DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.59695

Optimization of formulation composition of health whey–based beverage

Наталія Андріївна Ткаченко, Павло Олександрович Некрасов, Світлана Іванівна Вікуль

Abstract


The development of industrial production of cheese and casein in the world gives rise to the whey use problem. The need to solve this problem is caused by technological and environmental aspects. Whey is almost not processed in Ukraine. Therefore, the development of health whey-vegetable beverages with optimal component composition is an urgent task.

The paper presents the classification and characteristics of whey types, justifies the choice of vegetable raw materials - Tagetes patula, as a source of biologically active substances, substantiates the usefulness of berry fillers in beverages.

Rational parameters of the extraction process of biologically active substances from Tagetes patula flowers by drinking water: temperature (95±5) °C, duration 60 min, water duty 10 are established. The optimal ratio of whey, tincture of Tagetes patula flowers and berry filler "Wild berry" – 73.8; 18.5 and 6.2 %, respectively, as the components of the whey-vegetable basis for the production of health beverages is found. The chemical composition and quality indicators of the developed whey-vegetable basis with the optimal component composition are determined. The recommendations on developing the technologies of three groups of non-fermented and fermented health whey-vegetable beverages with high probiotic, antioxidant and hepatoprotective properties are given.


Keywords


whey; Tagetes; berry filler; extraction; biological activity; optimization; response surface

References


Gavrilov, G. B., Kravchenko, E. D. (2013) Puti racional`nogo ispolzovaniya molohnoyy sivorotki. Maslodeliye i sirodeliye, 2, 10–13.

Chagarovs`kyj, O. P., Tkahcenko, N. A., Lysogor, T. A. (2013). Chimiya molohnoyi sirovini: navh. pos. dla stud. vihsich navh. zakladiv. Odesa «Сіmeks–print», 268.

Tehnologiya molochnih produktiv. Spravochnik (2011). Tetra Pak, 440.

Tkahcenko, N. A., Nekrasov, P. O., Vikul, S. I. (2015). Obgruntuvann`a parametriv pasterizaciyi bifidovmisnoyi sirovatki v tehnologiyah funkcional`nih molochnih napoiv. Innovaciyni aspekti rozvitku obladnannya harchovoyi i gotelnoyi industriyi v umovah suchasnosti: Mignarodna naukovo–praktichna konferenciya, 8–11 veresniya 2015. Kharkiv: HDUHT, 321–322.

Diduh, N. A., Chagarovs`kyj, O. P., Lysogor, T. A. (2008). Zakvashuval`ni kompozyciyi dlya vyrobnycztva molochnyx produktiv funkcional`nogo pryznachennya. Odessa. Vydavnycztvo «Poligraf», 236.

Faizi, S., Dar, A., Siddiqi, H., Naqvi, S., Naz, A., Bano, S., Lubna. (2011). Bioassay-guided isolation of antioxidant agents with analgesic properties from flowers of Tagetes patula . Pharmaceutical Biology, 49 (5), 516–525. doi: 10.3109/13880209.2010.523006

Gong, Y., Liu, X., He, W.-H., Xu, H.-G., Yuan, F., Gao, Y.-X. (2012). Investigation into the antioxidant activity and chemical composition of alcoholic extracts from defatted marigold (Tagetes erecta L.) residue. Fitoterapia, 83 (3), 481–489. doi: 10.1016/j.fitote.2011.12.013

Yasukawa, K., Kasahara, Y. (2013). Effects of Flavonoids from French Marigold (Florets of Tagetes patula L.) on Acute Inflammation Model . International Journal of Inflammation, 2013, 1–5. doi: 10.1155/2013/309493

Politi, F., Watanabe, V., Figueira, G., Pietro, R. (2013). Anti-Candida Activity in Vitro of Tagetes patula L. (Asteraceae) Extracts. Planta Medica, 79 (10). doi: 10.1055/s-0033-1348567

Ali, A., Tabanca, N., Demirci, B., Amin, E., Khan, I. (2015). Chemical composition of Tagetes patula essential oil and its bioactivity against Aedes aegypti. Planta Medica, 81 (05). doi: 10.1055/s-0035-1545156

Zuorro, A., Lavecchia, R. (2010). New functional food products containing lutein and zeaxanthin from marigold (Tagetes erecta L.) flowers. Journal of Biotechnology, 150, 296–296. doi: 10.1016/j.jbiotec.2010.09.247

