##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Промислове виробництво сухих порошкових харчових продуктів методом розпилювання є одним з методів, які широко використовується в Україні і за кордоном. Розпилювальне сушіння має ряд переваг порівняно до інших способів завдяки ефективності процесів тепловогопереносу можливості виробництва порошкової продукції високої якості і біологічної цінності. Частою проблемою при розпилювальному сушінні водних дисперсій харчових продуктів є виникнення в процесі сушіння адгезійних і когезійних властивостей, що призводить до налипання частинок на поверхні стінки камери сушильної установки або утворення агломератів сухих частинок. Розвиток таких властивостей дає негативні наслідки на течію процесу тепловологопереносу, якість готового порошкового продукту і енергоефективність всієї технології сушіння. До продуктів з високими адгезійними і когезійними властивостями відноситься фруктово-овочева харчова сировина, що містить велику кількість низькомолекулярних вуглеводів, а також органічні кислоти. Метою роботи було проведення аналізу факторів, що впливають на зниження адгезійних і когезійних властивостей багатокомпонентних рідких харчових матеріалів при розпилювальному сушінні, а також ефективність застосування вуглеводних та білкових харчових добавок в якості структуроутворюючих агентів-носіїв. До найбільш ефективних носіїв відносяться високомолекулярні вуглеводи (мальтодекстрини, циклодекстрини, гуміарабік, інулін); молочні і соєві білки або їх поєднання. Наведений короткий огляд свідчить про те, що використання таких речовин дозволяє частково запобігти протіканню адгезійних і когезійних процесів під час сушіння, покращити умови тепловологопереносу, отримати високий вихід і якість готового порошку, а також за рахунок мікрокапсулювання знизити вплив високих температур і збільшити відсоток збереження термочутливих біологічно активних речовин в сухому порошку.
Ключові слова:
розпилювальне сушіння, адгезія, когезія, фруктово-овочеві порошки, структуруючі добавки
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Як цитувати
Авдєєва, Л., Декуша, Г., Турчина, Т., & Макаренко, А. (2026). СПОСОБИ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ АДГЕЗІЇ ПРИ РОЗПИЛЮВАЛЬНОМУ СУШІННІ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ РІДКИХ ХАРЧОВИХ МАТЕРІАЛІВ. Scientific Works, 90(1), 14-21. https://doi.org/10.15673/swonaft.v90i1.3604
Розділ
Статті
Посилання
1. Dolinskiy, A. A., & Maletskaya, K. D. (2011). Raspylitelnaya sushka (Vol. 1, Teplofizicheskie osnovy. Metody intensifikatsii i energosberezheniya). Akademperiodika.
2. Dolinskiy, A. A., & Maletskaya, K. D. (2011). Raspylitelnaya sushka (Vol. 2, Teplotekhnologii i oborudovanie dlya polucheniya poroshkovykh materialov). Akademperiodika.
3. Rahman, N. F. N. N. A., Zubairi, S. I., Hashim, H., & Yaakob, H. (2024). Review article revolutionizing spray drying: An in-depth analysis of surface stickiness trends and the role of physicochemical innovations in boosting productivity. Journal of Food Quality, 2024(1), Article 8929464. DOI: https://doi.org/10.1155/2024/8929464
4. Muzaffar, K., Naik, G. A., & Kumar, P. (2015). Stickiness problem associated with spray drying of sugar and acid rich foods: A mini review. Journal of Nutrition & Food Sciences, 5(Suppl 12), Article S12-003. https://doi.org/10.4172/2155-9600.S12-003
5. O’Callaghan, D., & Hogan, S. (2013). The physical nature of stickiness in the spray drying of dairy products—a review. Dairy Science & Technology, 93(4), 331–346. DOI: https://doi.org/10.1007/s13594-013-0114-9
