foodsystFood systemsПищевые системы2618-97712618-7272Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН10.21323/2618-9771-2021-4-3-204-212foodsyst-125Research ArticleСтатьиInfluence of different milk-clotting enzymes on the process of producing soft cheesesВлияние различных молокосвертывающих ферментов на процесс изготовления мягких сыровhttps://orcid.org/0000-0003-4443-7573МягконосовД. С.MyagkonosovD. S.

Мягконосов Дмитрий Сергеевич — кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий отделом прикладной биохимии и экзи-мологии.

152613, Ярославская область, Углич, Красноармейский бульвар, 19.

Teл.: +7-915-973-63-13

Dmitry S. Myagkonosov — candidate of technical sciences, leading researcher, head of research department in applied biochemistry and enzymology, All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking.

19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region.

 Tel.: +7-915-973-63-13

mds-mail@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5663-3662СмыковИ. Т.SmykovI. T.

Смыков Игорь Тимофеевич — доктор технических наук, главный научный сотрудник.

152613, Ярославская область, Углич, Красноармейский бульвар, 19.

Тел.: +7-48532-9-81-21

Igor T. Smykov — doctor of technical sciences, chief research scientist, AllRussian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking.

19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl.

Tel.: +7-48532-9-81-21

i_smykov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8326-1932АбрамовД. В.AbramovD. V.

Абрамов Дмитрий Васильевич — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, руководитель направления биохимических исследований по сыроделию и маслоделию.

152613, Ярославская область, Углич, Красноармейский бульвар, 19.

Teл.: +7-910-970-42-97

Dmitry V. Abramov — candidate of biological sciences, leading researcher, head of biochemical research in cheesemaking and buttermaking, All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking.

19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region.

Tel.:+ 7-910-970-42-97

uglich.dva@mail.ruДелицкаяИ. Н.DelitskayaI. N.

Делицкая Ирина Николаевна — кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, отдел сыроделия.

152613, Ярославская область, Углич, Красноармейский бульвар, 19.

Teл.: +7-48532-98-1-28

Irina N. Delitskaya — candidate of technical sciences, leading researcher, department of cheesemaking, All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking.

19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region.

Tel.: +7-48532-98-1-28

irina_delickaya@mail.ruКраюшкинаВ. Н.KrayushkinaV. N.

Краюшкина Валентина Николаевна — младший научный сотрудник, отдел биохимии.

152613, Ярославская область, Углич, Красноармейский бульвар, 19.

Teл.: +7-48532-98-1-33

Valentina N. Krayushkina — junior researcher, department of biochemistry, All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking.

19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region.

Tel.: +7-48532-98-1-33

uglich-cheese@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделияРоссияAll-Russian Scientific Research Institute of Butter- and CheesemakingRussian Federation20211610202143204212Copyright © Myagkonosov D.S., Smykov I.T., Abramov D.V., Delitskaya I.N., Krayushkina V.N., 20212021Мягконосов Д.С., Смыков И.Т., Абрамов Д.В., Делицкая И.Н., Краюшкина В.Н.Myagkonosov D.S., Smykov I.T., Abramov D.V., Delitskaya I.N., Krayushkina V.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fsjour.com/jour/article/view/125

The effect of the type of milk clotting enzyme (MCE) on the duration of milk coagulation, parameters of the composition of whey and cheeses, and the output of cheeses in the production of soft cheese such as “Lyubitel'skiy” were investigated. Three brands of MCE of different origins were investigated: Marzyme® (MCE of microbial origin based on Rhizomucor miehei protease), Naturen® (calf rennet) and Chy-max® M (recombinant camel chymosin). It was established that MCEs had different ratios of milk clotting activity (MCA) to total proteolytic activity (PA). It was determined that the MCA/PA ratio, which characterizes the degree of specificity of the MCE action with regard to kappa-casein, in Chy-max M 1000 is ~7 times higher than that of Naturen and ~50 times higher than that of Marzyme. Such differences did not lead to a negative effect when using the Marzyme preparation in the production of soft cheeses. There were no statistically significant differences in the amount of dry matter loss of the curd into the whey, physicochemical parameters and output between the variants of cheeses made with the studied brands of MCE. Shorter duration of milk clotting (16.5 min) was observed with Marzyme than with MCE of Naturen (20.5 min) and Chy-max M (22.5 min). The results of the coagulation duration were explained by the stimulation of the activity of MCE of microbial origin, by the pH level of milk before coagulation (below pH 6.4). It was shown that modern MCEs of microbial origin could be recommended as a cost-effective replacement for more expensive rennet and recombinant chymosins in the production of soft and fresh cheeses.

