Разработка биотехнологии концентратов на основе вторичного молочного сырья для использования в косметической промышленности
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 5
ГЛАВА 1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………………
1.1. Современное состояние переработки молочной сыворотки………
1.2. Состав и свойства вторичного молочного сырья – молочной
сыворотки………………………………………………………………………
1.3. Критерии качества сухой подсырной сыворотки как основного
ингредиента в технологии производства инновационных косметических
средств для волос………………………………………………………………
1.4. Косметические средства: классификация, потребительские
свойства………………………………………………………………………
1.5. Перспективы развития парфюмерно-косметической отрасли и
современные разработки шампуней для волос с использованием
молочной сыворотки…………………………………………………………
1.6. Общие принципы оценки безопасности косметических производств
согласно требованиям стандарта GMP (надлежащая производственная
практика)………………………………………………………………………
1.7. Прослеживаемость продукции………………………………………
1.8. Задачи исследования……………………………………………………… 49
ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ,
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ………………………………
2.1. Организация работы, объекты исследований, структурно-
логистическая схема проведения исследований……………………
2.2. Методы исследований………………………………………………………. 55
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА
МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ОРИГИНАЛЬНЫХ
РЕЦЕПТУРАХ ИННОВАЦИОННЫХ КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
ДЛЯ ВОЛОС…………
3.1. Теоретические предпосылки применения молочной сыворотки в
составе концентрата для линейки оригинальных рецептур
инновационных косметических средств ……………………………………
3.2. Исследование возможности получения концентрата на основе
молочной сыворотки для линейки оригинальных рецептур
инновационных косметических средств…………………………………….. 77
3.2.1. Влияние концентрации молочной сыворотки на качество
субстрата для рецептур инновационных косметических средств для
волос……………………………………………………………………………. 77
3.2.2. Исследование возможности комбинированного применения
молочной сыворотки и пивного сусла с целью получения концентрата
для линейки оригинальных рецептур инновационных косметических
средств…………………………………………………………………………
3.3. Исследование органолептических показателей и количественного
состава витаминов в образце ферментированной смеси сыворотки с
суслом……
3.4. Сравнительная оценка аминокислотного состава исходной молочной
сыворотки и разработанной ферментированной смеси сыворотки с
суслом для инновационных косметических средств……………………….. 94
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ШАМПУНЯ
ДЛЯ ВОЛОС НА ОСНОВЕ КОНЦЕНТРАТА МОЛОЧНОЙ
СЫВОРОТКИ…………………………………………………………………
4.1. Определение пенообразующей способности шампуня на основе
концентрата молочной сыворотки.…………………………………………
4.2. Исследование органолептических показателей и показателей
безопасности шампуня на основе концентрата молочной сыворотки на
соответствие требованиям ТР ТС 009/2011…………………………………
4.3. Апробация шампуня на основе концентрата молочной сыворотки на
животных тест-объектах………………………………………………………
4.4. Микроструктурная оценка шерсти животных тест-объектов…………
4.5. Дерматоскопический анализ кожного покрова волосистой части
головы добровольца-пробанта до и после применения шампуня на основе
концентрата молочной сыворотки……………………………………………
4.6. Хранимоспособность шампуня на основе концентрата молочной
сыворотки………………………………………………………………………
4.7. Разработка рецептур и исследование показателей безопасности
бальзама и маски для волос на основе концентров молочной сыворотки… 119
ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ИННОВАЦИОННЫХ
КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ВОЛОС НА ОСНОВЕ
КОНЦЕНТРАТОВ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ…………………………
5.1. Обоснование рецептуры концентрата молочной сыворотки и
косметических средств на его основе………………………………………
5.2. Технологическая схема производства концентрата молочной
сыворотки и косметических средств на его основе………………………… 124
ГЛАВА 6. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И СОЦИАЛЬНАЯ
ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ИННОВАЦИОННЫХ КОСМЕТИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ КОНЦЕНТРАТОВ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
6.1. Маркетинговые исследования рынка гигиенических моющих средств
6.2. Расчёт технико – экономических показателей шампуня на основе
концентрата молочной сыворотки……………………………………………. 134
ГЛАВА 7. ПРОГРАММА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОНТРОЛЯ ЗА
СОБЛЮДЕНИЕМ САНИТАРНЫХ ПРАВИЛ И ВЫПОЛНЕНИЕМ
САНИТАРНО-ПРОТИВОЭПИДЕМИЧЕСКИХ
(ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ) МЕРОПРИЯТИЙ СОГЛАСНО
ТРЕБОВАНИЯМ GMP ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ИННОВАЦИОННЫХ
КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОЙ
СЫВОРОТКИ…………………………………………………………………. 148
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………. 152
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ…………. 154
Список литературы…………………………………………………………… 156
Приложение А. Патент на изобретение шампуня на основе
гидролизованной молочной сыворотки и способ его производства………. 177
Приложение Б. ТУ № 10.51.55-001- 26804530-2020 «Концентрат на
основе молочной сыворотки»………………………………………………… 178
Приложение В. ТУ № 20.42.16-001-02067965-2021 «Шампунь для волос
на основе гидролизованной молочной сыворотки»………………………… 179
Приложение Г. ТИ № 1-2021 «Идентификация и прослеживаемость
продукции»…………………………………………………………………….. 180
Приложение Д. Акт проведения опытно-промышленной выработки
концентрата на основе вторичного молочного сырья ……………………… 181
Приложение Е. Акт проведения опытно-промышленной выработки
шампуня на основе гидролизованной молочной сыворотки………………. 182
Приложение Ж. Акт апробации шампуня на основе концентрата
молочной сыворотки на животных тест-объектах………………………….. 183
Приложение И. Акт проведения клинических испытаний…………………. 186
Приложение К. Сертификат участия в VII международной научно-
практической конференции «Биотехнология наука и практика» …………. 191
Приложение Л. Сертификат участия в Х Международной научно-
практической конференции выставке Food Safety 2021……………………. 192
В первой главе был проведен анализ отечественных и зарубежных литературных источников, на основании которого были сформулированы цель и задачи исследований. Кроме того, анализ данных различной литературы с использованием фондов научных библиотек и глобальной сети Internet способствовал изучению современного состояния переработки молочной сыворотки, изучен состав молочной сыворотки как одного из видов вторичного молочного сырья с проблематикой полной рациональной переработки, критерии качества сухой подсырной сыворотки распылительной сушки, являющейся основным объектом исследований в технологии производства ЛОРИКС, проведен анализ потребительских свойств косметических средств и их классификации, а также изучены перспективы развития парфюмерно-косметической отрасли и современные разработки шампуней для волос с использованием молочной сыворотки. Рассмотрены общие принципы оценки безопасности косметических производств согласно требованиям стандарта GMP (Надлежащая производственная практика) и изучена система прослеживаемости продукции. Во второй главе описана организация проведения экспериментов, определены объекты, обоснованы методы исследований, описаны особенности выполнения анализов.
