PROMISING TECHNOLOGIES FOR OBTAINING POLYPHENOLIC SUBSTANCES FROM PLANT RAW MATERIAL WASTE
GPKWYX
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.04.010Keywords:
polyphenolic compounds, plant raw materials, food waste, biotechnological methods, enzymatic extraction, biologically active substances, antioxidant activity, functional products, green extraction.Abstract
Food waste of plant origin at the present stage of development of food and processing industry are considered as a promising source of polyphenolic compounds, which are of considerable interest due to their pronounced biological activity.
The aim of the study was to analyze and systematize existing technologies for the extraction of polyphenolic substances from plant raw materials, including traditional and innovative approaches, as well as to assess their effectiveness and practical potential.
Analysis of information sources established the prospects of environmentally friendly methods for extracting phenolic components from plant waste, based on the use of enzyme complexes and microorganisms. Enzymatic extraction methods allow creating mild conditions for the extraction process, which ensures the preservation of the structure and biological activity of heat-labile compounds. Combined methods have advantages over traditional ones, including from the point of view of environmental friendliness.
The scientific novelty of the study lies in the systematization of data on combined extraction methods, including enzymatic treatment in combination with other technologies. The practical significance of the work is determined by the possibility of using the obtained results to develop innovative solutions in the food industry, increase the efficiency of using plant materials and create functional food products.
The use of modern extraction methods opens up new prospects for processing plant materials. Further development of these technologies should be aimed at increasing their efficiency, improving economic indicators and expanding the scope of application.
References
Бурак, Л.Ч., Егорова, З.Е. Валоризация отходов переработки растительного сырья как путь достижения целей устойчивого развития // Sciences of Europe. – 2024. – № 152 (152). – С. 13-21. – DOI 10.5281/zenodo.14063716.
Математическое моделирование ре-цептуры овсяного печенья, обогащенного продуктами переработки топинамбура / Н. Т. Шамкова, М. Ю. Тамова, А. А. Варивода, Н. С. Шелест // Новые технологии. – 2022. – Т. 18, № 3. – С. 106-117. – DOI 10.47370/2072-0920-2022-18-3-106-117. – EDN LXKKZM.
Modification of protein products from sesame seeds by treatment of electromagnetic fields of extremely low frequencies to optimize functional properties / N. A. Bugaets, S. V. Usatikov, I. V. Tereshchenko [et al.] // IOP Con-ference Series: Earth and Environmental Science : International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials (P2ARM 2021), Воронеж, 21–24 сентября 2021 года. Vol. 1052. – Воронеж: IOP Publishing Ltd, 2022. – P. 012015. – DOI 10.1088/1755-1315/1052/1/012015. – EDN PJELRK.
Щеголева, И. Д., Молчанова, Е.Н. От-ходы чайного производства как дополнитель-ный ресурс биологически активных веществ // Health, Food & Biotechnology. – 2020. – Т. 2, № 1. – С. 153-164. – DOI 10.36107/hfb.2020.i1.s297.
Полифенолы как перспективные био-логически активные соединения / Т. Н. Боб-рышева, Г. С. Анисимов, М. С. Золоторева [и др.] // Вопросы питания. – 2023. – Т. 92, № 1(545). – С. 92-107. – DOI 10.33029/0042-8833-2023-92-1-92-107.
Макарова Н.В., Валиулина Д.Ф., Ере-меева Н.Б. Сравнительные исследования методов извлечения биологически активных веществ с антиоксидантными свойствами из косточек винограда (Vitis vinifera L.). Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. № 1. С. 140–148. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-1-140-148
Зяйнитдинов, Д. Р., Евтеев, А. В., Банникова, А. В. Исследование иммобилиза-ции полифенолов овсяных отрубей в ком-плексные коацерваты сывороточного белка и мальтодекстрина // Техника и технология пи-щевых производств. – 2020. – Т. 50, № 3. – С. 460-469. – DOI 10.21603/2074-9414-2020-3-460-469.
