Техника и технология пищевых производств №1 – 2023

ISSN 2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online) Том 53 Номер 1 2023

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ Издается с 1998 года № 1 (53) (FOOD PROCESSING: TECHNIQUES AND TECHNOLOGY) ISSN 2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online) 2023 Национальный, рецензируемый интеллигенции, преодоление разрыва В журнале публикуются научные научный журнал, посвященный во- между изданиями регионального, на- и обзорные статьи, краткие научные просам пищевой промышленности и ционального и федерального уровней. сообщения по направлениям: пище- смежных отраслей. Журнал включен Журнал призван освещать актуальные вые системы; биотехнология; техноло- в SCOPUS, RSCI, Перечень ВАК проблемы в пищевой и смежных от- гия пищевых производств; санита- (категория К1). раслях, продвигать новые перспектив- рия и гигиена; экология; биобезо- ные технологии в широкую аудиторию пасность; частная зоотехния; электро- Миссия: создание, агрегация, под- научных и практических работников, технологии, машины и оборудование держка и распространение научно- преподавателей, аспирантов, студентов, для агропромышленного комплекса. образовательного контента в области предпринимателей, а также оказывать Подробная информация для авторов пищевой промышленности, объеди- содействие в подготовке высококвали- и читателей представлена на сайте нение усилий различных категорий фицированных специалистов. https://fptt.ru исследователей, вузовской и научной Главный редактор: И.Ф. Горлов, Поволжский научно- Г.О. Магомедов, Воронежский госу- исследовательский институт производ- дарственный университет инженерных А.Ю. Просеков, Кемеровский госу- ства и переработки мясомолочной про- технологий, Воронеж, Россия; дарственный университет, Кемерово, дукции, Волгоград, Россия; Россия. О.А. Неверова, Кемеровский государ- Г.М. Гриценко, Сибирский федераль- ственный университет, Кемерово, Рос- Зам. главного редактора: ный научный центр агробиот­ ехнологий сия; РАН, Краснообск, Россия; А.Н. Петров, Всероссийский научно- В.Н. Попов, Воронежский государ- исследовательский институт молочной Н.И. Дунченко, Российский государ- ственный университет инженерных промышленности, Москва, Россия; ственный аграрный университет – технологий, Воронеж, Россия; МСХА К.А. Тимирязева, Москва, Рос- О.О. Бабич, Балтийский федеральный сия; C.Л. Тихонов, Уральский государст- университет имени Иммануила Канта, венный экономический университет, Калининград, Россия. И.А. Евдокимов, Северо-Кавказский Екатеринбург, Россия; федеральный университет, Ставрополь, Редакционная коллегия: Россия; О.А. Фролова, Нижегородский государ- ственный инженерно-экономический Е.В. Абакумов, Санкт-Петербургский Ж.С. Есимбеков, Университет имени университет, Княгинино, Россия; государственный университет, Санкт- Шакарима города Семей, Семей, Ка- Петербург, Россия; захстан; В.Н. Хмелев, Бийский технологичес- кий институт Алтайского государст- И.В. Алтухов, ООО «Промышленные А.В. Заушинцена, Кемеровский госу- венного технического университета, технологические инновации», Иркутск, дарственный университет, Кемерово, Бийск, Россия; Россия; Россия; Ю.С. Хотимченко, Дальневосточный В.В. Бахарев, Самарский государствен- А.П. Каледин, Российский государ- федеральный университет, Владиво- ный технический университет, Самара, ственный аграрный университет – сток, Россия; Россия; МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Россия; А.Г. Храмцов, Северо-Кавказский фе- С.М. Бычкова, Санкт-Петербургский деральный университет, Ставрополь, государственный аграрный универси- Россия; тет, Пушкин, Россия; А.Г. Галстян, Всероссийский научно- А.Б. Капранова, Ярославский госу- С.В. Шахов, Воронежский государст- исследовательский институт молочной дарственный технический университет, венный университет инженерных тех- Ярославль, Россия; промышленности, Москва, Россия; нологий, Воронеж, Россия; И.А. Ганиева, АНО «Научно-образо- В.Г. Лобанов, Кубанский государст- И.В. Юдаев, Кубанский государст- вательный центр «Кузбасс», Кемерово, венный технологический университет, венный аграрный университет имени Россия; Краснодар, Россия; И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия. Материалы публикуются на условиях лицензии Учредитель, издатель и редакция: Кемеров- Дата выхода в свет 27.03.23 CC BY 4.0. ский государственный университет, 650000, Усл. п. л. 25,34. Тираж 500 экз. Выпускающий редактор: А.И. Лосева Россия, Кемеровская обл. – Кузбасс, Цена свободная. Выходит 4 раза в год Ответственный за выпуск: А.А. Кирякова г. Кемерово, Красная, 6 Литературный редактор: А.Ю. Курникова Подписной индекс по интернет-каталогу Литературный редактор: (англ. язык) Н.В. Рабкина тел.: +7 (3842) 58-80-24 агенства «Книга-Сервис» – 41672 Дизайн и компьютерная: верстка Е.В. Волкова e-mail: [email protected] Редактор онлайн версии: Е.В. Дмитриева Свидетельство о регистрации СМИ Адрес типографии: Кемеровский госу- ПИ № ФС77-72313 выдано Роскомнадзор дарственный университет, 650000, Россия, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Кемерово, © Кемеровский государственный пр. Советский, 73 университет, 2023. © Авторы, 2023

FOOD PROCESSING: TECHNIQUES AND TECHNOLOGY Issued since 1998 No. 1, Vol. 53, 2023 ISSN 2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online) Food Processing: Techniques and The Journal’s mission is to present, The Journal publishes scientific Technology is an open access, doubleblind integrate and disseminate the most articles, reviews, and research brieves peer-reviewed quarterly journal that important results of fundamental and in the following areas: food systems; encompasses a wide range in the food applied research in the food industry biotechnology; food production tech- industry and agricultural science in of Russia and the CIS countries. We nology; sanitation and health; eco- Russia and neighboring regions. aim to create scientific content that logy; biosecurity; zootechnics; electro- would reflect the current state of food technologies, agro-industrial machines The Journal is accepted by SCOPUS science. and equipment. For submission inst- and Russian Science Citation In- ructions, subscription and all other dex. Our open access policy follows The Journal is addressed to practicing information visit this journal online at the Budapest Open Access Initiative professionals, scientists, academics, and fptt.ru/en (BOAI). students. Editor-in-Chief Ivan F. Gorlov, Povolzhsky Research Olga A. Neverova, Kemerovo State Uni- Institute of Production and Processing versity, Kemerovo, Russia; Alexander Yu. Prosekov, Kemerovo State of Meat and Dairy Products, Volgograd, University, Kemerovo, Russia. Russia; Vasily N. Popov, Voronezh State Uni- versity of Engineering Technologies, Deputy Editor-in-Chief Galina M. Gritsenko, Siberian Federal Voronezh, Russia; Scientific Centre of Agro-Bio Tech- Andrey N. Petrov, All-Russia Dairy nologies of the Russian Academy of Sergei L. Tikhonov, Ural State University Research Institute, Moscow, Russia; Sciences, Krasnoobsk, Russia; of Economics, Yekaterinburg, Russia; Olga O. Babich, Immanuel Kant Baltic Nina I. Dunchenko, Timiryazev Russian Olga A. Frolova, Nizhni Novgorod Federal University, Kaliningrad, Russia. State Agrarian University, Moscow Ingineering-economic State University, Agricultural Academy, Moscow, Russia; Knyaginino, Russia; Editorial Board Member Ivan A. Evdokimov, North-Caucasus Vladimir N. Khmelev, Biysk Techno- Evgeny V. Abakumov, St. Petersburg Federal University, Stavropol, Russia; logical Institute, Altai State Technical State University, St. Petersburg, Russia; University, Biysk, Russia; Zhanibek S. Yessimbekov, Shakarim Igor V. Altukhov, Industrial Techno- University of Semey, Semey, Kazakhstan; Yuri S. Khotimchenko, Far Eastern logical Innovations LLC, Irkutsk, Federal University, Vladivostok, Russia; Russia; Alexandra V. Zaushintsena, Kemerovo State University, Kemerovo, Russia; Andrey G. Khramtsov, North-Caucasian Vladimir V. Bakharev, Samara State Federal University, Stavropol, Russia; Technical University, Samara, Russia; Anatoly P. Kaledin, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Sergey V. Shakhov, Voronezh State Uni- Svetlana M. Bychkova, St. Petersburg Agricultural Academy, Moscow, Russia; versity of Engineering Technologies, State Agrarian University, Pushkin, Voronezh, Russia; Russia; Anna B. Kapranova, Yaroslavl State Technical University, Yaroslavl, Russia; Aram G. Galstyan, All-Russia Dairy Research Institute, Moscow, Russia; Vladimir G. Lobanov, Kuban State Technological University, Krasnodar, Russia; Irina A. Ganieeva, Reasearch and Aca- Gazibeg O. Magomedov, Voronezh State Igor V. Yudaev, Kuban State Agrarian demic Centre «Kuzbass», Kemerovo, University of Engineering Technologies, University named after I.T. Trubilin, Russia; Voronezh, Russia; Krasnodar, Russia. All articles are licensed under a Creative Commons Founder, Publisher and Editorial: Kemerovo Date of issue March 27, 2023 Attribution 4.0 International License. State University, 6, Krasnaya Str., Kemerovo, Printed sheet 25,34 conventional printed Executive Editor: A.I. Loseva Kemerovo region – Kuzbass, 650000, Russia Publishing Editor: A.A. Kiryakova phone: +7(3842) 58-80-24 Circulation 500 cop. Editor and Proofreader: A.Yu. Kurnikova e-mail: [email protected] Open price. Issued 4 times a year English Editor: N.V. Rabkina Full-texts are available online at fptt.ru/en, Computer layout design: E.V. Volkova Printing Office: Kemerovo State University, elibrary.ru, e.lanbook.com, cyberleninka.ru Website Editor: E.V. Dmitrieva Sovetskiy Ave. 73, Kemerovo, Kemerovo region – Kuzbass, 650000, Russia © 2023, Kemerovo State University © 2023, Authors i

2023 Т. 53 № 1 / Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques and Technolog1 ISSN 2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online) Колонка редактора https://fptt.ru Пищевая и перерабатывающая промышленность агропромышленного комплекса и государственная России является стратегически важной отраслью поддержка, но и научный подход. В российских на- экономики, обеспечивающей национальную продо- учных организациях и университетах продолжается вольственную и экономическую безопасность. Про- активная работа по решению проблем производства изводство напитков является важным сегментом напитков и внедрению в отрасль результатов научных пищевой промышленности во всем мире. Российский исследований и разработок. сегмент напитков состоит на 57 % (при расчете в литрах) из безалкогольной продукции и на 43 % из Известным российским ученым винодельческой, алкогольной. пивоваренной и безалкогольной отраслей является академик РАН, доктор технических наук, профес- В России производители безалкогольных напит- сор, заслуженный деятель науки РФ Лев Арсенович ков предлагают широкий ассортимент продукции Оганесянц. Его научные исследования посвящены (чай, кофе, минеральная вода, сладкие газированные проблемам качества и безопасности винодельческой напитки, соки и сокосодержащие напитки, энергетики). и пивоваренной продукции, минеральных вод и без- Объем выпускаемой продукции позволяет обеспечить алкогольных напитков и созданию функциональных российский рынок и осуществить экспортные поставки. напитков для различных регионов и возрастных групп населения страны, а также новых технологий Сектор алкогольной промышленности занимает и технологических приемов. одно из лидирующих мест по инвестиционной прив- лекательности в нашей стране. В его структуре прео- Л. А. Оганесянц ведет большую общественную, бладают пиво и пивные напитки (81 % от суммар- научную и педагогическую работу. Научная школа, ного выпуска алкоголя в стране), на втором месте – сформированная Львом Арсеновичем, широко из- водка и ликероводочные изделия (10 %), на третьем вестна в России и за рубежом. Научные результаты, месте – вина (5 %). В период 2017–2021 гг. более полученные академиком РАН Л. А. Оганесянцем и 91 % алкоголя, предложенного к продаже в России, его учениками, вносят неоценимый вклад в развитие производилось отечественными производителями. отечественных напитков. В 2022 г. в результате антироссийских санкций Под руководством Л. А. Оганесянца проводятся сегмент напитков столкнулся с серьезными пробле- научные исследования в рамках международных мами: осложнились закупки и поставки порошковых проектов в сотрудничестве с учеными и специалис- ингредиентов и концентратов зарубежных произво- тами из других стран. Он проводит серьезную работу дителей, а также кардинально изменился рынок как по развитию научных и профессиональных связей с алкогольной, так и безалкогольной продукции. международной организацией виноградарства и вино- делия и рядом стран, входящих в ее состав. По данным Росалкогольрегулирования, несмотря на сложившуюся ситуацию, производство алкоголь- Научная новизна и практическая значимость мно- ных напитков всех видов в России в 2022 г. выросло голетних исследований Л. А. Оганесянца представ- на 2,24 % в сравнении с 2021-м годом. По оценке лены в многочисленных публикациях, авторских сви- правительства, в стране 55 % рынка вина приходится детельствах и патентах, которые внедрены на пред- на отечественное вино, а также фиксируется рост про- приятиях России и за рубежом. изводства винодельческой продукции более чем на 9 % по отношению к 2021 г. Производители отмечают Вклад Льва Арсеновича в развитие винодельческой, соответствие качества отечественного выдержанно- пивоваренной и безалкогольной отраслей оценен мно- го вина мировому уровню. География российского жеством государственных и международных наград. виноградарства и виноделия постоянно расширяется. Рынок безалкогольных напитков активно осваивают 29 марта академик РАН Л. А. Оганесянц отмечает отечественные производители с многолетней историей. свой 75-летний юбилей. Редакция журнала «Техника и технология пищевых производств» присоединяется Импортозамещение является одним из приори- к поздравлениям и желает Льву Арсеновичу крепкого тетов отечественного производства всех видов на- здоровья и благополучия, неиссякаемой энергии для питков. Для этого необходимы не только ресурсы реализации новых замыслов и проектов, поддержки близких, коллег и учеников! Главный редактор журнала А. Ю. Просеков «Техника и технология пищевых производств», член-кор. РАН, профессор ii

2023 Т. 53 № 1 Гурский И. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. aТn. d53T.e№chn1o.loСg.y1II–SS1SS2NN 2074-9414 (Print) 2313-1748 (Online) / Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2410 Оригинальная статья https://elibrary.ru/AUQCPD https://fptt.ru Влияние технологических факторов на воздушную фазу взбитых кисломолочных десертов И. А. Гурский* , А. А. Творогова , Москва, Россия Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности Поступила в редакцию: 14.04.2022 *И. А. Гурский: [email protected], Принята после рецензирования: 16.05.2022 https://orcid.org/0000-0002-8177-3472 Принята к публикации: 07.06.2022 А. А. Творогова: https://orcid.org/0000-0001-7293-9162 © И. А. Гурский, А. А. Творогова, 2023 Аннотация. Производство взбитых кисломолочных десертов, в том числе потребляемых в размороженном виде, способствует расширению ассортимента функциональных продуктов питания. Формоустойчивость взбитого десерта определяется дисперсностью воздушной фазы. Цель работы заключалась в изучении влияния состава и способа производства взбитого кисломолочного десерта, потребляемого в размороженном виде, на дисперсность и стабильность воздушной фазы в процессе его хранения и размораживания. Объектами исследования являлись взбитые кисломолочные десерты с желатином и пектином (№ 1 и 2), с различным содержанием ферментированной основы (№ 1 и 3) и желатина (№ 3 и 5) и с концентратом сывороточных белков (№ 4). Для контроля динамической вязкости использовали методы ротационной вискозиметрии, для изучения дисперсности структурных элементов – микроструктурные методы. Установлено, что смеси для десертов с содержанием 1,3 % пектина характеризуются более высокими значениями динамической вязкости (в 3,8 раза), чем с 1,3 % желатина. Дополнительное введение 3 % концентрата сывороточных белков способствовало повышению вязкости смеси в 4,4 раза и взбитости десерта в 1,4 раза, а также стабильности воздушной фазы при размораживании. В десерте с желатином, произведенным путем ферментации молочной основы (№ 3), через 24 ч хранения при температуре 4 ± 2 °С отметили воздушные пузырьки с меньшим средним диаметром (на 21 мкм) в сравнении с десертом с 30 % йогурта. Увеличение количества желатина до 2 % не привело к повышению динамической вязкости смеси, но в 1,3 раза повысило взбитость десерта и отрицательно сказалось на дисперсности воздушной фазы. Воздушная фаза взбитых кисломолочных десертов была менее стабильна при введении пектина. В результате проведенного исследования установлено влияние гелеобразователей, концентратов сывороточных белков и ферментированной основы на дисперсность и стабильность воздушной фазы кисломолочных десертов. Установлено отрицательное влияние пектина на дисперсность воздушной фазы размороженных десертов. Увеличение содержания ферментированной основы и желатина, а также использование концентратов сывороточных белков повышает стабильность воздушной фазы в течение 24 ч хранения при температуре 4 ± 2 °С. Результаты исследования могут быть использованы при разработке технологий производства взбитых кисломолочных десертов и их хранения в размороженном состоянии. Ключевые слова. Кисломолочные продукты, замороженные продукты, дисперстность, стабилизатор, гелеобразователь, концентрат сывороточных белков, размораживание, хранение Финансирование. Статья подготовлена в рамках выполнения исследований по государственному заданию ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН. Для цитирования: Гурский И. А., Творогова А. А. Влияние технологических факторов на воздушную фазу взбитых кисломолочных десертов // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1–12. https://doi. org/10.21603/2074-9414-2023-1-2410 1

Gurskiy I.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12 https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2410 Original article https://elibrary.ru/AUQCPD Available online at https://fptt.ru/en The Impact of Technological Factors on the Air Phase of Defrosted Fermented-Milk Desserts Igor A. Gurskiy* , Antonina A. Tvorogova All-Russian Scientific Research Institute of Refrigeration Industry , Moscow, Russia Received: 14.04.2022 *Igor A. Gurskiy: [email protected], Revised: 16.05.2022 https://orcid.org/0000-0002-8177-3472 Accepted: 07.06.2022 Antonina A. Tvorogova: https://orcid.org/0000-0001-7293-9162 © I.A. Gurskiy, A.A. Tvorogova, 2023 Abstract. Whipped desserts made of fermented milk are very popular. They also make it possible to expand the range of functional products. The consumer properties of defrosted desserts depend on the air phase. This research featured the impact of different formulations and methods on the dispersion of the air phase in the process of defrosting fermented-milk desserts. The study featured several samples of whipped fermented desserts. Sample 1 contained gelatin; Sample 2 contained pectin. Samples 1 and 3 had different contents of fermented foundation while Samples 3 and 5 differed in the amount of gelatin stabilizer. Sample 4 contained a whey protein concentrate. The dispersion of structural elements was measured using microstructural methods. The experiments included the quality parameters of mixes, as well as the dispersion of air phase in the frozen state and after 24 h of storage at 4 ± 2°С. The viscosity of the sample with pectin exceeded that with gelatin by 3.8 times. Extra whey protein increased the viscosity by 4.4 times and the overrun – by 1.4 times. In the whey protein sample, the average diameter of air bubbles was 36 µm after 24 h of storage at 4 ± 2°С and 50 µm after 12 months, while in the sample without protein it was 48 and 86 µm, respectively. Sample 3, which had a greater fermentation, demonstrated a smaller average diameter of air bubbles (by 21 µm) after 24 h of storage than the sample with yogurt. The sample with extra gelatin increased the overrun by 1.3 times and negatively affected the dispersion of the air phase. After 24 h of storage, the average diameter of the air bubbles in the sample with an increased content of stabilizer was higher by 27 µm. The air phase was less stable in the sample with pectin. The research established the effect of gelling agents, whey protein concentrates, and fermented foundation on the dispersion and stability of the air phase in fermented-milk desserts. Pectin appeared to have a negative effect on the air phase during defrosting and caused excessive condensation and drainage. The increasing amount of fermented base and gelatin, as well as the use of whey protein concentrates, increased the stability of the air phase during 24 h of storage at 4 ± 2°С. The research results could be used to develop new production technologies of overrun fermented desserts and their preservation in the defrosted state. Keywords. Dairy products, frozen products, dispersion, stabilizer, gelling agent, whey protein concentrate, defrosting, storage Funding. The research was part of the State task to V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS. For citation: Gurskiy IA, Tvorogova AA. The Impact of Technological Factors on the Air Phase of Defrosted Fermented-Milk Desserts. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414- 2023-1-2410 Введение и жировые глобулы [1, 2]. Органолептический За последнее время увеличилось потребление показатель «кремообразная консистенция» и тер- взбитых продуктов, характеризуемых кремообраз- моустойчивость десертов зависят от состояния ной консистенцией. Расширить ассортимент такой воздушной фазы и ее стабильности [3]. продукции можно за счет кисломолочных десертов, изготовляемых по технологии мороженого и пот- Формирование воздушной фазы происходит в ребляемых в размороженном виде. Кисломолочные процессе фризерования смеси. Одновременно с десерты, как и мороженое, являются сложными насыщением смеси воздухом происходит ее охлаж- структурированными продуктами, в плазме которых дение, замораживание и образование кристаллов распределены кристаллы льда, пузырьки воздуха льда, в результате чего нарастает вязкость [4]. Изменение вязкости влияет на размер образующихся 2

Гурский И. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1–12 воздушных пузырьков [5]. Помимо вязкости, к Учитывая недостаточное количество данных факторам, влияющим на состояние пузырьков воздуха, о состоянии воздушной фазы в размороженных относятся способы производства взбитых продуктов десертах, целью данной работы являлось изучение и их композиционный состав (качественный и влияния различных технологических факторов на количественный состав стабилизаторов, эмульгаторов, дисперсность воздушной фазы в процессе хранения жиров и белков) [6–12]. и размораживания. Производство кисломолочных десертов воз- Объекты и методы исследования можно двумя способами: внесение кисломолочных Материалы. В настоящем исследовании в ка- продуктов (сметаны, ряженки, кефира, йогурта) честве материалов выступили желатин 180 bloom в смесь на молочной основе или смешивание (Ewald, Германия), низкоэтерефицированный цит- ферментированной молочной основы с сиропом русовый пектин (AndrePectin, Китай), инулин из сахаров. В процессе ферментации происходят (CosucraGroupeWarcoing S.A., Бельгия), фруктоза коагуляция белка, образование структуры в виде (НоваПродукт АГ, Россия), мальтодекстрин (OMNIA матрицы, удерживающей воду, и нарастание вяз- NISASTA SAN. TIC. A.S., Турция), молоко сухое кости [13]. От количества ферментированной ос- обезжиренное (Evolution Food, Россия), концентрат новы зависит прочность матрицы. В работе [14] было сывороточного белка (Mlekovita, Польша), эмуль- рассмотрено влияние разного количества внесенного гатор Е471 (Мир добавок, Китай), йогурт с массовыми йогурта на дисперсность воздушной фазы, но не долями жира 1,5 % и сухого обезжиренного мо- изучено влияние различных компонентов на ее лочного остатка 9,1 %, крестьянское масло с массовой стабильность в процессе размораживания. долей жира 72,5 % и молоко цельное 3,2 % жира, приобретенные в местных магазинах (Россия). Основными механизмами изменения пу- Объекты. В данной работе объектом исследо- зырьков воздуха являются коалесценция, дис- вания являлись взбитые кисломолочные десерты пропорционирование (созревание Оствальда) и в замороженном и размороженном состояниях, дренаж [15–17]. Для производства разморожен- нутриентный состав которых представлен в ных десертов используют стабилизаторы-геле- таблице 1. При приготовлении образцов № 1 и 2 в образователи. Благодаря вязкости, создаваемой молочную основу вносили 30 % йогурта, образцы стабилизатором, можно избежать дренажа за счет № 3–5 изготавливали с использованием заквасочных увеличения прочности матрицы, удерживающей микроорганизмов и фруктозного сиропа. фазы десерта. Такими стабилизаторами-гелеобразо- Производство десерта. Процесс производства вателями могут быть различные виды желатина и кисломолочного десерта состоял из следующих пектина, применяемые в производстве кондитерс- основных операций: смешивание сырьевых ких изделий [18]. При технологически необхо- компонентов по рецептуре, подогрев смеси до димом высоком содержании стабилизатора-геле- 45 °С и ее фильтрование, пастеризация смеси при образователя смесь десерта приобретает высокую температуре 85 °С с выдержкой 3 мин и ее гомо- вязкость и подается во фризер при температуре генизация при температуре 75 °С и давлении на около 20 °С [14]. Высокая изначальная температура 1 ступени 19,0–21,0 МПа, на второй ступени – обуславливает длительное нахождение смеси во фри- 3,0–5,0 МПа. При изготовлении образцов № 1 и 2 зере, что способствует снижению среднего размера молочную основу охлаждали до 20 °С и смешивали с пузырьков воздуха [19]. Белки также выполняют йогуртом в соотношении 7:3. Смеси образцов № 3–5 роль загустителя за счет влагоудерживающей спо- охлаждали до 40 °С, вносили закваску, состоящую из собности и оказывают влияние на стабильность воз- Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii душной фазы, повышая способность к насыщению ssp. Bulgaricus, сквашивали при 40 °С до титруемой воздухом и изменяя поверхностное натяжение между кислотности 100 °Т, охлаждали до 20 °С и смешивали фазами [20, 21]. На этапе формирования пузырь- с фруктозным сиропом, приготовленным из фрук- ков воздуха во фризере происходит их дополнитель- тозы и воды в соотношении 1:1. Охлажденные смеси ная стабилизация агломерированным жиром из-за фризеровали до температуры десерта –5 °С. Затем деэмульгирующей способности эмульгаторов. Ранее десерт фасовали в тару из полистирола объемом было установлено влияние белков на поверхностное 150 мл и выдерживали с целью закаливания при натяжение на границе раздела фаз, что приводило температуре –30 °С 3 дня. Готовый десерт хранили к увеличению содержания воздуха во взбитом про- при температуре –18 °С. дукте [22, 23]. Процесс размораживания оказывает Методы. Исследование динамической вязкости влияние на дисперсность воздушной фазы [14]. При смесей для мороженого проводили с использова- увеличении температуры структурно-механичес- нием реовискозиметра DV2+Pro с программным кие показатели быстро трансформируются, воздуш- обеспечением Rheocalc V3 1-1 (BrookField, США) ная фаза при размораживании взбитых десертов в соответствии с [14]. будет изменяться значительно быстрее, чем в период хранения при отрицательных температурах [24]. 3

