Study of the mineral composition of the components obtained by whey demineralization
Authors: Антипова Т.А. , Симоненко С.В. , Фелик С.В. , Андросова Н.Л. , Кудряшова О.В. 
Published: October 2023

Как показывает мировой и отечественный опыт, наиболее предпочтительной технологией переработки молочной сыворотки является мембранная технология, позволяющая разделять, очищать, фракционировать и концентрировать подобные среды с сохранением компонентов в нативном состоянии, при щадящих температурных условиях, без фазового перехода воды при минимальных энергетических затратах по сравнению с другими процессами. Мембранные методы обработки можно разделить на два основных принципиальных направления: гиперфильтрация (микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос) и электродиализ. Применение различных методов обработки молочной сыворотки основано на дальнейшем использовании получаемого продукта. Так, для производства продуктов детского питания использование процесса электродиализа является основополагающим этапом. Выделяемые при электродиализной обработке сыворотки минеральные соли являются так называемым «побочным продуктом», не находящим практического применения. Однако анализ состава пищевых продуктов, в частности продуктов детского питания, свидетельствует о том, что большая часть из них является обогащенными различными минеральными веществами, в качестве которых применяются минеральные премиксы. Изучение минерального состава полученного концентрата солей при осуществлении процесса деминерализации подсырной сыворотки является целью проводимых исследований. Для проведения исследований была использована подсырная сыворотка, которую концентрировали до содержания сухих веществ 20 % и подавали на электродиализную установку. Концентрат солей, полученный после деминерализации, сгущали на вакуум-выпарной установке до содержания сухих веществ 30 %, смешивали с носителем и подвергали высушиванию на распылительной сушильной установке при следующих параметрах: температура входящего воздуха 178…182 °С, температура на выходе 80…85 °С. В качестве носителя использовали мальтодекстрин с массовой долей редуцирующих веществ 18 %. Соотношение носитель:концентрат солей составляло 1:3. В сухом продукте исследованы органолептические и физико-химические показатели. Образцы сухого порошка имели цвет от белого до кремового, характеризовались горько-соленым вкусом. Массовая доля минеральных веществ: натрия – 26,4 %; калия – 16,8 %; кальция – 10,6 %; магния – 0,2 %; фосфора – 0,18 %. Результаты, полученные при проведении исследований, показывают, что концентрат солей, полученный при электродиализе подсырной сыворотки, имеет разнообразный и ценный макро- и микроэлементный состав, который может быть использован в разнообразных пищевых продуктах, в том числе в специализированных для детского питания. Следует отметить, что минеральный комплекс представляет собой смесь макро- и микроэлементов, полученных не синтетическим путем, а из натурального сырья.

As international and domestic experience shows, the most preferred whey processing technology is membrane technology, which allows separating, purifying, fractionating and concentrating such media while maintaining components in their native state, under gentle temperature conditions without a phase transition of water at minimal energy costs compared to others processes. Membrane processing methods can be divided into two main principal areas: hyperfiltration (microfiltration, ultrafiltration, reverse osmosis) and electrodialysis. The use of various methods of whey processing is based on the further use of the resulting product. So for the production of baby food, the use of the electrodialysis process is a fundamental step. The mineral salts released during the electrodialysis treatment of whey are the so-called «by-product», which does not find practical application. However, analysis of the composition of food products, in particular baby food products, indicates that most of them are enriched with various minerals, which are mineral premixes. The study of the mineral composition of the obtained salt concentrate during the process of demineralization of cheese whey is the purpose of the ongoing research. For research, cheese whey was used, which was concentrated to a solids content of 20 % and fed to an electrodialysis unit. The salt concentrate obtained after demineralization was thickened in a vacuum evaporator to a solids content of 30%, mixed with a carrier and subjected to drying in a spray dryer with the following parameters: inlet air temperature 178…182 °C; outlet temperature 80…85 °C. The carrier used was maltodextrin with a mass fraction of reducing substances of 18 %. The ratio of carrier: salt concentrate was 1:3. In a dry product, organoleptic and physico-chemical parameters were studied. Dry powder samples were white to cream in color and had a bitter-salty taste. Mass fraction of minerals: sodium 26.4 %; potassium 16.8 %; calcium 10.6, magnesium 0.2 %; phosphorus 0.18 %. The results obtained during the research show that the salt concentrate obtained by electrodialysis of cheese whey has a diverse and valuable macro- and microelement composition, which can be used in a variety of food products, including those specialized for baby food. It should be noted that the mineral complex is a mixture of macro- and microelements obtained not synthetically, but from natural raw materials.