Naringinase is an enzyme complex which exhibits α-l-rhamnosidase and β-d-glucosidase activity. This enzymatic complex catalyzes the hydrolysis of naringin (4′,5,7-trihydroxy flavanone 7-rhamnoglucoside), the main bittering component in grapefruit. Reduction of the level of this substance during the processing of juice has been the focus of many studies. The aim of the study was the immobilization of naringinase on chitosan microspheres activated with glutaraldehyde and, finally, the use of such immobilized enzyme for debittering grapefruit juice. The effect of naringinase concentration and characterization of the immobilized enzyme compared to the soluble enzyme were investigated. The maximum activity was observed at optimum pH 4.0 for both free and immobilized naringinase. However, the optimum temperature was shifted from 70 to 40 °C upon immobilization. The KM value of the immobilized naringinase was higher than that of soluble naringinase. The immobilization did not change the thermal stability of the enzyme. The immobilized naringinase had good operational stability. This preparation retained 88.1 ± 2.8% of its initial activity after ten runs of naringin hydrolysis from fresh grapefruit juice. The results indicate that naringinase immobilized on chitosan has potential applicability for debittering and improving the sensory properties of grapefruit juices.

Naringinase is an enzymatic complex used in the deglycosylation of compounds with a high application potential in the food and pharmaceutical industries. The aim of the study was to immobilize naringinase from Aspergillus niger KMS on a magnetic carrier obtained on the basis of carob gum activated by polyethyleneimine. Response surface methodology was used to optimize naringinase immobilization taking into account the following factors: pH, immobilization time, initial concentration of naringinase and immobilization temperature. The adsorption of the enzyme on a magnetic carrier was a reversible process. The binding force of naringinase was increased by crosslinking the enzyme with the carrier using dextran aldehyde. The crosslinked enzyme had better stability in an acidic environment and at a higher temperature compared to the free form. The immobilization and stabilization of naringinase by dextran aldehyde on the magnetic polysaccharide carrier lowered the activation energy, thus increasing the catalytic capacity of the investigated enzyme and increasing the activation energy of the thermal deactivation process, which confirms higher stability of the immobilized enzyme in comparison with free naringinase. The preparation of crosslinked naringinase retained over 80% of its initial activity after 10 runs of naringin hydrolysis from fresh and model grapefruit juice.

JEL Classification: L66Streszczenie: Naringinaza z Penicillium decumbens została unieruchomiona na aktywowanych nośnikach polisacharydowych o właściwościach magnetycznych. W badaniach wykorzystano gumę guar, karobową, tragakantową, ksantanową oraz karagenianin. Nośniki otrzymano poprzez pokrycie mikrocząsteczek magnetytu (Fe 3 O 4 ) polisacharydem, a następnie aktywując je aldehydem glutarowym lub polietylenoiminą. Celem niniejszej pracy była immobilizacja naringinazy z P. decumbens na magnetycznych nośnikach polisacharydowych oraz charakterystyka otrzymanego biokatalizatora. Najwyższą aktywność enzymu uzyskano poprzez immobilizację naringinazy na nośniku otrzymanym na bazie gumy karobowej aktywowanej polietylenoiminą. Immobilizacja naringinazy na tak otrzymanym nośniku wpływała na zmniejszenie optymalnej wartości pH oraz optymalnej temperatury aktywności badanego enzymu. Immobilizacja powodowała zwiększenie wartości stałej Michaelisa oraz zmniejszenie maksymalnej szybkości reakcji w porównaniu z enzymem wolnym.

Oddajemy do rąk czytelników pierwszy numer kwartalnika o nowym tytule i w nowej oprawie graficznej, będącego kontynuacją czasopisma Nauki Inżynierskie i Technologie (NIT) (http://nit.ue.wroc.pl/?lang=en). Kwartalnik NIT był wydawany przez cztery lata. Powstał on na bazie Zeszytów Naukowych AE/UE Technologia.Nowa nazwa i szata graficzna kwartalnika International Journal of Food Science and Bioprocessing odzwierciedla otwarcie się czasopisma na autorów spoza Polski. Profil naukowy pozostaje interdyscyplinarny, obejmując: technologię żywności i żywienia, towaroznawstwo żywności oraz zapewnienie jakości i bezpieczeństwa.Zamierzamy publikować zarówno oryginalne prace naukowe, jak i prace przeglądowe. Będziemy się też starali, zamieszczając krótkie recenzje, informować czytelników o nowych pozycjach książkowych na rynku wydawniczym krajowym i zagranicznym oraz o zapowiedziach konferencyjnych z naszego obszaru tematycznego. Pozostajemy również otwarci na wszelkie sugestie odnośnie do naszego kwartalnika, mające na celu doskonalenie jego jakości.Prace, tak jak uprzednio, są recenzowane przez dwóch recenzentów. Zgłaszanie i ocena prac są przeprowadzane elektronicznie z użyciem programu SENIR (https:// review.ue.wroc.pl). Zachowujemy też wersję papierową, którą otrzymują członkowie komitetu naukowego i wydawniczego, a także recenzenci, autorzy oraz biblioteki.

