tatpipТехника и технология пищевых производствFood Processing: Techniques and Technology2074-94142313-1748Кемеровский государственный университет10.21603/2074-9414-2026-3-2650XJPGHStatpip-247Research ArticleСтатьиНетермические технологии обработки сырого молока: микробиологическая безопасность и качествоNon-Thermal Technologies for Raw Milk Processing: Microbiological Safety and Qualityhttps://orcid.org/0000-0002-6613-439XБуракЛ. Ч.BurakL. Ch.

Бурак Леонид Чеславович

Минск

Leonid Ch. Burak

Minsk

https://orcid.org/0000-0003-4753-3210ЛукинА. А.LukinA. A.

Лукин Александр Анатольевич

Челябинск

Aleksandr A. Lukin

Chelyabinsk

lukin3415@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7652-7912ГриценкоА. В.GritsenkoA. V.

Гриценко Александр Владимирович

Челябинск

Alexander V. Gritsenko

Chelyabinsk

https://orcid.org/0000-0002-1349-2812ТимощукИ. В.TimoshchukI. V.

Тимощук Ирина Вадимовна 

Кемерово

Irina V. Timoshchuk

Kemerovo

https://orcid.org/0000-0002-3782-2521ГорелкинаА. К.GorelkinaA. K.

Горелкина Алена Константиновна

Кемерово

Alena K. Gorelkina

Kemerovo

ООО «БЕЛРОСАКВА»БеларусьLLC BELROSAKVABelarusЮжно-Уральский государственный аграрный университет; Южно-Уральский государственный университетРоссияSouth Ural State Agrarian University; South Ural State UniversityRussian FederationКемеровский государственный университетРоссияKemerovo State UniversityRussian Federation202606102026563465480Copyright © Бурак Л.Ч., Лукин А.А., Гриценко А.В., Тимощук И.В., Горелкина А.К., 20262026Бурак Л.Ч., Лукин А.А., Гриценко А.В., Тимощук И.В., Горелкина А.К.Burak L.C., Lukin A.A., Gritsenko A.V., Timoshchuk I.V., Gorelkina A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fptt.ru/jour/article/view/247

Рост спроса на минимально обработанные молочные продукты усиливает необходимость повышения микробиологической безопасности сырого молока при сохранении природного состава, пищевой ценности и органолептических свойств. Цель исследования – комплексно оценить нетепловые технологии и их комбинированные многоступенчатые системы, а также цифровые инструменты сопровождения, применяемые для повышения микробиологической безопасности сырого молока при максимальном сохранении его пищевой, биохимической и сенсорной ценности.Объектами исследования являлись научные публикации на английском языке, индексируемые в базах Scopus, PubMed и Web of Science, а также на русском языке, представленные в Российском индексе научного цитирования, посвященные нетепловым технологиям обеспечения безопасности и качества сырого молока. Выполнены поиск, отбор релевантных источников и критический анализ результатов по направлениям: ультрафиолетовое излучение, холодная плазма, высокое гидростатическое давление, импульсные электрические поля, микрофильтрация, а также оптимизация режимов с применением методов искусственного интеллекта и цифровая прослеживаемость на основе технологий распределенного реестра.Установлено, что перечисленные методы способны существенно снижать микробную контаминацию и инактивировать значимые патогены, включая Escherichia coli и Listeria monocytogenes, при более бережном сохранении витаминов, ферментов и биоактивных белков (в т. ч. лактоферрина), по сравнению с тепловой обработкой. Показано, что наиболее перспективны многоступенчатые синергетические системы, сочетающие физические барьеры и факторы инактивации, что повышает воспроизводимость и позволяет гибко балансировать безопасность и качество. Отмечена важность цифровых инструментов для подбора режимов, предиктивного контроля качества и оптимизации параметров безопасности в цепочке поставок.Нетепловые технологии являются значимым ресурсом повышения безопасности сырого молока при сохранении его качественных характеристик, особенно при использовании комбинированных схем и цифрового мониторинга. Дальнейшие исследования должны быть направлены на унификацию протоколов валидации, сравнение технологий в промышленном масштабе и комплексную оценку влияния на нутриенты, сенсорные свойства и экономику процесса.

