|
 Соколова Е.Н., Шариков А.Ю., Серба Е.М.
https://doi.org/10.31208/2618-7353-2025-30-61-69
АННОТАЦИЯ / ABSTRACT
Цель.
Изучение возможности использования сушеных ягод рябины красной, прошедших биотехнологические манипуляции, в качестве функционального компонента при составлении рецептур пищевых продуктов.
Материалы и методы.
В исследовании изучался химический состав сушеной рябины красной с применением экстракции, хроматографии и спектрофотометрии. Для выделения и фракционирования БАВ (витамин С, фенольные соединения, каротиноиды) использовали мембранное разделение (мембраны УПМ-10, УПМ-200) после ферментативной обработки и вакуумное концентрирование. Анализ фракций позволил оценить эффективность мембран. Качество сиропа оценивалось согласно ГОСТ 28499-2014, включая органолептическую и физико-химическую оценку.
Результаты.
Исходя из данных биохимического состава красной рябины, были подобраны ферментативные системы, содержащие в своем составе ферменты пектолитического, целлюлолитического, гемицеллюлолитического, амилолитического и протеолитического действия. Подобран оптимальный состав ферментативных комплексов, необходимых для гидролиза растительного сырья с целью максимального извлечения биологически ценных компонентов. Использование комплекса ферментов наиболее перспективно в отношении получения экстрактов из рябины с повышенным содержанием биологически ценных компонентов – каротиноидов, витамина С и фенольных соединений. В процессе концентрирования образование сиропообразной формы начало происходить при содержании растворимых сухих веществ на уровне 67-69%, при завершении процесса данный показатель достиг 73,0%. Сконцентрировать ферментолизат удалось в 15 раз. Исследование влияния различных типов мембран на выход биологически активных веществ после фракционирования показало, что на мембране марки УПМ-10 фракция витамина С и фенольных соединений концентрируется на 11 и 20% соответственно, а фракция каротиноидов – на мембране марки УПМ-200 – на 38%.
Заключение.
При составлении рецептур пищевых продуктов данный ингредиент (сироп) может быть рекомендован в качестве функционального компонента. Применение мембранных процессов позволит получать различные фракции БАВ, которые могут быть использованы в качестве отдельных компонентов при обогащении натуральных продуктов.
Abstract
Purpose.
Study of the possibility of using dried red rowan berries, that have undergone biotechnological manipulations as a functional component in the development of food product recipes.
Materials and Methods.
The chemical composition of dried red rowan was studied using extraction, chromatography and spectrophotometry. Membrane separation (UPM-10, UPM-200 membranes) after enzymatic treatment and vacuum concentration were used to isolate and fractionate biologically active substances (vitamin C, phenolic compounds, carotenoids). The effectiveness of the membranes was assessed by analyzing the fractions. The quality of the syrup was assessed according to GOST 28499-2014, including organoleptic and physicochemical assessment.
Results.
Enzyme systems containing enzymes of pectolytic, cellulolytic, hemicellulolytic, amylolytic and proteolytic action were selected based on the biochemical composition of red rowan. The optimal composition of enzymatic complexes required for hydrolysis of plant materials for the purpose of maximum extraction of biologically valuable components was selected. The use of an enzyme complex is most promising in relation to obtaining rowan extracts with an increased content of biologically valuable components – carotenoids, vitamin C and phenolic compounds. The formation of a syrupy form began to occur at a content of soluble dry substances at the level of 67-69% during the concentration process, this indicator reached 73.0% upon completion of the process. The fermentolysate was concentrated 15 times. A study of the effect of different types of membranes on the yield of biologically active substances after fractionation showed that the fraction of vitamin C and phenolic compounds on the UPM-10 membrane is concentrated by 11 and 20%, respectively, and the fraction of carotenoids on the UPM-200 membrane is concentrated by 38%.
Conclusion.
This ingredient (syrup) can be recommended as a functional component in the development of food product recipes. The use of membrane processes will make it possible to obtain various fractions of biologically active substances, which can be used as individual components in the enrichment of natural products.
