hfbHealth, Food & BiotechnologyHealth, Food & Biotechnology2712-7648РОСБИОТЕХ10.36107/hfb.2019.il.s49hfb-35Research ArticleПИТАНИЕFOODВлияние волновых воздействий на активность амилаз микробного происхожденияThe Influence of Wave Effects on the Activity of Amylases of Microbial OriginКарпенкоД. В.KarpenkoD. V.

Карпенко Дмитрий Валерьевич

125080, город Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Dmitriy V. Karpenko

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080

doka.65@mail.ruШалагиновК. В.ShalaginovK. V.

Шалагинов Кирилл Васильевич

125080, город Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Kirill V. Shalaginov

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080

ventemicorpso@mail.ruФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»РоссияMoscow University of Food ProductionRussian Federation201905052021118391Copyright © Карпенко Д.В., Шалагинов К.В., 20212021Карпенко Д.В., Шалагинов К.В.Karpenko D.V., Shalaginov K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.hfb-journal.ru/jour/article/view/35

Статья посвящена изучению влияния волновых, прежде всего, оптических воздействий на ферментные препараты, используемые в пищевых производствах, с целью повышения активности целевых ферментов. Приведена информация о возможности изменения показателей объектов различной природы, повышения гидролитической, в частности, амилолитической активности ферментов микробного происхождения с помощью таких способов обработки. Рассмотрены результаты изучения влияния обработки светом с длинами волн из диапазона 364 - 980 нм ферментного препарата Амилоризин П10х на его амилолитическую способность; направление и интенсивность воздействия такой обработки оценивали, сопоставляя количество крахмала, гидролизованного в опытных и контрольных вариантах. Показано, что фотообработка в условиях экспериментов позволила повысить количество гидролизованного крахмала на 20 - 70 % по сравнению с контролем в зависимости от длины волны света, использованного для обработки; таким образом, целесообразно продолжение исследований с целью уточнения параметров проведения обработки светом, обеспечивающих значимый технологический и/или экономический эффект.

The article is devoted to the study of the influence of wave, first of all, optical effects on enzyme preparations used in food production, in order to increase the activity of target enzymes. Information is given on the possibility of changing of characteristics of objects of different nature, of increasing the hydrolytic, in particular, amylolytic activity of enzymes of microbial origin using such treatment methods. The results of studying of the effect of treatment with light with wavelengths from the range 364 - 980 nm of the enzyme preparation Amylorizin P10x on its amylolytic ability are considered; the direction and intensity of the influence of such processing was evaluated by comparing the amount of starch hydrolyzed in the experimental and control variants. It was shown that photo processing under experimental conditions allowed to increase the amount of hydrolyzed starch by 20–70% compared with the control, depending on the wavelength of light used for processing. In this way, it is advisable to continue research in order to clarify the parameters of the light treatment, providing a significant technological and / or economic effect.

