vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2023-1-106-110vguit-3223Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyПодбор биополимерных носителей для иммобилизации на их поверхности эссенциальных элементовSelection of biopolymer carriers for immobilization of essential elements on their surfacehttps://orcid.org/0000-0002-1955-8376БелокуроваЕ. В.BelokurovaE. V.

к.т.н., доцент, кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, service and restaurant business department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

zvezdamal@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3786-1088СаргсянМ. А.SargsyanM. A.

аспирант, кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

post-graduate student, service and restaurant business department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

mrmartinok@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3303-3434ПоповЕ. С.PopovE. S.

д.т.н., профессор, кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, service and restaurant business department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

e_s_popov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8035-7293АлексееваТ. В.AlekseevaT. V.

д.т.н, профессор, кафедра биологии, химии, экологии и методик обучения, ул. Ульянова, 1 г. Нижний Новгород, 603000, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, biology, chemistry, ecology, and teaching methods department, str. Ulyanova, 1, Nizhny Novgorod, 603000, Russia

zyablova@mail.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh State University of Engineering TechnologiesНижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы МининаNizhny Novgorod state pedagogical university named after Kozma Minin202316032023851106110Copyright © Белокурова Е.В., Саргсян М.А., Попов Е.С., Алексеева Т.В., 20232023Белокурова Е.В., Саргсян М.А., Попов Е.С., Алексеева Т.В.Belokurova E.V., Sargsyan M.A., Popov E.S., Alekseeva T.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.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3223

Оптимизация рецептур продуктов питания, с целью увеличения их пищевой и биологической ценности, остается актуальной в современном мире. В регионах с выявленным дисбалансом эссенциальных элементов необходима коррекция рациона питания населения. Одним из наиболее эффективных методов является обогащение продуктов иммобилизованными коллоидными структурами необходимых элементов на поверхности биополимерных носителей. В пищевой промышленности чаще применима сорбционная иммобилизация, в следствии простоты, дешевизны и эффективности, а также в связи со слабым влиянием носителя на каталитическую способность диспергированной фазы. В качестве носителей, подходящих для проведения иммобилизации элементов, в первую очередь, подходят нерастворимые или гелеобразующие природные сорбенты. К таковым относятся: агар, пектин, хитозан, коллаген, крахмал, целлюлоза, уголь и другие. В статье перечислены наиболее подходящие методы иммобилизации, выбраны носители. С целью минимизации отрицательного влияния дисперсионной среды предлагается использование многокомпонентного носителя. Подобное применимо как по отношению к гидрофобным, так и гидрофильным соединениям. Возможно совместное использование биополимеров с углем, с целью повышения сорбционной способности и антимикробных свойств готовой поверхности. В случае же с пектином и агаром термообратимость носителя может быть использована с целью упрощения хранения готовой иммобилизованной структуры. В настоящий момент ведется разработка технологий иммобилизации эссенциальных элементов на поверхности биополимерных носителей с целью оптимизации рецептур кулинарных изделий и блюд для предприятий индустрии питания.

Optimization of food recipes, in order to increase their nutritional and biological value, remains relevant in the modern world. In regions with an identified imbalance of essential elements, correction of the diet of the population is necessary. One of the most effective methods is the enrichment of products with immobilized colloidal structures of the necessary elements on the surface of biopolymer carriers. Sorption immobilization is more often used in the food industry, due to its simplicity, cheapness and efficiency, as well as due to the weak influence of the carrier on the catalytic ability of the dispersed phase. As carriers suitable for the immobilization of elements, first of all, insoluble or gel-forming natural sorbents are suitable. These include: agar, pectin, chitosan, collagen, starch, cellulose, coal and others. The article lists the most suitable methods of immobilization, selected carriers. In order to minimize the negative impact of the dispersion medium, the use of a multicomponent carrier is proposed. This applies to both hydrophobic and hydrophilic compounds. It is possible to combine biopolymers with coal, in order to increase the sorption capacity and antimicrobial properties of the finished surface. In the case of pectin and agar, the thermal reversibility of the carrier can be used to simplify the storage of the finished immobilized structure. Currently, technologies for the immobilization of essential elements on the surface of biopolymer carriers are being developed in order to optimize recipes for culinary products and dishes for the food industry.

