Визначення закономірностей процесу гідролізу лактози у рідких концентратах демінералізованої сироватки

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318337

Ключові слова:

гідроліз лактози, фермент, ацидофільна паличка, концентрат сироватки, галактоза, глюкоза

Анотація

Об’єктом дослідження був процес гідролізу молочного цукру у рідких концентратах сироватки. Проблемою, що вирішувалася, була інтенсифікація реакції гідролізу лактози у рідких концентратах сироватки за рахунок використання комбінації заквашувального та ферментного препаратів. Досліджено особливості процесу гідролізу лактози у рідких концентратах демінералізованої сироватки.

Встановлено, що застосування ферментного препарату для рідких концентратів сироватки не дозволяє досягти ступеня гідролізу лактози вище ніж 75–77 % протягом 10 год. Одночасне застосування ферментного та заквашувального препаратів протягом 6 год забезпечує конверсію понад 95 % лактози для концентратів з масовою часткою сухих речовин 10–30 % та понад 90 % для 40 %-го концентрату. Раціональною тривалістю гідролізу лактози у концентратах демінералізованої сироватки за комбінації препаратів є 6 год для концентратів 10 та 20 % та 8 год для концентратів 30 та 40 %, що забезпечує гідроліз лактози на рівні 96,8–100 %. Реологічні властивості концентратів з масовою часткою сухих речовин 30 та 40 % вказують на те, що ці системи володіють високою здатністю до відновлення структури.

Динаміка утворення моносахаридів під час гідроліщу є подібною для концентратів 10 та 20 %, де у системах незначно переважає галактоза. Дані щодо переважання вмісту глюкози у ферментованих 30 та 40 % концентратах суперечать відомій інформації відносно споживання глюкози ацидофільною паличкою та її перетворення до галактози. Це може вказувати на пригнічення активності ацидофільної палички в умовах підвищеного осмотичного тиску у концентратах.

Результати роботи можуть бути використані у технології морозива сироваткового, а також молочних продуктів, що потребують коригування хімічного складу, в першу чергу за вмістом білка і лактози

Біографії авторів

Артур Петрович Михалевич, Національний університет харчових технологій

Аспірант

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Людмила Олексіївна Моісеєва, Інститут продовольчих ресурсів НААН України

Кандидат технічних наук

Відділ молочних продуктів та дитячого харчування

Галина Євгеніївна Поліщук, Національний університет харчових технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Ульяна Геннадіївна Бандура, Національний університет харчових технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Посилання