Gurskiy I.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12 Таблица 1. Нутриентный состав исследуемых образцов десерта Table 1. Nutrient composition of the dessert samples Название нутриента Содержание нутриентов, % Молочный жир №1 №2 №3 №4 №5 Сухой обезжиренный молочный остаток 2,5 2,5 Фруктоза 11,0 2,5 2,5 2,5 11,0 Желатин 10,0 10,0 Пектин 1,3 11,0 11,0 11,0 2,0 Эмульгатор – – Концентрат сывороточного белка 0,3 10,0 10,0 10,0 0,3 Инулин – – Мальтодекстрин 6,0 – 1,3 1,3 6,0 Сухие вещества (всего) 2,0 2,0 Вода 33,1 1,3 – – 33,8 Итоговое количество ферментированной части, % 66,9 66,2 30,0 0,3 0,3 0,3 80,0 – – 3,0 6,0 6,0 6,0 2,0 2,0 2,0 33,1 33,1 36,1 66,9 66,9 63,9 30,0 80,0 80,0 Взбитость (%) определяли весовым методом основы (образцы № 1 и 2, № 3–5), вид гелеобразо- на основе массы одного и того же объема смеси и вателей (образцы № 1 и 2), массовую долю гелеоб- мороженого согласно [2] по формуле (1): разователя (образцы № 3 и 5) и дополнительное применение концентрата сывороточного белка Взбитость = М 1 − М 2 ×100 (1) (образцы № 3 и 4). М2 Показатели, влияющие на состояние воздуш- где М1 – масса смеси, г; М2 – масса мороженого, г; 100 – ной фазы в десертах. На первой стадии исследова- коэффициент пересчета отношения в проценты, %. ния определяли показатели, оказывающие прямое влияние на состояние воздушной фазы десертов Оценку стаFб(иDл)ь=но(сbт×иDв)оaз×дуeш−bн× Dой фазы проводили в замороженном и размороженном состояниях: с использованием микроскопа CX41RF (OLYMPUS, динамическую вязкость смеси и взбитость продукта. При оценке показателя «динамическая вязкость» Япония) со встроенной фотокамерой и програм- установлено, что при прочих равных условиях вид гелеобразователя оказывает влияние на этот мным обеспечением ImageScope M (СМА, Россия). показатель. Вязкость смеси при использовании пектина в 3,7 раза больше, чем при использова- Для исследования воздушной фазы небольшое нии желатина (образцы № 1 и 2). Это обусловлено способностью пектина в присутствии сахаров количество подготовленного образца наносили на формировать вязкие гели. Влияние на динамичес- кую вязкость оказало дополнительное введение предметное стекло, накрывали покровным стеклом концентрата сывороточного белка. Динамическая вязкость образцов № 3 и 4 отличалась в 4,5 раза и устанавливали на предметный столик микроскопа. (табл. 2). Исследования проводили при увеличении в 100 раз. На показателе «взбитость» десертов сказалось присутствие белков как в составе стабилизационной Для каждого образца проводили 8–10 фотоснимков системы, так и в виде дополнительно вносимого концентрата сывороточного белка. Наименьшая и определяли диаметр не менее 500 пузырьков способность к насыщению смеси воздухом уста- новлена при использовании гелеобразователя, воздуха. Рассчитывали средний диаметр пузырьков не являющегося белком (образец № 2), и полиса- харида пектина (взбитость 44 %), наибольшая – воздуха о(тD5ср0),даотВ1а0зкб0жиметкоимсхтиько=слвиыМчше1 −сетМ1в0е20н×нм1у0кю0м.дКорлиювыдое в образце № 4 при использовании концентрата 50 мкм, сывороточного белка (92 %). Массовая доля же- распределения строили в MathcМad2 (версия 14; PTC, латина (белка) также сказалась на способности смеси к насыщению смеси воздухом. Образцы № 3 Массачусетс, США) в соответствии с уравнением (2): и 5 с массовыми долями стабилизатора 1 и 1,7 % соответственно отличались по взбитости в 1,3 раза F(D) = (b × D)a × e−b × D (2) (табл. 2). Статистическая обработка. Статистическая об- работка проводилась с использованием программы Past (версия 4.03; OyvindHammer, Норвегия). Исполь- зовали однофакторный дисперсионный анализ (One-way ANOVA) (= 95 %) и применяли тест Tukey для попарного сравнения образцов. Результаты и их обсуждение В качестве технологических факторов, потен- циально влияющих на показатели качества десер- та, рассматривали количество ферментированной 4

Гурский И. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1–12 Таблица 2. Показатели вязкости и взбитости образцов десерта Table 2. Indicators of viscosity and overrun in the dessert samples Показатель №1 №2 Образец №4 №5 5,2 ± 0,2 19,6 ± 0,3 №3 23,0 ± 0,1 5,2 ± 0,2 Динамическая вязкость смеси, Па·с 65,5 ± 6,6 44,5 ± 4,5 92,0 ± 9,3 86,3 ± 8,7 Взбитость десерта, % 5,1 ± 0,1 65,8 ± 6,7 Таблица 3. Показатели дисперсности воздушных пузырьков в десертах при температуре 4 ± 2 °С после закаливания Table 3. Indicators of dispersion of air bubbles in the desserts at 4 ± 2°C after hardening Образец Время выдержки,ч Dср, мкм Доля воздушных пузырьков, % №1 №2 0 33,97 ± 1,14 до 50 мкм от 50 до 100 мкм более 100 мкм №3 4 36,36 ± 1,49 №4 8 40,20 ± 1,85 80,6 19,0 0,4 №5 16 46,47 ± 3,56 24 69,93 ± 5,49 77,5 19,7 2,8 0 28,93 ± 1,21 4 30,28 ± 1,19 75,7 20,6 3,7 8 31,35 ± 1,91 16 30,37 ± 2,39 66,4 22,7 10,9 24 32,62 ± 4,72 0 37,47 ± 1,33 35,2 43,1 21,7 4 39,86 ± 1,88 8 42,93 ± 2,47 88,3 10,8 0,9 16 54,56 ± 5,07 24 48,69 ± 4,97 84,8 14,7 0,5 0 38,72 ± 1,52 4 42,81 ± 1,89 84,3 11,6 4,1 8 33,90 ± 1,55 16 38,74 ± 2,44 85,6 10,6 3,8 24 36,23 ± 2,89 0 35,43 ± 1,21 82,4 10,2 7,4 4 36,29 ± 1,45 8 38,60 ± 1,72 74,6 23,8 1,6 16 67,68 ± 4,11 24 44,64 ± 3,31 71,8 24,4 3,8 73,0 19,5 7,5 58,9 25,0 16,1 69,2 17,6 13,2 73,9 24,1 2,0 65,9 30,3 3,8 82,4 14,1 3,5 74,0 19,2 6,8 81,6 8,9 9,5 79,8 18,6 1,6 76,7 21,5 1,8 75,4 20,1 4,5 37,4 40,7 21,9 69,1 20,4 10,5 Состояние воздушных пузырьков в десертах образце № 1 было установлено значимое (p < 0,05) при температуре 4 ± 2° С. Воздушную фазу образцов изменение среднего диаметра через 8 ч с начала десерта изучали в замороженном состоянии и при хранения при температуре 4 ± 2 °С. выдерживании при температуре 4 ± 2 °С в течение 4, 8, 16 и 24 ч после закаливания и через 3 месяца Размораживание не оказало значимого влияния хранения в замороженном состоянии. Результаты на средний размер пузырьков воздуха образца № 2 определения средних размеров воздушных пу- (p > 0,05). Количество пузырьков воздуха до 50 мкм зырьков и их количественных долей до 50 мкм, снизилось за 24 ч на 6 %, а свыше 100 мкм уве- от 50 до 100 мкм и более 100 мкм представлены в личилось на 6 %. При оценке стабильности воздуш- таблицах 3 и 4. ных пузырьков в данном образце установлено, что высокое содержание мелких пузырьков воздуха в Данные по влиянию времени выдерживания об- размороженном десерте не гарантирует высокую разцов десертов при температуре 4 ± 2 °С на средний стабильность структуры десерта в этом состоянии. диаметр пузырьков воздуха, приведенные в таблице 3, Общее содержание воздушной фазы в этом десерте позволили установить динамику дисперсности воз- оценено как невысокое. Причиной может быть про- душных пузырьков при размораживании десерта. В цесс переконденсации крупных пузырьков в резуль- тате дренажа из-за слабой структуры геля пектина. 5

Gurskiy I.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12 Таблица 4. Показатели дисперсности воздушных пузырьков в десертах при температуре 4 ± 2 °С через 3 месяца хранения в замороженном виде Table 4. Indicators of dispersion of air bubbles in the desserts at 4 ± 2°C after 3 months of frozen storage Образец Время выдержки, ч Dср, мкм Доля до 50 мкм, % Доля от 50 до 100 мкм, % Доля более 100 мкм, % №1 №2 0 40,60 ± 2,03 74,2 23,2 2,6 №3 8 43,34 ± 2,34 71,3 23,5 5,2 24 73,26 ± 7,09 33,2 45,8 21,0 №4 0 37,86 ± 1,65 77,8 21,3 0,9 №5 8 29,72 ± 1,35 88,8 10,6 0,6 24 23,66 ± 3,75 92,2 3,9 3,9 0 38,80 ± 1,84 74,3 22,9 2,8 8 35,80 ± 2,07 79,6 17,2 3,2 24 49,29 ± 6,33 70,6 14,6 14,8 0 40,22 ± 1,92 70,5 27,1 2,4 8 31,47 ± 1,68 84,3 13,2 2,5 24 56,32 ± 6,96 63,1 16,3 20,6 0 40,63 ± 1,87 73,0 24,1 2,9 8 47,08 ± 3,05 68,3 21,9 9,8 24 76,79 ± 6,92 31,1 39,9 29,0 Установлено увеличение среднего диаметра и при хранении при температуре 4 ± 2 °С после доли пузырьков воздуха с размером выше 100 мкм замораживания сопоставимых факторов: количества в процессе размораживания в образцах № 3 и 5. ферментированной основы, дополнительного введе- ния сывороточных белков, разновидности стабилиза- Наиболее стабильна при размораживании воз- тора-гелеобразователя и количества стабилизатора душная фаза у образца № 4. Разница между наи- белкового происхождения. меньшим и наибольшим средним диаметром в про- цессе размораживания составила 6,5 мкм, между Анализ влияния количества ферментированной количественными долями до 50 мкм, от 50 до 100 мкм основы на дисперсность воздушной фазы десертов. и свыше 100 мкм – 19,5, 21,4 и 7,5 % соответственно. Анализ воздушной фазы образцов № 1 и 3 с массо- вой долей ферментированной основы 30 и 80 % Провели анализ дисперсности воздушной фазы соответственно одного и того же нутриентного десертов через 3 месяца хранения с последующим состава позволил установить значимость ее влияния выдерживанием при температуре 4 ± 2 °С в течение на дисперсность воздушной фазы. В процессе раз- 24 ч (табл. 4). При сравнении дисперсности воздуш- мораживания образцов после закаливания были ной фазы десертов после закаливания (табл. 3) и через установлены значимые различия (р < 0,05) сред- 3 месяца хранения до выдерживания при темпера- них диаметров на протяжении всего процесса раз- туре 4 ± 2 °С установлено, что увеличился диаметр мораживания. Установлено, что средний диаметр воздушных пузырьков в образцах № 1 на 19,5 %, воздушных пузырьков в этих образцах после за- № 2 – на 30 %, № 5 – на 14,6 %. каливания заметно не отличался (разница 3,5 мкм). Различия в значении этого показателя через 24 ч При размораживании через 3 месяца хранения выдерживания при температуре 4 ± 2 °С составили образец № 2 имел наименьший средний размер 21 мкм. Различия среднего диаметра при темпера- пузырьков воздуха. Размеры пузырьков воздуха туре хранения 4 ± 2 °С также подтверждаются через образцов № 1 и 3–5 в процессе размораживания 3 месяца хранения десертов в замороженном сос- увеличивались. Микрофотографии, свидетельст- тоянии. Хотя в замороженном виде через 3 месяца вующие об этом, представлены на рисунках 1 и 2. хранения не было установлено значимых различий (p > 0,05) среднего диаметра воздушных пузырьков, Как следует из данных, приведенных в таб- через 8 и 24 ч этот показатель в образцах № 1 и 3 лицах 3 и 4 и на рисунке 2, в процессе хранения существенно отличался (р < 0,05). Образец № 1 десертов при температуре 4 ± 2 °С средний диа- характеризовался значительно не отличающимися метр воздушных пузырьков как уменьшался, так и размерами средних диаметров воздушных пузырь- увеличивался. Это связано с увеличением под- ков через 8 и 24 ч хранения при температуре 4 ± 2 °С вижности размороженной плазмы мороженого после закаливания и через 3 месяца хранения в за- и протеканием ранее отмеченных в образце с мороженном состоянии. Различия в дисперсности пектином процессов переконденсации и дренажа воздушных пузырьков. В связи с этим целесообразно провести сравнительный анализ влияния на дисперс- ность воздушной фазы кисломолочных десертов 6

Гурский И. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1–12 123 45 Рисунок 1. Микрофотографии пузырьков воздуха образцов десертов до размораживания через 3 месяца хранения: 1 – с внесением 30 % йогурта с желатином; 2 – с внесением 30 % йогурта с пектином; 3 – заквашенного с желатином; 4 – заквашенного с концентратом сывороточного белка; 5 – заквашенного с увеличенным количеством желатина Figure 1. Air bubbles before defrosting after 3 months of storage: 1 – with extra 30% yogurt with gelatin; 2 – with extra 30% yogurt with pectin; 3 – fermented with gelatin; 4 – fermented with whey protein concentrate; 5 – fermented with extra gelatin 123 45 Рисунок 2. Микрофотографии пузырьков воздуха образцов десерта через 24 ч размораживания после 3 месяца хранения: 1 – с внесением 30 % йогурта с желатином; 2 – с внесением 30 % йогурта с пектином; 3 – заквашенного с желатином; 4 – заквашенного с концентратом сывороточного белка; 5 – заквашенного с увеличенным количеством желатина Figure 2. Air bubbles after 24 h of defrosting after 3 months of storage: 1 – with extra 30% yogurt with gelatin; 2 – with extra 30% yogurt with pectin; 3 – fermented with gelatin; 4 – fermented with a whey protein concentrate; 5 – fermented with extra gelatin воздушной фазы по показателю «средний размер При ферментации всей смеси образующаяся сетка воздушных пузырьков» могут быть обусловлены из белков формирует более прочную структуру, влиянием структуры, образуемой белковыми мо- чем при внесении 30 % кисломолочного продукта. лекулами в присутствии разного количества Это способствует более прочному удерживанию молочной кислоты в ферментированных основах. воздушных пузырьков в структуре. 7

Gurskiy I.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12 Наибольшая стабильность воздушной фазы в ния через 8 ч были установлены значимые различия десертах с более высоким содержанием фермен- между образцами. Средний диаметр пузырька воздуха тированной основы отмечена при определении был ниже на 12 мкм в образце № 4. распределения воздушных пузырьков по размерам по показателю «плотность распределения числа Наиболее заметно влияние концентрата сыво- воздушных пузырьков». Количественная доля роточного белка на дисперсность воздушной фазы пузырьков воздуха до 50 мкм в образце № 3 до размороженных десертов выявлено через 12 ме- размораживания после закаливания была выше сяцев хранения. В образцах № 3 и 4 определено на 6 %, по сравнению с образцом № 1, через 24 ч существенное различие средних диаметров, а так- различие составило 34 %. Несмотря на то что через же долей пузырьков воздуха до 50 мкм (табл. 5). 3 месяца хранения доля пузырьков воздуха в образцах Полученные результаты позволяют говорить о № 1 и 3 до начала размораживания не отличалась, положительном влиянии концентрата сыворо- через 24 ч хранения при температуре 4 ± 2 °С разница точного белка на стабильность воздушной фазы составила 37 %. Это подтверждает положительное размороженного взбитого десерта при его длительном влияние массовой доли ферментированной основы хранении. на стабильность воздушной фазы (рис. 3). Анализ влияния вида гелеобразователей на Анализ влияния дополнительного внесения дисперсность воздушной фазы десертов. При белка на дисперсность воздушной фазы десертов. температуре хранения 4 ± 2 °С образцов № 1 Установлено, что внесенный концентрат сыво- (с желатином) и 2 (с пектином) после закаливания роточного белка в образце № 4 не оказал поло- были установлены значимые различия (р < 0,05) жительного влияния на дисперсность пузырьков между средними размерами пузырьков воздуха на воздуха в процессе их формирования. Значимые каждом этапе исследования. Изначально в образце отличия в среднем диаметре воздушных пузырь- с пектином отмечен меньший средний размер ков в образцах № 3 и 4 в процессе хранения при пузырьков воздуха. На этапе закаливания между температуре 4 ± 2 °С выявлены после закаливания образцами разница в среднем диаметре составила на всех интервалах. На рисунке 4 представлены 5 и 37 мкм через 24 ч при температуре хранения сравнительные данные по распределению пузырь- 4 ± 2 °С (рис. 5). Значимые различия в значении ков воздуха по размерам образцов с и без кон- среднего диаметра воздушных пузырьков в образцах центрата сывороточного белка в замороженном в процессе размораживания установлены через десерте и через 24 ч хранения при температуре 3 месяца. В замороженном виде этот показатель в 4 ± 2 °С. При размораживании через 3 месяца хране- образце № 1 был выше на 2,7 мкм, а через 24 ч разница средних размеров составляла уже 49 мкм. Плотность распределения числа пузырьков,1,6 %/мкм 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Диаметр воздушных пузырьков, мкм № 1 (0 ч) № 1 (24 ч) № 3 (0 ч) № 3 (24 ч) Рисунок 3. Распределение пузырьков воздуха образцов десерта до и после размораживания образцов № 1 и 3 после закаливания Figure 3. Dispersion of air bubbles before and after defrosting: Sample 1 with extra 30% yogurt with gelatin and Sample 3 fermented with gelatin, after hardening 8

Гурский И. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1–12 Плотность распределения числа пузырьков, 5,0 %/мкм 4,5 4,0 3,5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 3,0 Диаметр воздушных пузырьков, мкм 2,5 № 3 (0 ч) № 3 (24 ч) № 4 (0 ч) № 4 (24 ч) 2,0 1,5 1,0 0,5 0 0 Рисунок 4. Распределение пузырьков воздуха образцов десерта до и после размораживания образцов № 3 и 4 после закаливания Figure 4. Dispersion of air bubbles before and after defrosting: Sample 3 fermented with gelatin and Sample 4 fermented with a whey protein concentrate, after hardening Таблица 5. Показатели дисперсности воздушных пузырьков в размороженных десертах при температуре 4 ± 2 °С через 12 месяцев хранения в замороженном виде Table 5. Dispersion of air bubbles in defrosted desserts at 4 ± 2°C after 12 months of frozen storage Образец Время выдержки, ч Dср, мкм Доля до 50 мкм, % Доля от 50 до 100 мкм, % Доля более 100 мкм, % №3 0 34,9 ± 1,9 80,6 17,2 2,2 №4 8 49,7 ± 3,7 59,7 31,0 9,3 24 86,0 ± 6,9 25,6 40,3 34,1 0 33,6 ± 1,7 81,7 16,5 1,8 8 42,7 ± 3,2 70,0 22,9 7,1 24 50,4 ± 4,8 68,8 14,1 17,1 В процессе хранения за 3 месяца средний диаметр воздушных пузырьков до 50 мкм снизилась через воздушных пузырьков образца № 1 увеличился на 24 ч размораживания до 35 % после закаливания и 6 мкм, а образца № 2 на 9 мкм. до 33 % через 3 месяца хранения. Дисперсионный анализ показал, что при тем- Анализ влияния количества стабилизатора на пературе 4 ± 2 °С в течение 8 и 24 ч в образцах десер- дисперсность воздушной фазы десертов. В образ- тов после закаливания и через 3 месяца хранения цах № 3 и 5 были установлены значимые различия значимых различий в распределении воздушных среднего размера пузырьков воздуха при размора- пузырьков по размерам нет (p > 0,05). Несмотря на то живании после закаливания с 4 до 16 ч. Закаленные что образец № 2 характеризовался меньшим средним образцы и через 24 ч размораживания не имели диаметром, чем образец № 1 при размораживании, значимых различий по этому показателю (p > 0,05) это не свидетельствует о большей стабильности воз- (рис. 6). Было установлено значимое различие об- душной фазы данного образца из-за протекающего разцов десерта при размораживании через 3 ме- процесса переконденсации. Это объясняет увеличе- сяца хранения через 8 и 24 ч. Средний размер ние количества более мелких пузырьков воздуха и пузырьков воздуха в образце № 5 на 12 мкм выше смещение графика распределения. Доля пузырьков через 8 ч размораживания и на 27 мкм выше через воздуха до 50 мкм не изменялась при разморажи- 24 ч размораживания по сравнению с образцом вании и составляла в среднем 85 %, а через 3 месяца № 3. Были установлены значимые различия между увеличилась до 92 %. В образце с желатином доля значениями среднего диаметра в процессе раз- 9

Gurskiy I.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12 Плотность распределения числа пузырьков, 5,0 %/мкм 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Диаметр воздушных пузырьков, мкм № 1 (0 ч) № 1 (24 ч) № 2 (0 ч) № 2 (24 ч) Рисунок 5. Распределение пузырьков воздуха образцов десерта до и после размораживания образцов № 1 и 2 после закаливания Figure 5. Dispersion of air bubbles before and after defrosting: Sample 1 with extra 30% yogurt with gelatin and Sample 2 with extra 30% yogurt with pectin, after hardening Плотность распределения числа пузырьков, 5,0 %/мкм 4,5 4,0 3,5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 3,0 Диаметр воздушных пузырьков, мкм 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 0 № 3 (0 ч) № 3 (24 ч) № 5 (0 ч) № 5 (24 ч) Рисунок 6. Распределение пузырьков воздуха образцов десерта до и после размораживания образцов № 3 и 5 после закаливания Figure 6. Dispersion of air bubbles before and after defrosting: Sample 3 fermented with gelatin and Sample 5 fermented with extra gelatin, after hardening мораживания между закаливанием и 3 месяцами Это свидетельствует об отрицательном влиянии на хранения. Количественные доли пузырьков воз- дисперсность воздушной фазы повышенной доли духа до 50 мкм после закаливания при размора- желатина. Смещение графиков распределения че- живании были схожи между образцами № 3 и 5. рез 24 ч хранения обусловлено увеличением коли- При размораживании через 3 месяца их доля на 40 % чества пузырьков воздуха в диапазоне размеров от ниже в образце № 5 в сравнении с образцом № 3. 10–30 мкм, вызванное эффектом переконденсации. 10

Гурский И. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1–12 Выводы Критерии авторства Исследованы показатели качества смесей для И. А. Гурский – обзор литературы, проведение кисломолочных взбитых десертов и дисперсность и обработка результатов экспериментальных ис- их воздушной фазы в замороженном состоянии следований. А. А. Творогова – постановка, научное и в процессе хранения при температуре 4 ± 2 °С в руководство и анализ результатов исследований. течение 24 ч. Установлено, что наибольшее влияние на величину динамической вязкости оказывает ге- Конфликт интересов леобразователь пектин. Дополнительно вводимый Авторы заявляют об отсутствии конфликта белок в составе стабилизатора или концентрат сы- интересов. вороточных белков положительно сказывается на вязкости и способности смеси к насыщению воздухом. Contribution Установлено положительное влияние на дисперсность I.A. Gurskiy reviewed scientific literature, conducted и стабильность воздушной фазы кисломолочных the research, and processed the results. A.A. Tvorogova десертов в процессе хранения при температуре designed the research, provided scientific guidance, and 4 ± 2 °С в течение 24 ч повышенного содержания analyzed the results. ферментированной основы и стабилизатора-геле- образователя белкового происхождения, а также Conflict of interest концентратов сывороточных белков. The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article. References/Список литературы 1. Warren MM, Hartel RW. Effects of emulsifier, overrun and dasher speed on ice cream microstructure and melting properties. Journal of Food Science. 2018;83(3):639–647. https://doi.org/10.1111/1750-3841.13983 2. Gurskiy IA, Tvorogova AA. The effect of whey protein concentrates on technological and sensory quality indicators of ice cream. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):439–448. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074- 9414-2022-3-2376 3. Goff HD, Hartel RW. Ice cream. New York: Springer; 2013. 462 р. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6096-1 4. De la Cruz Martínez A, Delgado-Portales RE, Pérez-Martínez JD, González Ramírez JE, Villalobos Lara AD, Borras-Enríquez AJ, et al. Estimation of ice cream mixture viscosity during batch crystallization in a scraped surface heat exchanger. Processes. 2020;8(2). http://doi.org/10.3390/pr8020167 5. Hernández-Parra OD, Ndoye F-T, Benkhelifa H, Flick D, Alvarez G. Effect of process parameters on ice crystals and air bubbles size distributions of sorbets in a scraped surface heat exchanger. International Journal of Refrigeration. 2018;92:225–234. https://doi.org/10.1016/J.IJREFRIG.2018.02.013 6. Pimentel TC, Gomes de Oliveira LI, de Souza RC, Magnani M. Probiotic ice cream: A literature overview of the technological and sensory aspects and health properties. International Journal of Dairy Technology. 2021;75(1):59–76. https:// doi.org/10.1111/1471-0307.12821 7. Hartel RW, Rankin SA, Bradley RL. A 100-Year Review: Milestones in the development of frozen desserts. Journal of Dairy Science. 2017;100(12):10014–10025. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13278 8. Bogdanova EV, Ponomarev AN, Melnikova EI, Samoilenko AV. Isomaltulose in the technology of ice cream form fermented milk. Journal of International Academy of Refrigeration. 2017;(4):24–29. (In Russ.). https://doi.org/10.21047/1606- 4313-2017-16-4-24-29 9. Syed QA, Anwar S, Shukat R, Zahoor T. Effects of different ingredients on texture of ice cream. Journal of Nutritional Health and Food Engineering. 2018;8(6):422–435. https://doi.org/10.15406/jnhfe.2018.08.00305 10. El-Zeini HM, Moneir E-AM, Mostafa AZ, Yasser El-Ghany FH. Effect of incorporating whey protein concentrate on chemical, rheological and textural properties of ice cream. Journal of Food Processing and Technology. 2016;7(2). https:// doi.org/10.4172/2157-7110.1000546 11. Syed QA, Shah MSU. Impact of stabilizers on ice cream quality characteristics. MOJ Food Processing and Technology. 2016;3(1):246–252. https://doi.org/10.15406/mojfpt.2016.03.00063 12. Rahim NA, Sarbon NM. Acacia honey lime ice cream: Physicochemical and sensory characterization as effected by different hydrocolloids. International Food Research Journal. 2019;26(3):883–891. 13. Bierzuńska P, Cais-Sokolińska D, Yiğit A. Storage stability of texture and sensory properties of yogurt with the addition of polymerized whey proteins. Foods. 2019;8(1). https://doi.org/10.3390/foods8110548 14. Gurskiy IA. Effect of fermented base amount on dispersion of air phase of thawed desserts. Food Systems. 2021;4(3S):67–70. (In Russ.). https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S-67-70 11

