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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).