6. Dolinskiy, A. A. (2015). Mikro- i nanourovnevye protsessy v tekhnologiyakh DIVE. Akademperiodika.
7. Sharkova, N. O., Zhukotskyi, E. K., Dekusha, H. V., & Kostianets, L. O. (2017). Doslidzhennia dynamichnoi viazkosti vodnoi suspensii plodovoho tila hryba shiitake [Investigation of the dynamic viscosity of an aqueous suspension of the shiitake mushroom fruit body]. Scientific Works of NUFT, 23(6), 219–225. https://doi.org/10.24263/2225-2924-2017-23-6-28
8. Sobulska, M., & Zbicinski, I. (2020). Advances in spray drying of sugar-rich products. Drying Technology, 39(12), 1774–1799. https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1832513
9. Dolinsky, A., Maletskaya, K., & Snezhkin, Y. (2000). Fruit and vegetable powders production technology on the bases of spray and convective drying methods. Drying Technology, 18(3), 747–758. https://doi.org/10.1080/07373930008917735
10. Saavedra-Leos, M. Z., Leyva-Porras, C., Araujo-Díaz, S. B., Toxqui-Terán, A., & Borrás-Enríquez, A. J. (2015). Technological application of maltodextrins according to the degree of polymerization. Molecules, 20(12), 21067–21081. https://doi.org/10.3390/molecules201219746
11. iao, Z., Xia, J., Zhao, Q., Niu, Y., & Zhao, D. (2022). Maltodextrin as wall material for microcapsules: A review. Carbohydrate Polymers, 298, Article 120113. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.120113
12. Hofman, D. L., van Buul, V. J., & Brouns, F. J. P. H. (2015). Nutrition, health, and regulatory aspects of digestible maltodextrins. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(12), 2091–2100. https://doi.org/10.1080/10408398.2014.940415
13. Adhikari, B., Howes, T., Bhandari, B. R., & Truong, V. (2004). Effect of addition of maltodextrin on drying kinetics and stickiness of sugar and acid-rich foods during convective drying: Experiments and modelling. Journal of Food Engineering, 62(1), 53–68. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(03)00171-7
14. Adhikari, B., Howes, T., Wood, B., & Bhandari, B. (2009). The effect of low molecular weight surfactants and proteins on surface stickiness of sucrose during powder formation through spray drying. Journal of Food Engineering, 94(2), 135–143. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.01.022
15. Lingua, M. S., Salomón, V., Baroni, M. V., Blajman, J. E., Maldonado, L. M., & Páez, R. (2021). Effect of spray drying on the microencapsulation of blueberry natural antioxidants. Proceedings, 70(1), Article 26. https://doi.org/10.3390/foods_2020-07683
16. Watson, M. A., Lea, J. M., & Bett-Garber, K. L. (2017). Spray drying of pomegranate juice using maltodextrin/cyclodextrin blends as the wall material. Food Science & Nutrition, 5(3), 820–826. https://doi.org/10.1002/fsn3.467
17. Čulina, P., Zorić, Z., Garofulić, I. E., Repajić, M., Dragović-Uzelac, V., & Pedisić, S. (2023). Optimization of the spray-drying encapsulation of sea buckthorn berry oil. Foods, 12(13), Article 2448. https://doi.org/10.3390/foods1213244 8
18. Rukluarh, S., Kanjanapongkul, K., Panchan, N., & Niumnuy, C. (2019). Effect of inclusion conditions on characteristics of spray dried whey protein hydrolysate/γ-cyclodextrin complexes. Journal of Food Science and Agricultural Technology, 5, 5–12.