Структурно-логистическая схема проведения исследований
представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурно-логистическая схема проведения исследований
В третьей главе изучены теоретические предпосылки применения молочной сыворотки в составе концентрата для ЛОРИКС, исследовано влияние концентрации молочной сыворотки на качество субстрата для рецептур ИКС для волос.
Сыворотку разводили в разных пропорциях при Т 40 – 45 °C до
содержания сухих веществ (СВ) от 4 до 7%, объем образцов составлял 480 мл. Проводили гидролиз лактозы ферментом β-галактозидаза и гидролиз (протеолиз) белка ферментом панкреатин в течение 2-х часов при 40 – 42 °C. По окончании гидролиза смесь пастеризовали при 80 – 82 °C в течение 5 – 7 минут для инактивации ферментов и охлаждали до 25 – 28 °C, засевали пивные дрожжи Сафлагер W 34/70 в количестве 10 мл, смесь культивировали при 25 – 28 °C в течение 24-х часов. По окончании процесса получения образцов ферментированной молочной сыворотки определяли физико-химические показатели (рисунки 2,3).
Рисунок 2 – Зависимость изменения содержания углеводов в тестируемых образцах молочной сыворотки в зависимости от обработки
Рисунок 3 – Зависимость изменения содержания белка в тестируемых образцах молочной сыворотки в зависимости от обработки
В образцах ферментированной молочной сыворотки с концентрацией 6% в результате биотехнологической конверсии уменьшилось содержание углеводов с 4,37 до 2,36 %, предполагаемо за счет их утилизации дрожжами, наблюдается увеличение содержания белка с 0,44 г/л до 0,53 г/л, которое можно объяснить активным ростом биомассы, что косвенно указывает на большее содержание витаминов и аминокислот.
Для определения органолептических показателей полученных образцов ферментированной молочной сыворотки была проведена оценка по четырем органолептическим показателям: консистенции, внешнему виду, запаху, цвету. Данные эксперимента отображены на рисунке 4.
Рисунок 4 – Графическое изображение органолептических показателей образцов ферментированной молочной сыворотки по 5-бальной шкале
В образцах ферментированной молочной сыворотки с концентрацией 4
% и 5 % отсутствует белковый осадок, образцы светло-желтого оттенка с чистым сывороточным запахом.
Органолептические показатели образца ферментированной молочной сыворотки с концентрацией 7 % не удовлетворяют требованиям, образец обладает излишней липкостью, вязкой консистенцией, наблюдается наличие осадка в большом количестве.
Образец ферментированной молочной сыворотки с концентрацией 6% имеет жидкую консистенцию и чистый приятный запах, при этом отсутствует излишняя вязкость и липкость. В данном образце наблюдалось небольшое количество осадка, которое на заключительных этапах приготовления ферментированной смеси сыворотки с суслом (ФССС) можно удалить центрифугированием.
В получении качественного концентрата для косметической линейки принципиальное значение имеют показатели содержания витаминов группы В. Данные по содержанию витаминов в образце ферментированной молочной сыворотки с концентрацией 6% приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Содержание витаминов в образце ферментированной молочной сыворотки с концентрацией 6 %
Исследуемый показатель
Витамины (мг/л)
Наименование витамина
B1 (тиамин)
B2 (рибофлавин)
B6 (пиридоксин)
B12 (цианокабаламин)
Содержание в исходном образце сыворотки 0,32
1,61
1,27
2,39
Содержание в образце ферментированной сыворотки
0,34
1,69
1,31
2,51
Достоверность: р=0,95
На основе данных исследований можно сделать вывод о том, что оптимальным является содержание молочной сыворотки в составе концентрата для получения ЛОРИКС 60 г/л, поскольку по физико- химическим показателям этот образец имеет наилучшие результаты, а также получил высокую органолептическую оценку, однако количество витаминов
в составе данного образца ферментированной молочной сыворотки возрастает незначительно, что мало согласуется с разработкой питательного концентрата для ЛОРИКС, вследствие чего было принято решение дополнительно ввести в молочную сыворотку пивное сусло в качестве питательной среды для стимулирования развития роста дрожжей и, как следствие, увеличение
содержания витаминов и аминокислот.
В молочную сыворотку засевали пивное сусло в разных пропорциях (от
10 до 90 % от объема исходной 6% сыворотки с ферментами) и пивные дрожжи в количестве 10 мл. Полученные 9 образцов культивировали при 25 – 28 °C в течение 24-х часов. По окончании процесса получения образцов ФССС определяли физико-химические показатели (рисунки 5,6).
Рисунок 5 – Зависимость изменения содержания углеводов в образцах молочной сыворотки в зависимости от концентрации пивного сусла
Рисунок 6 – Зависимость изменения содержания белка в образцах молочной сыворотки в зависимости от концентрации пивного сусла
При повышении концентрации пивного сусла ухудшаются органолептические показатели качества, увеличивается содержание углеводов и белка. Опираясь на цель работы не планировалось полностью заменять молочную сыворотку пивным суслом. Внесение необходимого количества пивного сусла в образцы молочной сыворотки способствовало выработке образца ФССС (образец No5) с высокими физико-химическими показателями: содержание углеводов после культивирования составило 3, 21%, содержание белка – 0,79 г/л.
Дальнейшую серию экспериментов по органолептическим показателям и содержанию витаминов проводили с образцами ФССС под номерами 3, 5, 7. Образцы были оценены по четырем органолептическим показателям: консистенции, внешнему виду, запаху, цвету. Данные эксперимента отображены на рисунке 7.
Рисунок 7 – Графическое изображение органолептических показателей образцов ФССС под номерами 3, 5, 7 по 5-бальной шкале
Согласно полученным результатам органолептических исследований следует, что образец No3 имеет наиболее липкую консистенцию, образец No7 – наличие ярко-выраженного пивного запаха, что не удовлетворяет требованиям потребителей. Образец No5 однороден по консистенции, не обладает резким пивным запахом и может быть применен для дальнейших исследований при разработке концентратов на основе молочной сыворотки для ЛОРИКС.
