Cheese- and buttermaking Cheese- and buttermaking Сыроделие и маслоделие 2073-4018 98600 10.21603/2073-4018-2025-2-22 Оригинальная статья Original article Оригинальная статья Microfiltration of Raw Cheese Milk from Stavropol Cow Breeds Особенности микрофильтрационной обработки сыропригодного молока пород коров Ставропольского края Мамай Дмитрий Сергеевич Mamay Dmitry S. dmamai@ncfu.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-1784-0837 Бабенышев Сергей Петрович Babenyshev Sergey P.

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Мамай Ангелина Валерьевна Mamay Angelina V.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-5396-1548 Евдокимов Иван Алексеевич Evdokimov Ivan A. ievdokimov@ncfu.ru https://orcid.org/0000-0001-9257-9571 Анисимов Георгий Сергеевич Anisimov Georgy S. Лисицын Вячеслав Александрович Lisitsyn Vyacheslav A. Калинина Анастасия Сергеевна Kalinina Anastasia S. Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North Caucasus Federal University Stavropol Russian Federation АО Молочный комбинат «Ставропольский» Ставрополь Россия JSC Stavropolskiy Dairy Plant Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation 12 05 2025 12 05 2025 2 55 60 16 11 2024 28 12 2024 https://cheese.kemsu.ru/en/nauka/article/98600/view

Постоянно растущий спрос на качественные мягкие сыры обуславливает необходимость разработки все более эффективных технологий переработки исходного сырья. Но молоко коров разных пород при соответствующих нормах кормления и условиях содержания, кроме физико-химических характеристик, отличается и по сыропригодности. Это определяет актуальность разработки нового подхода подготовки натурального молока к производству отечественной сырной продукции. Наиболее перспективным способом решения этой проблемы является повышение массовой доли казеина в молоке путем добавления в него микрофильтрационного ретентата, обогащенного мицеллярным казеином в нативном виде. Цель исследования: экспериментально установить влияние варьирования параметров микрофильтрации обезжиренного молока на состав ретентата (соотношение казеина и сывороточных белков). Добавление такого ретентата в исходное молоко повышает его сыропригодность. В настоящее время отсутствуют или представлены фрагментарно экспериментальные данные о сыропригодности молока коров наиболее распространенных в Ставропольском крае пород, а также о влиянии режимов микрофильтрации обезжиренного молока на состав и свойства ретентата. Проведенные исследования показали, что наилучшую сыропригодность демонстрирует молоко коров голштинской и ярославской пород. Было установлено, что проницаемость микрофильтрационной мембраны Владисарт с показателем среднего условного диаметра пор 0,2 мкм практически одинакова при баромембранном разделении обезжиренного молока. Варьирование рабочих параметров микрофильтрации существенно влияет на соотношение казеина и сывороточных белков в ретентате.

The constantly growing demand for soft cheeses requires more efficient processing technologies. Milk quality depends not only on the cow breed, diet, and welfare: domestic cheese production needs milk of particular grade, with particular physical and chemical properties. The most efficient method to make natural skim milk suitable for cheese production is to increase the mass fraction of casein by adding microfiltration retentate fortified with micellar native casein. The article describes the effect of microfiltration parameters on the retentate composition, i.e. the ratio of casein to whey proteins, and the optimal cheese-making parameters of skim milk. The research involved cow breeds popular in the Stavropol Region, of which the best results belonged to the Holstein and Yaroslavl cows. The permeability of Vladisart microfiltration membrane with an average conventional pore diameter of 0.2 μm remained almost the same during the baromembrane separation of skim milk. However, different operating microfiltration parameters yielded different mass fractions of casein and whey.

 натуральное молоко сыропригодность мягкие сыры породы коров Ставропольский край микрофильтрационный ретентат natural milk cheese milk soft cheeses cow breeds Stavropol region microfiltration retentate Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда № 24-26-20084, https://rscf.ru/project/24-26-20084/

