Determining the effect of heat treatment on the indicators of demineralized whey liquid concentrates

Abstract

This study investigates the technology of liquid demineralized whey concentrates. The task addressed is to determine rational modes for the thermal treatment of liquid demineralized whey concentrates in order to improve their functional and technological properties. Liquid whey concentrates were pasteurized under the following modes: 1 (temperature – 70 ± 2°C, duration – 3–5 min), 2 (temperature – 80 ± 2°C, duration – 3–5 min), 3 (temperature – 90 ± 2°C, duration – 3–5 min). With an increase in the dry matter content from 10 to 40% in the concentrates, the density increased, the water activity and surface tension decreased, and the active acidity stabilized. The choice of mode 2 of heat treatment for a concentrate with a mass fraction of dry matter of 40% turned out to be the most rational since it provided a balance between high pasteurization efficiency and preservation of the qualitative characteristics of the studied sample. With increasing concentration of dry matter, a significant increase in effective viscosity was observed. For 40% concentrate, mode 2 provides the maximum level of thixotropy – up to 75%, which indicates significant elasticity and technological stability of the product. Analyzing the amino acid composition of 40% concentrate under different pasteurization modes, a clear trend of decreasing the content of all amino acids with increasing heat treatment temperature was observed. The results could be used as recommendations for adjusting technological parameters to obtain stable whey concentrates. The pasteurized concentrates obtained are semi-finished products that could be used in the food industry. У цьому дослідженні досліджується технологія рідких демінералізованих концентратів молочної сироватки. Поставлене завдання полягає у визначенні раціональних режимів термічної обробки рідких демінералізованих концентратів молочної сироватки з метою покращення їх функціональних та технологічних властивостей. Рідкі концентрати молочної сироватки пастеризували за такими режимами: 1 (температура – 70 ± 2°C, тривалість – 3–5 хв), 2 (температура – 80 ± 2°C, тривалість – 3–5 хв), 3 (температура – 90 ± 2°C, тривалість – 3–5 хв). Зі збільшенням вмісту сухої речовини від 10 до 40% у концентратах зростала щільність, знижувалася активність води та поверхневий натяг, стабілізувалася активна кислотність. Вибір 2-го режиму термічної обробки для концентрату з масовою часткою сухої речовини 40% виявився найбільш раціональним, оскільки забезпечував баланс між високою ефективністю пастеризації та збереженням якісних характеристик досліджуваного зразка. Зі збільшенням концентрації сухої речовини спостерігалося значне збільшення ефективної в'язкості. Для 40% концентрату режим 2 забезпечує максимальний рівень тиксотропії – до 75%, що свідчить про значну еластичність та технологічну стабільність продукту. Аналізуючи амінокислотний склад 40% концентрату за різних режимів пастеризації, спостерігалася чітка тенденція зниження вмісту всіх амінокислот зі збільшенням температури термічної обробки. Результати можуть бути використані як рекомендації щодо коригування технологічних параметрів для отримання стабільних сироваткових концентратів. Отримані пастеризовані концентрати є напівфабрикатами, які можуть бути використані в харчовій промисловості.