ферментные препаратыамилазы микробного происхожденияактивация ферментовобработка светом видимого диапазонаenzyme preparationsmicrobial amylasesactivation of enzymestreatment with visible lightReferencesДанильчук, Т. Н., & Рогов, И. А. (2012). Модификация свойств амилолитических ферментов растительного сырья акустическим воздействием низкой мощности. В Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов (c.101-105).Danil'chuk, T. N., & Rogov, I. A. (2012). Modification of the properties of amylolytic enzymes of plant raw materials by acoustic effects of low power. In Perspective enzyme preparations and biotechnological processes in food and feed technologies [Perspektivnye fermentnye preparaty i biotekhnologicheskie processy v tekhnologiyah produktov pitaniya i kormov] (pp. 101-105).Данильчук, Т. Н., Рогов, И. А., & Абдрашитова, Г. Г. (2012). Использование низкоинтенсивной акустической обработки в процессах биотрансформации мясного сырья. Пищевая промышленность, 4, 34-37.Danil'chuk, T. N., Rogov, I. A., & Abdrashitova, G. G. (2012). The use of low-intensity acoustic treatment in the processes of biotransformation of raw meat. Food Industry [Pishchevaya promyshlennost’], 4, 34-37.Данильчук, Т. Н., Рогов, И. А., & Абдрашитова, Г. Г. (2017). Инновационные технологии переработки мясного сырья с использованием низкоинтенсивного акустического воздействия. Хранение и переработка сельхозсырья, 4, 15-17.Danil’chuk, T. N., Rogov, I. A., & Abdrashitova, G. G. (2017). Innovacionnye tehnologii pererabotki mjasnogo syr’ja s ispol’zovaniem nizkointensivnogo akusticheskogo vozdejstvija [Innovative technologies for processing of meat raw materials using low-intensity acoustic procrssing]. Hranenie i pererabotka sel’hozsyr’ya [Storage and Processing of Farm Products], 4, 15-17.Данильчук, Т. Н., Рогов, И. А., & Демидов, А. В. (2014). Повышение антиоксиданстной активности проростков злаковых культур под воздействием инфракрасного излучения. Хранение и переработка сельхозсырья, 9, 16-21.Danil'chuk, T. N., Rogov, I. A., & Demidov, A. V. (2014). Increasing the antioxidant activity of seedlings of cereal crops under the influence of infrared radiation. Hranenie i pererabotka sel’hozsyr’ya [Storage and processing of agricultural raw materials], 9, 16-21.Данильчук, Т. Н., Юрьев, Д. Н., Ратников, А. Ю. (2008). Стимуляция биохимических процессов в прорастающем зерне акустическими и электрофизическими методами воздействия. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 6,11-14.Danil'chuk, T. N., Yur'ev, D. N., & Ratnikov, A. Yu. (2008). Stimulation of biochemical processes in germinating grain by acoustic and electrophysical methods of influence. Pivo i napitki: bezalkogol’nye, alkogol’nye, soki, vino [Beer and beverages: nonalcoholic, alcoholic, juices, wine], 6, 11-14.Данько, С. Ф., Данильчук, Т. Н., Юрьев, Д. Н., Егоров, В. В. (2000). Проращивание ячменя после воздействия звуком разной частоты. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 3, 22 - 26.Dan'ko, S. F., Danil'chuk, T. N., Yur'ev, D. N., & Egorov, V. V. (2000). Barley germination after exposure to sound of different frequency. Pivo i napitki: bezalkogol’nye, alkogol’nye, soki, vino [Beer and beverages: non-alcoholic, alcoholic, juices, wine], 3, 22-26.Демченко, В. А., Образцова, А. С., & Иванова, М. А. (2016). Влияние ультразвукового воздействия на физико-химические показатели кваса. Вестник ВГУИТ, 4, 18-21. https://dx.doi.org/10.20914/2310-1202-2016-4-18-21Demchenko, V. A., Obrazcova, A. S., & Ivanova, M. A. (2016). The influence of ultrasonic effects on the physico-chemical parameters of kvass. Vestnik VGUIT [Bulletin of VGUIT], 4, 18-21. http://dx.doi.org/10.20914/2310-1202-2016-4-18-21Жматова, Г. В., Нефёдов, А. Н., Гордеев, А. С., & Килимник, А. Б. (2005). Методы интенсификации технологических процессов экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья. Вестник ТГТУ,11(3), 701-707.Zhmatova, G. V., Nefjodov, A. N., Gordeev, A. S., & Kilimnik, A. B. (2005). Methods of intensification of technological processes for the extraction of biologically active substances from plant materials. Vestnik TGTU [Bulletin of TSTU], 11(3), 701-707.Карпенко, Д. В., & Беркетова, М. А. (2012). Оптимизация параметров акустической обработки пивоваренного ячменного солода. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 4, 8-10.Karpenko, D. V., & Berketova, M. A. (2012). Optimization of parameters of acoustic treatment of brewing barley malt. Pivo i napitki: bezalkogol’nye, alkogol’nye, soki, vino [Beer and beverages: nonalcoholic, alcoholic, juices, wine], 4, 8-10.Карпенко, Д. В., & Беркетова, М. А. (2012). Изучение влияния акустических колебаний на качество пивоваренного ячменного солода. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 5,14 - 16.Karpenko, D. V., & Berketova, M. A. (2012). Studying the effect of acoustic oscillations on the quality of brewing barley malt. Pivo i napitki: bezalkogol’nye, alkogol’nye, soki, vino [Beer and beverages: nonalcoholic, alcoholic, juices, wine], 5, 14-16.