В полученных образцах ФССС под номерами 3, 5, 7 дополнительно определяли содержание витаминов группы В. Данные приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Содержание витаминов в образцах ФССС под номерами 3, 5, 7
Исследуемый показатель
Витамины (мг/л)
Наименование витамина
B1 (тиамин)
B2 (рибофлавин)
B6 (пиридоксин)
B12 (цианокабаламин)
No образца
3 5 7
0,31 0,41 0,42 0,85 1,93 2,11 1,22 1,32 1,48 2,31 2,73 2,89
Достоверность: р=0,95
Проанализировав полученные данные можно сделать вывод о том, что образец No3 имеет наименьшее содержание витаминов группы В, в образце No7 несмотря на высокое содержание витаминов присутствует ярко-выраженный пивной аромат, что не удовлетворяет потребительским свойствам готового продукта. На основании данных таблицы 2 выбран образец ФССС под номером 5 с содержанием витаминов в составе (В1 – 0,41 мг/л, В2 – 1,93 мг/л, В6 – 1,32 мг/л, В12 – 2,73 мг/л).
На дальнейшем этапе была проведена сравнительная оценка
аминокислотного состава исходной 6% молочной сыворотки и разработанной ФССС для ИКС. Данные по содержанию трех аминокислот, оказывающих положительное воздействие на структуру волоса, представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Результаты содержания аминокислот в исходной молочной сыворотке с концентрацией 6% и в разработанной ФССС
Номер
1 3 5
Название АК
Аспарагиновая кислота (ASP) Cерин (Ser)
Пролин (Pro)
Количество в исходной МС, нг/мл 175.639
0.000
70454.444
Количество в ФССС, нг/мл
1645.336
613.435
210599.075
Данные таблицы 3 показывают, что повышение содержания аспарагиновой кислоты, серина и пролина в разработанной ФССС является следствием проведения протеолиза белков ферментами.
Таким образом, серия проведенных экспериментов позволила установить, что использование молочной сыворотки в рецептуре концентрата для ИКС, предназначенных для ухода за волосами обосновано, так как сыворотка позволяет частично заменить воду и может быть использована как основной компонент концентрата. Однако, даже гидролизованная сыворотка недостаточно подходящая среда для культивирования пивных дрожжей, но введение в состав 50% пивного сусла от объема 6 %-ной сыворотки значительно улучшает показатели качества состава ФССС.
После биообработки ФССС концентрируется вакуум-выпариванием до содержания СВ 23 – 27 % и вносятся дополнительные ингредиенты в соответствии с рецептурой для получения готового косметического средства.
В четвертой главе приведены результаты пенообразующей способности образцов шампуня на основе концентрата молочной сыворотки с разным количеством мыльного компонента (5%, 10%, 15 %). Результаты приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Пенообразующая способность образцов шампуня с разным
количеством мыльного компонента
No Количество Начальная высота Высота столба пены Устойчивость образца мыльного столба пены, мм через 5 мин., мм пены, мм
компонента, %
1 5 108 104 1,03
2 10 109 105 1,03
3 15 115 110 1,04
Достоверность: р≥0,95
Проанализировав данные таблицы установлено, что пенообразующая способность всех образцов шампуня соответствует нормативным требованиям, установленным в ГОСТ 31696-2012 «Продукция косметическая гигиеническая моющая». Для дальнейших исследований выбран образец No3, обладающий доказанными наилучшими пенообразующими свойствами.
Дальнейшая серия экспериментов проводилась по определению показателей безопасности шампуня на основе концентрата молочной сыворотки по истечении 12 месяцев с даты изготовления на соответствие требованиям, регламентируемым ТР ТС 009/2011 «О безопасности парфюмерно-косметической продукции». Результаты исследований приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Показатели безопасности шампуня на основе концентрата молочной сыворотки
1234
No п/п
Определяемые показатели, единицы измерения
Гигиенический норматив предельно допустимой концентрации (ПДК)
Результаты исследований и допустимая погрешность измерения
Микробиологические показатели
1 КМАФАнМ, КОЕ/мл
2 Candida albicans
3 Escherichia coli
4 Staphylococcus aureus
5 Pseudomonas aeruginosa
Токсичные элементы
6 Свинец, мг/кг
7 Ртуть, мг/кг
8 Мышьяк, мг/кг
Водородный показатель (рН)
Не более 1,0*103 в 1 мл Не допускается в 0,1 мл Не допускается в 0,1 мл Не допускается в 0,1 мл Не допускается в 0,1 мл
Не более 5,0 Не более 1,0 Не более 5,0
Менее 1,0*101 в 1 мл Не обнаружено в 0,1 мл Не обнаружено в 0,1 мл Не обнаружено в 0,1 мл Не обнаружено в 0,1 мл
<0,03
<0,01 <0,001
Продолжение таблицы 5 9 рН, ед.
Токсикологические показатели 10
Через 24 ч после окончании экспозиции Через 48 ч после окончании экспозиции Через 72 ч после окончании экспозиции
3,0 – 9,0
0 баллов (отсутствие) 0 баллов (отсутствие) 0 баллов (отсутствие)
6,8 ± 0,1
0 баллов 0 баллов 0 баллов
Кожно – раздражающее действие, баллы
Сразу по окончании экспозиции
0 баллов (отсутствие)
0 баллов
11
общетоксическое действие, определяемое альтернативными методами (in vitro), %
70-120
101,4
При анализе показателей безопасности шампуня для волос на основе концентрата молочной сыворотки установлено, что по содержанию биологических загрязнителей, содержанию токсичных элементов, значению рН и токсикологическим показателям шампунь соответствует требованиям ТР ТС 009/2011.
После получения положительных результатов по показателям безопасности шампунь на основе концентрата молочной сыворотки был апробирован на 3-х группах животных тест – объектах (белых крысах линии Wistar) в течение 21 дня. Группа No1 – контрольная, группа No2 подвергалась тестированию коммерческим шампунем на основе молочной сыворотки, группа No3 подвергалась тестированию шампунем на основе концентрата молочной сыворотки. У лабораторных крыс, подвергавшихся тестированию шампунем на основе концентрата молочной сыворотки наблюдается хороший рост шерсти в течение 21 дня за счет содержания аминокислот, способствующих пробуждению волосяных луковиц. При воздействии шампуня на кожу лабораторных животных признаков раздражающего действия не отмечено.
После апробации был проведен анализ микроструктуры шерсти животных тест-объектов, в ходе которого были изучены внешняя оболочка и
внутренняя структура шерсти белых крыс из трех групп в первый день апробации и на двадцать первые сутки. Результаты микроструктурной оценки
крысы из группы No3 показаны на рисунках 8 – 10.