Gurskiy I.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):1–12 15. Sawanoa M, Masuda H, Iyota H, Shimoyamada M. Melting characteristics of ice cream prepared with various agitation speeds in batch freezer. Chemical Engineering Transactions. 2021;87:337–342. https://doi.org/10.3303/CET2187057 16. VanWees SR, Rankin SA, Hartel RW. Shrinkage in frozen desserts. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2021;21(3):780–808. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12888 17. Koxholt MMR, Eisenmann B, Hinrichs J. Effect of the fat globule sizes on the meltdown of ice cream. Journal of Dairy Science. 2001;84(1):31–37. https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(01)74448-7 18. Šeremet D, Mandura A, Cebin AV, Martinić A, Galić K, Komes D. Challenges in confectionery industry: Development and storage stability of innovative white tea-based candies. Journal of Food Science. 2020;85(7):2060–2068. https://doi. org/10.1111/1750-3841.15306 19. Chang Y, Hartel RW. Development of air cells in a batch ice cream freezer. Journal of Food Engineering. 2002;55(1):71–78. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(01)00243-6 20. Loffredi E, Moriano ME, Masseroni L, Alamprese C. Effects of different emulsifier substitutes on artisanal ice cream quality. LWT. 2020;137. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110499 21. Awad RA, Hassan ZMR, Wafaa MS. Surface tension and foaming properties as a simple index in relation to buffalo milk adulteration. International Journal of Dairy Science. 2014;9(4):106–115. https://doi.org/10.3923/ijds.2014.106.115 22. Rinaldi M, Dall’Asta C, Paciulli M, Guizzetti S, Barbanti D, Chiavaro E. Innovation in the Italian ice cream production: effect of different phospholipid emulsifiers. Dairy Science and Technology. 2014;94:33–49. https://doi.org/10.1007/ s13594-013-0146-1 23. Rusoke-Dierich O. Diving medicine. Cham: Springer; 2018. 440 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-73836-9 24. E X, Pei ZJ, Schmidt KA. Ice cream: Foam formation and stabilization – A review. Food Reviews International. 2010;26(2):122–137. https://doi.org/10.1080/87559120903564472 12

2023 Т. 53 № Паймулина А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 1IS3S–N224074-9414 (Print) (Online) 1 / Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques and Technology ISSN 2313-1748 https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2411 Оригинальная статья https://elibrary.ru/BXVIHP https://fptt.ru Сонохимическое микроструктурирование альгината натрия для повышения его эффективности в технологии хлебобулочных изделий А. В. Паймулина1,* , И. Ю. Потороко2 , Н. В. Науменко2 , О. К. Мотовилов1 1 Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук, Краснообск, Россия 2 Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет) , Челябинск, Россия Поступила в редакцию: 14.04.2022 *А. В. Паймулина: [email protected], Принята после рецензирования: 01.06.2022 https://orcid.org/0000-0003-4981-717X Принята к публикации: 04.07.2022 И. Ю. Потороко: https://orcid.org/0000-0002-3059-8061 Н. В. Науменко: https://orcid.org/0000-0002-9520-3251 О. К. Мотовилов: https://orcid.org/0000-0003-2298-3549 © А. В. Паймулина, И. Ю. Потороко, Н. В. Науменко, О. К. Мотовилов, 2023 Аннотация. Использование в пищевом производстве биологически активных соединений, в том числе экстрагированных из водорослей, позволяет повышать функциональность продуктов питания. Комплексом доказанных биологически активных свойств обладает альгинат натрия. В пищевой промышленности он используется в качестве загустителя, стабилизатора, гелеобразователя и водоудерживающего агента. Биологическая активность альгината натрия и его влияние на технологические свойства пищевых систем зависят от молекулярной массы и однородности размера частиц данного полисахарида. Целью работы являлось исследование возможности применения метода сонохимического микроструктурирования альгината натрия для повышения его биологической активности и эффективности в составе хлебобулочных изделий. Объектами исследования являлись альгинатные гели, дрожжевые суспензии на основе Saccharomyces cerevisiae и хлеб из пшеничной муки первого сорта. Для микроструктурирования альгината натрия применяли низкочастотную ультразвуковую обработку мощностью 240, 435 и 630 Вт/л при температуре 50 °С в течение 20, 25 и 30 мин. Проводились исследования свойств альгинатных гелей: морфология частиц в сопоставлении с распределением в дисперсной среде их гидродинамического диаметра, антиоксидантная активность, вязкость, биоактивность in vitro и биодоступность на Paramecium сaudatum и S. cerevisiae. Исследовали качество хлебобулочных изделий по ГОСТ Р 58233-2018. Сонохимическое микроструктурирование привело к деполимеризации крупных частиц альгината натрия на более короткие (5670 нм – 30,6 %, 502 нм – 53,4 %, 56,1 нм – 16 %). Отметили увеличение антиоксидантной активности в 7 раз и потенциальной биоактивности на 3,9 %. Использование микроструктурированного альгината натрия способствовало увеличению бродильной активности S. cerevisiae и приросту биомассы дрожжей на 8 %. Образцы хлеба с использованием микроструктурированного альгината натрия отличались повышенной пористостью (на 5,9 %) и функциональностью (увеличение антиоксидантной активности в 3,7 раз). Предлагаемый подход сонохимического микроструктурирования позволяет снизить размер частиц альгината натрия, а также повысить его биологическую активность. Сонохимически микроструктурированный альгинат натрия обладает большим потенциалом в технологии пищевых систем, в том числе хлебобулочных изделий. Ключевые слова. Бурые водоросли, микроструктурирование, ультразвук, антиоксидантная активность, биоактивность, биодоступность, дрожжи, хлебобулочные изделия Финансирование. Работа была выполнена на базе Южно-Уральского государственного университета (национальный исследовательский университет) (ЮУрГУ (НИУ)) в научно-исследовательских лабораториях кафедры пищевых и биотехнологий, НОЦ «Нанотехнологии» и Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) в рамках соглашения № 16/1 от 16.11.2021, заключенного между ЮУрГУ (НИУ) и СФНЦА РАН. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (РНФ) в рамках проекта 22-26-00079. Для цитирования: Сонохимическое микроструктурирование альгината натрия для повышения его эффективности в технологии хлебобулочных изделий / А. В. Паймулина [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 13–24. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2411 13

Paymulina A.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24 https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2411 Original article https://elibrary.ru/BXVIHP Available online at https://fptt.ru/en Sonochemical Microstructuring of Sodium Alginate to Increase its Effectiveness in Bakery Anastasia V. Paymulina1,* , Irina Yu. Potoroko2 , Natalia V. Naumenko2 , Oleg K. Motovilov1 1 Siberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences, Krasnoobsk, Russia 2 South Ural State University (national research university) , Chelyabinsk, Russia Received: 14.04.2022 *Anastasia V. Paymulina: [email protected], Revised: 01.06.2022 https://orcid.org/0000-0003-4981-717X Accepted: 04.07.2022 Irina Yu. Potoroko: https://orcid.org/0000-0002-3059-8061 Natalia V. Naumenko: https://orcid.org/0000-0002-9520-3251 Oleg K. Motovilov: https://orcid.org/0000-0003-2298-3549 © A.V. Paymulina, I.Yu. Potoroko, N.V. Naumenko, O.K. Motovilov, 2023 Abstract. Algae are a source of many biologically active compounds that can be used in food production to expand the range of functional products. For instance, sodium alginate possesses a complex of scientifically proven biologically active properties. In the food industry, it usually serves as a thickener, stabilizer, gelation agent, and water-retaining agent. The biological activity of this polysaccharide and its effect on the technological properties of food systems depend on the molecular weight and particle size uniformity. The present research objective was to study the method of sonochemical microstructuring of sodium alginate to increase its biological activity and efficiency as part of various bakery formulations. The research featured alginate gels, yeast suspensions of Saccharomyces cerevisiae, and bakery products. The sonochemical microstructuring of sodium alginate involved a low-frequency ultrasonic treatment at 240, 435, and 630 W/L and 50°C for 20, 25, and 30 min. The effect of the treatment included the following indicators: particle morphology vs. distribution of the hydrodynamic particle diameter in a dispersed medium, antioxidant activity, dynamic viscosity, in vitro bioactivity, and bioavailability against Paramecium caudatum and S. cerevisiae. The quality assessment of bakery products followed State Standard 58233-2018. The process of sonochemical microstructuring depolymerized large particles of sodium alginate into shorter ones: 5670 nm – 30.6%, 502 nm – 53.4%, 56.1 nm – 16%. It increased the antioxidant activity by 7 times and the potential in vitro bioactivity by 3.9%. The microstructured sodium alginate improved the fermentation activity of S. cerevisiae and reduced the yeast biomass by 8%. The resulting bakery products had a greater porosity by 5.9% and antioxidant activity by 3.7 times. The sonochemical microstructuring reduced the particle size of sodium alginate, as well as increased its biological activity. The sonochemically microstructured sodium alginate demonstrated a great potential for baked foods. Keywords. Brown algae, microstructuring, ultrasound, antioxidant activity, bioactivity, bioavailability, yeast, bakery products Funding. The research was carried out on the premises of the South Ural State University (national research university) (SUSU (NRU)) in the laboratories of the Department of Food and Biotechnology, the Research and Academic Center of Nanotechnology, and the Siberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences (SFSCA RAS) under agreement No. 16/1 of November 16, 2021, between the SUSU (NRU) and the SFSCA RAS. The study was supported by the Russian Science Foundation (RSF) as part of project No. 22-26-00079. For citation: Paymulina AV, Potoroko IYu, Naumenko NV, Motovilov OK. Sonochemical Microstructuring of Sodium Alginate to Increase its Effectiveness in Bakery. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2411 Введение пищевой матрице определяет актуальность данной Увеличение продолжительности активной жизни работы. Согласно Стратегии повышения качест- человека является глобальной задачей для общества. ва пищевой продукции в Российской Федерации Создание инструмента для профилактики нарушений до 2030 г., утвержденной Правительством РФ от здоровья за счет функциональных компонентов в 29 июня 2016 г. № 1364-р, одним из приоритетных 14

Паймулина А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 13–24 направлений является развитие научных исследова- распределением размера частиц в системе прояв- ний в области создания пищевой продукции нового ляют более низкую биологическую активность поколения. В связи с этим социально значимые по сравнению с низкомолекулярными фракциями продукты, например, хлебобулочные изделия, могут однородного размера. выступать в качестве модельной пищевой системы для обогащения биологически активными вещест- Альгинат натрия может рассматриваться для вами направленного действия. возможного применения в качестве стабилизатора устойчивых в хранении и стабильных физически и Разработка пищевой продукции, обогащенной химически эмульсий Пикеринга. Эмульсионные гели функциональными пищевыми ингредиентами, может Пикеринга используются в качестве заменителей быть сопряжена с рядом проблем. Часто созданные жира в продуктах с его пониженным содержанием, многокомпонентные пищевые продукты не обладают а также для создания новых текстурных свойств. заявленными функциональными свойствами. Это Разнородность частиц по размеру может являться связано с низкой биосовместимостью обогащающего ограничительным фактором для оказания эффекта ингредиента как с основными нутриентами матрицы стабильности. Для этих целей могут приме- пищевой системы, так и с организмом человека. В няться только однородные частицы с диаметром до связи с этим возникает необходимость определения 1 мкм [7, 8]. технологических процессов и операций, направлен- ных на повышение биологической доступности В связи с этим актуальным направлением функциональных пищевых ингредиентов в составе современных исследований является поиск способа пищевой матрицы продукта. снижения размера частиц альгината натрия с целью повышения его биологической активности и эф- Одними из наиболее перспективных пищевых фективности в технологии пищевых производств. ингредиентов являются биологически активные вещества морских и океанических бурых водорослей. Одним из возможных путей решения пос- Альгиновая кислота и ее соли являются основными тавленной задачи по увеличению биологической структурными полисахаридами бурых морских и активности альгината натрия может стать снижение океанических водорослей, составляющих до 40 % размера частиц методом сонохимического микро- от их сухого веса [1]. Альгинаты представляют структурирования, которое заключается в обработке собой полианионный сополимер из 1–4 связанных низкочастотным ультразвуковым воздействием [9–13]. остатков D-маннуроновой (M) и l-гулуроновой В качестве действующего начала ультразвукового (G) кислот. Остатки M и G могут объединяться с воздействия выступает акустическая кавитация. Ее образованием блоков MM, GG и MG, которые вли- эффекты сопряжены с образованием мельчайших яют на функционально-технологические и биоак- газовых пузырьков, которые после нарастания схло- тивные свойства альгинатов. Наиболее часто ис- пываются с высвобождением энергии. В результате пользуемым в пищевой промышленности является этого происходят трансформация структуры среды и альгинат натрия (Е401), который выступает в качест- соответствующие изменения ее физико-химических ве загустителя, стабилизатора, гелеобразователя и свойств [14–16]. водоудерживающего агента. Управление по сани- тарному надзору за качеством пищевых продуктов Целью работы являлось исследование воз- и медикаментов США FDA признало альгинаты можности применения метода сонохимического веществами, классифицированными как GRAS (об- микроструктурирования альгината натрия для щепризнанные как безопасные), а Европейское уп- повышения его биологической активности и эф- равление по безопасности пищевых продуктов EFSA фективности в составе пищевой матрицы хлебо- разрешило использование альгината и родственных булочных изделий. ему солей в определенных дозах [2, 3]. Объекты и методы исследования В многочисленных исследованиях отечествен- В качестве объектов исследования применялись: ных и зарубежных ученых показано, что альгинат 1) 1 %-ные альгинатные гели: натрия обладает целым комплексом доказанных – Alg-Na – контрольный образец, полученный пу- биологически активных свойств, включая антиок- тем растворения альгината натрия пищевого сидантные, иммуномодулирующие, антимикроб- бурых водорослей Laminaria digitata и Laminaria ные, антитоксические и антирадиационные [4–6]. saccharina (ТУ 15-544-83, TOPSPICE, Россия) в Величина биологической активности зависит дистиллированной воде с температурой 50 °С; от природы мономерных звеньев, соотношения – Alg-Na* – альгинат натрия, модифицированный маннуровой и гулуроновой кислот и структуры методом сонохимического микроструктурирования. основной цепи полисахарида (длина, степень раз- Модифицированные формы альгината натрия ветвления), а также от молекулярной массы и (Alg-Na*) получали путем обработки нативной размера молекул полисахарида. Альгинаты натрия формы (Alg-Na) низкочастотным ультразвуковым с высокой молекулярной массой и неравномерным воздействием в дистиллированной воде на ультра- звуковом аппарате ВОЛНА УЗТА-0,63/22-ОМ при 15

Paymulina A.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24 частоте колебаний 22 ± 1,65 кГц и интенсивности проводили напыление на образцы золота в течение излучения не менее 10 Вт/см2 (ООО «Центр ульт- 30 с на вакуумной напылительной установке (Jeol развуковых технологий», Россия). Для определения JEC 3000FC, Япония) и микроскопировали. рациональных режимов сонохимического микро- структурирования на основании рекогносциро- Распределение в дисперсной среде гидродина- вочных исследований были определены вариации мического диаметра частиц альгината натрия параметров низкочастотного ультразвукового воз- исследовали методом динамического рассеяния действия при контроле температурного режима света на лазерных анализаторах размера частиц на уровне 50 °С (с использованием охлаждающей серии Nanotrac 253 Ultra (Microtrac Inc., США). рубашки): Измерения проводили в 1 %-ных водных растворах – мощность низкочастотного ультразвукового воз- альгината натрия Alg-Na и Alg-Na*. действия – 240, 435 и 630 Вт/л; – длительность экспозиции – 20, 25 и 30 мин. Исследование вязкости альгинатных гелей про- водилось посредством определения камертонной 2) дрожжевые суспензии на основе дрожжей вязкости (измерение произведения динамической хлебопекарных прессованных вида Saccharomyces вязкости на плотность образца) на вискозиметре cerevisiae (ГОСТ Р 54731-2011, ООО «САФ-НЕВА», серии SV-10 (A&D, Япония). г. Воронеж) и биостимуляторов: нативного и мик- роструктурированного альгината натрия. Общую антиоксидантную активность натив- ного и модифицированного альгината натрия Регидратацию дрожжей S. cerevisiae проводили и образцов хлебобулочных изделий оценивали в течение 10 мин при разведении дрожжевой путем определения поглощающей способности сво- культуры в дистиллированной воде (гидромодуль бодного радикала 1,1-дифенил-2-пикрилгидразила 1:10) температурой 30–40 °С. Регидратированную спектрофотометрически при 515 нм с использова- дрожжевую культуру инкубировали на питательной нием метанольного раствора DPPH (по модифи- среде или в растворах биостимуляторов Alg-Na и кации X. Sui и др.) [17]. Alg-Na* в соотношении 1:10 при температуре 30 °С в течение 15 мин: Оценку безопасности и токсичности нативного – образец № 1 (контроль) – в питательной среде YP, и модифицированного альгината натрия проводили состоящей из 16 % раствора пептона и 16 % раствора по методу оценки токсичности продовольственного дрожжевого экстракта; сырья на тест-организмах Paramecium caudatum – образец № 2 – в 1 %-м растворе нативного альгината (утв. РАСХН и ГНУ Всероссийский научно-ис- натрия Alg-Na; следовательский институт ветеринарной сани- – образец № 3 – в 1 %-м растворе сонохимически тарии, гигиены и экологии, 2009 г.) с применением микроструктурированного альгината натрия Alg-Na*. автоматизированного приборно-вычислительного комплекса БиоЛат («Европолитест», Россия). 3) лабораторные образцы хлебобулочных изделий: – образец № 1 (контроль) – хлеб из пшеничной муки Потенциальную биоактивность нативного и первого сорта, произведенный по традиционной модифицированного альгината натрия исследовали рецептуре и технологии безопарным способом; in vitro с использованием модели процесса пе- – образец № 2 – хлеб из пшеничной муки первого реваривания (по методике M. J. Rodríguez-Roque сорта, обогащенный нативной формой Alg-Na и и др.) [18]. Эксперимент проходил в две фазы. Первой произведенный безопарным способом; фазой выступала модель процесса переваривания – образец № 3 – хлеб из пшеничной муки первого в желудке, которую готовили путем разведения сорта, обогащенный сонохимически микрострук- фермента свиного сывороточного пепсина и соля- турированной формой Alg-Na* и произведенный ной кислоты в дистиллированной воде до pН 2,5. безопарным способом. Затем исследуемый образец альгината натрия тер- мостатировали в этой смеси в течение 2 ч при 37 °C. Органолептические показатели альгината натрия Вторую фазу (модель процесса переваривания в определяли согласно требованиям ТУ 15-544-83. тонком кишечнике) готовили путем разведения смеси ферментов панкреатина и липазы в дистиллирован- Изображения микроструктуры частиц нативного и ной воде до pН 6,5–7,0. Полученную после первой модифицированного альгината натрия были получены фазы смесь выдерживали во второй фазе в течение с применением метода сканирующей электронной 2 ч при 37 °C. Затем смесь подвергали центрифугиро- микроскопии (растровый электронный микроскоп ванию в течение 10 мин при факторе разделения высокого разрешения Jeol JSM-7001F, Япония). 6584g (частота обращения ротора 8000 об/мин) для Предварительно образцы в виде 1 %-ных водных осаждения нерастворившихся частиц (центрифуга растворов высушивали методом сублимационной ОПН-8, Россия) и фильтровали через мембранный сушки в лиофильной сушилке ИНЕЙ-4. Затем вы- ацетат-целлюлозный фильтр (размер пор 0,45 мкм). сушенные порошки закрепляли на планшете на В полученном фильтрате измеряли общую антиок- двустороннем проводящем скотче (углеродном), сидантную активность спектрофотометрически с 16

Паймулина А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 13–24 использованием метанольного раствора DPPH [17]. Индекс биоактивности (ИБА, %) рассчитывали по формуле (1): ИБА = АОАконц × 100 (1) АОАисх где АОАконц – общая антиоксидантная активность Рисунок 1. Внешний вид порошка альгината натрия нативного Alg-Na и модифицированного Alg-Na* по (ТУ 15-544-83, TOPSPICE, Россия) окончании процесса переваривания in vitro; АОАисх – общая антиоксидантная активность нативного Figure 1. Sodium alginate powder, Technical Specifications Alg-Na и модифицированного Alg-Na* до процесса 15-544-83 (TOPSPICE, Russia) переваривания in vitro. ab Бродильную активность дрожжевых суспензий устанавливали путем определения интенсивности Рисунок 2. Внешний вид растворов альгинатов натрия выделения двуокиси углерода манометрическим по истечении 20 мин выдержки: a – Alg-Na; b – Alg-Na* способом с помощью аппарата Варбурга. Прирост биомассы дрожжей определяли гравиметрическим Figure 2. Sodium alginate solutions after 20 min exposure: методом в аэробных условиях. a – Alg-Na; b – Alg-Na* Оценку органолептических и физико-химичес- вязкий и устойчивый в хранении прозрачный ких показателей образцов хлебобулочных изделий гель. После обработки ультразвуком система осуществляли стандартными методами согласно водного раствора Alg-Na* однородна и представ- ГОСТ Р 58233-2018. ляет собой гели разной вязкости (рис. 2). Про- цесс растворения интенсифицировался и составил Все измерения в ходе экспериментов прово- 20 мин. дили в трехкратной параллельной повторности. Ста- тистическая обработка результатов осуществлялась После сонохимического микроструктурирова- при вероятности 0,95. ния в режиме невысокой мощности и непродол- должительного времени экспозиции значение по- Результаты и их обсуждение казателя вязкости сначала увеличивалось (до 16 % На первом этапе исследования было изучено при обработке низкочастотным ультразвуковым воз- влияние сонохимического микроструктурирования действием мощностью 435 Вт/л в течение 20 мин). на структурные характеристики, биоактивность и биодоступность альгината натрия. Это связано с разрывом водородных связей в Образец альгината натрия представлял собой молекуле полисахарида, образованием свободных однородный мелкодисперсный порошок белого цвета функциональных групп и их взаимодействием с со слабовыраженным вкусом и запахом водорослей гидроксильными группами воды, подвергшейся (рис. 1). процессам кавитации. При увеличении мощности Для сонохимического микроструктурирования низкочастотного ультразвукового воздействия и макромолекул полисахаридов было применено низ- длительности экспозиции происходило резкое сни- кочастотное ультразвуковое воздействие. Механизм жение показателя вязкости (на 87 % при обработке сонохимического микроструктурирования обуслов- мощностью 630 Вт/л в течение 20 мин), сопровож- словлен формированием кавитационных пузырь- дающееся разжижением растворов. Эти изменения ков, возникающих в водной системе растворов, при могут свидетельствовать о деструкции исходной схлопывании которых может возникать интенсив- формы альгината натрия, перегруппировке функ- ный локальный нагрев (до 1500 °С) и высокое циональных групп и изменении макромолекулярных давление (около 1000 атмосфер). В результате кол- свойств (рис. 3). лапса таких пузырьков высвобождается энергия, достаточная для разрыва химических связей в лю- бых полимерных материалах. При этом происходят изменения микроструктуры и морфологии частиц, а также снижение молекулярной массы и размера мо- лекулы полисахарида за счет разрыва полимерных цепей [19, 20]. При визуальной оценке 1 %-ных водных раст- воров альгината натрия было выявлено, что Alg-Na очень медленно растворялся в воде (около 2 ч до полного растворения), образуя 17

Paymulina A.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24 4400 63603В06т3В/0л6т3/Вл60т3В/06лт3В/60лт3В/60лт36В/6066666л33т303333В0/0В0000лтВтВ/ВВВВ/ллтттттт//л////ллллл 403355 43453В54т3В/5л4т3/Вл45т3В/54лт3В/45лт3В/45лт34В/4544644л33т353333В5/5В56055лтВ3тВ/В0ВВВ/ллттВтттт//лт////л/ллллл 353300 320522225050 434535ВВтт//лл 210511115050 22042222м00044иВмм00нтииВВ/ннлтт//лл2522м554Aи3ммн44l5AAииg33В-ннll55NggтВВ--a/3NNл*тт0aa//33ллм**00иммнии6нн366033В00тВВ/л2тт4//Aлл20l4AgВ02-lтNg4ВA/-0л2aтNl4g/AВл2a00-тlN4AgВ/020лa-lтN4gAВ/20-л0alтN4gAВ/20л-a0lт4NA2g2В/2022222420л-0a44lAAт4Ng204A44443В0AAAAAl/0g-l0В0200500лa0lтgN-lВ3llll4тAgNВg2gggg/В0-ВВВВВ/0лл-laтaN-0----gтВ3NттттттN/NNNN-м2/л0т0aN//////л0a/ллллллaaaaa0ил4a3м2н00000и00000432нм0002и4302мн20005и4332м220н0060м5и24м3022ми2222ни004206м30н000000ни34050имн00м23н6ми34и453333м002инн0002050006им4н2м56мм0нмммм80и02ии46ми204н2иниии544444нм00580ни0нннн2000006ми06мн25м00Dнии2280ин6м80н5P020D2н0мми2P8022226м5ииPн15205D555Hн2имDн06мP80P806м6н,м66661ммм0и00P02HиP0мм1%0и00000HDиниии80н0Pи,0ни,0ннннD021нP%H%мDн800PPи2,P0P11HмDH%8н000P12и,012,0102P222мH280%2Dн%80080888800010P00и,0м10P00002мHDнмммм%0иP1и,ииииP011DнH2Dн%2DDDDDнннн0P10P01,4P0HPPPPP0P2%01PP1PPPP10,H4111111H02H%HHHH1000,00000011,40,,,,,%0000042%0%%%%%010142010421101111112422222200100000040141041011111144444440000000 10 55Вязкость, Па с ВВязязккосотсть,ь,ПаПасс 5 00 Alg-Na* 0 Alg-Na* Alg-Na* Alg-Na* Alg-Na* Alg-Na* Alg-Na* Alg-Na* AlgA-lAgNl-AaAAlgll*AN-gggl-Aa--lNgN*-agaNN-*a*aN*N*aa** Alg-Na* AAllgg--NNaa Alg-Na 30 мин 25 мин 20 мин Рисунок 3. Вязкость растворов альгината натрия Рисунок 4. Усредненная оценка влияния разных до и после сонохимического микроструктурирования режимов сонохимического микроструктурирования (P = 0,95) на общую антиоксидантную активность Figure 3. Viscosity of sodium alginate solutions before альгината натрия (P = 0,95) and after sonochemical microstructuring, P = 0.95 Figure 4. Effect of different modes of sonochemical microstructuring on the total antioxidant activity of sodium alginate, P = 0.95: averaged assessment Структурные характеристики биополимеров тесно связаны с проявлением их биологической шением размера частиц полисахарида. При этом активности [21]. Гели, полученные из альгинатов увеличивается удельная поверхность, что обеспе- с более низким молекулярным весом, обладали чивает достаточное количество активных центров более высокой антиоксидантной активностью. Ре- для реакции со свободными радикалами и подав- зультаты исследования влияния сонохимического ления окислительных реакций. Снижение общей микроструктурирования на общую антиоксидант- антиоксидантной активности при увеличении вре- ную активность альгината натрия представлены мени экспозиции воздействия ультразвуком может на рисунке 4. быть обусловлено перегруппировкой и изменением соотношения гиалуроновой и маннуроновой кислот. Анализ результатов определения общей антиок- Полученные результаты согласуются с литературными сидантной активности альгината натрия после данными исследований антиоксидантной активности сонохимического микроструктурирования показал, низкомолекулярных полисахаридов [22]. что с увеличением мощности низкочастотного уль- тразвукового воздействия происходит наращива- На основании полученных результатов была ние данного показателя: в 7 раз при обработке мощ- разработана математическая модель процесса ностью 630 Вт/л в течение 20 мин. С увеличением сонохимического микроструктурирования альги- продолжительности времени обработки растворов ната натрия. На основе двухфакторного анализа альгината натрия низкочастотным ультразвуко- (X1 – мощность низкочастотного ультразвукового вым воздействием значение общей антиоксидант- воздействия, Вт/л; X2 – длительность экспозиции, ной активности уменьшается. Обработка ультразву- мин) и в результате решения задачи оптимизации ком мощностью менее 240 и более 630  Вт/л не и статистической обработки данных эксперимента представлялась возможной из-за технических воз- получена поверхность отклика и уравнение рег- можностей прибора. Однако, варьируя время экспо- рессии, описывающие влияние разных режимов со- зиции, при воздействии минимальной мощности нохимического микроструктурирования на общую ультразвука (240 Вт/л) менее 20 мин изменений в антиоксидантную активность растворов альги- значении антиоксидантной активности отмечено ната натрия – Y1 (рис. 5). Оценивая адекватность не было. При низкочастотном ультразвуковом полученной математической модели исследуемого воздействии на растворы альгината натрия процесса, которая позволяет найти оптимальные максимально возможной мощностью 630 Вт/л параметры сонохимического микроструктуриро- продолжительностью более 30 мин наращивание вания альгината натрия, использовали критерий значения общей антиоксидантной активности Фишера. прекращается. Учитывая физический смысл величин и тех- Увеличение общей антиоксидантной активности нические характеристики используемого ульт- сонохимически микроструктурированного альги- развукового аппарата, для снижения размера ната натрия (Alg-Na*) может быть связано с частиц альгината натрия методом сонохимичес- более высокой степенью растворимости и умень- кого микроструктурирования были определены 18

