SCIENTIFIC SUBSTITUTION OF THE USE OF A STABILIZING MILK-VEGETABLE ADDITIVE IN THE COMPOSITION OF EMULSION LIQUORS
DOI:
https://doi.org/10.31359/2312.3990.2026.39.1.48Keywords:
emulsion liqueurs, stabilizing milk-vegetable additive, whey ultrafiltrate, colloidal stabilityAbstract
Milk-based emulsion liqueurs are complex polydisperse colloidal systems whose quality, sensory characteristics, and shelf life are largely determined by their colloidal stability. Destabilization processes such as flocculation, coalescence, creaming, and phase separation are intensified in the presence of ethyl alcohol. A decisive role in these phenomena belongs to the milk protein fraction, especially whey proteins, which are highly sensitive to pH shifts, temperature fluctuations, and changes in ionic strength. This sensitivity significantly complicates formulation design and limits the technological flexibility of traditional milk-based emulsion liqueurs.
The study substantiates the feasibility of using a stabilizing milk-plant additive as a full or partial substitute for milk in milk-based emulsion liqueur technology. The stabilizing milk-plant additive is obtained from acid whey ultrafiltrate enriched with an extract of yacon (Smallanthus sonchifolius) leaves and further supplemented with sodium caseinate. The extraction of biologically active compounds from dried and ground yacon leaves into the whey ultrafiltrate was optimized using mathematical experimental design, taking into account particle size, hydromodule, pH, temperature, and extraction time. The efficiency of mass transfer was evaluated by dry matter content and physicochemical indicators of the extract.
Unlike conventional milk systems, the stabilizing milk-plant additive forms a controlled protein–carbohydrate matrix in which sodium caseinate performs the function of the primary emulsifier and stabilizer of the fat phase. Establishing an equivalent sodium caseinate content relative to milk casein enables functional imitation of the milk phase in liqueurs while compensating for the absence of the natural casein complex and eliminating the destabilizing effect of whey proteins under alcohol exposure.
The developed approach ensures stable physicochemical properties, improves emulsion stability and technological reliability, reduces caloric value, enhances functional characteristics due to plant-derived bioactive compounds, and expands the assortment of modern health-oriented alcoholic beverages.
Downloads
References
1. ДСТУ 4257:2021. Напої лікеро-горілчані. Технічні умови. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2021. 15 с.
DSTU 4257:2021. Napoi likero-horilchani. Tekhnichni umovy [Liqueur-vodka beverages. Technical conditions]. Kyiv: DP “UkrNDNC”, 2021. 15 p.
2. Голюєва Т. А., Кузьмін О. В., Неміріч О. В., Омельченко М. С. Якість емульсійних лікерів на рослинному молоці. Київ: НУБіП, 2025. С. 233–234.
Holuieva, T. A., Kuzmin, O. V., Nemirich, O. V., & Omelchenko, M. S. (2025). Yakisnistʹ emulʹsiynykh likeriv na roslynnomu molotsi [The quality of emulsion liqueurs based on plant milk]. In Innovatsiini tekhnolohiyi vyrobnytstva… (pp. 233–234). Kyiv: NUBiP.