б) 21-й день эксперимента Рисунок 8 – Микроструктурная оценка толщины шерсти белой крысы из
группы No3 до и после тестирования шампунем на основе концентрата молочной сыворотки
а) 1-й день эксперимента
б) 21-й день эксперимента Рисунок 9– Микроструктурная оценка кончиков шерсти белой крысы из
группы No3 до и после тестирования шампунем на основе концентрата молочной сыворотки
а) 1-й день эксперимента
б) 21-й день эксперимента
Рисунок 10 – Микроструктурная оценка кортекса шерсти белой крысы из
группы No3 до и после тестирования шампунем на основе концентрата молочной сыворотки
а) 1-й день эксперимента
Анализ микроструктуры свидетельствует, что толщина основания стержня шерсти лабораторной крысы из группы No3 после тестирования шампунем на основе концентрата молочной сыворотки увеличилась от 91,898μm до 109,670μm, кончик поврежденной шерсти восстановился, шерсть не повреждена, при этом образовалась защитная оболочка-пленка.
На дальнейшем этапе проведен дерматоскопический анализ кожных покровов волосистой части головы до и после применения шампуня на основе концентрата молочной сыворотки добровольцами-пробантами в течение 3-х месяцев под наблюдением врача – дерматолога. По истечении 3-х месяцев применения шампуня на основе концентрата молочной сыворотки у добровольцев-пробантов на поверхности волосистой части головы отсутствуют покраснения и жирный блеск. Сравнительный анализ показал положительную динамику показателей дерматоскопии.
Дальнейшие исследования были направлены на разработку рецептур бальзама и маски для волос на основе концентратов молочной сыворотки с последующим определением показателей безопасности данных продуктов, входящих в косметическую линейку.
Для получения бальзама и маски для волос в разработанный концентрат ФССС вносили дополнительные компоненты в соответствии с рецептурами. На дальнейшем этапе проводилась серия экспериментов по показателям безопасности разработанных ИКС – бальзама и маски. Результаты исследований свидетельствуют, что по содержанию биологических загрязнителей ИКС соответствуют требованиям ТР ТС 009/2011 (КМАФАнМ менее 1,0*101 в 1 мл, Candida albicans, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa не обнаружены в 0,1 мл), кожно – раздражающее действие отсутствует, рН бальзама для волос 6,0 ± 0,1, рН маски для волос 5,9 ± 0,1, показатель общетоксическое действие бальзама 111,2%, общетоксическое действие маски 108,7%.
В пятой главе обоснована рецептура и технологический процесс
производства концентрата молочной сыворотки для ИКС. Принципиальная схема алгоритма производства концентрата на основе молочной сыворотки для ЛОРИКС представлена на рисунке 11.
Рисунок 11 – Принципиальная схема алгоритма производства концентрата на основе молочной сыворотки для ЛОРИКС
В шестой главе произведен расчет эффективности от реализации предложенной технологии производства ЛОРИКС: приводится сырьевой расчет, рассчитана стоимость реализованной продукции, численность рабочих основного производства и размер фонда заработной платы основных рабочих, произведен расчет себестоимости товарной продукции и расчет прибыли от ее реализации, который превышает 1 млн. руб. при выпуске 1 т готового продукта.
В седьмой главе разработана программа производственного контроля (ППК) при производстве ЛОРИКС, объектами которой являются: сырье,
комплектующие, производственный цех, складское помещение, технологическое оборудование, инвентарь, моющие и дезинфицирующие средства для оборудования, лаборатория, средства измерений, концентрат, готовая косметическая продукция, автотранспорт для доставки косметической продукции, прилегающая территория, водопроводная и канализационная системы, персонал. В ППК установлены определяемые показатели и периодичность их обследования. При проведении производственного контроля согласно разработанной программы, производитель ЛОРИКС обеспечит безопасность и безвредность ИКС на основе концентратов
молочной сыворотки для потребителей.
Заключение
1. На основе анализа литературы показана возможность применения вторичного (побочного) молочного сырья в косметической промышленности. Методом априорного ранжирования обоснована целесообразность применения сухой подсырной сыворотки в качестве основного компонента для линейки косметических средств с улучшенными потребительскими свойствами.
2. Обоснован выбор методов ферментации лактозы и белков подсырной сыворотки с использованием β-галактозидазы, панкреатина и пивных дрожжей. Изучено влияние концентрации водных растворов молочной сыворотки на физико-химические и органолептические показатели ферментированной основы для косметических средств по уходу за волосами и установлена оптимальная концентрация на уровне 6 %.
3. Исследовано влияние концентрации пивного сусла на эффективность направленной ферментации компонентов подсырной сыворотки. Установлено, что внесение 50% пивного сусла приводит к максимальному снижению концентрации углеводов до 3,21 %; повышению концентрации белка до 0,79 г/л, высокому содержанию аминокислот (аспарагиновой кислоты – 1645.336 нг/мл, серина – 613.435 нг/мл, пролина –
210599.075 нг/мл) и витаминов группы В ( В1 – 0,41 мг/л, В2 – 1,93 мг/л, В6 – 1,32 мг/л, В12 – 2,73 мг/л), необходимых для косметических средств для волос.
4. Разработана технология производства концентрата для косметических средств (шампуня, бальзама, маски), предусматривающая растворение сухой подсырной сыворотки, ее пастеризацию и охлаждение до температуры ферментации, внесение β-галактозидазы, панкреатина, пивных дрожжей и пивного сусла, сгущение в вакуум-выпарной установке до содержания СВ 23 – 27 %. Разработана техническая документация на концентрат на основе молочной сыворотки для косметических средств.
5. Предложены рецептуры инновационных косметических средств (шампуня, бальзама, маски) для волос. В состав шампуня на основе концентрата молочной сыворотки входят следующие ингредиенты: мыльный компонент с консервантом, молочные протеины, витамины, морская соль, пантенол, ацетилсалициловая кислота, репейное масло, отдушка. В рецептуру бальзама на основе концентрата молочной сыворотки вносятся: цетеариловый спирт и твин. В компонентный состав маски для волос на основе концентрата молочной сыворотки добавляется карнаубский воск. Все предлагаемые композиции на основе разработанного концентрата вторичного (побочного) молочного сырья – молочной сыворотки апробированы с позитивным результатом на группах животных тест-объектов и добровольцах-пробантах.
