Cheese- and buttermaking Cheese- and buttermaking Сыроделие и маслоделие 2073-4018 104361 10.21603/2073-4018-2025-3-33 Оригинальная статья Original article Оригинальная статья Membrane Filtration of Stretch-Curd Cheese: Optimal Technological Parameters Обоснование технологических параметров мембранной фильтрации при производстве вытяжных сыров Тилилицына Юлия Владимировна Tililitsyna Yulia V. Дымар Олег Викторович Dymar Oleg V. dymarov@tut.by

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 ООО «Узловский молочный комбинат» Узловая Россия Uzlovsky Dairy Plant LLC Uzlovaya Russian Federation Представительство АО «MEGA a.s.» Минск Беларусь Representative office of MEGA a.s. JSC Minsk Belarus 22 09 2025 22 09 2025 3 36 44 17 02 2025 12 08 2025 https://cheese.kemsu.ru/en/nauka/article/104361/view

Цель исследования заключается в выявлении рациональных параметров мембранной фильтрации для эффективного разделения молочных белков и получения концентрированного казеинового продукта, необходимого для нормализации состава смеси по соотношению белковых фракций. Это, в свою очередь, позволит улучшить функциональные характеристики вытяжных сыров, производимых на основе данной смеси. Актуальность работы обусловлена отсутствием в России комплексного изучения применения мицеллярного казеина в технологии вытяжных сыров. Это исследование направлено на восполнение данного пробела и разработку рекомендаций для повышения функциональных свойств конечного продукта. Для проведения экспериментов была использована мембранная установка, разработанная инженерами ООО «УМК» (г. Узловая, Российская Федерация) и оснащенная рулонными полимерными мембранами с размером пор 0,05 мкм. В ходе исследования изучалось влияние четырех факторов на процесс разделения молочных белков. Результаты исследования позволили обосновать следующие рациональные параметры: температура пастеризации обезжиренного молока не должна превышать 68 °C; температура подачи обезжиренного молока на микрофильтрационную установку должна быть в диапазоне 45–50 °C; степень разбавления обезжиренного молока влияет на содержание казеина в ретентате микрофильтрации; входящее давление обезжиренного молока не должно превышать 0,10 МПа. На основе полученных данных была разработана рациональная последовательность технологических операций для нормализации смеси по соотношению белковых фракций: сепарирование цельного молока, пастеризация обезжиренного молока, диафильтрация, микрофильтрация, наведение смеси, пастеризация. Дальнейшие исследования будут направлены на определение оптимального соотношения белковых фракций для производства вытяжных сыров с заданными функциональными свойствами.

Stretch-curd cheese is prepared using the pasta filata technique. It needs protein separation to obtain a concentrated casein product that stabilizes the ratio of protein fractions in the mix. This process requires optimal membrane filtration parameters to yield stretch-curd cheese with good functional properties. This research is the first of its kind in domestic food science to provide a comprehensive study of micellar casein in stretch-curd cheese production. The article contains some recommendations for improving the functional properties of the final product. The test involved a membrane installation (Dairy Plant Uzlovskiy Molochniy Kombinat LLC, Uzlovaya, Russia) with rolled polymer membranes with a pore size of 0.05 μm. The research tested the effect of four factors on protein separation. The resulting optimal parameters (for skimmed milk) were as follows: pasteurization temperature ≤ 68 °C; temperature supply to the microfilter – 45-50 °C; incoming pressure ≤ 0.10 MPa. The casein content in the microfiltration retentate depended on the dilution degree. The rational technological scheme to obtain the optimal ratio of protein fractions included separation of whole milk, pasteurization of skimmed milk, diafiltration, and microfiltration. Further research will determine the optimal ratio of protein fractions for the production of stretch-curd cheese with targeted functional properties.