  1. Henriques, M. H. F., Gomes, D. M. G. S., Pereira, C. J. D., Gil, M. H. M. (2012). Effects of Liquid Whey Protein Concentrate on Functional and Sensorial Properties of Set Yogurts and Fresh Cheese. Food and Bioprocess Technology, 6 (4), 952–963. https://doi.org/10.1007/s11947-012-0778-9
  2. Henriques, M. H. F., Gomes, D. M. G. S., Borges, A. R., Pereira, C. J. D. (2020). Liquid whey protein concentrates as primary raw material for acid dairy gels. Food Science and Technology, 40 (2), 361–369. https://doi.org/10.1590/fst.43218
  3. Pereira, C., Henriques, M., Gomes, D., Gomez-Zavaglia, A., de Antoni, G. (2015). Novel Functional Whey-Based Drinks with Great Potential in the Dairy Industry. Food Technology and Biotechnology, 53. https://doi.org/10.17113/ftb.53.03.15.4043
  4. Mykhalevych, A., Kostenko, O., Polishchuk, G., Bandura, U. (2022). Application of milk protein concentrates in preparation of reduced fat sour cream. Ukrainian Food Journal, 11 (3), 429–447. https://doi.org/10.24263/2304-974x-2022-11-3-8
  5. Polishchuk, G., Sharakhmatova, T., Shevchenko, I., Manduk, O., Mykhalevych, A., Pukhlyak, A. (2023). Scientific substantiation of cream heating duration in the technology of sour cream, enriched with protein. Food Science and Technology, 17 (3). https://doi.org/10.15673/fst.v17i3.2657
  6. Mykhalevych, A., Buniowska-Olejnik, M., Polishchuk, G., Puchalski, C., Kamińska-Dwórznicka, A., Berthold-Pluta, A. (2024). The Influence of Whey Protein Isolate on the Quality Indicators of Acidophilic Ice Cream Based on Liquid Concentrates of Demineralized Whey. Foods, 13 (1), 170. https://doi.org/10.3390/foods13010170
  7. Shevchenko, O., Mykhalevych, A., Polischuk, G., Buniowska-Olejnik, M., Bass, O., Bandura, U. (2022). Technological functions of hydrolyzed whey concentrate in ice cream. Ukrainian Food Journal, 11 (4), 498–517. https://doi.org/10.24263/2304-974x-2022-11-4-3
  8. Henriques, M., Gomes, D., Pereira, C. (2017). Liquid Whey Protein Concentrates Produced by Ultrafiltration as Primary Raw Materials for Thermal Dairy Gels. Food Technology and Biotechnology, 55 (4). https://doi.org/10.17113/ftb.55.04.17.5248
  9. Bondar, S., Trubnikova, A., Chabanova, O. (2018). Investigation of membrane process for the lactose extract from buttermilk con-centrates. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies, 20 (85), 62–69. https://doi.org/10.15421/nvlvet8512
  10. Matijević, B., Lisak, K., Božanić, R., Tratnik, L. (2011). Impact of enzymatic hydrolyzed lactose on fermentation and growth of probiotic bacteria in whey. Mljekarstvo: časopis za unaprjeđenje proizvodnje i prerade mlijeka, 61 (2), 154–160.
  11. Vasudha, M., Prashantkumar, C., Bellurkar, M., Kaveeshwar, V., Gayathri, D. (2023). Probiotic potential of β‑galactosidase‑producing lactic acid bacteria from fermented milk and their molecular characterization. Biomedical Reports, 18 (3). https://doi.org/10.3892/br.2023.1605
  12. Romanchuk, I., Moiseieva, L., Minorova, A., Rudakova, T., Krushelnytska, N. (2023). Study of lactase activity of starter cultures in milk mixtures based on secondary milk raw materials. Food Resources, 11 (20), 119–129. https://doi.org/10.31073/foodresources2023-20-12
  13. Trubnikova, A., Sharakhmatova, T., Mamintova, K., Tsupra, O. (2018). Biotechnological aspects of a yogurt base from buttermilk for the production of low-lactose ice cream. Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New Solutions in Modern Technologies, 9 (1285), 243–255. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.09.35
  14. Dickson, R. C., Dickson, L. R., Markin, J. S. (1979). Purification and properties of an inducible beta-galactosidase isolated from the yeast Kluyveromyces lactis. Journal of Bacteriology, 137 (1), 51–61. https://doi.org/10.1128/jb.137.1.51-61.1979
  15. Shi, X., Wu, D., Xu, Y., Yu, X. (2022). Engineering the optimum pH of β-galactosidase from Aspergillus oryzae for efficient hydrolysis of lactose. Journal of Dairy Science, 105 (6), 4772–4782. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21760
  16. Romanchuk, I., Minorova, A., Rudakova, T., Moiseeva, L. (2020). Regularities of lactose hydrolysis in dairy raw materials. Food Resources, 8 (14), 165–174. Available at: https://iprjournal.kyiv.ua/index.php/pr/article/view/55