19. Turchyna, T. Y., Zhukotskyi, E. K., Kostianets, L. O., & Makarenko, A. A. (2019). Modeliuvannia vplyvu β-tsyklodekstrynu yak strukturuiuchoi dobavky na kinetyku sushinnia vodnoi suspensii hryba shiitake [Modeling the effect of β-cyclodextrin as a structuring additive on the drying kinetics of an aqueous suspension of shiitake mushroom]. Scientific Works, 83(1), 152–156. https://doi.org/10.15673/swonaft.v83i1.1434
20. Turchyna, T., Zhukotskyi, E., Avdieieva, L., & Dekusha, H. (2021). Regulation structural and mechanical properties of shiitake mushroom suspension as an object of spray drying. Food Science and Technology, 15(2), 133–142. https://doi.org/10.15673/fst.v15i2.2029
21. Yang, Y., Zhu, Q., Bera, H., Abbasi, Y. F., Wei, L., Deng, X., Cun, D., & Yang, M. (2026). Hydroxypropyl-$\beta$-cyclodextrin as a multifunctional excipient for enhancing stability and aerosol performance of spray-dried protein formulations. International Journal of Pharmaceutics, 694, Article 126729. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2026.126729
22. Subtil, S. F., Rocha-Selmi, G. A., Thomazini, M., Trindade, M. A., Netto, F. M., & Favaro-Trindade, C. S. (2014). Effect of spray drying on the sensory and physical properties of hydrolysed casein using gum arabic as the carrier. Journal of Food Science and Technology, 51(9), 2014–2021. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0722-z
23. Araújo, H. C. S., Jesus, M. S., Leite Neta, M. T. S., Gualberto, N. C., Matos, C. M. S., Rajan, M., & et al. (2021). Effect of maltodextrin and gum arabic on antioxidant activity and phytochemical profiles of spray-dried powders of sapota (Manilkara zapota) fruit juice. Drying Technology, 39(3), 392–404. https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1839487
24. Gomes, J., Serrano, C., Oliveira, C., Dias, A., & Moldão, M. (2021). Thermal and light stability of anthocyanins from strawberry by-products non-encapsulated and encapsulated with inulin. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 20(1), 79–92. https://doi.org/10.17306/J.AFS.0878
25. Saavedra-Leos, M. Z., Román-Aguirre, M., Toxqui-Terán, A., Espinosa-Solís, V., Franco-Vega, A., & Leyva-Porras, C. (2022). Blends of carbohydrate polymers for the co-microencapsulation of Bacillus clausii and quercetin as active ingredients of a functional food. Polymers, 14(2), Article 236. https://doi.org/10.3390/polym14020236
26. Hogan, S. A., & O’Callaghan, D. J. (2010). Influence of milk proteins on the development of lactose-induced stickiness in dairy powders. International Dairy Journal, 20(3), 212–221. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.11.002
27. Silalai, N., & Roos, Y. H. (2010). Roles of water and solids composition in the control of glass transition and stickiness of milk powders. Journal of Food Science, 75(5), E285–E296. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2010.01652.x
28. Nguyen, T. V. A., Duc, T. V. T., Chung, N. D., Thao, D. T. T., Thắng, N. Q., Long, P. T., & Van, T. L. (2026). Spray-dried maltodextrin–$\gamma$-cyclodextrin microcapsules of garlic essential oil: Release kinetics and application in shelf-life extension of Nem Chua Hue. Journal of Applied Biology & Biotechnology, 14(3). https:doi.org/10.7324/JABB.2026.304654
29. Arumugham, T., Krishnamoorthy, R., AlYammahi, J., Hasan, S. W., & Banat, F. (2023). Spray dried date fruit extract with a maltodextrin/gum arabic binary blend carrier agent system: Process optimization and product quality. International Journal of Biological Macromolecules, 238, Article 124340. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124340
30. Araujo-Díaz, S. B., Leyva-Porras, C., Aguirre-Bañuelos, P., Álvarez-Salas, C., & Saavedra-Leos, M. Z. (2017). Evaluation of the physical properties and conservation of the antioxidants content, employing inulin and maltodextrin in the spray drying of blueberry juice. Carbohydrate Polymers, 167, 317–325.https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.03.065
31. Li, K., Pan, B., Ma, L., Miao, S., & Ji, J. (2020). Effect of dextrose equivalent on maltodextrin/whey protein spray-dried powder microcapsules and dynamic release of loaded flavor during storage and powder rehydration. Foods, 9(12), Article 1878. https://doi.org/10.3390/foods9121878
2. Dolinskiy, A. A., & Maletskaya, K. D. (2011). Raspylitelnaya sushka (Vol. 2, Teplotekhnologii i oborudovanie dlya polucheniya poroshkovykh materialov). Akademperiodika.