 вытяжные сыры сыр для пиццы мембранные технологии микрофильтрация мицеллярный казеин коррекция белкового состава stretch-curd cheese pizza cheese pasta filata cheese membrane technologies microfiltration micellar casein protein composition

Березуцкий, А. А. Мягкие сыры: потенциал роста и ожидания рынка / А. А. Березуцкий // Сыроделие и маслоделие. 2024. № 3. С. 23–25. https://elibrary.ru/alsell Berezuckiy, A. A. Myagkie syry: potencial rosta i ozhidaniya rynka / A. A. Berezuckiy // Syrodelie i maslodelie. 2024. № 3. S. 23–25. https://elibrary.ru/alsell Тилилицына, Ю. В. Функциональные свойства вытяжных сыров и методы их коррекции / Ю. В. Тилилицына, О. В. Дымар // Сыроделие и маслоделие. 2025. № 1. С. 43–50. https://doi.org/10.21603/2073-4018-2025-1-17; https:// elibrary.ru/lhedwv Tililicyna, Yu. V. Funkcional'nye svoystva vytyazhnyh syrov i metody ih korrekcii / Yu. V. Tililicyna, O. V. Dymar // Syrodelie i maslodelie. 2025. № 1. S. 43–50. https://doi.org/10.21603/2073-4018-2025-1-17; https:// elibrary.ru/lhedwv Govindasamy-Lucey, S. Use of Cold Microfiltration Retentates Produced with Polymeric Membranes for Standardization of Milks for Manufacture of Pizza Cheese / S. Govindasamy-Lucey [et al.] // Journal of Dairy Science. 2007. Vol. 90(10). P. 4552–4568. https://doi.org/10.3168/jds.2007-0128 Govindasamy-Lucey, S. Use of Cold Microfiltration Retentates Produced with Polymeric Membranes for Standardization of Milks for Manufacture of Pizza Cheese / S. Govindasamy-Lucey [et al.] // Journal of Dairy Science. 2007. Vol. 90(10). P. 4552–4568. https://doi.org/10.3168/jds.2007-0128 Khramtsov, A. G. Current methods of cheese enrichment with calcium salts / A. G. Khramtsov, V. A. Dinyakov, A. D. Lodygin // Modern Science and Innovations. 2022. Vol. 1(37). P. 68–79. https://doi.org/10.37493/2307-910X.2022.1.7; https:// elibrary.ru/zveckb Khramtsov, A. G. Current methods of cheese enrichment with calcium salts / A. G. Khramtsov, V. A. Dinyakov, A. D. Lodygin // Modern Science and Innovations. 2022. Vol. 1(37). P. 68–79. https://doi.org/10.37493/2307-910X.2022.1.7; https:// elibrary.ru/zveckb Qu, P. On the cohesive properties of casein micelles in dense systems / P. Qu, A. Bouchoux, G. Gésan-Guiziou // Food Hydrocolloids. 2015. Vol. 43. P. 753–762. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.08.005; https://elibrary.ru/uwwsql Qu, P. On the cohesive properties of casein micelles in dense systems / P. Qu, A. Bouchoux, G. Gésan-Guiziou // Food Hydrocolloids. 2015. Vol. 43. P. 753–762. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.08.005; https://elibrary.ru/uwwsql Qu, P. Dead-end filtration of sponge-like colloids: The case of casein micelle / P. Qu, G. Gésan-Guiziou, A. Bouchoux // Journal of Membrane Science. 2012. Vol. 417–418. P. 10–19. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2012.06.003 Qu, P. Dead-end filtration of sponge-like colloids: The case of casein micelle / P. Qu, G. Gésan-Guiziou, A. Bouchoux // Journal of Membrane Science. 2012. Vol. 417–418. P. 10–19. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2012.06.003 Singh, H. Milk Proteins: From Expression to Food / ed. by H. Singh, M. Boland, A. Thompson. – Academic Press, 2014. – 622 p. Singh, H. Milk Proteins: From Expression to Food / ed. by H. Singh, M. Boland, A. Thompson. – Academic Press, 2014. – 622 p. Евдокимов, И. А. Инновационные технологии молочных продуктов / под ред. И. А. Евдокимова. – СПб.: Профессия, 2023. – 242 с. Evdokimov, I. A. Innovacionnye tehnologii molochnyh produktov / pod red. I. A. Evdokimova. – SPb.: Professiya, 2023. – 242 s. France, T. C. The effects of temperature and transmembrane pressure on protein, calcium and plasmin partitioning during microfiltration of skim milk / T. C. France [et al.] // International Dairy Journal. 2021. Vol. 114. 104930. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2020.104930 France, T. C. The effects of temperature and transmembrane pressure on protein, calcium and plasmin partitioning during microfiltration of skim milk / T. C. France [et al.] // International Dairy Journal. 