Аннотация

Перспективным направлением фракционирования обезжиренного молока является получение концентрата мицеллярного казеина. Технология его производства позволяет сохранить нативную структуру белков и изменить соотношение казеин:сывороточные белки. Наличие казеина в мицеллярной форме определяет целесообразность его применения при производстве молокоемких продуктов для сокращения норм расхода сырья. Цель работы – изучение влияния концентрата мицеллярного казеина на процессы сычужной коагуляции, способность сгустка к обезвоживанию и созревание сырной массы.
Объектами исследования являлись обезжиренное молоко, концентрат мицеллярного казеина, нормализованные смеси и образцы сыра Российского. Химический состав и свойства исходного сырья, нормализованных смесей, сычужных сгустков и сырной массы определяли с помощью арбитражных и обще принятых методик.
Установлено, что соотношение между казеином и сывороточными белками 95:5 обеспечивает сокращение индукционного периода гелеобразования, интенсификацию дестабилизации мицелл казеина с последующей флокуляцией, ускорение синерезиса и повышение прочностных свойств сгустка. Высокая массовая доля белка в 2 раза сокращает продолжительность второго нагревания сырного зерна с концентратом мицеллярного казеина и его вымешивания, повышает выход готового продукта до 15 %. В опытном образце отмечено увеличение продолжительности лаг-фазы роста заквасочных культур и переход их в экспоненциальную фазу к 30 суткам. Выживаемость заквасочной микрофлоры в опытном образце сыра на 60 сутки была выше, чем в контрольном, что обеспечило различия в а минокислотном составе готовых продуктов.
Концентрат мицеллярного казеина влияет на сычужную коагуляцию, способность сгустка к обезвоживанию и созревание сырной массы. Его применение в технологии сыра Российского требует увеличения продолжительности активизации закваски, использования заквасочных культур с высокой протеолитической активностью и способностью гидролизовать горькие пептиды, внесения дополнительного количества сычужного фермента, сокращения в 2 раза продолжительности второго нагревания, вымешивания сырного зерна и созревания сырной массы до 45 суток.

Ключевые слова

Молоко, микрофильтрация, белок, свертываемость, сыр, протеолиз, твердость, связанность, упругость