  17. Krasulia, O., Hrek, O. (2013). Hidroliz laktozy molochnoi syrovatky z kharchovymy voloknamy. Prodovolcha industriia APK, 1, 38–40. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Piapk_2013_1_12
  18. Weese, S. J., Gosnell, K., West, P., Gropper, S. S. (2003). Galactose content of baby food meats: Considerations for infants with galactosemia. Journal of the American Dietetic Association, 103 (3), 373–375. https://doi.org/10.1053/jada.2003.50043
  19. Dominici, S., Marescotti, F., Sanmartin, C., Macaluso, M., Taglieri, I., Venturi, F. et al. (2022). Lactose: Characteristics, Food and Drug-Related Applications, and Its Possible Substitutions in Meeting the Needs of People with Lactose Intolerance. Foods, 11 (10), 1486. https://doi.org/10.3390/foods11101486
  20. Mykhalevych, A., Polishchuk, G., Bandura, U., Osmak, T., Bass, O. (2024). Determining the influence of plant-based proteins on the characteristics of dairy ice cream. Technology and Equipment of Food Production, 4 (11 (130)), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308635
  21. Dutra Rosolen, M., Gennari, A., Volpato, G., Volken de Souza, C. F. (2015). Lactose Hydrolysis in Milk and Dairy Whey Using Microbial β-Galactosidases. Enzyme Research, 2015, 1–7. https://doi.org/10.1155/2015/806240
  22. Horner, T. W., Dunn, M. L., Eggett, D. L., Ogden, L. V. (2011). β-Galactosidase activity of commercial lactase samples in raw and pasteurized milk at refrigerated temperatures. Journal of Dairy Science, 94 (7), 3242–3249. https://doi.org/10.3168/jds.2010-3742
  23. Akgül, F. B., Demirhan, E., Özbek, B. (2012). A Modelling study on skimmed milk lactose hydrolysis and β‐galactosidase stability using three reactor types. International Journal of Dairy Technology, 65 (2), 217–231. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2012.00828.x
  24. Antunes, A. E. C., Silva e Alves, A. T., Gallina, D. A., Trento, F. K. H. S., Zacarchenco, P. B., Van Dender, A. G. F. et al. (2014). Development and shelf-life determination of pasteurized, microfiltered, lactose hydrolyzed skim milk. Journal of Dairy Science, 97 (9), 5337–5344. https://doi.org/10.3168/jds.2014-8020
  25. Hourigan, J. A. (1984). Nutritional implications of lactose. Australian Journal of Dairy Technology, 39, 114–120.
  26. Jurado, E., Camacho, F., Luzón, G., Vicaria, J. M. (2004). Kinetic models of activity for β-galactosidases: influence of pH, ionic concentration and temperature. Enzyme and Microbial Technology, 34 (1), 33–40. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2003.07.004
  27. Wang, D., Sakakibara, M. (1997). Lactose hydrolysis and β-galactosidase activity in sonicated fermentation with Lactobacillus strains. Ultrasonics Sonochemistry, 4 (3), 255–261. https://doi.org/10.1016/s1350-4177(96)00042-9
  28. Alm, L. (1982). Effect of Fermentation on Lactose, Glucose, and Galactose Content in Milk and Suitability of Fermented Milk Products for Lactose Intolerant Individuals. Journal of Dairy Science, 65 (3), 346–352. https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(82)82198-x
  29. Shwe, T., Pratchayasakul, W., Chattipakorn, N., Chattipakorn, S. C. (2018). Role of D-galactose-induced brain aging and its potential used for therapeutic interventions. Experimental Gerontology, 101, 13–36. https://doi.org/10.1016/j.exger.2017.10.029
  30. Puangmanee, S., Hayakawa, S., Sun, Y., Ogawa, M. (2008). Application of Whey Protein Isolate Glycated with Rare Sugars to Ice Cream. Food Science and Technology Research, 14 (5), 457–466. https://doi.org/10.3136/fstr.14.457
Визначення закономірностей процесу гідролізу лактози у рідких концентратах демінералізованої сироватки

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-27

Як цитувати

Михалевич, А. П., Моісеєва, Л. О., Поліщук, Г. Є., & Бандура, У. Г. (2024). Визначення закономірностей процесу гідролізу лактози у рідких концентратах демінералізованої сироватки. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(11 (132), 24–32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318337

Номер

Том 6 № 11 (132) (2024): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Artur Mykhalevych, Lydmila Moiseyeva, Galyna Polishchuk, Uliana Bandura

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.