─── Food technologies ─── ─── Ukrainian Journal of Food Science. 2013. Volume Issue 2 ─── 175 Technology development of kumis functional drink



Yüklə 322,79 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix04.06.2017
ölçüsü322,79 Kb.

───

 Food technologies ─── 

─── 


Ukrainian Journal of Food Science.  2013.  Volume 1. Issue 2 

───


 

175 


Technology development of kumis functional drink 

 

Ruslan Maksyutov, Elena Solovieva,  



Aleksandr Mamtsev, Valerii Kozlov 

 

Moscow state university of technology and management “Kiril Razumovsky”, 



Branch in Meleuz, Republic of Bashkortostan, Russia 

Bashkir regional branch of the International academy of agricultural education 

 

  ABSTRACT 



 

Keywords:

  

 

Kumis  



Drink 

Potassium 

Iodide 

Inulin 


 

Article history: 

 

Received 03.08.2013 

Received in revised form 

24.10.2013 

Accepted 23.12.2013 

Corresponding author: 

 

Elena Solovieva  

E-mail: 

solovyva25@yandex.ru 

 

Introduction.  The  purpose  of  this  work  is  to  develop 

the  production  technology  and  trade  analysis  assessment 

of kumis drink, which is functional food product. 

Materials  and  methods.  The  mare's  milk,  kumis, 

kumis drink made of cow's milk rich in iodine and inulin 

was  investigated.  The  content  of  mass  concentration  of 

iodine,  lead,  copper,  zinc  and  cadmium  in  them  using 

"Ecotest-VA" was determined. The antioxidant properties 

of  inulin  and  inulin-iodine  complex  were  determined  by 

the chemiluminescence analysis.  

Results  and  discussion.  New  objective  measure  of 

quality  trade  analysis  of  kumis  and  kumis  drinks  is 

developed. There has been developed a modified method 

for  the  chemiluminescence  analysis  using  1·10

-1

  M 


solution  of  azodiisobutyronitrile acting as  the  initiator  of 

free  radical  lipid  peroxidation.  The  method  of  rapid 

assessment  of  qualitative  characteristics  of  kumis  by 

chemiluminescence  analysis  has  been  given  scientific 

credence  –  it  determines  light  sum  and  the  maximum 

chemiluminescence luminosity in kumis. With the values 

ranging from 0,93 ± 0,07 pH to 2,17 ± 0,26 pH and from 

0,57 ± 0,05 pH to 1,92 ± 0,41 pH, the product is assessed 

as  a quality  product  having  preserved  a  biological  value. 

Production  technology  of  kumis  drink  enriched  with 

inulin and iodine  is  developed.  For  this technology  there 

has  been  carried  out  laboratory  and  industrial  testing. 

Experimental  models  of  iodine  deficiency  in  rats  show 

that  kumis  drink  rich  in  iodine  and  inulin,  gives 

physiological  activity.  The  calculation  of  economic 

efficiency  for  kumis  drink  production  is  defined. 

Implementation of development in dairy plants will allow 

to provide the population by health functional food. 



 

 

 



 

 

 



───

 Food technologies ─── 

─── 


Ukrainian Journal of Food Science.  2013.  Volume 1. Issue 2 

───


 

176 


Introduction 

 

Development  of  technologies  for  industrial  production  of  functional  food  products  is 



one of the priorities enunciated as a state policy of the Russian Federation № 1873 - p dated 

25.10.2010 "On the State Policy of the Russian Federation in the field of healthy nutrition 

for the period up to 2020". 

Lack  of  protein,  vitamins,  dietary  fiber, macro-  and micronutrients  in  the  diet  causes 

the growth of socially dangerous diseases. It is known that insufficient intake of iodine in 

the  human  body  leads  to  violations  in  the  structure  and  function  of  the  thyroid  gland, 

inadequate  production  of  thyroid  hormones  and  the  emergence  of  endemic  goiter  and 

diseases  associated  with  dysfunction  of  various  organs  and  systems,  an  imbalance  of  the 

immune  system.  Thus,  malfunction  of  the  thyroid  gland  causes  diseases  of  the  upper 

respiratory tract, and pulmonary tuberculosis particularly. 

It is known that kumis being a product of therapeutic and prophylactic purposes, refers 

to  a  high-performance  antituberculous  means.  Unfortunately,  mare's  milk  kumis  is 

produced only in the areas of Russian horse herd farming. In other areas mare’s milk is not 

produced due to lack of raw materials and the impossibility of its long-term storage, though 

the  need  for  kumis  is  very  substantial.  Therefore,  the  development  of  production 

technology  of  iodinated  kumis  drink,  as  close  as  possible  to  the  natural,  is  of  great  and 

social importance. Making kumis drink along with the organization of industrial production 

has broad prospects for its use as an effective functional beverage. 

