arabic were added to the experimental samples of the NF concentrate with a volume of 0.2 liters at a temperature of20±2 and constant sdiring. Samples in glass glasses were placed in a bailing water bath and. without stopping stirring, the ingredients were completely dissolved. The samples were heat trcalcd at 92±2 "C for 10 minutes and cooled to a temperature of 20±2 aC. and then stored at 4±2 CC for 7 days.

3 results

TTie concentration of acid whey increased the total content of macronutricnts (Fig. I). The proportion of solids in the NF concentrate increased to 14.5% compared to A.5% in the initial whey. A significant increase in the calcium content in the NF concentrate was found - up to 254 mg 100 g of product compared with the initial whey - 71 mg 100 5 of product. The proportion of vitamin C in the NF concentrate was 43.27 mg 1000 g of product (Fig, 2).

050003-2

050ЮЗ-Э

The amount of raw materials, % Variants

Experiment 1 Experiment 2

NF concentrate «w 69J

WPC80 to ID

MD20 to 10

Rosehip synip Id id

K-carrageenon 0,3 02

Gum arabic 0,2 0,3

The total solids content was 36.27%.

The organoleptic method repealed no obvious differences in taste and smell. Both samples had a non-intense whey laste and smell. They were moderate ly sweet.

The stratum? was whipped by visually assessing the lonsisterk^' of the experimental models. At the same time, the samples, looked homogeneous, viscous, without separation of (he dispersion medium. The characteristic is presented in Table 2.

FABLE 2. Results ofvisual assessment and pi J of the samples

The content of gums in samples Freshly processed After 1 days of storage

pH Consistency of samples based on NF concentrate pH Consistency of samples based on NF concentrate

03% n-carrauMian and [12% gum aiabt 5.03 A layer of foam 2.0-2.5 cm high, thick consistency wilh mealiness 4.R4 A layer of liquid settled foam, thick consistency wilh mealiness

02% K-eanapeenan and [13% gum araht 5.01 A layer of foam 2.0-2.5 cm high, thick consistency with mealiness 4.85 A layer of liquid settled foam, thick mealy consistency with pronounced sandiness

All samples softened after 3.5^.0 hours of exposure at temperature 20t2 t, without reaching ful 1 spreading.

After 7 days of storage, the viscosity of the samples was 42793 for samples containing 0.3% k-

carraucenan and 0.2% gum arabie, and 599 LU Mfa s for samples containing 0.2% v-carragcenan and 0.3% gjim arabic.

When micnoscopi ng samples, differences in the degree of dispersion are visible. Calculations have shown that the average and median diameters of air phase bubbles are higher in samples with a high content of gum arable (Figure 3, Table 3)l

050003^

a b

FIGURE 3. Microstructurc of experimental samples stabilized by a combination of K-carragcenan 0.3% and gum arable 0.2*o (a) and a combination of K-carragcenan 0.2% and gum arable 0.3% (b) after 7 days of storage at 4+2 °C.

I ABLE 3. Calculated particic sizes determined by microscopy

The contcnt of gums in samples

Indicators 0L?' • K-aMimsaim 02% K-tamyxnan

and 02% Slim aabie and 0J% pun arabic

Median diameter, pm 62.50 208.30

Medium diameter. Mm 121.44 291.48

4 DISCUSSION AND CONCLUSION

Saturated because of nanofiltration with protein, lactosc. vitamin and mineral compounds. NF conccntratc is advisable to use as a basis for cnrichcd and specialized carbohydratc-protcin products (8]. The introduction of food hydrocolloids. such as WPC80 and MD20. as well as thickening biopolymcrs - k-carragecnan and gum arable, made it possible to obtain thick clots containing 0.3% K-canagecnan and 0.2% and gum arable with a viscosity of 42793 MPa s. and clots containing 0.2% K-carragcenan and 0.3% gum arable with a viscosity of 59910 MPas. Undoubtedly, this is the result of the interaction of both nutritive and thickening polymers. For example. Gulao E. d. S. ct al. [3] observed the interaction between gum arabic and lactofemn. detecting an increase in particle size and turbidity of the system In our ease, the enlargement of the particles was noticeable even organoleptically. At the same time, such consistency features as mealyncss and sandiness cannot be called disadvantages, sincc the

050003-5

consistency of the samples during tasting was similar ta many natural fruit purees.