АВТОРЫ / AUTHORS
Об авторах
Е. Н. Соколова
Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» 111033, Россия, Москва, ул. Самокатная, д. 4Б
Соколова Елена Николаевна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, отдел биотехнологии ферментов, дрожжей, органических кислот и биологически активных добавок E-mail: elenaniksokolova@inbox.ru; тел.: 8 (495)362-46-78
А. Ю. Шариков
Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» 111033, Россия, Москва, ул. Самокатная, д. 4Б E-mail: anton.sharikov@gmail.com
Шариков Антон Юрьевич, кандидат технических наук, заведующий отделом, отдел оборудования пищевых производств и мембранных технологий
Е. М. Серба
Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» 111033, Россия, Москва, ул. Самокатная, д. 4Б E-mail: serbae@mail.ru
Серба Елена Михайловна, доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН, заместитель директора по научной работе
About the Authors
E. N. Sokolova
All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – branch of the Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety 4-B, Samokatnaya str., Moscow, 111033, Russian Federation
Elena N. Sokolova, PhD (Biology), Leading Researcher, Department of Biotechnology of Enzymes, Yeast, Organic Acids and Dietary Supplements E-mail: elenaniksokolova@inbox.ru; tel.: +7 (8442) 39-13-24
A. Yu. Sharikov
All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – branch of the Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety 4-B, Samokatnaya str., Moscow, 111033, Russian Federation E-mail: anton.sharikov@gmail.com
Anton Yu. Sharikov, PhD (Technology), Head of the Department, Department of Food Production Equipment and Membrane Technologies
E. M. Serba
All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – branch of the Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety 4-B, Samokatnaya str., Moscow, 111033, Russian Federation E-mail: serbae@mail.ru
Elena M. Serba, Dr. Sci. (Biology), Professor, Correspondent Member of RAS, Deputy Director for Science
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES
Список источников
1. Пастушкова Е.В., Заворохина Н.В., Вяткин А.В. Растительное сырье как источник функционально-пищевых ингредиентов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2016. Т. 4. № 4. С. 105-113. https://doi.org/10.14529/food160412.
2. Kiharason J.W., Isutsa D.K., Ngonda P.N. Nutritive value of bakery products from wheat and pumpkin composite flour // Global Journal of Bioscience and Biotechnology. 2017. Vol. 6 (1). Р. 96-102.
3. Huang S., Martinez M.M., Bohrer B.M. The compositional and functional attributes of commercial flours from tropical fruits (breadfruit and banana) // Foods. 2019. Vol. 8. Iss. 11. P. 586. https://doi.org/10.3390/foods8110586.
4. Старокадомский Д., Титенко А., Камарали А., Куц В., Малоштан С., Бархоленко В., Кашуба О., Решетник М., Старокадомская А., Диамант В., Шульга С., Гурин В. Обзор научных работ по технологиям экстрагирования биокомпонентов из растительного сырья. Сверхкритическая СО2-экстракция – эффективный новый метод решения глобальной проблемы утилизации и качества растительного и органического сырья // GLOBUS: технические науки. 2021. № 3(39). С. 9-24. https://doi.org/10.52013/2713-3079-39-3-2.
5. Фролов Д.И., Курочкин А.А., Гарькина П.К. Повышение эффективности обезвоживания экструдата в вакуумной камере модернизированного экструдера // Нива Поволжья. 2019. № 2(51). С. 134-143.
6. Елисеева Л.Г., Грибова Н.А. Анализ экономической эффективности перерабатывающих предприятий плодово-ягодного сырья на основе внедрения инновационных ресурсосберегающих технологий // Экономика: вчера, сегодня, завтра. 2016. № 9. С. 92-101.
7. Савельев Ю.В. Биотехнологический потенциал лесных регионов России и технико-экономическое обоснование комплексной переработки лесного биотехнологического сырья // Отходы и ресурсы. 2022. Т. 9. № 1. C. 1-20. https://doi.org/10.15862/02NZOR122.
8. Iqbal A.S., Shulz P., Rizvi S. Valorization of bioactive compounds in fruit pomace from agro-fruit industries: Present Insights and future challenges // Food Bioscience. 2021. Vol. 44. Article number: 101384. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101384.
9. Шариков А.Ю., Соколова Е.Н., Волкова Г.С., Куксова Е.В., Амелякина М.В., Иванов В.В. Процессы биокатализа и термопластической экструзии в технологии готовых к употреблению продуктов с использованием жмыхов плодово-ягодного сырья // Биотехнология. 2022. Т. 38. № 4. С. 67-71. https://doi.org/10.56304/S0234275822040135.
10. Ашурбекова Ф.А., Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Технологические аспекты получения высококачественных экстрактов из плодов дикоросов // Пищевая промышленность. 2020. № 1. С. 18-22. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2020-10005.
11. Mármol I., Quero J., Ibarz R., Rodrigez M., Belloso O., Osada J., Juiz S., Fernandez M., Rocha C. Valorization of agro-food by-products and their potential therapeutic applications // Food Bioprod. Process. 2021. Vol. 128. P. 247-258. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2021.06.003.