The aim of this work is the development of production technology and trade analysis of 

iodinated kumis drink. 

In accordance with the purpose of the investigation, the aims of the study are stated as 

follows:  

- developing a method for rapid assessment of the quality characteristics of kumis and 

kumis drinks by chemiluminescence analysis; 

-  investigating  the  intensity  dynamics  of  lipid  peroxidation  in  kumis  drink  by 

chemiluminescence analysis, determining the concentration of malondialdehyde; 

- developing the formulation and production technology of iodinated kumis beverage; 

- carrying out a comprehensive trade analysis of kumis beverage; 

- assessing the economic efficiency of production of iodinated kumis beverage; 

- developing scientific and technical documentation for the iodinated kumis drink.  

 

Materials and methods 

 

This work has been carried out at the Branch of Razumovsky Moscow State University 



of Technology and Management in Meleuz in the Research Laboratory "Food Technology", 

accredited according to the analytical laboratory accreditation system GOST  R ISO / IEC 

17025-2006  (International  Standard  ISO  /  IEC  17025:2005),  on  the  basis  of  Production 

Laboratory  of  JSC  "Meleuz  Milk  Factory"  and  the  joint  expert  laboratory  of  the  National 

Union  of  Milk  Producers  "Soyuzmoloko".  The  objects  of  study  are:  mare's  milk,  kumis, 

kumis  drink  made  of  bovine  milk,  rich  in  iodine  and  inulin.  The  content  of  the  mass 

concentration of iodine, lead, copper, zinc and cadmium has been determined in the mare's 

milk,  kumis  and  kumis  drink,  it  was  done  with  the  device  "Ecotest-BA"  (Guidelines  № 

001-110-01, 001-91-00). To evaluate the antioxidative properties of inulin and inulin-iodine 

complex  by  the  chemiluminescence  analysis  there  were  used  model  test  systems  that 

simulated  formation  of  reactive  oxygen  species  and  lipid  peroxidation  reactions.  As  the 

model  system  1,  there  were  used  20  ml  of  phosphate  buffer  with  the  addition  of  sodium 



───

 Food technologies ─── 

─── 


Ukrainian Journal of Food Science.  2013.  Volume 1. Issue 2 

───


 

177 


citrate  and  luminol  (R.  Farkhutdinov,  2003).  As  the  model  system  2,  there  was  used  a 

suspension  of  egg-yolk  lipoproteins  containing  lipoprotein complexes  (G.  Klebanov  et  al, 

1988). 

 

Results and discussion 



 

In  developing  the  method  of  rapid  assessment  of  kumis  quality,  we  have  chosen  a 

method  based  on  the  study  of  super-weak  luminescence  intensity  of  the  objects  under 

investigation. 

In order to conduct trade analysis there were produced experimental batches of kumis 

beverage under JSC "Meleuz Milk Factory" – kumis drink with potassium iodide and inulin 

1.5% fat content - recipe number 1 (sample number 1), kumis drink with potassium iodide 

and inulin  0.05%  fat  - recipe  number  2  (sample number  2).  As  a  control  there  were  used 

kumis  drinks  fat  0.05%  (sample  number  3)  and  1.5%  (sample  number  4),  prepared 

according to the same recipes, but without adding potassium iodide and inulin. 

Kumis  drinks  were  stored  in  a  refrigerator  at  a  temperature  of  4  ±  2ºC.  Physical, 

chemical  and  organoleptic  characteristics  were  evaluated  in  the  samples,  their  safety  was 

determined  on  the  basis  of  microbiological  research,  as  well  as  the  intensity  of  lipid 

peroxidation.  

As  seen  in  Figure  1,  inulin  has  a  significant  effect  on  the  titratable  acidity  in  kumis 

drinks. So, if indicators of acidity in kumis drinks 1.5% fat and 0.05% without introducing 

inulin  increased  by  45.64  %  and  44.2  %,  in  kumis  drinks  containing  inulin  the  similar 

figure increased respectively by 57.1 % and 55.4 % on the 10th day. Consequently, inulin 

has an inhibitory effect on the formation of free fatty acids and other acidic compounds in 

the functional food product. 



0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 day

5 day

10 day

Sample 1

Sample 2

Sample 3

Sample 4

 

Figure 1. Titratable acidity indicators. 