Паймулина А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 13–24 Y1 =−7, 749 ×10−4 × X12 − 0, 477 × X 2 − 0, 017 × X1 × X2 + рациональные параметры низкочастотного ульт- 2 развукового воздействия: мощность – 630 Вт/л, длительность экспозиции – 18 мин, контроль тем- − 0, 477 × X 2 − 0, 017 × X1 × X2 +1,337 × X1 + 28, 647 × X2 − 561,89 пературного режима – на уровне 50 °С. Данный 2 режим использовался в последующих исследова- ниях для сонохимического микроструктурирования Антиоксидантная активность, % DPPH Optium: альгината натрия 663 Вт/л; 18 мин Проведено изучение влияния сонохимического 100 микроструктурирования на морфологию и размер частиц альгината натрия с помощью сканирующей 50 электронной микроскопии и метода динамического рассеяния света соответственно. Полученные сним- 240 485 630 Мощность, Вт/л ки микроструктуры частиц в сопоставлении с резу- льтатами оценки распределения в дисперсной среде 20 25 30 гидродинамического диаметра частиц альгината Время экспозиции, мин натрия (рис. 6) до и после ультразвукового воздейст- вия позволяют описать изменения, происходящие в Рисунок 5. Результаты моделирования процесса процессе сонохимического микроструктурирования сонохимического микроструктурирования альгината альгината натрия. натрия Анализ изображений сканирующей электронной микроскопии образцов альгината натрия показал, что Figure 5. Sonochemical microstructuring of sodium alginate: после ультразвуковой обработки отмечено наличие simulation results структурных изменений. Альгинат натрия в натив- ной форме представляет собой частицы нитевид- ной иррациональной формы с гладкой структурой Alg-Na Alg-Na* a 100 100 100 20 90 90 90 80 80 80 70 70 70 60 60 60 50 50 10 50 40 40 40 30 30 30 20 20 20 10 10 10 0 00 1,0 10 100 1,000 10,000 0,1 1,0 10 100 1,000 10,000 0 0,1 Размер частиц, нм Размер частиц, нм b Прохождение, % Частота встречаемости, % Прохождение, % Частота встречаемости, % Рисунок 6. Сопоставление результатов исследования микроструктуры частиц альгината натрия (a) и их распределения в дисперсной среде гидродинамического диаметра (b) Figure 6. Microstructure of sodium alginate particles (a) vs. their hydrodynamic diameter distribution in a dispersed medium (b) 19

Paymulina A.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24 поверхности (размером преимущественно 5650 нм). Потенциальная биоактивность сонохимически мик- После сонохимического микроструктурирования роструктурированной формы альгината натрия на наблюдается деполимеризация крупных конгломе- 3,9 % превышала контрольный образец. ратов на более короткие элементы (размером 5670 нм – 30,6 %, 502 нм – 53,4 %, 56,1 нм – 16 %). На по- Процесс сонохимического микроструктурирования верхности частиц отмечено наличие ячеистости и альгината натрия не оказывает токсичного действия надрывов. на простеших вида P. caudatum. При этом происхо- дит количественный прирост инфузорий на 27,2 % Для прогнозирования потенциальной полез- по сравнению с контрольным образцом. Данные ности микроструктурированной формы альгината наблюдения могут косвенно свидетельствовать об натрия была исследована in vitro потенциальная увеличении биодоступности и усвояемости микро- биоактивность с использованием модели процесса структурированной формы альгината натрия кле- переваривания. Результаты определения индекса точными структурами. биоактивности представлены на рисунке 7. На хлебопекарных предприятиях в качестве Провели биотестирование микроструктуриро- заквасочной культуры широко применяются в ванной и нативной форм альгината натрия на тест- нативном и сублимированном виде дрожжи хлебо- организмах Paramecium caudatum. Исследование пекарные вида Saccharomyces cerevisiae. Получение проводили путем подсчета количества простейших порошков микроорганизмов сопряжено с рисками в исследуемых растворах нативного и сонохими- утраты их активности при восстановлении в ре- чески микроструктурированного альгината натрия зультате обезвоживания. Одним из эффективных сразу после разведения и через 2 ч. Выживаемость способов повышения биоактивности S. cerevisiae P. caudatum зависит от многих факторов, в том числе является обогащение питательной среды веществами, от количества питательных веществ в экстрактах доступными для проникновения в клетки. Примене- исследуемых объектов. ние полисахаридов бурых водорослей в качестве биостимуляторов микроорганизмов может являться На рисунке 7 представлены данные прироста тест- одним из способов восстановления и улучшения организмов P. caudatum в исследуемых растворах активации заквасочных микроорганизмов. В связи альгината натрия до и после сонохимического микро- с этим было изучено влияние альгината натрия в структурирования. нативной и сонохимически микроструктурированной формах на активность дрожжей хлебопекарных вида Полученные результаты свидетельствуют о S. cerevisiae (рис. 8). том, что после процесса переваривания in vitro происходит снижение общей антиоксидантной На основании полученных данных о бродильной активности в обоих образцах альгината натрия активности хлебопекарных дрожжей S. cerevisiae в среднем на 60 % в связи с происходящими в установлено, что в присутствии биостимуляторов – системе физико-химическими превращениями, в нативной и сонохимически микроструктурированной том числе блокировкой активных гидроксильных форм альгината натрия – происходит интенсификация групп и образованием малоактивных радикалов. процесса накопления двуокиси углерода в результате обогащения среды дополнительными питатель- 444555ИИннддеекксс ббииооааккттииввннооссттии,, %% 333000 ными веществами углеводной природы (в частности 444333 ППрриирроосстт ппррооссттееййшшиихх,, %%222555 моносахаридом альгината натрия – маннозой) 444111 222000 и активного спиртового брожения. Бродильная 333999 111555 активность в образцах с нативным и сонохими- 333777 111000 чески микроструктурированным альгинатом натрия 333555 555 одинаковая и составляет 4 %. 000 AAAllglgg--N-NNaaa –––555 Определение прироста биомассы дрожжей ИИИннндддеееккксссбббиииоооаааккктттииивввннноооссстттиии,,,%%% –––111000 показало корреляцию с бродильной активностью. –––111555 Включение в состав питательной среды альгината натрия оказывает влияние на прирост биомас- AAAllglgg--N-NNaaa*** сы дрожжей (увеличение на 8 % для нативной формы, на 10 % для микроструктурированной). ПППррриииррроооссстттпппррроооссстттееейййшшшиииххх,,,%%% Таким образом, использование низкочастотного ультразвукового воздействия для сонохимичес- Рисунок 7. Индекс биоактивности и прирост кого микроструктурирования альгината натрия Paramecium caudatum в питательной среде целесообразно и позволит обеспечить клеточную доступность для S. cerevisiae. с использованием нативного и микроструктурированного альгината натрия (P = 0,95) Для подтверждения эффективности сонохими- ческого микроструктурирования альгината нат- Figure 7. Bioactivity index and Paramecium caudatum growth рия в составе пищевой матрицы было проведено in a nutrient medium using native and microstructured sodium alginate, P = 0.95 20

Паймулина А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 13–24 40,0,0598 0,098 40,0,0496 0,096 30,9,0594 0,094 303,9,0992 0,092 30,8,0590 0,090 303,8,0888 0,088 30,7,0586 0,086 30,37,0784 0,084 30,6,0582 0,082 303,6,0680 0,080 ООбрбарзаезце№ц №1 1 ОООббррбаарззаеезццец№№№22 (2(сс ООббррааззеецц№№333((сс (к(окнотнрторлоьл)ь) (сAAAllggl--gNN-aNa))a) (сAAllgg--NNaa**))) a БрорУдодсиетллаььнднараяяоажскктжоиервй,онсог/тсьчть, % Удельная скорость роста дрожжей, г/ч Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 (контроль) (с Alg-Na) (с Alg-Na*) b Рисунок 8. Биотехнологические свойства Saccharomyces cerevisiae при их регидратации в питательных средах разного состава: a – бродильная активность; b – прирост биомассы Figure 8. Biotechnological properties of Saccharomyces cerevisiae during rehydration in different nutrient media: a – fermentative activity; b – biomass growth Таблица 1. Рецептуры хлеба из пшеничной муки первого сорта Table 1. Bread formulations with first-grade wheat flour Наименование Расход сырья, г образцов Мука пшеничная Дрожжи Соль Альгинат натрия Альгинат натрия Образец № 1 1-го сорта хлебопекарные микроструктурированный (контроль) прессованные пищевая нативный (Alg-Na) Образец № 2 1000 (Alg-Na*) (с внесением Alg-Na) 13 15 – – Образец № 3 1000 (с внесением Alg-Na*) 13 15 10 – 1000 13 15 – 10 исследование влияния данного функционального было определено, что все исследуемые образцы пищевого ингредиента на качество хлебобулочных соответствовали требованиям ГОСТ Р 58233-2018. изделий. Хлеб был выбран в качестве наиболее Внесение альгината натрия в нативной и микро- приемлемой модельной пищевой системы для структурированной формах практически не влияет на обогащения, т. к. является продуктом массового изменение внешнего вида, вкуса и запаха, при этом спроса. улучшается состояние мякиша. Это подтверждается данными физико-химической оценки качества при Альгинат натрия используется в хлебопечении в определении показателя пористости (табл. 3). качестве загустителя, его дозировка обычно составляет от 0,3 до 2 %. На основании рекогносцировочных Внесение альгината натрия в нативной и исследований была определена дозировка внесения микроструктурированной формах практически не микроструктурированного альгината натрия, которая влияет на влажность и кислотность мякиша хлеба, составила 1 % от массы муки. Альгинат натрия но оказывает влияние на пористость. Образец № 3 вносился в виде водного раствора в нативной или (с внесением Alg-Na*) отличался повышенным микроструктурированной форме на этапе заме- значением пористости (на 5,9 % в сравнении с конт- шивания теста (влажность теста 36,8 ± 1,0 %). Хлеб ролем), что связано с интенсификацией процесса бро- готовили безопарным способом согласно классической жения и активным накоплением диоксида углерода, технологии. Рецептуры хлеба из пшеничной муки формирующего поры в матрице хлебобулочного первого сорта представлены в таблице 1. изделия. Оценку органолептических и физико-химических Антиоксиданты, содержащиеся в полисахаридах показателей образцов хлеба проводили по истечении бурых водорослей, имеют водорастворимый характер 3 ч после выпечки. Органолептические показатели и являются не термостабильными, поэтому важно исследуемых образцов представлены в таблице 2. было проследить сохранение антиоксидантной актив- ности при встраивании микроструктурированной При оценке органолептических показателей формы альгината натрия в пищевую матрицу хлеба. качества хлеба из пшеничной муки первого сорта 21

Paymulina A.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24 Таблица 2. Органолептические показатели качества образцов хлеба из пшеничной муки первого сорта Table 2. Sensory evaluation of bread samples with first-grade wheat flour Наименование Наименование показателя образцов Внешний вид Состояние мякиша Вкус Запах Образец № 1 (контроль) Формовой хлеб с несколько Пропеченный, не влажный на Свойственный Свойственный выпуклой верхней коркой. ощупь, средней эластичности, хлебу из хлебу из Поверхность корки с крупной неравномерной пшеничной муки пшеничной шероховатая, без трещин. толстостенной пористостью, первого сорта, муки первого Имеются небольшие подрывы сорта, приятный, шириной менее 1 см. Цвет белого цвета с сероватым без посторонних выраженный, корки – коричневый, окраска оттенком, при разжевывании привкусов без посторонних равномерная комкуется запахов Образец № 2 Формовой хлеб с несколько Пропеченный, не влажный на Свойственный Свойственный (с внесением Alg-Na) выпуклой верхней коркой, ощупь, эластичный, со средней хлебу из хлебу из повышенного объема. равномерной тонкостенной пшеничной муки пшеничной Поверхность корки пористостью, белого цвета первого сорта, муки первого шероховатая, без трещин сорта, приятный, и надрывов. Цвет корки – с сероватым оттенком без посторонних выраженный, коричневый, окраска привкусов, без посторонних в том числе равномерная запахов, водорослевого в том числе водорослевого Образец № 3 Формовой хлеб с выпуклой Пропеченный, не влажный на Свойственный (с внесением верхней коркой, повышенного ощупь, эластичный, хлебу из Свойственный Alg-Na*) с хорошо развитой хлебу из объема. Поверхность пшеничной муки корки шероховатая, без равномерной тонкостенной первого сорта, пшеничной трещин и надрывов. Цвет пористостью, белого цвета с муки первого корки – коричневый, окраска без посторонних сорта, приятный, сероватым оттенком привкусов, выраженный, равномерная в том числе без посторонних водорослевого запахов, в том числе водорослевого Таблица 3. Физико-химические показатели качества контрольного и опытных образцов хлеба Table 3. Physical and chemical properties: experimental bread samples vs. control Наименование образцов Влажность мякиша, % Наименование показателя Пористость мякиша, % 39,9 ± 0,2 Кислотность мякиша, град. 75,9 ± 0,1 Образец № 1 (контроль) 40,5 ± 0,1 79,4 ± 0,5 Образец № 2 (с внесением Alg-Na) 2,4 ± 0,2 Образец № 3 (с внесением Alg-Na*) 40,4 ± 0,2 2,5 ± 0,1 81,8 ± 0,3 2,5 ± 0,1 Результаты определения общей антиоксидантной Выводы активности и ее потери после выпечки хлеба Результаты проведенного исследования послу- представлены на рисунке 9. жили доказательной базой при оценке применимости сонохимического микроструктурирования альги- Несмотря на общую тенденцию снижения анти- ната натрия с целью повышения его эффективности оксидантной активности после выпечки более чем в технологии хлебобулочных изделий. Данный на 50 % в результате температурного фактора, подход обеспечивает деполимеризацию крупных использование в технологии хлеба микрострукту- конгломератов частиц альгината натрия на более рированного альгината натрия привело к повыше- короткие элементы размером 5670 нм – 30,6 %, нию общей антиоксидантной активности (в 3,7 раз 502 нм – 53,4 %, 56,1 нм – 16 %; увеличение по сравнению с контрольным образцом хлеба). 22

Паймулина А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 13–24 0,6 60 5,9 %) и функциональные свойства (увеличение DPPH, % антиоксидантной активности в 3,7 раз). Потеря антиоксидантной0,550 Предлагаемый в работе подход сонохимического активности, % 0,4 40 микроструктурирования позволяет снизить размер 0,3 30 частиц альгината натрия, а также повысить его биологическую активность и эффективность в 0,2 20 технологии пищевых производств. Проведенное 0,1 10 исследование послужило основой для будущих, ко- 0 0 торые будут направлены на разработку нового Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 класса составных пищевых матриц на основе устой- (контроль) (с внесенем (с внесенем чивых эмульсий Пикеринга, стабилизированных Alg-Na) Alg-Na*) сонохимически микроструктурированными части- цами полисахаридов (альгинат натрия, фукоидан, DPPH, % Потеря антиоксидантной актимвинкорсотик,р%исталлическая целлюлоза). Рисунок 9. Общая антиоксидантная активность и ее потери после выпечки контрольного и опытных Критерии авторства образцов хлеба И. Ю. Потороко руководила работой. Все авторы Figure 9. Total antioxidant activity and its loss after baking: принимали участие в исследованиях и обработке experimental bread samples vs. control данных, написании текстов. антиоксидантной активности в 7 раз; увеличение Конфликт интересов потенциальной биоактивности in vitro на 3,9 %. Авторы заявляют об отсутствии конфликта Использование микроструктурированного аль- интересов. гината натрия в качестве биостимулятора для дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae приводит Contribution к увеличению бродильной активности и приросту I.Yu. Potoroko supervised the research. All the биомассы дрожжей на 8 %. Использование соно- authors participated in the research, data processing, химически микроструктурированного альгината and manuscript writing. натрия в технологии хлебобулочных изделий ока- зывает положительное влияние на их качество Conflict of interest (отмечено увеличение показателя «пористость» на The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article. References/Список литературы 1. Usov AI, Smirnova GP, Klochkova NG. Polysaccharides of algae: 55. Polysaccharide composition of several brown algae from Kamchatka. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2001;27(6):444–448. (In Russ.). [Усов А. И., Смирнова Г. П., Клочкова Н. Г. Полисахариды водорослей. 55. Полисахаридный состав некоторых бурых водорослей Камчатки // Биоорганическая химия. 2001. Т. 27. № 6. С. 444–448.]. 2. Houghtona D, Wilcoxa MD, Brownlee IA, Chater PI, Seal CJ, Pearson JP. Acceptability of alginate enriched bread and its effect on fat digestion in humans. Food Hydrocolloids. 2019;93:395–401. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.02.027 3. Houghtona D, Wilcoxa MD, Brownlee IA, Chater P, Seal CJ, Pearson JP. Method for quantifying alginate and determining release from a food vehicle in gastrointestinal digesta. Food Chemistry. 2014;151:352–357. https://doi.org/10.1016/ j.foodchem.2013.11.070 4. Feng L, Cao Y, Xu D, Wang S, Zhang J. Molecular weight distribution, rheological property and structural changes of sodium alginate induced by ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry. 2017;34:609–615. https://doi.org/10.1016/ j.ultsonch.2016.06.038 5. Yakush EV, Koneva EL, Aminina NM, Zhuravleva OV, Mamyrkin GD. New aspects of application of the alginate- containing biogel from brown algae in probiotic technology. Russian Journal of Marine Biology. 2017;190:204–211. (In Russ.). [Новые аспекты применения альгинатсодержащего биогеля из бурых водорослей в технологии пробиотиков / Е. В. Якуш [и др.] // Известия ТИНРО. 2017. Т. 190. С. 204–211.]. 6. Suo H, Xu L, Xu C, Qiu X, Huang H, Hu Y. Enhanced catalytic performance of lipase covalently bonded on ionic liquids modified magnetic alginate composites. Journal of Colloid and Interface Science. 2019;553:494–502. https://doi. org/10.1016/j.jcis.2019.06.049 7. Geng S, Jiang Z, Ma H, Pu P, Liu B, Liang G. Fabrication and characterization of novel edible Pickering emulsion gels stabilized by dihydromyricetin. Food Chemistry. 2021;343. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128486 23

Paymulina A.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24 8. Fang X, Zhao X, Yu G, Zhang L, Feng Y, Zhou Y, et al. Effect of molecular weight and pH on the self-assembly microstructural and emulsification of amphiphilic sodium alginate colloid particles. Food Hydrocolloids. 2020;103. https:// doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105593 9. Khmelev VN, Kuzovnikov YuM, Khmelev MV. Ultrasonic devices for scientific researches. South-Siberian Scientific Bulletin. 2017;17(1):5–13. (In Russ.). [Хмелев В. Н., Кузовников Ю. М., Хмелев М. В. Ультразвуковые аппараты для научных исследований // Южно-сибирский научный вестник. 2017. Т. 17. № 1. С. 5–13.]. 10. Krasulya ON, Bogush VI, Khmelev SS, Potoroko IYu, Tsirulnichenko LA, Kanina KA, et al. The sonochemical impact on food emulsions. Bulletin of the South Ural State University. Series: Food and Biotechnology. 2017;5(2):38–48. (In Russ.). https://doi.org/10.14529/food170206 11. Pollet BG, Ashokkumar M. Introduction to ultrasound, sonochemistry and sonoelectrochemistry. Cham: Springer; 2019. 39 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-25862-7 12. Price GJ, Bone J, Cochintoiu K, Courtenay J, James R, Matthews L, et al. Sonochemical production and activation of responsive polymer microspheres. Ultrasonics Sonochemistry. 2019;56:397–409. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.04.030 13. Grieser F, Choi P-K, Enomoto N, Harada H, Okitsu K, Yasui K. Sonochemistry and the acoustic bubble. Elsevier; 2015. 298 p. https://doi.org/10.1016/C2013-0-18886-1 14. Cui R, Zhu F. Ultrasound modified polysaccharides: A review of structure, physicochemical properties, biological activities and food applications. Trends in Food Science and Technology. 2021;107:491–508. https://doi.org/10.1016/ j.tifs.2020.11.018 15. Chen T-T, Zhang Z-H, Wang Z-W, Chen Z-L, Ma H, Yan J-K. Effects of ultrasound modification at different frequency modes on physicochemical, structural, functional, and biological properties of citrus pectin. Food Hydrocolloids. 2021;113. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106484 16. Dou Z, Chen C, Fu X. The effect of ultrasound irradiation on the physicochemical properties and α-glucosidase inhibitory effect of blackberry fruit polysaccharide. Food Hydrocolloids. 2019;96:568–576. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.06.002 17. Sui X, Bary S, Zhou W. Changes in the color, chemical stability and antioxidant capacity of thermally treated anthocyanin aqueous solution over storage. Food Chemistry. 2016;192:516−524. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.07.021 18. Rodríguez-Roque MJ, de Ancos B, Sánchez-Moreno C, Cano MP, Elez-Martínez P, Martín-Belloso O. Impact of food matrix and processing on the in vitro bioaccessibility of vitamin C, phenolic compounds, and hydrophilic antioxidant activity from fruit juice-based beverages. Journal of Functional Foods. 2015;14:33−43. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.01.020 19. Wang X, Majzoobi M, Farahnaky A. Ultrasound-assisted modification of functional properties and biological activity of biopolymers: A review. Ultrasonics Sonochemistry. 2020;65. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105057 20. Bhargava N, Mor RS, Kumar K, Sharanagat VS. Advances in application of ultrasound in food processing: A review. Ultrasonics Sonochemistry. 2021;70. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105293 21. Feng L, Cao Y, Xu D, Wang S, Zhang J. Molecular weight distribution, rheological property and structural changes of sodium alginate induced by ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry. 2017;34:609–615. https://doi.org/10.1016/ j.ultsonch.2016.06.038 22. Sen M. Effects of molecular weight and ratio of guluronic acid to mannuronic acid on the antioxidant properties of sodium alginate fractions prepared by radiation-induced degradation. Applied Radiation and Isotopes. 2011;69(1):126–129. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2010.08.017 24

2023 Т. 53 № 1 Каледин А. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Тa.n5d3T.e№chn1o. lСog.y25IISS–SS3NN722031734--19741484 (Print) (Online) / Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412 Оригинальная статья https://elibrary.ru/APJYYJ https://fptt.ru Пути поступления микроэлементов в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus А. П. Каледин1 , М. В. Степанова2,* , В. А. Остапенко3 1 Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева , Москва, Россия 2 Российский биотехнологический университет , Москва, Россия 3 Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – MBA имени К. И. Скрябина , Москва, Россия Поступила в редакцию: 10.09.2022 М. В. Степанова: [email protected], Принята после рецензирования: 10.10.2022 https://orcid.org/0000-0002-0041-1091 Принята к публикации: 08.11.2022 А. П. Каледин: https://orcid.org/0000-0002-1769-5043 © А. П. Каледин, М. В. Степанова, В. А. Остапенко, 2023 Аннотация. Урбанизация и антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к загрязнению экосистем, в том числе городских, химическими элементами. В биомониторинговых исследованиях окружающей среды птицы являются наиболее подходящим индикатором загрязнения поллютантами. Цель исследования заключалась в изучении путей поступления микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus. Исследование проводилось с 2018 по 2022 гг. на микропопуляциях физиологически здоровых особей обыкновенного павлина, содержащихся в трех зоопарках (г. Москва, г. Иваново, г. Ярославль). Объектами исследования являлись перья павлина (n = 33), компоненты рациона питания (n = 303), питьевая вода (n = 94), почва (n = 123) и снег (n = 204). Исследования по определению микроэлементов проводили на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-2АТ. Вариабельность концентрации микроэлементов в исследуемой выборке особей составила, %: Zn – 73,9, Cu – 94,3, Fe – 111,6, Pb – 150,0, Cd – 136,88 и As – 203,87. Средние уровни накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. Анализ рационов питания павлинов, организованных на базе зоологических учреждений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu – 2,29, 0,75 и 0,41 мг; Fe – 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb – 0,14, 0,18 и 0,01 мг; Cd – 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As – 0,04, 0,02 и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью съедает весь выданный корм, то ориентировочное общее суточное поступление Zn от дневной нормы потребления элемента составляет 16,7–75,7 %, Cu – от 13,7 до 76,3 %, Fe – от 48,4 до 398,79 %. Pb, Cd и As поступают с рационами в пределах суточной нормы. Основной путь поступления Zn, Cu, Fe в Ярославле и Cd – пероральный, Fe в Москве и Иваново, As и Pb в Москве – ингаляторный. В ходе анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, при поступлении в организм птиц было установлено, что уровень концентрации эссенциальных микроэлементов в биосредах определяется их поступлением с пищей. Накопление организмом птиц Fe (в Москве и Иваново) и As (на всех территориях исследования) связано с их поступлением из почвенного покрова, т. к. в депонирующей среде обнаружен высокий уровень содержания данных эссенциальных микроэлементов. Наибольшее воздействие на организм птиц оказывает валовое содержание Pb в почве Москвы и питьевой воде Ярославля и Иваново. Снежный покров оказывал наименьшее воздействие на элементный статус биосред павлинов. Ключевые слова. Биосреды, микроэлементы, тяжелые металлы, мышьяк, миграция, депонирующие среды, продукты, загрязнение Финансирование. Работа выполнена на базе кафедры биоэкологии и биологической безопасности Российского биотехнологического университета (РОСБИОТЕХ) . Для цитирования: Каледин А. П., Степанова М. В., Остапенко В. А. Пути поступления микроэлементов в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 25–37. https:// doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412 25