6. Сформирована программа производственного контроля, разработаны ТУ No 10.51.55-001- 26804530-2020 «Концентрат на основе молочной сыворотки», ТУ No 20.42.16-001-02067965-2021 «Шампунь для волос на основе гидролизованной молочной сыворотки» и ТИ No 1-2021 «Идентификация и прослеживаемость продукции». Определены показатели качества и безопасности линейки оригинальных рецептур инновационных косметических средств, доказана эффективность системы прослеживаемости для предотвращения попадания на рынок опасной для здоровья потребителя парфюмерно – косметической продукции в цепочке производства.
7. Способ производства разработанной линейки оригинальных
рецептур инновационных косметических средств на основе одного из видов вторичного молочного сырья – молочной сыворотки запатентован. Технико- экономические расчеты показали высокую экономическую эффективность разработанных технологий.
Актуальность темы исследования.
В соответствии с приоритетным направлением развития агропромышленного
комплекса задачей молочной отрасли является полное и рациональное
использование ценнейшего сельскохозяйственного сырья – молока, а также
продуктов его переработки.
Вторичное (побочное) молочное сырье (ВМС) – побочный продукт
переработки молока, молочный продукт с частично утраченными
идентификационными признаками или потребительскими свойствами и продукты,
отозванные в пределах их сроков годности, но соответствующие предъявляемым к
продовольственному сырью требованиям безопасности, предназначенные для
использования после переработки1.
При производстве сливок и сметаны ВМС является обезжиренное молоко,
при выработке масла – обезжиренное молоко и пахта, а при изготовлении сыра,
творога, казеина – сыворотка.
В процессе производства сыра, творога, казеина или белковых концентратов
происходит разделение молока на белково-жировые, белковые концентраты и
молочную сыворотку (МС).
Сыворотка составляет около 80 – 90 % от общего объема перерабатываемого
на белковые продукты молока и содержит около 50 % важных веществ, входящих
в состав молока-сырья: растворенные белки, лактозу, минеральные вещества,
витамины, небольшое количество высокодиспергированного молочного жира.
Состав МС колеблется в значительных пределах и зависит от вида
вырабатываемого продукта, массовой доли жира в исходном сырье и готовом
продукте. Основную часть сухих веществ (СВ) МС составляет лактоза, на долю
ГОСТ Р 52738-2007 Молоко и продукты переработки молока. Термины и определения. Москва: Стандартинформ,
2012.
которой приходится примерно 70%2,3,4,5. Белковые вещества и небелковые
азотистые соединения МС составляют до 15 % массы СВ, около 6 % занимает
молочный жир и оставшаяся часть – минеральные вещества6.
Проблема переработки МС актуальна как никогда. В России более 50 %
потребляемой сухой сыворотки приходится импортировать, а такие ингредиенты,
как фармакопейная лактоза, концентраты сывороточных белков, долгое время не
производились в стране и полностью закупались в других странах. Не говоря уже
об изоляте сывороточных белков и других продуктах более глубокой переработки
сыворотки7.
МС является одним из видов ВМС с проблематикой полного рационального
использования. Далее по тексту все исследования представлены на примере МС –
универсального сельскохозяйственного сырья по академику Н.Н. Липатову8.
Актуальная проблема рационального использования МС при создании
безотходных производств по законченному или замкнутому технологическим
циклам существует во многих странах и имеет заметную экологическую
составляющую. Основные мировые тренды переработки МС представлены на
рисунке 19.
Храмцов А.Г. Феномен молочной сыворотки: монография: монография. Санкт-Петербург: Профессия, 2011. С. 804. Dairy Processing Handbook. URL: https://diaspereira.weebly.com/ (Data access 13.04.2021). Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки: учеб. пособие. Москва: ДеЛи принт,
2004. С. 587. Варивода А.А. Молочная сыворотка мембранной обработки в технологии плавленых сыров // Международный
научно-исследовательский журнал. 2014. № 2-1(21). С. 80–84. Там же. С. 804.; Там же. С. 587.; Там же. С. 80–84. TageAffertsholt, Morten Fenger Whey Book 2014 – The Global Market for Whey and Lactose Ingredients 2014–2017. 3A
Business Consulting. August. 2014. 146 p. Сенкевич Т., Ридель К.Л. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе.
Москва: Агропромиздат, 1989. С. 270. Храмцов А.Г. Только вперед. К 65-летию профессора Ивана Алексеевича Евдокимова: монография. Ставрополь:
2020. С. 144.
Рисунок 1 – Структура переработки молочной сыворотки
По информации Международной Молочной Федерации (ММФ) мировое
производство МС достигает свыше 145 млн. т. В Европе и США на пищевые цели
перерабатывается свыше 80 % этого вида сырья. Лидерами по переработке
сыворотки в Европе являются Голландия (30%), Франция (25%) и Германия
(15%)10,11,12.
По данным аналитического агентства 3A Business Consulting продукты на
основе МС и лактозы продолжают показывать более высокие темпы роста объема
и стоимости по сравнению с рынком продовольствия и пищевых ингредиентов,
несмотря на кризисное состояние мировой экономики13.
В России промышленной переработке подвергается от 20 до 40 % МС (по
большей части – подсырной), остальная часть в основном утилизируется, что
значительно ухудшает экологическую обстановку регионов14,15,16,17,18. Таким
ИТС 45 – 2017 Производство напитков, молока и молочной продукции. Москва: Бюро НТД. 2017. Шендеров Б.А. Инновационные продукты и ингредиенты-драйверы молочного рынка // Молочная
промышленность. 2013. № 6. С. 62–66. Богомолова И.П., Коселова Е.У. Реализация стратегии диверсификации на предприятиях молочной отрасли //
Вестник ВГУИТ. 2012. № 2. С. 174–176. TageAffertsholt. Op. cit. ИТС 45 – 2017 Указ. Соч. Храмцов А.Г. Указ. соч. Топалов В.К. О переработке молочной сыворотки и внедрении наилучших доступных технологий // Переработка
молока. 2016. № 7. С. 17–19. Рынок молочной сыворотки имеет хорошие перспективы. Режим доступа: https://rg.ru/2010/10/12/syvorotka.html/
(дата обращения 24.10.2019). Евдокимов И.А. Анализ переработки молочной сыворотки и создание перспективных ресурсосберегающих
технологий // Наука. Инновации. Технологии. 2013. № 1. С. 37–44.
образом, проблема использования сыворотки неразрывно связана с проблемой
охраны окружающей среды.
Одним из инновационных направлений использования МС является
косметическая промышленность. МС, обладающая ценнейшим составом и
свойствами, может выступать в качестве основного ингредиента при создании
инновационных косметических средств (ИКС) для волос.