The appearance of large agglomerates of biopolymers is probably due not only to their interaction with eaeh other, but also to the Jack of free moisture in the samples with a total solids content of

The disadvantage of the obtained samples can be considered their low thermal stnbdity. This paramelcr should be adjuslcd ifa producl is crealcd on this protcin-rarbohydrale basis, which is si^i posed to be stoned outside the rcfrigeralor. or if frozen desserts arc created. Apparently, tempcratwe treatment at 92=2 is ineffective in terms of environmental stabilisation oftliis system. For example. KmcminskietaJ. f71 have shown dial whey protein and pectin systems trcalcdat the same lemperatun.- (up to 90t) tend to produce mote compact. small and stable slrucHires compared to thermally untreated

Important m our study is the conlirmalion of the emu Is i ly ing and foaming properties of gum arabic. Previously, foam formation did not occur in a system with the same nutrient composition, without gum arabic, but only with t-carragcenan [9). An increase in the size of air bubbles in samples containing 0.3% gum ambic compared to samples containing 0.2% gum arabic can hypodietieally give both a larger interface belween the phases and a greater saturation of the product with air.

The study of the interaction and ratio o f biopolymers of dairy raw materials and hydrocolloids of carbohydrate nature is necessary to regulate the stabilization of food systems, solidification, prevention of phase separation, control of the growth of ice crystals and lactose by creating various dairy products with increased viscosity: frozen and whipped milk desserts, sherbets, gels, etc. [12].

REFERENCES

1. bidhendi. G. N.. & Nasrabadi. T. (20G6). Use of Nano filtration for Concentration and Demincralization in the Dairy Industry. Pakistan Journal of Biological Sciences, 9(5). 991-994.

2. blais, H. N.. Schroen, K., Jt Tobin. I. T. <2022). A review of multistage membrane filtration approaches for enhanced efficiency durinu concentration and fractionation of milk and whey. International Journal of Dairy Technology, https://doi.org'' 10.1111/1471-0307.12884

3. Gulao, E. d. S.T Souza. C. I\. Sampaioda Silva. F. A., Coimbra. J. &., Garc ia-Roj as, E. L. (2014). Complex coacervates obtained from lactoferrin and gum arabic: Formation and characterization. Food Research Intemaiional. 65, 367-374.

4. Hilal, N„ Al-Zoubi. H„ Darwish, N.. Mohamma A. W., &. Abu-Arabi. M. (2004). A comprehensive review of nanofi ItraUon membranes: Treatment pretreatment, modelling, and atomic force microscopy. Desalination,

¡70. 281-308.

5. ISO 9276-1:1998 Representation of results of particle size analysis - Part I: Graphical representation. Geneva. Switzerland.

6. Khramtsov. A. G., íünelnikov. It. M., Evdokimov. I. A.. Kostina. V.V_ & Ryabtseva. S. A. (2002). Scientific and technical fundamentals of biotechnology- of jktu" generation dairy products. Statnopol. Russia: SctKhvSTU.

I. Krzcm i niki. A., PielL K. A.. Weiss. J .,£ Hinricbs. j. (2014). Environmental response of pectin stabilized whey protein aggregates. Food Hydrocolloids. i5, 332-340.

8. Novokshanova, A. L. Matvceva, N. O.. Jt Kuj.in, A.A. (2020). About use of Scrum in Creation of Food Carbohydrate-Protein Gel for Athletes. EC\'ulrition, ÍJ(2). 01-03.

9. Novokshanova, A. L„ Matvceva. N. O., & Nikityuk, D. b. (2022). Gelation of nanofiltralcd acid whey by k-carrageenan and xanthan gum. International Journal of Dairy Technology. https:. .'doi.org'10.1111/1471-

0307-13894

10. Rahvle. A. (2003). The Basic Principles of Particle Size Analysis. Surface Coatings International Fart A: Coatings Journal, Stf(2), 58-65.

II. Salchi, F. (2014). Current and future applications for nanofiltration technology in the food processing. Food and Siopi oducts Processing, i(2 ), 161 -177.