Kaledin A.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25–37 https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412 Original article https://elibrary.ru/APJYYJ Available online at https://fptt.ru/en Trace Elements in Indian Peafowl (Pavo cristatus): Exposure Routes Anatoly P. Kaledin1 , Marina V. Stepanova2,* , Vladimir A. Ostapenko3 1 Russian State Agrarian University – Timiryazev Moscow Agricultural Academy , Moscow, Russia 2 Russian Biotechnological University , Moscow, Russia 3 Moscow state Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MVA by K.I. Skryabin , Moscow, Russia Received: 10.09.2022 *Marina V. Stepanova: [email protected], Revised: 10.10.2022 https://orcid.org/0000-0002-0041-1091 Accepted: 08.11.2022 Anatoly P. Kaledin: https://orcid.org/0000-0002-1769-5043 © A.P. Kaledin, M.V. Stepanova, V.A. Ostapenko, 2023 Abstract. Urbanization leads to chemical pollution. Contaminants accumulate in feed and enter animal body through digestive tract. Numerous studies have established that the level of mineral content in the environment reflects the technogenic load on the territory and is transmitted in the system through products of plant and animal origin, which can be used to prevent and correct elementoses. This research featured feathers of Indian peafowls Pavo cristatus (n = 33), diet components (n = 303), their drinking water (n = 94), soil (n = 123), and snow (n = 204). The micro-elemental profile was defined using an atomic absorption spectrometer. The samples were obtained from zoological institutions of Moscow, Ivanovo, and Yaroslavl. As for the feathers, the average Zn accumulation level was 122.74 ± 9.64 mg/kg, Cu – 5.36 ± 0.05 mg/kg, Fe – 508.06 ± 56.84 mg/kg, Pb – 6.75 ± 1.13 mg/kg, Cd – 1.65 ± 0.26 mg/kg, and As – 0.61 ± 0.23 mg/kg. The variability of the concentration of microelements in the sample was as follows, %: Zn – 73.9, Cu – 94.3, Fe – 111.6, Pb – 150.0, Cd – 136.88, and As – 203.87. The average levels of accumulation of elements in the biological media decreased in the following order: Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. The share of Zn in the total of all determined elements was 0.7–48.0%, Cu – 0.04–2.8%, Fe – 46.2–92.8%, Pb – 0–2.5%, Cd – 0–2.5%, and As – 0–4.6%. The diet analyses showed the following results for Moscow, Ivanovo, and Yaroslavl, respectively: Zn – 11.35, 6.60, and 2.50 mg; Cu – 2.29, 0.75, and 0.41 mg; Fe – 55.83, 30.54, and 6.78 mg; Pb – 0.14, 0.18, and 0.01 mg; Cd – 0.02, 0.01, and 0.005 mg; As – 0.04, 0.02, and 0.002 mg. If the birds consumed all the food they received, the approximate total daily intake of the selected essential microelements Zn was 16.7–75.7% of the recommended daily intake, Cu – 13.7–76.3%, and Fe – 48.4–398.79%. Pb, Cd and As stayed within the daily norm. The oral route of intake was registered for Zn, Cu, and Fe in Yaroslavl and for Cd in all samples. Inhalation was registered as the main route of intake for Fe in Moscow and Ivanovo, as well as for As and Pb in Moscow. The highest intake of Pb was registered in Ivanovo and Yaroslavl. The analysis revealed the multi-route and multi-environment exposure of urban birds to microelements, including heavy metals. The level of concentration of essential microelements in the biological media depended on the diet. Fe in Moscow and Ivanovo and As in all the samples came from the soil cover, which had a high content of these elements. The gross content of Pb in the soil samples from Moscow and the drinking water from Yaroslavl and Ivanovo demonstrated the greatest impact on the avian organism. The snow samples had the least effect on the elemental status of the bioenvironments. Keywords. Biological media, trace elements, heavy metals, arsenic, migration, deposit media, products, pollution Funding. The research was performed on the premises of the Department of Bioecology and Biological Safety of the Russian Biotechnological University (BIOTECH University) . For citation: Kaledin AP, Stepanova MV, Ostapenko VA. Trace Elements in Indian Peafowl (Pavo cristatus): Exposure Routes. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25–37. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412 26

Каледин А. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 25–37 Введение Зоологическая, в Ивановском зоопарке, находящемся В результате антропогенного воздействия в на улице Рабфаковская Фрунзенского района окружающую среду постоянно попадают пол- г. Иваново – областного центра с удовлетвори- лютанты, поэтому глобальное загрязнение экосис- тельной экологической ситуацией и развитой тем вызывает обеспокоенность мирового сооб- текстильной промышленностью, но плохим эколо- щества [1–8]. Исследования элементного сос- гическим состоянием естественных водных объек- тава проводятся в депонирующих средах, объектах тов, и в Ярославском зоопарке, расположенном в окружающей среды и продуктах питания [9–13]. Заволжском районе г. Ярославля – крупного про- Из-за постоянного увеличения урбанизации и мышленного и транспортного центра, который связанных с ней промышленных процессов заг- характеризуется высокой антропогенной нагрузкой рязнение химическими элементами может стать на атмосферный воздух, поверхностные водные основной экологической проблемой в городской объекты и почвенный покров, с развитым нефтепере- среде [4, 9, 14–16]. рабатывающим, химическим, машиностроитель- В последние десятилетия птицы и млекопитаю- ным и теплоэнергетическим комплексом (в районе щие стали успешно применяться в качестве био- располагается мусоросжигающий завод). индикаторов загрязнения окружающей среды пол- лютантами из-за их широкого распространения и Исследования выполнены на атомно-абсорб- часто высокого трофического уровня [9, 15]. Поэтому ционном спектрометре КВАНТ-2АТ на микро- определение концентраций микроэлементов, в том популяциях физиологически здоровых живот- числе тяжелых металлов, в различных тканях и ных вида обыкновенный павлин Pavo cristatus. Все продукции разных видов птиц (например, в крови, животные находились в половозрелом возрасте. Отбор перьях, печени, почках, мышцах, яйцах, фекалиях образцов перьев всех типов осуществлялся со всего и т. д.) широко применяется в биомониторинговых тела массой пробы не менее 10 г. Пробы очищались исследованиях [17–20]. и обезжиривались ацетоном и бидистиллированной Кумуляция контаминантов в кормах оказывает водой в течение двух суток. Производилось мокрое влияние на уровень содержания веществ в орга- кислотное озоление на электроплитке, а затем низме животных, т. к. основная доля элементов в муфельной печи с постепенным повышением поступает в организм алиментарным путем [21, 22]. температуры от 250 до 450 °С с получасовой Многочисленными исследованиями установлено, выдержкой. Всего было отобрано 33 пробы и что уровень содержания минеральных веществ выполнено 198 измерений химических элементов. в окружающей среде отражает техногенную наг- В пробах проводилась оценка уровня содержания рузку на территорию и передается в системе микроэлементов и тяжелых металлов – цинка, меди, через продукцию растительного и животного железа, кадмия, свинца и мышьяка. происхождения, которую можно применять для профилактики и коррекции элементозов [23, 24]. Кроме этого, проводилось исследование уровня Однако недостаточно уделять внимание только содержания исследуемых микроэлементов в объек- полиэлементному составу компонентов рациона тах окружающей среды и рационах питания. Отбор питания. Необходимо проводить исследования комп- питьевой воды осуществляли в районах постоянного лексного характера загрязнений с учетом взаимного содержания животных в соответствии с требования- влияния тяжелых металлов, определения их миграции ми ГОСТ Р 56237-2014 (ИСО 5667-5:2006). Качест- и негативного влияния повышенных концентраций во питьевой воды оценивалось в соответствии с тре- в природе. Помимо уровня содержания токсичных бованиям ГОСТ Р 51232-98 и СанПиН 2.1.4.1074-01. элементов, необходимо контролировать содержание Для исследования воды на предмет содержания в эссенциальных элементов, т. к. они играют роль в ней микроэлементов необходимо наличие 1 л пробы обеспечении жизнедеятельности организмов [24–27]. воды после 15 мин спуска при полном открытии Цель данного исследования – изучение путей крана. Срок хранения проб 72 ч. Проанализировано поступления микроэлементов, в том числе тяжелых 94 пробы. металлов, в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus. Отбор и хранение проб компонентов рацио- на питания животных проводили в соответ- Объекты и методы исследования ствии с МосМР 2.3.2.006-03. Проанализировано Исследование проведено в 2018–2022 гг. на 303 пробы. представителях семейства фазановые (Phasianidae), содержащихся в Московском зоологическом парке, Снег отбирался в период максимального снего- располагающемся около Садового кольца между стояния конвертным способом на площадке 1×1 м улицами Красная Пресня, Большая Грузинская и в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 (208 пробы, 1044 измерений). Снег топили при комнатной температуре. Подготовленные пробы к испытанию воды, снега (объемом 100 см³) и почвы перено- сили в выпарительную чашку, добавив 1–2 см³ концентрированной азотной кислоты. Содержимое 27

Kaledin A.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25–37 чашки упаривали до влажных солей. Если остаток вышеперечисленные элементы составляют полный был темным, то кислотную обработку повторяли маршрут воздействия химических элементов. Мар- до его осветления. шрут исследования по многосредовому сценарию Отбор объединенных проб почв массой не менее воздействия приведен в таблице 1. 1 кг осуществляли на территории зоологических Расчет поступления исследуемых веществ учреждений два раза в год – весной и осенью. проводился по следующим формулам: Отбор проб из пяти точек осуществлялся на 1. Питьевая вода: пероральное поступление однородном почвенном покрове с территорий I = Cw ×V ×EF ×ED (1) основных экспозиций в количестве не менее одной BW × AT × 365 с поверхностного горизонта на глубине 0–5 см площадки 10×10 м. Транспортировка и хране- впгдоиедтьоI ей–в,помейргво/коргда×елд,ьнемIногеь=/л;п;CCоVDсwт–IAу–T×впкелE×лоеDинн3чци6×ие5еннEватFерщваоецдситоявпаовстерщпеиебтсльтеевнваиояйв, ние проб почв осуществлялись в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-2017, ГОСТ 17.4.4.02-2017 и ГОСТ 58595-2019. Всего за время исследования было л(3/с5у0тд. н(0е,й5/гло/сду);тE.)CD; ED–FIп=–роч(даXсоbтлож+тиаXтвhео)лз×ьднCеойwсс×ттьTввhиоeязt,aддеейнсьт/вгиояд, изучено 123 пробы. В ходе выполнения работы были произведены олсетр2е(.д2нП0еилнетитья)е;вэBакяWспвX–ооIbздмиа==ац:с0CиисB,инаw7W,гт××алеVл×елVIятаR×ARц,(aETbи5к××Fог×лн6×(Tе340нEтb6о)к×D5.ег)Wв;оAbзTде–йпстеврииеод расчеты среднесуточных доз поступления микро- элементов из почвы зоологических учреждений в организм животных, которые учитывают внеш- I = C0,D5I4×WEhD××IREaF×(Th −Tr ) (2) нее воздействие химических элементов при перо- сгдепиIтье–воийнгваолдXяоцChйиD=,оIнм=нго/(AкеXгT×bTп×дt+о×е3сXнVV6IтRь5уRRh;r)пhh××лCWCеDнhwиI×еT–hвeесtaщреедснтявяа ральном (заглатывание частиц почвы) и ингаля- ционном поступлении при эмиссии пылевых частиц из почвенного покрова в атмосферный воздух, а также при попадании тяжелых металлов лфкеоотнрцм(3еу–нл2те0р(а3лц)е)итI;я)E=; вDEC=TBFв–hwXWоe–п×зtbдaрV×ч=уоа×Aдхс0EоеT23т,,л7,о0F5×жт0м××а03игEV60/тIвлRD50еRол0abз(ьдр××+неа6ойсRT0ссbс×тчт×ьивHTитвWыояDbз,вдaда1е/ее3йнтссьтя/вгиопядо, и As в организм при накожной экспозиции почвы; л((вг3рдое6аетдс5нХ(сыкдbчан–ихнетвпйцысреп/воргоацоомеCIXедгтодD)е=Ibсг;уняаI==АClрIDытo=пеТDC0==вTgAXолB–,(–IwAEhьоK7ChWфX2нeбT×п×=p=w×оtа5bщеaVEря×=××KрV+л0уIмADв−и×I3RApе,RюеRXуT5о62т×EaT23bл×л4д,5)×h×и,×FC0и×8е.DE×5×)нE0чоBw6+××(WwFTT3ги0сF4W00×E2аCbрt6н0)h/,×л×3еtD×5)а0w6××e;ядVV,I0E7×цRXI3онWRRRDT×и+т6еrhhhbрa×он5h–K×R×анWeижEoв(t×няwahTсTауэпHTh−ююко−0щсмDT,нпа0оrаaоя10)ггз/3ав5ритку6целз×(илак3Mиьду)-,W среднесуточных доз перорального, ингаляторного и накожного поступления микроэлементов из питьевой воды и с продуктами питания в организм птиц и млекопитающих по адаптированным для животных формулам расчета доз при оценке риска многосредового воздействия химических веществ. Механизм воздействия отражает путь поступления химических элементов от источника загрязнения окружающей среды до организма птицы. Элемен- тами маршрута воздействия являются источники T(вннкоауhрдяюeоыtaвмневе–лавэгиворфчозуфиддзннекуXакыухC,Iтhхи(оD(==СрIвртпIанАCа=рl0Dрс=oсоа,Dс=оgAC5ссжч(цIчA4EтKACаиXеиь×T××ю=pтwдbтWTмыEуI=××ыKщt+RаhрDвV×−3вpас×)×XаVVp6а2I×яс×еRI×еE5,hRоRвCRтA8DтEвr)2пFhhсa×wсT+×кF7wоея×я×Wл0×C3р2б(п/а,Eе×3щthTwп6дeонThM7о×уоф−пT××юWсфTиоhаEKrртоeиD)вoьмtрwнеaемущгв−луаое0еллйс,яе(т0ц6вв0()иоа55)до6.)иын)×з;-MW поступления загрязнения в объекты окружающей среды, воспринимающая (первично загрязненная) среда, транспортирующие и трансформирующие среды, точка воздействия на организм (рецептор- ную точку), воздействующие среды и пути пос- =ThXeVbta=pI =0=23,M7C,050×wW7D0×V60IwA2RI00R2R8T/a×0b3,×××9×K+EB6×TRF0Wb2×××2×HT,E3W4D6Db5×a1E/3T (4) тупления веществ в организм птиц (пероральное и ингаляторное поступление, кожная абсорбция). Все ++ТСПППа––нроибдtеочтhлагьдвTiинsеаОуaцнвeкbбыааxlтъeяpйы1еo1в.пкsп.оСуuтSидтrцвcтeьаeеоаrпnннзoоaдиаuсrерtяiтeйoиусwпoйтfлaвмsеmиннiяunиоlcяtгliu-охedисneмрvdеиirдiчonоеnсtвmhкоeиeгnхcоtaэliвлИcmоеuнpмзlaгдaеtаcенiлвtoйт+++–яnoосзтfвотoоcвfоирhилdзнeoяоmосsгрхeiиеcsидaчмailыеnneисsdвltкчeiкrиtmелiusсхюetkкinosчуиt.nечsхsнрoэеnвлжПрtеhдаумeстеПечoьннееrиптgртяоaоодхnсрво++++iтVзаsСlIIDунmoлипpАа===lTьgAIDXoлoрн=оhE=K=еgAfиhCCСоIDDIрeнсPE=pMK=AwгVCtCкиаС==IIDaAAaаоя=×K×=vppwwWнА==в0=DDCAoA7C−иI=I×pK×,=и6=RCRcTBsC5DaCAз2×2сV23−rI==0pм××4W,с×M×iRAsT×8,sC0Cp2s×8×л5×=×I,t0P××E×E,×DDеB×waWFwCR+9K×AW8TDд70atFB2FWIE×P0IAAuBD×оw×tFT6+0vRAw7h×sW,в×2VFE×BEEo×Wt0100IA×E2×63аT××ek28VVp/I0,FW×нEEc××73e×EtB×D,×R2I36×E×EиR×Repr9RDKTA×+,EWEM67ri×яt+AF2×3F×hh3sE4a×.T5iDFVK×××7t×6RE6nTW×EAFa×W×E×355E2EoV×K×utН(×F1×TwEu×AhFTr2×TDEEаEobs3×HTT×h,TM−wк,aD6TTD4E−E+++nо–3с0××−0WжDо6T×TD×z,×03E0дo00нraEE×6,×o1×еD)0о0C/0l5V1рF35oE×0Fж0Cg61F××5i0а2×Fc06SSщ0×aM0××2lAAиS0MW×EхAсDWEяBcDWB×cWcI×RcIcR+c EDa × AT ED + 28 DIA=DCI=A=×DCBIARBaWE×W××I×ERA×EFAT×VAT×ET××ED×E3T×36D×60E×50EFE×D1F0×0S0A СА =СCа w=×CVsp ×2P7E13F× M+WE1F EDa × IR ED × IR

X h = AT ×T3t 6×5IRr ×Wh CDI = ( X b + X hV)R×hCw ×Theta °TссIлфадддНз((((((((ввнмкнмппгггггС8Rр4801к3нмоддддбдеряаеееrоирроЗЗаа, ,0щ/–a/бацеееесйняееч2соер31крмкснк3/ч–омт(ыиасьтбк–цуо1есмксWмг2гDиц.еерссиDт/KыиосяеечоIн)×т)гу5л/(иннПе=мCвсlTбIIDR;т,XXAhжмд;пинидтwоoв0pчнл рьвкинивим2hуD°aеиат–ср=D=(TяаgAду,аhbиенАа/оаоя/е13рСнeыткрп–сно,т3–сюд,EIог=K=р,)То/CC6tа оев(ьт––)ь,од)ичвк;е–сaBе=с8о(н;бж()0в;/ле=pсмDwаоVвн0амкгкян=лС0СClT;0дтIIIID3IDDIXXVW)сD–=тСтщСClTавIIIIDIDDIoRеXXем×еоплс,оо=м()o/ьи,ыVKе,псе52pIатA×hеАDIн====аатт0вgAм7==p;hbдChА5Da/дD/DAAж====чоа)Xэе2щэgAКк==Rнhb,ь0л2З3мRAAп−eссяснV–pT×з0×=;eне4/EEIRфиеф=а–г=K==оA×=–CCCCьа,t( оEIAп0DDияrC)=о=аKме=2bh=Cп×еCаCCCt7,DDCдa(Bлесв=5C×в2eнWE×.рVл)×муфAaBфкщ0=×рот,=бвpM–Dн–2я2ADwwCмеVBsи0пCв+C=н;оеapM0кое=0ADwwIWWC8CBsо0CTDмноDa(00еEимоTW3ы==и8р5иид3R,bн=(×но×н×аK(×,гщсRо–==Wде0 ICA×/,wWsс=(×w×tн×л=K×+,C0XWи=lTд7×IIIDIIдоA×wЗXXилWs8F75аwцhA6/кие7цXEкдсы7a)йoттэ×5а,2–3тbA−/×7IлX×sI×лIфьVаpT×0×о0×2вн3еDDоч−д×0т;×IFе4I4hщ2×IDг5VFоккиpT6××h,====Rьииф××RиDDgART:×/ь,hbDD4××0VV×F×6ее;2bнR×R/IRT×0лн,,е2з×уV0топ×а32гTB2beEГр35×го×0Аt)вEе2Vм×P×леIAACRAеIBн0×5т6×EIф0е,E×tA×а=KE×=оRPрRe×IAA/AB×)оV8ср60AонCCCCр×t+6C×в,×pо×о×Rч×tнeроIеW×с.V88W×FAн++TTяDмC)EDp0мaBEнF;7rEаЗ=EEITW×E8W×1ссвTтD,3(WRDдки00мhасhEDо×–E5EаEEEсT×нEтR.T=П–1чаpмB–/од,a3тADwRwC×цw×b0EtEтз+DкE90RXT1B0иKтиAаоWFе3×wмwFtрh6о+тER××)я90Xрдцa××KсA×р×уFBаwFсDFоhb6а2F××/,×.W×Wa=(и2××то0××K×п,0вBEь×;л,×DFwbн2×иFIть×A××н2×W×5еж0Tкh0Eен×E)иис7×иAлFт0×2×KV5V×дп5[7××TеA(h×WEEX/Iпж0,икр×аьдVV×27×33+×;тд−×E,AWEEFA×33×/I)IItбг0),иVEpT)×hьовTVы×е3+RF,нIеEAF×3м3×64п3ииtW)оE(R×Re×RR;IнRооTр2FV6o,и6о3.60S×ч×Rн6TE2bRс×нReлеTHF×2чFTFV6Tднh+кПT6E–0E×EwR67дr×5×потфFеT×(E×+пB×TдE×E2оEж0×AhаhD7r3з50×A×л(нан,5×чV×еb×aеоE2C0××аh×hDо×V9н3b5×р−т,+hвC×5рDaмFCTI×Wр01××B8ааоbя×,EеTRDдM×−Dф600сEWяAнFпTтT×на1×аA×чс,еFнR.M(3)Rн36R×WDоеeE×еERA4wT·BF,]р,лиEWE×WwEDtо/еи+5ц30)X42рw,сдB/ирEAKаE×6Fи0×Eуw5мh6(×нt5T3огтбaсW×Kb×;r×вджFаb(–×FaTщТ××Waл)лWD60hмTаT05иDисS×о×,яа2××зWес15аD6Th)йThтTоDл×3EаEoт;C×оWVV×ее×м×–//я0TIHс×жо–E00dE,oTтhи/иизц3wф,о×кE×3г3×ETиHеt0)Thкумхбе×RwIмн×зT6A×TцD1сbEо0R×wReот0×3×эт6З−/6h×TиDбте×нRнпbилF0лн3Fтрфд−+ыThE−E0/кпс7ьrTч3иhдоE5етквE−м×60hhDDиад35e–ымET//илиaEтяC×6а×и0еDbeк×пCгTлиуDраилTы–т60кчс×а×к,t5RCV1у6F×еаr0(0вцойиt5вaV1×и×WеоaтFкьrSразьиwопявтa,га×3F1a1)к05рлсхв,Kщ×оF1×нив)ис(,0×/A0инорнVд××ыи=×СClT6снIIIDIIDео3XX/06×ио0Mс××ы(hдTьoап3бтпво2W0ионе0ооп5ие)EpEo°сh)А2Dчази====0аSSgAв=T0нHhb,нThлAво(wто.щSSзо,0й.с5СнцeсопчиWд×=аTD5AA3EаIbц=K=т=оя×аид−CCмCCнhtдDтACAвсмт6мееьра−aBсцвь=ее6ч0аткасьеD=pMеeдхтаADуwwEьTsн0Cе;с(а×0)иWееEтвикеа×е0нтт=йвtо,=2(×е;×,Kщ×,rвт/IоA×DawлщWсaMно7лстDиом5ьипD,Aвд7Xэо1Mв)суяBя253р−оIIдVpT××я/×B/D0л4д///аF6еc×кR,есRTво3е,резт0тнчоч2bа cAч×WддTд2WVноB5×00E,×Wнн×IA°WAнмнд0с×внн,ке×е×цв×а×V8ансн+CгpеелеоIbWE8W×TDС5D0E(((EипT×ыиуи(тмл,(c3RоиьосIо×с2EптиERBнннаоеcкwг786tI+905X9K6A/RFwh6иияоихa×)))ья×тейизFRb2Fяяя×хо×о×Wтес0ььь0гE)))))×––2×5;;;Th×c×-----,,,,,VV×7××E/Iп0,c3×EAF3×t)RI63MER×Reи2V6+6×RFT+TE+E7r×20×hщhD35aC×b×DTW××,RM6×E×Wе4wEEE53K××V(×сссEEBBEфЕЕээ2((ввввкнмммпггггггвW×D6hTTDсWсооыDндкдд/ддкEEoооаи5оеpWDWFFTТHТ0оTггhгwмвппAб×бессе×TеееееDжaсрзbхA0я///−hр–aол−р75рл4ыкокп6птдтгыE×и–D×,e–T–TKп–м–и–×зC–Tеаь0Vо..с;.агIглt=.СC1lTеоCоFдIIIIDIDIrXXторaдтaдo,,втoIDF1×упя×)чвСI0мч×ПмйьСIмСиззpIваоh/0АDдwи××е====wgAу==R–3hbс)о0RAволваридRаи2дисо0веeн,Aа.на3неон=S(мх0E–Iчр=K3==рспоaчесо5CCCCзtетцDзеCлц×ссеCсaA/––ь–енчмDaBие6е=нв6те2дтесннвгод6нс=pгкMпеиBсADwиwBs0Cг/о,Eгa0(ваBнW×омо5оромге(и:аосогьн=оаь5р1,и:д=(××и:×K×,WDма2кIWMA×w/йWтегтедэок7п;лWфяяBе5;яэAис7Xка3п,ти:,23н8т−оIаcIаIсак–дVpT××г×Dодфт,W4VежWF=зС6СClTвR×RгIIеIIDIDDIеRT)D×VXXо(,×Cе0л=еССaнlзTлт7Vл2bпанIIDIDDIo/с=×ССlTн2VIIDIDDIрaнXXрB)5×лoв40×Eловpвм×вIAhфAoвАDрн0cлрв×====иIае,gA×к×==п(4яhb×Vег×еAAцV=p8;СAСCwlTAh+пCеАIIIIDIDDIpоpоXXR==аа.IhоWgAеА85W×e==оаоTDч==аD4оди0gAoEAA==оE=таhbмT×ааа3цтоEтIиAA,ор3=R=K==×нEEеeCCCCERtчрT2DDаcBpCстhEeсM,зCАwD=tз+з==9==0Xна5зEg,AяеaBK–==ч=лAе=hbб=рFKw=hE6жAAн(ицсо=CC=taKу=н×=DD0×Cри(а=еpCMDCтFb+tдм2FADCwwDD(×д×Ce×дCWBsк0Cд0,0CEaн×0aрл×ок=Wе2я×(ас5aEоTIкhи=р2=иK=ок=Wлл==н×ьтVV×7оCC×CCд=×t,pяMн=(EDD×е×–/A×CwIгеK×,0Cекл,W=2BspMеCC2IA×A3wwWsаньCa×ьEAгFцBеs×33л×0оCtE)aB7а3б=a0Rр5IаьарнеAе6)73XивйнE==Rй×Re2й3ое2=йV−6оpM×I0I==6=I×ADwсwп×нV××;pRTC××K6×Bs0эW×,C(иDD=ь.р;×ни×FTV×4a+K0×wT,EыWsWFл=ннEу6СDEнСClTWR7(r×Rа×аRIIIIDIDDITwзWsн,,XX×0ет2с2b0×hе4hсDе735A–сс==×н7сo2кV55То,оaA=нB(C4×7××5××2б30KbB×,еEW−цо×IСе×PIь×AIAAнIоцAбIт2A(3D×лw0цFpWTs×)−××Ip××,I××,hIaDDот×тRMАйDтpм××67чV8т====AтаF+DD×.CgA6(5сp==цR4hbRAс7RсITXWF88W6×AA×)W,;×мо0RTD×RивкDнRнT042E3е2еwE,EE×T−W0с×е×аIи××I1ET2IиEве,22мeVв3VRpTкА×е53в×в×E×рE5иB/DDER2п5;VTKB×40=×ттBF(м×w6Pе5tE×IAAIR+0)×R90X=R0WоКT=еKг=K=р,PA×IAA,р0о×Fтчо×гнwуFCCCC0h×6t0р×2bDDи×я,иC8a×6××h×Aг×йT3Tи××иDпB2CICаVDpF×b2V8F)уьAт××о××WBоWCM5×н8W0a×pB00)EE=×DEI×EoWP0×IAA8W×з2о×A)E.5оEE0TDTRорю××hее01),оT×пH×.Eо,0;EE–T××h=×с–VpV×Mя7×я××1×V8Ew/;оEADwыWEAEw,яя/ECI+RрCB0sTп0л,CpлBз×E;E–33+EaRIд0W×TEwAтF×8W33××B;×t+)W90TD×TвдDDгнwг0KEtRbIб№вEAa+EE900T6×п3еwFг1−овK,,WE==,hAR×Re3Rс,,иwF××2FV6hE×еEEпт6=(B××ER×елR×DпTaF66K2×××,рBFмW−××АвеBFTWоIE+еDwAF×TbEw2о0tАFEWsEп0+E×907)×XrWк×аиE×еиB0×Kт2AD70Eре×eFтEс2wF0×Th×hhDт5635T2×.Aц75aкXд××Taд×5оевC×B7DйC×;аDbаFоb×2н23WEEF×××д/×−×Vч×VW×I7з0DI×0,часFTнI0ТлнWEEе1V××оt0pTE/V××I×,+у10RщТM×1,е×)×тAFрFDD6е×33×2×Wrt4+5AT×AFFha×363×Fу–нRtи×Ra×еWоRееTцс6×3,дV×4V×R70×ссI×w;,Sсы)WEE×тEe6м3/2bаEIF1оEа02)FV,.0×н53н)пудR×ыRe2V3+2оFV66K×EA×F××33B×(5t××)TTR0/6+E0нлтEн;тWEREP–и×I×зIAAи–TA7тте+×с60иеT3EE×..–Ea3×EсA×,×с7E×rСD6щhR××ReT0×TE2D×2×мFV6×V83епAлцп6аW+E2C×в50×hRhp263–E0сIдEoуWFT58W×+я×TEaвуьсаTDьEEй×E××Dя0,7THrE–bD0/××E/TEEFhTSяT××10×××F(1w,лD,R–EMF23TR0×h.пhя61еD××35×п,лаеEеR×MER5пAяT56×одBдaFа×TCDпе××ртAb/wиb/××t0р–п,F+9×03Xс4л−A×WhDKFTDAE1F××E42wетFнE,h6RMр53нE6ггн−рEa××еE6×ед×2BKA53×лчеDй×EFеbве2FFE×в××н–T×6×KлWWD×2т×eае0лW(0×лEе4пT×Tw5×енEW2×Eоо5EиECTаhD65н3оTпрнDт×0ьр5×ннKD6ht×V5аеV×T7а××TV1×Dес(в×FWEETс/еIаr5т0,/WE–WлaEнеo–3+оa×иEчAFE×33×тEo××дtд)е,HD06рhдDTTF1TиDиR×ч)Iл0MакисHw063тщThььиWсняERw×R3eк/н20EFV6а×EoB6×××уа×алR×T6×яD3×(×THFT000+×TTаоhTDEля3тEаEbвоуоепw7фr0вч×о(c237−я×0ои,E2(0×hк×h(Dс35ки−×рW,еW5×TSSеD0a−bзCEц×0оbEслм××3×6е−и×DEщhлд45DEирд4(F,T×6(1ж×D×тк×,оRMеаT6−AAотааCосе×дAFEC0Eв1×Wттиж1×665DV1e04яеcwF5соо5IаT5лтEV1Eг(нEFрaг,)53rтCжкаиоaоKEо××Rа0(),×еT×t5F1°V1я0Wр0,нFсты.F1дrел)0и×aцмD6вhTaT/д.D0т(с××зсD/КW,щд0cMдF13××)нач0E,сEнo0ч(т3еоа4B0×втTHа02а/T0hева00ьр××рw2вукр0н3cна+0×SSаа0г×таа×TлSSDеW вн0bеWе2р00а3(−(55h×ееелаок5×,SSеесы0яеAAсу−×вялзо22сAAжщEоеоE5×6дDдщ6eсcE×еTIгн6,й/AйA/ачCлгьзт09вRт0лгEtс56дV1дмн)нFиE×rсеaт×д//a/Dвна/е(ас8е;,cEч/F1)м0е×гемгоDеденчтлса(M1а(Dев/0сасMн××яонA((и(+А3Bоон0aн1DB1н(недMтк°оаейсге22оот0т111cис1BыcтSS×0дTWдКТ3лWьь1в/стиситнпWгзсWкдв)сc×лE5054т2×е×ылWAAW)))))))ь)еаааа)т×яяооо)Iааа6ьь×)))))–D–c;;;;;;;;IcI--.-,,,,,RER×cIRA3aRaDcMc×T6BcBc+5+IW×W+×WR3EcaIE6EaRBDD5cDWAAa+aAaa×T×T×TEI×I×IRD×RR33Aa3aa Cw × IR × EBСFWА×=×E3CD6w5×7×6EV0Tp××K27×32×2,M4WI = I = AT × Ca × IR× ED× EF 1 1 Са =Cs × PEF + EF BW × AT ×32695 I = CA× IR× EF × ET × ED Са =Cs × 1 + 1 DAD = DAE × EF × ED× EV × SA PEF EF VApT= MW 28,9 BW × AT ×365 DAD = DAE × EF × ED× EV × SA

