Аннотация

Важным резервом повышения товарности молока и выхода готового продукта является развитие технологий, обеспечивающих комплексную переработку исходного сырья. В сыроделии для этого применяют микрофильтрацию, позволяющую получать концентрат мицеллярного казеина и изменять в нем соотношение между казеином и сывороточными белками с 80:20 до 90:10–95:5. Цель данного исследования – разработка технологических рекомендаций для производства твердого сыра из нормализованной смеси с добавлением концентрата мицеллярного казеина. Объектами исследования являлись сыропригодное сырое молоко, концентрат мицеллярного казеина, нормализованные смеси и твердые сыры, выработанные по технологии сыра Грюйер. Изучение химического состава и свойств объектов проводили с применением арбитражных и общепринятых методик. В результате проведенных исследований установили, что при достижении рН = 6,1 мицеллы казеина в опытном образце разрушались быстрее. Нормализованная смесь с концентратом мицеллярного казеина образовала более упругий гель в результате сычужной коагуляции ввиду изменения соотношения между ионами кальция и фосфора, связанными с казеином (для нормализованной смеси с добавлением 10 % концентрата мицеллярного казеина составило 0,54, а для контрольного образца – 0,46). Это позволило увеличить выход готового продукта на 17 %, что можно объяснить большей степенью вовлечения белков в сычужный сгусток. Опытный образец характеризовался более продолжительной лаг-фазой развития молочнокислых микроорганизмов. Содержание влаги в обезжиренном веществе сыра в опытном образце на 15 % ниже, чем в контрольном, что свидетельствует о менее интенсивном развитии заквасочной микрофлоры в процессе созревания. Высокое содержание системы плазмина в опытной нормализованной смеси (327 нмоль AMC/см3) относительно контрольной (149 нмоль AMC/см3) является предопределяющим фактором первичного протеолиза, при созревании образца сыра с добавлением концентрата мицеллярного казеина без участия заквасочных микроорганизмов. Для твердых сыров рекомендуется внесение в нормализованную смесь концентрата мицеллярного казеина в количестве не менее 10 %, что обеспечит получение продукта, отвечающего действующим стандартам качества.

Ключевые слова

Обезжиренное молоко, микрофильтрация, белки, сыр, нативные ферменты, созревание, выход

