Хранение и переработка сельхозсырья 2-2021

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК ya otrasli [Characteristics of modern reindeer hus- Yugai, A. V., & Boitsova, T. M. (2015). K voprosu o bandry in the Russian Federation: Prospects and mnogofunktsional’nom ispol’zovanii kollagena, development vector of the industry]. In Aktual’nye poluchaemogo iz kozhi ryb [On the question of problemy veterinarnoi meditsiny, zootekhnii i biotekh- the multifunctional use of collagen obtained from nologii: Sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi fish skin]. Fundamental’nye issledovaniya [Basic uchebno-metodicheskoi i nauchno-prakticheskoi kon- Research], 2(4), 704-707. ferentsii, posvyashchennoi 100-letiyu so dnya os- novaniya FGBOU VO MGAVMiB - MVA im. K. I. Dybka, K., & Walczak, P. (2009). Gidrolizat kollage- Skryabina [Actual problems of veterinary medicine, na kak novaya dieticheskaya dobavka. Nauchnyi zootechnology and biotechnology: Proceedings of the vestnik lodzinskogo tekhnicheskogo universite- International educational-methodical and scientif- ta [Collagen hydrolyzate as a new dietary sup- ic-practical conference dedicated to the 100th anni- plement]. Pishchevaya khimiya i biotekhnologiya versary of the founding of the MBA named after K. I. [Scientific Bulletin of the Lodz Technical University. Skryabin] (pp. 414-417). Moscow: Federal’noe gosu- Food chemistry and biotechnology], 73(1058), 83-92. darstvennoe byudzhetnoe obrazovatel’noe uchre- zhdenie vysshego obrazovaniya “Moskovskaya go- Ameye, L. G., & Chee, W. S. S. (2006). Osteoarthritis sudarstvennaya akademiya veterinarnoi meditsiny i and nutrition. From nutraceuticals to function- biotekhnologii - MVA imeni K. I. Skryabina”. al foods: A systematic review of the scientific ev- Rasskazova, Yu. N., & Gordienko, I. M. (2020). Lobashi idence. Arthritis Research and Therapy, 8(4), R127. severnogo olenya, kak syr’e dlya polucheni- https://doi.org/10.1186/ar2016 ya produktov rastvoreniya kollagena [Reindeer Lobash as Raw Material for Collagen Dissolution Da Silva Araújo, I. B., Bezerra, T. K. A., do Products]. In Innovatsii v pishchevoi promyshlen- Nascimento,  E.  S., de Almeida Gadelha, C. A., nosti: Obrazovanie, nauka, proizvodstvo: Materialy Santi-Gadelha, T., & Madruga, M. S. (2018). 4-i vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferen- Optimal conditions for obtaining collagen from tsii [Innovations in the food industry: Education, sci- chicken feet and its characterization. The Journal ence, production: Materials of the 4th all-Russian of Food Science and Technology, 38(1), 167-173. scientific and practical conference] (pp. 118-122). https://doi.org/10.1590/fst.27517 Blagoveshchensk: Dal’nevostochnyi gosudarstven- nyi agrarnyi universitet. Hakima, T. R., Pratiwia, A., Jamharia, J., Reusova, T. V., Gorbacheva, M. V., & Novikov, M. V. Fitriyantoa,  N.  A., Rusman, R., Abidin, M. Z., (2019). Otsenka kachestva i poisk novogo pod- Matulessya, D. N., & Erwanto, Y. (2021). Extraction khoda k sortirovke nevydelannykh shkur sever- of Collagen from the Skin of Kacang Goat and nogo olenya dlya ratsional’nogo ikh ispol’zovani- Production of its Hydrolysate as an Inhibitor of ya i pererabotki [Quality assessment and search Angiotensin Converting Enzyme. Tropical Animal for a new approach to sorting uncut reindeer skins Science Journal, 44(2), 222-228. https://doi. for their rational use and processing]. Veterinariya, org/10.5398/tasj.2021.44.2.222 zootekhniya i biotekhnologiya [Veterinary, Animal Science and Biotechnology], 7, 41-48. https://doi. Hashim, P., Mohd Ridzwan, M. S., Bakar, J., & Mat org/10.26155/vet.zoo.bio.201907006 Hashim, D. (2015). Collagen in food and bever- Steshov, G. I. (1965). Vliyanie shchelochno-solevykh age industries. International Food Research Journal, obrabotok na izmenenie struktury kollagena i ego 22(1), 1-8. rastvorimost’ (Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk) [Influence of alkaline-salt treatments on changes in Kumar Pal, G. K., & Suresh, P. V. (2016). Sustainable the structure of collagen and its solubility (Master’s valorisation of seafood by-products: Recovery of thesis)]. Moscow. collagen and development of collagen-based nov- Uglov, V. A., Inerbaeva, A. T., Borodai, E. V., & el functional food ingredients. Innovative Food Perfil’eva, S. N. (2015). Osnovnye problemy pere- Science & Emerging Technologies, 37, 201-215. rabotki produktsii severnogo olenevodstva i puti https://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.03.015 ikh resheniya [The main problems of processing products of reindeer husbandry and ways to solve Lutfee, T., Alwan, N. F., Alsaffar, M. A., Rahman Abdel them]. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fun- Ghany, M. A., Mageed, A. K., & AbdulRazak, A. A. damental’nykh issledovanii [International Journal of (2021). An overview of the prospects of extract- Applied and Basic Research], 9(1), 31-34. ing collagens from waste sources and its applica- tions. Chemical Papers, 75, 6025-6033. https://doi. org/10.1007/s11696-021-01768-8 Noorzai, S., Reinhard Verbeek, C. J., Lay, M. C., & Swan, J. (2020). Collagen Extraction from Various Waste Bovine Hide Sources. Waste and Biomass Valorization, 11, 5687-5698 https://doi. org/10.1007/s12649-019-00843-2 ХИПС №2 – 2021 63

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК УДК 637.1: 636.3 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.237 Исследование физико-химического состава и технологических свойств овечьего и козьего молока в летний период лактации Оспанов Асан Бекешович ТОО «Казахский научно-исследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности» Адрес: 050060, г. Алматы, пр. Гагарина, д. 238 «Г» E-mail: [email protected] Құлжанова Ботагөз Оңдасынқызы ТОО «Казахский научно-исследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности» Адрес: 050060, г. Алматы, пр. Гагарина, д. 238 «Г» E-mail: [email protected] Щетинина Елена Михайловна ФГБОУ ВО Московский государственный университет пищевых производств Адрес: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11 E-mail: [email protected] Велямов Шухрат Масимжанович ТОО «Казахский научно-исследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности» Адрес: 050060, г. Алматы, пр. Гагарина, 238 «Г» E-mail: [email protected] Макеева Раушан Кыдырхановна ТОО «Казахский научно-исследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности» Адрес: 050060, г. Алматы, пр. Гагарина, д. 238 «Г» E-mail: [email protected] Бектурсунова Мая Джумадиловна ТОО «Казахский научно-исследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности» Адрес: 050060, г. Алматы, пр. Гагарина, д. 238 «Г» E-mail: [email protected] В статье представлены результаты исследования физико-химического состава и технологических свойств овечьего и козьего молока в летний период лактации (с июня по август 2021 года) по 4 породам овец (Казахский тонкорунный, Южноказахский меринос, Едильбай и Иль Де Франц) и 4 породам коз (Зааненская, Нубийская, Альпийская и Бурская) из различных регионов Казахстана. Изучен содержание жира и белка в молоке. Разница в содержании белка в летний период не превышает от 0,1 до 0,5 %, высокое содержание жира отмечалось в августе месяце (5,4% для овец и 3,6% для коз), а самое низкое в июле месяце (4,9 % для овец и 3,2 % для коз), это связано с климатическими условиями, в июле стоит жаркая погода и животные пьют больше воды и испытывают стрессы погодных аномалий а также летом основа рациона - пастбищный ХИПС №2 – 2021 64

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК травостой, животные потребляют зеленый корм, содержащий много влаги. В августе значения показателей повышаются, так как многие кормовые культуры к этому времени созревают и питательная ценность, соответственно, возрастает. Ключевые слова: молоко, овечье молоко, козье молоко, летний период лактации Введение Исследования зарубежных ученых и наши пои- ски подтверждают высокотехнологичность и эф- фективность использования овечьего и козьего Казахстан является импортозависимой страной молока для производства кисломолочных продук- в отношении молочной продукции, особенно по тов и сыров (Jandal, 1996; Myrkalykov, Tulekbaeva, творогам и йогуртам, по сырам и по сухому мо- Shingisov, Ospanov, & Simov, 2016; Dimitrov, D., локу. Ассортимент отечественного производства Simov, Ospanov, & Dimitrov, Z., 2015; Мыркалыков, небольшой, недостаточно производятся молоко- Оспанов, Симов, & Шингисов, 2016; Park, 2007). продукты функционального назначения по воз- растным категориям. В Казахстане промышленно Мицеллы казеина козьего молока содержат боль- освоено только коровье молоко, в регионах нача- ше кальция и неорганического фосфора. Липи- ли перерабатывать козье молоко, а овечье молоко ды в овечьем и козьем молоке представлены вовсе не является источником молочных продук- жировыми глобулами меньшего размера, что тов, хотя овец насчитывает более 18 млн. голов. По способствует лучшей усвояемости организмом статистическим данным за 2020 год поголовье коз человека (Ospanov, Zhakupova, &Toxanbayeva, достигло более 2,2 млн. 2018; Muldasheva, Toxanbayeva, Ospanov, & Zhakupova, 2019; Kasapidou et al., 2021), тем са- В мире идет неуклонный рост потребления про- мым усиливается функциональность молочной дуктов из овечьего и козьего молока1, как всех продукции. видов молочных продуктов, так и продуктов детского и лечебного питания, что обуславли- Состав и свойства овечьего молока в первую оче- вается высокой питательной ценностью, гипо- редь зависят от ряда физиологических факто- аллергенными свойствами овечьего и козьего ров – породы, изменчивости между отдельными молока (Оспанов, Алимарданова, & Токсанбае- животными, стадии лактации, сезонных коле- ва, 2017; Оспанов, Алимарданова, & Токсанбаева, баний, способа выращивания и кормления жи- 2018; Щетинина, Гаврилова, Чернопольская, & Со- вотных, возраста, различных заболеваний и др. ловьева, 2021). (Tamime, Wszolek, Božanić, & Ozer, 2011; Claeys et al., 2014; Sajko-Matutinović, et al., 2012; Milewski, Продукты из козьего молока более подходят для Ząbek, Antoszkiewicz, Tański, & Sobczak, 2018). здоровья человека, с меньшей частотой аллерги- ческих реакций (Zeman & Ney, 1982; Saini & Gill, Таким образом, для Казахстана овечье и козье мо- 1991; Haenlein, 1993) и полезны для лечения дру- локо представляет большой потенциал для рас- гих заболеваний, таких как желудочно-кишечные, ширения ассортимента и повышения экспорта сердечно-сосудистые и связанные со стрессом за- молочной продукции, ведь только рынки сосед- болевания (Babayan, 1981). При использовании мо- них стран, как России и Китая, имеют огромную лока в качестве сырья для производства йогурта емкость кисломолочных продуктов (Ospanov & наиболее важными показателями являются со- Toxanbayeva, 2020). держание белков, липидов, лактозы и минера- лов (Walstra, Geurts, Noomen, Jellema, & van Boеkel, В связи с вышеизложенными, нами поставлена 1999). Некоторые исследователи указывают, что цель – исследовать физико-химические и тех- состав молока овец и коз различается не только нологических свойства молока некоторых ка- содержанием вышеотмеченных ключевых веществ захстанских пород овец и коз из различных (Jandal, 1996; Pandya & Ghodke, 2007; Park, Juárez, регионов в летний период лактации, что позво- Ramos, & Haenlein, 2007; Park, 2007) но и их ти- лит описать общую картину районированного пом, таких как казеины или мицеллярные струк- сырья и оценить технологическую пригодность туры (Grandison, 1986). его переработки. 1 Программа всемирной сельскохозяйственной переписи 2020 года. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. (2016). Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация объединенных наций. URL: http://www.fao.org/3/a-i4913r.pdf (дата обращения: 10.04.2021). ХИПС №2 – 2021 65

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК Материалы и методы ультрапастеризации) устанавливали по алко- гольной пробе, основанной на воздействии раз- Объекты исследования ных концентраций этилового спирта на молоко. Термоустойчивость молока определяли согласно Для экспериментальных исследований подобра- ГОСТ 25228-825. но молоко-сырье из различных фермерских хо- зяйств и частных подворий. На юге Казахстана Титруемую кислотность определяли согласно наибольшее распространение нашли породы овец ГОСТ 3624-926, активную кислотность (Ph) соглас- как, южно-казахстанский меринос, Еділбай, Иль но ГОСТ 32892-20147. де Франц, а также коз породы - Зааненская, Ну- бийская, Альпийская и Бурская. Процедура исследования Методы исследования В крестьянском хозяйстве «Акша» Жамбылской области был проведен хозяйственный опыт на че- Экспериментальные исследования по определе- тырех группах лактирующих овец и на четырех нию физико-химического состава и технологиче- группах лактирующих коз. ских свойств овечьего и козьего молока проведены в соответствии с национальными стандартами. В первую группу лактирующих овец входили овцы Казахской тонкорунной породы, во вто- Органолептическую оценку молока проводили рую - Южноказахский меринос, в третью - Еділ- согласно стандартам СТ РК 1732-20072 и ГОСТу бай, в четвертую - ИДФ, а также в первую группу 32940-20143 комиссионно профильным методом лактирующих коз входили козы породы Бурская, по 5-балльной шкале (0,3 и 5 баллов) в соответ- во вторую - Зааненская, в третью - Нубийская, ствии с регламентом проведения дегустаций. Под в четвертую - Альпийская. На начало опыта все органолептическими свойствами молока понима- животные были на 30...40-ом дне лактации, ис- ют свойства, воспринимаемые органами чувств: следование молочной продуктивности проводи- внешний вид, цвет, вкус и запах, консистенция, ли на всем периоде лактации. которые зависят от содержания всех составных компонентов молока и его физико-химических Для экспериментов молоко отбирали с июня ме- показателей сяца по август 2021 года из 10 овец и коз каждой породы. Забор молока проводили в утреннюю Физико-химические показатели молока (содержа- дойку. Показатели молока исследовали с ис- ния жира, белка и точки замерзания) определяли пользованием стандартных методов в лабора- на приборе «Лактан - 600 Ультрамакс» откалибро- тории «Биотехнология, качество и безопасность ванного под овечье и козье молоко. пищевых продуктов» Казахского научно-исследо- вательского института перерабатывающей и пи- Вязкость определяли на вискозиметре Brookfield щевой промышленности. DV2T. В пастбищный период принято содержать овец Влажность определяли согласно ГОСТ 3626-734 на на выпасах и дополнительно подкармливать кон- анализаторе влажности «Элекс-7». центратами. При недостатке травы на пастбище, подкармливали сеном и другими доступными Содержание сухих веществ выводили расчетным кормами. Доступ к воде и соли был без ограниче- путем. ния. Рацион питания у овец и коз несколько отли- чается, а по видам животных рацион практически Термоустойчивость - пригодность молока для был одинаковым. По предварительным исследова- высокотемпературной обработки (стерилизации, ниям установлено, что у овец и коз, содержащихся 2 СТ РК 1732-2007. (2015). Молоко и молочные продукты. Органолептический метод определения показателей качества. Астана: Мемстандарт. 3 ГОСТ 32940-2014. (2018). Молоко козье сырое. Технические условия. М.: Стандартинформ. 4 ГОСТ 3626-73 (2009). Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества. М.: Стандартинформ. 5 ГОСТ 25228-82. Молоко и сливки. Метод определения термоустойчивости по алкогольной пробе. М.: Стандартинформ. 6 ГОСТ 3624-92. (2009). Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. М.: Стандартин- форм. 7 ГОСТ 32892-2014. Молоко и молочная продукция. Метод измерения активной кислотности. М.: Стандартинформ. ХИПС №2 – 2021 66

