msiСовременная наука и инновацииModern Science and Innovations2307-910XNorth-Caucasus Federal University10.37493/2307-910X.2025.1.7msi-1714Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВTECHNOLOGY OF FOOD PRODUCTSСравнительное исследование гранулометрического состава затравочных материалов, использующихся при кристаллизации лактозыComparative study of the granulometric composition of seed materials used during the lactose crystallizationhttps://orcid.org/0000-0002-5396-1548ЕвдокимовИ. А.EvdokimovI. A.

Иван Алексеевич Евдокимов, доктор технчиеских наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой, главный научныйсотрудник

базовая кафедра технологии молока и молочных продуктов; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии

Ставрополь

тел.: +79624030847

Ivan A. Evdokimov, Dr. Sci. (Techn.), Professor, Head of the Department, Chief Researcher

Basic Department of Milk and Dairy Products Technology; Faculty of Food Engineering and Biotechnology named after Academician A.G. Khramtsov; Research Laboratory of Food and Industrial Biotechnology

Stavropol

tel.: +79624030847

ievdokimov@ncfu.ruhttps://orcid.org/0009-0008-5543-4400КуликоваИ. К.KulikovaI. K.

Ирина Кирилловна Куликова, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник

Научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленнойбиотехнологии

Ставрополь

тел.:+79282850475

Irina K. Kulikova, PhD, Associate Professor, Senior Researcher

Research Laboratory of Food and Industrial Biotechnology

Stavropol

tel.:+79282850475

kik-st@yandex.byhttps://orcid.org/0000-0003-4575-3084ГридинА. С.GridinA. S.

Александр Сергеевич Гридин, аспирант

Ставрополь

тел.: +78652998988

Alexander S. Gridin, Graduate Student

Stavropol

tel.: +78652998988

a.gridin@dmprocess.ruhttps://orcid.org/0009-0007-1692-0054ХазовД. С.KhazovD. S.

Дмитрий Сергеевич Хазов, аспирант

Ставрополь

тел.::+79815002471

Dmitry S. Khazov, Graduate Student

Stavropol

tel.::+79815002471

dmitrii5114@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6861-694XГордиенкоЛ. А.GordienkoL. A.

Людмила Александровна Гордиенко, кандидат технических наук, доцент

Ставрополь

тел.: +79187554732

Lyudmila A. Gordienko, Cand. Sci. (Techn.), Associate Professor

Stavropol

tel.: +79187554732

gordiyenkola@yandex.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation202505062025018289Copyright © Евдокимов И.А., Куликова И.К., Гридин А.С., Хазов Д.С., Гордиенко Л.А., 20252025Евдокимов И.А., Куликова И.К., Гридин А.С., Хазов Д.С., Гордиенко Л.А.Evdokimov I.A., Kulikova I.K., Gridin A.S., Khazov D.S., Gordienko L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://msi.elpub.ru/jour/article/view/1714

 В молочных продуктах, характеризующихся высокой массовой долей сухих веществ и значительным содержанием лактозы в сухом остатке, свойства продуктов в значительной степени обусловлены степенью кристаллизации и размером кристаллов лактозы, являющейся одним из ключевых компонентов молочного сырья. С целью обеспечения заданных характеристик в производственных процессах зачастую применяется кристаллизация лактозы. Настоящая статья содержит сведения о гранулометрическом составе затравочных материалов, полученные в результате лазерного дифракционного анализа. Представлена теоретическая модель для выбора подходящего материала, а также экспериментальные данные, подтверждающие ее соответствие. В качестве объектов исследования были выбраны мелкокристаллическая лактоза, сахарная пудра и жидкий кристаллообразователь на основе сахарозы. Показано, что затравочные материалы отличаются по размерам частиц, при этом жидкий кристаллообразователь характеризуется наибольшей однородностью и удобством дозирования, хотя его использование не приводит к существенным изменениям в динамике кристаллизации.

The properties of many dairy products with high levels of dry matter and lactose directly depend on the crystallization of lactose, which is a key component. To control these properties and achieve the desired parameters, the process of lactose crystallization is often used. In this paper, data on the granulometric composition of seeding materials used to manage the lactose crystallization process in dairy raw materials are presented. Measurements of particle sizes are performed by laser diffraction on microcrystalline lactose, powdered sugar, and a liquid crystallizer based on sucrose. It was found that the seeding materials have different particle sizes. The liquid crystallizer is distinguished by its greater uniformity and convenience of dosing, but its use does not significantly affect the crystallization rate.

