Дослідження впливу генотипу білка молока на процес ферментації молочних згустків мезофільними молочнокислими стрептококами
Анотація
Актуальність роботи полягає в тому, що переважна більшість товарного молока, що переробляється на кисломолочні продукти є змішаним за генотипом β-казеїну, а поширення використання молока А2 в молокопереробній галузі потребує розробки науково-обґрунтованих технологій виробництва ферментованих продуктів, тому що модифікації генотипу казеїну можуть впливати на хід технологічних процесів та потребують коректування технологічних параметрів виробництва. Метою проведення дослідження було встановлення впливу генетичної модифікації β-казеїну білка молока корів на процес ферментації молочних сумішей під час виробництва кисломолочних ферментованих молочних продуктів. Методи дослідження – хімічні, фізичні, органолептичні, мікробіологічні (визначення якісних показників молока-сировини та ферментованих молочних згустків), технологічні (визначення активності кислотоутворення, в’язкості). Було досліджено вихідні показники молока-сировини відповідно до генотипу – прямої залежності не встановлено. Було досліджено зміни фізико-хімічних, мікробіологічних та органолептичних показників ферментованих молочних згустків в процесі біотехнологічного оброблення та протягом зберігання. Було обрано оптимальні режими технологічного процесу та обрано технологічні прийоми для мінімізації впливу другорядних чинників на хід експерименту. В якості закваски було обрано препарат змішаних культур молочнокислих мезофільних лактококів, до якого входили культури L. Lactis ssp. Встановлено, що всі 13 зразків молока придатні для біотехнологічної обробки змішаними культурами мезофільних молочнокислих бактерій. В результаті було узагальнено, виробництво кисломолочних продуктів з молока-сировини з представленими генними модифікаціями β-казеїну, А1А1, А1А2 та А2А2 з використанням культур L. lactis ssp, можливе за класичною технологією і не потребує коригування технологічних умов. Отримані результати роботи можна використовувати в молокопереробній промисловості при розробці технологій кисломолочних продуктів з молока-сировини А2
Ключові слова
молоко А2; технологічні властивості; біотехнологічна обробка; закваска; кисломолочні продукти
[1] Bintsis, T., & Papademas, P. (2022). The Evolution of fermented milks, from artisanal to industrial products: A critical review. Fermentation, 8(12), article number 679. doi: 10.3390/fermentation8120679.
[2] Bolgova, N., Huba, S., Sokolenko, V., & Mazhara, A. (2023). Study of the influence of vitamins on the fermentation process in the production of yogurt. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies, 25(100), 43-46. doi: 10.32718/nvlvet-f10007.
[3] Bordunova, O.G., Samokhina, Y.A., Vasylenko, O.O., Holovko, T.M., Bolhova, N.V., Prymenko, V.G., & Kovalenko, A.I. (2023). A2 milk powder in the technology of low-gluten sponge cake with beets. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Mechanization and Automation of Production Processes, 2(52), 13-20. doi: 10.32782/ msnau.2023.2.3.
[4] Cheng, T., Wang, L., Guo, Z., & Li, B. (2022). Technological characterization and antibacterial activity of Lactococcus lactis subsp. cremoris strains for potential use as starter culture for cheddar cheese manufacture. Food Science and Technology, 42, article number e13022. doi: 10.1590/fst.13022.
[5] Čítek, J., Brzáková, M., Hanusová, L., Hanuš, O., Večerek, L., Samková, E., Křížová, Z., Hoštičková, I., Kávová, T., Straková, K., & Hasoňová, L. (2020). Technological properties of cow’s milk: Correlations with milk composition, effect of interactions of genes and other factors. Czech Journal of Animal Science, 65(1), 13-22. doi: 10.17221/150/2019-CJAS.
[6] Daniloski, D., Cunha, N.M.D., McCarthy, N.A., O’Callaghan, T.F., McParland, S., & Vasiljevic, T. (2021). Healthrelated out-comes of genetic polymorphism of bovine β-casein variants: A systematic review of randomized controlled trials. Trends in Food Science & Technology, 111, 233-248. doi: 10.1016/j.tifs.2021.02.073.
[7] Dantas, A., Kumar, H., Schwinden Prudencio, E., Borges de Avila, L., Orellana-Palma, P., Dosoky, N.S., Nepovimova, E., Kuča, K., Cruz-Martins, N., Verma, R., Manickam, S., Valko, M., & Kumar, D. (2023) An approach on detection, quantification, technological properties, and trends market of A2 cow milk. Food Research International, 167, article number 112690. doi: 10.1016/j.foodres.2023.112690.
[8] De Vitte, K., Kerziene, S., Klementavičiūtė, J., De Vitte, M., Mišeikienė, R., Kudlinskienė, I., Čepaitė, J., Dilbiene, V., & Stankevičius, R. (2022). Relationship of β-casein genotypes (A1 A1, A1 A2 and A2 A2) to the physicochemical composition and sensory characteristics of cows’ milk. Journal of Applied Animal Research, 50(1), 161-166. doi: 10.1080/09712119.2022.2046005.
[9] Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council “On the Protection of Animals Used for Scientific”. (2010, September). Retrieved from https://www.fao.org/faolex/results/details/ru/c/ LEXFAOC098296/.
[10] DSTU 7357:2013. (2013). Milk and milk products. Methods of microbiological control. Retrieved from https:// online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=84675.
[11] DSTU 8550:2015. (2015). Milk and milk products. Measurement of pH by the potentiometric ethod. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=71694.
[12] Gai, N., Uniacke-Lowe, T., O’Regan, J., Faulkner, H., & Kelly, A.L. (2021). Effect of protein genotypes on physicochemical properties and protein functionality of bovine milk: A review. Foods, 10(10), article nmber 2409. doi: 10.3390/foods10102409.