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК на пастбище, содержание жира и белка в молоке Таблица 1 Органолептические показатели овечьего и козьего выше, чем на полном рационе в стойлах. молока Статистический анализ данных проводили с ис- Показатель Фактический результат пользованием статистической программы SPSS Овечье молоко версии 13 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Цвет Белый, со слегка желтоватым оттенком Дисперсионный анализ (ANOVA) и критерий мно- Запах Чистый, без постороннего запаха жественных диапазонов Дункана использовали Внешний вид и Густая однородная жидкость без хлопьев для определения значительных различий между консистенция результатами. 95% доверительной вероятности результатов выборки достигали при повторности экспериментов n=5. Вкус Приятный, сладковатый Результаты исследования Цвет Козье молоко Белый Результаты органолептической оценки молока Запах Чистый, без посторонних запахов приведены в Таблице 1. Внешний вид и консистенция Однородная жидкость, без Органолептические исследования проб молока, осадка и хлопьев взятых с КХ «Акша», дали хорошие результаты, Вкус соответствующие гостам. Слабый специфический прив- кус свойственный козьему молоку Продуктивность овец и коз во многом зависит Анализ молочной продуктивности коз разных по- от породы животного и условий их содержания род показал, что козы Зааненской породы пре- (Табл­ ица 2). восходили сверстниц Альпийской, Нубийской и Бурской пород по удою за 300 дней лактации и Из данных таблицы видно, что суточный удой имели по сравнению с ними более высокие сред- овцематок составляет 0,55 кг у овец породы ИДФ, несуточные удои. При этом достоверное преи- 1,78 кг у Едилбайской породы, у Южноказахско- мущество по удою коз Зааненской породы было го мериноса - 1,13 кг и у Казахской тонкорун- лишь по сравнению с животными Альпийской по- ной породы - 0,93 кг. Наибольшая молочность роды. за всю лактацию отмечена у маток породы ИДФ (169 кг), минимальную молочность имеют матки В молочной промышленности при производстве породы Казахская тонкорунная (112 кг) и Еділ- кисломолочных продуктов используется высоко- бай (98 кг). температурная обработка. Поэтому оценка молока Таблица 2 Продуктивность овец и коз в зависимости от породы Название породы Лактация, дней Удой за сутки, кг Удой за период лактации, кг Порода овец 1 2 4 Казахская тонкорунная 120 3 112,13±2,5 Южноказах- 124 0,93±0,001 ский меринос 1,13±0,12 140±3,7 Еділбай 95 Иль де Франс (ИДФ) 178 1,78±0,23 98±1,6 0,55±0,01 169±3,4 Зааненская 300 Порода коз Нубийская 300 3,08±0,20 630,14±30,86 Альпийская 300 2,80±0,10 608,70±83,64 Бурская 300 2,63±0,4 534,17±43,64 2,33±0,4 424,12±43,64 ХИПС №2 – 2021 67

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК овец и коз по термоустойчивости и свертываемо- ствием различных факторов и может повышаться сти имеет важное практическое значение. или снижаться в зависимости от типа кормления, периода лактации и т.д. Свежее молоко выдерживает высокотемператур- ную обработку без явных признаков коагуляции Средние показатели количественного содержания казеина. Низкую стойкость к нагреванию имеет физико-химического состава овечьего и козьего молоко в начале лактации. К концу лактации тер- молока представлены в Таблице 3. моустойчивость опять ухудшается. Таким образом, термоустойчивость белковых компонентов молока Анализ проведенных исследований физико-хими- определяют в совокупности множество факторов – ческих свойств овечьего и козьего молока (Таб­ это белковый состав, его кислотность и солевой лице 3) показал, что содержание сухих веществ баланс, которое к тому же зависит от стадии лак- (СВ) в молоке изменяется в летний период лак- тации, индивидуальных особенностей животного, тации, но незначительно. Следует отметить, что времени года, составляющих рациона и т.д., под наибольшее содержание СВ как в овечьем, так и влиянием которых нарушаются во первых органо- в козьем молоке отмечается в августе. Также, не- лептические свойства молока, а потом уже и фи- значительно меняется содержание белка и жира в зико-химические и технологические свойства. молоке овец и коз, в рассмотренные месяцы лак- тации и не превышает 0,1-0,5%. Самое высокое со- Проведённые нами исследования по оценке тер- держание жира отмечалось в августе месяце (5,4% моустойчивости по алкогольной пробе козьего у овец и 3,6% у коз), а низкое в середине лета - в и овечьего молока указали нам на выдержива- июле месяце (4,9% у овец и 3,2% у коз). ние 75-80% раствора этилового спирта, что под- тверждает их термоустойчивость. Значения перечисленных показателей у всех ис- следуемых пород овец и коз снижаются в июле ме- Содержание белка в молоке является одним из сяце. Считаем, что это связано с климатическими основных показателей, учитываемых при оценке условиями. В июле текущего года в южных регио- биологической ценности молока. нах Казахстана стояла сильная жаркая погода (до +38 оС) и животные испытывали стрессы погодных Молочный жир - энергетический компонент моло- аномалий. В августе значения показателей повы- ка и особенно подвержен изменениям под воздей- шаются, так как многие кормовые культуры к это- Таблица 3 Физико-химические показатели овечьего и козьего молока Летний период Показатели, % Овечье молоко Козье молоко июль 1 июнь июль август июнь 6 август Массовая доля влаги 7 Массовая доля 23 4 5 89,58±0,27 сухих веществ 10,42±0,75 89,04±0,2 Жир 85,5±0,80 86,1±0,30 85,14±0,27 89,24±0,30 10,96±0,86 Белок 3,2±0,04 Активная 14,5±0,40 13,9±0,25 14,86±0,18 10,76±0,25 3,10±0,01 3,6±0,05 кислотность, рН 6,56±0,01 3,20±0,02 5,2±0,2 4,9±0,5 5,4±0,3 3,5±0,05 6,57±0,02 4,1±0,5 3,9±0,1 4,36±0,3 3,11±0,01 6,61±0,01 6,61±0,03 6,61±0,01 6,54±0,03 Титруемая 22±0,516 22±0,513 22±0,509 16,37±0,403 16,07±0,410 16,02±0,420 кислотность, °Т Плотность г/см3 1,036 1,034 1,034 1,027 1,027 1,027 Точка замерзания, °Т 0,529 ±1,5 0,529±1,5 0,529±1,5 0,500 ±1,2 0,510±1,2 0,510±1,2 Вязкость, Па·С 2,05·10-3 2,25·10-3 1,7·10-3 1,8·10-3 2,1·10-3 1,5·10-3 ХИПС №2 – 2021 68

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК му времени созрели, и их питательная ценность нии животных, соответственно снижается содер- возросла. жание белка в молоке. Плотность молока у овец летом снижается от Из Таблицы 5 видно, что содержание белка у раз- 1,036г/см3 до 1,034г/см3, а у козьего молока пока- ных пород варьируется, к концу летнего сезона у затель стабильный - 1,027г/см3. Титруемая кислот- трех пород содержание белка незначительно уве- ность у молока овец остается на уровне 22 °Т, а у личивается по сравнению с началом летнего се- молока коз снижается от 16,37°Т до 16,02 °Т. зона, снижение наблюдается в молоке породы Еділбай от 3,9% до 3,84 %. Вязкость молока и у овец, и у коз к концу лета повышается от 2,05·10-3Па·С до 2,25·10-3Па·С и от Таблица 5 1,5·10-3Па·С до 1,8·10-3Па·С, соответственно. Это Содержание белка овечьего молока, (%) объясняется повышением массовой доли жира и казеина, а также степени его дисперсности. Породы овец Летний период лактации В сред- июнь июль август нем Изучено содержание жира и белка, а результаты Южнока представлены в Таблицах 4, 5, 6 и 7. захский меринос 4,2 4,05 4,36 4,20 Таблица 4 Казахская 4,1 3,96 4,34 4,13 Содержание жира в летний период лактации, (%) тонкорунная Породы овец Летний пери- В сред- Еділбай 3,9 3,7 3,84 3,81 од лактации нем ИДФ 3,5 3,6 3,8 3,63 Казахская тон- корунная июнь июль август 5,16 Содержание жира в козьем молоке зависит от Южноказах- многих причин, например, от сезона года. В уме- ский меринос 5,2 4,9 5,4 ренном климате в конце осени в козьем молоке Еділбай зарегистрированы самые низкие показатели жира ИДФ 4,1 4,0 4,15 4,08 и белка (Таблицы 6 и 7). 3,1 2,9 3,3 3,1 Таблица 6 3,5 3,6 3,8 3,63 Содержание белка козьего молока, (%) Из Таблицы 4 видно, что за летний период лак- Породы коз Летний период лактации В сред- тации самый высокий показатель жирности нем (в среднем – 5,16 %) наблюдается у Казахской Бурская июнь июль август тонкорунной, а самый низкий у породы Еділбай – Зааненская 3,46 3,1 %. 3,3 3,5 3,6 3,13 3,11 3,10 3,2 Белки молока – это высокомолекулярные соедине- Нубийская 3,09 3,15 3,3 3,18 ния, состоящие из аминокислот, связанных между Альпийская 2,9 3 3,2 3,03 собой характерной для белков пептидной связью и являющиеся самой ценной составной частью Массовая доля белка в летний период повышается молока. Ценность белков состоит в наличии в них у всех пород, самый высокий показатель белка в незаменимых аминокислот как – валин, лизин, молоке породы Бурская – 3,6 %, затем Нубийская – лейцин, изолейцин, метионин, тирозин, трипто- 3,3 %, Зааненская и Альпийская – 3,2%. В среднем фан, фенилаланин. По содержанию незаменимых за лето самый низкий показатель белка в молоке аминокислот и соотношению между ними белки наблюдали у Альпийской породы – 3,03 %. овечьего и козьего молока относят к биологиче- ски полноценным белкам. В зависимости от месяца рассматриваемого сезо-� на года, содержание жира в молоке может менять-� Различие в содержании белка в молоке по меся- ся на 2 %, а содержание белка на 1 %. цам лактации объясняется изменением рациона питания коз. Бедный энергией рацион приводит Анализ данных показал, что содержание жира в к уменьшению содержания белка, а богатый - к молоке растет по сравнению с началом сезона у его увеличению. При дефиците протеина в пита- всех пород коз, к концу сезона наибольшее коли- ХИПС №2 – 2021 69

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК Таблица 7 образования и науки Республики Казахстан на Содержание жира козьего молока, (%) 2020-2022 годы. Летний период лактации В сред- нем Породы коз Литература июнь июль август Бурская 4,0 4,2 4,3 4,16 Мыркалыков, Б. С., Оспанов, А. Б., Симов, Ж. И., & Зааненская 3,5 3,2 3,6 3,43 Шингисов, А. У. (2016). Разработка потребитель- ских критериев для оценки качества маркиров- Альпийская 3,0 3,2 3,4 3,23 ки овечьего молоко и продуктов его переработ- ки. Исследования, результаты, 4, 120-131. Нубийская 2,9 3,1 3,3 3,1 Оспанов, А. Б., Алимарданова, М. К., & Токсан­ баева, Б. О. (2017). Потенциал молочной от- чество массовой доли жира в молоке наблюдается расли Казахстана. В Техника и технология у Бурской породы – 4,3%, самый низкий показа- пищевых производств: Материалы XI между- тель у породы Нубийская – 3,3%. народной научно-технической конференции (c. 13-15). Могилев: Могилевский государствен- ный университет продовольствия. Выводы Оспанов, А. Б., Алимарданова, М. К., & Токсан­ баева, Б. О. (2018). Состав овечьего и козьего Резюмируя вышеотмеченные, можно сделать вы- молока в Казахстане. В Техника и технология вод о том, что химический состав и соотношение пищевых производств: Материалы XII между- компонентов молока между собой практически не народной научно-технической конференции меняются или меняется незначительно. (т.  1, с. 373-374). Могилев: Могилевский госу- дарственный университет продовольствия. – наибольшее содержание сухого вещества Щетинина, Е. М., Гаврилова, Н. Б., Черно­ овечьего и козьего молока отмечено в августе польс­кая,  Н.  Л. & Соловьева, Н. И. (2021). месяце 9,46% и 7,36% соответственно, а наи- Инновационная технология полутвёрдого сыра меньшее - в июле (9,0% и 7,22 %); из козьего молока для специализированного пи- – разница в содержании белка в летний период тания. Хранение и переработка сельхозсырья, 1, не превышает от 0,1% до 0,5%. Бедный энерги- 93-104. https://doi.org/10.36107/spfp.2021.193 ей рацион приводит к уменьшению содержа- Babayan, V. K. (1981). Medium chain length fatty ния белка, а богатый - к его увеличению. При acid esters and their medical and nutritional дефиците протеина в питании животных, со- application. Journal of the American Oil Chemists ответственно снижается содержание белка в Society, 58(1), 49A-51A. https://doi.org/10.1007/ молоке; BF02666072 – высокое содержание жира отмечалось в авгу- Claeys, W. L., Verraes, C., Cardoen, S., De Block, J., сте месяце (5,4% в молоке овец и 3,6% в мо- Huyghebaert, A., Raes, K., Dewettinck, L., & локе коз), а самое низкое в середине лета - в Herman, L. (2014). Consumption of raw or heated июле месяце (4,9% в овечьем молоке и 3,2% в milk from different species: An evaluation of the козьем молоке); nutritional and potential health benefits. Food – проведённые нами исследования по оцен- Control, 42, 188-201. https://doi.org/10.1016/j. ке термоустойчивости по алкогольной пробе foodcont.2014.01.045 козьего и овечьего молока указали нам на вы- Dimitrov, D., Simov, Zh., Ospanov, A., & Dimitrov, Z. P. держивание 75-80% раствора этилового спир- (2015). Improving of the Microbiological and та, что подтверждает их термоустойчивость. Proteolytic profile of Kashkaval Cheese by Благодарности Modification in heat Treatments of cow’s Milk and Cheddared Curd. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 4(6), 546-549. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2015.4.6.546-549 Статья была подготовлена в рамках исследова- Grandison, A. (1986). Causes of variation in milk ний по научному проекту «Разработка техноло- composition and their effects on coagulation гии живого йогурта на основе молока мелкого and cheese making. Dairy Industries International, рогатого скота с капсулированным плодово-я- 51(3), 21-24. годным концентратом» по грантовому фи- Haenlein, G. F. W. (1993). Producing quality goat milk. International Journal Animal Science, 8, 79-84. нансированию Комитета науки Министерства ХИПС №2 – 2021 70

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК Jandal, J. M. (1996). Comparative aspects of goat Ospanov, A., Zhakupova, G., & Toxanbayeva, B. (2018). and sheep milk. Small Ruminant Research, Solving the Problem of Serum Utilization in 22(2), 177-185. https://doi.org/10.1016/S0921- Kazaкhstan. International Journal of Engineering & Technology, 7(3.19), 200-205. https://doi. 4488(96)00880-2 Kasapidou, E., Basdagianni, Z., Papadopoulos,  V., org/10.14419/ijet.v7i3.19.17337 Karais­kou, C., Kesidis, A., & Tsiotsias, A. Pandya, A. J., & Ghodke, K. M. (2007). Goat and sheep (2021). Effects of Intensive and Semi-Intensive milk products other than cheeses and yoghurt. Production on Sheep Milk Chemical Composition, Small Ruminant Research, 68(1-2), 193-206. https:// Physicochemical Characteristics, Fatty Acid doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.09.007 Profile, and Nutritional Indices. Animals, 11(9), Park, Y. W. (2007). Rheological characteristics of 2578. https://doi.org/10.3390/ani11092578 Milewski, S., Ząbek, K., Antoszkiewicz, Z., Tański,  Z., goat and sheep milk. Small Ruminant Research, 68(1-2), 73-87. https://doi.org/10.1016/j.smal­ & Sobczak, A. (2018). Impact of production lrumres.2006.09.015 season on the chemical composition and health Park, Y. W., Juárez, M., Ramos, M., Haenlein, G.  F.  W. properties of goat milk and rennet cheese. Journal (2007). Physico-chemical characteristics of goat and of Food and Agriculture, 30(2), 107-114. https://doi. sheep milk. Small Ruminant Research, 68(1-2) 88-113. org/10.9755/ejfa.2018.v30.i2.1602 https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.09.013 Muldasheva, A. Kh., Toxanbayeva, B. O., Ospa­ Saini, A. L., & Gill, R. S. (1991). Goat milk: An attractive alternate. Indian Dairyman, 42, 562-564. nov,  A.  B., & Zhakupova, G. N. (2019). Study of the composition and properties of sheep milk Sajko-Matutinović, L., Pavić, V, Mioč, B., Antunac,  N., in Northern Kazakhstan. Eurasian Journal of Prpić, Z., Matutinović, S., & Vrdoljak, J. (2012). Biosciences, 13(2), 1997-2000. URL: http://www. Sezonske promjene nekih fizikalno-kemijskih ejobios.org/article/study-of-the-composition- odlika mlijeka ovaca dalmatinske pramenke. Journal and-properties-of-sheep-milk-in-northern- Mljekarstvo, 62(2), 136-142. URL: https://hrcak.srce. kazakhstan-7364 (дата обращения: 07.04.2021) hr/83363 (дата обращения: 07.04.2021) Myrkalykov, B., Tulekbaeva, A., Shingisov, A., Tamime, A. Y., Wszolek, M., Božanić, R., & Ozer, B. Ospanov, A., & Simov, Zh. (2016). The Deve­ (2011). Popular ovine and caprine fermented milks. lopment of Organization Standarts on Sheep Milk. Small Ruminant Research, 101(1-3), 2-16. https:// Bulletin of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 6, 17-25. doi.org/10.1016/j.smallrumres.2011.09.021 Walstra, P, Geurts, T. J., Noomen, A., Jellema, A., & van Boеkel, M. A. J. S. (1999). Dairy Technology: Ospanov, A., Toxanbayeva, B. (2020). Switching to sheep’s milk industry: Problems and prospective. Principles of milk properties and processes. New Eurasian Journal of Biosciences, 14(1), 1263-1271. York: Marcel Dekker. URL: http://www.ejobios.org/article/switching- Zeman, F. J., & Ney, D. (1982). Clinical nutrition and t o - s h e e p s - m i l k - i n d u s t r y - p r o b l e m s - a n d - dietetics. (3rd ed.). Lexington, Massachusetts: prospective-7625 (дата обращения: 07.04.2021) Callamore Press. ХИПС №2 – 2021 71