12. Soukoulis. C_, Chandrinos, I., í: Tzia. C. (20081. Study of the functionality of selected hydrocolloids and ihcir blends with K-canageenan on storage quality of vanilla ice cream. LWT-Food Science and Technology-, 41. 1S1S-1827.

13. Youscfi, M_. Jafari. S. M. <2019). Recent advances in application of different hydrocolloids in dairy products to improve (heir techno-funetional properties. Trends in Food Science ct Technology, ÍS(2). 468—4S3.

050003-6

Thickening of Concentrate Acid Whey Obtained by Niiiio filtration with X an than and Konjac Gum

Natalia Matveeva1^ and Alia Novokshanova"1,1

The Vcieshchagin Vologda State Dairy Farming Academy, Vologda. Russia ' Federal Research Centre of Nutrition. Biotechnology and Food Safety, Moscow, Russia " Corrcspondim: aulhon na talia. natashonoktid yandex ,m 1 novokshanovalird. ion.nt

Alisri ;ll-i. Whey ptcrtein couecBuaies shuuld be used to inereaii rbe jiutfiiioBal and biological value of Junctional and special ¡yi_-J foods. The study aims № IhieliCB nauofiltcred acid whey etnicciuiaic [NF совесвп ate). njuuitional biuftulynka a (wtey pi utc in |*jwlcr concctatratc jnd iraltudcxiriii J and j^jins (Jtantlun and lionjae). Retbcltip syrup was lite fiavorng filler. Tit consumer '. liai aHL-i l>ul: > of die samples (coBsisteBcy aihl аррещжац lasie and aniell. color) woe evaluated by the of^uolepiie ijl'.-iIi'.hI. die physicoctteniieal composition oftlic ptudjuct aunties was asiessed using j MilkoScan FT 120 in&aitd analyser and a Bnikei МРЛ spestnametif. Tlie linaublc acidity чш detennined by the iodieatoj ntcrbod. and the active acidity was determined by ihe poieniionicu ie method. The i heologii'i I featuies ofllte amnibles were studied on a rouiioBal nconctcf. Due to the increase in the total solids content in the Nf concentrate in 14.50%, ils viscosity increased rn 1.22 Pa-s compared u> I .S3 Pa s in rbe ofigjaal whey. Л sliglu dura» in tlie active acidity of the samples and a change ill etnisistency wen observed on the Tth day ofsiorage The iveak ihennal stability of ihc olHaiiicd systems at IQtl °C was esiahlisheJ. Samples containing U 3°u xanthan ¡jinn and 0.2°. Luii] an ^uni liaJ a higher viscosity of )02?02 7 Pa s ihan samples containing 0 banihan ljujii and 0. tonjae uuin - 770/21.0 Pa s. The viscosity of ihe samples decreased 'villi increasing applied lmd

К la hii i J>: nanofiliration, acid whey, whey proteins, xanthan a urn nonjac pun, theological characteristics.

] INTRODUCTION

Native biopolymcrs of protein and carbohydrate nature are popular components of healthy food products. The food ingredients market has a wide range of such products that have a wide range of properties. both nutritional and technological.

The scientific substantiation of the (unctions of natural biopolymcrs has been studied, as a rule, in aqueous solutions or in two-compuncnt systems, at best, in traditional types of food raw materials.

In the case of a change in the traditional composition of food raw materials, for example, during its fractionation, the study ofthe behavior of the system's own biopolymcrs and biopolymcrs of a different nature added for technological purposes is of scientific interest.

As is known, whey proteins have the most valuable nutritional properties, which are most preferably concentrated using membrane technologies, which makes it possible to preserve their biological activity (3; 12]. In addition to the dry concentrate of whey proteins, which is widely represented on the market, the use of liquid forms of whey proteins, also obtained by membrane methods, is of scientific and practical interest. These types of milk raw materials include, for example, whey protein concentrates obtained by nanofiItration.

For the tdrmation of various forms of protein products, such as mousses, gels, pastes, and others, it is technologically necessary to use gums that contribute to the thickening of food systems. In this case, the expected effcct depends on the quantitative ratio, nature and physicocheniical properties of macromolccules, their aqueous environment, the reaction of the medium, and other factors.