Manke Natchigal, A., Oliveira Stringheta, A. C., Corrêa Bertoldi, M., Stringheta, P. C. (2012). Quantification and characterization of lutein from tagetes (tagetes patula L.) and calendula (calendula Officinalis l.) flowers. Acta Horticulturae, 939, 309–314. doi: 10.17660/actahortic.2012.939.40

Khalil, M., Raila, J., Ali, M., Islam, K. M. S., Schenk, R., Krause, J.-P. et. al. (2012). Stability and bioavailability of lutein ester supplements from Tagetes flower prepared under food processing conditions. Journal of Functional Foods, 4 (3), 602–610. doi: 10.1016/j.jff.2012.03.006

Ramakrishnan, P., Chandrasekhar, T., Muralidharan, P. (2015). Cognitive enhancing, anti-acetylcholinesterase, and antioxidant properties of Tagetes patula on scopolamine-induced amnesia in mice. International Journal of Green Pharmacy, 9 (3), 167. doi: 10.4103/0973-8258.161234

Martínez, R., Diaz, B., Vásquez, L., Compagnone, R. S., Tillett, S., Canelón, D. J. et. al. (2009). Chemical Composition of Essential Oils and Toxicological evaluation of Tagetes erecta and Tagetes patula from Venezuela . Journal of Essential Oil Bearing Plants, 12 (4), 476–481. doi: 10.1080/0972060x.2009.10643747

Prakash, O., Rout, P. K., Chanotiya, C. S., Misra, L. N. (2012). Composition of essential oil, concrete, absolute and SPME analysis of Tagetes patula capitula. Industrial Crops and Products, 37 (1), 195–199. doi: 10.1016/j.indcrop.2011.11.020

Myers, R., Montgomery, D., Anderson-Cook, C. (2009). Response surface methodology. New York: John Wiley & Sons.

Sorokina, O. N., Sumina, E. G., Petracova, A. V., Baricheva, S. V. (2013). Spektrofotometricheskoye opredeleniye summarnogo soderganiya flavonoidov v lekarstvennih preparatah rastitel`nogo proishogdeniya. Izvestiya Saratovskogo un–ta. Nova seriya. Himiya. Biologiya. Ekologiya, 13 (3), 8–11.

Homich, G. P., Vikul, S. I., Kapreliyanz, L. V., Osipova, L. A., Lozovs`ka, T. S. Vlasnik Odes`ka nazional`na akademiya harchovih tehnologiyi. u 201302626; zaiyvl. 04.03.2013; оpubl. 12.01.2015. Bul. 1.


GOST Style Citations


Гаврилов, Г. Б. Пути рационального использования молочной сыворотки [Текст] / Г. Б. Гаврилов, Э. Д. Кравченко // Маслоделие и сыроделие. – 2013. – № 2. – С. 10–13.

Чагаровський, О. П. Хімія молочної сировини [Текст]: навч. пос. / О. П. Чагаровський, Н. А. Ткаченко, Т. А. Лисогор. – Одеса: «Сімекс–прінт», 2013. – 268 с.

 Технология молочных продуктов: Справочник [Текст]: учеб. – Tetra Pak. М., 2011. – 440 c.

Ткаченко, Н. А. Обґрунтування параметрів пастеризації біфідовмісної молочної сироватки в технологіях ферментованих функціональних молочних напоїв [Текст]: міжн. наук.-прак. конф./ Н. А Ткаченко, П. О. Некрасов, О. В. Дідик // Інноваційні аспекти розвитку обладнання харчової і готельної індустрії в умовах сучасності. – Харків : ХДУХТ, 2015. – С. 321–322.

Дідух, Н. А. Заквашувальні композиції для виробництва молочних продуктів функціонального призначення [Текст] / Н. А. Дідух, О. П. Чагаровський, Т. А. Лисогор. – Одеса: Видавництво «Поліграф», 2008. – 236 с.

Faizi, S. Bioassay–guided isolation of antioxidant agents with analgesic properties from flowers of Tagetes patula [Теxt] / S. Faizi, A. Dar, H. Siddiqi, S. Naqvi, A. Naz, S. Bano, N. Lubna // Pharmaceutical Biology. – 2011. – Vol. 49, Issue 5. – Р. 516–525. doi: 10.3109/13880209.2010.523006 

Gong, Y. Investigation into the antioxidant activity and chemical composition of alcoholic extracts from defatted marigold (Tagetes erecta L.) residue [Теxt] / Y. Gong, X. Liu, W.-H. He, H.-G. Xu, F. Yuan, Y.-X. Gao // Fitoterapia. – 2012. – Vol. 83, Issue 3. – Р. 481–489. doi: 10.1016/j.fitote.2011.12.013 

