vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2019-2-218-222vguit-2270Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyИсследование особенностей биосинтеза бета–глюканов в мицелиальной массе Aspergillus niger и в некондиционном зерне злаковыхResearching of features byosinthesis beta-glucans in the micelial mass Aspergillus niger and in non-conditional cereal grainsМанжиеваБ. С.ManzhievaB. S.

м.н.с., лаборатория биотехнологии и пищевых микроингредиентов, Литейный пр-т, 55, Санкт-Петербург, 191014, Россия

junior research scientist, laboratory of biotechnology and food microingredients, Kronverksky Av., St. Petersburg, 197101, Russian Federation

bmanzhieva@gmail.comШароваН. Ю.SharovaN. Y.

д.т.н., профессор, гл.н.с., лаборатория биотехнологии и пищевых микроингредиентов, Литейный пр-т, 55, Санкт-Петербург, 191014, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, сhief research scientist, laboratory of biotechnology and food microingredients, Kronverksky Av., St. Petersburg, 197101, Russian Federation

natalya_sharova1@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАНРоссияAll-Russian Research Institute for Food Additives – Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RASRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН)Russian FederationAll-Russian Research Institute for Food Additives – Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RASRussian Federation201930092019812218222Copyright © Манжиева Б.С., Шарова Н.Ю., 20192019Манжиева Б.С., Шарова Н.Ю.Manzhieva B.S., Sharova N.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2270

На данный момент представляется актуальной переработка мицелиальной массы как отхода производства лимонной кислоты и некондиционного зерна, так как существует проблема утилизации отходов производства. В свою очередь, переработка отходов дает возможность выделения ряда уникальных соединений, таких, как глюкан и хитин. Интерес представляет клеточная стенка микромицетов. Ее основные структурные полисахариды (хитин и глюкан) образуют комплекс, получивший название хитин-глюканового комплекса. Причем содержание хитина в микромицетах выше, чем в традиционном сырье - панцирях морских ракообразных. Мицелиальная масса микромицета Аsреrgillus nigеr является перспективным источником глюкана и хитина. Биомасса Aspergillus niger и некондиционное зерно злаковых содержат растворимые пищевые волокна- бета-глюканы. Они способствуют снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний за счет уменьшения уровня холестерина, контролируют содержание глюкозы в крови, что очень важно для больных сахарным диабетом. Кроме того, из-за способности бета-глюканов образовывать вязкие гели эти химические вещества замедляют всасывание сахаров. Благодаря этому наблюдается снижение гликемического индекса продуктов. Наибольший интерес представляют глюканы микробного происхождения. Помимо структурных особенностей (более функционально активные ?-1,3/1,6-связи) преимуществом бета-глюканов, полученных из биомассы, является более высокий показатель количественного выхода растворимых форм, которые интересны не только в области пищевой промышленности, но и в медицине. Цель данной работы – изучение влияния различных источников углерода (сырье) на биосинтез глюкансодержащих соединений и их производных микромицетом Aspergillus niger. В результате исследований установлено, что наибольшую эффективность представляет собой биомасса на гидролизате кукурузного крахмала, в ней отмечено высокое содержание бета-глюканов.

At the moment, it seems relevant to process mycelial mass as a waste product of citric acid and substandard grain, since there is a problem of recycling production waste. In turn, waste processing makes it possible to isolate a number of unique compounds, such as glucan and chitin. Of interest is the cell wall of micromycetes. Its main structural polysaccharides (chitin and glucan) form a complex called the chitin-glucan complex. Moreover, the content of chitin in micromycetes is higher than in traditional raw materials - shells of marine crustaceans. The mycelial mass of Aspergillus niger micromycete is a promising source of glucan and chitin. Aspergillus niger biomass and substandard cereal grains contain soluble dietary fiber-beta-glucans. They help reduce the risk of cardiovascular disease by lowering cholesterol, control blood glucose, which is very important for patients with diabetes. In addition, because of the ability of beta-glucans to form viscous gels, these chemicals slow down the absorption of sugars. Due to this, there is a decrease in the glycemic index of products. Of greatest interest are glucans of microbial origin. In addition to structural features (more functionally active ?-1,3 / 1,6-bonds), the advantage of beta-glucans derived from biomass is a higher quantitative yield of soluble forms, which are interesting not only in the food industry, but also in medicine . The aim of this work is to study the effect of various carbon sources (raw materials) on the biosynthesis of glucan-containing compounds and their derivatives Aspergillus niger micromycetes. As a result of studies, it was found that the biomass on the corn starch hydrolyzate is the most effective, it contains a high content of beta-glucans.