For example, in the work of N. V. Ncpovinnykh it has been proven that the combination of xanthan and konjac gums showed a synergistic interaction in a whey-based system containing a relatively Low protein content of The system had a viscous and homogeneous consistency already at the content of xanthan and konjac gums according to 0.1% each. And at a concentration of xamhan and konjac gums of 0.5 and DJii, respectively, the whey-based system acquired the form of an elastic gel f8].

The purpose of this work is to study the process of thickening whey concentrate obtained by nano filtration t NT concentrate) by increasing the total solids content and introducing gums.

H^rlrTVJTriJr tf.'L'.'n Jr.T.V.-.yiLV .'i n'u'u-,' u.u1 Til п.'.к Ги fih',.vii uili . I с Гпг .tjfobilfc U

ЛИТипГ. Rite. ЛМ. ИЗДЮ4-1-йЯЙЫ-1; Ъпр*. 1Ы4 11.1Ш 3JII77X71 I'uMiihni iKAiFPubiuhing. т^тижилш

050U04-1

2 MATERIALS AND METHODS

For the preparation of experimental samples, we used NF concentrate of curd whey (JSC" "Training and Experimental Dairy Plant" VGMHA named after N.V. Vereshchagin. Vologda. Russia). The concentration process »as earned out on an automated nanofilttation pilot plant (TlA. Bollcnc. Francc).

The nutritional and biological value of the samples was increased by using dry conccntrate of whey milk proteins with a mass fraction of protein of 80" o in dry matter (WPC80) < Tagns LLC. Moscow. Russia).

The energy value of the simulated systems was increased by adding maltodextnn with a dextrose equivalent of (MD20). MD20 is produced by Gulkcvichsky Starch Plant LLC (Krasnodar Krai. Russia). Rosehip syrup (Bioinvestika LLC. Chekhov. Russia) was used as a sweetener and flavoring lngrcdicnL

To give the desired structure to the product, hydrocolloids of plant or microbial origin, konjac and xanthan gums, were studied (Agrogcl LLS. Moscow. Russia). Both gums exhibit thickening, gelling, stabilizing, and emulsifying properties and. according to a review by a European Food Safety Authority (EFSA) scientific team, do not raise safety as additives to dietary supplements for the population 11: 2]. It is also known that xanthan and konjac gums, when combined, give a synergistic effect, which manifests itself in the formation of soft, clastic and thcrmorcvcrsible gels [4-7].

Experimental studies were earned out at the FSEI HPE Vologda State Dairy Farming Academy and the experimental workshop of the JSC "Training and Experimental Dairy Plant".

Sample preparation included: heating the NF concentrate to a temperature of 20±2 °C; gradual introduction of WPC80. MD20. rosehip syrup and hydrocolloids: stirring the mixture for 15-20 minutes until all ingredients arc completely dissolved and subsequent heat treatment for 10 minutes at 92*2 °C After exposure, the samples were cooled to a temperature of 20±2 °C and stored at a temperature of 4±2 °C The list of determined indicators and methods for their analysis are presented in Table I.

IAB1K 1. Investigated indicators and methods for their determination

Indicator Research method

Fat. g 100 g-1 of product

Protein, e 100 g-l of product Instrumental expression method using the MilkoScan FT 120 infrared analyzer and the Broker MPA spectrometer

Lactose, g 100 g-l of product

Total solids, g 100 g-l of product

Titrated acidity. "J Indicator titration

pH Potentiometnc

Viscosity. 10-3 Pa s Rotational viscomctry (Rcotcst RV2.1)

Consumer indicators (Appearance and texture, smell and taste, color) Organoleptic

All experimental studies were performed in triplicate. The average values and standard errors were calculatcd using Microsoft Excel 2016 software. Excel programs were used to plot diagrams and obtain mathematical dependencies.

3 RESILTS

The physico-chemical properties of the NF conccntrate and the initial whey are presented in Table 2.