=Theta 23(,A0X50TDb0×0+w302X6/035h+) ×RC×w H×TThDeat1a/3 Vp = MW 28,9 CDI = I = Cw × V ×EF ×ED CA×.wVPIR.×Raebtte××a6lT0.bF×ooWdb TechnologDy. A20D23=;5D3(BA1WE):2××5EA–V3T7××E36D0×0E×1F0×0S0A BW ×DAXTEKba×==l3eK6d0p5i,n×7 Processing: Techniques and I = CDIAT×loEg×D3K6×p5E=F0−,25,48×+W0h, 6×7IR×a K×(oTwh−−0T,r0) 056×MW CпFр2о×дуEкDтcа×мIRиc EDa × IRa B BWc AT ×36 где I к–опноцCсеDтнуIтп= рл(аеXцнIиbи=я+еXCXhввwhе=е)×щщ×AICеRTессw××тт×EBввTTFаWhсt e××вt×пVIaER3оRпDr6чh×о5×вWчоEвhйTе,, мг/кг×день; пит1а0н.и ПяероралIьн=оCеs ×поFсI т×упEлFе×ниEеT ×с + Cs – мг/кг; FI – СIттдз(((((внпкгR071рка.едогеооаа,г5 алaензсс0еч(рнс8адьтт4–.0ася–дцI.еуь/с0чзч1кнйеПмп/1н–вик0агрдесслоооес)о0тйоемткел;ичнзын нвг/о=СlTнIDIгXX%од(oвАгннеицьр/вhЕАи==gAдоhbеаснгаТ)яеe)оаяйE:днТу=аK;==яCC;tын,есa,л)с–яти/=pAwтт0тC0фгE2;мт.кяCн–,с=рь×K×,)опw4в7Fцра5A;гЕгяаF23−дVIIpССе×2иIIDI4,аи/×RаRT,B0ц2Т×прV2cд5p5×якА–л=а0о==,×(×Aи×VWCyкpиоVнпIW8=СlTTDцIIDD0пя=нRo=л×в=EERя–BCтгDCсwоt+/0оCpчhAАиц–w==hтagAaн×еAчFb2.FWт0M0дeA×CBs2×аCзиTa=яи–E×тVV×7Kо=)/вICC0уt,(D(=×р3×всt×××WaRIц;63w)оWs02R×Reофепр6=пpMпRAwм7теCе+TE.E7r××IыIн0h×,h 3сD=ееaFEл=×о6оощ×лbRK×R0к×DаwTW×RM6п2рнV×мрAB7×W0ет2чрP3оIA−сIг0DIp××5×D8AKе××–ое6(p×оRеRT,WнW0×ая)2вмсм×EE02h×VT1,B5с0W×дEEсcATсE;еE0o,××аи9ыH×8ThKACp2wFу3т8W××Dтнч0DвE2FTD×вb,вE××−EяE–BвTвwт,л+90у−EKA7ео×еwEомDо×+TFAF2×3F×го×Wеа00е×опт320нзTD2зVrзV7×оaп6E/г0лз,TмEE,×A3н×д×1тt)лдиE2р×63//5R×e0дд2Vрaа3×нTF+TеыEcо1в×Eе,7еM×ая(02h3Fеао4–йy×.Eн1EлвDйT3с5××,RM6й×й)дWэ4тсз67еот6иET;Dс53вK×××сEкWор.т×ед0п6)тдDео)тIEEo×с×лD)вкоHM,00Tв.w,;рнRвз;×пTDж0иосE×ил(одяBWи−cCмоE×лD1эя1Fеяидку–е0WI1зFFфы0,,гaт,уотх,R01×0и/0/0×ф2хесc3,длке0(чSц00олк2S0,же–г×иаA5оиAмт–оь×0нс6цсииEмннрмгьд/×оилт,Dд./ооа/еM(гBбсеесегелсе1ссcн/кнлеуWотWмн×сдетт6ьйо)ьттдатььь.)c3I;;--.,,,Rc I = CR×C ×F × ED× EF (20) BW × AT ×365 + грдаециIо–нпаемриоприалтСьанна ои=еяC,смsр×ге/ддPнеE1енFсьу;+тCоERч1Fн–оесрпеодснтеуспултеончинеоес содержание элемента в компонентах рациона, мг/кг; С – массDаAкDом=пDонAеEн×тEа Fр×ацEиDо×нEаVс×рSаAционом питания на основе затребоBвWан×иAйT ×н3а65кормокухню и рационов питания, кг; ED – продолжительность воздействия, год (3 года); EF – частота воздействия, событие/год (365 событий/год); BW – масса тела, кг ((Eк4Dа кнaгц×)е;IрRАоaТгBеWн–ыaп–ер2и5олдето)с.реднения экспозиции, лет AT ×365 Результаты и их обсуждение Обыкновенный павлин Pavo cristatus – один из самых крупных представителей отряда. Голова, шея и грудь самца синие, спина зеленая, низ тела черный. На туловище есть надхвостье из удлинен- ных перьев бронзово- и золотисто-зеленой окраски EпрорFсо–тдьочлажсптоиVостpттеа=улпвMьолнW7зеоDд6нс20еиAт8×Iй,ьяD9Kс=,т×=Cвв2мsио2D×3яз,/4Aд,сFеEдуIйет×B×нс.WEтьEFв/(F×ги1×оA×0яEд,T EDм(×T33×г/35с×оE60уд5VC тдF×.н)(S2;е3A×й гE/EогDDодBcдаW×))c–I;;Rc + EслкеDомтAсaоие×TвтцI×ыаRал3ммa6лBии5и.WчгСлеa асазкмкикаимбиплеаисвтлтяирщенуоигвмоиолкьснриаыншмееи-ноиырзауснмкжрреоувмдонн-ыфееимоии- BэкWсп–омзиацсисDаиA,тDлеле=та,D(кBкAгWаIEн(=××4цEACекVBTaрг×Wо×);IEг3R×еА6D×н0AТ×0ETыE×D–×1F–×30п×60E2е5S0рF5Aилоедт)о.среднения не имеют удлиненных перьев в надхвостье. Средний уровень накопления Zn перьями обык- где Cs –фIIак==котнCCоцsaр××енIFRэтI×мрСD×EаиацADсE=исDF×ияCE×=иFsв×EDеTпщPAыEE×1еFл×BсCетWE+FввFы2×аE×1×хAFEвTEDDч×пB×а3cоWE×6сч5VтcIвRи×еcцS,+,AмEмгD(3/1A/aкк7×Tгг);I×R3a6B5AWPнцCиоbsuaви––е–хн0и56н,м6,,о371иг65оч±е±±пс0ка0,12ив,,03лх15 и3мэ н млмгае/ггкм//скгкео.ггнс,В,ттFоаCаeрввdиив–ал–иб5се110сл2,8л6ь2,ен50,д7о6у4±се±тм±ь05о,к296йо6,,68нв м44ыц  гебмм/нкоггтгр//ркккаигге-,, PEF – (1,32×109 м3/кгB)W; E×FAT–×ч3а6с5тота воздействия, день/год особей составила, %: Zn – 73,9, Cu – 94,3, Fe – 111,6, (3590.дПноечйСв/гаао:=днC)а.sк×оPжE1нFое+ 1 Pb – 150,0, Cd – 136,88 и As – 203,87. Средние уровни вEоFздействие накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As, что соотносится с DAD = DAE × EF × ED× EV × SA (18) исследованиями ряда авторов [28]. BW × AT ×365 Большой размах уровня накопления Cd и As где DAD – абсорбированная накожная доза, связан с исследованиями двух разный цветовых мг/кг×день; DAE – абсорбированная доза за од- вариаций павлинов: белой и стандартной. В ходе но событие на экспонируемую площадь кожи проведения сравнительного анализа с учетом (рассчитывается по формуле (19)); EF – частота окраски птиц установлено достоверное (p < 0,05) воздействия, событие/год (350 событий/год); увеличение концентрации Cd в 5,4 и As в 8,4 ED – продолжительность воздействия, год (3 раза у стандартной вариации в сравнении с белой года); EV – число событий в день, событие/день (табл. 2). Колебания других элементов в исследуемой (1 событие/день); SA – площадь участка кожи, см2 выборке связано с изучением птиц, постоянно (2874 см2); BэкWсDп–оAмзDиацс=исаиD,тAлBеелEWта×,(×EккAаVгнT(×ц4×Eе3крD6го5×)г;×еEА1нF0ыТ0×–0–SAп25ерлиеотд). содержащихся в условиях с разной техногенной осреднения нагрузкой. Содержание Zn для исследованного вида DAe =Cs ×CF × AF × ABSd (19) составляло 0,7–48,0 %, Cu – 0,04–2,8 %, Fe – 46,2–92,8 %, Pb – 0–2,5 %, Cd – 0–2,5 % и As – где –Cпsер–ескчоентцнCеынRйт×ркCаоц×эифFяф×виEецDщи×еенEсттFв, аBкгWв/м×пгAо(T1ч0в×−е36,6к5мг/гм/кгг);; 0–4,6 % от суммы всех определяемых элемен- CF тов. Вид проявляет чувствительность к воздействию AF – фактор загрязнения кожи, мг/см2×событие токсичных поллютантов, которая проявляется на (0,2 мг/см2×событие); ABSd – абсорбированная фоне пониженного уровня содержания в организме фракция, отн. ед. (неорганические вещества – 0,01). Zn и Cu. 30

Каледин А. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 25–37 Таблица 2. Элементный статус перьевого покрова цветовых вариаций особей обыкновенного павлина Pavo cristatus, содержащихся в искусственно созданных условиях Table 2. Elemental status of Pavo cristatus feather varieties obtained from urban zoological institutions Цветовая вариация Zn Концентрация химических элементов, мг/кг As 114,51 ± 8,40 Cu Fe Pb Cd 0* Белая 126,03 ± 9,44 4,75 ± 1,81 411,15 ± 39,74 4,66 ± 1,34 0,40 ± 0,72* 0,84 ± 0,39* Стандартная 5,59 ± 1,80 546,82 ± 16,24 7,19 ± 1,13 2,16 ± 1,47* * – достоверные отличия (p < 0,05). * – significant differences (p < 0.05). Таблица 3. Рацион кормления обыкновенных павлинов Pavo cristatus в исследуемых зоопарках Table 3. Diets of Pavo cristatus in urban zoological institutions Кормовые составы Количество в сутки, кг на гол. Отруби Московский зоопарк Ивановский зоопарк Ярославский зоопарк Комбикорм для кур (ПК-1) Пшеница Растительные корма – Ячмень – Просо 0,01 0,01 0,08 Овсянка 0,035 Горох 0,1 0,1 – Кукуруза Подсолнух 0,15 0,15 0,03 Семя тыквенное 0,03 Фрукты разные 0,03 0,03 0,05 Ягоды разные Морковь 0,05 0,05 – Капуста – Свекла 0,08 0,08 – Салат 0,025 Лук 0,05 0,05 0,025 Чеснок 0,005 Овощи разные 0,08 0,08 – Масло растительное 0,01 0,02 0,02 – Мясо – Творог 0,02 0,02 0,003 Яйцо куриное Гаммарус 0,05 – 0,015 0,03 Травяная мука 0,05 – Костная мука – 0,1 0,1 – 0,04 0,04 – 0,002 0,02 0,02 0,05 – 0,02 0,02 0,015 – 0,1 – –– Животные корма 0,015 0,015 0,015 0,015 0,025 0,025 0,01 – Добавки 0,015 0,015 0,003 0,003 Исследуемые птицы содержались на разра- съедает весь выданный корм, то ориентировочное ботанном рационе (табл. 3), сбалансированном по общее суточное поступление Zn от дневной нормы основным питательным показателям. потребления элемента составляет 16,7–75,7 %, Cu – от 13,7 до 76,3 %, Fe – от 48,4 до 398,79 %. Анализ рационов питания обыкновенных павли- Pb, Cd и As поступают с рационами в пределах нов, организованных на базе зоологических учреж- суточной нормы. Сбалансированность рационов дений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что питания по микроэлементному составу мож- Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu – 2,29, 0,75 и но достичь, насыщая их продуктами, богатыми 0,41 мг; Fe – 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb – 0,14, 0,18 необходимыми элементами, или вводя минеральные и 0,01 мг; Cd – 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As – 0,04, 0,02 комплексы. и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью 31

Kaledin A.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25–37 В ходе анализа многомаршрутной и многосредо- низм павлинов из почвенного покрова г. Москвы и вой экспозиции исследуемых микроэлементов на Иваново – в 50,15 и 95,27 раз соответственно, что основании количественного расчета их поступления стимулирует возникновение отклонений в функ- в организм было установлено превышение рефе- ционировании дыхательной системы. В г. Москве рентных концентраций для острого ингаляцион- превышен в 275,8 раз уровень поступления Pb из ного воздействия по Cu (0,1 мг/кг), поступающей почвы в сравнении с референтными концентрация- из почвы в г. Москве, в 2,19 раза, что может ми для хронического ингаляционного воздействия привести к заболеваниям органов дыхания живот- (0,0005 мг/кг). Это создает угрозу для возникно- ных (табл. 4). Отмечено превышение референтных вения болезней крови и развития репродуктив- концентраций для хронического ингаляционного ной и гормональной систем, почек. На всех ис- воздействия по Zn (0,0009 мг/кг), поступающему следуемых территориях обнаружено превышение из снежного покрова и почвы, в г. Москве в 1,22 ингаляторного уровня поступления из почвы Cd и 394,11 раза, г. Ярославле – в 1,11 и 9,78 раза и As (референтные концентрации 2,00×10–5 и соответственно, из питьевой воды в Москве – в 3,00×10–5 мг/кг соответственно): г. Москва – в 1,78 раза. Это способствует развитию заболеваний 10,0 и 790,0 раз, г. Иваново – в 15,0 и 863,33 раза, органов дыхания, иммунной и кровеносной систем. г. Ярославль – в 60,0 и 396,67 раза соответственно. Выявлено превышение референтных концентра- Это может привести к заболеваниям почек, ор- ций для хронического ингаляционного воздействия ганов дыхания, нервной и сердечно-сосудистой Fe (0,6 мг/кг) при поступлении элемента в орга- систем, изменению гормонального статуса птиц, Таблица 4. Сводная таблица для анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции химических элементов при поступлении в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus Table 4. Multi-route and multi-environment exposure of urban Pavo cristatus to chemical elements: a summary table Путь Территория Объекты поступления микроэлементов поступления Снег Почва Питьевая вода Продукты Сумма 0,0011 Цинк, мг 0,3574 0,0002 0,0890 Ингаляция №1 0,0010 0,3547 0,0016 – 0,0105 Перорально №2 1,1749×10–5 2,9255 Накожно №3 1,6397×10–6 0,0886 0,0002 – 1,6716 Сумма №1 1,1142×10–5 0,6294 №2 0,0335 0,0088 0,0007 – 0,7782 №3 0,0048 0,1108 №1 0,0159 0,0756 0,0133 2,8366 0,3681 №2 0,0346 4,0611 №3 0,0050 0,0189 0,0019 1,6508 1,8714 №1 0,0169 1,0080 №2 0,0019 0,0063 0,6212 №3 0,0001 0,2191 0,0002 1,7838×10–5 0,7447 – 0,0536 0,0002 0,0087 1,5041×10–6 4,4577×10–6 0,1060 – 0,6240 1,6397×10–6 0,2036 2,1144×10–6 4,4432×10–7 0,3522 – 0,1107 0,0035 0,0822 0,0048 0,4303 0,7596 2,8366 0,0608 0,0048 0,1122 0,0036 0,1075 0,1081 1,6508 0,9253 0,0050 0,3180 0,0050 0,0107 0,3592 0,6212 0,2316 0,0054 Медь, мг 30,1060 0 57,1643 Ингаляция №1 0,2188 0,0002 – 0,7120 Перорально №2 0,0028 Накожно №3 0,0533 0,0001 – Сумма №1 №2 0,0083 0,0002 – №3 №1 0,0466 0,0057 0,5717 №2 №3 0,0114 0,0040 0,1882 №1 №2 0,0017 0,0077 0,1013 №3 1,1×10–5 0,0787 – 2,6801×10–6 0,0560 – 4,1738×10–7 0,1074 – 0,2654 0,0846 0,5717 0,0647 0,0601 0,1882 0,0100 0,1153 0,1013 Железо, мг Ингаляция №1 30,0977 0,0029 – №2 №3 57,1618 0,0025 – 0,7079 0,0013 – 32

Каледин А. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 25–37 Окончание табл. 4. Путь Территория Объекты поступления микроэлементов поступления Снег Почва Питьевая вода Продукты Сумма 6,6736×10–5 Железо, мг 20,4666 0 19,9007 Перорально №1 6,4135 0,0962 13,9569 1,8895 Накожно №2 3,4576×10–5 1,3468 Сумма №3 0,0579 12,1807 0,0839 7,6361 1,1772 №1 0,0506 0,6136 №2 0,0264 0,1508 0,0439 1,6948 51,9194 №3 0,0633 78,2422 №1 0,0506 0,0015 1,2874 – 3,2151 №2 0,0292 №3 0,0029 1,1237 – 0,1387 0,0003 0,0002 0,0001 3,5602×10–5 0,5872 – 0,0010 0,0003 0,0687 9,1849×10–7 36,5127 1,3865 13,9569 0,0492 4,2534×10–7 0,0088 9,4315×10–7 69,3454 1,2101 7,6361 0,0594 0,0026 0,0900 0,0039 0,8587 0,6324 1,6948 0,1104 0,0048 0,2668 0,0029 Свинец, мг 0,1394 0,0040 0,1202 Ингаляция №1 0,0051 0,1384 9,09×10–5 – Перорально №2 0,0002 Накожно №3 0 0 0,0001 – 0,0003 Сумма №1 0 0,0012 №2 9,9266×10–7 0,0005 0,0002 – 0,0064 №3 0 0,0031 №1 0 0,0295 0,0031 0,0361 0,0886 №2 6,1644×10–9 0,0016 6,9761×10–5 0 0,0047 0,0445 1,3779×10–8 №3 0 6,0216×10–8 №1 0 0,0001 0,0057 0,0030 0,0082 №2 6,9761×10–5 0,0034 №3 0 3,9586×10–6 0,0568 – 0,0898 9,9266×10–7 0 0,0861 – 0,0237 1,1149×10–5 0,0259 0 2,6249×10–8 0,1056 – 0,0119 0,0142 3,9352×10–6 0,1679 0,0599 0,0361 0,0119 1,0479×10–7 0,0032 0 0,0909 0,0445 0,0059 0 0,0077 3,6986×10–8 0,0006 0,1115 0,0030 0,0037 0,0438 0,0003 Кадмий, мг 0,0455 0 0,0188 Ингаляция №1 0,0002 2,842×10–6 – 57,2246 Перорально №2 0,0002 80,6199 Накожно №3 0,0003 0,0003 0 – 4,6835 Сумма №1 №2 0 0,0012 0 – №3 0,0002 №1 0,1047 0,0011 9,589×10–5 0,0053 №2 0,0646 №3 0,0564 5,8381×10–5 0 0,0031 №1 №2 0,0874 0 0,0012 №3 5,5118×10–8 0,0016 – 1,3779×10–8 0 – 6,0216×10–8 0 – 0,0013 0,0016 0,0053 0,0003 0 0,0031 0,0886 0 0,0012 Мышьяк, мг Ингаляция №1 0,0237 1,1368×10–5 – №2 Перорально №3 0,0259 1,5631×10–5 – №1 Накожно №2 0,0119 7,1048×10–6 – №3 Сумма №1 0,0050 0,0004 0,0088 №2 Общее №3 0,0055 0,0005 0,0059 поступление №1 №2 0,0026 0,0002 0,0004 №3 №1 1,1919×10–6 0,0056 – №2 №3 1,3022×10–6 0,0077 6,0333×10–7 0,0035 0,0287 0,0060 0,0088 0,0314 0,0082 0,0059 0,0145 0,0037 0,0004 37,4063 2,2982 17,4154 69,5493 1,4774 9,5286 0,9831 1,2221 2,4219 № 1 – Московский зоопарк, № 2 – Ивановский зоопарк, № 3 – Ярославский зоопарк. № 1 – Moscow Zoo, № 2 – Ivanovo Zoo, № 3 – Yaroslavl Zoo. 33