Исследовано влияние типа молокосвертывающего фермента (МФ) на продолжительность свертывания молока, показатели состава сыворотки и сыров, а также на выход сыров при производстве мягкого сыра типа «Любительский». Изучены три марки МФ разного происхождения: Marzyme® (МФ микробного происхождения на основе протеазы Rhizomucor miehei), Naturen® (телячий сычужный фермент) и Chy-max® M (рекомбинантный химозин верблюда). Установлено, что МФ имели разное соотношение молокосвертывающей активности (МСА) к общей протеолитической активности (ПА). Определено, что показатель МСА/ ПА, характеризующий степень специфичности действия МФ в отношении каппа-казеина, у препарата Chy-max M в ~7 раз выше, чем у препарата Naturen, и в ~50 раз выше, чем у препарата Marzyme. Подобные отличия не привели к получению негативного эффекта при использовании препарата Marzyme при выработке мягких сыров. Не было отмечено статистически достоверных различий по величине потерь сухих веществ сгустка в сыворотку, а также по физико-химическим показателям и выходу между вариантами сыров, изготовленных с исследованными МФ. При использовании Marzyme наблюдалась меньшая продолжительность свертывания молока (16,5 мин), чем при использовании МФ Naturen (20,5 мин) и Chy-max M (22,5 мин). Полученные результаты по продолжительности свертывания были объяснены стимулированием активности МФ микробного происхождения уровнем рН молока перед свертыванием (ниже рН 6,4). Показано, что современные МФ микробного происхождения могут быть рекомендованы как экономически эффективная замена более дорогостоящим сычужным ферментам и рекомбинантным химозинам при производстве мягких и свежих сыров.

