Сравнительное исследование гранулометрического состава затравочных материалов, использующихся при кристаллизации лактозы

 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.

1. Вестергаард В. Технология производства сухого молока. Выпаривание и распылительная сушка. NiroA/S. Копенгаген, Дания. 2003. 336 с.

2. Schuck P. Condensed and Powdered Milk // Milk and dairy products in human nutrition: production, composition and health. 2013. 728 p.

3. 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.

4. Schuck P. Dairy powders // Handbook of Food Powders. Elsevier, 2024. P. 357–374.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Бредихин С. А., Червецов В. В. Кристаллизация лактозы молочной сыворотки в потоке // Известия ТСХА. 2016. № 5. С. 91–98.

9. Tamime A.Y. Dairy Powders and Concentrated Products. 2009. 370 p.

10. Schuck P. Condensed and Powdered Milk // Milk and Dairy Products in Human Nutrition: Production, Composition and Health. 2013. 728 p.

11. Carić M., Milanović S. MILK POWDERS | Physical and Functional Properties of Milk Powders // Encyclopedia of Dairy Sciences. 2002. P. 1874–1880.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. Shokhalov V., Gnezdilov A., Shokhalova V. Improving lactose crystallization in milk sugar production // Dairy industry. 2024. P. 48–52.

21. 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.

22. 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.

23. Определение распределения частиц по размеру методом лазерной дифракции света // Государственная фармакопея Российской Федерации XIV издания. ОФС.1.2.1.0008.15.