Kaledin A.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25–37 возникновению разного рода онкологий и отклоне- соответственно в сравнении с референтными кон- ниям в развитии. По другим показателям превыше- центрациями для хронического перорального воз- ний не определено. действия (0,0005 мг/кг), что создает угрозу для возник- новения болезней гормональной системы и почек. На В результате анализа многомаршрутной и всех исследуемых территориях обнаружено превы- многосредовой экспозиции исследуемых ксено- шение перорального уровня поступления As из почвы биотиков на основании количественного расчета (референтные концентрации 0,0003 мг/кг): Москва – их поступления в организм было установлено пре- в 16,67 раз, Иваново – в 18,33 раза, Ярославль – в вышение референтных концентраций для хрони- 8,67 раза. Уровень перорального поступления из ческого перорального воздействия Cu (0,019 мг/кг) питьевой воды превышен в г. Москва в 1,33 раза, в Москве из почвы в 2,45 раза. Это может привести г. Иваново – в 1,67 раз. Хроническое увеличение пе- к заболеваниям желудочно-кишечного тракта и пе- рорального поступления в организм птиц мышьяка чени (табл. 4). Из почвенного покрова г. Москвы и может привести к заболеваниям кожи, центральной Иваново Fe перорально поступает в концентрациях нервной и сердечно-сосудистой систем, изменению выше референтных (0,3 мг/кг) для хронического гормонального статуса (увеличивается вероятность воздействия – в 21,38 и 40,60 раз соответственно. развития диабета), нарушению в работе желудочно- Это способствует развитию заболеваний слизистой, кишечного тракта и почек. По другим показателям кожи, крови, иммунной системы. Выявлено превы- превышений не определено. шение референтных концентраций для хроничес- кого перорального воздействия Pb (0,0035 мг/кг) В ходе анализа многомаршрутной и многосре- при поступлении элемента в организм павлинов из довой экспозиции микроэлементов, в том числе почвенного покрова г. Москвы – в 8,43 раз и питье- тяжелых металлов, при поступлении в организм вой воды г. Иваново и Ярославля – в 1,34 и 1,63 ра- птиц было установлено, что уровень концентрации за соответственно. Это стимулирует возникнове- эссенциальных микроэлементов в биосредах опре- ние отклонений в функционировании центральной деляется их поступлением с пищей (табл. 5). нервной системы и кровеносной системы и нарушает биохимический состав внутренней среды, развитие Концентрация Zn в перьях птиц связана с их по- репродуктивной системы и гормонального статуса ступлением в организм с кормами на 61,63–88,21 %, организма птиц. В Москве и Ярославле уровень по- Cu – на 43,74–61,79 %, Fe в Ярославле – на 52,71 % cтупления Cd из почвы превышен в 2,2 и 174,8 раз и Cd в Иваново и Ярославле – 64,63 и 91,18 % соответственно (табл. 4). Данные согласуются с Таблица 5. Многосредовая экспозиция элементов при поступлении в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus Table 5. Multi-environment elemental exposure of Pavo cristatus Химический элемент, % Территория Объекты поступления Цинк Медь №1 Снег Почва Питьевая вода Продукты Железо №2 0,85 69,85 Свинец №3 0,27 10,60 18,70 88,21 Кадмий №1 1,68 61,62 Мышьяк №2 0,39 5,74 5,78 61,79 №3 1,57 59,18 №1 2,16 1,07 35,63 43,74 №2 0,12 26,88 №3 0,06 28,68 9,14 9,76 №1 0,91 52,71 №2 1,09 20,35 18,90 13,53 №3 2,87 31,92 №1 4,24 4,32 49,78 2,50 №2 64,63 №3 0 70,33 2,67 91,18 №1 0 1,34 №2 0 88,63 1,55 20,09 №3 0,68 12,97 0 26,71 19,67 2,13 1,06 62,93 22,45 0 65,21 0,50 92,76 15,85 19,52 8,82 0 98,66 0 65,53 13,70 69,01 18,02 77,13 19,68 № 1 – Московский зоопарк, № 2 – Ивановский зоопарк, № 3 – Ярославский зоопарк. № 1 – Moscow Zoo, № 2 – Ivanovo Zoo, № 3 – Yaroslavl Zoo. 34

Zn 100 100 П И Н 8 Н ННН1Н11Н5024680826401Н00000000000000062840000000ИИИ1КИ5011а00048620501л1Z000000000е2864050Нд0010000000nИPНи86240ИbИн000000ИИАИ1. 05П000П1П.ПП06428[и000000ИдНрИПН.]ПППТПеНПхнННикМИЯ2864П1ар00000в24860оНиоа000000C8246сCНнсНкт00000ПdНлоuвНИеаваИхвоН16824нл8624000000Ноь000000лНоИ4268Иг100000иН6284012468яC26480000006284000000ИН00000п0000001dCи4826И0ИППщИ000000ИЯМuИ84621Пе8426Нр00000в64280оИво00000а000000сынсклохв1ИИавПап02864воПр000000лоьНПиИ1зНв26840ПППо000000НПдсНИтПП6428вП00000Н.П2И01ННН28426030000002648.0П0000ТИ8264.НИ00000Н5Н26843AF00000И.НПННe№s24682486П4862И0000000000000001.4268ИИИС000004826.00000A26428ИН1500000Пs6428П468282640И–0000000000000003И7ИИПИПН 80 6 Н П 60 И 4 Pb 40 80 2 П 20 60 П Н 0 40 Н 80 20 Н 60 П 0 40 20 И П НП 0 ПП П П МоМсковсаква Поступление: И – иПногаслтуятполренноиее,: ПИ –– пиенргоарлаялтьонр8он0ео,еИН, П––напкеоржорнаолеьное, Н – накожное ИваИнвоавноово 60 ЯроЯсрлоасвллаьвль ПРоисПтсоууспнтлМЯИоуеркпвоноалси1нсеке.лонвП:АавиаИМЯИвооенлFр:св–оаьiоатИлсgниускuилон–пвrзавeгаливаоме1нллн.ньгяMаиотМЯИлогеuяор:рвlотtнмИоаiосо-насрrкерo–лонв,uшавоаПиtвоеeрнл,–уaгПьnтапdнле–воряmпойтuероlриагtрiола-нмрeьноnанниелvооз,ьiегмrнП,oооНnосеm–рб,–еыeНпдnнкеtоа–нрeквооxноовpражйoеканsноэлuокжньrесныeнпооoхоееfзп,PиаНaцвvилo–ииcннrх42аiоsи000квtмоa,tжи%uчsнеtоoсекcиheхmэiлcеalмeеlнemтоeвntпs,р%и поступлении ПоступПлеонситеу:пИле–нииен:гИал–ятионргнаолея,тПор–нопее,рПор–алпьенрооер,аНль–нонеа,кНож–нноаекожное П результатами исследований ряда авторов по поступ- Н Выводы лению эссенциальных микроэлементов в организм Средний уровень накопления Zn перьями птиц [29]. Накопление организмом птиц Fe в Москве обыкновенного павлина Pavo cristatus составил и Иваново связано с его поступлением из почвен- 122,74 ± 9,64 мг/кг, Cu – 5,36 ± 0,05 мг/кг, Fe – ного покрова – 70,33 и 88,63 % соответственно, As 508,06 ± 56,84 мг/кг, Pb – 6,75 ± 1,13 мг/кг, Cd – 1,65 в МосквеМ–ос6к5в,а53 %, Иваново – 69,01 %, Ярославле – ± 0,26 мг/кг и As – 0,61 ± 0,2  мг/кг. Вариабельность 77,13 %.ИЭватноовсовязано с высоким уровнем содер- концентрации микроэлементов в исследуемой жания дЯанронсылхавлмьикроэлементов в депонирующей выборке особей составила, %: Zn – 73,9, Cu – 94,3, среде [13]. Наибольшее воздействие на организм Fe – 111,6, Pb – 150,0, Cd – 136,88 и As – 203,87. Поспттуиплценоикеа: зИы–ваиентгалвяатлоорвнооее, Псо–дперержоарналиьеноPеb, Нв– пнаокчовженое Средние уровни накопления элементов в биосредах Москвы и питьевой водe Ярославля и Иваново. убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. Установлено влияние валового содержания всех Содержание Zn составило 0,7–48,0 %, Cu – 0,04– исследуемых элементов в почвенном покрове и 2,8 %, Fe – 46,2–92,8 %, Pb – 0–2,5 %, Cd – 0–2,5 % и питьевой воде на уровень кумуляции павлинами, As – 0–4,6 % от суммы всех определяемых элементов. за исключением влияния накопления As почвой. Анализ рационов питания обыкновенных павли- Снежный покров оказывал наименьшее воздействие нов, организованных на базе зоологических учреж- на элементный статус биосред павлинов. дений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что Основной путь поступления Zn (62,44–77,4 %), Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu – 2,29, 0,75 и Cu (47,8–67,44 %), Fe в Ярославле (58,77 %) и 0,41 мг; Fe – 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb – 0,14, 0,18 Cd (78,05–98,67 %) – пероральный (рис. 1), Fe в и 0,01 мг; Cd – 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As – 0,04, 0,02 Москве и Иваново (57,99 и 73,06 % соответственно), и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью As (54,11–63,3 %), Pb в Москве (51,99 %) – инга- съедает весь выданный корм, то ориентировочное ляторный. Наибольшее поступление Pb накожно общее суточное поступление Zn от дневной нормы отмечено в Иваново и Ярославле (64,57 и 91,85 % потребления элемента составляет 16,7–75,7 %, Cu – от соответственно). 13,7 до 76,3 %, Fe – от 48,4 до 398,79 %. Pb, Cd и As 35

Kaledin A.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25–37 поступают с рационами в пределах суточной нормы. питьевой воде Ярославля и Иваново. Снежный Основной путь поступления Zn, Cu, Fe в Ярославле покров оказывал наименьшее воздействие на эле- и Cd – пероральный, Fe в Москве и Иваново, ментный статус биосред павлинов. As и Pb в Москве – ингаляторный. Наибольшее поступление Pb накожно отмечено в Иваново и Критерии авторства Ярославле. А. П. Каледин руководитель проекта. М. В. Степанова и В. А. Остапенко – исполнители В ходе анализа многомаршрутной и многосре- проводимых исследований. довой экспозиции микроэлементов, в том числе тя- желых металлов, при поступлении в организм Конфликт интересов птиц было установлено, что уровень концентрации Авторы заявляют об отсутствии конфликтов эссенциальных микроэлементов в биосредах оп- интересов. ределяется их поступлением с пищей. Накопление организмом птиц Fe (в Москве и Иваново) и As Contribution (на всех территориях исследования) связано с их A.P. Kaledin supervised the project. M.V. Stepanova поступлением из почвенного покрова, т. к. в депо- and V.A. Ostapenko conducted the research. нирующей среде обнаружен высокий уровень со- держания данных эссенциальных микроэлементов. Conflict of interest Наибольшее воздействие на организм птиц оказы- The authors declare that there is no conflict of interest вает валовое содержание Pb в почве Москвы и regarding the publication of this article. References/Список литературы 1. Oganesyants LA, Sevostianova EM, Kuzmina EI, Ganin MYu, Chebykin EP, Suturin AN. Isotopic and chemical composition of the deep water of Lake Baikal. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(4):723–732. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-723-732 2. Senchenko M, Stepanova M, Pozdnyakova V, Olenchuk E. Migration of microelements and heavy metals in the system “soil-plant – plant-basedproducts”. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2021;10(6). https://doi.org/10.15414/jmbfs.3169 3. Azimi S, Ludwig A, Thеvenot DR, Colin J-L. Trace metal determination in total atmospheric deposition in rural and urban areas. Science of the Total Environment. 2003;308(1–3):247–256. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(02)00678-2 4. Azimi S, Rocher V, Muller M, Moilleron R, Thevenot DR. Sources, distribution and variability of hydrocarbons and metals in atmospheric deposition in an urban area (Paris, France). Science of the Total Environment. 2005;337(1–3):223–239. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.06.020 5. Różyło K, Świeca M, Gawlik-Dziki U, Andruszczak S, Kwiecińska-Poppe E, Kraska P. Phytochemical properties and heavy metal accumulation in wheat grain after three years’ fertilization with biogas digestate and mineral waste. Agricultural and Food Science. 2017;26(3):148–159. https://doi.org/10.23986/afsci.63156 6. Baghaie AH, Fereydoni M. The potential risk of heavy metals on human health due to the daily consumption of vegetables. Environmental Health Engineering and Management Journal. 2019;6(1):11–16. https://doi.org/10.15171/ EHEM.2019.02 7. Salishcheva OV, Prosekov AYu. Antimicrobial activity of mono- and polynuclear platinum and palladium complexes. Foods and Raw Materials. 2020;8(2):298–311. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-2-298-311 8. Kaledin AP, Stepanova MV. Bioaccumulation of trace elements in vegetables grown in various anthropogenic conditions. Foods and Raw Materials. 2023;11(1):10–16. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2023-1-551 9. Alleva E, Francia N, Pandolfi M, De Marinis AM, Chiarotti F, Santucci D. Organochlorine and heavy-metal contaminants in wild mammals and birds of Urbino-Pesaro province, Italy: An analytic overview for potential bioindicators. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2006;51(1):123–134. https://doi.org/10.1007/s00244-005-0218-1 10. Lodenius M, Solonen T. The use of feathers of birds of prey as indicators of metal pollution. Ecotoxicology. 2013;22(9):1319–1334. https://doi.org/10.1007/s10646-013-1128-z 11. Bakary T, Flibert G, Pane Bernadette S, Oumarou Z, François T, Cheikna Z, et al. Evaluation of heavy metals and pesticides continents in market-gardening products sold in some principal markets of Ouagadougou (Burkina FASO). Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2019;8(4):1026–1034. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2019.8.4.1026-1034 12. Harangozo Ľ, Šnirc M, Árvay J, Bajčan D, Bystrická J, Trebichalský P, et al. The heavy metal continents in selected kind of spices. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2018;8(2):760–764. https://doi.org/10.15414/ jmbfs.2018.8.2.760-764 36

Каледин А. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 25–37 13. Stepanova MV, Ostapenko VA, Kaledin AP. The content of heavy metals and arsenic in agricultural soils. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020;86(6):15–21. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2020-86-6-15-21 14. Nam D-H, Lee D-P. Monitoring for Pb and Cd pollution using feral pigeons in rural, urban, and industrial environments of Korea. Science of the Total Environment. 2006;357(1–3):288–295. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.08.017 15. Roux KE, Marra PP. The presence and impact of environmental lead in passerine birds along an urban to rural land use gradient. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2007;53(2):261–268. https://doi.org/10.1007/ s00244-006-0174-4 16. Wei B, Yang L. A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China. Microchemical Journal. 2010;94(2):99–107. https://doi.org/10.1016/j.microc.2009.09.014 17. Berglund AMM, Koivula MJ, Eeva T. Species- and age-related variation in metal exposure and accumulation of two passerine bird species. Environmental Pollution. 2011;159(10):2368–2374. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.07.001 18. Carravieri A, Bustamante P, Tartu S, Meillère A, Labadie P, Budzinski H, et al. Wandering albatrosses document latitudinal variations in the transfer of persistent organic pollutants and mercury to Southern Ocean predators. Environmental Science and Technology. 2014;48(24):14746–14755. https://doi.org/10.1021/es504601m 19. Frantz A, Pottier M-A, Karimi B, Corbel H, Aubry E, Haussy C, et al. Contrasting levels of heavy metals in the feathers of urban pigeons from close habitats suggest limited movements at a restricted scale. Environmental Pollution. 2012;168:23–28. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2012.04.003 20. Ozpinar H, Abas I, Bilal T, Demirel G. Investigation of excretion and absorption of different zinc salts in puppies. Laboratory Animals. 2001;35(3):282–287. https://doi.org/10.1258/0023677011911615 21. Mayurnikova LA, Koksharov AA, Krapiva TV, Novoselov SV. Food fortification as a preventive factor of micronutrient deficiency. Food Processing: Techniques and Technology. 2020;50(1):124–139. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074- 9414-2020-1-124-139 22. Newman R, Waterland N, Moon Y, Tou JC. Selenium biofortification of agricultural crops and effects on plant nutrients and bioactive compounds important for human health and disease prevention – A review. Plant Foods for Human Nutrition. 2019;74(4):449–460. https://doi.org/10.1007/s11130-019-00769-z 23. Kakimov AK, Kakimova ZhKh, Smirnova IA, Zharykbasov ES. Promising areas of zeolite application in milk purification from toxic elements. Food Processing: Techniques and Technology. 2018;48(1):143–149. (In Russ.). https://doi. org/10.21603/2074-9414-2018-1-143-149 24. Zenkova ML. Mineral and amino acid composition of germinated and canned wheat grains. Food Processing: Techniques and Technology. 2019;49(4):513–521. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-4-513-521 25. Golubkina NA, Nadezhkin SM, Agafonov AF, Antoshkina MS, Koshevarov AA. Onion of the collection of All-Russian Research Institute of Breeding and Seed Breeding of Vegetable Crops. Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2015;31(3):11–16. (In Russ.). [Содержание железа, марганца, цинка и меди в луке репчатом коллекции ВНИИССОК / Н. А. Голубкина [и др.] // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. Т. 31. № 3. С. 11–16.]. 26. Weekley CM, Harris HH. Which form is that? The importance of selenium speciation and metabolism in the prevention and treatment of disease. Chemical Society Reviews. 2013;42(23):8870–8894. https://doi.org/10.1039/c3cs60272a 27. Manzoor J, Sharma M, Wani KA. Heavy metals in vegetables and their impact on the nutrient quality of vegetables: A review. Journal of Plant Nutrition. 2018;41(13):1744–1763. https://doi.org/10.1080/01904167.2018.1462382 28. Yakimenko NN, Kletikova LV, Ponomarev VA, Pronin VV, Noda IB. Biometal cumulation in the liver and muscles of different bird species. Bulletin of the V.R. Filippov Buryat State Agricultural Academy. 2017;49(4):59–67. (In Russ.). [Кумуляция биометаллов в печени и мышцах птиц разных видов / Н. Н. Якименко [и др.] // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2017. Т. 49. № 4. С. 59–67.]. 29. Hunchak AV, Ratych IB, Gutyj BV, Paskevych HA. Metabolic effects of iodine in poultry for its deficiency or excess in the diet. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj. 2016;18(2–2):70–76. (In Ukr.). [Метаболическое действие Йода в организме птицы при его недостатке или излишке в рационе / А. В. Гунчак [и др.] // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. 2016. Т. 18. № 2–2. С. 70–76. (На укр.).]. 37

2023 Т. 53 № 1 / ТехникаPиuiтLе.хPн. оeлt оaгlи.яFпoиoщd еPвrыoхceпsрsоinиgзв:оTдeсcтhвni/qFuoeosdanPrdocTeescshinnog:loTgeyc.h2n0iq2u3e;s53a(n1d):T3e8c–h4n8ology ISSN 2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online) https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2413 Review article https://elibrary.ru/BZUHJJ Available online at https://fptt.ru/en Enzyme-Aided Treatment of Fruit Juice: A Review Liew Phing Pui* , Lejaniya Abdul Kalam Saleena UCSI University , Kuala Lumpur, Malaysia Received: 10.06.2022 Liew Phing Pui: [email protected], Revised: 08.09.2022 https://orcid.org/0000-0001-5305-4334 Accepted: 04.10.2022 Lejaniya Abdul Kalam Saleena: https://orcid.org/0000-0001-7852-8073 © L.P. Pui, L.A.K. Saleena, 2023 Abstract. Enzymatic treatment is a common method of fruit juice production that facilitates juice extraction from plant cells. The choice of enzyme depends on the fruit composition. Pectinase and cellulase are the most popular enzymes while amylase remains less wide-spread. For some raw materials, enzymatic procedures are more efficient than mechanical comminution or thermal processing. The fruit juice industry uses enzymes for streamlining. Enzymes maximize juice extraction from raw materials and improve such processes as pressing, solid settling, and solid removal. Juices that underwent enzymatic treatment are clear and, as a result, more aesthetically appealing to consumers. The review covered the most recent and influential publications on the enzyme treatment of fruit juices (2000–2021). The list of enzymes included pectinase, cellulase, and amylase. The research included the factors that affect the juice fermentation process, i.e., hydromodule, enzyme concentration, incubation time, temperature, and enzyme combination. The methods included data extraction, data analysis, and data compilation, as well as literature search and screening. The review focuses on the effects that individual parameters have on specific responses, e.g., yield, viscosity, total soluble solids, acidity, turbidity, clarity, pigment concentration, phenolic content, color, and solids. A greater enzyme concentration, incubation time, and temperature decrease the viscosity of juice and turbidity but cause color changes. If used in different combinations and at different concentrations, enzymes boost the production of bael pulp, banana, sapodilla, durian, pawpaw, grape, white pitaya, and water melon juices. A longer incubation period improves the production of bael pulp, citron, date, and pawpaw juices. However, higher incubation temperatures seem to have no positive effect on the juice yield. Cellulases, pectinases, amylases, and their combinations are able to produce more fruit juice of higher quality with a more favorable time-temperature combination of incubation. The optimal enzyme concentration, incubation time, and temperature can increase the juice yield. Therefore, enzymatic treatment is an effective method that ensures favorable properties of the finished product. Keywords. Enzyme, fruit juice, incubation time, incubation temperature, viscosity, color For citation: Pui LP, Saleena LAK. Enzyme-Aided Treatment of Fruit Juice: A Review. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):38–48. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2413 38

Пуи Л. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 38–48 https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2413 Обзорная статья https://elibrary.ru/BZUHJJ https://fptt.ru Применение ферментов при выработке фруктового сока: обзор Л. П. Пуи* , Л. А. К. Салена Университет UCSI , Куала-Лампур, Малайзия Поступила в редакцию: 10.06.2022 Л. П. Пуи: [email protected], Принята после рецензирования: 08.09.2022 https://orcid.org/0000-0001-5305-4334 Принята к публикации: 04.10.2022 Л. А. К. Салена: https://orcid.org/0000-0001-7852-8073 © Л. П. Пуи, Л. А. К. Салена, 2023 Аннотация. Обработка сырья ферментами – распространенный метод производства фруктовых соков, способствующий наиболее полному извлечению сока из растительных клеток. Для некоторых видов сырья ферментативные процессы оказываются более эффективными, чем механическое измельчение или термическая обработка. Выбор конкретного фермента зависит от состава фруктов. Чаще всего в пищевой промышленности используются пектиназа и целлюлаза, реже – амилаза. Использование ферментов в технологическом процессе способствует рационализации производства фруктовых напитков. Ферменты способствуют максимальному извлечению сока из сырья и позволяют оптимизировать такие процессы, как отжим, отстаивание и удаление твердых частиц. Соки, прошедшие ферментативную обработку, более прозрачны и обладают большей потребительской привлекательностью. В обзор включены актуальные и авторитетные научные публикации по ферментативной обработке фруктовых соков (2000–2021 гг.). В список ферментов для поиска вошли пектиназа, целлюлаза и амилаза. Настоящий обзор суммирует такие факторы, влияющие на процесс производства фруктового сока, как гидромодуль, концентрация фермента, время инкубации, температура и комбинация ферментов. В качестве научных методов были использованы поиск и скрининг научной литературы, извлечение данных, их анализ и компиляция. Основное внимание в обзоре уделяется тому, как отдельные технологические параметры влияют на результат производственного процесса: выход сока, вязкость, общее количество растворимых твердых веществ, кислотность, примеси, прозрачность, концентрацию пигмента, содержание фенолов, цвет и т. д. Более высокая концентрация фермента и температура, а также более длительный период инкубации способны уменьшить вязкость сока и сделать его более прозрачным, но они вызывают изменение цвета. Оптимальная комбинация и концентрация ферментов способны повысить выработку сока из мякоти баиля, банана, саподиллы, дуриана, папайи, винограда, белой питайи и арбуза. Более длительная продолжительность инкубации улучшает производство сока из мякоти баиля, цитрона, фиников и папайи. Более высокие температуры инкубации не оказывают положительного влияния на выход сока. Целлюлазы, пектиназы, амилазы и их комбинации приводят к выработке большего объема фруктового сока и способствуют повышению его качества, если технологический процесс предусматривает оптимальное сочетание температурного режима и продолжительности инкубации. Оптимальная концентрация фермента, продолжительность инкубации и температурный режим увеличивают объем производства сока. Этот факт доказывает, что ферментативная обработка – эффективный метод производства сока, обеспечивающий готовый продукт максимально высокого качества. Ключевые слова. Фермент, фруктовый сок, время инкубации, температура инкубации, вязкость, цвет Для цитирования: Пуи Л. П., Салена Л. А. К. Применение ферментов при выработке фруктового сока: обзор // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 38–48. (На англ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2413 Introduction part of the fruit juice industry, they boosted the yield Enzymes have been widely applied in the food and quality [4]. Enzymes are biological catalysts that industry, where they facilitate the process of juice are widely used in fruit juice production, winemaking, extraction from plant cells [1, 2]. Modern science offers and brewing. Pectinases, cellulases, amylases, proteases, novel enzymes with a wide range of uses, specificity, and etc., allow juice producers to achieve the high production new application areas [3]. When enzymes first became volume required by the market [5]. Recent studies 39

Pui L.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):38–48 focus on optimizing the enzyme-assisted juice extrac- enzymes improve cloud stability and texture in fruit tion process based on the quality factors of the final pulp. In some cases, cellulase improves the juice yield product [6]. and color properties. Fruit juices contain colloids, e.g., pectin, cellulose, Table 1 demonstrates that pectinase have been hemicellulose, lignin, and starch. Pectinase treatment the most popular research object so far. Less popular is a common practice aimed at degrading pectin [7]. enzymes include cytolase and cellulase [9]. Pectinase Table 1 summarizes the application of enzymes in and cellulase improve the general fruit juice quality the fruit juice industry. Enzymic treatment increases by yielding more soluble solids and juice particulates. the juice yield and results in more transparent final Chen et al. stated that enzyme concentration and incubation products, especially in grape, apple, pear, and orange condition, i.e., temperature and time, affect the pectic juices. Enzymes degrade the cell walls of fruit mash, hydrolysis [10]. resulting in a lower juice viscosity and a higher juice yield. Enzymes are known to facilitate the release of Study objects and methods flavors, enzymes, polysaccharides and proteins from This review concentrated on such enzymes as fruit juices [8]. Enzyme treatments provide a better pectinase, cellulase, and amylase in fruit juice production. filtration rate and a clearer finished product, which The list of factors included hydromodule, enzyme is regarded as a better quality indicator. In addition, concentration, incubation time, temperature, and enzyme combination that affect the fermentation process of Table 1. Variables used in the enzymatic treatment of fruit juices Таблица 1. Переменные, используемые при ферментативной обработке фруктовых соков Sample Part/ Enzyme/ Variables Responses References Condition Enzyme trade Acai Enzyme Temperature, Time Juice name 15–60 min Apple concentration/ °C Juice Citrozyme-Ultra L 60 min Apricot Dose Bael Pulp Pectinex® Clear 5 Banana Pulp 0.01–0.2% 45 97.5–652.5 min Clarity, color, pH, [11] Juice Pectinase titratable acidity, Blueberry Pectinase 10 U 40–50 50–80 h total soluble solids, [12] Juice Pectinase reducing sugar, Carambola 0–1.2% 30–50 60 min [2] Plum Juice Pectinex® BE 0.64–7.36 mg/ 28.18– vitamin C [13] Cherry Juice Colour 61.82 0.3–1.7 [14] Date Juice 5 g pulp 25–40 120 min Clarification, turbidity, Pulp Pectinex® Ultra 5–10% viscosity, total [12] SP-L 1h 10 U 4–50 120 min phenols, antioxidant [15] Pectin methyl activity [16] esterase and 0.10% 30–50 polygalacturonase 0.05 g/kg 50 Juice yield Pectinase Juice yield, viscosity, Pectinase, clarity Cellulase Polygalacturonase activity, clarity, acidity, reducing sugar Viscosity, turbidity, degree of clarification, antioxidant and total phenolic content Turbidity, clarity, viscosity, color Yield (96.8%) 0–0.5% v/v 50 Turbidity [17] 50 U, 5 U 50 [18] Total soluble solids, polysaccharide, pH, total nitrogen, ash, total phenolic content, turbidity, sensory, color 40