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК The Research of the Physical-Chemical Composition and Technological Properties of Sheep and Goat Milk During the Summer Lactation Period Assan B. Ospanov Kazakh Scientific Research Institute of Processing and Food Industry LLP 238 “G” Gagarin Ave., Almaty, 050060, Republic of Kazakhstan E-mail: [email protected] Botagoz O. Kulzhanova Kazakh Scientific Research Institute of Processing and Food Industry LLP 238 “G” Gagarin Ave., Almaty, 050060, Republic of Kazakhstan E-mail: [email protected] Elena M. Shchetinina Moscow State University of Food Production 11 Volokolamsk Highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Shukhrat M. Velyamov Kazakh Scientific Research Institute of Processing and Food Industry LLP 238 “G” Gagarin Ave., Almaty, 050060, Republic of Kazakhstan E-mail: [email protected] Raushan K. Makeeva Kazakh Scientific Research Institute of Processing and Food Industry LLP 238 “G” Gagarin Ave., Almaty, 050060, Republic of Kazakhstan E-mail: [email protected] Maya D. Bektursunova Kazakh Scientific Research Institute of Processing and Food Industry LLP 238 “G” Gagarin Ave., Almaty, 050060, Republic of Kazakhstan E-mail: [email protected] The article presents the results of the research of the physical-chemical composition and technological properties of sheep and goat milk during the summer lactation period (from June to August 2021) on 4 breeds of sheep (Kazakh fine-fleeced, South Kazakh merino, Yedilbay and Ile De Franz) and 4 breeds of goats (Zaanen, Nubian, Alpine and Boer) from various regions of Kazakhstan. Due to the fact that the quantity and quality of milk largely depend on the feed and, accordingly, the season of the year, changes in the fat and protein content were studied. The difference in the protein content in the summer period does not exceed from 0.1 to 0.5 %, the high fat content was noted in August (5.4% for sheep and 3.6% for goats), and the lowest in July (4.9 % for sheep and 3.2 % for goats)/ This is due to climatic conditions, in July there is hot weather and animals drink more water and experience the stresses of weather anomalies, and in summer the basis of the ration is pasture herbage, animals consume green fodder containing a lot of moisture. In August, the values of the indicators increase, since many forage crops are maturing by this time and the nutritional value increases accordingly. Keywords: milk, sheep’s milk, goat’s milk, summer lactation period ХИПС №2 – 2021 72

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК References Dimitrov, D., Simov, Zh., Ospanov, A., & Dimitrov, Z. P. (2015). Improving of the Microbiological and Chetinina, Е. М., Gavrilova N. B., Shernopolzki N. L. Proteolytic profile of Kashkaval Cheese by & Solovieva N. I. (2021). Innovasionnay technolo- Modification in heat Treatments of cow’s Milk gia polutverdoga syra iz koziego moloka dla spesi- and Cheddared Curd. Journal of Microbiology, alizirovannogo pitania. [Storage and processing of Biotechnology and Food Sciences, 4(6), 546-549. farm products], 1, pp. 93-104. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2015.4.6.546-549 Myrkalykov, B. S., Ospanov, A. B., Simov, Zh. I., & Grandison, A. (1986). Causes of variation in milk Shingisov, A. U. (2016). Razrabotka potrebitel’ski- composition and their effects on coagulation kh kriteriev dlya otsenki kachestva markirov- and cheese making. Dairy Industries International, ki ovech’ego moloko i produktov ego pererabot- 51(3), 21-24. ki [Development of consumer criteria for assessing Haenlein, G. F. W. (1993). Producing quality goat milk. the quality of labeling of sheep milk and prod- International Journal Animal Science, 8, 79-84. ucts of its processing]. Issledovaniya, rezul’taty Jandal, J. M. (1996). Comparative aspects of goat [Research, results], 4, 120-131. and sheep milk. Small Ruminant Research, Ospanov, A. B., Alimardanova, M. K., & Toksan­ 22(2), 177-185. https://doi.org/10.1016/S0921- baeva,  B.  O. (2017). Potentsial molochnoi otras- 4488(96)00880-2 li Kazakhstana [Dairy industry potential in Kasapidou, E., Basdagianni, Z., Papadopoulos,  V., Kazakhstan]. In Tekhnika i tekhnologiya pish- Karaiskou, C., Kesidis, A., & Tsiotsias, A. chevykh proizvodstv: Materialy XI mezhdunarodnoi (2021). Effects of Intensive and Semi-Intensive nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Technique and Production on Sheep Milk Chemical Composition, technology of food production: Proceedings of the XI Physicochemical Characteristics, Fatty Acid international scientific and technical conference] (pp. Profile, and Nutritional Indices. Animals, 11(9), 13-15). Mogilev: Mogilevskii gosudarstvennyi uni- 2578. https://doi.org/10.3390/ani11092578 versitet prodovol’stviya. Milewski, S., Ząbek, K., Antoszkiewicz, Z., Tański, Z., Ospanov, A. B., Alimardanova, M. K., & Toksan­ & Sobczak, A. (2018). Impact of production sea- baeva,  B.  O. (2018). Sostav ovech’ego i koz’ego son on the chemical composition and health prop- moloka v Kazakhstane [The composition of sheep erties of goat milk and rennet cheese. Journal of and goat milk in Kazakhstan]. In Tekhnika i tekh- Food and Agriculture, 30(2), 107-114. https://doi. nologiya pishchevykh proizvodstv: Materialy XII me- org/10.9755/ejfa.2018.v30.i2.1602 zhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferen- Muldasheva, A. Kh., Toxanbayeva, B. O., tsii [Technique and technology of food production: Ospanov, A.  B., & Zhakupova, G. N. (2019). Study Proceedings of the XII international scientific and of the composition and properties of sheep milk technical conference] (vol. 1, pp. 373-374). Mogilev: in Northern Kazakhstan. Eurasian Journal of Mogilevskii gosudarstvennyi universitet pro- Biosciences, 13, 1997-2000. URL: http://www.ejo- dovol’stviya. bios.org/article/study-of-the-composition-and- Shchetinina, E. M., Gavrilova, N. B., Cherno­ properties-of-sheep-milk-in-northern-kazakh- pol’skaya,  N.  L. & Solov’eva, N. I. (2021). stan-7364 (accessed: 07.04.2021) Innovatsionnaya tekhnologiya polutverdogo syra Myrkalykov, B., Tulekbaeva, A., Shingisov, A., iz koz’ego moloka dlya spetsializirovannogo pi- Ospanov, A., & Simov, Zh. (2016). The taniya [Innovative technology of semi-hard cheese Development of Organization Standarts on Sheep made from goat’s milk for specialized nutrition]. Milk. Bulletin of the National Academy of Sciences of Khranenie i pererabotka sel’khozsyr’ya [Storage and the Republic of Kazakhstan, 6, 17-25. Processing of Farm Products], 1, 93-104. https://doi. Ospanov, A., Toxanbayeva, B. (2020). Switching to org/10.36107/spfp.2021.193 sheep’s milk industry: Problems and prospective. Babayan, V. K. (1981). Medium chain length fatty acid Eurasian Journal of Biosciences, 14(1), 1263-1271. esters and their medical and nutritional applica- URL: http://www.ejobios.org/article/switching- tion. Journal of the American Oil Chemists Society, to-sheeps-milk-industry-problems-and-prospec- 59, 49-51. https://doi.org/10.1007/BF02666072 tive-7625 (accessed: 07.04.2021) Claeys, W. L., Verraes, C., Cardoen, S., De Block, J., Ospanov, A., Zhakupova, G., & Toxanbayeva, B. (2018). Huyghebaert, A., Raes, K., Dewettinck, L., & Solving the Problem of Serum Utilization in Herman, L. (2014). Consumption of raw or heat- Kazaкhstan. International Journal of Engineering ed milk from different species: An evaluation of & Technology, 7(3.19), 200-205. https://doi. the nutritional and potential health benefits. Food org/10.14419/ijet.v7i3.19.17337 Control, 42, 188-201. https://doi.org/10.1016/j. Pandya, A. J., & Ghodke, K. M. (2007). Goat and sheep foodcont.2014.01.045 milk products other than cheeses and yoghurt. ХИПС №2 – 2021 73

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК Small Ruminant Research, 68(1-2), 193-206. https:// [Seasonal changes in some physical and chemical doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.09.007 qualities of the milk of Dalmatian sheep strands]. Park, Y. W. (2007). Rheological characteristics of Journal Mljekarstvo [Journal of Dairy Farming], 62(2), 136-142. URL: https://hrcak.srce.hr/83363 goat and sheep milk. Small Ruminant Research, (accessed: 07.04.2021) 68(1  2), 73-87. https://doi.org/10.1016/j.smallrum- res.2006.09.015 Tamime, A. Y., Wszolek, M., Božanić, R., & Ozer, B. Park, Y. W., Juárez, M., Ramos, M., Haenlein, G. F. W. (2011). Popular ovine and caprine fermented milks. (2007). Physico-chemical characteristics of goat and Small Ruminant Research, 101(1-3), 2-16. https:// sheep milk. Small Ruminant Research, 68(1 2) 88-113. doi.org/10.1016/j.smallrumres.2011.09.021 https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.09.013 Walstra, P, Geurts, T. J., Noomen, A., Jellema, A., & Saini, A. L., & Gill, R. S. (1991). Goat milk: An attrac- van Boеkel, M. A. J. S. (1999). Dairy Technology: tive alternate. Indian Dairyman, 42, 562-564. Principles of milk properties and processes. New Sajko-Matutinović, L., Pavić, V, Mioč, B., Antunac, N., York: Marcel Dekker. Prpić, Z., Matutinović, S., & Vrdoljak, J. (2012). Zeman, F. J., & Ney, D. (1982). Clinical nutrition and dietetics. (3rd ed.). Lexington, Massachusetts: Sezonske promjene nekih fizikalno-kemijskih odlika mlijeka ovaca dalmatinske pramenke Callamore Press. ХИПС №2 – 2021 74

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УДК 664.143 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.213 Ингибирование липолитической активности в модельных пищевых системах Лаврухин Михаил Александрович ВНИИКП – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Адрес: 107023, г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 E-mail: [email protected] Руденко Оксана Сергеевна ВНИИКП – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Адрес: 107023, г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 E-mail: [email protected] Кондратьев Николай Борисович ВНИИКП – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Адрес: 107023, г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 E-mail: [email protected] Баженова Алла Евгеньевна ВНИИКП – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Адрес: 107023, г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 E-mail: [email protected] Осипов Максим Владимирович ВНИИКП – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Адрес: 107023, г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 E-mail: [email protected] Липолитическая порча пищевых изделий часто становится причиной брака готовых кондитерских изделий. Это связано с несколькими основными факторами - использованием глазурей с заменителями масла какао лауринового типа и требованиями к пищевой продукции по увеличению сроков годности. При использовании заменителей масла какао лауринового типа может возникать органолептическая порча в процессе хранения кондитерских изделий, которая выражается в возникновении постороннего запаха, мыльного привкуса, прогорклого вкуса и т.д. Данные явления обусловлены гидролитическими процессами разложения жира, входящего в состав глазированных кондитерских изделий, под воздействием липолитических ферментов. Такие ферменты (КФ 3.1.1.3) обладают субстратной специфичностью по отношению к жирам. Целью работы было исследование возможных путей ингибирования липазы в модельных пищевых системах. Изучено влияние широко используемых в пищевой промышленности органических кислот, студнеобразователей и ионов металлов на липолитическую активность в модельных пищевых системах. Изменение активности липазы из поджелудочной железы свиньи в модельных образцах определяли методом, основанным на окислении индоксилацетата. Подтверждено, что при концентрации лимонной кислоты 0,5 моль/л и более происходит практически полное ингибирование липолитической активности. При использовании концентрации лимонной кислоты 0,15 моль/л выявлено подавление липолитической активности на 10% относительно контрольного образца. Установлено, что агар-агар, а также ионы кальция значительным образом увеличивают липолитическую активность. Полученные результаты способствуют разработке рецептур глазированных кондитерских изделий, содержащих жиры лауринового типа, с пониженным риском липолитической порчи и увеличенным сроком годности. Ключевые слова: кондитерские изделия, липаза, липолитическая активность, индоксилацетат, колориметрия, консерванты, студнеобразователи, ионы кальция ХИПС №2 – 2021 75

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Введение к различным видам рода Aspergillus (Contesini et al., 2017), Rhizopus (Yu, Xu, & Xiao, 2016), Penicillium Липолитическая порча пищевых изделий часто (Chahinian et al., 2000; Vardanega et al., 2010; становится причиной брака готовых кондитерских Ferreira et al., 2017) и Trichoderma (Kashmiri, Adnan, изделий. Это связано с несколькими основными & Butt, 2006; Wang et al., 2018). факторами - использованием глазурей с замените- лями масла какао лауринового типа и требованиями Вместе с этим ведутся работы и по поиску пу- к пищевой продукции по увеличению сроков годно- тей ингибирования липолитических ферментов сти. При использовании заменителей масла какао в пищевых изделиях. Липолитические ферменты лауринового типа могут возникать органолептиче- в изделиях могут появляться в результате роста ские изменения в процессе хранения кондитерских обладающей липолитической активностью микро- изделий, которые выражаются в возникновении по- биоты, инициируемой процессами влагопереноса стороннего запаха, мыльного привкуса, прогорклого и появлением свободной влаги в процессе хране- вкуса и т.д. Данные явления обусловлены гидроли- ния многослойных кондитерских изделий, таких тическими процессами разложения жира, входяще- как торты, глазированные конфеты, глазирован- го в состав изделий, под воздействием фермента ные мармеладо-пастильные изделия и др. Пока- липазы. Это относится, прежде всего, к глазирован- затели микробиологической безопасности при ным кондитерским изделиям, не подвергаемым этом соответствуют требованиям ТР ТС 021/2011 термообработке при их изготовлении, либо в кото- «О безопасности пищевой продукции»1. Зачастую рых при хранении возникают благоприятные усло- при производстве глазированных кондитерских вия для роста микробиоты. изделий используется глазурь на основе замени- телей масла какао лауринового типа. Такие глазу- Липазы представляют собой группу водораство- ри подвергаются воздействию липаз в процессе римых ферментов, которые обладают способно- хранения, что может привести к последующему стью действовать на граничном межфазном слое. ухудшению качества кондитерского полуфабри- В первую очередь, они катализируют гидролиз ката (глазури) и готовой продукции. сложноэфирных связей в водонерастворимых ли- пидных субстратах. В случае с многослойными кондитерскими из- делиями происходит миграция влаги к верхнему Различают липазы (КФ 3.1.1.3) животного, расти- слою с глазурью. Наличие липазы в одном из сы- тельного и микробного происхождения, которые рьевых компонентов кондитерских изделий, изго- обладают субстратной специфичностью по отно- товленных с использованием жиров лауринового шению к жирам. Большая часть липаз действует типа, с высокими значениями активности воды в в определенном положении на глицерин основ- полуфабрикатах в условиях хранения при комнат- ной цепи липидного субстрата, расщепляя жиро- ных температурах приводит к появлению непри- вую молекулу на свободные жирные кислоты и ятного мыльного вкуса в изделии. моно- и диглицериды. Бактериальные липазы в определенных условиях также способны катали- В отличие от инвертазы, активно применяемой зировать процессы этерификации, переэтерифи- в кондитерской промышленности, липаза может кации, трансэтерификации, ацидолиза, аминолиза оказывать негативное влияние на вкусовые каче- и могут проявлять энантиоселективные свойства ства кондитерских изделий (Printseva, Sharova, & (Hasan, Shah, & Hameed, 2009). Среди прочего, ли- Vybornova, 2018). Повышение липолитической ак- политические ферменты способны сохранять ак- тивности в процессе хранения различных групп тивность в широком температурном диапазоне кондитерских изделий, в том числе состоящих из (Shamel, Ramachandran, & Hasan, 2005; Almeida et двух и более полуфабрикатов, может приводить к al., 2006; Kumar et al., 2020). Благодаря обширному накоплению свободных жирных кислот. При вы- спектру таких свойств липазы активно применя- соком содержании в жировой фракции радикалов ются в самых различных видах промышленности жирных кислот со средней длиной цепи, в част- (Houde, Kademi, & Leblanc, 2004; Hasan, Shah, & ности лауриновой и миристиновой кислот, такой Hameed, 2006; Contesini et al., 2017). процесс может привести к необратимому изме- нению вкуса и запаха в процессе хранения. Появ- Среди доступных микроорганизмов потенциально ление такой продукции в торговой сети способно наиболее пригодными для промышленного про- нанести непоправимый вред репутации произво- изводства липаз являются грибы, принадлежащие дителя данного изделия. 1 ТР ТС 021/2011. О безопасности пищевой продукции. (2019). URL: https://docs.cntd.ru/document/902320560. ХИПС №2 – 2021 76

