Serenko A. Technology of low-lactose fermented milk drinks based on buttermilk

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U001941

Thesis Registration Form

0824U001941.pdf

Applicant for

Specialization

  • 181 - Харчові технології

18-06-2024

Specialized Academic Board

ДФ 26.055.074

State University of Trade and Economics

Essay

This dissertation is dedicated to the scientific substantiation and development of technology for low-lactose fermented milk drinks based on buttermilk for individuals with lactose intolerance. The relevance and appropriateness of the dissertation research are conditioned by the increased demand for dairy products with reduced lactose content. According to statistical data, about 11% of the world's population suffers from lactase deficiency, with this figure being 15-35% for the adult population in Ukraine. However, the assortment of low-lactose products of domestic production remains quite narrow, and to meet consumer demand, products of foreign production are involved. As a result of hostilities on the territory of Ukraine, some milk processing enterprises ceased to function, which led to a decrease in the volume of milk production by almost 13%. The dominant problem is the attraction and use of the nutritional potential of secondary dairy raw materials (skimmed milk, whey, buttermilk), which is formed during the traditional processing of milk into cream, sour milk cheese, and butter. Therefore, under these conditions, the development of scientifically based technologies for fermented milk drinks based on secondary dairy raw materials with a regulated carbohydrate composition for people with lactase deficiency in the context of state policy on resource conservation and deep processing of food raw materials is a relevant and timely task. Based on theoretical and experimental studies, the scientific hypothesis has been formulated and proven – the use of buttermilk as a milk base for the production of low-lactose yogurt, under the conditions of targeted regulation of their functional and technological properties in the fermentation process, will make it possible to obtain a new product with predicted quality indicators for people with lactase deficiency. Based on the analysis of the chemical composition and functional-technological properties, the technological appropriateness of using buttermilk obtained during butter production by the churning method as a dairy base for the production of low-lactose yogurts has been substantiated. It has been established that the use of dry milk protein concentrate (MPC-85) in the amount of 6.5…8% for normalizing buttermilk in terms of dry substances will allow obtaining low-lactose yogurt with the desired rheological properties. Based on experimental studies, it was determined that the efficiency of lactose hydrolysis in buttermilk with an increased content of dry substances is 70-75% under such rational parameters: concentration of the enzyme preparation β-galactosidase GODO-YNL2 – 0.03…0.05%, duration of the process – 90…150 min, temperature 40±2°C. The regularities of the influence of technological parameters of souring on the formation of a fermented milk clot of low-lactose yogurt have been established. Through a multifactorial experiment, it was determined that the formation of a stable fermented milk clot with a normalized titratable acidity within the range of 80…140°T occurs under such parameters: dose of the yogurt starter culture YC-X11 – 2.6 mg/100 g, souring temperature - 40±2°C, duration of the process – 210 min. A set of data characterizing the quality of the developed low-lactose yogurt was obtained, and its high nutritional and biological value was proven. It was determined that the content of protein substances in low-lactose yogurt based on buttermilk exceeds the control by 3.3 times. The fat content in the studied sample decreased by three times. The total content of carbohydrates in 100g of low-lactose yogurt is 4.43%, including lactose - 0.73%, which corresponds to current regulations. The developed low-lactose yogurt is characterized by a high content of minerals and vitamins. In the developed yogurt, 18 amino acids were identified and quantified, including all essential, limiting aminoacids are absent; proteins are characterized by a high degree of digestion, which indicates its high biological value. Based on the research on changes in physicochemical, organoleptic, rheological, and microbiological indicators of the developed low-lactose yogurt, the modes and terms of its storage have been substantiated: temperature 4±2°C, relative air humidity 75…80%, storage term – 14 days. Calculations of economic efficiency proved that the developed technology ensures the production of products based on the domestic resource base; it was established that the selling price of the developed yogurt is 15% lower than the selling price of products sold on the market, which is a reserve for increasing profitability and a source of competitive advantage. The social effect of the developed product consists in the expansion of the domestic assortment of low-lactose dairy products of increased nutritional value due to the rational use of the nutritional potential of secondary dairy raw materials.