 

 

Results of studies for determining fat, protein, MSNF (milk solids non-fat) and density 

on  the  10th  day  of  storage  showed  that  they  did  not  significantly  change  during  storage, 

remaining  within  a  similar  data  determined  on  the  5th  day  of  storage.  Consequently,  the 

introduction  of  inulin  and  potassium  iodide  in  the  kumis  drinks  1.5%  fat  and  0.05% 

contributes to the preservation of physical and chemical parameters. 



───

 Food technologies ─── 

─── 


Ukrainian Journal of Food Science.  2013.  Volume 1. Issue 2 

───


 

178 


The  results  of  organoleptic  examination  of  kumis  beverages  enriched  according  to 

recipes  number  1  and  number  2  on  the  10th  day  of  storage  are  as  follows:  the  taste  is 

specific, fermented, refreshing, with the flavour and smell of  yeast, a little spicy, nipping, 

without  foreign  tastes  and  odors;  the  consistency  presents  homogeneous,  aerated  and 

slightly  foaming liquid with impaired clot. Kumis drinks without inulin, that is samples 3 

and 4, had a sour taste and smell. 

From  the  results  obtained  in  determining  the  level  of  toxic  elements,  aflatoxin  M

1



pesticides, antibiotics and microbiological parameters it is revealed that kumis drink rich in 

iodine and inulin is safe to use and meets the Sanitary Standards 2.3.2. - 1078 - 2003. 

Kumis  drink  enriched  with  potassium  iodide  and  inulin  is  produced  by  the  reservoir 

method. The main technological stages of production are: acceptance, preparation of kumis 

mixture,  homogenization,  pasteurization,  enrichment  of  kumis  mixture  with  potassium 

iodide and inulin, fermentation, acidification, filling, packing, cooling and maturation. 

Milk  is  separated  and  then  sent  for  recycling.  Dry  cheese  whey  is  reduced  in  the 

drinking water, heated to 50-55 °C until the mass fraction of solids comprises at least 9.5 

%. After that it is pasteurized at a temperature of 70-74 °C with exposure to 15-20. Other 

raw  milk  is  pasteurized  at  a  temperature  of  83-87  °C  with  exposure  to  15-20. 

Homogenization of the mixture takes place at a temperature of 61- 65 °C and at pressure of 

10-12 mPas.  Potassium  iodide and  inulin  are introduced  into  the mixture  cooled  to  31-35 

°C. 

For  fermentation  the  production  fermentation  mixture  is  applied,  it  consists  of 



acidophilous bacteria, Lactobacilli bulgaricus, and milk yeast in a ratio of 2:2:1 introduced 

in an amount of 0.9 liters per 3.0 liters of the mixture (from 20 % to 30% of the weight of 

the  fermenting mixture)  with the  expectation that the  acidity  of  fermented  mixture  makes 

50-60 


o

T. Fermentation continues till acidity rises to 68-70 

o

T maintaining temperature of 



26-30  °C,  then  the  product  is  poured  into  a  consumer  package,  hermetically  sealed  and 

placed  on  a  maturation  period  of  2-2.5  hours  at  a  temperature  of  (28  ±  2)°C.  Ripened 

product  in  a  consumer  package  is  placed  in  a  cooling  chamber  for  cooling  to  the 

temperature  of  (2-4)  °C.  When  this  temperature  is  reached,  the  shelf  life  of  the  product 

makes 10 days. 

 

Conclusions 

 

Studies on the development of production technology of iodinated kumis drink lead to 



the following conclusions: 

1. A new objective trade index for making quality analysis of kumis and kumis drinks 

is suggested, it is based on the study of super-weak luminescence intensity of the product. 

The modified method of the chemiluminescence assay has been worked out. This method 

uses 1·10

-1

 M solution of azodiisobutyronitrile as initiator of free radical lipid peroxidation. 



2.  The  method  of  rapid  assessment  of  qualitative  characteristics  of  kumis  by 

chemiluminescence  analysis  is  given  scientific  credence:  the  light  sum  and  maximum 

luminosity  of  kumis  chemiluminescence  is  determined.  Ranging  from  0,93  ±  0,07  pH  to 

2,17  ±  0,26 pH  and  from  0,57  ±  0,05  pH  to  1,92  ±  0,41pH  the  product  is  evaluated  as  a 

quality product having a definite biological value. 

3. In experimental models of iodine deficiency in rats, it is shown that kumis beverage 

enriched with inulin and iodine is characterized by a physiological activity. 

4. The choice of inulin for giving antioxidant properties to kumis drinks is proved. It is 

found  that  inulin  inhibits  the  processes  of  formation  of  ROS  (reactive  oxygen  species)  in 

the  model  test  system,  reducing  the  light  sum  emission  by  40.4  %,  the  amplitude  of  the 



───

 Food technologies ─── 

─── 


Ukrainian Journal of Food Science.  2013.  Volume 1. Issue 2 

───


 

179 


flash by 79.4 %, and the maximum luminosity by 48.7 % relative to the control, which is 

used as a test system containing no inulin. 