иммобилизациябиополимерагархитозанугольimmobilizationbiopolymeragarchitosancoalReferencesГольдфейн М.Д., Адаев О.Н., Тимуш Л.Г. и др. Роль химических элементов и их соединений в природе и в процессах жизнедеятельности человека часть 1. Химические вещества в экологии, микроэлементозы и общие вопросы безопасности питания // Вестник Технологического университета. 2015. Т. 18. № 16. С. 296–300.Goldfein M.D., Adaev O.N., Timush L.G. et al. The role of chemical elements and their compounds in nature and in human life processes Part 1. Chemicals in ecology, trace elements and general food safety issues. Bulletin of the Technological University. 2015. vol. 18. no. 16. pp. 296-300. (in Russian).Жиемуратова Г.К. Микроэлементозы и заболеваемость детей, проживающих в регионе Приаралье // Медицина: теория и практика. 2019. Т. 4. № S. С. 205.Zhyemuratova G.K. Microelementoses and morbidity of children living in the Aral Sea region. Medicine: theory and practice. 2019. vol. 4. no. S. pp. 205. (in Russian).Гогадзе Н.В., Вильмс Е.А., Корчина Т.Я. Микроэлементный портрет жителей Омска и Сургута // Вести МАНЭБ в Омской области. 2015. № 1(6). С. 6–10.Gogadze N.V., Wilms E.A., Korchina T.Ya. Microelement portrait of residents of Omsk and Surgut. Conduct MANEB in the Omsk region. 2015. no. 1(6). pp. 6-10. (in Russian).Глаголева О.Н., Вильмс Е.А., Турчанинов Д.В. и др. Роль фактического питания и микронутриентной недостаточности в развитии анемий, связанных с питанием, у населения Омской области // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 1. С. 40.Glagoleva O.N., Wilms E.A., Turchaninov D.V. et al. The role of actual nutrition and micronutrient deficiency in the development of nutrition-related anemia in the population of the Omsk region. Modern problems of science and education. 2017. no. 1. pp. 40. (in Russian).Бондаревич Е.А., Коцюржинская Н.Н., Войченко А.А. и др. Состояние почвенного покрова в районах техногенных биогеохимических аномалий Забайкалья // Успехи современного естествознания. 2020. № 3. С. 57–64.Bondarevich E.A., Kotsyurzhinskaya N.N., Voichenko A.A. et al. The state of the soil cover in the areas of technogenic biogeochemical anomalies of Transbaikalia. Successes of modern natural science. 2020. no. 3. pp. 57-64. (in Russian).Сохиев А.В., Минаев Б.Д. Региональные особенности элементного статуса учащихся города Ставрополя // Обмен веществ при адаптации и повреждении. Дни молекулярной медицины на Дону: материалы XVII Российской научно-практической конференции с международным участием, Ростов-на-Дону, 25 мая 2018 года. Ростов-на-Дону: Ростовский государственный медицинский университет, 2018. С. 109–110.Sohiev A.V., Minaev B.D. Regional features of the elemental status of students of the city of Stavropol. Metabolism during adaptation and damage. Days of Molecular Medicine on the Don: Proceedings of the XVII Russian Scientific and Practical Conference with International participation, Rostov-on-Don, May 25, 2018. Rostov-on-Don, Rostov State Medical University, 2018. pp. 109-110. (in Russian).Волосова Е.В., Пашкова Е.В., Шипуля А.Н., Безгина Ю.А., Исследование биополимерных материалов с химически иммобилизованными в их структуру ферментами оптическими методами // Научно-технический вестник Поволжья. 2016. № 2. С. 31–33.Volosova E.V., Pashkova E.V., Shipulya A.N., Bezgina Yu.A. Investigation of biopolymer materials with chemically immobilized enzymes in their structure by optical methods. Scientific and Technical Bulletin of the Volga region. 2016. no. 2. pp. 31-33. (in Russian).Максимова О.А., Митин В.В. Определение динамики гелеобразования агар-агара // Пищевая промышленность. 2013. № 7. С. 45–45.Maksimova O.A., Mitin V.V. Determination of the dynamics of agar-agar gelation. Food industry. 2013. no. 7. pp. 45-45. (in Russian).Игнатенко А.В. Анализ осмоустойчивости протопластов бактерий в свободном и иммобилизованном состояниях // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2022. № 1 (253). С. 58–65.Ignatenko A.V. Analysis of osmotic resistance of bacterial protoplasts in free and immobilized states. Proceedings of BSTU. Series 2: Chemical technologies, biotechnology, geoecology. 2022. no. 1 (253). pp. 58-65. (in Russian).Гайдай С.А., Максимов И.В., Курчаева Е.Е. Разработка технологии мягкого сыра обогащенного состава // Международный студенческий научный вестник. 2018. № 3–2. С. 242–245.Gaidai S.A., Maksimov I.V., Kurchaeva E.E. Development of technology of soft cheese of enriched composition. International Student Scientific Bulletin. 2018. no. 3-2. pp. 242-245. (in Russian).Пятигорская Н.В., Каргин В.С., Бркич Г.