3. Rahman, N. F. N. N. A., Zubairi, S. I., Hashim, H., & Yaakob, H. (2024). Review article revolutionizing spray drying: An in-depth analysis of surface stickiness trends and the role of physicochemical innovations in boosting productivity. Journal of Food Quality, 2024(1), Article 8929464. DOI: https://doi.org/10.1155/2024/8929464
4. Muzaffar, K., Naik, G. A., & Kumar, P. (2015). Stickiness problem associated with spray drying of sugar and acid rich foods: A mini review. Journal of Nutrition & Food Sciences, 5(Suppl 12), Article S12-003. https://doi.org/10.4172/2155-9600.S12-003
5. O’Callaghan, D., & Hogan, S. (2013). The physical nature of stickiness in the spray drying of dairy products—a review. Dairy Science & Technology, 93(4), 331–346. DOI: https://doi.org/10.1007/s13594-013-0114-9
6. Dolinskiy, A. A. (2015). Mikro- i nanourovnevye protsessy v tekhnologiyakh DIVE. Akademperiodika.
7. Sharkova, N. O., Zhukotskyi, E. K., Dekusha, H. V., & Kostianets, L. O. (2017). Doslidzhennia dynamichnoi viazkosti vodnoi suspensii plodovoho tila hryba shiitake [Investigation of the dynamic viscosity of an aqueous suspension of the shiitake mushroom fruit body]. Scientific Works of NUFT, 23(6), 219–225. https://doi.org/10.24263/2225-2924-2017-23-6-28
8. Sobulska, M., & Zbicinski, I. (2020). Advances in spray drying of sugar-rich products. Drying Technology, 39(12), 1774–1799. https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1832513
9. Dolinsky, A., Maletskaya, K., & Snezhkin, Y. (2000). Fruit and vegetable powders production technology on the bases of spray and convective drying methods. Drying Technology, 18(3), 747–758. https://doi.org/10.1080/07373930008917735
10. Saavedra-Leos, M. Z., Leyva-Porras, C., Araujo-Díaz, S. B., Toxqui-Terán, A., & Borrás-Enríquez, A. J. (2015). Technological application of maltodextrins according to the degree of polymerization. Molecules, 20(12), 21067–21081. https://doi.org/10.3390/molecules201219746
11. iao, Z., Xia, J., Zhao, Q., Niu, Y., & Zhao, D. (2022). Maltodextrin as wall material for microcapsules: A review. Carbohydrate Polymers, 298, Article 120113. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.120113
12. Hofman, D. L., van Buul, V. J., & Brouns, F. J. P. H. (2015). Nutrition, health, and regulatory aspects of digestible maltodextrins. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(12), 2091–2100. https://doi.org/10.1080/10408398.2014.940415
13. Adhikari, B., Howes, T., Bhandari, B. R., & Truong, V. (2004). Effect of addition of maltodextrin on drying kinetics and stickiness of sugar and acid-rich foods during convective drying: Experiments and modelling. Journal of Food Engineering, 62(1), 53–68. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(03)00171-7
14. Adhikari, B., Howes, T., Wood, B., & Bhandari, B. (2009). The effect of low molecular weight surfactants and proteins on surface stickiness of sucrose during powder formation through spray drying. Journal of Food Engineering, 94(2), 135–143. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.01.022
15. Lingua, M. S., Salomón, V., Baroni, M. V., Blajman, J. E., Maldonado, L. M., & Páez, R. (2021). Effect of spray drying on the microencapsulation of blueberry natural antioxidants. Proceedings, 70(1), Article 26. https://doi.org/10.3390/foods_2020-07683
16. Watson, M. A., Lea, J. M., & Bett-Garber, K. L. (2017). Spray drying of pomegranate juice using maltodextrin/cyclodextrin blends as the wall material. Food Science & Nutrition, 5(3), 820–826. https://doi.org/10.1002/fsn3.467
17. Čulina, P., Zorić, Z., Garofulić, I. E., Repajić, M., Dragović-Uzelac, V., & Pedisić, S. (2023). Optimization of the spray-drying encapsulation of sea buckthorn berry oil. Foods, 12(13), Article 2448. https://doi.org/10.3390/foods1213244 8
18. Rukluarh, S., Kanjanapongkul, K., Panchan, N., & Niumnuy, C. (2019). Effect of inclusion conditions on characteristics of spray dried whey protein hydrolysate/γ-cyclodextrin complexes. Journal of Food Science and Agricultural Technology, 5, 5–12.
