Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 83994 10.21603/1019-8946-2024-3-5 Научная статья Research Article Научная статья Modeling Protein-Carbohydrate Composition of Products Made by Preheated Cheese Technology Моделирование белково-углеводного состава продуктов, произведенных по технологии термизированных сыров Свириденко Галина Михайловна Sviridenko Galina M. vniims@fncps.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Шишкина Анастасия Николаевна Shishkina Anastasiya N. Калабушкин Василий Валерьевич Kalabushkin Vasiliy V.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Алексеева Елена Васильевна Alekseeva Elena V. uglich-cheese@mail.ru 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 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 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 13 06 2024 13 06 2024 3 54 63 28 03 2024 20 05 2024 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/83994/view

В статье представлены результаты исследований вкуса, запаха, консистенции, активной кислотности, пенетрационного напряжения и комплекса функциональных свойств продуктов, смоделированных на основе белково-углеводного сырья, состоящего из казеина и модифицированного крахмала, произведенных по технологии термизированных сыров. Физико-химическая оценка проводилась стандартизованными методами. Функциональные свойства (натираемость, плавимость, образование блистеров, сгораемость, растяжимость) образцов оценивали с использованием специализированной шкалы оценки сыров для пиццы, разработанной во ВНИИМС. Установлено, что вкус продукта зависит от соотношения казеин/крахмал. На консистенцию и рН готового продукта, помимо соотношения казеин/крахмал, влияет вид модифицированного крахмала и концентрация эмульгирующей соли. Выявлена взаимосвязь пенетрационного напряжения и исследованных функциональных свойств продуктов с сырьевым составом, массовой долей влаги и концентрацией эмульгирующей соли. Проведен регрессионный анализ и получены уравнения зависимости плавимости и растяжимости продуктов от их состава. Установлено оптимальное соотношение сырьевых компонентов для получения продукта, максимально приближенного по комплексу показателей к термизированным сырам. Состав продукта: 25,8 % сычужного казеина, 18,3 % модифицированного крахмала BL 240 (соотношение белок/углевод – 58,5/41,5), 1,0 % эмульгирующей соли и 54,9 % воды (для влажности готового продукта 60,0 ± 2,0 %).

The article describes the taste, smell, consistency, active acidity, penetration tension, and functional properties of products modeled on the basis of proteincarbohydrate raw materials, i.e., casein and modified starch, produced by the thermal technical processing. The physicochemical assessment involved standard methods. The list of functional properties to be tested included grating and shredding, melting, blistering, browning, and elasticity. The specialized pizza cheese rating scale was developed at the All-Russian Scientific Resarch Institute of Butter- and Cheesemaking. The taste of the product depended on the casein and starch ratio. In addition, the consistency and pH of the finished product depended on the type of modified starch and the concentration of the emulsifying salt. The research revealed a correlation between the penetration tension and raw material composition, moisture mass fraction, and emulsifying salt. The regression analysis made it possible to obtain equations for the effect of composition on melting and elasticity. The optimal ratio of raw materials resulted in a product that was close to preheated cheeses in many indicators: 25.8 % rennet casein, 18.3 % modified starch BL 240 with protein and carbohydrate ratio of 58.5/41.5, 1.0 % emulsifying salt, and 54.9% water, which provided 60.0 ± 2.0 % moisture content in the finished product.