The growing demand for minimally processed dairy products increases the need to improve the microbiological safety of raw milk while preserving its natural composition, nutritional value, and sensory properties. This review describes key non-thermal processing technologies, combined treatment schemes, and digital tools for quality and traceability management.The literature analysis encompassed English-language publications indexed in Scopus, PubMed, and Web of Science, as well as Russian-language articles from the Russian Science Citation Index. The evaluation focused on core technologies, including ultraviolet radiation, cold plasma, high hydrostatic pressure, pulsed electric fields, and microfiltration, alongside AI-driven optimization of processing parameters and digital traceability based on distributed ledger technologies.Compared to conventional thermal treatments, these methods offer superior efficacy in reducing microbial contamination and inactivating major pathogens, such as Escherichia coli and Listera monocytogenes, while preserving vitamins, enzymes, and bioactive proteins like lactoferrin. Multistage synergistic systems demonstrate the greatest potential because they combine physical barriers and inactivation mechanisms, thereby increasing process reproducibility and enabling a flexible balance between safety and quality. Furthermore, digital tools facilitate optimal parameter selection, predictive quality control, and the optimization of safety parameters throughout the supply chain.Non-thermal technologies leveraging combined schemes and digital monitoring enhance raw milk safety while maintaining its natural quality profile. Future research should focus on standardizing validation protocols, evaluating these technologies on an industrial scale, and comprehensively assessing their impact on nutrients, sensory attributes, and process economics.