Brans, G. Membrane fractionation of milk: State of the art and challenges / G. Brans [et al.] // Journal of Membrane Science. 2004. Vol. 243(1-2). P. 263–272. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.06.029 Brans, G. Membrane fractionation of milk: State of the art and challenges / G. Brans [et al.] // Journal of Membrane Science. 2004. Vol. 243(1-2). P. 263–272. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.06.029 Skrzypek, M. Isoflux® ceramic membranes - Practical experiences in dairy industry / M. Skrzypek, M. Burger // Desalination. 2010. Vol. 250(3). P. 1095–1100. https://doi.org/10.1016/j.desal.2009.09.116 Skrzypek, M. Isoflux® ceramic membranes - Practical experiences in dairy industry / M. Skrzypek, M. Burger // Desalination. 2010. Vol. 250(3). P. 1095–1100. https://doi.org/10.1016/j.desal.2009.09.116 Heino, A. T. Functional properties of native and cheese whey protein concentrate powders / A. T. Heino [et al.] // International Journal of Dairy Technology. 2007. Vol. 60(4). P. 277–285. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2007.00350.x Heino, A. T. Functional properties of native and cheese whey protein concentrate powders / A. T. Heino [et al.] // International Journal of Dairy Technology. 2007. Vol. 60(4). P. 277–285. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2007.00350.x Jorgensen, C. E. Optimization of protein fractionation by skim milk microfiltration: Choice of ceramic membrane pore size and filtration temperature / C. E. Jorgensen [et al.] // Journal of Dairy Science. 2016. Vol. 99(8). P. 6164–6179. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11090 Jorgensen, C. E. Optimization of protein fractionation by skim milk microfiltration: Choice of ceramic membrane pore size and filtration temperature / C. E. Jorgensen [et al.] // Journal of Dairy Science. 2016. Vol. 99(8). P. 6164–6179. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11090 Гончаренко Г. М. Сравнительная оценка сыропригодности молока симментальской и красной степной пород с учетом генотипов гена k-казеина / Г. М. Гончаренко, Т. С. Горячева, Н. М. Рудишина [и др.] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 12(110). С. 113–117. https://elibrary.ru/rqoiwr Goncharenko G. M. Sravnitel'naya ocenka syroprigodnosti moloka simmental'skoy i krasnoy stepnoy porod s uchetom genotipov gena k-kazeina / G. M. Goncharenko, T. S. Goryacheva, N. M. Rudishina [i dr.] // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. № 12(110). S. 113–117. https://elibrary.ru/rqoiwr Мухаметгалиев, Н. Н. Оценка молочных пород скота и их помесей по сыропригодности молока / Н. Н. Мухаметгалиев // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н. Э. Баумана. 2005. Т. 181. С. 139–146. https://elibrary.ru/mhwaev Muhametgaliev, N. N. Ocenka molochnyh porod skota i ih pomesey po syroprigodnosti moloka / N. N. Muhametgaliev // Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy mediciny im. N. E. Baumana. 2005. T. 181. S. 139–146. https://elibrary.ru/mhwaev Zulewska, J. Influence of casein on flux and passage of serum proteins during microfiltration using polymeric spiralwound membranes at 50° C / J. Zulewska, D. M. Barbano // Journal of Dairy Science. 2013. Vol. 96(4). P. 2048–2060. http://dx.doi.org/10.3168/jds.2012-6032. Zulewska, J. Influence of casein on flux and passage of serum proteins during microfiltration using polymeric spiralwound membranes at 50° C / J. Zulewska, D. M. Barbano // Journal of Dairy Science. 2013. Vol. 96(4). P. 2048–2060. http://dx.doi.org/10.3168/jds.2012-6032. Zulewska, J. Efficiency of serum protein removal from skim milk with ceramic and polymeric membranes at 50° C / J. Zulewska [et al.] // Journal of Dairy Science. 2009. Vol. 92(4). P. 1361–1377. http://dx.doi.org/10.3168/jds.2008-1757. Zulewska, J. Efficiency of serum protein removal from skim milk with ceramic and polymeric membranes at 50° C / J. Zulewska [et al.] // Journal of Dairy Science. 2009. Vol. 92(4). P. 1361–1377. http://dx.doi.org/10.3168/jds.2008-1757. Mamay, D. Microfiltration Processing of Raw Materials for the Fermented Milk Product Making / D. Mamay, S. Babenyshev, A. Mamay [et al.] // Intelligent Biotechnologies of Natural and Synthetic Biologically Active Substances, Stavropol. Vol. 408. Cham: Springer, Cham, 2022. P. 10–17. https://doi.org/10.1007/978-3-030-96641-6_2; https://elibrary.ru/cszuhg Mamay, D. Microfiltration Processing of Raw Materials for the Fermented Milk Product Making / D. Mamay, S. Babenyshev, A. Mamay [et al.] // Intelligent Biotechnologies of Natural and Synthetic Biologically Active Substances, Stavropol. Vol. 408. Cham: Springer, Cham, 2022. P. 10–17. https://doi.org/10.1007/978-3-030-96641-6_2; https://elibrary.ru/cszuhg