Read more

Research papers

Юдіна Т., Серенко А. Формування вітчизняного ринку безлактозних і низьколактозних молочних продуктів. Міжнародний науково-практичний журнал "Товари і ринки". 2021. № 2. С. 33-43. URL: https://journals.knute.edu.ua/commodities-and-markets/issue/view/133

Серенко А.А., Моісеєва Л.О., Юдіна Т.І. Використання вторинної молочної сировини у виробництві низьколактозних йогуртів. Обладнання та технології харчових виробництв: збірник наукових праць. 2021. №2. С. 5-12. URL:https://oblad.donnuet.edu.ua/index.php/tehnolog/article/view/125

Романчук І. О., Юдіна Т. І., Мінорова А. В., Моісеєва Л. О., Серенко А. А., Бабко Д. Є. Ефективність гідролізу лактози у вторинній молочній сировині. Продовольчі ресурси. 2021. №17. С. 129-136 URL: https://iprjournal.kyiv.ua/index.php/pr/article/view/566

Юдіна Т., Серенко А. Технологія низьколактозних молочних сумішей для йогуртів. Міжнародний науково-практичний журнал "Товари і ринки". 2022. № 3. С. 108-116. URL: https://journals.knute.edu.ua/commodities-and-markets/article/view/1401

Серенко А.А. Теоретичні та практичні аспекти виробництва низьколактозних кисломолочних напоїв. Sustainable food chain and safety through science, knowledge and business: Scientific monograph.Riga, Latvia: «Baltija Publishing», 2023. С. 227-246. URL: http://baltijapublishing.lv/omp/index.php/bp/catalog/book/345

Серенко А., Юдіна Т. Обґрунтування параметрів сквашування молочних сумішей для низьколактозних йогуртів. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: технічні науки. 2023. №. 5 С. 205-211. URL: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/?p=19929

Серенко АА., Юдіна Т.І. Харчова та біологічна цінність низьколактозного йогурту на основі сколотин. Міжнародний науково-практичний журнал "Товари і ринки". 2024. № 1 (49). С. 107-116. URL: https://journals.knute.edu.ua/commodities-and-markets/article/view/2042

А. Серенко, Т. Юдіна Технологія низьколактозних кисломолочних напоїв на основі сколотин. Матеріали 87-Міжнародної наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів «Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті» (м. Київ, 16 квітня 2021 р.). Київ: НУХТ. – Ч.1. – С. 315. URL:https://dspace.nuft.edu.ua/server/api/core/bitstreams/5cbc15b2-ef7d-4ec6-902d-7ee39a3cab2e/content

Юдіна Т.І., Серенко А.А. Технологія низьколактозного концентрату сколотин. «Інноваційний розвиток готельно-ресторанного господарства та харчових виробництв: матеріали II Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції» (м. Прага, Чехія, 30 квітня 2021 р.). Прага: Oktan Prints.r.o., 2021. - С. 233. URL:https://donnuet.edu.ua/wp-content/uploads/2021/06/idoharif_2021_donnuet.pdf

Т.І. Юдіна, А.А. Серенко Обґрунтування вибору вторинної молочної сировини у технології низьколактозних кисломолочних напоїв. «Розвиток харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і торгівлі: проблеми, перспективи, ефективність: міжнародна науково-практична конференція» (м. Харків, 18 травня 2021 р.). Харків: ХДУХТ, 2021. Ч. 2. С. 131-132. URL:https://repo.btu.kharkov.ua//handle/123456789/19426