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Жирные кислоты со средней длиной цепи (лаури- Sigma Aldrich, 100-650 единиц активности/мг бел- новая, миристиновая), отщепляясь от триглице- ка при использовании оливкового масла в каче- ридов под действием липазы, в свободном виде стве субстрата) и индоксилацетат (производство обладают характерным неприятным «мылким» Sigma Aldrich). привкусом, который ощущается в кондитерских изделиях при очень низких концентрациях, напри- В качестве модельной пищевой системы исполь- мер, для свободной лауриновой кислоты – уже при зовали эмульсию оливкового масла в фосфатном концентрации 0,1 % (Guerrand, 2017; Talbot, 2017). буферном растворе, в качестве эмульгатора ис- пользовался гуммиарабик. Высокое содержание таких кислот (до 55%) харак- терно для жировой фракции глазурей и кондитер- Оборудование ских изделий, изготовленных с использованием кокосового и пальмоядрового масел (Скокан, Руден- Термостатирование исследуемых образцов произ- ко, Осипов, Кондратьев, & Парашина, 2015; Руденко, водили в эксикаторе в термостате MIR-262, Sanyo, Кондратьев, Пестерев, Баженова, & Линовская, 2019; Япония. Измерение интенсивности цветовой Пестерев, Баженова, & Руденко, 2019). окраски индикаторных дисков проводили с по- мощью колориметра Chroma Meter CR-410. С целью ингибирования активности липолитиче- ских ферментов проводятся исследования свойств Методы исследования различных пищевых материалов и растений. Ис- следована возможность использования биоло- Для определения липолитической активности гически активных соединений растительного и использовали метод с использованием индок- микробного происхождения для ингибирования силацетата в качестве субстрата липазы. Индок- липолитической активности в пищевых продук- силацетат под воздействием липолитических тах (Ado, Abas, Mohammed, & Ghazali, 2013; Toma, ферментов гидролизуется и окрашивается в си- Makonnen, Mekonnen, Debella, & Addisakwattana, ний цвет. При этом индоксилацетат расщепляет- 2014; Bustanji et al., 2011; Birari & Bhutani, 2007). ся до индоксильной и ацетатной группировок с последующим самопроизвольным образованием Исследование сырьевых компонентов пищевых из- красителя синий индиго (Рисунок 1). делий, таких как сухое молоко, яичный белок, ка- као порошок, мука пшеничная и т.д., представляет CH3 O собой особый интерес. Наличие липолитической O активности в любом из сырьевых компонентов мно- гослойного кондитерского изделия, изготовленного O с использованием жиров лауринового типа, может привести к его органолептической порче. N -CH3COOH (Z) N Таким образом, целью работы стало изучение H влияния широко используемых рецептурных компонентов в пищевой промышленности: ор- OO ганических кислот, студнеобразователей и ио- H нов металлов на липолитическую активность в N модельных пищевых системах. Полученные ре- зультаты могут быть использованы для снижения (Z) (E) риска липолитической порчи в процессе хранения N сырья, полуфабрикатов и готовых изделий и уве- N личения их срока годности. H O индоксилацетат O CH3 O N H O Lipase hydrolysis (Z) -CH3COOH N OO H N (Z) (E) N N H O краситель индиго синего цвета Материалы и методы Рисунок 1. Процесс расщепления индоксилацета- та с дальнейшим образованием красителя синий Материалы индиго В работе использовали растворители отечествен- Обработку полученных данных и графическую ного производства, липазу из поджелудочной интерпретацию производили с помощью железы свиньи, тип II (КФ 3.1.1.3, производство программы MS Excel. ХИПС №2 – 2021 77

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Процедура исследования решением для производителя глазированных кон- дитерских изделий. Для приготовления буферного раствора раство- ряли 2,49 г фосфорнокислого натрия и 0,82 г фос- Одним из факторов, влияющих на активность ли- форнокислого калия в 100 мл дистиллированной политических ферментов, является значение pH воды, перемешивали до полного растворения (pH среды. Поэтому, в первую очередь, было изуче- буферного раствора 7,2). но влияние широко используемых органических кислот в пищевой промышленности на липолити- Для определения влияния органических кислот, ческую активность. Концентрации органических студнеобразующих веществ и солей металлов в кислот обоснованы в соответствии с классиче- модельную пищевую систему вносили заданное скими рецептурами на мармелад, пастилу и зе- количество определяемого вещества до достиже- фир (Иванушко, Круглова, Морозова, Серик, & ния необходимой концентрации и раствор липазы Якубовича, 1974). Результаты оценки подавления с активностью 250 единиц, после чего помещали липолитической активности представлены на Ри- исследуемый образец на индикаторный диск, об- сунке 2. работанный раствором индоксилацетата. Одна единица активности соответствует 1 мкмоль жир- Установлено, что липолитическая активность сни- ной кислоты, высвобождаемой из эмульсии олив- жалась в разной степени для разных кислот при кового масла за 1 час при 37 оС и pH 8,0. повышении их концентрации. При одинаковой концентрации кислот (одинаковой кислотности) Липолитическая активность оценивалась по ин- именно лимонная кислота обладает наибольшим тенсивности окрашивания индикаторных дисков, ингибирующим воздействием по отношению к измерение цветовой окраски индикаторных дис- исследуемой липазе (90%). Возможно, это связано ков проводили после термостатирования в экси- со связыванием активного центра липазы, однако каторе. механизм влияния лимонной кислоты на липоли- тическую активность требует дальнейших иссле- дований (Khan et al., 2017). Результаты и их обсуждение При использовании высокой концентрации ли- В рамках исследования путей ингибирования ли- монной кислоты (0,5 моль/л) выявлено практи- политической активности модельной пищевой си- чески полное ингибирование липолитических стемы был рассмотрен ряд соединений. Оценку ферментов. Однако при уменьшении концентра- степени ингибирования липолитической актив- ции растворов лимонной кислоты до 0,25 и 0,15 ности проводили с помощью метода с исполь- моль/л установлено подавление липолитической зованием индоксилацетата в качестве субстрата активности на 20% и 10%, соответственно, по срав- липазы. Несмотря на разный аминокислотный со- нению с контрольным образцом. При использо- став (остатки, молекулярные массы, трехмерные вании разбавленных растворов с концентрацией структуры и т.д.) липаз из различных источников, 0,10 моль/л подавление активности липолитиче- благодаря биологической гомологии их каталити- ских ферментов не наблюдалось. ческие центры имеют схожие или идентичные об- ласти (Winkler, D’Arcy, & Hunziker, 1990). Поэтому в Раствор молочной кислоты с высокой концентра- качестве контрольного эталонного образца, при- цией (0,5 моль/л) обладает слабыми свойствами нимаемого за 100% активности, выступал раствор ингибитора липолитической активности. При ис- липазы из поджелудочной железы свиньи с актив- пользовании раствора молочной кислоты с кон- ностью 250 единиц. центрацией 0,25 моль/л происходило подавление липолитической активности относительно кон- Известно, что ряд органических кислот использу- троля на 5%, при использовании разбавленных ются в качестве консервантов для предохранения растворов с концентрациями 0,15 моль/л и 0,10 от микробиологической порчи пищевых про- моль/л подавления активности не наблюдалось. дуктов. Кроме этого, кислая среда способствует замедлению роста микробиоты. Некоторые орга- Аскорбиновая кислота при использовании рас- нические кислоты, такие как лимонная, молочная твора с высокой концентрацией (0,5 моль/л) об- и т.д., входят в состав рецептур в качестве вкусо- ладала слабым ингибирующим действием. При вых компонентов. Использование органических использовании раствора аскорбиновой кислоты кислот и для создания вкуса изделия, и для ин- с концентрацией 0,25 моль/л происходило пода- гибирования липазы являлось бы оптимальным вление липолитической активности относительно ХИПС №2 – 2021 78

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Рисунок 2. Влияние различных кислот на липолитическую активность контроля на 5%. При использовании разбавлен- Различные виды студнеобразователей, такие как ных растворов с концентрациями 0,15 моль/л и агар-агар, желатин и пектин, широко использу- 0,10 моль/л подавления липолитической активно- ются в производстве различных кондитерских сти не наблюдалось. изделий, поэтому мы изучили их влияние на ли- политическую активность. Сорбиновая кислота, используемая при изготовле- нии кондитерских изделий в качестве консерван- Концентрации студнеобразователей в образцах та, обладает плохой растворимостью в воде. При модельной пищевой системы обоснованы в соот- максимально возможной концентрации сорбино- ветствии с классическими рецептурами различ- вой кислоты 0,014 моль/л не наблюдалось пода- ных пастило-мармеладных изделий (Иванушко, вления липолитической активности в модельной Круглова, Морозова, Серик, & Якубович, 1974). пищевой системе. Для исследования ингибирования липолитиче- ских ферментов исследованы растворы агар-агара Согласно рецептурам различных пастильно-мар- с концентрациями 0,5% и 1%, растворы желатина меладных изделий, концентрация лимонной кис- с концентрациями 2%, 4% и 6%, растворы пектина лоты в пересчете на свободную влагу находится в с концентрациями 1% и 2% пектина в реакцион- диапазоне 0,05-0,12 моль/л, что обуславливает ее ной смеси. Результаты представлены на Рисунке 3. незначительное влияние на ингибирование липо- литических ферментов. Установлено, что при использовании 1%-го рас- твора агар-агара липолитическая активность Полученные результаты способствуют созда- увеличилась, приблизительно, на 10%. Изучение нию кондитерских изделий, изготовленных с 0,5%-го раствора показало увеличение активности, использованием жиров лауринового типа, с по- приблизительно, на 4%. Это может быть связано вышенным сроком годности за счет увеличения с тем, что конформационные изменения актив- стойкости к гидролизу жирных кислот, и соответ- ного центра липазы происходят с определенны- ствуют литературным данным (Guerrand, 2017; ми субстратами, однако изучение закономерности Talbot, 2017). влияния раствора агар-агара на липолитическую Рисунок 3. Влияние студнеобразователей на липолитическую активность эмульсии оливкового масла с добавленной липазой ХИПС №2 – 2021 79

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Рисунок 4. Влияние ионов кальция на липолитическую активность в модельной пищевой системе активность требует дальнейшего исследования Выводы (Khan et al., 2017). Исследовано влияние различных кислот, студне- Использование растворов пектина и желатина не образователей и ионов кальция на липолитиче- оказывало значительного влияния на липолити- скую активность в модельной пищевой системе. ческую активность. Установлено, что максимальным влиянием на ли- политическую активность среди исследованных Полученные результаты согласуются с литера- кислот обладает лимонная кислота, которая по- турными данными, в которых также были обна- давляет активность липолитических ферментов ружены как вещества-ингибиторы, так и вещества, в широком диапазоне концентраций. увеличивающие липолитическую активность (Ado, Abas, Mohammed, & Ghazali, 2013; Toma, Подтверждено, что при использовании высокой Makonnen, Mekonnen, Debella, & Addisakwattana, концентрации (0,5 моль/л и более) происходит 2014; Bustanji et al., 2011; Birari & Bhutani, 2007). практически полное ингибирование липолитиче- ской активности. При использовании разбавлен- На следующем этапе исследования изучили вли- ных растворов лимонной кислоты (0,15 моль/л) яние ионов кальция на липолитическую актив- выявлено подавление липолитической активно- ность, поскольку высокое содержание кальция сти на 10% относительно контрольного образца. характерно для молочных продуктов, которые являются одним из основных сырьевых компо- Установлено, что агар-агар, а также ионы каль- нентов для кондитерских изделий. Содержание ция увеличивают липолитическую активность, кальция в молоке находится в диапазоне от 120 поэтому использование таких рецептурных ком- до 136 мг/100 г2. Результаты представлены на Ри- понентов для продукции с длительным сроком сунке 4. годности (более 2–3 месяцев) требует тщатель- ного контроля. Установлено, что ионы кальция обладают силь- ным активирующим действием на липолитиче- Полученные на модельных пищевых системах ре- скую активность пищевой модельной системы. зультаты можно распространить на глазирован- При увеличении концентрации ионов кальция от ные кондитерские изделия, в которых возможно 0 до 10 мМ (40 мг/100 г) липолитическая актив- существенное повышение активности липолити- ность увеличивается, приблизительно, на 35%. ческих ферментов на граничном межфазном слое, приводящее к ухудшению их органолептических Таким образом, показано, что добавление лимон- характеристик и уменьшению срока годности. ной кислоты в модельной пищевой системе при- В наибольшей степени это относится к различ- водит к снижению липолитической активности, а ным группам кондитерским изделиям, состоящих наличие ионов кальция увеличивают активность из нескольких полуфабрикатов, глазированных липолитических ферментов. Использование пек- глазурью, изготовленной с использованием жи- тина и желатина не оказывало влияния на липо- ров лауринового типа, таких как кокосовый или литическую активность, а применение агар-агара, пальмоядровый. Поэтому необходимо проведение наоборот, увеличивало активность липолитиче- дальнейших исследований ингибирования актив- ских ферментов в модельной пищевой системе. ности липазы в таких кондитерских изделиях. 2 Скурихина, И. М., & Тутельяна, В. А. (Ред.) (2007). Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов пита- ния: Справочник. М.: ДеЛи принт. ХИПС №2 – 2021 80

