Тваринництво та технології харчових продуктів

Дослідження технологічних параметрів процесу ферментації у технології низьколактозних йогуртів на основі сколотин

Тетяна Юдіна, Антон Серенко, Оксана Вітряк, Любов Ткаченко, Олена Альтанова
Завантажити статтю
Анотація

Розширення асортименту низьколактозних молочних продуктів, зокрема йогуртів, є актуальним напрямом та завданням для харчової промисловості в контексті зростаючої кількості осіб, що страждають на лактазну недостатність. Дослідження технологічних аспектів процесу ферментації є важливим етапом у технології розроблення таких продуктів. Основною метою даної роботи був аналіз технологічних умов ферментаційного процесу при виробництві низьколактозних йогуртів із застосуванням сколотин. У дослідженнях використовувались молочні суміші на основі сколотин, нормалізовані за вмістом сухих речовин та гідролізованою лактозою, заквашувальні препарати, що містять молочнокислі бактерії Streptococcus thermophilus та Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. Досліджено вплив температури сквашування, дози заквашувального препарату та тривалості процесу ферментації на органолептичні та фізико-хімічні показники готового продукту. Встановлено, що раціональними параметрами отримання кисломолочного згустку та зниження вмісту лактози є: температура сквашування 40…45 °C, доза заквашувального препарату – 2,6…2,8 мг/100 г та тривалість процесу ферментації – від 180 до 240 хвилин. Отримані результати показали, що у процесі ферментації вміст лактози в готовому продукті зменшився на 45 %, що дало змогу віднести його до категорії низьколактозних молочних виробів. Водночас зафіксоване зростання концентрації вітамінів, зокрема групи B, свідчить про підвищення харчової цінності продукту. Отриманий низьколактозний йогурт на основі сколотин мав щільний згусток, приємний кисломолочний смак та солодкість завдяки накопиченню моноцукрів – глюкози та галактози, в результаті гідролізу лактози. Визначені в роботі технологічні параметри процесу ферментації можуть бути використані у виробництві низьколактозних йогуртів для осіб із лактазною недостатністю та сприятимуть розширенню асортименту низьколактозних молочних продуктів українського виробництва

Ключові слова

вторинна молочна сировина; лактазна недостатність; заквашувальний препарат; ферментоліз; ферментовані продукти; кисломолочні напої; харчова цінність

