Biochemical properties of commercial recombinant chymosin preparations

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This study investigates the biochemical properties of commercial recombinant chymosin samples available on the Russian market. One of the most critical steps in the production of natural cheese is the coagulation of milk into a curd under the action of rennet or other milk-clotting enzymes. While milk coagulation can be induced by various proteases capable of hydrolyzing κ-casein, the quality of the final product significantly depends on the biochemical properties of the enzyme. These properties influence the proteolytic processes occurring in the cheese from production to maturation. In this work, we examined the effects of hydrogen ions, calcium, and temperature on the specific (milk-clotting) activity of the enzyme preparations. The activity was determined in accordance with the industry standard OST 10288-2001 (“Milk-Clotting Enzyme Preparations”). The non-specific (proteolytic) activity was measured using a standard method of E.D. Kaverzneva, adapted for laboratory studies of milk-clotting enzymes. The results demonstrated that the biochemical properties of the tested commercial recombinant chymosin samples were equivalent to those of the industry reference standard for rennet. This finding supports their suitability for producing cheeses with a high second heating temperature, for which the conventional technology uses rennet. In Russia, the production of genetically engineered chymosins is not currently undertaken. Consequently, the development of domestic production technologies for recombinant chymosin remains highly relevant. Such studies are being conducted by the Siberian Research Institute of Cheese Making in collaboration with the State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector” (Rospotrebnadzor).

About the authors

A. V. Grishkova

Federal Altai Scientific Center for Agrobiotechnology; Altai State Medical University; Polzunov Altai State Technical University

Email: anastasiya-kriger@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1117-0489