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Полученные результаты способствуют разработке lipase inhibitory potential. Jordan Journal of рецептур кондитерских изделий с пониженным Pharmaceutical Sciences, 4(2), 81-88. риском липолитической порчи и увеличенным Chahinian, H., Vanot, G., Ibrik, A., Rugani, N., сроком годности. Sarda, L., & Comeau, L.-C. (2000). Production of extracellular lipases by Penicillium cyclopium Литература purification and characterization of a partial acylglycerol lipase. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 64(2), 215-222. https://doi. Пестерев, М. А., Баженова, А. Е., & Руденко, О. С. org/10.1271/bbb.64.215 (2019). Влияние скорости влагопереноса на из- Contesini, F. J., Calzado, F., Madeira Jr., J. V., менение активности липазы в глазированных Rubio,  M.  V., Zubieta, M. P., de Melo, R. R., & мучных кондитерских изделий. В Сборник на- Gonçalves, T. A. (2017). Aspergillus lipases: учных трудов XIII Международной научно-прак- Biotechnological and industrial application. тической конференции молодых ученых и In: J. M. Mérillon, K. G. Ramawat (Eds.) Fungal специалистов организаций в сфере сельскохо- Metabolites. Reference Series in Phytochemistry зяйственных наук (с. 256-262). Углич: ВНИИМС – (pp. 639-666). Springer, Cham. https://doi. филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр org/10.1007/978-3-319-25001-4_17 пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН. Ferreira, A. N., Ribeiro, D. D. S., Santana, R. A., Иванушко, Л. С., Кругловой, Г. И., Морозовой, И. И., Felix, A. C. S., Alvarez, L. D. G., de Oliveira Lima, E., Серика, А. П., & Якубовича, Е. И. (Ред.) (1974). de Freitas, J. S., Valasques Junior, G. L., Franco, M., Рецептуры на мармелад, пастилу и зефир. М.: & do Nascimento Junior, B. B. (2017). Production Пищевая Промышленность. of lipase from Penicillium sp. using waste oils Руденко, О. С., Кондратьев, Н. Б., Пестерев, М.  А., and Nopalea cochenillifera. Chemical Engineering Communications, 204(10), 1167-1173. https://doi.or Баженова, А. Е., & Линовская, Н. В. (2019). Взаимосвязь активности липазы и скорости g/10.1080/00986445.2017.1347567 влагопереноса в пряниках, глазированных кон- Guerrand, D. (2017). Lipases industrial applications: дитерской глазурью на основе жиров лаурино- focus on food and agroindustries. Oilseeds and Fats, Crops and Lipids, 24(4), 1-7. https://doi. вого типа. Вестник ВГУИТ, 81(4), 62-70. https:// doi.org/10.20914/2310-1202-2019-4-62-70 org/10.1051/ocl/2017031 Скокан, Л. Е., Руденко, О. С., Осипов, М. В., Hasan, F., Shah, A., & Hameed, A. (2006). Industrial Кондратьев, Н. Б., & Парашина, Ф. И. (2015). applications of microbial lipases. Enzyme and Липаза как один из факторов конкурентоспо- Microbial Technology, 39(2), 235-251. https://doi. собности кондитерских изделий. Кондитерское org/10.1016/j.enzmictec.2005.10.016 производство, 4, 19-21. Hasan, F., Shah, A. A., & Hameed, A. (2009). Methods Ado, M. A., Abas, F., Mohammed, A. S., & for detection and characterization of lipases: A Ghazali,  H.  M. (2013). Anti- and pro-lipase comprehensive review. Biotechnology Advances, activity of selected medicinal, herbal and aquatic 27(6), 782-798. https://doi.org/10.1016/j. plants, and structure elucidation of an anti- biotechadv.2009.06.001 lipase compound. Molecules, 18(12), 14651-14669. Houde, A., Kademi, A., & Leblanc, D. (2004). Lipases https://doi.org/10.3390/molecules181214651 and their industrial applications. An overview. Almeida, R. V., Alquéres, S. M. C., Larentis, A. L., Applied Biochemistry and Biotechnology, 118, 155- Rössle, S. C., Cardoso, A. M., Almeida, W. I., 170. https://doi.org/10.1385/ABAB:118:1-3:155 Bisch, P. M., Alves, T. L. M., & Martins, O. B. (2006). Kashmiri, M. A., Adnan, A., & Butt, B.W. Cloning, expression, partial characterization (2006). Production, purification and partial and structural modeling of a novel esterase characterization of lipase from Trichoderma viride. from Pyrococcus furiosus. Enzyme and Microbial African Journal of Biotechnology, 5(10), 878-882. Technology, 39(5), 1128-1136. https://doi. https://doi.org/10.4314/ajb.v5i10.42916 org/10.1016/j.enzmictec.2006.02.021 Khan, F. I., Lan, D., Durrani, R., Huan, W., Zhao,  Z., Birari, R. B., & Bhutani, K. K. (2007). Pancreatic & Wang, Y. (2017). The lid domain in lipases: lipase inhibitors from natural sources: unexplored Structural and functional determinant of potential. Drug Discovery Today, 12(19-20), 879- enzymatic properties. Frontiers in Bioengineering 889. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2007.07.024 and Biotechnology, 5(16), 1-16. https://doi. Bustanji, Y., Mohammad, M., Hudaib, M., org/10.3389/fbioe.2017.00016 Tawaha,  K.  A., Almasri, I. M., Alkhatib, H.  S., Kumar, A., Mukhia, S., Kumar, N., Acharya, V., Issa,  A., & Alali, F. (2011). Screening of Kumar, S., & Kumar, R. (2020). A broad temperature some medicinal plants for their pancreatic active lipase purified from a psychrotrophic ХИПС №2 – 2021 81

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ bacterium of sikkim himalaya with potential Moringa stenopetala leaves. BMC Complementary application in detergent formulation. Frontiers and Alternative Medicine, 14(180), 5. https://doi. in Bioengineering and Biotechnology, 8(642), 1-16. org/10.1186/1472-6882-14-180 https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00642 Vardanega, R., Remonatto, D., Arbter, F., Polloni,  A., Printseva, A. A., Sharova, N. Yu., & Vybornova, T.  V. Rigo, E., Ninow, J. L., Treichel, H., de Oliveira  D., (2018). Research of invertase activity when & di Luccio, M. (2010). A systematic study on changing the parameters of the fermentation extraction of lipase obtained by solid-state process sugar-mineral medium and hydrolysate fermentation of soybean meal by a newly isolated of starch by the micromycete Aspergillus strain of Penicillium sp. Food and Bioprocess Niger. Food systems, 1(1), 19-23. https://doi. Technology, 3(3), 461-465. https://doi.org/10.1007/ org/10.21323/2618-9771-2018-1-1-19-23 s11947-009-0224-9 Shamel, M. M., Ramachandran, K. B., & Hasan, M. Wang, Y., Ma, R., Li, S., Gong, M., Yao, B., Bai, Y., & (2005). Operational stability of lipase enzyme: Gu, J. (2018). An alkaline and surfactant-tolerant Effect of temperature and shear. Asia-Pacific lipase from Trichoderma lentiforme ACCC30425 Journal of Chemical Engineering, 13(5-6), 599-604. with high application potential in the detergent https://doi.org/10.1002/apj.5500130509 industry. AMB Express, 8(95), 1-11. https://doi. Talbot, G. (2014). Fats for chocolate and sugar org/10.1186/s13568-018-0618-z confectionery. In: K. K. Rajah (Ed.) Fats Winkler, F. K., D’Arcy, A., & Hunziker, W. (1990). in food technology (pp. 153-184, 2nd ed.). Structure of human pancreatic lipase. Nature, 343, Wiley Blackwell, West Sussex. https://doi. 771-774. https://doi.org/10.1038/343771a0 org/10.1002/9781118788745.ch5 Yu, X.-W., Xu, Y., & Xiao, R. (2016). Lipases from Toma, A., Makonnen, E., Mekonnen, Y., Debella, A., the genus Rhizopus: Characteristics, expression, & Addisakwattana, S. (2014). Intestinal alpha- protein engineering and application. Progress in glucosidase and some pancreatic enzymes Lipid Research, 64, 57-68. https://doi.org/10.1016/j. inhibitory effect of hydroalcholic extract of plipres.2016.08.001 ХИПС №2 – 2021 82

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Inhibition of Lipolytic Activity in Model Food Systems Mikhail A. Lavrukhin All-Russian Scientific Institute of Confectionery Industry - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food System of RAS 20, build. 3, Electrozavodskaya str., Moscow, 107023, Russian Federation E-mail: [email protected] Oksana S. Rudenko All-Russian Scientific Institute of Confectionery Industry - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food System of RAS 20, build. 3, Electrozavodskaya str., Moscow, 107023, Russian Federation E-mail: [email protected] Nikolay B. Kondratyev All-Russian Scientific Institute of Confectionery Industry - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food System of RAS 20, build. 3, Electrozavodskaya str., Moscow, 107023, Russian Federation E-mail: [email protected] Alla E. Bazhenova All-Russian Scientific Institute of Confectionery Industry - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food System of RAS 20, build. 3, Electrozavodskaya str., Moscow, 107023, Russian Federation E-mail: [email protected] Maxim V. Osipov All-Russian Scientific Institute of Confectionery Industry - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food System of RAS 20, build. 3, Electrozavodskaya str., Moscow, 107023, Russian Federation E-mail: [email protected] Lipolytic spoilage of food products is increasingly becoming the reason for the rejection of confectionery products. This is due to several major factors - the use of lauric-type cocoa butter substitutes and food requirements of increasing shelf life. The use of lauric-type cocoa butter substitutes may lead to organoleptic during the storage of confectionery products, which is expressed in the appearance of an off-odor, soapy taste, rancid taste, etc. These phenomena are caused by the hydrolytic processes of decomposition of products fats, which occurs under the influence of the lipase enzyme.These enzymes (EC 3.1.1.3) have substrate specificity for fats. The aim of this work was to study possible ways of lipase inhibition in model food systems. The effect on lipolytic activity in model food systems of widely used in the food industry organic acids, gelling agents and metal ions has been studied. The change in lipase activity from porcine pancreas in model samples was determined by a method based on the oxidation of indoxyl acetate. It was confirmed that an almost complete inhibition of lipolytic activity occurs at a citric acid concentration of 0.5 mol/l or more. When using a citric acid concentration of 0.15 mol / l, a suppression of lipolytic activity by 10% relative to the control sample was revealed. It was found that agar- agar, as well as calcium ions, significantly increase lipolytic activity. The results obtained contribute to the development of glazed confectionery formulations containing lauric fats, with a reduced risk of lipolytic spoilage and an increased shelf life. Keywords: confectionery, lipase, lipolytic activity, indoxyl acetate, colorimetry, preservatives, gelling agents, calcium ions References for marmalade, marshmallow and marshmallow]. Moscow: Pishchevaya Promyshlennost’. Ivanushko, L. S., Kruglovoi, G. I., Morozovoi, I. I., Pesterev, M. A., Bazhenova, A. E., & Rudenko, O.  S. Serika, A. P., & Yakubovicha, E. I. (Red.) (1974). (2019). Vliyanie skorosti vlagoperenosa na Retseptury na marmelad, pastilu i zefir [Recipes izmenenie aktivnosti lipazy v glazirovannykh ХИПС №2 – 2021 83

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ muchnykh konditerskikh izdelii [Influence of the um purification and characterization of a par- tial acylglycerol lipase. Bioscience, Biotechnology, rate of moisture transfer on the change in lipase activity in glazed flour confectionery products]. and Biochemistry, 64(2), 215-222. https://doi. In Sbornik nauchnykh trudov XIII Mezhdunarodnoi org/10.1271/bbb.64.215 nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh Contesini, F. J., Calzado, F., Madeira Jr., J. V., Rubio, M. V., uchenykh i spetsialistov organizatsii v sfere sel’skok- Zubieta, M. P., de Melo, R. R., & Gonçalves, T. A. hozyaistvennykh nauk [Collection of scientific pa- (2017). Aspergillus lipases: Biotechnological and pers of the XIII International Scientific and Practical industrial application. In: J. M. Mérillon, K. G. Conference of Young Scientists and Specialists of Ramawat (Eds.) Fungal Metabolites. Reference Series Organizations in the Field of Agricultural Sciences] in Phytochemistry (pp. 639-666). Springer, Cham. (pp. 256-262). Uglich: VNIIMS – filial FGBNU https://doi.org/10.1007/978-3-319-25001-4_17 «Federal’nyi nauchnyi tsentr pishchevykh sistem Ferreira, A. N., Ribeiro, D. D. S., Santana, R. A., im. V.M. Gorbatova» RAN. Felix, A. C. S., Alvarez, L. D. G., de Oliveira Lima, E., Rudenko, O. S., Kondrat’ev, N. B., Pesterev, M. A., de Freitas, J. S., Valasques Junior, G. L., Franco, M., Bazhenova, A. E., & Linovskaya, N. V. (2019). & do Nascimento Junior, B. B. (2017). Production Vzaimosvyaz’ aktivnosti lipazy i skorosti vla- of lipase from Penicillium sp. using waste oils goperenosa v pryanikakh, glazirovannykh kon- and Nopalea cochenillifera. Chemical Engineering diterskoi glazur’yu na osnove zhirov laurinovo- Communications, 204(10), 1167-1173. https://doi.or go tipa [Relationship between lipase activity and g/10.1080/00986445.2017.1347567 moisture transfer rate in gingerbread glazed with Guerrand, D. (2017). Lipases industrial applica- confectionery glaze based on lauric-type fats]. tions: focus on food and agroindustries. Oilseeds Vestnik VGUIT [Bulletin Voronezh State University of and Fats, Crops and Lipids, 24(4), 1-7. https://doi. Engineering Technologies], 81(4), 62-70. https://doi. org/10.1051/ocl/2017031 org/10.20914/2310-1202-2019-4-62-70 Hasan, F., Shah, A., & Hameed, A. (2006). Industrial Skokan, L. E., Rudenko, O. S., Osipov, M. V., applications of microbial lipases. Enzyme and Microbial Technology, 39(2), 235-251. https://doi. Kondrat’ev,  N.  B., & Parashina, F. I. (2015). Lipaza kak odin iz faktorov konkurentosposobnosti kon- org/10.1016/j.enzmictec.2005.10.016 diterskikh izdelii [Lipase as one of the factors of Hasan, F., Shah, A. A., & Hameed, A. (2009). Methods the competitiveness of confectionery]. Konditerskoe for detection and characterization of lipases: A proizvodstvo [Confectionery production], 4, 19-21. comprehensive review. Biotechnology Advances, Ado, M. A., Abas, F., Mohammed, A. S., & 27(6), 782-798. https://doi.org/10.1016/j.bio- Ghazali,  H.  M. (2013). Anti- and pro-lipase activi- techadv.2009.06.001 ty of selected medicinal, herbal and aquatic plants, Houde, A., Kademi, A., & Leblanc, D. (2004). Lipases and structure elucidation of an anti-lipase com- and their industrial applications. An overview. pound. Molecules, 18(12), 14651-14669. https://doi. Applied Biochemistry and Biotechnology, 118, 155- org/10.3390/molecules181214651 170. https://doi.org/10.1385/ABAB:118:1-3:155 Almeida, R. V., Alquéres, S. M. C., Larentis, A. L., Kashmiri, M. A., Adnan, A., & Butt, B.W. (2006). Rössle, S. C., Cardoso, A. M., Almeida, W. I., Production, purification and partial characteri- Bisch, P. M., Alves, T. L. M., & Martins, O. B. zation of lipase from Trichoderma viride. African (2006). Cloning, expression, partial charac- Journal of Biotechnology, 5(10), 878-882. https://doi. terization and structural modeling of a nov- org/10.4314/ajb.v5i10.42916 el esterase from Pyrococcus furiosus. Enzyme and Khan, F. I., Lan, D., Durrani, R., Huan, W., Zhao,  Z., Microbial Technology, 39(5), 1128-1136. https://doi. & Wang, Y. (2017). The lid domain in lipases: org/10.1016/j.enzmictec.2006.02.021 Structural and functional determinant of enzy- Birari, R. B., & Bhutani, K. K. (2007). Pancreatic lipase matic properties. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 5(16), 1-16. https://doi.org/10.3389/ inhibitors from natural sources: unexplored po- fbioe.2017.00016 tential. Drug Discovery Today, 12(19-20), 879-889. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2007.07.024 Kumar, A., Mukhia, S., Kumar, N., Acharya, V., Bustanji, Y., Mohammad, M., Hudaib, M., Tawaha, K. A., Kumar,  S., & Kumar, R. (2020). A broad tempera- Almasri, I. M., Alkhatib, H. S., Issa,  A., & Alali, F. ture active lipase purified from a psychrotrophic (2011). Screening of some medicinal plants for bacterium of sikkim himalaya with potential ap- their pancreatic lipase inhibitory potential. Jordan plication in detergent formulation. Frontiers in Journal of Pharmaceutical Sciences, 4(2), 81-88. Bioengineering and Biotechnology, 8(642), 1-16. Chahinian, H., Vanot, G., Ibrik, A., Rugani, N., https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00642 Sarda,  L., & Comeau, L.-C. (2000). Production Printseva, A. A., Sharova, N. Yu., & Vybornova, T. V. of extracellular lipases by Penicillium cyclopi- (2018). Research of invertase activity when chang- ХИПС №2 – 2021 84

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ing the parameters of the fermentation process Vardanega, R., Remonatto, D., Arbter, F., Polloni, A., sugar-mineral medium and hydrolysate of starch Rigo, E., Ninow, J. L., Treichel, H., de Oliveira D., & di by the micromycete Aspergillus Niger. Food sys- Luccio, M. (2010). A systematic study on extraction tems, 1(1), 19-23. https://doi.org/10.21323/2618- of lipase obtained by solid-state fermentation of soy- 9771-2018-1-1-19-23 bean meal by a newly isolated strain of Penicillium Shamel, M. M., Ramachandran, K. B., & Hasan, M. sp. Food and Bioprocess Technology, 3(3), 461-465. (2005). Operational stability of lipase enzyme: https://doi.org/10.1007/s11947-009-0224-9 Effect of temperature and shear. Asia-Pacific Wang, Y., Ma, R., Li, S., Gong, M., Yao, B., Bai, Y., & Journal of Chemical Engineering, 13(5-6), 599-604. Gu, J. (2018). An alkaline and surfactant-tolerant https://doi.org/10.1002/apj.5500130509 lipase from Trichoderma lentiforme ACCC30425 Talbot, G. (2014). Fats for chocolate and sugar confec- with high application potential in the detergent tionery. In: K. K. Rajah (Ed.) Fats in food technology industry. AMB Express, 8(95), 1-11. https://doi. (pp. 153-184, 2nd ed.). Wiley Blackwell, West Sussex. org/10.1186/s13568-018-0618-z https://doi.org/10.1002/9781118788745.ch5 Winkler, F. K., D’Arcy, A., & Hunziker, W. (1990). Structure of human pancreatic lipase. Nature, 343, Toma, A., Makonnen, E., Mekonnen, Y., Debella, A., & Addisakwattana, S. (2014). Intestinal alpha-gluco- 771-774. https://doi.org/10.1038/343771a0 sidase and some pancreatic enzymes inhibitory ef- Yu, X.-W., Xu, Y., & Xiao, R. (2016). Lipases from the fect of hydroalcholic extract of Moringa stenope- genus Rhizopus: Characteristics, expression, pro- tala leaves. BMC Complementary and Alternative tein engineering and application. Progress in Lipid Medicine, 14(180), 5. https://doi.org/10.1186/1472- Research, 64, 57-68. https://doi.org/10.1016/j.plip- 6882-14-180 res.2016.08.001 ХИПС №2 – 2021 85