ЦИТУВАТИ
Yudina, T., Serenko, A., Vitriak, O., Tkachenko, L., & Altanova, O. (2025). Study of technological parameters of the fermentation process in the technology of low-lactose yoghurts based on buttermilk. Animal Science and Food Technology, 16(4), 70-88. https://doi.org/10.31548/animal.4.2025.70
Використані джерела
  1. Abbas, H., Altamim, E., Farahat, E., Mohamed, A., & Zahran, H. (2024). Enhancing Bifidobacterium and lactic acid bacteria activity, and improving oxidative stability in functional algal concentrated yoghurt with Spirulina platensis powder. Scientific Horizons, 27(6), 98-110. doi: 10.48077/scihor6.2024.98.
  2. Asiimwe, A., Kigozi, J., & Muyonga, J. (2021). Physicochemical properties, sensory acceptance and storage stability of yogurt flavored with refractance window dried passion fruit powder. Asian Food Science Journal, 20(5), 38-49. doi: 10.9734/afsj/2021/v20i530297.
  3. Bolgova, N., Samilyk, M., Nazarenko, Yu., & Sokolenko, V. (2021). Technology of lactose-free yogurt production in compliance with the principles of the HACCP system. Tavria Scientific Bulletin. Series: Technical Sciences, 4, 33-46.
  4. Chen, L., Bagnicka, E., Chen, H., & Shu, G. (2023). Health potential of fermented goat dairy products: Composition comparison with fermented cow milk, probiotics selection, health benefits and mechanisms. Food & Function, 14(8), 3423-3436. doi: 10.1039/d3fo00413a.
  5. Corgneau, M., Scher, J., Ritie-Pertusa, L., Le, D.T.L., Petit, J., Nikolova, Y., Banon, S., & Gaiani, C. (2017). Recent advances on lactose intolerance: Tolerance thresholds and currently available answers. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(15), 3344-3356. doi: 10.1080/10408398.2015.1123671.
  6. Deynychenko, H., Huzenko, V., Dmytrevskyi, D., Zolotukhina, I., & Perekrest, V. (2022). Waste-free technologies implementation for secondary dairy raw materials processing. Restaurant and Hotel Consulting. Innovations, 5(1), 82-96. doi: 10.31866/2616-7468.5.1.2022.260878.
  7. DSTU 4343:2004. (2005). Yoghurts. General technical conditions. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=72933.
  8. DSTU 8550:2015. (2017). Milk and dairy products. Measurement of pH by potentiometric method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ru/catalog/doc-page?id_doc=71694.
  9. DSTU EN 14164:2019. (2019). Foodstuffs. Determination of vitamin B by high-performance liquid chromatography. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=84143.
  10. DSTU ISO 11870:2007. (2009). Milk and dairy products. Determination of mass fraction of fat. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=85098.
  11. DSTU ISO 6091:2007. (2009). Milk powder. Determination of titrated acidity. Retrieved from https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/dstu_iso_6091_2007.pdf.
  12. DSTU ISO 8968-1:2005 (IDF 20-1:2001). (2007). Milk. Determination of nitrogen content. Part 1. Kjeldahl method. Retrieved from https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/dstu_iso_8968-1_2005.pdf.
  13. Essa, M.M., Bishir, M., Bhat, A., Chidambaram, S.B., Al-Balushi, B., Hamdan, H., Govindarajan, N., Freidland, R.P., & Qoronfleh, M.W. (2023). Functional foods and their impact on health. Journal of Food Science and Technology, 60(3), 820-834. doi: 10.1007/s13197-021-05193-3.
  14. European Food Safety Authority. (2010). Scientific opinion on lactose thresholds in lactose intolerance and galactosaemia. EFSA Journal, 8(9), article number 1777. doi: 10.2903/j.efsa.2010.1777.
  15. Faienza, M.F., Giardinelli, S., Annicchiarico, A., Chiarito, M., Barile, B., Corbo, F., & Brunetti, G. (2024). Nutraceuticals and functional foods: A comprehensive review of their role in bone health. International Journal of Molecular Sciences, 25(11), article number 5873. doi: 10.3390/ijms25115873.
  16. Gao, Y., Liu, Y., Ma, T., Liang, Q., Sun, J., Wu, X., Song, Y., Nie, H., Huang, J., & Mu, G. (2025). Fermented dairy products as precision modulators of gut microbiota and host health: Mechanistic insights, clinical evidence, and future directions. Foods, 14(11), article number 1946. doi: 10.3390/foods14111946.
  17. Gnitsevych, V.A., & Honchar, Yu.M. (2022). Technology and properties of low-lactose semi-finished product based on sweet milk whey. In Innovative technologies and equipment: Development prospects of the food and restaurant industries (pp. 118-136). Riga: Baltija Publishing. doi: 10.30525/978-9934-26-205-0-6.
  18. Halbmayr-Jech, E., Kittl, R., Weinmann, P., Schulz, C., Kowalik, A., Sygmund, C., & Brunelle, S. (2020). Determination of lactose in lactose-free and low-lactose milk, milk products, and products containing dairy ingredients by the LactoSens®R amperometry method: First action 2020.01. Journal of AOAC International, 103(6), 1534-1546. doi: 10.1093/jaoacint/qsaa080.
  19. Helikh, A., Danylenko, S., Kryzhska, T., & Semernya, O. (2022). Optimization of rheological indicators of yoghurt structure with addition of hemp seed protein isolate. Food Resources, 10(18), 51-60. doi: 10.31073/foodresources2022-18-05.