Бурак, Л. Ч., Сапач, А. Н. Биологиче-ски активные вещества бузины: свойства, ме-тоды извлечения и сохранения // Пищевые системы. – 2023. – Т. 6, № 1. – С. 80-94. – DOI 10.21323/2618-9771-2023-6-1-80-94.
Попов, В. Г., Аксентьева, В. В. Полу-чение полифенольных соединений из фито-сырья методом микроклонального размноже-ния клеток in vitro// Индустрия питания. – 2022. – Т. 7, № 4. – С. 103-110. – DOI 10.29141/2500-1922-2022-7-4-12.
Бурак, Л. Ч., Завалей, А. П. Влияние ферментной обработки бузины, произра-стающей в Республике Беларусь на антиок-сидантную активность сока // Технологии пи-щевой и перерабатывающей промышленно-сти АПК – продукты здорового питания. – 2020. – № 3. – С. 78-87. – DOI 10.24411/2311-6447-2020-10065
Влияние ферментативной обработки мезги на содержание фенольных веществ в вишневых натуральных и спиртованных соках и их стабильность / Э. Р. Мамедов, Е. Г. Со-лодченко, А. А. Токбаева, Н. В. Баракова // Вестник Международной академии холода. – 2020. – № 3. – С. 52-57. – DOI 10.17586/1606-4313-2020-19-3-52-57.
Ферментативный гидролиз морских бурых водорослей Ascophyllum nodosum и Undaria pinnatifida: подбор условий для эф-фективного извлечения полифенолов / О. В. Табакаева, С. В. Капуста, А. В. Табакаев, С. Л. Тихонов // Вестник ВСГУТУ. – 2025. – № 1(96). – С. 43-54. – DOI 10.53980/24131997_2025_1_43.
Биотрансформация химических ком-понентов плодов облепихи под действием ферментного препарата Тренолин опти ДФ / Т. Г. Причко, Н. В. Дрофичева, И. А. Мачнева, Т. Л. Смелик // Плодоводство и виноградар-ство Юга России. – 2022. – № 74(2). – С. 254-264. – DOI 10.30679/2219-5335-2022-2-74-254-264.
Хасанов, А. Р., Баракова, Н. В. Ис-следование влияния дозы внесения фер-ментных препаратов на выход полифеноль-ных веществ и антоцианов в плодово-ягодных и овощных соках // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2021. – Т. 83, № 2(88). – С. 61-66. – DOI 10.20914/2310-1202-2021-2-61-66.
Влияние ферментативной обработки на процесс производства спиртованных мор-сов из сушеного сырья / Е. В. Воробьева, И. М. Абрамова, Н. Е. Головачева [и др.] // Хра-нение и переработка сельхозсырья. – 2018. – № 2. – С. 28-33. – EDN XURRXN.
Еремеева, Н. Б., Макарова, Н.В. Изу-чение содержания антиоксидантов и их ак-тивности в концентрированных экстрактах из ягод клюквы (Vaccinium Oxycoccus), облепихи (Hippophae rhamnoides L.), ежевики (Rubus fruticosus), калины (Viburnum opulus L.) и ря-бины (Sorbus aucuparia L.) // Химия расти-тельного сырья. – 2021. – № 4. – С. 157-164. – DOI 10.14258/jcprm.2021049365. – EDN ZHPGJC.
Влияние ферментных препаратов на качественные показатели сброженных соков рябины черноплодной / Н. К. Шелковская, Е. П. Каменская, Е. С. Дикалова, М. Н. Колесни-ченко // Ползуновский вестник. – 2022. – № 3. – С. 14-21. – DOI 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.002.
Stanek-Widera N., Krzyżowska A., Zarębska M., Wrona D., Kapusta I. Evaluation of Cellulase, Pectinase, and Hemicellulase Effec-tiveness in Extraction of Phenolic Compounds from Grape Pomace // International Journal of Molecular Sciences. – 2024. – Т. 25, № 24. – С. 13538. – DOI: 10.3390/ijms252413538.
