Rationale for the choice of enzyme complex for biocatalytic treatment of black chokeberry cake
Authors: Волкова Г.С. , Соколова Е.Н. , Ионов В.В. , Толокнова А.А. , Серба Е.М. 
Published: April 2023

В статье приводятся анализ основных способов глубокой переработки плодово-ягодного жмыха и теоретическое обоснование подбора ферментных препаратов для гидролиза жмыха черноплодной рябины с целью получения ингредиентов, обогащенных биологически активными веществами сырья. Данное сырье обладает исключительно ценным химическим составом, позволяющим создавать новые виды обогащенной пищевой продукции. Известен ряд способов переработки, в том числе экстракция биологически активных веществ различными экстрагентами, фракционирование жмыха на кожицу ягод и семена и их раздельная переработка, ферментативный гидролиз жмыха. В жмыхе рябины черноплодной содержатся клетчатка, гемицеллюлоза, лигнин, белок, сахара, органические кислоты, а также полифенольные соединения, дубильные и пектиновые вещества, витамины, макро- и микроэлементы. На основании анализа химического состава жмыха рябины черноплодной для биокаталитической деструкции необходимо подобрать комплекс ферментов пектолитического, целлюлолитического, липолитического и протеолитического действия, обеспечивающих эффективную биоконверсию полимеров жмыха с целью наиболее полного извлечения биологически ценных компонентов и сохранения вкусоароматических свойств. Мультиэнзимная композиция должна содержать полигалактуроназу, целлюлазу, липазу и протеазу. Для проведения ферментативного гидролиза предполагается использовать следующие ферментные препараты: Пектиназа Г20Х – препарат, обладающий преимущественно эндо- и экзополигалактуроназной способностью, полученный на основе микромицета Aspergillus foetidus; Целловиридин Г20Х – препарат, обладающий целлюлолитической способностью, полученный на основе штамма Trichoderma viride; Нейтраза Г18Х – препарат, обладающий протеолитической способностью на основе штамма Bacillus subtilis; Липаза Г20Х – препарат, обладающий липазной способностью на основе штамма Aspergillus niger. Дозы ферментных препаратов, вносимых в жмых, зависят от комплексности и активности ферментов, а эффективность их применения обуславливается предварительной обработкой сырья, температурой, pH, длительностью гидролиза. Получение пищевых ингредиентов с использованием биокаталитических методов на основе жмыха рябины черноплодной является перспективным направлением решения задач по разработке технологий из доступного и биологически ценного сырья.
The article presents an analysis of the main methods of deep processing of fruit and berry cake and a theoretical justification for the selection of enzyme preparations for hydrolysis of black chokeberry cake in order to obtain ingredients enriched with biologically active substances of raw materials. This raw material has an extremely valuable chemical composition that makes it possible to create new types of enriched food products. A number of ways of processing are known, including extraction of biologically active substances with various extractants, fractionation of cake into skin of berries and seeds and their separate processing, enzymatic hydrolysis of cake. Black chokeberry cake contains cellulose, hemicellulose, lignin, protein, sugars, organic acids, as well as polyphenolic compounds, tannins, pectin substances, vitamins, macro- and microelements. On the basis of the analysis of a chemical composition of rowanberry cake for biocatalytic destruction it is necessary to select the complex of enzymes of pectolytic, cellulolytic, lipolytic and proteolytic action providing effective bioconversion of polymers of cake with the purpose of the most complete extraction of biologically valuable components and preservation of taste and aromatic properties. The multi-enzyme composition should contain polygalacturonase, cellulase, lipase and protease. The following enzymatic preparations are supposed to be used for enzymatic hydrolysis: Pectinase G20X, a preparation with predominantly endo- and exopolygalacturonase ability, derived from the micromycete Aspergillus foetidus; Celloviridin G20X – preparation with cellulolytic ability, based on Trichoderma viride strain, Neutraza G18X – preparation with proteolytic ability based on Bacillus subtilis strain, Lipase G20X – preparation with lipase ability based on Aspergillus niger strain. Doses of enzyme preparations introduced into the cake depend on the complexity and activity of the enzymes, and the efficiency of their use is determined by the pretreatment of raw materials, temperature, pH, duration of hydrolysis. Obtaining food ingredients obtained using biocatalytic methods on the basis of rowanberry cakes is a promising direction in solving problems of developing technologies from available and biologically valuable raw materials.