  20. Honchar, Yu., & Gnitsevych, V. (2024). Improving the quality of dairy sauces by using condensed low-lactose milk whey. In O. Priss (Ed.), Food technology progressive solutions (pp. 152-168). Tallinn: Scientific Route OÜ. doi: 10.21303/978-9916-9850-4-5.ch6.
  21. Hussein, Z.E.H., Silva, J.M., Alves, E.S., Castro, M.C., Ferreira, C.S.R., Chaves, M.L.C., da Silva Bruni, A.R., & Santos, O.O. (2021). Technological advances in probiotic stability in yogurt: A review. Research, Society and Development, 10(12), article number e449101220646. doi: 10.33448/rsd-v10i12.20646.
  22. Ibrahim, S.A., Gyawali, R., Awaisheh, S.S., Ayivi, R.D., Silva, R.C., Subedi, K., Aljaloud, S.O., Siddiqui, S.A., & Krastanov, A. (2021). Fermented foods and probiotics: An approach to lactose intolerance. Journal of Dairy Research, 88(3), 357-365. doi: 10.1017/S0022029921000625.
  23. Kondrotiene, K., Zavistanaviciute, P., Aksomaitiene, J., Novoslavskij, A., & Malakauskas, M. (2024). Lactococcus lactis in dairy fermentation – health-promoting and probiotic properties. Fermentation, 10(1), article number 16. doi: 10.3390/fermentation10010016.
  24. Li, L., Zhou, L., Liu, X., Gong, J., & Xiao, G. (2023). Physicochemical, microbiological, and sensory properties of low-lactose yogurt using Streptococcus thermophilus with high β-galactosidase activity. Journal of Science Food and Agriculture, 103(15), 7374-7380. doi: 10.1002/jsfa.12840.
  25. Li, W., et al. (2020). Fermentation characteristics of Lactococcus lactis subsp. lactis isolated from naturally fermented dairy products and screening of potential starter isolates. Frontiers in Microbiology, 11, article number 1794. doi: 10.3389/fmicb.2020.01794.
  26. Minorova, A.V., Romanchuk, I.O., Danylenko, S.H., Rudakova, T.V., Krushelnytska, N.L., Potemska, O.P., & Narizhnyi, S.A. (2022). Selection and study of the effectiveness of leavening preparations with increased β-galactosidase activity. Food Resources, 10(19), 88-98. doi: 10.31073/foodresources2022-19-10.
  27. Namshir, B., Kim, G.-H., Lkhagvasuren, N., Jeong, S.-A., Mijid, N., & Kim, W.-S. (2025). Fermentation and functional properties of plant-derived Limosilactobacillus fermentum for dairy applications. Fermentation, 11(5), article number 286. doi: 10.3390/fermentation11050286.
  28. Polishchuk, G., Breus, N., Shevchenko, I., Gnitsevych, V., Yudina, T., Nozhechkina-Yeroshenko, G., & Semko, T. (2020). Determining the effect of casein on the quality indicators of cream with different fat content. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(11(106)), 24-30. doi: 10.15587/1729-4061.2020.208954.
  29. Romanchuk, I. (2020). Scientific justification and development of methods for improving resource efficiency in industrial dairy raw material processing. (Doctoral thesis, National University of Food Technologies, Kyiv, Ukraine).
  30. Ryzhkova, T.M., Danilenko, S.G., Mykhaylov, V.M., & Heyda, I.M. (2024). Biotechnologies of fermented products from cow and goat milk. Kharkiv: I.S. Ivanchenko Publishing House.
  31. Sarıtaş, S., et al. (2024). The impact of fermentation on the antioxidant activity of food products. Molecules, 29(16), article number 3941. doi: 10.3390/molecules29163941.
  32. Savaiano, D.A., & Hutkins, R.W. (2021). Yogurt, cultured fermented milk, and health: A systematic review. Nutrition Reviews, 79(5), 599-614. doi: 10.1093/nutrit/nuaa013.
  33. Singh, R., Nikitha, M., Shwetnisha, & Mangalleima, N. (2021). The product and the manufacturing of yoghurt. International Journal for Modern Trends in Science and Technology, 7, 48-51. doi: 10.46501/IJMTST0710007.
  34. Song, Y., Li, S., Zhang, R., Tuo, Y., Li, X., Mu, G., & Jiang, S. (2023). Physicochemical properties, antigenicity and allergenicity of yoghurt fermented by Lactiplantibacillus plantarum AHQ-14 combined with starter. International Journal of Food Science and Technology, 58(5), 2527-2539. doi: 10.1111/ijfs.16396.
  35. Tonolo, F., et al. (2020). Identification of new peptides from fermented milk showing antioxidant properties: Mechanism of action. Antioxidants, 9(2), article number 117. doi: 10.3390/antiox9020117.
  36. Wolf, I.V., Vénica, C.I., & Perotti, M.C. (2015). Effect of reduction of lactose in yogurts by addition of β-galactosidase enzyme on volatile compound profile and quality parameters. International Journal of Food Science and Technology, 50(5), 1076-1082. doi: 10.1111/ijfs.12745.
  37. World Medical Association (WMA). (2013). Declaration of Helsinki. Ethical principles for medical research involving human subjects. Retrieved from https://www.wma.net/wp-content/uploads/2016/11/DoH-Oct2013-JAMA.pdf.
  38. Yamamoto, E., Watanabe, R., Ichimura, T., Ishida, T., & Kimura, K. (2021). Effect of lactose hydrolysis on the milk-fermenting properties of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus 2038 and Streptococcus thermophilus 1131. Journal of Dairy Science, 104(2), 1454-1464. doi: 10.3168/jds.2020-19244.
  39. Yudina, T., & Serenko, A. (2021). Formation of the domestic market for lactose-free and low-lactose dairy products. Commodities and Markets, 2, 33-43. doi: 10.31617/tr.knute.2021(38)03.
  40. Yudina, T., & Serenko, A. (2022). Technology of low-lactose milk mixtures for yogurts. Commodity Science. Technologies. Engineering, 3(43), 108-116. doi: 10.31617/2.2022(43)09.