Increasing the nutritional value of cheese whey through an integrated ultrafiltration process
Authors: Семенова Е.С. , Симоненко С.В. , Симоненко Е.С. , Бегунова А.В. 
Published: August 2024

Молочная промышленность ежегодно производит миллионы тонн побочных продуктов, основным компонентом которых является сыворотка. При производстве 1 кг сыра получается около 9–10 л сыворотки, и, если ее не утилизировать, это создает значительную нагрузку на окружающую среду. Сыворотка содержит более половины сухих веществ, присутствующих в исходном цельном молоке, включая сывороточные белки и большую часть лактозы, водорастворимых витаминов и минералов. Следовательно, сыворотку можно считать ценным побочным продуктом, имеющим ряд применений, в том числе в пищевой промышленности. В настоящее время сывороточные белки признаны потенциальным источником питательных веществ и используются для получения биологически активных ингредиентов. Из-за своей высокой пищевой ценности белок молочной сыворотки может использоваться в ряде коммерческих пищевых продуктов, связанных с молочной промышленностью. Однако следует учитывать, что состав сывороточного белка будет варьироваться в зависимости от типа сыворотки (сладкая или кислая), типа молока (коровье, овечье или козье), типа корма для скота, периода лактации и типа обработки. Для разделения и очистки белков молочной сыворотки наиболее часто используются мембранные технологии, в частности ультрафильтрация, которая позволяет не только улучшить качество традиционных молочных продуктов, но и создать новые, а также использовать побочные продукты молочного производства для питания человека и создания функциональных ингредиентов для использования в пищевой промышленности. При ультрафильтрации компоненты молочной сыворотки фракционируются по размеру молекул. В зависимости от удерживающих характеристик мембран может наблюдаться значительная разница в пищевой ценности ретентата и пермеата. Фракции белка практически полностью сохраняются в ретентате, тогда как лактоза, минералы и витамины распределяются между ретентатом и пермеатом. В этой работе исследован процесс ультрафильтрации для концентрации сывороточного белка и проведена оценка изменения протеомного профиля подсырной сыворотки в результате концентрирования.

The dairy industry annually produces millions of tons of by-products, the main component of which is whey. Producing 1 kg of cheese produces approximately 9–10 liters of whey and, if not disposed of, creates a significant burden on the environment. Whey contains more than half the solids present in the original whole milk, including whey proteins and most of the lactose, water-soluble vitamins and minerals. Therefore, whey can be considered a valuable by-product with a number of uses, including in the food industry. Whey proteins are now recognized as a potential source of nutrients and are used to obtain biologically active ingredients. Because of its high nutritional value, whey protein can be used in a number of commercial food products associated with the dairy industry. However, it should be noted that the composition of whey protein will vary depending on the type of whey (sweet whey or sour whey), type of milk (cow, sheep or goat), type of livestock feed, lactation period and type of processing. For the separation and purification of whey proteins, membrane technologies are most often used, in particular ultrafiltration, which allows not only to improve the quality of traditional dairy products, but also to create new ones, as well as to use dairy by-products for human nutrition and the creation of functional ingredients for use in the food industry. industry. In ultrafiltration, whey components are fractionated based on molecular size. Depending on the retention characteristics of the membranes, there can be a significant difference in the nutritional value of the retentate and permeate. The protein fractions are almost completely retained in the retentate, while lactose, minerals and vitamins are distributed between the retentate and permeate. This work investigated the ultrafiltration process for whey protein concentration and assessed the change in the proteomic profile of cheese whey as a result of concentration.