ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ  ПОЛИФЕНОЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ : GPKWYX

Иван Николаевич   Кобзарь; Наталья Алексеевна  Бугаец; Наталья Тимофеевна Шамкова

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2025.04.010

Авторы

Иван Николаевич Кобзарь Кубанский государственный технологический университет, https://orcid.org/0009-0000-2589-3077
Наталья Алексеевна Бугаец Кубанский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0003-4012-8837
Наталья Тимофеевна Шамкова Кубанский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0002-5131-6502

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.04.010

Ключевые слова:

полифенольные соединения, растительное сырье, пищевые отходы, биотехнологические методы, ферментативная экстракция, биологически активные вещества, антиоксидантная активность, функциональные продукты, зеленая экстракция

Аннотация

Пищевые отходы растительного происхождения на современном этапе развития пищевой и перерабатывающей промышленности рассматриваются как перспективный источник полифенольных соединений, представляющих значительный интерес благодаря их выраженной биологической активности.

Целью исследования явились анализ и систематизация существующих технологий экстракции полифенольных веществ из растительного сырья, включая традиционные и инновационные подходы, а также оценка их эффективности и практического потенциала.

Анализ источников информации установил перспективность экологически безопасных методов извлечения фенольных компонентов из растительных отходов, основывающихся на использование комплексов ферментов и микроорганизмов. Ферментативные методы экстракции позволяют создавать мягкие условия процесса экстракции, что обеспечивает сохранение структуры и биологической активности термолабильных соединений. Комбинированные методы обладают преимуществами по сравнению с традиционными, в том числе с точки зрения экологичности.

Научная новизна исследования заключается в систематизации данных о комбинированных методах экстракции, включающих ферментативную обработку в сочетании с другими технологиями. Практическая значимость работы определяется возможностью применения полученных результатов для разработки инновационных решений в пищевой промышленности, повышения эффективности использования растительного сырья и создания функциональных продуктов питания.

Применение современных методов экстракции открывает новые перспективы для переработки растительного сырья. Дальнейшее развитие этих технологий должно быть направлено на повышение их эффективности, совершенствование экономических показателей и расширение области применения.

Библиографические ссылки

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.