 функциональные свойства пицца казеин крахмал органолептические свойства шкала оценки регрессионный анализ functional properties pizza casein starch sensory properties rating scale regression analysis

Свистун, Н. Компаунды для имитационных сыров / Н. Свистун // Молочная промышленность. 2012. № 8. С. 78–79. https://elibrary.ru/pbickn Svistun, N. Kompaundy dlya imitacionnyh syrov / N. Svistun // Molochnaya promyshlennost'. 2012. № 8. S. 78–79. https://elibrary.ru/pbickn Шишкина, А. Н. Исследование функциональных свойств термизированных сыров, выработанных из замороженного сыра-сырья / А. Н. Шишкина // Пищевые системы. 2021. № 4 (3S). С. 304–308. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S-304-308; https://elibrary.ru/omjjeb Shishkina, A. N. Issledovanie funkcional'nyh svoystv termizirovannyh syrov, vyrabotannyh iz zamorozhennogo syra-syr'ya / A. N. Shishkina // Pischevye sistemy. 2021. № 4 (3S). S. 304–308. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S-304-308; https://elibrary.ru/omjjeb Дунаев, А. В. Имитационные плавленые сырные продукты и вопросы импортозамещения / А. В. Дунаев // Сыроделие и маслоделие. 2017. № 4, С. 36–37. https://elibrary.ru/zpsbuz Dunaev, A. V. Imitacionnye plavlenye syrnye produkty i voprosy importozamescheniya / A. V. Dunaev // Syrodelie i maslodelie. 2017. № 4, S. 36–37. https://elibrary.ru/zpsbuz Зозулин, О. Вопросы производства имитационных сырных продуктов / О. Зозулин // Переработка молока. 2018. № 9. С. 34–35. https://elibrary.ru/yvlvvr Zozulin, O. Voprosy proizvodstva imitacionnyh syrnyh produktov / O. Zozulin // Pererabotka moloka. 2018. № 9. S. 34–35. https://elibrary.ru/yvlvvr Альтернативные классическому сыру продукты: экономичное производство и разнообразие вкусов // Сыроделие и маслоделие. 2017. № 4. С. 40. https://elibrary.ru/zpsbvt Al'ternativnye klassicheskomu syru produkty: ekonomichnoe proizvodstvo i raznoobrazie vkusov // Syrodelie i maslodelie. 2017. № 4. S. 40. https://elibrary.ru/zpsbvt Agarwal, S. Innovative uses of milk protein concentrates in product development / S. Agarwal [et al.] // Journal of food science. 2015. Vol. 80. № S1. A23–A29. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12807 Agarwal, S. Innovative uses of milk protein concentrates in product development / S. Agarwal [et al.] // Journal of food science. 2015. Vol. 80. № S1. A23–A29. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12807 Jana, A. High protein dairy foods: technological considerations / A. Jana. – Chapter in a book: Dairy Foods. Processing, Quality, and Analytical Techniques. – Woodhead Publishing, 2022. Р. 159–193. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820478-8.00013-4 Jana, A. High protein dairy foods: technological considerations / A. Jana. – Chapter in a book: Dairy Foods. Processing, Quality, and Analytical Techniques. – Woodhead Publishing, 2022. R. 159–193. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820478-8.00013-4 Дымар, О. В. Технология производства концентрата общего белка молока / О. В. Дымар, Е. В. Ефимова, И. В. Миклух [и др.] // Молочная промышленность. 2017. № 1. С. 58–60. https://elibrary.ru/xwoivl Dymar, O. V. Tehnologiya proizvodstva koncentrata obschego belka moloka / O. V. Dymar, E. V. Efimova, I. V. Mikluh [i dr.] // Molochnaya promyshlennost'. 2017. № 1. S. 58–60. https://elibrary.ru/xwoivl Garba, U. Protein isolates: Production, functional properties and application // U. Garba, S. Kaur // International journal of current research and review. 2014. Vol. 6. № 3. Р. 35–45. Garba, U. Protein isolates: Production, functional properties and application // U. Garba, S. Kaur // International journal of current research and review. 2014. Vol. 6. № 3. R. 35–45. Володин, Д. Н. Перспективы производства сухих белковых ингредиентов на основе молочного сырья / Д. Н. Володин, А. С. Гридин, И. А. Евдокимов // Молочная промышленность. 2020. № 1. С. 28–30. https://elibrary.ru/ygtheu Volodin, D. N. Perspektivy proizvodstva suhih belkovyh ingredientov na osnove molochnogo syr'ya / D. N. Volodin, A. S. Gridin, I. A. Evdokimov // Molochnaya promyshlennost'. 2020. № 1. S. 28–30. https://elibrary.ru/ygtheu Meganaharshini, M. Review on recent trends in the application of protein concentrates and isolates–a food industry perspective / M. Meganaharshini [et al.] // Food and Humanity. 