izvkgtuИзвестия КГТУKSTU News1997-3071Калининградский государственный технический университет10.46845/1997-3071-2026-81-71-85izvkgtu-207Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВPROCESSES AND TECHNOLOGY OF FOOD MANUFACTURINGСовершенствование технологии ферментативной переработки фруктов с дефектами внешнего видаImprovement of the technology for enzymatic processing of fruits with visual defectshttps://orcid.org/0009-0006-1547-5772КарловВ. А.KarlovV. A.

Вадим Александрович Карлов - магистрант 1-го курса кафедры пищевой биотехнологии

Калининград

Vadim А. Karlov - 1st year Master degree student of the Department of Food Biotechnology

Kaliningrad

vaden1410@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4716-2571МезеноваО. Я.MezenovaO. Ya.

Ольга Яковлевна Мезенова - доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой пищевой биотехнологии

Калининград

Ol'ga Ya. Mezenova - DSc in Engineering, Professor, Head of the Department of Food Biotechnology

Kaliningrad

mezenova@klgtu.ruКалининградский государственный технический университетРоссияKaliningrad State Technical UniversityRussian Federation2026070520260817185Copyright © Карлов В.А., Мезенова О.Я., 20262026Карлов В.А., Мезенова О.Я.Karlov V.A., Mezenova O.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.klgtu.ru/jour/article/view/207

Высокое содержание свободной влаги и активных ферментов в свежей плодоовощной продукции обуславливает ее скоропортящийся характер и значительные потери при хранении и транспортировке, достигающие в Калининградской области 56 тыс. т ежегодно. Особые потери составляют фрукты с дефектами внешнего вида, которые, сохраняя свою высокую биологическую ценность, подвергаются утилизации. Это определяет актуальность разработки эффективных технологий их переработки. В работе представлены исследования по совершенствованию технологии получения функциональной пищевой добавки «ВИТУМИН» из фруктов пониженного качества путем интенсификации процесса биоконверсии сырья на основе двухэтапного ферментолиза. Обоснован состав ферментного комплекса карбогидраз с учетом полисахаридного состава исходных фруктов (яблок, бананов, апельсинов): первый этап включает обработку целлюлазой и пектиназой для деструкции клеточных стенок и высвобождения БАВ, второй – использование β-глюконазы, глюкаваморина, альфалада БТ для гидролиза высвободившихся полисахаридов. Методом математического моделирования определены оптимальные значения факторов первого этапа: температура 49 °C, pH 3,8, продолжительность 2 ч. Экспериментально подтверждена эффективность разработанной схемы: выход жидкой фракции увеличился на 62,3 %, содержание сухих веществ – на 15,7 %, выход целевой добавки возрос на 7,9 % по сравнению с одностадийной обработкой. Данные ИК-спектроскопии подтвердили глубокую деградацию целлюлозно-пектинового комплекса. Полученная добавка характеризуется высоким содержанием витаминов С (66,5 мг/100 г) и Р (122,5 мг/100 г), соответствует требованиям микробиологической безопасности ТР ТС 021/2011 и рекомендуется к использованию для обогащения традиционных, функциональных и специализированных пищевых продуктов.

High content of free moisture and active enzymes in fresh fruits and vegetables determines their perishable nature and leads to significant losses during storage and transportation, reaching 56 thousand tons annually in the Kaliningrad region. Fruits with visual defects constitute a particular portion of these losses, as they are discarded despite retaining high biological value. This underscores the relevance of developing efficient technologies for their processing. This paper presents research on improving the technology for producing the functional food additive "VITUMIN" from lowgrade fruits by intensifying the bioconversion of raw materials through two-stage enzymolysis. The composition of the carbohydrase enzyme complex has been substantiated based on the polysaccharide profile of the source fruits (apples, bananas, oranges). The first stage involves treatment with cellulase and pectinase to disrupt cell walls and release biologically active substances (BAS); the second stage utilizes β-glucanase, Glucavamorin, and Alphalad BT to hydrolyze the released polysaccharides. Using mathematical modeling, we determined the optimal values for the first-stage factors: temperature 49°C, pH 3.8, and duration of 2 hours. The effectiveness of the developed scheme has been experimentally confirmed: the liquid fraction yield increased by 62.3%, the dry matter content by 15.7%, and the yield of the target additive increased by 7.9% compared to single-stage processing. IR spectroscopy data confirmed the profound degradation of the cellulose-pectin complex. The resulting additive is characterized by a high content of vitamins C (66.5 mg/100 g) and P (122.5 mg/100 g), meets the microbiological safety requirements of TR CU 021/2011, and is recommended for use in enriching traditional, functional, and specialized food products.