Ramires, F.A., Bavaro, A.R., D’Antuono, I. et al. Liquid submerged fermenta-tion by selected microbial strains for onion skins valorization and its effects on polyphenols. World J Microbiol Biotechnol 39, 258 (2023). https://doi.org/10.1007/s11274-023-03708-y
Marchut-Mikołajczyk, O., Chlebicz, M., Kawecka, M. et al. Endophytic bacteria isolated from Urtica dioica L. – preliminary screening for enzyme and polyphenols production. Microb Cell Fact 22, 169 (2023). https://doi.org/10.1186/s12934-023-02167-2
Аль-ясари Аркан Хади, Н.В. Барако-ва, А. С. Басковцева, Рим Алхатиб, А. Г. Но-воселов Эффективность применения фер-ментных препаратов при водной экстракции фенольных веществ из листьев зеленого чая // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Про-цессы и аппараты пищевых производств». 2024. №1 (59). – С. 35-42. – DOI: 10.17586/2310-1164-2024-17-1-35-43
Дрофичева, Н. В. Оптимизация био-технологических процессов при производстве вишневого сока c использованием пектолитических фер-ментных препаратов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2022. – № 5(389). – С. 10-13. – DOI 10.26297/0579-3009.2022.5.2. – EDN NLBJLI.
Дрофичева, Н. В. Использование вторичного сырья переработки винограда в технологии производства функциональных продуктов питания // Плодоводство и вино-градарство Юга России. – 2021. – № 69(3). – С. 326-336. – DOI 10.30679/2219-5335-2021-3-69-326-336. – EDN QRYHSZ.
Дрофичева, Н. В. Влияние фермент-ного препарата Тренолин Термо ДФ на выход биологически активных веществ из ягод смо-родины черной // Плодоводство и виногра-дарство Юга России. – 2020. – № 64(4). – С. 323-333. – DOI 10.30679/2219-5335-2020-4-64-323-333. – EDN IGYFIO.
Дрофичева, Н. В. Влияние фермент-ного препарата Pectinex BE XXL на физико-биохимические процессы, происходящие в ягодном сырье // Научные труды Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. – 2020. – Т. 28. – С. 177-181. – DOI 10.30679/2587-9847-2020-28-177-181. – EDN QOBWYB.
Zheng, HZ., Hwang, IW., Kim, SK. et al. Optimization of carbohydrate-hydrolyzing en-zyme aided polyphenol extraction from unripe apples. J. Korean Soc. Appl. Biol. Chem. 53, 342–350 (2010). https://doi.org/10.3839/jksabc.2010.053
Ha, S.-Y., Kim, H.-C., & Yang, J.-K. (2025). Enzymatic Hydrolysis-Derived Water-Soluble Carbohydrates from Cacalia firma: Eval-uation of Antioxidant Properties. Foods, 14(8), 1326. https://doi.org/10.3390/foods14081326
Yılmaz, B., Mortaş, H., Varlı, S.N., Ağagündüz, D. (2024). Metabolic Engineering of Lactic Acid Bacteria and Yeasts for the Produc-tion of Compounds with Industrial Applications. In: Ceresino, E.B., Juodeikiene, G., Miescher Schwenninger, S., Ferreira da Rocha, J.M. (eds) Sourdough Microbiota and Starter Cultures for Industry. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-48604-3_8
Меньшутина Н.В., Казеев И.В., Ар-темьев А.И., Бочарова О.А., Худеев И.И. Применение сверхкритической экстракции для выделения химических соединений. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. Т. 64. Вып. 6. С. 4-19. – 10.6060/ivkkt.20216406.6405
Современные исследования в облас-ти интенсификации процесса экстракции био-логически активных веществ из растительно-го сырья с применением ферментов / Фаб-рицкая А.А. [и др.] // Новые технологии. 2021. Т. 17, № 2. С. 56-66. https://doi. org/10.47370/2072-0920-2021-17-2-56-66
Kokkinomagoulos E., Kallithraka S., Tzourou I., Kefalas P., Kanellopoulou A., Dourtoglou V. (2022) «Enzymatic treatment of brewer’s spent grain and olive pomace to en-hance antioxidant extraction under controlled fermentation conditions» // Biotechnology Let-ters, 44 (12), 1261–1270. DOI: 10.1007/s10529-022-03276-7.