лактозазатравочный материалкристаллизациягранулометрический составlactoseseed materialcrystallizationgranulometric compositionReferencesВестергаард В. Технология производства сухого молока. Выпаривание и распылительная сушка. NiroA/S. Копенгаген, Дания. 2003. 336 с.Westergaard V. Technology of milk powder production. Evaporation and spray drying. NiroA/S. Copenhagen, Denmark; 2003. 336 p. (In Russ.).Schuck P. Condensed and Powdered Milk // Milk and dairy products in human nutrition: production, composition and health. 2013. 728 p.Schuck P. Condensed and Powdered Milk. Milk and dairy products in human nutrition: production, composition and health. 2013. 728 p.Ozel B., McClements D. J., Arikan C., Kaner O., Oztop M. H. Challenges in dried whey powder production: Quality problems // Food Research International. 2022. Vol. 160.Ozel B, McClements DJ, Arikan C, Kaner O, et al. Challenges in dried whey powder production: Quality problems. Food Research International. 2022;160.Schuck P. Dairy powders // Handbook of Food Powders. Elsevier, 2024. P. 357–374.Schuck P. Dairy powders. Handbook of Food Powders. Elsevier; 2024. P. 357-374.Raghavan S. L., Ristic R., Sheen D. B., Sherwood D. N. Morphology of crystals of α-lactose hydrate grown from aqueous solution // Journal of Physical Chemistry B. American Chemical Society. 2000. Vol. 104. No. 51. P. 12256–12262.Raghavan SL, Ristic R, Sheen DB, Sherwood DN. Morphology of crystals of α-lactose hydrate grown from aqueous solution. Journal of Physical Chemistry B. American Chemical Society. 2000;104(51):12256-12262.Evdokimov I. A., Gridin A., Volodin D. N., Kulikova I., Slozhenkina M. I. Investigation of the crystallization process of lactose in milk serum permeate. 2021. Vol. 852. No. 1. P. 012031.Evdokimov IA, Gridin A, Volodin DN, Kulikova I, et al. Investigation of the crystallization process of lactose in milk serum permeate. 2021;852(1):012031.Carpin M., Bertelsen H., Becj J. K., Jeantet R., Risbo J., Shchuck P. Trends in Food Science & Technology Caking of lactose : A critical review // Trends Food Sci Technol. 2017. Vol. 53. No. 2016.Carpin M, Bertelsen H, Becj JK, Jeantet R, et al. Trends in Food Science & Technology Caking of lactose : A critical review. Trends Food Sci Technol. 2017;53(2016).Бредихин С. А., Червецов В. В. Кристаллизация лактозы молочной сыворотки в потоке // Известия ТСХА. 2016. № 5. С. 91–98.Bredikhin SA, Chervetsov VV. Crystallization of lactose from milk whey in a flow. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2016;(5):91-98. (In Russ.).Tamime A.Y. Dairy Powders and Concentrated Products. 2009. 370 p.Tamime AY. Dairy Powders and Concentrated Products. 2009. 370 p.Schuck P. Condensed and Powdered Milk // Milk and Dairy Products in Human Nutrition: Production, Composition and Health. 2013. 728 p.Schuck P. Condensed and Powdered Milk. Milk and dairy products in human nutrition: production, composition and health. 2013. 728 p.Carić M., Milanović S. MILK POWDERS | Physical and Functional Properties of Milk Powders // Encyclopedia of Dairy Sciences. 2002. P. 1874–1880.Carić M, Milanović S. MILK POWDERS | Physical and Functional Properties of Milk Powders. Encyclopedia of Dairy Sciences. 2002. P. 1874-1880.Wijayasinghe R., Bogahawaththa D, Chandrapala J, Vasiljevic T. Crystallization behavior and crystal properties of lactose as affected by lactic, citric, or phosphoric acid // J Dairy Sci. 2020. Vol. 103. No. 12. P. 11050–11061.Wijayasinghe R., Bogahawaththa D, Chandrapala J, Vasiljevic T. Crystallization behavior and crystal properties of lactose as affected by lactic, citric, or phosphoric acid. J Dairy Sci. 2020;103(12):11050-11061.Schuck P., Dolivet A. Lactose crystallization: Determination of α-lactose monohydrate in spray-dried dairy products // Lait. EDP Sciences. 