фрукты пониженного качестваферментолизкарбоксигидразыфункциональная пищевая добавкапищевая ценностьlow-grade fruitsenzymatic hydrolysiscarbohydrase enzymesfunctional food ingredientbiological valueАвторы выражают благодарность доценту кафедры химии Калининградского государственного технического университета, кандидату химических наук Булычеву Александру Григорьевичу за помощь в проведении аналитических исследований.The authors express their gratitude to Alexander G. Bulychev, PhD in Chemistry, Associate Professor at the Department of Chemistry (Kaliningrad State Technical University), for his assistance with the analytical research.ReferencesHealthy diet. – Текст: электронный // World Health Organization (WHO): сайт. – URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet (дата обращения: 18.11.2025).Healthy diet. – Text: electronic // World Health Organization (WHO): site. – URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet (date of treatment: 18.11.2025).Рациональные нормы потребления пищевых продуктов. – Текст: электронный // Министерство здравоохранения Российской Федерации: сайт. – URL: https://minzdrav.gov.ru/opendata/7707778246-normpotrebproduct/visual (дата обращения: 18.11.2025).Rational norms of food product consumption. – Text: electronic // Ministry of Health of the Russian Federation: site. – URL: https://minzdrav.gov.ru/opendata/7707778246-normpotrebproduct/visual (date of treatment: 18.11.2025).Influence of moisture content and temperature interaction on mechanical properties of DESMA (Novella pentadesma) SEED / O. A. Fabunmi, Z. D. Osunde, B. A. Alabadan, A. A. Jigam // Journal of Advances in Food Science & Technology. – 2015. – № 2. – P. 81–85.Influence of moisture content and temperature interaction on mechanical properties of DESMA (Novella pentadesma) SEED / O. A. Fabunmi, Z. D. Osunde, B. A. Alabadan, A. A. Jigam // Journal of Advances in Food Science & Technology. – 2015. – № 2. – P. 81–85.Санкин, С. А. Основные направления в организации сбора, транспортировки, обезвреживания и использования твердых бытовых отходов (ТБО) / С. А. Санкин // Технические науки – от теории к практике. – 2012. – № 12. – С. 91–98.Sankin, S. A. Main directions in the organization of collection, transportation, neutralization and use of solid household waste (MSW) / S. A. Sankin // Technical Sciences – from Theory to Practice. – 2012. – № 12. – P. 91–98.Мезенова, О. Я. Получение функциональных пищевых добавок при комплексной переработке фруктов и овощей пониженного качества с применением методов биотехнологии / О. Я. Мезенова, В. А. Карлов, А. А. Гольбрайх // Вестник МГТУ. – 2024. – Т. 27, № 3. – С. 302–315.Mezenova, O. Ya. Obtaining functional food additives in the complex processing of fruits and vegetables of reduced quality using biotechnology methods / O. Ya. Mezenova, V. A. Karlov, A. A. Gol'braykh // Vestnik of MSTU. – 2024. – Vol. 27, № 3. – P. 302–315.Salo, M. L. Carbohydrate and acid composition of some apple varieties / M. L. Salo, I. Korhonen // Agricultural and Food Science. – 1972. – Vol. 44 (2). – P. 63–67.Salo, M. L. Carbohydrate and acid composition of some apple varieties / M. L. Salo, I. Korhonen // Agricultural and Food Science. – 1972. – Vol. 44 (2). – P. 63–67.Nanocellulose and microcrystalline cellulose from citrus processing waste: a review / R. Ciriminna, G. Li Petri, G. Angellotti [et al.]. – DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.135865 // International Journal of Biological Macromolecu- les. – 2024. – Vol. 281. – P. 135865.Nanocellulose and microcrystalline cellulose from citrus processing waste: a review / R. Ciriminna, G. Li Petri, G. Angellotti [et al.]. – DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.135865 // International Journal of Biological Macromolecu- les. – 2024. – Vol. 281. – P. 135865.Yoshida, Y. Citrus Juice Waste as a Potential Source of Dietary Fiber / Y. Yoshida, M. Ueda. – DOI: 10.2503/jjshs.53.354 // Journal of The Japanese Society for Horticultural Science. – 1984. – Vol. 53, № 3. – P. 354–361.Yoshida, Y. Citrus Juice Waste as a Potential Source of Dietary Fiber / Y. Yoshida, M. Ueda. – DOI: 10.2503/jjshs.53.354 // Journal of The Japanese Society for Horticultural Science. – 1984. – Vol. 53, № 3. – P. 354–361.Physiochemical analysis of Five Varieties of Banana Commonly Consumed in Nigeria / I. Ogunlade, O. S. Adediran, M. A. Azeez [et al.] // International Journal of Agriculture Innovations and Research. – 2019. – Vol. 7, № 5. – P. 567–570.Physiochemical analysis of Five Varieties of Banana Commonly Consumed in Nigeria / I. Ogunlade, O. S. Adediran, M. A. Azeez [et al.] // International Journal of Agriculture Innovations and Research. – 2019. – Vol. 7, № 5. – P. 567–570.Soltani, M. Some Physical Properties of Full-Ripe Banana Fruit (Cavendish variety) / M. Soltani, R. Alimardani, M. Omid // International Journal of Agricultural Science, Research and Technology. – 2011. – Vol. 1, № 1. – P. 1–5.Soltani, M. Some Physical Properties of Full-Ripe Banana Fruit (Cavendish variety) / M. Soltani, R. Alimardani, M. Omid // International Journal of Agricultural Science, Research and Technology. – 2011. – Vol. 1, № 1. – P. 1–5.Enzyme activities and gene expression of starch metabolism provide insights into grape berry development / X. Zhu, C. Zhang, W. Wu [et al.]. – DOI: 10.1038/hortres.2017.18 // Horticulture Research. – 2017. – Vol. 4. – P. 17018.Enzyme activities and gene expression of starch metabolism provide insights into grape berry development / X. Zhu, C. Zhang, W. Wu [et al.]. – DOI: 10.1038/hortres.2017.18 // Horticulture Research. – 2017. – Vol. 4. – P. 17018.Тарасевич, Б. Н. ИК-спектры основных классов органических соединений: справочные материалы / Б. Н. Тарасевич. – Москва: Хим. фак. МГУ, 2012. – 55 с.Tarasevich, B. N. IR spectra of the main classes of organic compounds: reference materials / B. N. Tarasevich. – Moscow: Faculty of сhemistry MSU, 2012. – 55 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.