2023. № 1. Р. 308–325. https://doi.org/10.1016/j.foohum.2023.05.022 Meganaharshini, M. Review on recent trends in the application of protein concentrates and isolates–a food industry perspective / M. Meganaharshini [et al.] // Food and Humanity. 2023. № 1. R. 308–325. https://doi.org/10.1016/j.foohum.2023.05.022 Shakeel-Ur-Rehman. Use of dry milk protein concentrate in pizza cheese manufactured by culture or direct acidification / Shakeel-Ur-Rehman, N. Y. Farkye,B. Yim // Journal of dairy science. 2003. Vol. 86 № 12. Р. 3841–3848. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(03)73991-5 Shakeel-Ur-Rehman. Use of dry milk protein concentrate in pizza cheese manufactured by culture or direct acidification / Shakeel-Ur-Rehman, N. Y. Farkye,B. Yim // Journal of dairy science. 2003. Vol. 86 № 12. R. 3841–3848. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(03)73991-5 Svanborg, S. The composition and functional properties of whey protein concentrates produced from buttermilk are comparable with those of whey protein concentrates produced from skimmed milk / S. Svanborg [et al.] // Journal of Dairy Science. 2015. Vol. 98. № 9. Р. 5829–5840. https://doi.org/10.3168/jds.2014-9039 Svanborg, S. The composition and functional properties of whey protein concentrates produced from buttermilk are comparable with those of whey protein concentrates produced from skimmed milk / S. Svanborg [et al.] // Journal of Dairy Science. 2015. Vol. 98. № 9. R. 5829–5840. https://doi.org/10.3168/jds.2014-9039 Jeewanthi, C. R. K. Characteristics of whey proteinhydrolysates from cheese whey, favors onvarious food applications / C. R. K. Jeewanthi [et al.] // Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly. 2014. Vol. 20. № 4. Р. 503–509. https://doi.org/10.2298/CICEQ130221032J Jeewanthi, C. R. K. Characteristics of whey proteinhydrolysates from cheese whey, favors onvarious food applications / C. R. K. Jeewanthi [et al.] // Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly. 2014. Vol. 20. № 4. R. 503–509. https://doi.org/10.2298/CICEQ130221032J Dhanraj, P. Influence of using a blend of rennet casein and whey protein concentrate as protein source on the quality of Mozzarella cheese analogue / P. Dhanraj [et al.] // Journal of Food Science and Technology. 2017. № 54. Р. 822–831. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2528-5 Dhanraj, P. Influence of using a blend of rennet casein and whey protein concentrate as protein source on the quality of Mozzarella cheese analogue / P. Dhanraj [et al.] // Journal of Food Science and Technology. 2017. № 54. R. 822–831. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2528-5 Свириденко, Г. М. Сыры для пиццы. Необходимость подбора сырья для обеспечения безопасности и функциональных свойств продукта / Г. М. Свириденко, В. В. Калабушкин // Сыроделие и маслоделие. 2019. № 5. С. 10–12. https://elibrary.ru/jvcizz Sviridenko, G. M. Syry dlya piccy. Neobhodimost' podbora syr'ya dlya obespecheniya bezopasnosti i funkcional'nyh svoystv produkta / G. M. Sviridenko, V. V. Kalabushkin // Syrodelie i maslodelie. 2019. № 5. S. 10–12. https://elibrary.ru/jvcizz Chavan, R. S. Cheese substitutes: An alternative to natural cheese - A review / R. S. Chavan, A. Jana // International Journal of Food Science, Technology & Nutrition. 2007. № 2. Р. 25–39. Chavan, R. S. Cheese substitutes: An alternative to natural cheese - A review / R. S. Chavan, A. Jana // International Journal of Food Science, Technology & Nutrition. 2007. № 2. R. 25–39. Pérez-Pacheco, E. Isolation and characterization of starch obtained from Brosimum alicastrum Swarts Seeds / E. Pérez-Pacheco [et al.] // Carbohydrate polymers. 2014. № 101. Р. 920–927. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.10.012 Pérez-Pacheco, E. Isolation and characterization of starch obtained from Brosimum alicastrum Swarts Seeds / E. Pérez-Pacheco [et al.] // Carbohydrate polymers. 2014. № 101. R. 920–927. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.10.012 Ashogbon, A. O. Dual modification of various starches: Synthesis, properties and applications / A. O. Ashogbon // Food chemistry. 