2002. Vol. 82. No. 4. P. 413–421.Schuck P, Dolivet A. Lactose crystallization: Determination of α-lactose monohydrate in spray-dried dairy products. Lait. EDP Sciences. 2002;82(4):413-421.Shi Y., Liang B., Hartel R. Crystallization Kinetics of Alpha-Lactose Monohydrate in a Continuous Cooling Crystallizer. 2006. Vo. 55. No. 3. P. 817–820.Shi Y, Liang B, Hartel R. Crystallization Kinetics of Alpha-Lactose Monohydrate in a Continuous Cooling Crystallizer. 2006;55(3):817-820.Guner S. S., Grunin L, Kaner O., Sumnu G., Oztop M. H. Influence of multiple parameters on the crystallinity of dairy powders // Int Dairy J. 2023. Vol. 147. P. 105782.Guner SS, Grunin L, Kaner O, Sumnu G, et al. Influence of multiple parameters on the crystallinity of dairy powders. Int Dairy J. 2023;147:105782.Pandalaneni K., Amamcharla J. K. Evaluating the crystallization of lactose at different cooling rates from milk and whey permeates in terms of crystal yield and purity // J Dairy Sci. Elsevier Inc. 2018. Vol. 101. No. 10. P. 8805–8821.Pandalaneni K, Amamcharla JK. Evaluating the crystallization of lactose at different cooling rates from milk and whey permeates in terms of crystal yield and purity. J Dairy Sci. Elsevier Inc. 2018;101(10):8805-8821.Bhargava A., Jelen P. Lactose Solubility and Crystal Growth as Affected by Mineral Impurities // Journal of food science. 1996. Vol. 61. No. 1. P. 180–184.Bhargava A, Jelen P. Lactose Solubility and Crystal Growth as Affected by Mineral Impurities. Journal of food science. 1996;61(1):180-184.Chiou D., Langrish T. A. G., Braham R. The effect of temperature on the crystallinity of lactose powders produced by spray drying // J Food Eng. 2008. Vol. 86. No. 2. P. 288–293.Chiou D, Langrish TAG, Braham R. The effect of temperature on the crystallinity of lactose powders produced by spray drying. J Food Eng. 2008;86(2):288-293.Norgaard L., Hann M. T., Knudsen L. B., Farhat I. A., Engelsen I. B. Multivariate near-infrared and Raman spectroscopic quantifications of the crystallinity of lactose in whey permeate powder // Int Dairy J. 2005. Vol. 15. No. 12. P. 1261–1270.Norgaard L, Hann MT, Knudsen LB, Farhat IA, et al. B. Multivariate near-infrared and Raman spectroscopic quantifications of the crystallinity of lactose in whey permeate powder. Int Dairy J. 2005;15(12):1261-1270.Shokhalov V., Gnezdilov A., Shokhalova V. Improving lactose crystallization in milk sugar production // Dairy industry. 2024. P. 48–52.Shokhalov V, Gnezdilov A, Shokhalova V. Improving lactose crystallization in milk sugar production. Dairy industry. 2024;48-52.Agrawal S. G., Patersom A., Jones J. R., Mcleod J. S., Bronlund J. E., Bajpai H. Secondary nucleation studies on alpha lactose monohydrate under stirred conditions // Int Dairy J. 2017. Vol. 66.Agrawal SG, Patersom A, Jones JR, Mcleod JS, Bronlund JE, Bajpai H. Secondary nucleation studies on alpha lactose monohydrate under stirred conditions. Int Dairy J. 2017;66.Wong S. Y., Bund R. K., Connelly R. K., Hartel R. W. Determination of the dynamic metastable limit for α-lactose monohydrate crystallization // Int Dairy J. 2011. Vol. 21. No. 11. P. 839–847.Wong SY, Bund RK, Connelly RK, Hartel RW. Determination of the dynamic metastable limit for α-lactose monohydrate crystallization. Int Dairy J. 2011;21(11):839-847.Определение распределения частиц по размеру методом лазерной дифракции света // Государственная фармакопея Российской Федерации XIV издания. ОФС.1.2.1.0008.15.Determination of particle size distribution by laser light diffraction method. State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIV edition. OFS.1.2.1.0008.15. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.