3. Куниця К. В., Попов М. О., Гонтар Т. Б., Станкевич С. В., Забродіна І. В., Степанькова Г. В., Золотухіна О. О., Філенко О. М., Новожилова Т. Б., Нечипоренко Д. І. Визначення впливу складу емульсійних систем на основі конопляної олії на вміст продуктів окиснення при зберіганні. Eastern‑European Journal of Enterprise Technologies, Київ, 2024, 3(6(129)), С. 6–13. https://doi.org/10.15587/1729‑4061.2024.304466
Kunytsia, K. V., Popov, M. O., Hontar, T. B., Stankevych, S. V., Zabrodina, I. V., Stepanʹkova, H. V., Zolotukhina, O. O., Filenko, O. M., Novozhilova, T. B., & Nechyporenko, D. I. (2024). Vyznachennya vplyvu skladu emulʹsiynykh system na osnovi konoplyanoyi oliyi na vmist produktiv okysnennya pry zberihanni [Determination of the effect of emulsion composition on oxidation products during storage]. Eastern‑European Journal of Enterprise Technologies, 3(6 (129)), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729‑4061.2024.304466
4. Овчарук М. Т., Топчій О. А., Петрина А. Б. Формування ламелярної структури емульсій на основі гідролізованого лецитину та стеарату сахарози. Здоров’я людини і нації, Київ, 2025, 3(4), С. 40–51. https://doi.org/10.31548/humanhealth.4.2025.40
Ovcharuk, M. T., Topchii, O. A., & Petryna, A. B. (2025). Formuvannia lamelʹarnoi struktury emulʹsiy na osnovi hidrolizovanoho lytitsynu ta stearatu saharozy [Formation of lamellar structure of emulsions based on hydrolyzed lecithin and sucrose stearate]. Zdorovʹia lyudyny i natsiyi, 3(4), 40–51. https://doi.org/10.31548/humanhealth.4.2025.40
5. Острюк О. М., Кучеренко В. В., Олійник С. І. Фільтрування та стабілізація лікеро-горілчаних напоїв. Київ: НУХТ, 2022. С. 150.
Ostryk, O. M., Kucherenco, V. V., & Oliinyk, S. I. (2022). Filʹtruvannia ta stabilizatsiya likero‑horilʹchanykh napoyiv [Filtering and stabilization of liqueur-vodka beverages]. In Naukovi zdobutky molodi – … (pp. 150). Kyiv: NUKHT.
6. Олійник С. І., Дулька О. С., Небеська В. А. Стабілізуючі речовини у технології лікеро-горілчаного виробництва. Київ: УкрНДІспиртбіопрод, 2023. С. 44–47.
Oliinyk, S. I., Dulka, O. S., & Nebesʹka, V. A. (2023). Stabilizuyuchi rechovyny u tekhnologiyi likero‑horilʹchanoho vyrobnytstva [Stabilizing substances in liqueur‑vodka production technology]. In Suchasni aspekty vyrobnytstva … (pp. 44–47). Kyiv: UkrNDIspyrtbioprod.
7. Олійник С. І., Острюк О. М., Тарасюк Л. А. (2018). Стабілізація лікеро-горілчаних напоїв. Київ: НУХТ, 2018. С. 275.
Oliinyk, S. I., Ostryk, O. M., & Tarasiuk, L. A. (2018). Stabilizatsiya likero‑horilʹchanykh napoyiv [Stabilization of liqueur beverages]. In Naukovi zdobutky molodi… (pp. 275). Kyiv: NUKHT.
8. Остапчук В. І., Коваленко В. П., Куц А. М. Прогнозування стійкості лікеро-горілчаних напоїв. Наукові праці НУХТ, Київ, 2019, 25(2), 177–185.
Ostapchuk, V. I., Kovalenko, V. P., & Kuts, A. M. (2019). Prognozuvannia stiikosti likero‑horilʹchanykh napoyiv [Predicting stability of liqueur beverages]. Naukovi pratsi NUKHT, 25(2), 177–185.
9. Dickinson, E. (2006). Application of emulsifiers/stabilizers in dairy products of high rheology. Advances in Colloid and Interface Science, 123–126, 433–437. https://doi.org/10.1016/j.cis.2006.05.009
10. Freire, P., Zambrano, A., & Zamora, A. (2022). Thermal denaturation of milk whey proteins: A comprehensive review on rapid quantification methods being studied, developed and implemented. Dairy, 3(3), 500–512. https://doi.org/10.3390/dairy3030036
11. Деклараційний патент України на корисну модель № 155817 «Спосіб виробництва добавки молочно‑рослинної»: заявл. 23.11.2023, опубл. 11.04.2024, бюл. №15. A23C21/08. (Україна).
12. Kolesnyk, V., Polupan, V., Penkina, N., Sorokina, S., Akmen, V., Veretennikov, O., & Veretennikov, S. (2024). Substantiation of the dairy‑plant additives technology for use in functional products. Food Science and Technology, 18(4), 63–73. https://doi.org/10.15673/fst.v18i4.3145