Карпенко, Д. В., Кравченко, В. С., & Шалагинов, К. В. (2017). Активация амилолитического ферментного препарата волновыми воздействиями. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 5,16-19.Karpenko, D. V., Kravchenko, V. S., & Shalaginov K. V. (2017) Activation of an amylolytic enzyme preparation by wave effects. Pivo i napitki: bezalkogol’nye, alkogol’nye, soki, vino [Beer and beverages: non-alcoholic, alcoholic, juices, wine], 5, 16-19.Карпенко, Д. В., & Позднякова, И. Э. (2016). Повышение экстрактивности хмеля с помощью акустической обработки. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 6, 46-49.Karpenko, D. V., & Pozdnyakova, I. E'. (2016). The advance of hop’s extract yield by acoustic treatment. Pivo i napitki: bezalkogol’nye, alkogol’nye, soki, vino [Beer and beverages: non-alcoholic, alcoholic, juices, wine], 6, 46-49.Карпенко, Д. В., Тихонова, Т. А., Ходарев, К. К., Овчинников, Ю. Б., & Безгубов, В. В. (2015). Способ активации амилолитического ферментного препарата. Пиво и напитки: безалкогольные, алкогольные, соки, вино, 4, 42-44.Karpenko, D. V., Tixonova, T. A., Xodarev, K. K., Ovchinnikov, Yu. B., & Bezgubov, V. V. (2015). Sposob aktivatsii amiloliticheskogo fermentnogo preparata [The method of activation of the amylolytic enzyme preparation]. Beer and beverages: non-alcoholic, alcoholic, juices, wine, 4, 42-44.Мартиросян, Л. Ю., Гарибян, Ц. С., & Кособрюхов, А. А. (2018). Влияние спектрального состава света на активность фотосинтетического аппарата растений огурца в условиях аэропонного выращивания. Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования,13, 294-296.Martirosjan, L. Ju., Garibjan, C. S., & Kosobrjuhov, A. A. (2018). The influence of the spectral composition of light on the activity of the photosynthetic apparatus of cucumber plants under the conditions of aeroponic cultivation. Novye i netradicionnye rasteniya i perspektivy ih ispol’zovaniya [New and unconventional plants and prospects for their use], 13, 294-296.Рогов, И. А., & Данильчук, Т. Н. (2017). Механизм биологических эффектов крайне низких доз колебательных и волновых воздействий в области звуковых частот. Часть II. Физико-химическая модель влияния низкоинтенсивных физических факторов на активность гидролитических ферментов. Электронная обработка материалов, 53(1), 70-73. http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.1049046Rogov, I. A., & Danil'chuk, T. N. (2017). The mechanism of biological effects of extremely low doses of vibrational and wave effects in the range of sound frequencies. Part II. Physico-chemical model of the influence of low-intensive physical factors on the activity of hydrolytic enzymes. Elektronnaya obrabotka materialov [Electronic processing of materials], 53(1), 70 -73. http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.1049046Тихомирова, Н. А., Кочубей-Литвиненко, О. В. (2014). Перспективы использования сонохимической обработки в биотехнологии ферментированных молочных продуктов. В В.А. Поляков, Л.В. Римарева (ред.) Перспективные биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов (с.276-282).Tihomirova, N. A., & Kochubej-Litvinenko, O. V. (2014). Prospects for the use of sonochemical processing in biotechnology of fermented dairy products. In: Perspektivnye biotekhnologicheskie processy v tekhnologiyah produktov pitaniya i kormov [Perspective biotechnological processes in the technology of food and feed] (pp. 276-282).Ходунова, О. С., & Силантьева, Л. А. (2017). Влияние различных способов обработки на микробиологические показатели пророщенных семян овса. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 1, 3-8. https://dx.doi.org/10.17586/2310-1164-2017-10-1-3-8Hodunova, O. S., & Silant'eva, L. A. (2017). The influence of various processing methods on microbiological indicators of germinated oat seeds. Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Seriya «Processy i apparaty pishchevyh proizvodstv» [Scientific journal NIU ITMO. Series “Processes and equipment of food productions”], 1, 3-8. https://dx.doi.org/10.17586/2310-1164-2017-10-1-3-8Шестаков, С. Д., Красуля, О. Н., Артемова, Я. А., & Тихомирова, Н. А. (2011) Ультразвуковая сонохимическая водоподготовка. Молочная промышленность, 5, 39-43.Shestakov, S. D., Krasulja, O. N., Artemova, Ja. A., & Tihomirova, N. A. (2011). Ultrasonic sonochemical water treatment. Molochnaya promyshlennost’ [Dairy Industry], 5, 39-43.