Степень разработанности темы исследования.
Переработке МС и получению функциональных продуктов на ее основе
посвящены работы М.С. Коваленко19, А.А. Розанова20, П.Ф. Крашенинина21, Н.Н.
Липатова22, А.Г. Храмцова23, М.В. Залашко24, Э.Ф. Кравченко25, И.А. Евдокимова26,
С.А. Рябцевой, А.Д. Лодыгина27, В.В. Молочникова28, Г.Б. Гаврилова29, Н.Б.
Гавриловой30, И.Ф. Горлова31, В.И. Ганиной32, Л.А. Забодаловой33, В.Д.
Коваленко М.С. Молочная сыворотка и продукты ее переработки. Москва: Министерство мясной и молочной
промышленности союза СССР, ВНИМИ, 1947. С. 88. Розанов А.А. Руководство по производству молочного сахара. Москва: Пищепромиздат. 1952. С. 56. Крашенинин П.Ф., Липатов Н.Н., Храмцов А.Г., Сергеев В.Н. Молочная сыворотка и направления ее
рационального использования. Москва: АгроНИИТЭИММП, 1992. С. 40. Липатов Н. Н. Основные направления научных исследований в молочной промышленности. Москва:
АгроНИИТЭИММП, 1992. С. 56. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Указ. Соч. Залашко М.В. Биотехнологии переработки молочной сыворотки. Москва: Агропромиздат. 1990. С. 192. Кравченко Э.Ф., Волкова Т.А., Чикалова О.А. Состояние и перспективы переработки и использования молочной
сыворотки в СССР и за рубежом. Москва: АгроНИИТЭИММП, 1989. С. 44. Банникова А.В., Евдокимов И.А. Функционально-технологические свойства сывороточных белковых продуктов:
влияние изменений условий среды и вида обработки // Молочная промышленность. 2015. №2. С. 44. Храмцов А.Г. Евдокимов И.А., Рябцева С.А., Лодыгин А.Д. и др. Научные основы получения бифидогенных
добавок из молочного белково-углеводного сырья. Хранение и переработка сельхоз. сырья. 2005. С. 39–43. Трухачев В.И., Молочников В.В. Орлова ТА. И др. Основополагающие принципы высокоэффективного
производства функциональных молочных продуктов // Вестник АПК Ставрополья. 2016. №3. С. 52–56. Гаврилов Г.Б. Технологии мембранных процессов переработки молочной сыворотки и создание продуктов с
функциональными свойствами. Москва: Изд-во Россельхозакадемии, 2006. С. 135. Гаврилова Н.Б., Пасько О.В., Каня И.П. и др. Научные и практические аспекты технологии производства молочно-
растительных продуктов. Омск: Вариант-Омск, 2006. С. 336. Горлов И.Ф., Карпенко Е.В., Сложенкина М.И. и др. Разработка новых способов производства продуктов питания
с новыми свойствами, в том числе функционального, лечебно-профилактического и диетического назначения для
различных групп населения: учебное пособие. Волгоград: ГНУ НИИММП, 2017. С. 66. Ганина В.И. К вопросу о функциональных продуктах питания // Молочная промышленность. 2018. № 3. С. 47. Забодалова Л.А. Инновационные технологии продуктов // Инновационные технологии в пищевой
промышленности: сборник статей III Всероссийской научно-практической конференции с международным
участием. Самара: СамГТУ, 2016. С. 93–95.
Харитонова34, В.В. Крючковой35, В.Ф. Семенихиной36, Н.А. Тихомировой37, К.К.
Полянского38 и др., а также работы зарубежных ученых Т. Senkevich и К.L. Ridel39,
Z. Berk40, O. Sagdic41, P. Chaikham42, Е. Bartkiene43, G. R. Gibson44, T.Mitsuoka45 и др.
На мировом и российском рынке определилась тенденция создания
косметических средств для волос на основе продуктов переработки ВМС, особенно
актуально использование МС.
За последние годы разработаны многофункциональные косметические
средства, защищенные патентами46,47,48. Однако научного обоснования таких
разработок в литературе не выявлено.
Харитонов В.Д., Будрик В.Г., Агаркова Е.Ю. Перспективы разработки новых функциональных молочных
продуктов для людей с непереносимостью белков молока // Молочная река. 2012. №4. С. 22. Контарева В.Ю., Крючкова В.В. Кисломолочные биопродукты с бифидогенными свойствами: технология
производства и профилактика дисбактериоза в эксперименте. Пос. Персиановский: ФГБОУ ВПО «Донской ГАУ».
2011. С. 102. Полянская И.С., Семенихина В.Ф. Классификация функциональных пищевых продуктов на молочной основе //
Молочная промышленность. 2017. №2. С. 56-58. Тихомирова Н.А. Специализированная пищевая продукция: качество и безопасность // Молочная
промышленность. 2017. №6. С. 38-42. Чусова А.Е., Новикова И.В., Полянский К.К. Социальная значимость и инновационное развитие напитков
специального назначения: Тактические и стратегические направления инновационного развития инструментов
товарного менеджмента и коммерции. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга». 2016. С.
104–113. Сенкевич Т., Ридель К.Л. Указ.соч. Zeki B. Food Process Engineering and Technology: Academic Press, 2013. Р. 720. Karaman K., Sagdic О., Durak М.Z. Use of phytase active yeasts and lactic acid bacteria isolated from sourdough in the
production of whole wheat bread // LWT-Food Science and Technology. 2018. Vol. 91. P. 557-567. Kemsawasd V., Chaikham Р. Survival of probiotics in soyoghurt plus mulberry (c.v. Chiang Mai 60) leaf extract during
refrigerated storage and their ability to tolerate gastrointestinal transit // LWT-Food Science and Technology. 2018. Vol.93.
Р. 94-101. Bartkiene E., Zavistanaviciute Р., Lele V. Lactobacillus plantarum LUHS135 and paracasei LUHS244 as functional starter
cultures for the food fermentation industry: Characterisation, mycotoxin-reducing properties, optimisation of biomass growth
and sustainable encapsulation by using dairy by-products // LWT-Food Science and Technology. 2018. Vol. 93. P. 649-658. Yuб L., Gibson G. R., Walton G. A three-stage continuous culture approach to study the impact of probiotics, prebiotics
and fat intake on faecal microbiota relevant to an over 60s population // Journal of Functional Foods. 2017. Vol.32. Р. 238-
247. Mitsuoka T. Development of Functional Foods // Bioscience of Microbiota, Food and Health. 2014. Vol.33. N3. Р. 117–
128. Патент № 2159104 Шампунь и способ его приготовления Российская Федерация : МПК A61K007/06 / П.А. Захаров
и др.; заявитель и патентообладатель ООО «Научно- производственный центр «ИВА»; заявл. 20.03.2000; опубл.
