Cheese- and buttermaking Cheese- and buttermaking Сыроделие и маслоделие 2073-4018 96120 10.21603/2073-4018-2025-1-13 Оригинальная статья Original article Оригинальная статья Semi-Hard Cheeses with Propionic Acid Fermentation О протеолизе в полутвердых сырах с участием пропионовокислых бактерий Лепилкина Ольга Валентиновна Lepilkina Olga V. lepilkina_vniims@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0009-0001-2590-7093 Смирнова Татьяна Сергеевна Smirnova Tatiana S. t.smirnova@fncps.ru Григорьева Анастасия Игоревна Grigorieva Anastasia I. https://orcid.org/0009-0001-4540-5314 Рогов Григорий Новомирович Rogov Grigory N. g.rogov@fncps.ru Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Buttermaking and Cheesemaking – Branch of V.M.Gorbatov Federal Research Center for Food Systems RAS Uglich Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking – Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems Uglich Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Углич Россия All-Russian Scientific-Research Institute of Butter- and Cheesemaking — Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS Uglich Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking – Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS Uglich Russian Federation 13 03 2025 13 03 2025 1 34 41 13 01 2025 27 02 2025 https://cheese.kemsu.ru/en/nauka/article/96120/view

Целью работы было установление возможности регулирования процесса газообразования в сырах с низкой температурой второго нагревания, созревающих с участием пропионовокислых бактерий, путем использования молокосвертывающих ферментов с различной протеолитической активностью. Актуальность проводимых исследований обусловлена риском получения сыров с недостаточно развитым рисунком, что связано с медленным развитием пропионовокислых бактерий и, как следствие, пониженным газообразованием. Для активизации роста пропионовокислых бактерий предложено усилить протеолиз на первой стадии созревания сыра с целью обеспечения пропионовокислых бактерий питательным субстратом в достаточном количестве. Для решения поставленной задачи проведены сравнительные исследования процесса созревания с участием пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания, изготовленных с молокосвертывающими ферментами с высокой (600 IMCU/мл) и низкой (100 IMCU/мл) протеолитической активностью. Процесс созревания оценивали по степени протеолиза методом Кьельдаля и пептидным профилям, полученным методом гель-фильтрации высокого разрешения на приборе AKTA pure 25 (Швеция). Определение количества выявленных пептидов в водорастворимой фракции сыров проводили по полученным хроматограммам, измеряя площади пиков, соответствующих пептидам с разной молекулярной массой. Установлена тесная связь между развитием пропионовокислых бактерий и количеством продуктов протеолиза в сыре, которое зависит от протеолитической активности молокосвертывающего фермента. Использование молокосвертывающих ферментов с высокой протеолитической активностью приводит к накоплению большего количества пептидов, что способствует увеличению популяции пропионовокислых бактерий P. freudenreichii, интенсификации газообразования и, как следствие, формированию более развитого рисунка сыра. Рекомендовано учитывать соотношение протеолитических активностей используемых ферментных препаратов и основной заквасочной микрофлоры с целью регулирования процесса газообразования в сырах, созревающих с участием пропионовокислых бактерий.

Milk-clotting enzymes with particular proteolytic properties can control gas formation in semi-hard cheeses obtained by propionic acid fermentation. Slow development of propionic acid bacteria and low gas formation result in a poor eye pattern. On the contrary, enhanced early proteolysis provides propionic acid bacteria with enough nutrition to boost their growth. The authors compared the propionic acid fermentation (Propionibacterium freudenreichii ) of semi-hard cheeses made with milk-clotting enzymes with high (600 IMCU/mL) and low (100 IMCU/mL) proteolytic profiles. The degree of proteolysis was detected using the Kjeldahl method and peptide profiles obtained by high-resolution gel filtration (AKTA pure 25, Sweden). The amount of peptides in the water-solublefraction was determined by chromatograms and the peak areas of peptides with different molecular weights. The development rate of propionic acid bacteria correlated with the amount of proteolysis products in cheese, which is known to depend on the proteolytic activity of the milk-clotting enzyme. In this study, milk-clotting enzymes with high proteolytic activity sped up the peptide formation, thus increasing the bacterial count, facilitating gas formation, and developing a stronger eye pattern. A proper ratio of proteolytic activities and the main starter microflora may regulate the process of gas formation in cheeses with propionic acid bacteria.