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа выполнена в рамках проекта с использованием мер государственной поддержки развития кооперации российской образовательной организации высшего образования и организации реального сектора экономики с целью реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, предусмотренного ПП Российской Федерации от 09 апреля 2010 г. № 218, по теме «Создание высокотехнологичного импортозамещающего производства белковых ингредиентов на основе молочного сырья для продуктов здорового питания» (соглашение № 075-11-2022-020 от 07.04.2022 г.). Проект выполняется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Минобрнауки России) . НИОКТР проводятся в Воронежском государственном университете инженерных технологий (ВГУИТ).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тёпел А. Химия и физика молока. СПб.: Профессия; 2012. 831 с.
2. Meena GS, Singh AK, Panjagari NR, Arora S. Milk protein concentrates: opportunities and challenges. Journal of Food Science and Technology. 2017;54(10):3010–3024. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2796-0
3. Ryazantseva KA, Agarkova EYu, Fedotova OB. Continuous hydrolysis of milk proteins in membrane reactors of various configurations. Foods and Raw Materials. 2021;9(2):271–281. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-271-281
4. Amelia I, Barbano DM. Production of an 18% protein liquid micellar casein concentrate with a long refrigerated shelf life. Journal of Dairy Science. 2013;96(5):3340–3349. https://doi.org/10.3168/jds.2012-6033
5. Hammam ARA, Martínez-Monteagudo SI, Metzger LE. Progress in micellar casein concentrate: Production and applications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2021;20(5):4426–4449. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12795
6. Hammam ARA, Beckman SL, Metzger LE. Production and storage stability of concentrated micellar casein. Journal of Dairy Science. 2022;105(2):1084–1098. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21200
7. Melnikova EI, Stanislavskaya EB, Bogdanova EV, Shabalova ED. Micellar casein production and application in dairy protein industry. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):592–601. (In Russ.). https://doi. org/10.21603/2074-9414-2022-3-2389
8. Sauer A, Moraru CI. Heat stability of micellar casein concentrates as affected by temperature and pH. Journal of Dairy Science. 2012;95(11):6339–6350. https://doi.org/10.3168/jds.2012-5706
9. Hurt E, Zulewska J, Newbold M, Barbano DM. Micellar casein concentrate production with a 3X, 3-stage, uniform transmembrane pressure ceramic membrane process at 50°C. Journal of Dairy Science. 2010;93(12):5588–5600. https://doi.org/10.3168/jds.2010-3169
10. Beliciu CM, Moraru CI. The effect of protein concentration and heat treatment temperature on micellar casein-soy protein mixtures. Food Hydrocolloids. 2011;25(6):1448–1460. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2011.01.011
11. de Kort E, Minor M, Snoeren T, van Hooijdonk T, van der Linden E. Effect of calcium chelators on physical changes in casein micelles in concentrated micellar casein solutions. International Dairy Journal. 2011;21(12):907–913. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2011.06.007
12. Lu Y, McMahon DJ, Vollmer AH. Investigating cold gelation properties of recombined highly concentrated micellar casein concentrate and cream for use in cheese making. Journal of Dairy Science. 2016;99(7):5132–5143. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10791
13. Lu Y, McMahon DJ, Vollmer AH. Investigating rennet coagulation properties of recombined highly concentrated micellar casein concentrate and cream for use in cheese making. Journal of Dairy Science. 2017;100(2):892–900. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11648
14. Cadesky L, Walkling-Ribeiro M, Kriner KT, Karwe MV, Moraru CI. Structural changes induced by high-pressure processing in micellar casein and milk protein concentrates. Journal of Dairy Science. 2017;100(9):7055–7070. https://doi.org/10.3168/jds.2016-12072
15. Hammam ARA, Metzger LE. Manufacture of culture-based acid curd using micellar casein concentrate. Journal of Dairy Science. 2020;103(S1):130–131.
16. Prikhodko DV, Krasnoshtanova AA. Using casein and gluten protein fractions to obtain functional ingredients. Foods and Raw Materials. 2023;11(2):223–231. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2023-2-569
17. Hammam ARA, Beckman SL, Sunkesula V, Metzger LE. Highly concentrated micellar casein: Impact of its storage stability on the functional characteristics of process cheese products. LWT. 2022;161. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113384
18. Hammam ARA, Kapoor R, Salunke P, Metzger LE. Compositional and functional characteristics of Feta-type cheese made from micellar casein concentrate. Foods. 2022;11(1). https://doi.org/10.3390/foods11010024
19. Hammam ARA, Kapoor R, Metzger LE. Manufacture of process cheese products without emulsifying salts using acid curd and micellar casein concentrate. Journal of Dairy Science. 2022;106(1):117–131. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22379
20. Salunke P, Metzger LE. Functional characteristics of process cheese product as affected by milk protein concentrate and micellar casein concentrate at different usage levels. International Dairy Journal. 2022;128. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2022.105324
21. Salunke P, Marella C, Amamcharla JK, Muthukumarappan K, Metzger LE. Use of micellar casein concentrate and milk protein concentrate treated with transglutaminase in imitation cheese products – Unmelted texture. Journal of Dairy Science. 2022;105(10):7891–7903. https://doi.org/10.3168/jds.2022-21852
22. Marchesseau S, Gastaldi E, Lagaude A, Cuq J-L. Influence of pH on protein interactions and microstructure of process cheese. Journal of Dairy Science. 1997;80(8):1483–1489. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(97)76076-4
23. Li B, Waldron DS, Tobin JT, Subhir S, Kelly AL, McSweeney PLH. Evaluation of production of Cheddar cheese from micellar casein concentrate. International Dairy Journal. 2020;107. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2020.104711
24. Диланян З. Х. Сыроделие, 3-е изд. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 280 с.
25. Кузнецов В. В., Шилер Г. Г. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Том 3. Сыры. СПб: ГИОРД, 2003. 512 с.
26. Leroy F, de Vuyst L. Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry. Trends in Food Science and Technology. 2004;15(2):67–78. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2003.09.004
27. Уманский М. С., Лискова Е. А. Влияние режимов топления молока, концентрации молокосвертывающего энзима и дозы бактериальной закваски на скорость образования сгустка // Современные наукоемкие технологии. 2005. № 10. C. 91–92. https://www.elibrary.ru/JSEQHF
28. Illarionova EE, Kruchinin AG, Turovskaya SN, Bigaeva AV. Methods of assessing milk proteins coagulation as a part of the forecasting system of technological properties. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):503–519. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-503-519
29. Lepilkina OV, Lepilkina ON, Loginova IV. Eyes in cheese: Reasons for formation and methods of assessment. Food Systems. 2021;4(3):180–189. (In Russ.). https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3-180-189
30. Ivanova I, Ivanova M, Ivanov G, Bilgucu E. Effect of somatic cells count in cow milk on the formation of biogenic amines in cheese. Journal of Food Science and Technology. 2021;58(9):3409–3416. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04935-z
31. Ivanova M, Markova A, Ivanov G. Physicochemical, microbiological and sensory characteristics of cow's milk Kashkaval cheese ripened at different temperatures. Food Research. 2021;5(2):308–313.