Щебелев, Л. И., & Данильчук, Т. Н. (2017). Влияние низкоинтенсивной акустической обработки на жизнедеятельность бактерии Lactobacillus plantarum. В Живые системы и биологическая безопасность населения (c. 13-15).Shhebelev, L. I., & Danil'chuk, T. N. (2017) The influence of low-intensity acoustic treatment on the vital activity of Lactobacillus plantarum bacterium. In: Zhivye sistemy i biologicheskaya bezopasnost’ naseleniya [Living systems and biological safety of the population] (pp. 13-15).Aladjadjiyan, A. (2002). Increasing carrot seeds (Daucus carota L.), cv. Nantes, viability through ultrasound treatment. Bulgarian Journal of Agricultural Sciences, 8, 469-472.Aladjadjiyan, A. (2002). Increasing carrot seeds (Daucus carota L.), cv. Nantes, viability through ultrasound treatment. Bulgarian Journal of Agricultural Sciences, 8, 469-472.Chandrapala, J., Oliver, C., Kentish, S., & Ashokkumar, M. (2012). Ultrasonics in food processing - Food quality assurance and food safety. Trends in Food Science & Technology, 26(2), 88-98. http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2012.01.010Chandrapala, J., Oliver, C., Kentish, S., & Ashokkumar, M. (2012). Ultrasonics in food processing - Food quality assurance and food safety. Trends in Food Science & Technology, 26(2), 88-98. http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2012.01.010Danilchuk, T., & Ganina, V. (2018). Prospects of using extremely low doses of physical factors impact in food biotechnology. Food and Raw Materials, 6(2), 305-313. https://dx.doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-305-313Danilchuk, T., & Ganina, V. (2018). Prospects of using extremely low doses of physical factors impact in food biotechnology. Food and Raw Materials, 6(2), 305-313. https://dx.doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-305-313Gasser, C. (2014). Engineering of a red-light-activated human cAMP/cGMP-specific phosphodiesterase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111, 8803-8808. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.1321600111Gasser, C. (2014). Engineering of a red-light-activated human cAMP/cGMP-specific phosphodiesterase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111, 8803-8808. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.1321600111Jayakumar, M. K., Idris, N. M., & Zhang, Y. (2012). Remote activation of biomolecules in deep tissues using near-infrared-to-UV upconversion nanotransducers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109, 8483-8488. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1114551109Jayakumar, M. K., Idris, N. M., & Zhang, Y. (2012). Remote activation of biomolecules in deep tissues using near-infrared-to-UV upconversion nanotransducers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109, 8483-8488. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1114551109Karpenko, D. V., Gernet, M. V., Krjukova, E. V., Gribkova, I. N., Nurmukhanbetova, D. E., & Assembayeva, E. K. (2019). Acoustic vibration effect on genus Saccaromyces yeast population development. News of the Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences, 4(436), 103-112. https://dx.doi.org/10.32014/2019.2518-170X.103Karpenko, D. V., Gernet, M. V., Krjukova, E. V., Gribkova, I. N., Nurmukhanbetova, D. E., & Assembayeva, E. K. (2019). Acoustic vibration effect on genus Saccaromyces yeast population development. News of the Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences, 4(436), 103-112. https://dx.doi.org/10.32014/2019.2518-170X.103Povey, M. J. W., & Mason, T. J. (Eds). (1998) Ultrasound in Food Processing. London Blackie Academic & Professional.Povey, M. J. W., & Mason, T. J. (Eds). (1998) Ultrasound in Food Processing. London Blackie Academic & Professional.Ryu, M. H. (2014). Engineering adenylate cyclases regulated by near-infrared window light. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111, 10167-10172. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1324301111Ryu, M. H. (2014). Engineering adenylate cyclases regulated by near-infrared window light. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111, 10167-10172. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1324301111Yaldagard, M., Mortazavi, S. A., & Tabatabaie, F. (2008). The Effectiveness of Ultrasound Treatment on the Germination Stimulation of Barley Seed and its Alpha-Amylase Activity. International Journal of Chemical andBiomolecular Engineering, 1(1), 55-58.Yaldagard, M., Mortazavi, S. A., & Tabatabaie, F. (2008). The Effectiveness of Ultrasound Treatment on the Germination Stimulation of Barley Seed and its Alpha-Amylase Activity. International Journal of Chemical and Biomolecular Engineering, 1(1), 55-58.Yaldagard, M., Mortazavi, S. A., & Tabatabaie, F. (2008). Application of Ultrasonic Waves as a Priming Technique for Accelerating and Enhancing the Germination of Barley Seed: Optimization of Method by the Taguchi Approach. Journal of the Institute of Brewing, 114(1), 14-21. http://dx.doi.org/10.1002/j.2050-0416.2008.tb00300.xYaldagard, M., Mortazavi, S. A., & Tabatabaie, F. (2008). Application of Ultrasonic Waves as a Priming Technique for Accelerating and Enhancing the Germination of Barley Seed: Optimization of Method by the Taguchi Approach. Journal of the Institute of Brewing, 114(1), 14-21. http://dx.doi.org/10.1002/j.2050-0416.2008.tb00300.x

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