Э. Виды модификации хитозана путем использования различных дериватизирующих агентов // Здоровье и образование в XXI веке. 2021. № 4. С. 23–30.Pyatigorskaya N.V., Kargin V.S., Brkich G.E. Types of chitosan modification by using various derivatizing agents. Health and education in the XXI century. 2021. no. 4. pp. 23-30. (in Russian).Фарберова Е.А., Шадрин Д.С., Ходяшев Н.Б., Тиньгаева Е.А. Ммикромицеты Trichoderma Harzianum в составе углеродного биосорбента для извлечения ртути из водных сред // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2020. № 3. С. 49–60.Farberova E.A., Shadrin D.S., Khodyashev N.B., Tingaeva E.A. Mmicromycetes of Trichoderma Harzianum as part of a carbon biosorbent for mercury extraction from aqueous media. Bulletin of PNRPU. Chemical technology and biotechnology. 2020. no. 3. pp. 49-60. (in Russian).Liu H., Štiglic A.D., Mohan T., Kargl R. et al. Nano-fibrillated cellulose-based scaffolds for enzyme (co)-immobilization: Application to natural product glycosylation by Leloir glycosyltransferases // International Journal of Biological Macromolecules. 2022. V. 222. P. 217-227.Liu H., Štiglic A.D., Mohan T., Kargl R. et al. Nano-fibrillated cellulose-based scaffolds for enzyme (co)-immobilization: Application to natural product glycosylation by Leloir glycosyltransferases. International Journal of Biological Macromolecules. 2022. vol. 222. pp. 217-227.Wu H., Mu W. Application Prospects and Opportunities of Inorganic Nanomaterials for Enzyme Immobilization in the Food Processing Industry // Current Opinion in Food Science. 2022. P. 100909.Wu H., Mu W. Application Prospects and Opportunities of Inorganic Nanomaterials for Enzyme Immobilization in the Food Processing Industry. Current Opinion in Food Science. 2022. pp. 100909.Alminderej F. M. Study of new cellulosic dressing with enhanced antibacterial performance grafted with a biopolymer of chitosan and myrrh polysaccharide extract // Arabian Journal of Chemistry. 2020. V. 13. №. 2. P. 3672-3681. doi: 10.1016/j.arabjc.2019.12.005Alminderej F. M. Study of new cellulosic dressing with enhanced antibacterial performance grafted with a biopolymer of chitosan and myrrh polysaccharide extrac. Arabian Journal of Chemistry. 2020. vol. 13. no. 2. pp. 3672-3681. doi: 10.1016/j.arabjc.2019.12.005Dora N., Nanda P., Reddy N. G. Application of biopolymers for enhancing engineering properties of problematic soils and industrial wastes: a review // Advances in Sustainable Construction Materials: Select Proceedings of ASCM 2020. 2021. P. 203-211. doi: 10.1007/978-981-33-4590-4_20Dora N., Nanda P., Reddy N. G. Application of biopolymers for enhancing engineering properties of problematic soils and industrial wastes: a review. Advances in Sustainable Construction Materials: Select Proceedings of ASCM 2020. 2021. pp. 203-211. doi: 10.1007/978-981-33-4590-4_20Schnepp Z. Biopolymers as a flexible resource for nanochemistry // Angewandte Chemie International Edition. 2013. V. 52. №. 4. P. 1096-1108. doi: 10.1002/anie.201206943Schnepp Z. Biopolymers as a flexible resource for nanochemistry. Angewandte Chemie International Edition. 2013. vol. 52. no. 4. pp. 1096-1108. doi: 10.1002/anie.201206943Varghese S.A., Siengchin S., Parameswaranpillai J. Essential oils as antimicrobial agents in biopolymer-based food packaging-A comprehensive review // Food Bioscience. 2020. V. 38. P. 100785. doi: 10.1016/j.fbio.2020.100785Varghese S.A., Siengchin S., Parameswaranpillai J. Essential oils as antimicrobial agents in biopolymer-based food packaging-A comprehensive review. Food Bioscience. 2020. vol. 38. pp. 100785. doi: 10.1016/j.fbio.2020.100785Choi S.G. et al. Review on geotechnical engineering properties of sands treated by microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) and biopolymers // Construction and Building Materials. 2020. V. 246. P. 118415. doi:10.1016/j.conbuildmat.2020.118415Choi S.G. et al. Review on geotechnical engineering properties of sands treated by microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) and biopolymers. Construction and Building Materials. 2020. vol. 246. pp. 118415. doi: 0.1016/j.conbuildmat.2020.118415Xu D., Chen T., Liu Y. The physical properties, antioxidant and antimicrobial activity of chitosan–gelatin edible films incorporated with the extract from hop plant // Polymer Bulletin. 2021. V. 78. P. 3607-3624. doi: 10.1007/s00289-020-03294-1Xu D., Chen T., Liu Y. The physical properties, antioxidant and antimicrobial activity of chitosan–gelatin edible films incorporated with the extract from hop plant. Polymer Bulletin. 2021. vol. 78. pp. 3607-3624. doi: 10.1007/s00289-020-03294-1

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