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ УДК 637.3:637.338.4 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.211 Оптимизация технологии получения вкусоароматического препарата с ароматом сливочного сыра Борисова Анна Викторовна ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет» Адрес: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244 E-mail: [email protected] Чалдаев Павел Александрович ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет» Адрес: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244 E-mail: [email protected] Целью настоящего исследования явилось определение технологических параметров получения вкусоароматического препарата с ароматом сливочного сыра путем ферментной модификации молочного сырья. Ферментно-модифицированный сыр (ФМС) широко применяют в молочной промышленности для производства ускоренно созревающего сыра, аналогов сыра и сырных продуктов, снековой продукции и др. При получении ФМС важно получить аромат соответствующего сыра. Аромат ФМС образуется целой группой веществ, включающих альдегиды, кетоны, летучие жирные кислоты, аминокислоты, лактаты и проч. На образование этих вкусоароматических компонентов влияют условия и глубина процесса ферментации. В данной работе проведена математическая оптимизация технологии получения ферментно-модифицированного сыра со сливочным ароматом. Планирование и анализ результатов эксперимента осуществляли с помощью системы статистического анализа – Statistica 10.0. В качестве плана эксперимента выбран трехуровневый полный факторный эксперимент, позволяющий оценить совместное влияние нескольких факторов при минимальном числе опытов. В качестве факторов, способных повлиять на качество сырного ароматизатора, выбраны дозировка ферментного препарата (0,2-1,0%), рН (4,5-6,5), температура (28-48 ºС) и продолжительность процесса ферментации (24-72 ч). Откликом служила органолептическая оценка получаемых в ходе эксперимента проб сырного ароматизатора, выраженная в баллах. В результате обработки экспериментальных данных получена математическая зависимость интенсивности запаха сырного ароматизатора (Y) от температуры (X1), рН среды (X2), продолжительности ферментации (X3) и дозировки фермента (X4). Получены графические интерпретации зависимости органолептической оценки от условий ферментации, профили предсказанных значений и функция желательности. С достаточной долей уверенности можно утверждать, что наиболее оптимальными параметрами процесса ферментации, позволяющими получить сырный ароматизатор наилучшего качества, являются следующие значения: температура ферментации – 48°С, рН – на уровне 4,5, продолжительность ферментации – 48 часов, дозировка фермента – 1 %. Ключевые слова: ферментно-модифицированный сыр, оптимизация, полный факторный эксперимент, сырный аромат, натуральный ароматизатор, коровье молоко, липаза Введение ной обработкой сырной массы, называемые за рубежом ферментно-модифицированным сыром Производство и применение в продуктах пита- (enzyme-modified cheese). В результате кратковре- ния натуральных ароматизаторов является акту- менной ферментации получается масса, напоми- альной проблемой в пищевой промышленности. нающая по вкусу сыр, созревающий в течение 2-3 Следование тенденциям здорового образа жизни месяцев. Такую добавку можно использовать в заставляет многих людей отдавать предпочтение технологии различных пищевых продуктов: плав- продукции, не содержащей в своем составе искус- леных сыров и имитированных сырных продуктов, ственных добавок. Сырный ароматизатор являет- соусах, крекерах, хлебобулочных, макаронных из- ся достаточно востребованным и применяется при делий и прочих (Azarnia, Lee, Yaylayan, & Kilcawley, производстве многих продуктов. К натуральным 2010; Noronha, Cronin, O’Riordan, & O’Sullivan, ароматизаторам сырного профиля относят вкусо- 2008a; Noronha, Cronin, O’Riordan, & O’Sullivan, ароматические препараты, получаемые фермент- 2008b; Januszkiewicz, Sabik, Azarina, & Lee, 2008; ХИПС №2 – 2021 86

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Moskowitz & Noelck, 1987; Hannon, Kilcawley, et all., 2006). Например, в образовании арома- Wilkinson, Delahunty, & Beresford, 2006; McSweeney, та сыра Чеддер принимают участие свыше 180 2004). Благодаря глубокому расщеплению белков компонентов, среди которых спирты, альдегиды, и жиров в ферментно-модифицированном сыре кетоны, эфиры, лактоны, сульфиды, свободные (ФМС) содержится большое количество вкусоаро- жирные кислоты и пиразины (Januszkiewicz et al., матических компонентов, соответствующих про- 2008). Важнейшими соединениями вкуса и аро- филю сыра, поэтому при использовании приемов мата сыра Чеддер являются свободные жирные ускоренной ферментации сырной массы в техно- кислоты, диметилсульфид, диацетил, бутанон, логии сыроделия можно сокращать сроки созре- 2-пентанон, молочная кислота, уксусная кисло- вания традиционных сыров. Использование ФМС та и продукты протеолиза белков. Для сыра с го- в имитированных сырных продуктах и низкожир- лубой плесенью характерно наличие уксусной, ных сырах маскирует отсутствие в них характер- бутановой кислот, ацетона, метилкетона, 2-пен- ного запаха и вкуса. танола, метилгексаната, этилбутаноата, 2-нона- нола и свободных жирных кислот (Caron, LePiver, При изготовлении ФМС важными параметра- Péron, Lieben, Lavigne, Brunel, Roueyre, Place, ми являются состав бактериальной закваски, Bonnarme, Giraud, Branca, Landaud, & Chassard, состав исходного молока, вид и активность ис- 2021; Varming, Andersen, Petersen, & Ardö, 2013). пользуемых ферментов, условия и продолжи- Пролин и пропионовая кислота – важнейшие со- тельность ферментации (Ali et al., 2017; Ali et al., ставляющие вкуса и аромата Швейцарского сыра 2019; Amighi, Emam-Djomeh, & Madadlou, 2015; (Moskowitz & Noelck, 1987). Azarnia, Lee, Yaylayan, & Kilcawley, 2010; Bas, Kendirci, Salum, Govce, & Erbay, 2019; Haileselassie, Механизм образования аромата в ФМС можно Lee, & Gibbs, 1999; Noronha et al., 2008a; Noronha считать аналогичным как для натурального сыра. et al., 2008b; Januszkiewicz et al.,2008; Moskowitz Разница лишь во времени протекания процесса. & Noelck, 1987; Hannon et al., 2006; McSweeney, При выработке ФМС все биохимические реакции 2004; Kilcawley, Wilkinson, & Fox, 2006; Mohebbi протекают в контролируемых условиях быстрее. et al., 2008; Moosavi-Nasab, Radi, & Jouybari, 2010; Во многом вкус и аромат получаемого вкусоаро- Kendirci, Salum, Bas, & Erbay, 2020; Seo, Son, & матического препарата зависят от используемых Kim, 1995). Как известно, аромат сыра образу- ферментных систем (Moskowitz & Noelck, 1987). ется из смеси соединений. Нет конкретного ве- Существует много схем и технологий получения щества, полностью повторяющего аромат сыра. ФМС, одна из популярных в последнее время – В образовании аромата принимают участие про- двухстадийная. На первой стадии контролируемо дукты метаболизма лактозы и лактатов, жирных проводят протеолиз, а на второй липолиз. Автора- кислот и молочных белков (Рисунок 1) (Hannon ми (Bas et al., 2019; Kilcawley et al., 2006) показано, Рисунок 1. Схема образования ароматических соединений в сыре (Hannon et all., 2006) ХИПС №2 – 2021 87

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ что выход вкусоароматических компонентов при et al., 2019). Время ферментации чаще всего за- таком способе выше. висит от силы фермента и температуры фермен- тации. Некоторые исследователи отмечают, что на фор- мирование вкуса большее влияние оказывают про- В России начиная с 1950-х годов также ведутся дукты протеолиза (Azarnia et al., 2010; Haileselassie работы по созданию вкусоароматических пре- et al., 1999; Mohebbi, et al., 2008; Kilcawley et al., паратов из сыра с целью ускорения созревания 2006; Ali, et al., 2017; Bas, et al., 2019). Ведение традиционных сыров и производства сырных про- протеолиза в контролируемых условиях позво- дуктов (Абдурахманова, 2006; Гинак, Герасимов, ляет добиться максимальной концентрации вку- Успенская, & Долматов, 2000; Гудков, 2004; Дол- са и снижения горечи. Горечь обуславливается матов, Герасимов, & Гинак, 2001). Так, известны короткими пептидами, являющимися промежу- способы получения вкусоароматических препара- точной стадией гидролиза белков. Выход горьких тов с ароматом сыра Чеддер, сыра с благородной соединений зависит во многом от используемых плесенью.1,2,3 Однако работ по разработке ФМС с протеолитических ферментов. Также в работах ароматом сливочного сыра методом ферментации отмечается зависимость от стартовых культур, от практически не встречается. дозы фермента, дозы соли, температуры, рН и продолжительности протеолиза. Целью данной работы являлась разработка опти- мальной рецептуры и технологии приготовления С другой стороны, существует устойчивое мне- ферментно-модифицированного сыра с ароматом ние, что на формирование аромата сыра большее сливочного сыра. влияние оказывают продукты липолиза – сво- бодные жирные кислоты (Noronha, et al., 2008a; Noronha et al., 2008b; Kilcawley, Wilkinson, & Fox, Материалы и методы исследования 2001). Например, среднецепочечные жирные кис- лоты (С-4С12) могут модифицировать аромат сыра Объекты исследования от «протухшего» (бутановая кислота) до «остро- го» (гексановая кислота). Зависимость интенсив- В качестве основных материалов исследования ности аромата определяется теми же факторами, были использованы: 1) молоко коровье жирно- что и при протеолизе – вид и доза ферментов, ус- стью 3,2%, с содержанием белка 3,0% от коров ловия ферментации. Температура ферментации черно-пестрой породы Самарского типа; 2) зак- может варьироваться на уровне 35-50°С (Azarnia, васка мезофильных молочнокислых микро- Lee, Yaylayan, & Kilcawley, 2010; Haileselassie et al., организмов и бифидобактерий «Бифилакт-У» 1999; Mohebbi et al., 2008; Ali et al., 2017). Концен- следующего видового состава: Lactococcus lactis трацию используемого протеолитического фер- subsp. lactis (Л), Lactococcus lactis subsp. сremoris (К), мента в различных работах устанавливают на Lactococcus lactis subsp. diacetilactis (Д), Streptococcus уровне 0,026-0,3% (Mohebbi et al., 2008; Kilcawley thermophilus (невязкий) (Тc), Bifidobacterium bifidum et al., 2006; Bas et al., 2019), а липолитического от и/или B. longum, и/или B. adolescentis (БФ), ФГУП 0,5-5,0% (Kilcawley et al., 2006). Кислотность сыр- «Экспериментальная биофабрика», г. Углич, Рос- ной массы при ферментации могут поддерживать сия; 3) фермент Caglio Polvere Linea E (химозин на уровне 4,5-4,6 (Kilcawley et al., 2006), на уровне 96%, пепсин 4%) Caglificio Clerici SpA, Cadorago 5,0-5,5 (Noronha, et. al. 2008a), а также выше 5,5 Co, Италия, свертывающая активность 300000 (Noronha et al., 2008a; Noronha et. al., 2008b; Ali, у.е; 4) соль-плавитель «ФОНАКОН®-В» (E451i – et al., 2017). При этом в большинстве работ от- трифосфат натрия (5-замещенный), E450i – ди- мечается, что кислотность ниже 5,5 ед. рН лучше гидропирофосфат натрия, E450iii – пирофосфат влияет на ароматообразование ФМС. Что касает- тринатрия, E339i – ортофосфат натрия 1-замещен- ся времени ферментации, то этот показатель ва- ный, E339ii – ортофосфат натрия 2-замещенный) рьируется от 24 до 96 часов (Azarnia et. al., 2010; ТУ-2148-021-00203677-06 изм. 1,2, ОАО «РЕАТЭКС», Haileselassie et al., 1999; Mohebbi et al., 2008; Bas Россия; 5) липаза козья (Casa fondata nel 1872) 1 Свириденко, Ю. Я., Перфильев, Г. Д., Козлова, В. М., & Свириденко Г. М. (1996). РФ Патент № 95104567. Способ производства препарата для ускорения сыров. 2 Глобал Брэндс, К. Ф., Диас, Б. Е., Галер, Ч. Д., Моран, Д. В., Кока Р., Емельянов, Е. И. (2009). РФ Патент № 2374857. Ферментиро- ванный сырный концентрат для ароматизации пищевых продуктов и использующие его пищевые продукты, ароматизаторы и способы получения ароматизированного сыра (варианты). 3 Абрамов, Д. В., Мягконосов, Д. С., Свириденко, Ю. Я., Коновалова, Т. М., Дунаев, А. В., Козлова, В. М., & Кокарева, Н. В. (2012). РФ Патент № 2459433. Способ производства вкусоароматической добавки со вкусом и ароматом сыра типа «Чеддер». ХИПС №2 – 2021 88

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Caglificio Clerici spa, Cadorago Co, Италия, актив- ния рН в ФМС проводили с помощью 50% раство- ность 10000 у.е. ра лимонной кислоты. Методы исследования Математическая обработка результатов экспе­ ри­мента Приготовление сырного сгустка Изучение совместного влияния технологических Из молока коровьего изготавливали сырный сгу- параметров приготовления ФМС на его органо- сток по следующей схеме: пастеризация (70°С, 10 лептические показатели проводили методами ма- мин), охлаждение (34°С), внесение бактериаль- тематического моделирования. Планирование и ной закваски, внесение молокосвертывающего анализ результатов эксперимента осуществля- фермента, образование сгустка, разрезание его ли с помощью системы статистического анали- на кубики, отделение сыворотки. за – Statistica 10.0. В качестве плана эксперимента выбран трехуровневый полный факторный экспе- Приготовление вкусоароматического препара­ римент, позволяющий оценить совместное влия- та – ФМС ние нескольких факторов при минимальном числе опытов. В подготовленный сырный сгусток кислотностью рН 6,5 вносили соль-плавитель 0,2% и ферменты В качестве факторов, способных повлиять на ка- липазу и химозин в одинаковых дозировках в за- чество ФМС, выбраны дозировка ферментного висимости от номера эксперимента. Массу гомо- препарата (0,2-1,0 % с шагом 0,4 %), рН (4,5-6,5 генизировали в диспергаторе IKA T 18 DIGITAL с шагом 1,0), температура (28-48°С с шагом 10°С) ULTRA-TURRAX® при 6500 об/мин. Полученную и продолжительность процесса ферментации (24- однородную массу помещали в закрытые емко- 72 ч с шагом 24 ч). Реальные значения факторов сти и выдерживали в термостате при температуре, планирования эксперимента представлены в Таб­ указанной в таблице 1, соответствующее номеру лице 1. опыта количество времени. После ферментации ФМС пастеризовали при температуре 80ºС в те- Откликом служила органолептическая оценка по- чение 10 мин, охлаждали до 34±2 ºС и проводили лучаемых в ходе эксперимента проб ФМС, выра- органолептический анализ. Корректировку значе- женная в баллах. Таблица 1 Значения факторов планирования эксперимента № Темпера- рН Продолжи- Дозиров- № Темпера- рН Продолжи- Дозиров- опыта тура, °С тельность фер- ка фер- опыта тура, °С тельность фер- ка фер- ментации, ч мента, % ментации, ч мента, % 1 28 4,5 24 0,2 15 38 5,5 72 1 2 28 4,5 48 1 16 38 6,5 24 0,2 3 28 4,5 72 0,6 17 38 6,5 48 1 4 28 5,5 24 1 18 38 6,5 72 0,6 5 28 5,5 48 0,6 19 48 4,5 24 0,6 6 28 5,5 72 0,2 20 48 4,5 48 0,2 7 28 6,5 24 0,6 21 48 4,5 72 1 8 28 6,5 48 0,2 22 48 5,5 24 0,2 9 28 6,5 72 1 23 48 5,5 48 1 10 38 4,5 24 1 24 48 5,5 72 0,6 11 38 4,5 48 0,6 25 48 6,5 24 1 12 38 4,5 72 0,2 26 48 6,5 48 0,6 13 38 5,5 24 0,6 27 48 6,5 72 0,2 14 38 5,5 48 0,2          ХИПС №2 – 2021 89