Кобелев, К. В. Разработка инноваци-онного способа получения биологически ак-тивных соединений пивной дробины / К. В. Кобелев, М. В. Гернет, И. Н. Грибкова // Тех-ника и технология пищевых производств. – 2021. – Т. 51, № 1. – С. 113–124. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-113-124.
Анализ возможностей извлечения ор-ганических соединений пивной дробины раз-личными способами / И. Н. Грибкова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 469–489. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-3-2383.
Разработка биотехнологии получе-ния фитовеществ из вторичных продуктов переработки зерна / А. В. Битюкова, А. А. Амелькина, А. В. Евтеев [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2019. – Т. 49, № 1. – С. 5–13. DOI: https://doi. org/10.21603/2074-9414-2019-1-5-13.
Зяйнитдинов, Д. Р. Исследование иммобилизации полифенолов овсяных отру-бей в комплексные коацерваты сывороточно-го белка и мальтодекстрина / Д. Р. Зяйнитди-нов, А. В. Евтеев, А. В. Банникова // Техника и технология пищевых производств. – 2020. – Т. 50, № 3. – С. 460–469. DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-3-460-469.
Wiedemair, V., Zlöbl, D. & Bach, K. Ap-plication of a Designed Mixed Model Approach for Antioxidant Extraction from Pomace. Food Anal. Methods 16, 1347–1357 (2023). https://doi.org/10.1007/s12161-023-02507-3
Baiano, A., Fiore, A. Enzymatic-Assisted Recovery of Antioxidants from Chicory and Fennel by-Products. Waste Biomass Valor 16, 957–969 (2025). https://doi.org/10.1007/s12649-024-02723-w
Cascaes Teles A.S., Hidalgo Chávez D.W., Zarur Coelho M.A., Rosenthal A., Fortes Gottschalk L.M., Tonon R.V. Combination of enzyme-assisted extraction and high hydrostatic pressure for phenolic compounds recovery from grape pomace // J. Food Eng. 2021. Vol. 288. Article ID 110128. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110128
Macedo GA, Barbosa PPM, Dias FFG, Crawford LM, Wang SC, Bell JMLNM. Optimiz-ing the Integration of Microwave Processing and Enzymatic Extraction to Produce Polyphenol-Rich Extracts from Olive Pomace. Foods. 2023 Oct 12;12(20):3754. doi: 10.3390/foods12203754. PMID: 37893645; PMCID: PMC10606511.
Krakowska-Sieprawska A., et al. En-zyme-Assisted Supercritical Fluid Extraction of Flavonoids from Medicago Sativa Leaves // Ma-terials (Basel). 2021. 14(11):2724. DOI: 10.3390/ma14112724.
Mikšovsky P, Kornpointner C, Parandeh Z, Goessinger M, Bica-Schröder K, Halbwirth H. Enzyme-Assisted Supercritical Fluid Extraction of Flavonoids from Apple Pomace (Malus×domestica). ChemSusChem. 2024 Apr 8;17(7):e202301094. doi: 10.1002/cssc.202301094. Epub 2024 Jan 22. PMID: 38084785.
Moro, K.I.B., Bender, A.B.B., da Silva, L.P. et al. Green Extraction Methods and Micro-encapsulation Technologies of Phenolic Com-pounds From Grape Pomace: A Review. Food Bioprocess Technol 14, 1407–1431 (2021). https://doi.org/10.1007/s11947-021-02665-421.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Ivan N. Kobzar, Nataliya A. Bugaets, Nataliya T. Shamkova
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