12. Акимов М.Ю., Бессонов В.В., Коденцова В.М., и др. Биологическая ценность плодов и ягод российского производства // Вопросы питания. 2020. Т. 89. № 4. С. 220-232. https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10055
References
1. Pastushkova EV, Zavorohina NV, Vyatkin AV. Plant materials as a source of funzional-food ingredients. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pishchevye i biotekhnologii = Bulletin of the South Ural State University. Ser. Food and Biotechnology. 2016;4(4):105-113. (In Russ.). https://doi.org/10.14529/food160412.
2. Kiharason JW, Isutsa DK, Ngonda PN. Nutritive value of bakery products from wheat and pumpkin composite flour. Global Journal of Bioscience and Biotechnology. 2017;6(1):96-102.
3. Huang S, Martinez MM, Bohrer BM. The compositional and functional attributes of commercial flours from tropical fruits (breadfruit and banana). Foods. 2019;11(8):586. https://doi.org/10.3390/foods8110586.
4. Starokadomsky D, Titenko A, Kamarali A, Kuts V, Maloshtan S, Barkholenko V, Kashuba O, Reshetnik M, Starokadomskaya A, Diamant V, Shulga S, Gurin V. Review of scientific works on technologies for extraction of biocomponents from vegetable raw materials. supercritical CO2 extraction is an effective new method for solving the global problem of utilization and quality of plant and organic raw materials. GLOBUS: tekhnicheskie nauki = GLOBUS: technical sciences. 2021;39(3):9-24. (In Russ.). https://doi.org/10.52013/2713-3079-39-3-2.
5. Frolov DI, Kurochkin AA, Garkina PK, Zimnyakov VM, Kukharev ON. Improving the efficiency of extrudate dehydration in a vacuum chamber of a modernized extruder. Niva Povolzh'ya = Volga Region Farmland. 2019;51(2):134-143. (In Russ.).
6. Eliseeva LG, Gribova NA. Analysis of economic efficiency of the processing en terprises of fruit and berry raw materials on the basis of introduction of innovative resource saving technologies. Economics: yesterday, today and tomorrow. 2016;(9):92-101. (In Russ.).
7. Saveliev YuV. Biotechnological potential of the forest regions of Russia and a feasibility study for integrated processing of forest biotechnological resources. Othody i resursy = Russian Journal of Resources, Conservation and Recycling. 2022;9(1):1-20. (In Russ.). https://doi.org/10.15862/02NZOR122.
8. Iqbal AS, Shulz P, Rizvi S. Valorization of bioactive compounds in fruit pomace from agro-fruit industries: present insights and future challenges. Food Bioscience. 2021;(44):101384. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101384.
9. Sharikov AYu, Sokolovа EN, Volkova GS, Kuksova EV, Amelyakina MV, Ivanov VV. Biocatalysis and thermoplastic extrusion in obtaining of ready-to-eat products using fruit and berry pomaces. Biotekhnologiya = Biotechnology. 2022;38(4):67-71. (In Russ.). https://doi.org/10.56304/S0234275822040135.
10. Ashurbekova FA, Guseynova BM, Daudova TI. Technological aspects of receiving high-quality extracts from fruits of wild plants. Pishchevaya promyshlennost' = Food Industry. 2020;(1):18-22. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0235-2486-2020-10005.
11. Mármol I, Quero J, Ibarz R, Rodrigez M, Belloso O, Osada J, Juiz S, Fernandez M, Rocha C. Valorization of agro-food by-products and their potential therapeutic applications. Food Bioprod. Process. 2021;(128):247-258. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2021.06.003.
12. Akimov MYu, Bessonov VV, Kodentsova VM, et al. Biological value of fruits and berries of Russian production. Voprosy pitaniya = Problems of nutrition. 2020;89(4):220-232. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10055.
Ключевые слова:
рябина красная, биокатализ, пищевые ингредиенты, сушка, полимеры плодов, ферменты
Key words:
red rowan, biocatalysis, food ingredients, drying, fruit polymers, enzymes
Для цитирования:
Соколова Е.Н., Шариков А.Ю., Серба Е.М. Биотехнологическая модификация сушеного растительного сырья – инновационный способ получения натуральных пищевых ингредиентов // Аграрно-пищевые инновации. 2025. Т. 30. № 2. С. 61-69. https://doi.org/10.31208/2618-7353-2025-30-61-69.
For citation:
Sokolova EN, Sharikov AYu, Serba EM. Biotechnological modification of dried plant raw materials – an innovative method of obtaining natural food ingredients. Agrarno-pishchevye innovacii = Agrarian-and-food innovations. 2025;30(2):61-69. (In Russ.). https://doi.org/10.31208/2618-7353-2025-30-61-69.
Благодарность:
Исследования проведены за счет средств на выполнение Государственного задания № FGMF-2025-0012.
Аcknowledgement:
The research was carried out using funds for the implementation of State Assignment No. FGMF-2025-0012. | 