5. Laboratory and industrial testing of developed technology of kumis drinks enriched 

with inulin and iodine is carried out under JSC "Meleuz Milk Factory". 

6. There has been developed and approved regulatory and technical documentation for 

kumis  drink,  rich  in  iodine  and  inulin,  in  "Bashkir  center  for  certification  and  expertise" 

Ltd. 

 

References 

 

1.  G.A. Donskaya (2007), Functional Dairy Products, Dairy industry. 3. pp. 52-53. 

2.  (2001),  Milk  and  milk  products:  Common  methods  of  analysis.  -  Moscow:  Publishing 

standards IEC 2001. - pp. 24-25, 99-100. 

3.  L.S.  Namazova,  I.V.  Shirokov    (2008),  Prevention  of  iodine  deficiency  diseases, 

Pediatric pharmacology, 5(2), pp.108-111. 

4.  R.R.  Farkhutdinov,  S.I.  Tevtoradze,  J.L.  Baimurzina  etc.  (2004),  Determination  of 

antioxidant  activity  by  detecting  chemiluminescence,  Methods  of  evaluation  of  the 

antioxidant  activity  of  biologically  active  substances  of  medical  and  preventive 

destination: Sat of reports, Moscow, pp. 125-147. 

5.  M.V.  Perkovets  (2007),  Dairy  products  with  inulin  and  oligofructose,  Dairy  industry

11, pp. 64-66. 

6.  S.L. Plavinsky, S.I. Plavinskaya  (2004), The role of antioxidants in the treatment and 

prevention of human diseases, Russian family doctor, 8(2), pp. 65-75. 

7.  A.G. Shamaev (2007), Kumis, Kitap, Ufa. 

8.  T.  Longvah,  G.S.  Toteja,  A.  Upadhyay.  (2013),  Iodine  content  in  bread,  milk and the 

retention of inherent iodine in commonly used Indian recipes, Food Chemistry, 136(2), 

pp. 384-388. 

9.  M. Haldimann, A. Alt., A. Blanpp, K. Blondeau (2005), Iodine content of food groups, 



Journal of Food Composition and Analysis, 18(6), pp. 461-471. 

10. P.R. Bhagat, R. Acharya, A.G. Nair, A.K. Pandey, N.S. Rajurkar, A.V.R. Reddy (2009), 

Estimation  of  iodine  in  food,  food  products  and  salt  using  ENAA,  Food  Chemistry

115(2), pp. 706-710. 

11. A.L Rauma, M.L Törmälä, M. Nenonen, O. Hänninen (1994), Iodine status in vegans 

consuming a living food diet, Nutrition Research, 14(12), pp. 1789-1795. 

12. Elena  Korobova  (2010),  Soil  and  landscape  geochemical  factors  which  contribute  to 

iodine spatial distribution in the main environmental components and food chain in the 

central Russian plain, Journal of Geochemical Exploration, 107(2), pp. 180-192. 

13. Ingrid Barikmo, Sigrun Henjum, Lisbeth Dahl, Arne Oshaug, Liv Elin Torheim (2001), 

Environmental  implication  of  iodine  in  water,  milk  and  other  foods  used  in  Saharawi 

refugees camps in Tindouf, Algeria, Journal of Food Composition and Analysis, 24(4-

5). 

14. Shou-Zhuo Yao, Po Chen, Wan-Zhi Wei (1999), A quartz crystal microbalance method 



for the determination of iodine in foodstuffs, Food Chemistry, 67(3), pp. 311-316. 

15. Ray J. Winger., Jürgen König., Don A. House (2008), Technological issues associated 

with iodine fortification of foods, Trends in Food Science & Technology, 19(2), pp. 94-

101. 


16. T Longvah., Y.G Deosthale (1998), Iodine content of  commonly consumed foods and 

water  from  the  goitre-endemic  northeast  region  of  India,  Food  Chemistry,  61(3),  pp. 

327-331. 


───

 Food technologies ─── 

─── 


Ukrainian Journal of Food Science.  2013.  Volume 1. Issue 2 

───


 

180 


17. Neslihan Ekinci, Raci Ekinci, Yusuf Sahin (2002), Determination of iodine and calcium 

concentrations  in  the  bread  improver  using  EDXRF,  Journal  of  Quantitative 



Spectroscopy and Radiative Transfer, 74(6), pp. 783-787. 


Yüklə 322,79 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2020
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə