Influence of physicochemical factors on the specific activity of proteases used in cheesemaking biotechnology

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The formation of a clot under the influence of proteolytic enzymes is an essential stage in cheesemaking technology. Depending on their composition, milk-clotting enzyme preparations have a different effect on the quality characteristics of the clot, whey separation, and yield of the finished product. At present, the Russian market offers a wide range of domestic and imported milk-clotting enzyme preparations. In this connection, the choice of a milk coagulant by cheese makers should be carried out in accordance with the cheese group produced by the enterprise. The milk-clotting activity of enzyme preparations depends not only on the active acidity of the mixture, but also on the temperature of the solution used to obtain them. It is the solution temperature that has a determining effect on the duration of the coagulation process and, therefore, the quality of the formed clot. Research into the specific activity of milk-clotting enzyme preparations, obtained in a working solution with different active acidity (pH from 4.0 to 8.0), showed their milk-clotting activity to decrease significantly upon pH shifting to the alkaline region. Application of solutions with a pH of 4.0 led to an increase in the milk-clotting activity of bovine pepsin, VNIIMS SG-50 rennet-bovine preparation, and rennet enzyme by 94, 72, and 36%, respectively, relative to the control. Bovine pepsin demonstrated the highest sensitivity to fluctuations in active acidity. A study into the effect of substrate temperature in the range from 30 to 40 °C established rennet to be the most sensitive preparation to temperature changes. It is concluded that a properly selected enzyme composition is an effective means for affecting the quality of cheese products.