Молочные продуктыпатогеныультрафиолетовое излучениехолодная плазмавысокое гидростатическое давлениеимпульсные электрические полямикрофильтрацияискусственный интеллектцифровая прослеживаемостьDairy productspathogensultraviolet radiationcold plasmahigh hydrostatic pressurepulsed electric fieldsmicrofiltrationartificial intelligencedigital traceabilityReferencesMasotti F, Cattaneo S, Stuknytė M, Noni de I. Current insights into non-thermal preservation technologies alternative to conventional high-temperature short-time pasteurization of drinking milk. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023;63(22):5643–5660. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2022596Masotti F, Cattaneo S, Stuknytė M, Noni de I. Current insights into non-thermal preservation technologies alternative to conventional high-temperature short-time pasteurization of drinking milk. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023;63(22):5643–5660. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2022596Бурак Л. Ч., Ермошина Т. В., Саманкова Н. В. Устойчивое производство. Концепция качества 4.0. Фундаменталь- ные исследования. 2025. № 9. С. 81–90. https://doi.org/10.17513/fr.43905Burak LCh, Ermoshina TV, Samankova NV. Sustainable production. Quality 4.0 concept. Fundamental Research. 2025;(9):81–90. (In Russ.) https://doi.org/10.17513/fr.43905Berge AC, Baars T. Raw milk producers with high levels of hygiene and safety. Epidemiology & Infection. 2020;148:e14. https://doi.org/10.1017/S0950268820000060Berge AC, Baars T. Raw milk producers with high levels of hygiene and safety. Epidemiology & Infection. 2020;148:e14. https://doi.org/10.1017/S0950268820000060Sebastianski M, Bridger NA, Featherstone RM, Robinson JL. Disease outbreaks linked to pasteurized and unpasteur- ized dairy products in Canada and the United States: A systematic review. Canadian Journal of Public Health. 2022;113(4):569–578. https://doi.org/10.17269/s41997-022-00614-ySebastianski M, Bridger NA, Featherstone RM, Robinson JL. Disease outbreaks linked to pasteurized and unpasteur- ized dairy products in Canada and the United States: A systematic review. Canadian Journal of Public Health. 2022;113(4):569–578. https://doi.org/10.17269/s41997-022-00614-yKoski L, Kisselburgh H, Landsman L, Hulkower R, Howard-Williams M, et al. Foodborne illness outbreaks linked to unpasteurised milk and relationship to changes in state laws – United States, 1998–2018. Epidemiology & Infection. 2022; 150:e183. https://doi.org/10.1017/S0950268822001649Koski L, Kisselburgh H, Landsman L, Hulkower R, Howard-Williams M, et al. Foodborne illness outbreaks linked to unpasteurised milk and relationship to changes in state laws – United States, 1998–2018. Epidemiology & Infection. 2022; 150:e183. https://doi.org/10.1017/S0950268822001649Bilung ML, Radzi ES, Tahar AS, Zulkharnain A, Ngui R, et al. BOX-PCR and ERIC-PCR evaluation for genotyping Shiga toxin-producing Escherichia coli and Salmonella enterica serovar Typhimurium in raw milk. Foods and Raw Materials. 2025;13(2):264–275. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2025-2-639Bilung ML, Radzi ES, Tahar AS, Zulkharnain A, Ngui R, et al. BOX-PCR and ERIC-PCR evaluation for genotyping Shiga toxin-producing Escherichia coli and Salmonella enterica serovar Typhimurium in raw milk. Foods and Raw Materials. 2025;13(2):264–275. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2025-2-639Shrestha S, Basnet HB, Luitel H, Bastola S, Bhattarai RK. Identification, antimicrobial resistance and molecular detection of shiga toxin-producing E. coli (STEC) isolated from raw milk of cattle in Chitwan, Nepal. bioRxiv. 2024. https://doi.org/10.1101/2024.01.30.578021Shrestha S, Basnet HB, Luitel H, Bastola S, Bhattarai RK. Identification, antimicrobial resistance and molecular detection of shiga toxin-producing E. coli (STEC) isolated from raw milk of cattle in Chitwan, Nepal. bioRxiv. 2024. https://doi.org/10.1101/2024.01.30.578021Azizi-Lalabadi M, Moghaddam NR, Jafari SM. Pasteurization in the Food Industry. In: Jafari SM, editor. Thermal processing of food products by steam and hot water. Netherlands: Elsevier; 2023. pp. 247–273. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818616-9.00009-2Azizi-Lalabadi M, Moghaddam NR, Jafari SM. Pasteurization in the Food Industry. In: Jafari SM, editor. Thermal processing of food products by steam and hot water. Netherlands: Elsevier; 2023. pp. 247–273. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818616-9.00009-2Бурак Л. Ч. Ограничения и возможности современных технологий в обеспечении микробиологической безопасно- сти пищевых продуктов. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2024. № 2–3. С. 6–13. https://doi.org/10.26297/0579-3009.2024.2-3.1Burak LCh. Limitations and opportunities of modern technologies in ensuring microbiological safety of food products. Proceedings of Higher Educational Institutions. Food Technology. 2024;(2–3):6–13. (In Russ.) https://doi.org/10.26297/0579-3009.2024.2-3.1Новокшанова А. Л., Кузин А. А., Медведева Н. А. Производство и качество молока коровьего сырого в Воло- годской области. Молочнохозяйственный вестник. 2021. № 4. С. 158–168. https://doi.org/10.52231/2225-4269_2021_4_158Novokshanova AL, Kuzin AA, Medvedeva NA. Production and quality of raw cow milk in the Vologda region. Dairy Farming Bulletin. 