This study aimed to develop a method of naringinase biosynthesis by Aspergillus niger KMS on an optimized culture medium. The concentration of the six medium components in shake flasks was optimized by the Box and Wilson factor gradient method. Naringinase’s substrate, naringin, powdered albedo, flavedo, and red grapefruit segment membranes were used to stimulate naringinase biosynthesis. Rhamnose was chosen as the carbon source, while the nitrogen source was yeast extract and sodium nitrate. Naringinase biosynthesis was most favorable in the culture medium with the following composition (g 100 mL): 3.332—NaNO3; 3.427—yeast extract; 0.184—KH2PO4; 0.855—red grapefruit albedo; 0.168—naringin; 2.789—rhamnose. The obtained Aspergillus niger KMS culture fluid was concentrated, thereby precipitating the protein. As a result, a naringinase preparation with high activity, equal to 816 µmol × min−1 × g−1, was obtained.

JEL Classification: L66Streszczenie: Naringinaza jest kompleksem dwóch enzymów, α-L-ramnozydazy (EC 3.2.1.40) i β-D-glukozydazy (EC 3.2.1.21). Ze względu na swoją aktywność hydrolityczną naringinaza ma potencjalne duże zastosowanie w technologii żywności. Celem pracy jest przedstawienie możliwości zastosowania naringinazy w produkcji win i soków owocowych. W pracy dokonano przeglądu literatury wskazującego na możliwe zastosowania immobilizowanej naringinazy oraz zamieszczono wyniki pilotażowych badań własnych nad aplikacją enzymu. Przedstawione zastosowania enzymu wynikają ze zdolności naringinazy do deglikozylacji związków obecnych w żywności. Naringinaza pozwala przede wszystkim usunąć gorzki smak soków cytrusowych dzięki hydrolizie gorzkiego flawonoidu -naringiny oraz wzmocnić aromat win i soków owocowych poprzez uwalnianie lotnych związków zapachowych z ich glikozydowych prekursorów.Słowa kluczowe: naringinaza, gorzki smak, aromat win, soki cytrusowe. Summary: Naringinase is an enzyme complex containing of an α-L-rhamnosidase and a β-D-glucosidase. The aim of the study was to present the possibility of using naringinase in the wine and fruit juices industries. The paper is a review of the subject literature. The results of the pilot study were also presented. These applications are mainly based on the activity of naringinase to deglycosylation of compounds in the food. In view of naringinase activity, it has valuable applications in food technology, such as debittering citrus fruit juices by the hydrolysis of naringin and enhancing wine and juice aroma by the release of free aromatic compounds from natural glycoside precursors.

Celem przeprowadzonych badań był wybór szczepu Aspergillus niger o dużej zdolności do syntezy naringinazy oraz optymalizacja składu podłoża hodowlanego. Spośród przebadanych szczepów A. niger największą zdolność do biosyntezy naringinazy wykazywał szczep KMS, który hodowano na podłożu płynnym z dodatkiem naringiny jako czynnika indukującego. Optymalizowano, metodą czynnikowo-gradientową Boxa i Wilsona, stężenie pięciu składników podłoża: azotanu sodu, ekstraktu drożdżowego, diwodorofosforanu potasu, glukozy oraz naringiny. Przeprowadzone badania pozwoliły na ustalanie optymalnych stężeń następujących czynników: 0,78 g × 100 ml -1 NaNO 3 ; 2 g × 100 ml -1 ekstraktu drożdżowego; 0,157 g × 100 ml-1 KH 2 PO 4 ; 0,22 g × 100 ml -1 glukozy oraz 120 mg × 100 ml -1 naringiny.