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Проведение органолептического анализа сырного сливочного аромата. Органолептиче- ская оценка вкуса проб ФМС не проводилась Процедуру определения органолептической по причине сильной их горечи, обусловленной оценки ФМС проводили по ГОСТ 33630. Для образованием большого количества горьких количественной оценки органолептических пептидов при протеолизе. Каждому из показа- показателей разработали шкалу оценки с ко- телей соответствовал коэффициент значимости эффициентами значимости. Для этого опреде- и диапазон измеряемых баллов. Эти параметры ляли консистенцию, наличие и интенсивность приведены в Таблице 2. Таблица 2 Органолептическая оценка проб ФМС Показатель Выставляемая оценка Описание образца Коэффициент значимости Консистенция 1 Неоднородная, с рас- 1 слоением массы Интенсивность аромата 2 Неоднородная, творожистая 2 Сырный сливочный аромат 3 Однородная, пастообразная 1 Очень слабый 3 2 Умеренный 3 Выраженный 4 Ярко выраженный 0 Отсутствует 1 Присутствует Общая органолептическая оценка рассчитывалась 19, 22, 23, 25. Образцы под этими номерами отли- по формуле: чались характерным выраженным сырным сли- вочным ароматом, однородной пастообразной ∑О = (Ок · Кк + Ои · Ки + Ос.а.· Кс.а.)/(Кк + Ки + Кс.а.), (1) консистенцией. Ферментация данных образцов протекала при температуре 48 ºС от 24 до 48 ча- где Ок, Ои, Ос.а. – выставленная оценка за конси- сов в зависимости от эксперимента. стенцию, интенсивность аромата и наличие сли- вочного сырного аромата соответственно; В результате обработки экспериментальных Кк, Ки, Кс.а. – коэффициент значимости консистен- данных получена математическая зависимость ции, интенсивности аромата и наличия сливочно- интенсивности запаха сырного ароматизато- го сырного аромата соответственно. ра (Y) от температуры (X1), рН среды (X2), про- должительности ферментации (X3) и дозировки Все опыты проводили в трехкратной последова- фермента (X4), выраженная следующим уравне- тельности. нием: Результаты и их обсуждение Y = 1,296 + 0,397X1 – 0,192X2 + 0,092X3 +  (2) + 0,084X4 – 0,224X12 + 0,048X22 + 0,176X32, В ходе проведения экспериментов были получе- Для проверки адекватности регрессионного урав- ны следующие органолептические характеристи- нения воспользовались нормальным вероятност- ки образцов (Рисунок 2). ным графиком распределения остатков регрессии (Рисунок 3). Нормальное распределение остатков Как видно по Рисунку 2 наиболее высокая орга- на графике подтверждает адекватность получен- нолептическая оценка была выставлена образцам ной модели. 4 ГОСТ 33630-2015. Сыры и сыры плавленые. Методы контроля органолептических показателей. М.: Стандартинформ, 2016. https://docs.cntd.ru/document/1200127756 ХИПС №2 – 2021 90

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Рисунок 2. Результаты органолептической оценки образцов ФМС Рисунок 3. Нормальные вероятностный график распределения остатков регрессии Графическая интерпретация полученной матема- Если сравнивать совместное влияние температу- тической модели представлена на Рисунке 4. ры и продолжительности процесса (Рисунок 4B), то можно заметить, что наилучшее качество до- С увеличением температуры ферментации и сни- стигается при продолжительности процесса около жением рН среды интенсивность запаха арома- 40-60 ч. При более длительном ведении процесса тизатора возрастает (Рисунок 4А). Это связано с ароматика несколько ухудшается, что может быть тем, что оптимальные условия для большинства связано с более глубоким процессом протеолиза и ферментов протеолитического и липолитического образованием аминокислот и коротких пептидов с действия лежат в области рН ниже 5,5 и при тем- менее выраженным ароматом или нехарактерным пературе выше 40°С (Noronha et al.,2008a; Noronha для сливочного сыра аммиачным, пряным аро- et al., 2008b; Ali et al., 2017; Kilcawley et. al., 2001). матом. Оценка совместного влияния дозировки ХИПС №2 – 2021 91

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ АB CD EF Рисунок 4. Поверхности отклика полученной модели: A – зависимость интенсивности аромата от рН и температуры; B – зависимость интенсивности аромата от продолжительности ферментирования и температуры; C – зависимость интенсивности аромата от дозировки фермента и температуры; D – зависимость интенсивности аромата от продолжительности ферментирования и величины рН; E – зависимость интенсивности аромата от дозировки фермента и величины рН; F – зависимость ин- тенсивности аромата от дозировки фермента и продолжительности ферментирования ХИПС №2 – 2021 92

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ фермента и температуры (Рисунок 4C) показыва- пользовались профилями предсказанных значе- ет, что увеличение дозировки фермента приводит ний и функцией желательности (Рисунок 5). к определенному увеличению выхода аромати- ческих компонентов, хотя влияние температуры Анализ представленных данных подтверждает гораздо более значительно. Анализ совместного вышеприведенные выводы. С достаточной долей влияния на процесс ферментации продолжитель- уверенности можно утверждать, что наиболее оп- ности и рН среды (Рисунок 4D) показывает, что тимальными параметрами процесса фермента- наибольший балл органолептической оценки сыр- ции, позволяющими получить ФМС наилучшего ного ароматизатора достижим при продолжитель- качества, являются следующие значения: темпе- ности процесса от 40 до 60 ч и рН среды менее 5,4. ратура ферментации – 48°С, рН – на уровне 4,5, Последнее следует и из диаграммы совместного продолжительность ферментации – 48 часов, до- влияния рН и дозировки фермента (Рисунок 4E), зировка фермента – 1 %. при этом наилучшее качество ароматизатора до- стигается уже при дозировке ферментного препа- По результатам математической обработки ре- рата 0,7 % и выше. Чем выше рН среды, тем более зультатов анализа предложена скорректирован- высокая дозировка фермента должна быть для ная схема получения ФМС с ароматом сливочного достижения наилучшего результата. Диаграмма сыра (Рисунок 6). совместного влияния дозировки фермента и про- должительности ферментации (Рисунок 4F) также Готовый ФМС с ароматом сливочного сыра может свидетельствует о целесообразности ведения про- использоваться в виде пастеризованной пасты. цесса в течение 40-60 ч при дозировке фермент- ного препарата не менее 0,7 %. По органолептическим показателям ФМС с аро- матом сливочного сыра должен соответствовать Для окончательного определения оптимальных требованиям, указанным в Таблице 4, по физи- значений параметров процесса ферментации вос- ко-химическим показателям – в Таблице 5. Рисунок 5. Профили предсказанных значений и функции желательности ХИПС №2 – 2021 93

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Приемка и подготовка сырья В соответствии с ТУ Расчет рецептур Измельчение смеси 1-3 мм Волчок  Составление смеси t=36-38 °C  Внесение соли-плавителя 0,2 % Внесение химозина 1,0 % Емкость для смешивания Внесение липазы 1,0 %  Ферментация t=48 °C, τ=48 ч, ph=4,5 Теплообменный аппарат  Пастеризация смеси t=80 °C, τ=10 мин Пастеризационно- охладительная установка  Охлаждение t=2-5 °C, τ=4-24 ч Резервуар  Ферментно-модифицированный сыр  Фасование  При t=0±4 °C Упаковывание, хране- ние, транспортировка Рисунок 6. Технологическая схема получения ФМС с ароматом сливочного сыра Таблица 4 Органолептические показатели Наименование показателя Характеристика Вкус и запах Сырный, сливочный, допускается кисловатый, характерный для кисломолочного продукта Консистенция Пастообразная Структура Однородная, без ощутимых комочков жира, частичек белка и лактозы Цвет Характерный для сырного продукта, равномерный по всей массе пасты Таблица 5 Физико-химические показатели Продукт Массовая доля, %, не менее Температу- ра, °С, не выше ФМС с ароматом молочного жира влаги и летучих поварен- сливочного сыра веществ ной соли 0±4 20-30 35-70 0,2-0,4 ХИПС №2 – 2021 94

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Выводы inhibitory enzyme-modified cheese. Journal of Dairy Research, 1, 1-10. http://dx.doi.org/10.1017/ Производство ферментно-модифицированного S0022029915000424 сыра является перспективным с точки зрения рас- Azarnia, S., Lee, B. H., Yaylayan, V., & Kilcawley, K. N. ширения ассортимента натуральных ароматизато- (2010). Proteolysis development in enzyme- ров. Использование биотехнологических методов modified Cheddar cheese using natural and дает преимущество в направленной модификации recombinant enzymes of Lactobacillus rhamnosus вкуса и аромата получаемого продукта. При про- S93. Food Chemistry, 120(1), 174-178. https://doi. изводстве ФМС наиболее важным фактором явля- org/10.1016/j.foodchem.2009.10.003 ется рН среды, который влияет на консистенцию Bas, D., Kendirci, P., Salum, P., Govce, G., Erbay, Z. выраженность аромата. Количество вносимого (2019). Production of enzyme-modified cheese фермента протеолитического и липолитическо- (EMC) with ripened white cheese flavor: I-effects го действия, температура и время ферментации of proteolytic enzymes and determination также влияют на качество ФМС: чем выше значе- of their appropriate combination. Food and ния используемых параметров, тем глубже про- Bioproducts Processing, 117, 287-301. http://dx.doi. текает протеолиз, соответственно интенсивнее org/10.1016/j.fbp.2019.07.016 аромат ФМС. В работе получены данные по опти- Caron, T., Le Piver, M., Péron, A.-C., Lieben, P., мизации технологии получения ФМС в качестве Lavigne, R., Brunel, S., Roueyre, D., Place, M., сырного ароматизатора, имеющего наивысшие Bonnarme, P., Giraud, T., Branca, A., Landaud,  S., значения дегустационной оценки. Для этого необ- & Chassard, C. (In press). Strong effect of ходимо использовать протеолитический фермент Penicillium roqueforti populations on volatile and химозин 1% к массе, рН на уровне 4,5, температу- metabolic compounds responsible for aromas, ру 48°С и время ферментации 48 часов. flavor and texture in blue cheeses. International Journal of Food Microbiology, 109174. https://doi. org/10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109174 Литература Haileselassie, S. S., Lee, B. H., & Gibbs, B. F. (1999). Purification and identification of potentially Абдурахманова, Р. Г. (2006). Натуральные вкусо- bioactive peptides from enzyme-modified cheese. ароматические ингредиенты «Баттер Грейнс» Journal of Dairy Science, 82(8), 1612-1617. для спредов и сырных продуктов. Сыроделие и Hannon, J. A., Kilcawley, K. N., Wilkinson, M. G., маслоделие, 6, 33. Delahunty, C. M., & Beresford, T. P. (2006). Гинак, А. И., Герасимов, А. В., Успенская, Д. А., & Production of ingredient-type Cheddar cheese Долматов, В. А. (2000). Продуцирование арома- with accelerated flavor development by addition тических веществ сырного направления плес- of enzyme-modified cheese powder. Journal of невыми грибами на сырном сгустке. Хранение и Dairy Science, 89(10), 3749-3762. https://doi. переработка сельхозсырья, 6, 38-39. org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72416-X Гудков, С. А. (2004). Энзим-модифицированный Januszkiewicz, J., Sabik, H., Azarina, S., & Lee, B. сыр. Переработка молока, 10, 28-29. (2008). Optimization of headspace solid-phase Долматов, В. А., Герасимов, А. В., & Гинак, А. И. microextraction for the analysis of specific flavors in (2001). Получение сырного аромата путем куль- enzyme modified and natural Cheddar cheese using тивирования плесневого гриба Aspergillus niger factorial design and response surface methodology. на кисломолочном сгустке. Известия вузов. Journal of Chromatography A, 1195(1-2), 16-24. Пищевая технология, 2-3, 17-18. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2008.04.067 Ali, B., Khan, K. Y., Majeed, H., Abid, M., Xu, L., Kendirci, P., Salum, P., Bas, D., & Erbay, Z. (2020). Wu,  F., & Xu, X. (2017). Soymilk-Cow’s milk Production of enzyme-modified cheese (EMC) ACE-inhibiting enzyme modified cheese. Food with ripened white cheese flavour: II- effects of Chemistry, 237, 1083-1091. http://dx.doi. lipases. Food and Bioproducts Processing, 122, 230- org/10.1016/j.foodchem.2017.06.068 244. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2020.05.010 Ali, B., Khan, K. Y., Majeed, H., Xu, L., Bakry, A. M., Kilcawley, K. N., Wilkinson, M. G., & Fox, P. F. (2001). Raza, H., Shoaib, M., Wu, F., & Xu, X. (2019). A survey of lipolytic and glycolytic end-products Production of ingredient type flavoured white in commercial Cheddar enzyme-modified cheese. enzyme modified cheese. Journal of Food Science Journal of Dairy Science, 84(1), 66-73. https://doi. and Technology, 56, 1683-1695. http://dx.doi. org/10.3168/jds.S0022-0302(01)74453-0 org/10.1007/s13197-018-3526-y Kilcawley, K. N., Wilkinson, M. G., & Fox, P. F. Amighi, F., Emam-Djomeh, Z., & Madadlou, A. (2015). (2006). A novel two-stage process for the Optimised production and spray drying of ACE- production of enzyme-modified cheese. Food ХИПС №2 – 2021 95

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Research International, 39(5), 619-627. https://doi. Noronha, N., Cronin, D. A., O’Riordan, E. D., & org/10.1016/j.foodres.2005.12.006 O’Sullivan, M. (2008a). Flavouring of imitation McSweeney, P. L. H. (2004). Biochemistry of cheese cheese with enzyme-modified cheeses (EMCs): ripening. International Journal of Dairy Technology, 57(2-3), 127-144. https://doi.org/10.1111/j.1471- Sensory impact and measurement of aroma active 0307.2004.00147.x short chain fatty acids (SCFAs). Food Chemistry, 106(3), 905-913. http://doi.org/10.1016/j. Mohebbi, M., Barouei, J., Akbarzadeh-T, M. R., foodchem.2007.06.059 Rowhanimanesh, A. R., Habibi-Najafi, M. B., Noronha, N., Cronin, D., O’Riordan, D., & O’Sul­ & Yavarmanesh, M. (2008). Modeling and livan, M. (2008b). Flavouring reduced fat high fibre optimization of viscosity in enzyme-modified cheese products with enzyme modified cheeses cheese by fuzzy logic and genetic algorithm. (EMCs). Food Chemistry, 110(4), 973-978. http:// Computers and electronics in Agriculture, 62(2), 260- doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.03.011 265. https://doi.org/10.1016/j.compag.2008.01.010 Seo, H.-J., Son, J.-Y., & Kim, Y.-S. (1995). Production Moosavi-Nasab, M., Radi, M., & Jouybari, H. A. of Enzyme Modified cheese. The Korean Journal of Food And Nutrition, 8(3), 192-198. (2010). Investigation of enzyme modified cheese production by two species of Aspergillus. African Varming, C., Andersen, L. T., Petersen, M. A., & Journal of Biotechnology, 9(4), 508-511. Ardö, Y. (2013). Flavour compounds and Moskowitz, G. J., & Noelck, S. S. (1987). Enzyme- sensory characteristics of cheese powders made Modified Cheese Technology. Journal of Dairy from matured cheeses. International Dairy Science, 70, 1761-1769. http://doi.org/10.3168/jds. Journal, 30(1), 19-28. https://doi.org/10.1016/j. S0022-0302(87)80208-4 idairyj.2012.11.002 ХИПС №2 – 2021 96