2021;(4):158–168. (In Russ.)] https://doi.org/10.52231/2225-4269_2021_4_158Makararpong D, Tantayanon S, Gowanit C, Jareonsawat J, Samgnamnim S, et al. Enhancing raw bovine milk quality using ultraviolet-c (UV-C) irradiation: A microbial and lipid peroxidation study. Food Science of Animal Resources. 2024; 44(2):372–389. https://doi.org/10.5851/kosfa.2024.e16Makararpong D, Tantayanon S, Gowanit C, Jareonsawat J, Samgnamnim S, et al. Enhancing raw bovine milk quality using ultraviolet-c (UV-C) irradiation: A microbial and lipid peroxidation study. Food Science of Animal Resources. 2024; 44(2):372–389. https://doi.org/10.5851/kosfa.2024.e16Бурак Л. Ч., Сапач А. Н., Саманкова Н. В. Современные методы дезактивации афлатоксинов в пищевых про- дуктах. Научное обозрение. Биологические науки. 2024. № 4. С. 31–40. https://doi.org/10.17513/srbs.1383Burak LCh, Sapach AN, Samankova NV. Modern methods of aflatoxin deactivation in food products. Scientific Review. Biological Sciences. 2024;(4):31–40. (In Russ.)] https://doi.org/10.17513/srbs.1383Yawut N, Mekwilai T, Vichiansan N, Braspaiboon S, Leksakul K, et al. Cold plasma technology: Transforming food processing for safety and sustainability. Journal of Agriculture and Food Research. 2024;18:101383. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101383Yawut N, Mekwilai T, Vichiansan N, Braspaiboon S, Leksakul K, et al. Cold plasma technology: Transforming food processing for safety and sustainability. Journal of Agriculture and Food Research. 2024;18:101383. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101383Бурак Л. Ч., Ермошина Т. В., Саманкова Н. В. Достижение устойчивого развития за счет использования новых технологий переработки пищевых продуктов. Фундаментальные исследования. 2024. № 10. С. 171–179. https://doi.org/10.17513/fr.43705Burak LCh, Ermoshina TV, Samankova NV. Achieving sustainable development through the use of new food processing technologies. Fundamental Research. 2024;(10):171–179. (In Russ.)] https://doi.org/10.17513/fr.43705Michel M, Eldridge AL, Hartmann C, Klassen P, Ingram J, et al. Benefits and challenges of food processing in the context of food systems, value chains and sustainable development goals. Trends in Food Science & Technology. 2024; 153:104703. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104703Michel M, Eldridge AL, Hartmann C, Klassen P, Ingram J, et al. Benefits and challenges of food processing in the context of food systems, value chains and sustainable development goals. Trends in Food Science & Technology. 2024; 153:104703. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104703Ozaybi N. High-pressure processing of milk and dairy products: Latest update. Processes. 2024;12(10):2073. https:// doi.org/10.3390/pr12102073Ozaybi N. High-pressure processing of milk and dairy products: Latest update. Processes. 2024;12(10):2073. https:// doi.org/10.3390/pr12102073Gbashi S, Njobeh PB. Enhancing food integrity through artificial intelligence and machine learning: A comprehensive review. Applied Sciences. 2024;14(8):3421. https://doi.org/10.3390/app14083421Gbashi S, Njobeh PB. Enhancing food integrity through artificial intelligence and machine learning: A comprehensive review. Applied Sciences. 2024;14(8):3421. https://doi.org/10.3390/app14083421Kelly AL, Waldron DS, Datta N, O’Shea N. Heat exchangers, pasteurizers and UHT equipment – design and opera- tion. In: Fuquay JW, Fox PF, Roginski H, editors. Encyclopedia of dairy sciences. Netherlands: Elsevier; 2022. pp. 321–335. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818766-1.00257-9Kelly AL, Waldron DS, Datta N, O’Shea N. Heat exchangers, pasteurizers and UHT equipment – design and opera- tion. In: Fuquay JW, Fox PF, Roginski H, editors. Encyclopedia of dairy sciences. Netherlands: Elsevier; 2022. pp. 321–335. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818766-1.00257-9Рязанцева К. А., Шерстнева Н. Е. Традиционные и инновационные способы применения ультрафиолетового излучения в молочной промышленности. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 2. С. 390–406. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-2-2372Ryazantseva KA, Sherstneva NE. Traditional and innovative methods of using ultraviolet radiation in the dairy industry. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(2):390–406. (In Russ.)] https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-2-2372Ryser ET. Pasteurization of liquid milk products: Principles, public health aspects. In: McSweeney PLH, McNamara JP, editors. Encyclopedia of dairy sciences. Netherlands: Elsevier; 2022. pp. 439–443. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-8187661.00034-9Ryser ET. Pasteurization of liquid milk products: Principles, public health aspects. In: McSweeney PLH, McNamara JP, editors. Encyclopedia of dairy sciences. Netherlands: Elsevier; 2022. pp. 439–443. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-8187661.00034-9Burak LCh. Prospects for using super-critical carbon dioxidetechnology in food industry. Subject field overview. Polzunovsky Bulletin. 2025;(1):32-35. (In Russ.)] https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.01.004Burak LCh. Prospects for using super-critical carbon dioxidetechnology in food industry. Subject field overview. Polzunovsky Bulletin. 2025;(1):32-35. (In Russ.)] https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.01.004

The authors declare that there are no conflicts of interest present.