 сыр пропионовокислые бактерии протеолиз пептидный профиль газообразование рисунок сыра cheese propionic acid bacteria proteolysis peptide profile gas formation cheese eye pattern Исследования выполнены за счет гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития (проект № 075-15-2024-483).

Bücher, C. Propionic acid bacteria in the food industry: An update on essential traits and detection methods / C. Bücher, J. Burtscher, K. J. Domig // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2021. Vol. 20(5). Р. 4299–4323. https://doi:10.1111/1541-4337.12804 Bücher, C. Propionic acid bacteria in the food industry: An update on essential traits and detection methods / C. Bücher, J. Burtscher, K. J. Domig // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2021. Vol. 20(5). R. 4299–4323. https://doi:10.1111/1541-4337.12804 Fröhlich-Wyder, M.-T. Cheeses With Propionic Acid Fermentation / M.-T. Fröhlich-Wyder [et al.]. – Cheese. Chemistry, Physics and Microbiology. – Academic Press, 2017. Р. 889–910. https://doi:10.1016/b978-0-12-417012-4.00035-1 Fröhlich-Wyder, M.-T. Cheeses With Propionic Acid Fermentation / M.-T. Fröhlich-Wyder [et al.]. – Cheese. Chemistry, Physics and Microbiology. – Academic Press, 2017. R. 889–910. https://doi:10.1016/b978-0-12-417012-4.00035-1 Орлова, Т. Н. Пропионовокислые бактерии и их значение / Т. Н. Орлова, И. А. Функ, Е. Ф. Отт, Р. В. Дорофеев // Сыроделие и маслоделие. 2020. № 2. С. 28–29. https://doi:10.31515/2073-4018-2020-1-28-29; https://elibrary.ru/uueuei Orlova, T. N. Propionovokislye bakterii i ih znachenie / T. N. Orlova, I. A. Funk, E. F. Ott, R. V. Dorofeev // Syrodelie i maslodelie. 2020. № 2. S. 28–29. https://doi:10.31515/2073-4018-2020-1-28-29; https://elibrary.ru/uueuei Мироненко, И. М. Формирование видовых особенностей сыров с высокой температурой второго нагревания / И. М. Мироненко, Н. И. Бондаренко, Д. А. Усатюк // Сыроделие и маслоделие. 2018. № 5. С. 42–47. https://elibrary.ru/yzjeup Mironenko, I. M. Formirovanie vidovyh osobennostey syrov s vysokoy temperaturoy vtorogo nagrevaniya / I. M. Mironenko, N. I. Bondarenko, D. A. Usatyuk // Syrodelie i maslodelie. 2018. № 5. S. 42–47. https://elibrary.ru/yzjeup Thierry, A. New insights into physiology and metabolism of Propionibacterium freudenreichii / A. Thierry [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2011. Vol 149. № 1. P. 19–27. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.04.026 Thierry, A. New insights into physiology and metabolism of Propionibacterium freudenreichii / A. Thierry [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2011. Vol 149. № 1. P. 19–27. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.04.026 Смирнова, Т. С. Влияние гидролизата молока на газообразование пропионовокислых бактерий / Т. С. Смирнова, Г. Н. Рогов // Инновационные биотехнологии природных и синтетических биологически активных веществ: Материалы IX международной научно-практической конференции. Ставрополь, 2024. С. 333–336. https://elibrary.ru/ykbzow Smirnova, T. S. Vliyanie gidrolizata moloka na gazoobrazovanie propionovokislyh bakteriy / T. S. Smirnova, G. N. Rogov // Innovacionnye biotehnologii prirodnyh i sinteticheskih biologicheski aktivnyh veschestv: Materialy IX mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. Stavropol', 2024. S. 333–336. https://elibrary.ru/ykbzow Смирнова, Т. С. Газообразующая активность пропионовокислых бактерий / Т. С. Смирнова // Международная научно-практическая конференция молодых учЕных и специалистов отделения сельскохозяйственных наук Российской академии наук. 2024. № 1. – С. 229–234. https://www.elibrary.ru/aebkik Smirnova, T. S. Gazoobrazuyuschaya aktivnost' propionovokislyh bakteriy / T. S. Smirnova // Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya molodyh uchEnyh i specialistov otdeleniya sel'skohozyaystvennyh nauk Rossiyskoy akademii nauk. 2024. № 1. – S. 229–234. https://www.elibrary.ru/aebkik