A. N. Belov

Federal Altai Scientific Center for Agrobiotechnology

Email: beloffan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4045-2493

A. D. Koval

Federal Altai Scientific Center for Agrobiotechnology

Email: anatokoval@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7832-7159

Yu. G. Sturova

Polzunov Altai State Technical University

Email: y_sturova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4492-6628

O. N. Musina

Polzunov Altai State Technical University

Email: musinaolga@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4938-8136

References

  1. Мусина О.Н., Гришкова А.В., Просеков А.Ю. К вопросу о самообеспеченности страны молокосвертывающими ферментами // Молочная промышленность. 2024. N 1. С. 24–27. doi: 10.21603/1019-8946-2024-1-10. EDN: KINKYI.
  2. Свириденко Г.М. Требования к бактериальным закваскам для производства ферментируемых молочных продуктов // Сыроделие и маслоделие. 2014. N 4. С. 24–27. EDN: SJDTGT.
  3. Абрамов Д.В., Мягконосов Д.С., Делицкая И.Н., Мордвинова В.А., Муничева Т.Э., Овчинникова Е.Г. Перспективы применения комплексных МФП для производства созревающих сычужных сыров // Сыроделие и маслоделие. 2019. N 1. С. 24–26. doi: 10.31515/2073-4018-2019-1-24-26. EDN: YYIIWT.
  4. Абрамов Д.В., Мягконосов Д.С., Мордвинова В.А., Делицкая И.Н., Овчинникова Е.Г. Современные тенденции рынка молокосвертывающих ферментных препаратов // Сыроделие и маслоделие. 2018. N 6. С. 7–11. EDN: YZKXZR.
  5. Мягконосов Д.С., Абрамов Д.В., Делицкая И.Н., Овчинникова Е.Г. Протеолитическая активность молокосвертывающих ферментов разного происхождения // Пищевые системы. 2022. Т. 5. N 1. P. 47–54. doi: 10.21323/2618-9771-2022-5-1-47-54. EDN: FKAOJB.
  6. Nestorovski T., Velkoska – Markovska L., Srbinovska S., Miskoska – Milevska E., Petanovska – Ilievska B., Popovski Z.T. Different approaches in analyzing chymosin purity // Journal of Agricultural, Food and Environmental Sciences. 2019. Vol. 73, no. 3. P. 24–29. doi: 10.55302/JAFES19733024n.
  7. Курбанова, М.Г., Бондарчук О.Н., Масленникова С.М. Практические аспекты гидролиза казеина молока эндопептидазами // Техника и технология пищевых производств. 2013. N 2. С. 34–39. EDN: QANQOF.
  8. Илларионова Е.Е., Кручинин А.Г., Калугина Д.Н., Туровская С.Н. Исследование воздействия молокосвертывающих ферментов различного происхождения на формирование молочных сгустков // Пищевая промышленность. 2021. N 9. С. 27–29. doi: 10.52653/PPI.2021.9.9.008. EDN: HPZWKT.
  9. Кручинин А.Г., Илларионова Е.Е. Сравнение структурно-механических характеристик ферментированных молочных концентратов // Вестник КрасГАУ. 2022. N 3. С. 162–170. doi: 10.36718/1819-4036-2022-3-162-170. EDN: SNYSSA.
  10. Belenkaya S.V., Shcherbakov D.N., Chapoval A.I., Esina T.I., Elchaninov V.V. The effect of thioredoxin and prochymosin coexpression on the refolding of recombinant alpaca chymosin // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023. Т. 27. N 4. С. 421–427. doi: 10.18699/VJGB-23-50. EDN: CCPBRD.
  11. Hayat S.M.G., Farahani N., Golichenari B., Sahebkar A. Recombinant protein expression in Escherichia coli (E. coli): what we need to know // Current Pharmaceutical Design. 2018. Vol. 24, no. 6. P. 718–725. doi: 10.2174/1381612824666180131121940.
  12. Рудометов А.П., Беленькая С.В., Щербаков Д.Н., Балабова Д.В., Кригер А.В., Ельчанинов В.В. Исследование ферментативной стабильности жидких препаратов рекомбинантного химозина коровы (Bos taurus taurus L) // Сыроделие и маслоделие. 2017. N 6. С. 40–43. EDN: ZUDMCR.
  13. Мягконосов Д.С., Абрамов Д.В., Делицкая И.Н., Овчинникова Е.Г. Протеолитическая активность молокосвертывающих ферментов разного происхождения // Пищевые системы. 2022. Т. 5. N 1. С. 47–54. doi: 10.21323/2618-9771-2022-5-1-47-54. EDN: FKAOJB.
  14. Sankar Р.L., Cho М.K. Engineering values into genetic engineering: a proposed analytic framework for scientific social responsibility // The American Journal of Bioethics. 2015. Vol. 15, no. 12. Р. 18–24. doi: 10.1080/15265161.2015.1104169.
  15. Vallejo J.A., Ageitos J.M., Poza M., Villa T.G. Short communication: a comparative analysis of recombinant chymosins // Journal of Dairy Science. 2012. Vol. 95, no. 2. P. 609–613. doi: 10.3168/jds.2011-4445.
  16. Каверзнева Е.Д. Стандартный метод определения протеолитической активности для комплексных препаратов протеаз // Прикладная биохимия и микробиология. 1971. Т. 7. N 2. С. 225–228.
  17. Пат. № 2670071, Российская Федерация, МПК C12N 15/00. Рекомбинантная плазмида pET21a-ProChym, обеспечивающая синтез химерного белка прохимозина B Bos taurus, и штамм Eschrichia coli BL21(DE3)pLysE pET21a-ProChym – продуцент химерного белка прохимозина В Bos taurus / Д.Н. Щербаков, А.П. Рудометов, В.В. Ельчанинов, С.В. Беленькая, А.В. Кригер, А.А. Ильичев. Заявл. 03.07.2017; опубл. 17.10.2018. Бюл. № 29.
  18. Taheri-Kafrani A., Kharazmi S., Nasrollahzadeh M., Soozanipour A., Ejeian F., Etedali P., et al. Recent developments in enzyme immobilization technology for high-throughput processing in food industries // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2021. Vol. 61, no. 19. P. 3160–3196. doi: 10.1080/10408398.2020.1793726.
  19. Лепилкина О.В., Григорьева А.И. Ферментативный протеолиз при преобразовании молока в сыр // Пищевые системы. 2023. Т. 6. N 1. С. 36–45. doi: 10.21323/2618-9771-2023-6-1-36-45. EDN: MYSJFF.
  20. Димитров В.Г. Особенности производства сыров типа «Моцарелла» // Сыроделие и маслоделие. 2016. N 2. С. 34–35. EDN: VQDGUN.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).