бета-глюканыхитин-глюкановый комплекспищевые волокнабиомассагидролизатзерноферментыbeta-glucanschitin glucan complexfood fibersbiomasshydrolisatgrainenzimesReferencesСаломатов А.С. Получение ?-глюкана из ячменя методом кислотной экстракции // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 6. С. 130–135.Salomatov A.S. Obtaining ?-glucan from barley by acid extraction. Bulletin of Altai State Agrarian University. 2015. no. 6. pp. 130–135. (in Russian).Фриуи М., Гарчеу Л., Опря О., Шамцян М.М. Влияние грибного экстракта, содержащего бета-глюканы, на реологические характеристики хлебного теста // Вестник МАХ. 2018. № 3. С. 53–61.Friui M., Garcheu L., Oprya O., Shamcyan M.M. The effect of mushroom extract containing beta-glucans on rheological characteristics of bread dough. Bulletin MAH. 2018. no. 3. pp. 53–61. (in Russian).Типсина Н.Н., Присухина Н.В. Пищевые волокна в кондитерском производстве // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2009. № 9. С. 166–171.Tipsina N.N., Prisuhina N.V. Dietary fiber in confectionery industry. The Bulletin of KrasGAU. 2009. no. 9. pp. 166–171. (in Russian).Броновец И.Н. Пищевые волокна – важная составляющая сбалансированного здорового питания // Медицинские новости. 2015. №10. С. 46–48.Bronovec I.N. Dietary fiber is an important component of a balanced, healthy diet. Medical news. 2015. no. 10. pp. 46–48. (in Russian).Феофилова Е.П. Клеточная стенка грибов: современные представления о составе и биологической функции // Микробиология. 2010. Т. 79. № 6. С. 723–733.Feofilova E.P. Mushroom cell wall: current understanding of composition and biological function. Microbiology. 2010. vol. 79. no. 6. pp. 723–733. (in Russian).Андреев Н.Р., Баталова Г.А., Носовская Л.П., Адикаева Л.В. и др. Оценка технологических свойств некоторых сортов голозерного овса, как сырья для производства крахмала // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 1 (17). C. 83–89.Andreev N.R., Batalova G.A., Nosovskaya L.P., Adikaeva L.V. et al. Assessment of the technological properties of some varieties of glazed oats as raw materials for the production of starch. Legumes and cereals. 2016. no. 1 (17). pp. 83–89. (in Russian).Шарова Н.Ю., Принцева А.А., Манжиева Б.С., Выборнова Т.В. Ферменты гидролитического действия в технологиях переработки некондиционного крахмалсодержащего сырья // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 115–117.Sharova N.Yu., Princeva A.A., Manzhieva B.S., Vybornova T.V. Hydrolytic enzymes in processing technology of substandard starch-containing raw materials. Food Industry. 2019. no. 4. pp. 115–117. (in Russian).Redaeli R., Sgrulletta D., Scalfati G., Destefanis E. et al. Naked oats for improving human nutrition: genetic and agronomic variability of grain bioactive components // Crop Sci. 2009. № 49. P. 1431–1437.Redaeli R., Sgrulletta D., Scalfati G., Destefanis E. et al. Naked oats for improving human nutrition: genetic and agronomic variability of grain bioactive components. Crop Sci. 2009. no. 49. pp. 1431–1437.Mitsou E.K., Panopoulou N., Turunen K., Spiliotis V. et al. Prebiotic potential of barley derived b-glucan at low intake levels: a randomised, double-blinded, placebocontrolled clinical study // Food Research International. 2010. V. 43(4). P. 1086–1092.Mitsou E.K., Panopoulou N., Turunen K., Spiliotis V. et al. Prebiotic potential of barley derived b-glucan at low intake levels: a randomised, double-blinded, placebocontrolled clinical study. Food Research International. 2010. vol. 43 (4). pp. 1086–1092.Tiwari U., Cummins E. Dietary exposure assessment of ?-glucan in a barley and oat based bread // LWT – Food Science and Technology. 2012. V. 47. № 2. P. 413–420.Tiwari U., Cummins E. Dietary exposure assessment of ?-glucan in a barley and oat based bread. LWT – Food Science and Technology. 2012. vol. 47. no. 2. pp. 413–420.Sullivan P., Arendt E., Gallagher E. The increasing use of barley and barley by-products in the production of healthier baked goods // Trends in Food Science & Technology. 2013. V. 29. № 2. P. 124–134.Sullivan P., Arendt E., Gallagher E. The increasing use of barley and barley by-products in the production of healthier baked goods. Trends in Food Science & Technology. 2013. vol. 29. no. 2. pp. 124–134.Ganssman W., Vorwerck K. Oat milling processing and storage // The Oat crop: Production and utilization; ed. R.W. Welch. London: Chapman and Hall, 1995. P. 369–408.Ganssman W., Vorwerck K. Oat milling processing and storage. The Oat crop: Production and utilization; ed. R.W. Welch. London: Chapman and Hall, 1995. pp. 369–408.Трегубов Н.Н., Костенко В.Г. Технохимический контроль крахмало-паточного производства. М.: ВО «Агропромиздат», 1991. 123 с.Tregubov N.N., Kostenko V.G. Technochemical control of starch and syrup production. Мoscow, VO “Agropromizdat”, 1991. 123 p. (in Russian).Шарова Н.Ю., Позднякова Т.А., Выборнова Т.В. Хранение и переработка сельхозсырья. Крахмал-содержащие продукты переработки зерна ржи для биосинтеза лимонной кислоты // Хранение и переработка сельхозсырья. 2009. №7. С. 56–58.Sharova N.Yu., Pozdnyakova T.A., Vybornova T.V. Storage and processing of agricultural raw materials. Starch-containing rye grain processing products for the biosynthesis of citric acid. Storage and processing of agricultural raw materials. 2009. no. 7. pp. 56–58. (in Russian).Алабушев А.В., Ковтунов В.В., Лушпина О.А. Сорго зерновое – перспективное сырьё для производства крахмала // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 7. C. 64–66.Alabushev A.V., Kovtunov V.V., Lushpina O.A. Grain sorghum - a promising raw material for production of starch. Achievements of science and technology of agribusiness. 2016. vol. 30. no. 7. pp. 64–66. (in Russian).Лоскутов И.Г., Полонский В.И. Селекция на содержание ?-глюканов в зерне овса как перспективное направление для получения продуктов здорового питания, сырья и фуража (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. № 4. С. 646–657.Loskutov I.G., Selection for the content of ?-glucans in oat grain as a promising direction for obtaining healthy foods, raw materials and fodder (review). Agricultural biology. 2017. vol. 52. no. 4. pp. 646–657. (in Russian).

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