2021. № 342. 128325. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128325 Ashogbon, A. O. Dual modification of various starches: Synthesis, properties and applications / A. O. Ashogbon // Food chemistry. 2021. № 342. 128325. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128325 Šimková, D. Effect of cultivar, location and year on total starch, amylose, phosphorus content and starch grain size of high starch potato cultivars for food and industrial processing / D. Šimková [et al.] // Food chemistry. 2013. Vol. 141. № 4. Р. 3872–3880. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.06.080 Šimková, D. Effect of cultivar, location and year on total starch, amylose, phosphorus content and starch grain size of high starch potato cultivars for food and industrial processing / D. Šimková [et al.] // Food chemistry. 2013. Vol. 141. № 4. R. 3872–3880. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.06.080 Жамбусинова, К. В. Применение модифицированных крахмалов в пищевой промышленности / К. В. Жамбусинова // Молодежь и наука. 2020. № 10. 13. https://elibrary.ru/ruviko Zhambusinova, K. V. Primenenie modificirovannyh krahmalov v pischevoy promyshlennosti / K. V. Zhambusinova // Molodezh' i nauka. 2020. № 10. 13. https://elibrary.ru/ruviko Mehfooz, T. Effect of cross-linking on characteristics of succinylated and oxidized barley starch / T. Mehfooz, T. M. Ali, A. Hasnain // Journal of Food Measurement and Characterization. 2019. № 13. Р. 1058–1069. https://doi.org/10.1007/s11694-018-00021-3 Mehfooz, T. Effect of cross-linking on characteristics of succinylated and oxidized barley starch / T. Mehfooz, T. M. Ali, A. Hasnain // Journal of Food Measurement and Characterization. 2019. № 13. R. 1058–1069. https://doi.org/10.1007/s11694-018-00021-3 Diamantino, V. R. Starch as a potential fat replacer for application in cheese: Behaviour of different starches in casein/starch mixtures and in the casein matrix / V. R. Diamantino [et al.] // International dairy journal. 2019. № 89. Р. 129–138. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.08.015 Diamantino, V. R. Starch as a potential fat replacer for application in cheese: Behaviour of different starches in casein/starch mixtures and in the casein matrix / V. R. Diamantino [et al.] // International dairy journal. 2019. № 89. R. 129–138. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.08.015 Dharaiya, C. Comparison of natural Mozzarella cheese with acid casein based Mozzarella cheese analogue / C. Dharaiya [et al.] // Indian Journal of Dairy Science. 2021. Vol. 74. № 4. Р. 301–308. https://doi.org/10.33785/ijds.2021.v74i04.003 Dharaiya, C. Comparison of natural Mozzarella cheese with acid casein based Mozzarella cheese analogue / C. Dharaiya [et al.] // Indian Journal of Dairy Science. 2021. Vol. 74. № 4. R. 301–308. https://doi.org/10.33785/ijds.2021.v74i04.003 Abbasi, S. The Feasibility of Manufacturing Low Fat Pizza Cheese by Use of Pre-Gelatinized Corn Starch / S. Abbasi, L. Nateghi // Journal of Food Biosciences and Technology. 2022. Vol. 12. № 3. Р. 51–66. https://doi.org/10.30495/jfbt.2022.19731 Abbasi, S. The Feasibility of Manufacturing Low Fat Pizza Cheese by Use of Pre-Gelatinized Corn Starch / S. Abbasi, L. Nateghi // Journal of Food Biosciences and Technology. 2022. Vol. 12. № 3. R. 51–66. https://doi.org/10.30495/jfbt.2022.19731 Свириденко, Г. М. Шкала оценки сыров для пиццы / Г. М. Свириденко, В. В. Калабушкин, А. Н. Шишкина // Сыроделие и маслоделие. 2022. № 4. С. 28–32. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2022-4-28-32; https://elibrary.ru/fyupyp Sviridenko, G. M. Shkala ocenki syrov dlya piccy / G. M. Sviridenko, V. V. Kalabushkin, A. N. Shishkina // Syrodelie i maslodelie. 2022. № 4. S. 28–32. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2022-4-28-32; https://elibrary.ru/fyupyp Соколова, Н. Ю. Влияние российских солей-плавителей на качество плавленых сырных продуктов / Н. Ю. Соколова // Сыроделие и маслоделие. 2010. № 5. С. 20–23. https://elibrary.ru/muvell Sokolova, N. Yu. Vliyanie rossiyskih soley-plaviteley na kachestvo plavlenyh syrnyh produktov / N. Yu. Sokolova // Syrodelie i maslodelie. 2010. № 5. S. 20–23. https://elibrary.ru/muvell