20.11.2000. Патент № 2170078 Натуральный шампунь “млечное диво” Российская Федерация / М.Я. Бурлев; заявитель и
патентообладатель М.Я. Бурлев; заявл. 29.11.2000; опубл. 11.07.2001. Патент № 2061469 Российская Федерация: МПК A61K7/50/. Шампунь и способ его приготовления / В.П. Глинский
и др.; заявитель и патентообладатель Красноармейский научно-исследовательский институт механизации, Научно-
внедренческое предприятие «Депитех»; заявл. 30.09.1994; опубл. 10.06.1996.
Разработка линейки оригинальных рецептур инновационных косметических
средств (ЛОРИКС) – шампуня, бальзама, маски для волос на основе концентратов
МС является актуальной и целесообразной.
Цель и задачи исследования.
Целью диссертационной работы является разработка биотехнологии
концентратов на основе вторичного (побочного) молочного сырья – молочной
сыворотки для использования в косметической промышленности.
В соответствии с поставленной целью и системным анализом состояния
вопроса в работе решались следующие основные задачи:
1. провести анализ литературы с целью изучения возможности применения
вторичного (побочного) молочного сырья в косметической
промышленности;
2. научно обосновать и экспериментально подтвердить возможность
применения ферментативно обработанной подсырной сыворотки для
получения концентратов с целью их использования в рецептурах
косметических средств для волос;
3. изучить направленный гидролиз лактозы в молочной сыворотки с
последующим культивированием дрожжей на полученных субстратах;
4. разработать технологию концентрата для косметических средств;
5. разработать рецептуры и технологии производства косметических средств
для волос на основе концентратов молочной сыворотки;
6. сформировать программу производственного контроля (ППК), разработать
комплект технической документации на производство косметических
средств (ТУ – технические условия, ТИ – технологическую инструкцию),
доказать эффективность системы прослеживаемости ЛОРИКС в цепочке
производства;
7. провести апробацию технологии в производственных условиях и
подтвердить эффективность реализации технологии производства
разработанных косметических средств экономическим эффектом.
Научная новизна.
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность
применения вторичного молочного сырья в косметической промышленности.
Установлено влияние концентрации ферментных препаратов, пивных дрожжей,
пивного сусла и параметров технологического процесса ферментации на
эффективность гидролиза лактозы и сывороточных белков. Экспериментально
обоснованы параметры основных технологических операций получения
концентрата молочной сыворотки для инновационных косметических средств.
Изучен состав аминокислот и витаминов в полученном концентрате.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Разработана рецептура, технология производства ИКС и комплект
технической документации: ТУ № 10.51.55-001- 26804530-2020 «Концентрат на
основе молочной сыворотки» (Приложение Б), ТУ № 20.42.16-001-02067965-2021
«Шампунь для волос на основе гидролизованной молочной сыворотки»
(Приложение В), ТИ № 1-2021 «Идентификация и прослеживаемость продукции»
(Приложение Г), внедренная на предприятии по выпуску парфюмерно–
косметической и санитарно–гигиенической продукции ООО «Бумфа Групп».
Положения диссертационного исследования могут найти применение в
практической деятельности на предприятиях молочной промышленности и
предприятиях по выпуску парфюмерно-косметической продукции (ПКП).
Методология и методы исследования.
Методологической основой являются труды отечественных и зарубежных
ученых в области реализации МС в промышленных масштабах. При выполнении
работы применялись стандартные и общепринятые методы лабораторного
контроля. Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью пакета
прикладных программ Microsoft Office 2016.
Основные положения, выносимые на защиту:
– теоретическое обоснование применения одного из видов ВМС –
молочной сыворотки в оригинальных рецептурах ИКС для волос;
– способ получения концентратов МС для ЛОРИКС;
– влияние состава и технологических этапов производства ИКС для
волос на показатели качества и безопасности.
Степень достоверности результатов подтверждается трехкратной
повторностью экспериментов с применением стандартных и общепринятых
методов исследований и статистической обработки полученных данных;
использованием современных поверенных приборов и оборудования, имеющих
установленный предел отклонений; проведением опытно-промышленных
испытаний.
Апробация результатов.
Основные результаты работы представлены на VII Международной научно-
практической конференции «Биотехнология: наука и практика» (г. Севастополь,
2019 г.) (Приложение К), на VIII Международной научно-практической
конференции молодых ученых и специалистов организации в сфере
сельскохозяйственных наук «Перспективные исследования и новые подходы к
производству и переработке сельскохозяйственного сырья и продуктов питания»
(г. Углич, 2019 г.), на Международной научно-практической конференции
«Современное состояние, перспективы развития агропромышленного комплекса и
производства специализированных продуктов питания» (г. Омск, 2020 г.), на
Международной научно-практической конференции «Инновационное
предпринимательство в цифровой экономике: опыт регионов» (г. Воронеж, 2020
г.), на Международном симпозиуме «Актуальные направления научных
исследований: технологии, качество и безопасность» (г. Кемерово, 2020 г.), на Х
Международной научно-практической конференции выставке Food Safety 2021
(Приложение Л).
По материалам диссертационной работы опубликовано (15) печатных
работ49,50,51,52,53, в том числе 2 научные статьи в рецензируемых научных изданиях,
рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, 2 – в журналах, входящих в базы
данных Scopus; получен патент РФ на изобретение № 2739351 от 23.12.2020 г.
«Шампунь на основе гидролизованной молочной сыворотки и способ его
производства»54 (Приложение А).
Опытно-промышленная выработка концентрата на основе ВМС проведена на
базе ООО «Хладокомбинат» г. Черкесск (Приложение Д).
Опытно-промышленная выработка шампуня на основе гидролизованной МС
проведена на базе ООО «Санаторий «Минеральные Воды-2» (Приложение Е).
Чикатуева М.А., Абакумова Е.А. Использование молочной сыворотки в косметологии. Современные достижения
биотехнологии. Актуальные проблемы молочного дела // Материалы V Международной научно-практической
конференции. Ставрополь: СКФУ, 2015. С. 441. Чикатуева М.А., Абакумова Е.А. Исследование возможности использования компонентов молочного и
растительного сырья в косметологии // Сборник материалов III-й ежегодной научно-практической конференции
«Университетская наука – Северо-Кавказскому региону». Ставрополь: СКФУ, 2015. С. 121–123. Чикатуева М.А., Абакумова Е.А. Применение вторичного молочного сырья в технологии шампуней.