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Optimization of technology of enzyme-modified cheese with ripened cream cheese flavour Anna V. Borisova Samara state technical University Russia, Samara, 443010, Molodogvardeyskaya str., 244 E-mail: [email protected] Pavel A. Chaldaev Samara state technical University Russia, Samara, 443010, Molodogvardeyskaya str., 244 E-mail: [email protected] The purpose of this study was to determine the technological parameters for obtaining a flavoring preparation with the aroma of cream cheese by enzymatic modification of dairy raw materials. Enzyme-modified cheese (EMC) is widely used in the dairy industry for the production of rapidly maturing cheese, analogs of cheese and cheese products, snack products, etc. It is important to obtain the required aroma and taste during the enzymatic modification of cheese. The flavor of enzyme-modified cheese is formed by a whole group of substances, including aldehydes, ketones, volatile fatty acids, amino acids, lactates, etc. The formation of these flavoring components depends on the conditions and depth of the fermentation process. In this work, a mathematical optimization of the technology for producing enzyme- modified cheese with ripened cream cheese flavor. The planning and analysis of the results of the experiment was carried out using the statistical analysis system - Statistica 10.0. A three-level full factorial experiment was chosen as an experimental design that allows one to evaluate the joint effect of several factors with a minimum number of experiments. The dosage of the enzyme preparation (0,2-1,0%), pH (4,5-6,5), temperature (28-48 ºС) and duration of the fermentation process (24-72 hours) are selected as factors that can affect the quality of the cheese flavor. The response was an organoleptic assessment of the cheese flavor samples obtained during the experiment, expressed in points. The mathematical dependence of the intensity of the smell of cheese flavor (Y) on temperature (X1), pH of the medium (X2), duration of fermentation (X3) and dosage of the enzyme (X4) was obtained as a result of processing experimental data. Graphical interpretations of the dependence of sensory evaluation on fermentation conditions, profiles of predicted values a​​ nd the desirability function are obtained. It can be argued that the most optimal parameters of the fermentation process, allowing to obtain the best quality cheese flavor, are the following values: fermentation temperature – 48 ° C, pH – at 4.5, fermentation duration – 48 hours, enzyme dosage – 1%. Keywords: enzyme-modified cheese, optimization, full factorial experiment, cheese flavor, natural flavor, cow’s milk, lipase References Gudkov, S. A. (2004). Enzim-modifitsirovannyi syr [Enzyme-modified cheese]. Pererabotka moloka [Milk Processing], 10, 28-29. Abdurakhmanova, R. G. (2006). Natural’nye vkusoaro- Dolmatov, V. A., Gerasimov, A. V., & Ginak, A. I. maticheskie ingredienty «Batter Greins» dlya spre- (2001). Poluchenie syrnogo aromata putem kul’ti- dov i syrnykh produktov [Natural flavoring in- virovaniya plesnevogo griba Aspergillus niger na gredients “Butter Grains” for spreads and cheese kislomolochnom sgustke [Obtaining a cheese fla- products]. Syrodelie i maslodelie [Cheese Making vor by cultivating the Aspergillus niger mold on a and Butter Making], 6, 33. fermented milk clot]. Izvestiya vuzov. Pishchevaya Ginak, A. I., Gerasimov, A. V., Uspenskaya, D. A., & tekhnologiya [Univercity News. Food Technology], Dolmatov, V. A. (2000). Produtsirovanie aromatich- 2-3, 17-18. eskikh veshchestv syrnogo napravleniya plesnevymi Ali, B., Khan, K. Y., Majeed, H., Abid, M., Xu, L., gribami na syrnom sgustke [Production of aromatic Wu,  F., & Xu, X. (2017). Soymilk-Cow’s milk substances of the cheese direction by molds on the ACE-inhibiting enzyme modified cheese. Food cheese curd]. Khranenie i pererabotka sel’khozsyr’ya Chemistry, 237, 1083-1091. http://dx.doi. [Storage and Processing of Farm Products], 6, 38-39. org/10.1016/j.foodchem.2017.06.068 ХИПС №2 – 2021 97

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Ali, B., Khan, K. Y., Majeed, H., Xu, L., Bakry, A. M., with ripened white cheese flavour: II- effects of li- Raza, H., Shoaib, M., Wu, F., & Xu, X. (2019). pases. Food and Bioproducts Processing, 122, 230- Production of ingredient type flavoured white 244. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2020.05.010 enzyme modified cheese. Journal of Food Science Kilcawley, K. N., Wilkinson, M. G., & Fox, P. F. (2001). and Technology, 56, 1683-1695. http://dx.doi. A survey of lipolytic and glycolytic end-products org/10.1007/s13197-018-3526-y in commercial Cheddar enzyme-modified cheese. Amighi, F., Emam-Djomeh, Z., & Madadlou, A. (2015). Journal of Dairy Science, 84(1), 66-73. https://doi. Optimised production and spray drying of ACE- org/10.3168/jds.S0022-0302(01)74453-0 inhibitory enzyme-modified cheese. Journal of Kilcawley, K. N., Wilkinson, M. G., & Fox, P. F. Dairy Research, 1, 1-10. http://dx.doi.org/10.1017/ S0022029915000424 (2006). A novel two-stage process for the pro- Azarnia, S., Lee, B. H., Yaylayan, V., & Kilcawley, K. N. duction of enzyme-modified cheese. Food Research International, 39(5), 619-627. https://doi. (2010). Proteolysis development in enzyme-mod- org/10.1016/j.foodres.2005.12.006 ified Cheddar cheese using natural and recom- McSweeney, P. L. H. (2004). Biochemistry of cheese binant enzymes of Lactobacillus rhamnosus S93. ripening. International Journal of Dairy Technology, Food Chemistry, 120(1), 174-178. https://doi. 57(2-3), 127-144. https://doi.org/10.1111/j.1471- org/10.1016/j.foodchem.2009.10.003 0307.2004.00147.x Bas, D., Kendirci, P., Salum, P., Govce, G., Erbay,  Z. Mohebbi, M., Barouei, J., Akbarzadeh-T, M. R., (2019). Production of enzyme-modified cheese Rowhanimanesh, A. R., Habibi-Najafi, M. B., & (EMC) with ripened white cheese flavor: I-effects Yavarmanesh, M. (2008). Modeling and optimi- of proteolytic enzymes and determination zation of viscosity in enzyme-modified cheese by of their appropriate combination. Food and fuzzy logic and genetic algorithm. Computers and Bioproducts Processing, 117, 287-301. http://dx.doi. electronics in Agriculture, 62(2), 260-265. https:// org/10.1016/j.fbp.2019.07.016 doi.org/10.1016/j.compag.2008.01.010 Caron, T., Le Piver, M., Péron, A.-C., Lieben, P., Moosavi-Nasab, M., Radi, M., & Jouybari, H. A. (2010). Lavigne, R., Brunel, S., Roueyre, D., Place, M., Investigation of enzyme modified cheese produc- Bonnarme, P., Giraud, T., Branca, A., Landaud,  S., tion by two species of Aspergillus. African Journal & Chassard, C. (In press). Strong effect of of Biotechnology, 9(4), 508-511. Penicillium roqueforti populations on volatile and Moskowitz, G. J., & Noelck, S. S. (1987). Enzyme- metabolic compounds responsible for aromas, Modified Cheese Technology. Journal of Dairy flavor and texture in blue cheeses. International Science, 70, 1761-1769. http://doi.org/10.3168/jds. Journal of Food Microbiology, 109174. https://doi. S0022-0302(87)80208-4 org/10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109174 Noronha, N., Cronin, D. A., O’Riordan, E. D., & Haileselassie, S. S., Lee, B. H., & Gibbs, B. F. (1999). O’Sullivan, M. (2008). Flavouring of imitation Purification and identification of potentially bio- cheese with enzyme-modified cheeses (EMCs): active peptides from enzyme-modified cheese. Sensory impact and measurement of aroma ac- Journal of Dairy Science, 82(8), 1612-1617. tive short chain fatty acids (SCFAs). Food Chemistry, Hannon, J. A., Kilcawley, K. N., Wilkinson, M. G., 106(3), 905-913. http://doi.org/10.1016/j.food- Delahunty, C. M., & Beresford, T. P. (2006). chem.2007.06.059 Production of ingredient-type Cheddar cheese Noronha, N., Cronin, D., O’Riordan, D., & with accelerated flavor development by addi- O’Sullivan,  M. (2008). Flavouring reduced fat tion of enzyme-modified cheese powder. Journal high fibre cheese products with enzyme modified of Dairy Science, 89(10), 3749-3762. https://doi. cheeses (EMCs). Food Chemistry, 110(4), 973-978. org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72416-X http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.03.011 Januszkiewicz, J., Sabik, H., Azarina, S., & Lee, B. Seo, H.-J., Son, J.-Y., & Kim, Y.-S. (1995). Production (2008). Optimization of headspace solid-phase mi- of Enzyme Modified cheese. The Korean Journal of Food And Nutrition, 8(3), 192-198. croextraction for the analysis of specific flavors in enzyme modified and natural Cheddar cheese us- Varming, C., Andersen, L. T., Petersen, M. A., & ing factorial design and response surface method- Ardö,  Y. (2013). Flavour compounds and sen- ology. Journal of Chromatography A, 1195(1-2), 16- sory characteristics of cheese powders made 24. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2008.04.067 from matured cheeses. International Dairy Kendirci, P., Salum, P., Bas, D., & Erbay, Z. (2020). Journal, 30(1), 19-28. https://doi.org/10.1016/j.id- Production of enzyme-modified cheese (EMC) airyj.2012.11.002 ХИПС №2 – 2021 98

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ УДК: 664.681.9 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.214 Кексы с инулином для здорового питания Рубан Наталья Викторовна ФГОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств» Адрес: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11 E-mail: [email protected] Туманова Алла Евгеньевна ФГОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств» Адрес: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11 E-mail: [email protected] Рысева Лариса Ивановна ФГОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств» Адрес: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11 E-mail: [email protected]      Цель исследования – разработка рецептурного состава кекса с нетрадиционным сырьем для здорового питания. Работа выполнена в Московском государственном университете пищевых производств на кафедре кондитерских, сахаристых, субтропических и пищевкусовых технологий. Перспективными сырьевыми источниками для мучных кондитерских изделий являются пищевые волокна, натуральные заменители сахарозы, в частности инулин. Определяли органолептически внешний вид, вкус, цвет, запах, форму, поверхность, вид в изломе изделий, массовую долю сухих веществ (СВ) в сырье, полуфабрикатах и изделиях высушиванием при температуре 130 ºС в сушильном шкафу в течение 40 мин; щелочность, плотность. Проведено снижение сахара белого в рецептуре (на 5,10,15% и 20%). Инулин вносили дополнительно в количестве 4, 8, 12 и 16% к СВ муки. Рациональной признана рецептура кекса с содержанием сахара 85% от его начального количества и добавлением 12% инулина от массы муки на сухое вещество. По органолептическим показателям разработанные изделия отличает более выраженный вкус и аромат, ровная поверхность, с небольшими разрывами на верхней корке, правильная форма, развитая равномерная пористость и нежность мякиша при одновременном увеличении удельного объема изделий. Расширен ассортимент мучных кондитерских изделий для здорового питания. Ключевые слова: мучные кондитерские изделия, кексы, инулин, пищевые волокна, здоровое питание Введение (Боташева, Лукина, & Пономарева, 2015), гаран- тированно обогащенных функциональными ну- Питание является одним из основных факторов, триентами, с обязательным сохранением высоких определяющих здоровье населения (Иванова, Мо- органолептических показателей и потребитель- гильный, & Шленская, 2014). Структура питания ских свойств (Тутельян и др., 2010). в России характеризуется низким потреблением биологически ценных ингредиентов, отмечается В нашей стране, традиционно большим спросом у дефицит полноценных белков, полиненасыщен- населения пользуются мучные кондитерские из- ных жирных кислот, витаминов, минеральных делия (МКИ). Анализ рынка России свидетель- веществ, пищевых волокон при чрезмерном упо- ствует о том, что люди разных возрастных групп треблении продуктов богатых углеводами (Бабен- употребляют большое количество МКИ (Григорье- ко, 2008). ва, 2015). Для изменения структуры в направлении здоро- Кексы, рулеты, занимают особое место в огромном вого питания необходимо расширять ассортимент ассортименте МКИ. Кексы представляют собой вы- изделий, химический состав которых максималь- сокосахароемкие, высококаллорийные продукты, но приближен к требованиям нутрициологии с небольшим количеством баластных веществ и не ХИПС №2 – 2021 99

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ отвечают требованиям теории сбалансированно- стевиозита в производстве МКИ (Харченко & Мо- го питания (Корячкина, 2006). гильный, 2021). В настоящее время сформулированы научные Особый инте ре с вызыва е т использова ние ра злич- принципы создания технологий производства ных пре биотиков – инулин, пе ктин, ка ме ди, кондитерских изделий повышенной пищевой цен- олигофруктоза  (Ревенко, 2015; Milner, Kerry, ности функциональной направленности (Савенко- O’Sullivan, & Gallagher, 2019; Amorim et al., 2021). ва, 2007). В соответствие с научными принципами Предлагается рецептура кексов с пониженным со- установлены требования, которым должны соот- держанием жира и добавлением яблочного пекти- ветствовать МКИ нового поколения (Матвеева & на (Рубан, Графчикова, Ботянова, & Горбова, 2020). Корячкина, 2016). Разработку МКИ для здорового На учно подтве ржде на возможность сокра ще ния питания целесообразно вести в направлении сни- са ха ра  на  50% в ре це птуре  ке ксов с включение м жения каллорийности и сахароемкости изделий пектина в количе стве  10% к массе муки. обогащая их функциональными ингредиентами (Magomedov, Zhuravlev, Lobosova, & Zhurakhova, Известно применение инулиносодержащего сы- 2018). рья – продуктов переработки топинамбура. Уста- новлено, что при внесении в рецептуру кекса Перспективным является сокращение в рецеп- клетчатки из топинамбура, взамен изюма, удель- туре МКИ высокоэнергоемкого сырья – жира, са- ный объем изделий увеличивался по сравнению хара, пшеничной муки и частичной заменой его с контролем на 5,4-11% (Поснова, Семенкина, Ни- нетрадиционным сырьем, содержащим пищевые китин, & Труфанова, 2017). волокна и природные заменители сахара (Лобо- сова, Малютина, Магомедов, & Барсукова, 2013). Установлена возможность использования инулина и стевии для производства изделий из прянично- Ра зра ботка  продуктов пита ния, с природ- го, бисквитного и кексового теста. Наилучшим по ными подсла стите лями и са ха роснижа ющи- органолептическим и реологическим свойствам ми доба вка ми ра стите льного происхожде ния соответствовал образец пряничного теста с до- являе тся а ктуа льным и пе рспе ктивным зировкой инулина в количестве 4% к массе муки на пра вле ние м те хнологии производства   продук- (Ладнова & Меркулова, 2008). ции (Резниченко & Щеглов, 2020). Способность инулина образовывать гель при взаи- Коррекция состава МКИ достигается путем заме- модействии с жидкостью, имитирующий жир, позво- ны муки пшеничной на сырье с более богатым со- ляют использовать данное вещество как заменитель ставом, содержащим пищевые волокна, например жировых компонентов в составе продуктов питания тритикалиевой (Тертычная, 2010), полбовой (Ма- (Труфанова & Вострикова, 2017). Применение ину- гомедов, Лобосова, Малютина, & Рожков, 2020), лина в производстве кексов при одновременном ржаной (Кузнецова & Сурмач, 2014), гречневой сокращении жира в рецептуре приводит к повы- (Шумилова, Анисимова, & Гаватских, 2018) мукой. шению влажности и плотности изделий (Денисен- ко, Замышляева, & Пожар, 2020; Ansari, Pourjafar, & Разработаны кексы повышенной пищевой ценно- Pimentel, 2021). Инулин и гидроксипропилметилцел- сти функционального назначения с добавлением люлоза в концентрации 0,2 и 8% были оценены как плодово-ягодного сырья (Корячкина, 2006), овощ- заменители жира в кексах (Ren, Song, & Kim, 2020). ного сырья: измельченной мякоти тыквы (Поно- марева, Лукина, & Скворцова, 2017), порошка из Инулин - на тура льный полиса ха рид ра стите льно- капусты брокколи и плодов боярышника (Мажу- го происхожде ния, природный полимер D-фрук- лина, Тертычная, Андрианов, & Кривцова, 2017). тозы (С6Н10О5)n, относящийся к пре биотикам . представляет собой растворимое пищевой волок- Для производства МКИ с пониженным содержани- но, выде ляе тся из соста ва  ра сте ний в виде ней- ем сахара производители используют различные трального или  сла дкова того на  вкус порошка  или подсластители: мальтит, изомальт, маннит, лакту- криста ллов.   Природными источника ми инули- лозу, стевиозид. Стевиозид – подсластитель, выде- на  являются: цикорий (корни – боле е  30%), ло- ленный из листьев растения стевии, не токсичен и пух большой (сухие  корни - 37-45%), топина мбур не вызывает побочных эффектов в организме че- или зе мляна я груша  (корни – до35% ), одува нчик ловека, обладает уникальными лечебными свой- ле ка рстве нный (коре нь – 40%), де вясил высокий ствами, слаще сахара в 300-400 раз (Пономарева, (коре нь – 44%). Получа ют инулин в основном из Алехина, & Бакаева, 2016). Известно применение цикория. К аллорийность инулина не  больша я, ХИПС №2 – 2021 100