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Panasenko SV, Suray NM, Tatochenko AL, Rodinova NP, Ostroukhov VM. Sustainable Raw Material Base as a Factor of Competitiveness of Cheese-Making Enterprises. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):706–717. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2400; https://elibrary.ru/AWDXKN
2. Ivanova S, Vesnina A, Fotina N, Prosekov A. An Overview of Carbon Footprint of Coal Mining to Curtail Greenhouse Gas Emissions. Sustainability. 2022;14(22):15135. https://doi.org/10.3390/su142215135; https://elibrary.ru/RQTOAI
3. Dolganyuk V, Sukhikh S, Kalashnikova O, Ivanova S, Kashirskikh E, Prosekov A, et al. Food Proteins: Potential Resources. Sustainability. 2023;15(7):5863. https://doi.org/10.3390/su15075863; https://elibrary.ru/QGSLDC
4. 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; https://elibrary.ru/PRTTXK
5. Khramtsov AG, Dinyakov VA, Lodygin AD. Current methods of cheese enrichment with calcium salts. Modern Science and Innovations. 2022;(1):68–79. https://doi.org/10.37493/2307-910X.2022.1.7; https://elibrary.ru/ZVECKB
6. France TC, Kelly AL, Crowley SV, O’Mahony JA. Cold Microfiltration as an Enabler of Sustainable Dairy Protein Ingredient Innovation. Foods. 2021;10(9):2091. https://doi.org/10.3390/foods10092091
7. Hammam ARA, Kapoor R, Salunke P, Metzger LE. Compositional and Functional Characteristics of Feta-Type Cheese Made from Micellar Casein Concentrate. Foods. 2021;11(1):24. https://doi.org/10.3390/foods11010024
8. Salunke P, Marella C, Metzger LE. Microfiltration and Ultrafiltration Process to Produce Micellar Casein and Milk Protein Concentrates with 80% Crude Protein Content: Partitioning of Various Protein Fractions and Constituents. Dairy. 2021;2(3):367–384. https://doi.org/10.3390/dairy2030029
9. van der Schaaf JM, Goulding DA, Fuerer C, O’Regan J, O’Mahony JA, Kelly AL. A novel approach to isolation of β-casein from micellar casein concentrate by cold microfiltration combined with chymosin treatment. International Dairy Journal. 2024;148:105796. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2023.105796
10. Vélez MA, Perotti MC, Candioti MC, Bergamini CV, Hynes ER. Plasmin and coagulant activities in a minicurd model system: Study of technological parameters. Journal of Dairy Science. 2016;99(9):7053–7062. https://doi.org/10.3168/ jds.2015-10799
11. Abbas HM, Abd El-Gawad MAM, Kassem JM, Salama M. Application of fat replacers in dairy products: A review. Foods and Raw Materials. 2024;12(2):319–333. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2024-2-612; https://elibrary.ru/ MVBGHV
12. Carter BG, Cheng N, Kapoor R, Meletharayil GH, Drake MA. Invited review: Microfiltration-derived casein and whey proteins from milk. Journal of Dairy Science. 2021;104(3):2465–2479. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18811
13. 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;107:104711. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2020.104711
14. Xia X, Tobin JT, Fenelon MA, Mcsweeney PLH, Sheehan JJ. Production, composition and preservation of micellar casein concentrate and its application in cheesemaking: A review. International Journal of Dairy Technology. 2022;75(1):46–58. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12829
15. Chebotarev SN, Dibrova ZhN, Suray NM. Cheese Market in Moscow and the Moscow Region: A Regional Analysis. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(2):413–422. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-021-2- 413-422; https://elibrary.ru/MLBGXC
16. 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; https://elibrary.ru/TETAWN
17. Инихов Г. С., Брио Н. П. Методы анализа молока и молочных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1971. 424 с.
18. Denis TS, Humbert G, Gaillard J-L. Heat inactivation of native plasmin, plasminogen and plasminogen activators in bovine milk: a revisited study. Le Lait. 2001;81(6):715–729. https://doi.org/10.1051/lait:2001159
19. Rampilli M, Raja V. Osservazioni sull’atti-vitá di plasmina e plasminogeno nel formaggio. Scienza e Tecnica Lattiero Casearia. 1998;49:341–50.
20. Тёпел А. Химия и физика молока. СПб.: Профессия; 2012. 824 с.
21. Smykov IT. The kinetics of milk gel structure formation studies by electron microscopy. Food Systems. 2023;6(4): 547–553. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-4-547-553; https://elibrary.ru/KIUTZO
22. Зависимость вязкоупругих свойств сычужных гелей от концентраций молочного жира и сухих веществ / Осинцев А. М. [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2015. Т. 37. № 2. С. 53–61. https://elibrary.ru/UCQNHB
23. Смыков И. Т. Механизм образования молочного геля // Молочная промышленность. 2016. № 9. С. 45–48. https://elibrary.ru/WINQTV
24. van de Langerijt T, O’Mahony JA, Crowley SV. The influence of sodium caseinate and β-casein concentrate on the physicochemical properties of casein micelles and the role of tea polyphenols in mediating these interactions. LWT. 2022; 154:112775. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112775
25. Lelièvre J. Influence of the casein/fat ratio in milk on the moisture in the non-fat substance in Cheddar cheese. International Journal of Dairy Technology. 1983;36(4):119–120. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.1983.tb02231.x
26. France TC, Kelly AL, Crowley SV, O’Mahony JA. The effects of temperature and transmembrane pressure on protein, calcium and plasmin partitioning during microfiltration of skim milk. International Dairy Journal. 2020;114:104930. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2020.104930
27. 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; https://elibrary.ru/CKXBBC
28. Fedortsov NM, Budkevich EV, Evdokimov IA, Ryabtseva SA, Budkevich RO. Bovine serum albumin with gallic acid: Molecular modeling and physicochemical profiling. Foods and Raw Materials. 2022;10(1):163–170. http://doi.org/ 10.21603/2308-4057-2022-1-163-170; https://elibrary.ru/GMZNUA
29. France TC, Kelly AL, Crowley SV, O’Mahony JA. Influence of processing temperature on plasmin activity and proteolysis in process streams from cold microfiltration of skim milk. International Dairy Journal. 2023;140:105590. https:// doi.org/10.1016/j.idairyj.2023.105590