Пуи Л. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 38–48 Continuation of table 1 Sample Part/ Enzyme/ Variables Responses References Condition Enzyme trade Durian Enzyme Temperature, Time Juice name 3 Grape concentration/ °C Pectinex® Ultra Grapefruit SP-L Dose Guava 0.10% 38.5 Juice yield, total [19] Lemon soluble solids, pH, [20] Juice Pectinase 1.5–3 mL 50 and 60 1h Litchi 100/kg viscosity, color, [21] sensory [22] Mosambi Peel Pectinex® Ultra 1–15 and 45 – [23] Passion Mash SPL, Cellulase 1–10 mg/g 50 11.7–68.3 min pH, total soluble fruit solids, titratable [24] Peach 1.5L 0.048– acidity, turbidity, [25] Pineapple 0.132% (w/w) color intensity, juice [26] Pineapple Cellulase yield, organic acid [7] Pome- Yield of sugar, dry [27] granate Juice Pectinase 0–1200 U/L 25–50 0–90 min [28] Red matter pittaya Pulp Pectinase 100–500 ppm 40 2 Sapodilla Extraction yield, Water- Juice Pectinase 0.0004% w/v – – total sugar, ascorbic melon acid, total phenolic, Juice Pectinex® 3X L 1 mL/L 50 90 min antioxidant activity White Dry matter, protein, pittaya Juice Pectinex® AFPL3, 240–1200 18–45 30–150 min ash, total phenolic Juice Ultra SP WOP ppm 35–55 210–540 min Juice content, turbidity, Juice Cellulase, 25–150 37 270 min viscosity, color, pectinase, mg/100 mL 25 120 min clarity, pH, sugar hemicellulase Total soluble solids, Xylanase, 0–3% titratable acidity, pectinase, color, sugars, ascorbic cellulase 0–15 μL/L Pectolytic enzyme acid Color, clarity, total soluble solids, acidity, pH, density Turbidity, color, total soluble solids, viscosity Viscosity, pulp decrease Juice yield, clarity, viscosity, Yield, clarity Juice Pectinex® Ultra 0.01–0.1% 30–50 20–100 min Antioxidant, juice [29] SP-L, Pectinex® 0.03–0.10% yield, color, total [30] Juice 30–50 30–120 min [31] Juice CLEAR 30–50 20–120 min soluble solids, [32] betacyanin content Pectinex® 3X L Proximate, vitamin C, [33] total phenolic content Masazyme 0.01–0.1% (w/w) Turbidity, clarity, viscosity, color Juice Pectinex® Ultra 0.01–0.1% 30–50 20–100 min Juice yield, total SP-L dissolved salts, viscosity, turbidity, cloud stability, lightness Yield, viscosity, clarity, color 41

Pui L.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):38–48 fruit juice. The processing approach made it possible dough, hydrolyze roasted coffee, extract tea polyphenols to compile the most recent reviews and research papers and essential oils from olives, and improve food flavor on the enzyme treatment of fruit juices (2000–2021). and taste [38]. The methods included data extraction, data analysis, and data compilation, as well as literature search and Food industry uses cellulases to extract or clarify fruit screening. juices. Cellulases also remove cell walls, thus facilitating the release of flavors, enzymes, polysaccharides, Results and discussion and proteins. According to Abdullah et al., cellulase Enzymes in juice production. Pectinase. Pectolytic outperformed tannase in cashew apple juice extraction by enzymes, or pectinases, hydrolyze pectic substances. 4.69% [39]. In the enzymatic extraction of sugar from date Fungi used to be the main source for commercial fruit, the optimal conditions for the cellulolytic enzyme production of pectinases [34]. Pectinolytic enzymes included 58°C, pH 5.5, and 0.015% concentration [40]. are classified into two main groups: esterase and depolymerases. Esterase affects pectic substances by Amylase. Amylases are one of the oldest and most hydrolysis. Depolymerase happens via two mechanisms, important commercial biocatalysts, accounting for namely hydrolysis and trans-elimination lysis [34]. over 30% of the worldwide enzyme market. They Pectinex® Ultra SP-L enzyme (Novozymes, Denmark) find widespread commercial use in the starch proces- was described as early as in 1996 as a means of mash sing sector, where they facilitate starch liquefaction enzyme preparation [35]. It had both pectolytic activities, and saccharification. Other spheres of application including polygalacturonase, pectinlyase, pectinesterase, include baking, pulp production, paper industry, fruit etc., as well as hemicellulose, cellulase, protease and juice clarification, detergents, textile desizing, and amylase galactosidase, chitinase, transgalactosidase, distilling [41]. Amylases have been used to process fruits etc. [15]. Pectinex® Ultra SP-L was reported to have a that contain starch: they hydrolyze the raw material into polygalacturonase activity of 26 000 U/mL at ≤ 50°C glucose forms. This method prevents retrogradation and pH 3.5–6.0 [36]. On the other hand, Wilkins et al. and post-bottling haze formation, which results in a reported that Pectinex® Ultra SP-L exhibited a pectinase better clarification and filterability of some fruits, e.g., activity of 233 IU/mg [21]. unripe apple [35]. The major industrial application of pectinases is fruit juice extraction and clarification (Table 1) [34]. Lee et al. treated banana juice with amylase to obtain Girijesh et al. employed pectinase enzyme to extract starch hydrolysis before treating it with Pectinex® Ultra kendu (Diospyros melanoxylon Roxb.) juice, an underused SP-L [42]. Will et al. added Fructamyl HT amylase (80 seasonal fruit that grows in India and possesses various mL/t) into apple juice to avoid gray and foggy shade, a medicinal and nutritional qualities [6]. Pectinases have color defect that resulted from starch retrogradation [43]. been used to clarify apple, kiwi, tangerine, pineapple, sapodilla, and carambola [15]. Several other purposes Combinations of enzymes. Previously, scientists of pectolytic enzymes involve liquefaction, maceration, focused on single enzymes. Recently, scientific attention and cloud stabilization [35]. Pectolytic liquefaction has shifted into the direction of more effective enzymic caused qualitative and quantitative changes in tropical combinations. For instance, Padma et al. used multiple fruit compounds and increased the volume of carotenoids enzymes (pectinases, amylases, and cellulases) to clarify released into juice [37]. apple juice [44]. Borchani et al. reported the optimal Cellulase. Cellulases are a group of enzymes that treatment for prickly pear syrup using 5 U cellulase catalyzes the bioconversion of cellulose into soluble and 20 U pectinase [45]. sugars and glucose. These enzymes are produced by bacteria, fungi, insects, and mollusks. Cellulase Handique et al. found that 0.34% cellulase and components, such as endo-1,4-β-D-glucanase, exo- 0.35% pectinase served as optimal conditions for banana 1-,4-β-D-glucanase, and β-glucosidase, are generally juice extraction [46]. On the other hand, Heffels et al. produced by fungi, bacteria, and actinomycetes, used four commercial pectinolytic and two cellulolytic either separately or as a complex. Cellulase is enzymes for bilberry juice extraction [47]. For palm juice produced by Trichoderma reesei. It can be used to extraction, the optimal ratio of pectinase:cellulase break down cellulosic materials, increase yield, and enzyme was 1:0.75 (w/w) while for blueberry juice reduce the viscosity of soluble cellulosic substrates. it was 1:1 [48, 49]. In addition, Navarrete-Solis et al. Wilkins et al. stated that Celluclast® 1.5 L had a cellulase applied response surface methodology to jackfruit juice activity of 0.126 FPU/mg protein [21]. Cellulases are hydrolysis, which was at its best at 1% cellzyme and used in a variety of industries, including food industry, pectinex enzyme treatment [50]. catering, food supply, and food preservation. Cellulases tenderize fruits, clarify fruit juices, decrease roughage in The results may differ from fruit to fruit. For example, when Chang et al. applied Pectinex® Ultra SP-L, Celluclast® 1.5L, and Fungamyl® 800 L to soursop in single or combination, Pectinex® Ultra SP-L proved to be the primary liquefaction enzyme to yield the best puree samples [51]. Bora et al. found out that pectinase improved banana juice yield, compared to cellulase and their combinations [52]. 42

Пуи Л. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 38–48 Effect of hydromodule on fruit juice fermentation. Table 2. Extraction of fruit juices with different Table 2 shows different applications of enzymes in water percentage liquefaction or clarification of fruits. Clarification may need numerous prior extraction stages, including hot, Таблица 2. Экстракция фруктовых соков с разным cold, and enzymatic extraction, to maximize the fruit процентным содержанием воды juice yield. The enzymatic stage proved to be the one with the highest juice recovery yield when compared Sample Sample:water References to the previous two preparatory processes [53]. Water ratio/percentage is commonly added to aid in the extraction of fruit Banana pulp [14] juice from pulp. A water to pulp ratio of 1:1 facilitated Açaí juice 1:2 [11] the enzyme maceration of soursop and yielded more Apricot, plum, 30% (w/v) [2] juice from the pulp. Al-Hooti et al. used a higher pulp mango 100 mL/kg to water ratio of 1:2–1:4 to homogenize date pulp and Citron waste [54] facilitate juice extraction [9]. Norjana and Noor Aziah Date pulp mL [18] utilized a ratio of 1:2 (w/v) to facilitate juice extraction Grape pomace 2:3 [55] from durian pulp [19]. Pitaya pulp 1:3 [56] 1:5 Factors that affect the properties of enzyme- 1:1 treated fruit juice. Enzyme concentration. Pectinase can hydrolyze plant cell walls, causing carotenoid with 0.05% Pectinex® Ultra SP-L increased by 35%. release from plant cells [37]. Pectinase increased the Mango showed a 70–80% reduction in viscosity after yield, soluble solids content, and clarity of asparagus pectinase liquefaction, which increased juice recovery juice [10]. Chauhan et al. also reported an increase in the and soluble solids. total soluble solids in juices compared with pulp [2]. A greater enzyme concentration resulted in a larger Table 3 illustrates the effects of enzyme concentrations amount of positively charged protein. This effect reduced on the properties of fruit juices. Sin et al. concluded that the electrostatic repulsion between cloud particles, and, the enzyme concentration was the most crucial factor in turn, caused aggregation of larger particles. However, for sapodilla juice [31]. The yield of durian juice treated these particles eventually settled down [58]. According to Nur Aliaa et al., it is polysaccharides, e.g., pectin or starch, that are responsible for cloudy juice [33]. Sample Table 3. Effect of enzyme concentrations on fruit juice properties Таблица 3. Влияние концентрации фермента на свойства фруктового сока Enzyme concentrations Yield Viscosity Total soluble solids pH Titratable acidity Ascorbic acid Turbidity Clarity Pigment concentration Phenolic content Color Dry matter/Alcohol insoluble solids References Bael pulp 0.64–7.36 mg/25 g pulp +ve -ve – – – – – +ve – – – – [13] Banana juice 0–0.2% +ve – +ve – – – – +ve – – – – [57] Carambola juice 0.01–0.1% v/v – -ve – – – – -ve -ve – – L*+ve – [15] Durian juice 0–0.1% +ve -ve +ve -ve – – – – – – L*-ve – [19] a*-ve b*-ve Grape juice 1.5–3.0 mL100/kg +ve – NS NS NS – -ve – – – NS – [20] Guava juice 0.16–0.84 mg/g – -ve – – – +ve – +ve – – L*+ve – [58] Pawpaw juice 0–40 mg +ve -ve – – – – – – – – – – [59] Pineapple juice 25–150 mg/100 mL – -ve – – – – – +ve – – – – [27] Pomegranate juice 0.5–5 μL/mL – – – – – – – -ve – +ve – – [60] Sapodilla juice 0.03–0.1% -ve – – – – -ve -ve – – L*+ve – [31] Watermelon juice 0.01–0.15% (w/w) +ve -ve – – – – – – – – L*+ve +ve [32] White pittaya juice 0.01–0.1% +ve -ve – – – – – +ve – – +ve – [33] *+ve – positive effect/increases; -ve – negative effect/decreases; NS – no significant effect; – – not reported; L* – brightness; a* – +red to -green component; b* – +yellow to -blue component. *+ve – положительный эффект/увеличение; -ve – отрицательный эффект/уменьшение; NS – без значимого эффекта; – – данные отсутствуют; L* – яркость; a* – +красный, -зеленый; b* –+желтый, -синий. 43

Pui L.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):38–48 Incubation time. Table 4 summarizes the effects 10-, and 10-mL pectinase, respectively, per 100 g of wet of incubation time on the properties of fruit juices. peel and 0.5 g of cellulase per 100 g of cellulose [63]. Tadakittisarn et al. optimized incubation time to increase Enzymes are known to disrupt cell wall, thus releasing the yield during banana juice liquefaction [57]. They carotenoids that bind with protein. This process prevents treated banana juice with 0.15% pectinase enzyme at pigment oxidation and affects color stability, while 50°C for 120 min and obtained a yield of 59.44–65.29%, solvent extraction causes its dissociation and affects which exceeded that in the control sample (43.2%). water solubility. Norjana & Noor Aziah increased the yield of durian The change in incubation time from 30 to 90 min juice by 35% by treating the durian pulp with 0.05% was the variable that significantly affected turbidity, pectinase for 3 h [19]. Bhat treated fruit pulp with clarity, viscosity, color, and yield [64]. The L* value of enzymes and obtained a greater yield and a better carambola juice decreased with time and started to in- performance [1]. Not only did this method increase crease after 80 min [15]. The increase of incubation time the yield but it also reduced the processing time and triggered the development of protein-tannin complex. improved the extraction of fruit compounds. Sin et al. tested sapodilla juice and managed to increase its L* value by raising the enzyme concentration and Viscosity is usually considered as an important incubation time [31]. physical characteristic related to the quality of liquid foods. Enzymes decreased viscosity due to their hydraulic Incubation temperature. Table 5 summarizes the action on cellulose and pectin present in the juice [31]. different effects of incubation temperature on the Domingues et al. found that a shorter treatment time did properties of fruit juices. Enzymic incubation can be not reduce viscosity in passion fruit juice after 30 min performed at different temperatures, but the main range of incubation [26]. In the production of banana juice, a is 40–50°C. The incubation temperature fell below 50°C longer treatment time was associated with an increase because the high temperature deactivated the enzyme [19]. in filterability and clarity [42]. A longer maceration time also decreased the absorbance [33]. Chauhan et al. increased the yield of apricot, plum, and mango juice by increasing the incubation time, The highest yield of carotenoids was reported after the optimum being 5, 5, and 6 h of incubation, respec- the enzymatic maceration of orange peel. The extraction tively [2]. In terms of clarity, a longer incubation time time was 12, 18, and 24 h. The experiment involved 5-, had a positive effect on the clarity of banana juice [61]. Table 4. Effects of incubation time on fruit juice properties Таблица 4. Влияние продолжительности инкубации на свойства фруктового сока Sample Incubation time Yield Viscosity Total soluble solids Ascorbic acid Turbidity Clarity Pigment concentration Phenolic/ Antioxidant Color Dry matter/ Alcohol insoluble solids References Bael pulp 97.5–652.5 min +ve +ve – – – +ve – – – – [13] [61] Banana juice 20–120 min – -ve – – – +ve – +ve +ve [18] [15] Blackberry juice 120 min – -ve – – – – +ve – – – [62] Carambola juice 20–100 min – -ve – – +ve – – L*-ve – [18] [58] Citron waste 20–80 min +ve – – – NS – – – L*-ve – [59] [27] a*+ve [60] [31] b*+ve [32] [33] Date pulp 120 min +ve – +ve – – – – – – Guava juice 0.95–11.05 h – -ve – -ve – +ve – – L*+ve – Pawpaw juice 0–360 min +ve -ve – – – – – – – – Pineapple juice 210–540 h – -ve – – – +ve – – – – Pomegranate juice 30–300 min – – – – – -ve – +ve – – Sapodilla juice 30–120 – -ve – – -ve -ve – – L*+ve Watermelon juice 20–120 min NS NS – – -ve – – – L*+ve +ve White pittaya juice 20–100 min -ve +ve – – -ve – – -ve – +ve – positive effect/increases; -ve – negative effect/decreases; NS – no significant effect; – – not reported; L* – brightness; a* – +red to -green component; b* – +yellow to -blue component. *+ve – положительный эффект/увеличение; -ve – отрицательный эффект/уменьшение; NS – без значимого эффекта; – – данные отсутствуют; L* – яркость; a* – +красный, -зеленый; b* –+желтый, -синий. 44

Пуи Л. П. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 38–48 Table 5. Effects of incubation temperature on fruit juice properties Таблица 5. Влияние температуры инкубации на свойства фруктового сока Sample Incubation temperature Yield Viscosity Total soluble solids pH Titratable acidity Ascorbic acid Turbidity Clarity Filterability Pigment concentration Phenolic/ Antioxidant Color Dry matter/ Alcohol insoluble solids References Bael pulp 28.18–61.82 NS +ve – – – – – -ve – – – – – [13] Banana juice 30–50 – -ve – – – – -ve -ve +ve – – – – [42] Carambola juice 30–50 – NS – – – – – NS – – – TC+ve – [15] Grape juice 50, 60 NS – NS NS NS – -ve – – – – – – [20] Guava juice 36.6–53.4 – -ve – – – -ve +ve L*+ve [58] Pineapple juice 35–55 – -ve – – – – – +ve – – – – – [27] Pomegranate juice 20–50 – – – – – – – NS – – +ve – – [60] Watermelon juice 30–50 NS -ve – – – – -ve – – – – L*+ve +ve [32] *+ve – positive effect/increases; -ve – negative effect/decreases; NS – no significant effect; – – not reported; L* – brightness; TC – total color. *+ve – положительный эффект/увеличение; -ve – отрицательный эффект/уменьшение; NS – без значимого эффекта; – – данные отсутствуют; L* – яркость; TC – полный цвет. Color is an important sensory criterion for fruit juices. have to define the optimal conditions in each particular Sin et al. also stated that the enzyme clarification should case. Proper enzyme concentrations, incubation times, be conducted under moderate temperatures because the and temperatures decreased juice viscosity, reduced temperature of 40–60°C facilitated enzymatic clarification turbidity, improved color, and increased yield and total in their experiment with sapodilla juice [34]. A higher soluble solids. Incubation time had a positive effect temperature increased the enzymatic treatment rate in on pigment concentration, while a greater enzyme the clarification process when it stayed within the range concentration increased the clarity. of 40–60°C, which was below denaturation temperature. Contribution Conclusion L.P. Pui reviewed scientific publications, designed Enzymes improve the sensory profile of fruit juice. the research, and wrote the manuscript. L.A.K. Saleena The optimization parameters of enzyme treatment include processed and analyzed the data, reviewed scientific enzyme concentration, incubation time, and temperature. publications, and edited the manuscript. According to this review, different enzymes applied at different concentrations increased the yield of the Conflict of interest bael, banana, sapodilla, durian, pawpaw, grape, white The authors declare that there is no conflict of interests pitaya, and water melon juices. A longer incubation time regarding the publication of this article. increased the yield of bael, citron, date, and pawpaw juices. However, a higher incubation temperature had Критерии авторства no positive effect on any of the abovementioned raw Л. П. Пуи – обзор научных публикаций, план materials. Cellulases, pectinases, and amylases, when исследования, текст статьи. Л. А. К. Салена – об- applied individually or in combinations, increased работка и анализ данных, обзор научных пуб- the amount of fruit juice produced and improved its ликаций, редактирование текста статьи. quality throughout the incubation process. A correct adjustment of the enzyme concentration, incubation time, Конфликт интересов and temperature improved the juice yield. The effect Авторы заявляют об отсутствии конфликта differed for each fruit, which means that juice producers интересов. References 1. Bhat MK. Cellulases and related enzymes in biotechnology. Biotechnology Advances. 2000;18(5):355–383. https:// doi.org/10.1016/S0734-9750(00)00041-0 2. Chauhan SK, Tyagi SM, Singh D. Pectinolytic liquefaction of apricot, plum, and mango pulps for juice extraction. International Journal of Food Properties. 2001;4(1):103–109. https://doi.org/10.1081/JFP-100002190 45

Pui L.P. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):38–48 3. Raveendran S, Parameswaran B, Ummalyma SB, Abraham A, Mathew AK, Madhavan A, et al. Applications of microbial enzymes in food industry. Food Technology and Biotechnology. 2018;56(1):16–30. https://doi.org/10.17113/ ftb.56.01.18.5491 4. Ramadan MF. Enzymes in fruit juice processing. In: Kuddus M, editor. Enzymes in food biotechnology. Production, applications, and future prospects. Academic Press; 2029. pp. 45–59. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813280-7.00004-9 5. Michele V. Enzymes in the production of juices and beverages. World Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2020;9(3):504–517. 6. Panda G, Vivek K, Mishra S, Pradhan RC. Characterization and optimization of process parameters for enzyme assisted extraction of kendu (Diospyros Melanoxylon Roxb.) fruit juice. International Journal of Fruit Science. 2021;21(1):299–311. https://doi.org/10.1080/15538362.2021.1873220 7. Santin MM, Treichel H, Valduga E, Cabral LMC, Di Luccio M. Evaluation of enzymatic treatment of peach juice using response surface methodology. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2008;88(3):507–512. https://doi. org/10.1002/jsfa.3114 8. Schweiggert U, Hofmann S, Reichel M, Schiever A, Carle R. Enzyme-assisted liquefaction of ginger rhizome (Zingiber officinale Rosc.) for the production of spray-dried and paste-like ginger condiments. Journal of Food Engineering. 2008;84(1):28–38. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.04.013 9. Al-Hooti SN, Sidhu JS, Al-Saqer JM, Al-Othman A. Chemical composition and quality of date syrup as affected by pectinase/cellulase enzyme treatment. Food Chemistry. 2002;79(2):215–220. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00134-6 10. Chen X, Xu F, Qin W, Ma L, Zheng Y. Optimization of enzymatic clarification of green asparagus juice using response surface methodology. Journal of Food Science. 2012;77(6):C665–C670. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2012.02738.x 11. Cesar LT, de Freitas Cabral M, Maia GA, de Figueiredo RW, de Miranda MRA, de Sousa PHM, et al. Effects of clarification on physicochemical characteristics, antioxidant capacity and quality attributes of açaí (Euterpe oleracea Mart.) juice. Journal of Food Science and Technology. 2014;51(11):3293–3300. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0809-6 12. Sandri IG, Lorenzoni CMT, Fontana RC, da Silveira MM. Use of pectinases produced by a new strain of Aspergillus niger for the enzymatic treatment of apple and blueberry juice. LWT. 2013;51(2):469–475. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2012.10.015 13. Singh A, Kumar S, Sharma HK. Effect of enzymatic hydrolysis on the juice yield from bael fruit (Aegle marmelos Correa) pulp. American Journal of Food Technology. 2012;7(2):62–72. https://doi.org/10.3923/ajft.2012.62.72 14. Barman S, Sit N, Badwaik LS, Deka SC. Pectinase production by Aspergillus niger using banana (Musa balbisiana) peel as substrate and its effect on clarification of banana juice. Journal of Food Science and Technology. 2015;52(6):3579–3589. https://doi.org/10.1007/s13197-014-1413-8 15. Abdullah AGL, Sulaiman NM, Aroua MK, Megat Mohd Noor MJ. Response surface optimization of condition for clarification of carambola fruit juice using a commercial enzyme. Journal of Food Engineering. 2007;81(1):65–71. https:// doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.10.013 16. Mieszczakowska-Frac M, Markowski J, Zbrzezniak M, Plocharski W. Impact of enzyme on quality of blackcurrant and plum juices. LWT. 2012;49(2):251–256. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2011.12.034 17. Pinelo M, Zeuner B, Meyer AS. Juice clarification by protease and pectinase treatments indicates new roles of pectin and protein in cherry juice turbidity. Food and Bioproducts Processing. 2010;88(2–3):259–265. https://doi.org/10.1016/ j.fbp.2009.03.005 18. Abbès F, Bouaziz MA, Blecker C, Masmoudi M, Attia H, Besbesa S. Date syrup: Effect of hydrolytic enzymes (pectinase/cellulase) on physicochemical characteristics, sensory and functional properties. LWT. 2011;44(8):1827–1834. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2011.03.020 19. Norjana I, Noor Aziah AA. Quality attributes of durian (Durio zibethinus Murr) juice after pectinase enzyme treatment. International Food Research Journal. 2011;18(3):1117–1122. 20. Lima MS, Dutra MCP, Toaldo IM, Corrêa LC, Pereira GE, Oliveira D, et al. Phenolic compounds, organic acids and antioxidant activity of grape juices produced in industrial scale by different processes of maceration. Food Chemistry. 2015;188:384–392. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.04.014 21. Wilkins MR, Widmer WW, Grohmann K, Cameron RG. Hydrolysis of grapefruit peel waste with cellulase and pectinase enzymes. Bioresource Technology. 2007;98(8):1596–1601. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.06.022 22. Nguyen VT. Effect of binder and sweeteners on the production of effervescent artichoke (Cynara scolymus L.) tea tablets. Journal of Food Process and Preservation. 2013;37(6):1078–1083. https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.2012.00808.x 23. Maktouf S, Neifar M, Drira SJ, Baklouti S, Fendri M, Châabouni SE. Lemon juice clarification using fungal pectinolytic enzymes coupled to membrane ultrafiltration. Food and Bioproducts Processing. 2014;92(1):14–19. https://doi. org/10.1016/j.fbp.2013.07.003 24. Vijayanand P, Kulkarni SG, Prathibha GV. Effect of pectinase treatment and concentration of litchi juice on quality characteristics of litchi juice. Journal of Food Science and Technology. 2010;47(2):235–239. https://doi.org/10.1007/ s13197-010-0023-3 46