2021. Vol. 114. 104930. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2020.104930 Hartinger, M. Milk Protein Fractionation by Means of Spiral-Wound Microfiltration Membranes: Effect of the Pressure Adjustment Mode and Temperature on Flux and Protein Permeation / M. Hartinger [et al.] // Foods. 2019. Vol. 8(6). 180. https://doi.org/10.3390/foods8060180 Hartinger, M. Milk Protein Fractionation by Means of Spiral-Wound Microfiltration Membranes: Effect of the Pressure Adjustment Mode and Temperature on Flux and Protein Permeation / M. Hartinger [et al.] // Foods. 2019. Vol. 8(6). 180. https://doi.org/10.3390/foods8060180 Steinhauer, T. Impact of Protein Interactions and Transmembrane Pressure on Physical Properties of Filter Cakes Formed during Filtrations of Skim Milk / T. Steinhauer, W. Kühnl, U. Kulozik // Procedia Food Science. 2011. Vol. 1. P. 886–892. https://doi.org/10.1016/j.profoo.2011.09.134 Steinhauer, T. Impact of Protein Interactions and Transmembrane Pressure on Physical Properties of Filter Cakes Formed during Filtrations of Skim Milk / T. Steinhauer, W. Kühnl, U. Kulozik // Procedia Food Science. 2011. Vol. 1. P. 886–892. https://doi.org/10.1016/j.profoo.2011.09.134 Bouchoux, A. A general approach for predicting the filtration of soft and permeable colloids: The milk example / A. Bouchoux [et al.] // Langmuir. 2014. Vol. 30(1). P. 22–34 https://doi.org/10.1021/la402865p; https://elibrary.ru/spntgd Bouchoux, A. A general approach for predicting the filtration of soft and permeable colloids: The milk example / A. Bouchoux [et al.] // Langmuir. 2014. Vol. 30(1). P. 22–34 https://doi.org/10.1021/la402865p; https://elibrary.ru/spntgd Steinhauer, T. Structure of milk protein deposits formed by casein micelles and β-lactoglobulin during frontal microfiltration / T. Steinhauer, U. Kulozik, R. Gebhardt // Journal of Membrane Science. 2014. Vol. 468. P. 126–132. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.05.027 Steinhauer, T. Structure of milk protein deposits formed by casein micelles and β-lactoglobulin during frontal microfiltration / T. Steinhauer, U. Kulozik, R. Gebhardt // Journal of Membrane Science. 2014. Vol. 468. P. 126–132. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.05.027 Coppola, L. E. Comparison of milk-derived whey protein concentrates containing various levels of casein / L. E. Coppola [et al.] // International Journal of Dairy Technology. 2014. Vol. 67(4). P. 467–473. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12157; https://elibrary.ru/waoqhi Coppola, L. E. Comparison of milk-derived whey protein concentrates containing various levels of casein / L. E. Coppola [et al.] // International Journal of Dairy Technology. 2014. Vol. 67(4). P. 467–473. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12157; https://elibrary.ru/waoqhi Rezaei, H. Effects of operating parameters on fouling mechanism and membrane flux in cross-flow microfiltration of whey / H. Rezaei, F. Z. Ashtiani, A. Fouladitajar // Desalination. 2011. Vol. 274(1–3). P. 262–271. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.02.015 Rezaei, H. Effects of operating parameters on fouling mechanism and membrane flux in cross-flow microfiltration of whey / H. Rezaei, F. Z. Ashtiani, A. Fouladitajar // Desalination. 2011. Vol. 274(1–3). P. 262–271. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.02.015 Heidebrecht, H.-J. Data concerning the fractionation of individual whey proteins and casein micelles by microfiltration with ceramic gradient membranes / H.-J. Heidebrecht, U. Kulozik // Data in Brief. 2019. Vol. 25. 104102. https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.104102 Heidebrecht, H.-J. Data concerning the fractionation of individual whey proteins and casein micelles by microfiltration with ceramic gradient membranes / H.-J. Heidebrecht, U. Kulozik // Data in Brief. 2019. Vol. 25. 104102. https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.104102