About the authors

Yu. G. Sturova

Polzunov Altai State Technical University

Email: y_sturova@mail.ru

A. V. Grishkova

Siberian Research Institute of Cheese Making; Altai State Medical University

Email: anastasiya-kriger@yandex.ru

V. V. Konshin

Polzunov Altai State Technical University

Email: vadandral@mail.ru

A. Yu. Prosekov

Kemerovo State University

Email: rector@kemsu.ru

References

  1. Kumar A., Sasmal S. Rheological and physico-chemical properties of milk gel using isolate of pumpkin (Cucurbita moschata) seeds: a new source of milk clotting peptidase // Food Hydrocolloids. 2020. Vol. 106. P. 105866. doi: 10.1016/j.foodhyd.2020.105866.
  2. Beltrán-Espinoza J.A., Domínguez-Lujan B., Gutiérrez-Méndez N., Chávez-Garay D.R., Nájera-Domínguez C., Leal-Ramos M.Y. The impact of chymosin and plant-derived proteases on the acid-induced gelation of milk // International Journal of Dairy Technology. 2021. Vol. 74, no. 2. P. 297–306. doi: 10.1111/1471-0307.12760.
  3. Myagkonosov D.S., Smykov I.T., Abramov D.V., Delitskaya I.N., Ovchinnikova E.G. Influence of different milkclotting enzymes on the process of producing semihard cheeses // Пищевые системы. 2023. Т. 6. N 1. С. 103–116. doi: 10.21323/2618-9771-2023-6-1-103-116. EDN: DPMPUF.
  4. Мурунова Г.В., Муничева Т.Э., Калинина Г.Е. «Нестандартность» поведения молокосвертывающих ферментов // Сыроделие и маслоделие. 2012. N 6. С. 28–29. EDN: PJOIZD.
  5. Гришкова А.В., Просеков А.Ю., Коваль А.Д. Технологические свойства препаратов сычужного фермента // Сыроделие и маслоделие. 2023. N 4. С. 56–60. doi: 10.21603/2073-4018-2023-4-9. EDN: ITJFHF.
  6. Стурова Ю.Г., Кригер А.В., Жидких К.В. Факторы, влияющие на активность ферментных препаратов животного происхождения // Сыроделие и маслоделие. 2014. N 3. С. 47–49. EDN: QHQCRD.
  7. Мордвинова В.А., Абрамов Д.В., Мягконосов Д.С., Овчинникова Е.Г., Муничева Т.Э. Особенности применения микробных МФП в сыроделии // Научные подходы к решению актуальных вопросов в области переработки молока: сб. науч. тр. к 75-летию со дня основания ВНИИМС. Углич: Изд-во ВНИИМС, 2019. С. 71–83. EDN: KUNHWN.
  8. Nicosia F.D., Puglisi I., Pino A., Caggia C., Randazzo C.L. Plant milk-clotting enzymes for cheesemaking // Foods. 2022. Vol. 11, no. 6. P. 871. doi: 10.3390/foods11060871.
  9. Rajagopalan A., Aluru V., Sukumaran B.O. Characterisation of hydrolysate for identifying initial peptide cleavage site of κ-casein by milk coagulating Wrightiatinctoria serine proteases // International Dairy Journal. 2021. Vol. 115. P. 104934. doi: 10.1016/j.idairyj.2020.104934.
  10. Saxena S., Sasmal S. Bio-prospecting of waste vegetable resources for isolation of milk clotting proteases // Journal of the Institution of Engineers (India): Series E. 2021. Vol. 102. P. 293–298. doi: 10.1007/s40034-021-00220-6.
  11. Zhang X., Tao L., Wei G., Yang M., Wang Z., Shi C., et al. Plant-derived rennet: research progress, novel strategies for their isolation, identification, mechanism, bioactive peptide generation, and application in cheese manufacturing // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. P. 1–13. doi: 10.1080/10408398.2023.2275295.
  12. Lebedev L.R., Kosogova Т.А., Teplyakova Т.V., Kriger A.V., Elchaninov V.V., Belov А.N., et al. Study of technological properties of milk-clotting enzyme from Irpex lacteus (Irpex lacteus (Fr.) Fr.) // Foods and Raw Materials. 2016. Vol. 4, no. 2. P. 58–65. doi: 10.21179/2308-4057-2016-2-58-65.
  13. Беленькая С.В., Рудометов А.П., Щербаков Д.Н., Балабова Д.В., Кригер А.В., Белов А.Н.. Некоторые биохимические свойства рекомбинантного химозина альпака (Vicugna pacos L.) // Прикладная биохимия и микробиология. 2018. Т. 54. N 6. С. 585–593. doi: 10.1134/S0555109918060053. EDN: TNYGHK.
  14. Китаевская С.В., Решетник О.А. Влияние низкотемпературной обработки на активность протеолитических ферментов различных видов муки // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 3. С. 439–449. doi: 10.21285/2227-2925-2020-10-3-439-449. EDN: CTCQZX.
  15. Мягконосов Д.С., Абрамов Д.В., Делицкая И.Н., Овчинникова Е.Г. Протеолитическая активность молокосвертывающих ферментов разного происхождения // Пищевые системы. 2022. Т. 5. N 1. С. 47–54. doi: 10.21323/2618-9771-2022-5-1-47-54. EDN: FKAOJB.
  16. Лепилкина О.В., Григорьева А.И. Ферментативный протеолиз при образовании молока в сыр // Пищевые системы. 2023. Т. 6. N 1. С. 36–45. doi: 10.21323/2618-9771-2023-6-1-36-45. EDN: MYSJFF.
  17. Тёпел А. Химия и физика молока / пер. с нем. СПб.: Профессия, 2012. 813 с.
  18. Милентьева И.С., Давыденко Н.И., Расщепкин А.Н. Подбор рабочих параметров для проведения направленного протеолиза казеина с целью получения биопептидов // Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. N 4. С. 726–735. doi: 10.21603/2074-9414-2020-4-726-735. EDN: AELHQJ.
  19. Белов А.Н., Кригер А.В., Коваль А.Д., Миклишанский В.А. Формирование органолептических показателей сыров и управление процессом созревания // Сыроделие и маслоделие. 2018. N 4. С. 36–38. doi: 10.31515/2073-4018-2018-4-36-38. EDN: UVCQXH.
  20. Кригер А.В., Белов А.Н., Коваль А.Д. Интенсификация процесса созревания сыров и улучшение их качества // Сыроделие и маслоделие. 2019. N 4. С. 24–26. EDN: AKDBDN.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».