050004-2

ГЛШ.1! I. Physico-chemical poramelcrs of (lie initial whey and NF concentrate

Indicator Acid whev NF conccntrale

Fat, g 100 g"1 of product 0.04 ±0.02 0.15=t0.02

Protein, g 100 g'1 of product 0.45±0.04 ] ,50±0.04

Lactose, g 100 g'1 of product 4.84±0.02 11.50*0.08

Total solids, g 100 g"1 of product i.50±0.04 14.50*1.00

Titrated acidity, °T 67.0*2.00 130.00±1.00

pH 4.38±0.05 4.46=±0.03

Viscosity, 10"1 Pas 1,55±0.01 2.22*0.01

In the fours? of previous studies, the optimal contenl of WPC80. MD20. and чугир was established to obtain good taste characteristics of NF concentrate samples (9]. The differences between the samples consisted in the amount of konjac and lanthan gums. and are presented in Table

ГЛН11.1 The composi tion of the studied samples

Mass fractions of ingredients. %

Samples NF concentrate WPC80 MD20 Rosehip syrup Konjoc gum Xamhan gum

] <W,5 10 10 10 0,2 0,3

2 <W,5 10 10 10 0,3 0,2

As a result of the same macronutriem composition, both experimental samples had equal nutritional value: mass fraction of fat I.l0±0.02 *Л. protein 9.04=0.02 4 carbohydrates 24.09^=0.03%, solids 3(i.37±0.03%. The energy value of the samples was №0 kilojoule.

Fresh samples were evaluated visually and orgonoleptico] ly. The taste of freshly prepared samples was characterized as pronounced whey, moderately sweet. The consistency of the obtained samples was thick, looked homogeneous and smooth.

After seven days of refrigerated storage, the samples were removed from the refrigerator and left at room temperature. After 1.5 hours, when the samples reached 20±2 the organoleptic characteristics and viscosity were studied, il was found that the taste of both options after refrigeration remained the same as immediately after production, despite a significant decrease in active acidity (Fig. I). However, a change in consistency was noted. First, with the acquisition of a temperature of20±2 by the samples, they softened, although they were viscous systems. Secondly, granulalion of varying degrees was Jell in them, and cracks appeared in the samples produced according to necipc I (Table 4).

4,9

4,8

4,7

■

4,78

4,76 ■ Ш

Sample I Sample 2

I Freshly processed ■ After 7 days of storage

FKil Kf! 1, Change m pJl of samples a ffer preparation and affer 7 days of storage at 4±2 °C.

050U04-3

TAHLE 4. Results of visual assessment and consistency of the studied samples

Samples Consistency of samples

Freshly processed After 7 days of storage

1 homogeneous and gel-like without separation of the disper-sion medium Heterogeneous and slightly viscous with slight granulation. The clot crackcd.

2 Homogeneous and gel-like without separation of the disper-sion medium Heterogeneous and slightly viscous with pronounccd granularity

To study the viscosity, the measuring device H of a rotational viscometer was used. The viscosity of the inlact structure in sample I, containing 0.3% xanthan gum and 0.2% koniuc gum, was 102702.7 Pa s, and in sample 2, containing 0.2% xanthan gum and 0.3% konjuc gum, amounted to 77027.0 Pa s. t-ig. 2 shows the effective viscosity of ihe samples.

.ti 8

8 >

.S

i 2=

120000,0 IOOOOO.O SOMO.O $00000 40000.0 20000.0 0.0

0 50 It» 150 200 shear velocity, C1

'XKKtO.O

sotkto.o

70000.0

ftotkto.o

50(K)0.0 40000.0 30(K)0.0 20(k)0.0 10000.0 0,0

50 10D 150 £hear velocity, C'L

200

ilf.l HI. 2. LITcct of .shear velocity on the effective viscosity of samples 1 after 7 day s o f storage: a - sample I; b -

sample 2

Analysis of figure 1 showed that the viscosity curves of the samples have a similar bend and slope and are described as power functions: y, =30861 ^ ™ (r = 0.96111 and y,=31133^Tis (r = 0.9922), respectively, for sample I and sample 2.

4 DISCUSSION

As a result of the concentration of curd whey, the proportion of solids increased by 3 limes. The degree of protein concentration in the SF concentrate was 3.33 relative to the onginal serum. The main component of whey solids is lactose, (he proportion of which in the NF concentrate increased by 2.37 times compared to the original whey. As a result, the visensity of the M tonecntrate was 2.22 Pa s compared to 1.55 Pa s in the original whey.