Т.І. Юдіна, А.А. Серенко Крафтові кисломолочні напої оздоровчого призначення. «Глобалізаційні виклики розвитку національних економік: тези доповідей ІІ Міжнародної науково-практичної конференції» (м. Київ, 19 жовтня 2021 р.). Київ: КНТЕУ. 2021. С. 533-536. URL:https://knute.edu.ua/file/MzEyMQ==/2c7deaa543dfca540518ee5270bc8aa7.pdf#page=533

Yudina T., Serenko A. Enzymatic hydrolysis of lactose in buttermilk. The 13 th International scientific and practical conference «International scientific innovations in human life» (Manchester, July 6-8, 2022). United Kingdom, Manchester: Cognum Publishing House. 2022. Р.148-151. URL:https://dspace.uzhnu.edu.ua/jspui/bitstream/lib/42956/1/INTERNATIONAL-SCIENTIFIC-INNOVATIONS-IN-HUMAN-LIFE-6-8.07.22.pdf#page=148

Т. Юдіна, А. Серенко Ферментоліз лактози у молочних сумішах на основі сколотин із підвищеним вмістом сухих речовин. Матеріали 89-ої Міжнародної наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів «Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті» (м. Київ, 3–7 квітня 2023 р.). Київ: НУХТ. Ч.1. С. 322 URL:https://conference.nuft.edu.ua/young/Books%20of%20abstracts/2023/Part_1.pdf

Юдіна Т.І., Серенко А.А. Ферментативний гідроліз лактози у сколотинах із підвищеним вмістом сухих речовин. «Сучасні тренди і перспективи в галузі переробки м’яса і молока: програма та тези матеріалів IV Міжнародної науково-практичної конференції» (м. Київ, 21 вересня 2023 р.). Київ: НУХТ, 2023р. С. 31. URL:https://drive.google.com/file/d/1eTR4k6ZXwcl4x8PjTlG0qqYPzaQVrdCn/view

Юдіна Т.І., Серенко А.А. Ферментативний гідроліз лактози у сколотинах із підвищеним вмістом сухих речовин. «Сучасні тренди і перспективи в галузі переробки м’яса і молока: програма та тези матеріалів IV Міжнародної науково-практичної конференції» (м. Київ, 21 вересня 2023 р.). Київ: НУХТ, 2023р. С. 31. URL:https://drive.google.com/file/d/1eTR4k6ZXwcl4x8PjTlG0qqYPzaQVrdCn/view

Серенко А., Юдіна Т. Технологія низьколактозних йогуртів оздоровчого призначення. Збірник наукових матеріалів ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Здорове харчування від дитинства до довголіття: комплексний підхід, стан та перспективи» (м. Київ, 26-27 жовтня 2023 р.). Київ: НУХТ, 2023. С. 97-99.URL:https://drive.google.com/file/d/12pn6C-ZdOSesneDBBQv9skm35sN1GXoS/view

Юдіна Т.І., Серенко А.А., Ляшко С.Г., Показники безпеки низьколактозного йогурту на основі сколотин. «Якість і безпека харчових продуктів: збірник тез VІ Міжнародної науково-практичної конференції» (м. Київ, 9-10 листопада 2023 р.).. Київ: НУХТ, 2023. С. 164-165.URL:https://drive.google.com/file/d/14-q7oZpCJYaasGKJf_OznL_hcvrh18ij/view

Read more

Files

autoreferat-Анотація_Серенко.docx

Дисертація_Серенко А-А--orig.pdf

Similar theses

0824U001711

Yevhenii I. Ivanov

Development of the technology of soluble drinks based on malt extracts

0824U001407

Yevheniia A. Shubina

Improvement of the technology of culinary semi-finished products using non-traditional protein-containing raw materials

0824U000689

Roman M. Dvykaliuk

Scientific and technical support of the process and equipment for propolis production

0824U000657

Yana Barysheva

Improvement of the technology of canned fish products with regulation of the process of formation of biogenic amines.

0824U000188

Mariia Hrytsevich

Improving the technology of low-protein cookies