[13] Giribaldi, M., Lamberti, C., Cirrincione, S., Giuffrida, M.G., & Cavallarin, L. (2022). A2 milk and BCM-7 peptide as emerging parameters of milk quality. Frontiers in Nutrition, 9, article number 842375. doi: 10.3389/ fnut.2022.842375.
[14] Guantario, B., Giribaldi, M., Devirgiliis, C., Finamore, A., Colombino, E., Capucchio, M., Evangelista, R, Motta, V., Zinno, P., Cirrincione, S., Antoniazzi, S., Cavallarin, L., & Roselli, M.A (2020). Comprehensive evaluationofthe impact of bovine milk containing different beta-casein profileson gut health of ageing mice. Nutrients, 12, 2147. doi: 10.3390/nu12072147.
[15] Helikh, A., Gao, D., & Duan, Z. (2021). Functional properties of four kinds of oilseed protein isolates. Journal of Chemistry and Technologies, 29(1), 155-163. doi: 10.15421/082116.
[16] Kieliszek, M., Pobiega, K., Piwowarek, K., & Kot, A.M. (2021). Characteristics of the proteolytic enzymes produced by lactic acid bacteria. Molecules, 26(7), article number 1858. doi: 10.3390/molecules26071858.
[17] Kyselová, J., Ječmínková, K., Matějíčková, J., Hanuš, O., Kott, T., Štípková, M., & Krejčová, M. (2019). Physiochemical characteristics and fermentation ability of milk from Czech Fleckvieh cows are related to genetic polymorphisms of β-casein, κ-casein, and β-lactoglobulin. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 32(1), 14-22. doi: 10.5713/ajas.17.0924.
[18] Ladyka, V.I., Pavlenko, Y.M., Drevytska, T.I., Dosenko, V.Y., Skliarenko, Y.I., & Bartienieva, L.S. (2021). Study of betacasein gene polymorphism and its relationship with milk composition in simmental cows. Animal Breeding and Genetics, 62, 106-113. doi: 10.31073/abg.62.14.
[19] Law of Ukraine No. 249 “On the Procedure for Carrying out Experiments and Experiments on Animals by Scientific Institutions”. (2012, March). Retrieved from https://zakononline.com.ua/documents/show/329995___330060.
[20] Lewis, M.J. (2022). Physical and physicochemical properties of milk and milk products. In P.L.H. McSweeney, J.A. O’Mahony & A.L. Kelly (Eds.) Advanced dairy chemistry (pp. 493-551). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-03092585-7_12.
[21] Liu, T., Li, Y., Yang, Y., Yi, H., Zhang, L., & He, G. (2020). The influence of different lactic acid bacteria on sourdough flavor and a deep insight into sourdough fermentation through RNA sequencing. Food Chemistry, 307, article number 125529. doi: 10.1016/j.foodchem.2019.125529.
[22] Ramakrishnan, M., Eaton, T.K., Sermet, O.M., & Savaiano, D.A., (2020). Milk containing A2-casein only, as a single meal, causes fewer symptoms of lactose intolerance than milk containing A1 and A2-caseins in subjects with lactose maldigestion and intol-erance: A randomized, double-blind, crossover trial. Nutrients, 12(12), article number 3855. doi: 10.3390/nu12123855.
[23] Romanchuk, I., Minorova, A., Rudakova, T., & Moiseeva, L. (2020). Regularities of lactose hydrolysis in dairy raw materials. Food Resources, 14, 165-174. doi: 10.31073/foodresources2020-14-17.
[24] Sakihara, T., Otsuji, K., Arakaki, Y., Hamada, K., Sugiura, S., & Ito, K. (2022) Early discontinuation of cow’s milk protein ingestion is associated with the development of cow’s milk allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 10, 172-179. doi: 10.1016/j.jaip.2021.07.053.
[25] Samilyk, M., Tsyrulyk, R., Bolgova, N., Vechorka, V., Ryzhkova, T., Severin, R., Lysenko, H., & Heіda I. (2022). Devising a technique for improving the biological value of A2 milk by adding carrot powder. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 11(120), 44-50. doi: 10.15587/1729-4061.2022.266924.
[26] Sebastiani, C., Arcangeli, Ch., Torricelli, M., Ciullo, M., D’avino, N., Cinti, G., Fisichella, S., & Biagetti, M. (2022). Marker-assisted selection of dairy cows for β-casein gene A2 variant. Italian Journal of Food Science, 34(2), 2127. doi: 10.15586/ijfs.v34i2.2178.
[27] Sokoliuk, V., Dukhnytsky, V., Krupelnytsky, T., Ligomina, I., Revunets, A., & Prus, V. (2022). Influence of technological factors on milk quality indicators. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Veterinary Sciences, 24(105), 37-43. doi: 10.32718/nvlvet10506.
[28] Sreenivas, K. (2024). Explorations of interlinked energy and redox metabolism in two industrially applied microorganisms. (Doctoral Thesis, Lund University, Lund, Sweden).
[29] Thum, C., Roy, N.C., Everett, D.W., & McNabb, W.C. (2021). Variation in milk fat globule size and composition: A source of bioactives for human health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 63(1), 87-113. doi: 10.1080/10408398.2021.1944049.
[30] Tsisaryk, O.Y., & Musii, L.Ya. (2022). Milk lipids: Precursors, synthesis, properties. Lviv: LNUVMB named after S.Z. Gzhitskogo.
[31] Wang, X., Yu, Z., Zhao, X., Han, R., Huang, D., Yang, Y., et al. (2021). Comparative proteomic characterization of bovine milk containing β-casein variants A1A1 and A2A2, and their heterozygote A1A2. Journal of the Science of Food and Agriculture, 101(2), 718-725. doi: 10.1002/jsfa.10684.