19. Turchyna, T. Y., Zhukotskyi, E. K., Kostianets, L. O., & Makarenko, A. A. (2019). Modeliuvannia vplyvu β-tsyklodekstrynu yak strukturuiuchoi dobavky na kinetyku sushinnia vodnoi suspensii hryba shiitake [Modeling the effect of β-cyclodextrin as a structuring additive on the drying kinetics of an aqueous suspension of shiitake mushroom]. Scientific Works, 83(1), 152–156. https://doi.org/10.15673/swonaft.v83i1.1434
20. Turchyna, T., Zhukotskyi, E., Avdieieva, L., & Dekusha, H. (2021). Regulation structural and mechanical properties of shiitake mushroom suspension as an object of spray drying. Food Science and Technology, 15(2), 133–142. https://doi.org/10.15673/fst.v15i2.2029
21. Yang, Y., Zhu, Q., Bera, H., Abbasi, Y. F., Wei, L., Deng, X., Cun, D., & Yang, M. (2026). Hydroxypropyl-$\beta$-cyclodextrin as a multifunctional excipient for enhancing stability and aerosol performance of spray-dried protein formulations. International Journal of Pharmaceutics, 694, Article 126729. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2026.126729
22. Subtil, S. F., Rocha-Selmi, G. A., Thomazini, M., Trindade, M. A., Netto, F. M., & Favaro-Trindade, C. S. (2014). Effect of spray drying on the sensory and physical properties of hydrolysed casein using gum arabic as the carrier. Journal of Food Science and Technology, 51(9), 2014–2021. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0722-z
23. Araújo, H. C. S., Jesus, M. S., Leite Neta, M. T. S., Gualberto, N. C., Matos, C. M. S., Rajan, M., & et al. (2021). Effect of maltodextrin and gum arabic on antioxidant activity and phytochemical profiles of spray-dried powders of sapota (Manilkara zapota) fruit juice. Drying Technology, 39(3), 392–404. https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1839487
24. Gomes, J., Serrano, C., Oliveira, C., Dias, A., & Moldão, M. (2021). Thermal and light stability of anthocyanins from strawberry by-products non-encapsulated and encapsulated with inulin. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 20(1), 79–92. https://doi.org/10.17306/J.AFS.0878
25. Saavedra-Leos, M. Z., Román-Aguirre, M., Toxqui-Terán, A., Espinosa-Solís, V., Franco-Vega, A., & Leyva-Porras, C. (2022). Blends of carbohydrate polymers for the co-microencapsulation of Bacillus clausii and quercetin as active ingredients of a functional food. Polymers, 14(2), Article 236. https://doi.org/10.3390/polym14020236
26. Hogan, S. A., & O’Callaghan, D. J. (2010). Influence of milk proteins on the development of lactose-induced stickiness in dairy powders. International Dairy Journal, 20(3), 212–221. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.11.002
27. Silalai, N., & Roos, Y. H. (2010). Roles of water and solids composition in the control of glass transition and stickiness of milk powders. Journal of Food Science, 75(5), E285–E296. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2010.01652.x
28. Nguyen, T. V. A., Duc, T. V. T., Chung, N. D., Thao, D. T. T., Thắng, N. Q., Long, P. T., & Van, T. L. (2026). Spray-dried maltodextrin–$\gamma$-cyclodextrin microcapsules of garlic essential oil: Release kinetics and application in shelf-life extension of Nem Chua Hue. Journal of Applied Biology & Biotechnology, 14(3). https:doi.org/10.7324/JABB.2026.304654
29. Arumugham, T., Krishnamoorthy, R., AlYammahi, J., Hasan, S. W., & Banat, F. (2023). Spray dried date fruit extract with a maltodextrin/gum arabic binary blend carrier agent system: Process optimization and product quality. International Journal of Biological Macromolecules, 238, Article 124340. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124340
30. Araujo-Díaz, S. B., Leyva-Porras, C., Aguirre-Bañuelos, P., Álvarez-Salas, C., & Saavedra-Leos, M. Z. (2017). Evaluation of the physical properties and conservation of the antioxidants content, employing inulin and maltodextrin in the spray drying of blueberry juice. Carbohydrate Polymers, 167, 317–325.https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.03.065
31. Li, K., Pan, B., Ma, L., Miao, S., & Ji, J. (2020). Effect of dextrose equivalent on maltodextrin/whey protein spray-dried powder microcapsules and dynamic release of loaded flavor during storage and powder rehydration. Foods, 9(12), Article 1878. https://doi.org/10.3390/foods9121878