Биоразнообразие, биоресурсы, вопросы химии, биотехнологии и здоровье населения Северо-Кавказского
населения» // Материалы IV-й ежегодной НПК «Университетская наука – региону» Северо-Кавказского
федерального университета. Ставрополь: СКФУ, 2016. С. 85–88. Чикатуева М.А., Абакумова Е.А. Применение вторичного молочного сырья в технологии шампуней.
Биоразнообразие, биоресурсы, вопросы химии, биотехнологии и здоровье населения Северо-Кавказского региона //
Материалы V (62-й) ежегодной научно-практической конференции «Университетская наука – региону» Северо-
Кавказского федерального университета. Ставрополь: СКФУ, 2017. С. 92–95. Чикатуева М.А., Храмцов А.Г., Абакумова Е. А. Биотехнологические основы получения и применения молочной
сыворотки, её компонентов и их производных в производстве косметических средств на примере шампуней.
Молекулярно-генетические и биотехнологические основы получения и применения синтетических и природных
биологически активных веществ // Нарочанские чтения: Материалы Международной научно-практической
конференции. Минск, 2017. С. 280–284. Патент № 2739351 Российская Федерация: МПК A61K8/00. Шампунь для волос на основе гидролизованной
молочной сыворотки и способ производства / М. А. Чикатуева и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное
государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Кавказский федеральный
университет»; заявл. 16.04.2020; опубл. 23.12.2020.
1. На основе анализа литературы показана возможность применения
вторичного (побочного) молочного сырья в косметической промышленности.
Методом априорного ранжирования обоснована целесообразность
применения сухой подсырной сыворотки в качестве основного компонента
для линейки косметических средств с улучшенными потребительскими
свойствами.
2. Обоснован выбор методов ферментации лактозы и белков
подсырной сыворотки с использованием β-галактозидазы, панкреатина и
пивных дрожжей. Изучено влияние концентрации водных растворов
молочной сыворотки на физико-химические и органолептические показатели
ферментированной основы для косметических средств по уходу за волосами и
установлена оптимальная концентрация на уровне 6 %.
3. Исследовано влияние концентрации пивного сусла на
эффективность направленной ферментации компонентов подсырной
сыворотки. Установлено, что внесение 50% пивного сусла приводит к
максимальному снижению концентрации углеводов до 3,21 %; повышению
концентрации белка до 0,79 г/л; высокому содержанию аминокислот
(аспарагиновой кислоты – 1645.336 нг/мл, серина – 613.435 нг/мл, пролина –
210599.075 нг/мл) и витаминов группы В ( В1 – 0,41 мг/л, В2 – 1,93 мг/л, В6 –
1,32 мг/л, В12 – 2,73 мг/л), необходимых для косметических средств для волос.
4. Разработана технология производства концентрата для
косметических средств (шампуня, бальзама, маски), предусматривающая
растворение сухой подсырной сыворотки, ее пастеризацию и охлаждение до
температуры ферментации, внесение β-галактозидазы, панкреатина, пивных
дрожжей и пивного сусла, сгущение в вакуум-выпарной установке до
содержания СВ 23 – 27 %. Разработана техническая документация на
концентрат на основе молочной сыворотки для косметических средств.
5. Предложены рецептуры инновационных косметических средств
(шампуня, бальзама, маски) для волос. В состав шампуня на основе
концентрата молочной сыворотки входят следующие ингредиенты: мыльный
компонент с консервантом, молочные протеины, витамины, морская соль,
пантенол, ацетилсалициловая кислота, репейное масло, отдушка. В рецептуру
бальзама на основе концентрата молочной сыворотки вносятся: цетеариловый
спирт и твин. В компонентный состав маски для волос на основе концентрата
молочной сыворотки добавляется карнаубский воск. Все предлагаемые
композиции на основе разработанного концентрата вторичного (побочного)
молочного сырья – молочной сыворотки апробированы с позитивным
результатом на группах животных тест-объектов и добровольцах-пробантах.
6. Сформирована программа производственного контроля,
разработаны ТУ № 10.51.55-001- 26804530-2020 «Концентрат на основе
молочной сыворотки», ТУ № 20.42.16-001-02067965-2021 «Шампунь для
волос на основе гидролизованной молочной сыворотки» и ТИ № 1-2021
«Идентификация и прослеживаемость продукции». Определены показатели
качества и безопасности линейки оригинальных рецептур инновационных
косметических средств, доказана эффективность системы прослеживаемости
для предотвращения попадания на рынок опасной для здоровья потребителя
парфюмерно – косметической продукции в цепочке производства.
7. Способ производства разработанной линейки оригинальных
рецептур инновационных косметических средств на основе одного из видов
вторичного молочного сырья – молочной сыворотки запатентован. Технико-
экономические расчеты показали высокую экономическую эффективность
разработанных технологий.
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АПК – Агропромышленный комплекс
ВМС – Вторичное молочное сырье
МС – Молочная сыворотка
ЗЦМ – Заменитель цельного молока
ММФ – Международная Молочная Федерация
СВ – сухие вещества
ИКС – инновационное косметическое средство
ЛОРИКС – линейка оригинальных рецептур инновационных косметических
средств
ППК – программа производственного контроля
ТУ – технические условия
ПИ – производственная инструкция
ПКП – парфюмерно-косметическая продукция
СКФУ – Северо-Кавказский федеральный университет
ФАО – Продовольственная и Сельскохозяйственная Организация
Объединенных Наций
БСА – бычий сывороточный альбумин
АК – аминокислота
СПС – сухая подсырная сыворотка
СПС РС – сухая подсырная сыворотка распылительной сушки
СМС – сухая молочная сыворотка
ОКПД – Общероссийский классификатор продукции
ПАВ – поверхностно-активные вещества
GMP – Good Manufacturing Practice; Надлежащая производственная практика
ФССС – ферментированная смесь сыворотки с суслом
ТР ТС – Технический регламент Таможенного союза
ВАК – Высшая аттестационная комиссия
ГОСТ – Государственный стандарт
ISO – International Organization for Standardization; Международная
организация по стандартизации
СанПиН – Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы
МУК – Методические указания
КОЕ – Колониеобразующая единица
КМАФАнМ – Количество мезофильных аэробных и факультативно-
анаэробных микроорганизмов
БГКП – Бактерии группы кишечной палочки
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!