Yasukawa, K. Effects of Flavonoids from French Marigold (Florets of Tagetes patula L.) on Acute Inflammation Model [Теxt] / K. Yasukawa, Y. Kasahara // International Journal Of Inflammation. – 2013. – Vol. 2013. – Р. 1–5. doi: 10.1155/2013/309493 

Politi, F. Anti–Candida Activity in Vitro of Tagetes patula L. (Asteraceae) Extracts [Теxt] / F. Politi, V. Watanabe, G. Figueira, R. Pietro // Planta Medica. – 2013. – Vol. 79, Issue 10. doi: 10.1055/s-0033-1348567 

Ali, A. Chemical composition of Tagetes patula essential oil and its bioactivity against Aedes aegypti [Теxt] / A. Ali, N. Tabanca, B. Demirci, E. Amin, I. Khan, // Planta Medica. – 2015. – Vol. 81, Issue 5. doi: 10.1055/s-0035-1545156 

Zuorro, A. New functional food products containing lutein and zeaxanthin from marigold (Tagetes erecta L.) flowers [Теxt] / A. Zuorro, R. Lavecchia, // Journal of Biotechnology. – 2010. – Vol. 150. – Р. 296–296. doi: 10.1016/j.jbiotec.2010.09.247 

Manke Natchigal, A. Quantification and characterization of lutein from tagetes (tagetes patula l.) And calendula (calendula officinalis l.) Flowers [Теxt] / A. Manke Natchigal, A. Oliveira Stringheta, M. Corrêa Bertoldi, P. Stringheta // Acta Horticulturae. – 2012. – Vol. 939. – Р. 309–314. doi: 10.17660/actahortic.2012.939.40 

Khalil, M. Stability and bioavailability of lutein ester supplements from Tagetes flower prepared under food processing conditions [Теxt] / M. Khalil, J. Raila, M. Ali, K. Islam, R. Schenk, J. Krause et al. // Journal of Functional Foods. – 2012. – Vol. 4, Issue 3. – Р. 602–610. doi: 10.1016/j.jff.2012.03.006 

Ramakrishnan, P. Cognitive enhancing, anti–acetylcholinesterase, and antioxidant properties of Tagetes patula on scopolamine–induced amnesia in mice [Теxt] / P. Ramakrishnan, T. Chandrasekhar, P. Muralidharan // International Journal of Green Pharmacy. – 2015. – Vol. 9, Issue 3. – Р. 167. doi: 10.4103/0973-8258.161234 

Martínez, R. Chemical Composition of Essential Oils and Toxicological evaluation of Tagetes erecta and Tagetes patula from Venezuela [Теxt] / R. Martínez, B. Diaz, L. Vásquez, R. Compagnone, S. Tillett, D. Canelón et al. // Journal of Essential Oil Bearing Plants. – 2009. – Vol. 12, Issue 4. – Р. 476–481. doi: 10.1080/0972060x.2009.10643747 

Prakash, O. Composition of essential oil, concrete, absolute and SPME analysis of Tagetes patula capitula [Теxt] / O. Prakash, P. Rout, C. Chanotiya, L. Misra // Industrial Crops And Products. – 2012. – Vol. 37, Issue 1. – Р. 195–199. doi: 10.1016/j.indcrop.2011.11.020 

Myers, R. Response surface methodology [Теxt] / R., Myers, D. Montgomery, C. Anderson–Cook. – New York: John Wiley & Sons, 2009.

Сорокина, О. Н. Спектрофотометрическое определение суммарного содержания флавоноидов в лекарственных препаратах растительного происхождения [Текст] / О. Н. Сорокина, Е. Г. Сумина, А. В. Петракова, С. В. Барышева // Известия Саратовского ун–та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. – 2013. – Т. 13, Вып. 3. – С. 8–11.

Патент на винахід 107506 С2, МПК G 01N 33/00 (2015.01). Спосіб визначення біологічної активності об’єктів природного походження [Текст] / Хомич Г. П., Вікуль С. І., Капрельянц Л. В., Осипова Л. А., Лозовська Т. С. – Власник Одеська національна академія харчових технологій. – № u 201302626; заявл. 04.03.2013; опубл. 12.01.2015, Бюл. № 1.







Copyright (c) 2016 Наталія Андріївна Ткаченко, Павло Олександрович Некрасов, Світлана Іванівна Вікуль

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061