молокосвертывающие ферментыферментативное свертываниемягкие сырыподсырная сывороткавыход сыраMilk-clotting enzymesenzymatic coagulationsoft cheesecheese wheycheese yieldReferencesFox, P.F., Guinee, T.P., Cogan, T.M., McSweeney, P.L.H. (2017). Cheese: Enzymatic Coagulation of Milk. Chapter in a book: Fundamentals of Cheese Science, 2nd Ed. New York: Springer, 2017.Fox, P.F., Guinee, T.P., Cogan, T.M., McSweeney, P.L.H. (2017). Cheese: Enzymatic Coagulation of Milk. Chapter in a book: Fundamentals of Cheese Science, 2nd Ed. New York: Springer, 2017.Jaros, D., Rohm, H. (2017). Rennets: Applied Aspects. Chapter in a book: Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology. (Ed. by McSweeney, P.L.H., Fox, P.F., Cotter, P.D. and David W. Everett), 4th Ed. — Vol. 1. Elsevier: Academic Press, 2017.Jaros, D., Rohm, H. (2017). Rennets: Applied Aspects. Chapter in a book: Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology. (Ed. by McSweeney, P.L.H., Fox, P.F., Cotter, P.D. and David W. Everett), 4th Ed. — Vol. 1. Elsevier: Academic Press, 2017.Harboe, M., Broe, M. L. Qvist, K.B. (2010). The Production, Action and Application of Rennet and Coagulants. Chapter in a book: Technology of cheesemaking. (ed. Law B. A., Tamime A. Y.), 2nd Ed. Chichester: Blackwell Publishing Ltd., 2010.Harboe, M., Broe, M. L. Qvist, K.B. (2010). The Production, Action and Application of Rennet and Coagulants. Chapter in a book: Technology of cheesemaking. (ed. Law B. A., Tamime A. Y.), 2nd Ed. Chichester: Blackwell Publishing Ltd., 2010.Jacob, M., Jaros, D., Rohm, H. (2010). The effect of coagulant type on yield and sensory properties of semihard cheese from laboratory-, pilot- and commercial-scale productions. International Journal of Dairy Technology, 63(3), 370-380. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00598.xJacob, M., Jaros, D., Rohm, H. (2010). The effect of coagulant type on yield and sensory properties of semihard cheese from laboratory-, pilot- and commercial-scale productions. International Journal of Dairy Technology, 63(3), 370-380. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00598.xGarg, S.K., Johri, B.N. (1994). Rennet: current trends and future research. Food Reviews International, 10(3), 313-355. https://doi.org/10.1080/87559129409541005Garg, S.K., Johri, B.N. (1994). Rennet: current trends and future research. Food Reviews International, 10(3), 313-355. https://doi.org/10.1080/87559129409541005Garcia, H.S., Lopez-Hernandez, A., Hill, C.G. (2017). Enzyme Technology — Dairy Industry Applications. Comprehensive Biotechnology (Ed. Moo-Young M.) 3rd Ed. Pergamon, 2017.Garcia, H.S., Lopez-Hernandez, A., Hill, C.G. (2017). Enzyme Technology — Dairy Industry Applications. Comprehensive Biotechnology (Ed. Moo-Young M.) 3rd Ed. Pergamon, 2017.Jacob, M., Jaros, D., Rohm, H. (2011). Recent advances in milk clotting enzymes. International Journal of Dairy Technology, 64(1), 14-33. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00633.xJacob, M., Jaros, D., Rohm, H. (2011). Recent advances in milk clotting enzymes. International Journal of Dairy Technology, 64(1), 14-33. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00633.xАбрамов, Д.В., Мягконосов, Д.С., Мордвинова, В.А., Делицкая, И.Н., Овчинникова, Е.Г. (2018). Современные тенденции рынка молокосвертывающих ферментных препаратов. Сыроделие и маслоделие, 6, 7-11.Abramov, D. V., Myagkonosov, D. S., Mordvinova, V. A., Delitskaya, I. N., Ovchinnikova, E. G. (2018). Current market trends of milk-coagulating enzyme preparations. Cheesemaking and Buttermaking, 6, 7-11. (In Russian)Мягконосов, Д.С., Абрамов, Д.В., Мордвинова, В.А., Овчинникова, Е.Г., Муничева, Т.Э. (2019). Рекомбинантные молокосвертывающие ферменты — использование в сыроделии. Часть II. Технологические особенности применения рекомбинантных химозинов. Сыроделие и маслоделие, 6, 16-20. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-6-16-20Myagkonosov, D. S., Abramov, D. V., Mordvinova, V. A., Ovchinnikova, E. G., Municheva, T. E. (2019). Recombined milk clotting enzymes — application in cheese making. Part II. Technological issues of using recombined chymosins. Cheesemaking and Buttermaking, 2, 16-20. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-6-16-20 (In Russian)Мягконосов, Д.С., Абрамов, Д.В., Мордвинова, В.А., Муничева, Т.Э., Овчинникова, Е.Г. (2019). Обзор российского рынка молокосвертывающих препаратов и перспективы его развития. Сыроделие и маслоделие, 2, 11-13. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-2-11-13Myagkonosov, D. S., Abramov, D. V., Mordvinova, V. A., Municheva, T. E., Ovchinnikova, E. G. (2019). Review of the Russian market of milk clotting preparations and prospects of its development. Cheesemaking and Buttermaking, 2, 11-13. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-2-11-13Dekker, P. (2019). Dairy Enzymes. Chapter in a book: Industrial Enzyme Applications. (Ed. by Vogel A. and May O.), 1st Ed. — Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2019.Dekker, P. (2019). Dairy Enzymes. Chapter in a book: Industrial Enzyme Applications. (Ed. by Vogel A. and May O.), 1st Ed. — Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2019.Trono, D. (2019). Recombinant Enzymes in the Food and Pharmaceutical Industries. Chapter in a book: Advances in Enzyme Technology. (Ed. by Singh R. S., Singhania R. R., Pandey A., Larroche C.). Elsevier B. V., 2019.Trono, D. (2019). Recombinant Enzymes in the Food and Pharmaceutical Industries. Chapter in a book: Advances in Enzyme Technology. (Ed. by Singh R. S., Singhania R. R., Pandey A., Larroche C.). Elsevier B. V., 2019.O'Callaghan, D. J., O'Donnell, C. P., Payne, F. A. (2002). Review of systems for monitoring curd setting during cheesemaking. International Journal of Dairy Technology, 55(2), 65-74. https://doi.org/10.1046/j.1471-0307.2002.00043.xO'Callaghan, D. J., O'Donnell, C. P., Payne, F. A. (2002). Review of systems for monitoring curd setting during cheesemaking. International Journal of Dairy Technology, 55(2), 65-74. https://doi.org/10.1046/j.1471-0307.2002.00043.xVisser, S., Slangen, C.J., Robben, A.J.P.M. (1992). Determination of molecular mass distributions of whey protein hydrolysates by high-pergomance size-exclusion chromatography. Journal of Chromatography A, 599(1-2), 205-209. https://doi.org/10.1016/0021-9673(92)85474-8Visser, S., Slangen, C.J., Robben, A.J.P.M. (1992). Determination of molecular mass distributions of whey protein hydrolysates by high-per-gomance size-exclusion chromatography. Journal of Chromatography A, 599(1-2), 205-209. https://doi.org/10.1016/0021-9673(92)85474-8Fox, P.F., Guinee, T.P., Cogan, T.M., McSweeney, P.L.H. (2017). Cheese Yield. Chapter in a book: Fundamentals of Cheese Science (2nd Edition). New York: Springer, 2017.Fox, P.F., Guinee, T.P., Cogan, T.M., McSweeney, P.L.H. (2017). Cheese Yield. Chapter in a book: Fundamentals of Cheese Science (2nd Edition). New York: Springer, 2017.Смыков, И.Т. (2018). Определение момента готовности молочного сгустка к разрезке при производстве сыров. Пищевые системы, 1(2), 12-20. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2018-1-2-12-20Smykov, I. T. (2018). Milk curd cutting time determination in cheesemaking. Food systems, 1(2), 12-20. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2018-1-2-12-20 (In Russian)Smykov, I.T. (2019). Self segmenting of rennet induced milk gel in cheesemaking tank. International Journal of Dairy Technology, 72(4), 591-600. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12650Smykov, I.T. (2019). Self segmenting of rennet induced milk gel in cheesemaking tank. International Journal of Dairy Technology, 72(4), 591-600. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12650Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. (1998). Статистический анализ данных на компьютере. — М.: ИНФРА-М, 1998.Tyurin, Yu., N., Makarov, A. A. (1998). Statistical analysis of data on a computer. (Ed. by Figurnov V. E.). Moscow: INFRA-M, 1998.Абрамов, Д.В., Мягконосов, Д.С., Овчинникова, Е.Г., Муничева, Т.Э. (22-24 июня 2021 года). Различия в специфике молокосвертывающей активности МФ разного происхождения. Сборник материалов международной научно-практической конференции «Молоко и молочная продукция: актуальные вопросы производства», Углич: Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия — филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 2021Abramov, D. V., Myagkonosov, D. S., Ovchinnikova, E. G., Municheva, T. E. (June 22-24, 2021). Differences in specifics milk-clotting activity of milkclotting enzymes of different origin. Collection of scientific articles of international scientific and practical conference «Milk and milk products: actual problems of production». Uglich. All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking — Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS, 2021.Soodam, K., Ong, L., Powell, I. B., Kentish, S. E., Gras, S. L. (2015). Effect of rennet on the composition, proteolysis and microstructure of reduced-fat cheddar cheese during ripening. Dairy Science and Technology, 95(5), 665-686. https://doi.org/10.1007/s13594-015-0250Soodam, K., Ong, L., Powell, I. B., Kentish, S. E., Gras, S. L. (2015). Effect of rennet on the composition, proteolysis and microstructure of reduced-fat cheddar cheese during ripening. Dairy Science and Technology, 95(5), 665-686. https://doi.org/10.1007/s13594-015-0250-5Alinovi, M., Cordioli, M., Francolino, S., Locci, F., Ghiglietti, R., Monti, L. et al. (2018). Effect of fermentation-produced camel chymosin on quality of crescenza cheese. International Dairy Journal, 84, 72-78. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.04.001Alinovi, M., Cordioli, M., Francolino, S., Locci, F., Ghiglietti, R., Monti, L. et al. (2018). Effect of fermentation-produced camel chymosin on quality of crescenza cheese. International Dairy Journal, 84, 72-78. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.04.001Morr, C.V., Ha, E.Y.W. (1993). Whey Protein Concentrates and Isolates: Processing and Functional Properties. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 33(6), 431-476. https://doi.org/10.1080/10408399309527643Morr, C.V., Ha, E.Y.W. (1993). Whey Protein Concentrates and Isolates: Processing and Functional Properties. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 33(6), 431-476. https://doi.org/10.1080/10408399309527643

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