From the literature data, it is known about the synergistic interaction of kon|ac and xanthan gums. For example, Gviattet at found that the viscosity of an aqueous solution containing 0.5% xanthan gum was 1000 mPas [10. 11], while the combination ofkonjac and xanthan gums with their total content of 1% increased the viscosity of the system to RK00-161000 ml'j- s [10]. In our case, the cumulativc cited of increasing the dry matter content in the model mixtures to 36.37% (compared to the initial whey S.50%) and the combination of two types of gums was accompanied by the transition of the studied systems from the state of the sol to the gel. Moreover, a higher viscosity of the undestroyed structure of 102702.7 Pas was tound in sample 1 containing 0.3% xanthan gum and a lower viscosity of 77027.0 Pas in sample 2 containing 0.2% xanthan gum.. The resuldng viscosity curvcs. which are characteristic of pscudoplasdc fluids, indicate the destruction of the colloidal structure under the action of the

050004-4

applied atrasa.

However, under the experimental conditions. low thermal stability of the created systems based on the NT co IK éntrate with WPC80 and MD20 was revealed. In contrast to the Literalure dala describing: the stabiJity of aqueous solutions of konjac and xanthan gums to temperature flO], the system based on milk proteins and maltndextrin was already subject to degradation at 20±2

5 CONCLUSION

The revealed physicochcmical and organoleptic pal terns encourage further research in the fieLd of combining biopolymers of dairy raw materials and other ingredients in order to create healthy food producís.

REFERENCES

1. LFSA ANS I'attel (EPSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food). (201T). Reevaluation of xanthan gum (L 415) as a food additive. EFÜA Journa.l15(7), 4909-^956.

2. EFSA ANS Panel (EPSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food). (2018). Scientific Opinion on the re-evaluation of carragcenan |E 407) and processed Eucheuma seaweed (E 4fl7a) as food additives. EFSA Journal, 16 (4\ 5238-5350

3. Iswandi, J., Lucey. J., i: Smith, K. (2018). Impact of processing temperature on production of milk protein permeate during micro filtration of skim or whole milk. Internationa! Journal of Dairy Technology, 71, 844— 84«.

4. Milus. M.. Rinaudo. M.. & Tinland. H. (L9B5). The viscosity dependence on concentration, molecular weight and shear rate of xan1 han so lution. Polymer Bulletin, ¡4, 157-16-1.

5. Milus. M.. Rinaudo. M.,£ K nipper. M. 119901. Flow and viscoelastic properties of xandian gum solution. Macromolecules, 2506-2519.

6. Millane, R. P.. Ji Narasaiah, T.V. (1990). X-ray diffraction studies of a variant of xanthan gum in which the side chain terminal mannase unit is absent. Carbohydrate polymer, 12,315-32].

7. Moorhouse. R.. Walkinshaw M. £>., & Amott, S. (1977). Xanham gum-molecular conformai ion and interactions. In P. A. Sandford, A. Laskin (Eds). Microbial Polysaccharides (pp. 90-119). Washington-USA: ACS.

8. Kepovinnykh, N. V. (2016). The theoretical basis and practica! aspects of the use of dietary- fiber of technologies in milk-containing producís of dietary prophylactic nutrition. Saratov, Russia: 448 p.

9. Kovokshanova. A. L._ Shokhalov. V. A.. Matveeva. N. O., Ababkova, A. A, & Rodionov, V. N. (2019). Selecting ingredients of protein-carbohydrate gel for- mulation fdralliletes nutrition on the basis of curd whey concemrate obtained by nano filtration. Daily Farming Journal Electronic periodical theoretical and practical journal, i, 140-149.

10. Phillips, Ci. Û., & Williams. P. A. (2009). Handbook of hydrocolloids. Cambridge UK: Woodhcad Publishing Limited.

11. (Jviatt. HI W„ & Brant. D. A. (1993). Thermal treatment of :semi-dilute lanthan solutions yields weak gels with properties resemblinghyaluronicacid. International Journal of Boilogical Macromolecules, 15, 3-10.

12. Wolfschoon. A.. Spiegel, 1.. Hi Hemandez-Zcnil. E. (2017). Buffering curves of ideal whey fractions obtained from a cascade membrane separation process. International Journal of Dairy Technology, 7(1,287-296.