ЭлБиб

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

8/2004

пищевым волокнам

(ПВ) относят

комплекс биополимеров растительного

сырья, включающих целлюлозу, геми0

целлюлозы, пектиновые вещества и лиг0

нин. Пищевые волокна способны связы0

вать и выводить из организма токсичес0

кие вещества, поступающие с пищей, ус0

коряют время прохождения пищи по

пищеварительному тракту, стимулируют

моторную деятельность кишечника,

препятствуют всасыванию холестерина,

играют положительную роль в нормали0

зации состава микрофлоры кишечника,

в ингибировании гнилостных процес0

сов, оказывают влияние на липидный

обмен, адсорбируют желчные кислоты,

способствуют снижению токсичности

продуктов метаболизма [1, 2].

Основные источники пищевых воло0

кон – зерновые продукты, овощи,

фрукты, виноград, орехи. В то же время

аналогичные комплексы, сформиро0

ванные из целлюлозы, гемицеллюлоз и

лигнина, составляют основную часть

клеточных стенок древесины, трав,

стеблей злаков, кустарников, источник

которых практически неисчерпаем.

Известные методы выделения ПВ ос0

нованы на удалении из измельченной

растительной ткани низкомолекуляр0

ных веществ: моносахаридов, гликози0

дов, алкалоидов, минеральных соеди0

нений путем экстракции и гидролиза

сопутствующего крахмала. В зависимо0

сти от вида перерабатываемого сырья

его обрабатывают водой при нагрева0

нии, разбавленными растворами мине0

ральных кислот (серной, фосфорной),

щелочами, солями сернистой кислоты,

перекисями либо амилолитическими

ферментами (крахмалсодержащее сы0

рье). Выделение ПВ возможно при на0

гревании сырья с детергентами – по0

верхностно0активными веществами,

используемыми в малых концентраци0

ях при невысоких температурах.

В последние годы значительное вни0

мание уделяется микробиологическим

способам получения ПВ, цель которых

– избирательная деструкция лигнина

под действием ферментных систем

микроорганизмов и производство

целлюлозы высокого качества.

Для биоконверсии лигноцеллюлоз0

ных субстратов используют большое

число культур различных системати0

ческих групп. Скрининг активных куль0

тур проводят различными методами.

Обычно исследуемые культуры выра0

щивают на древесных опилках, соломе

и других лигноцеллюлозных материа0

лах, контролируя убыль в них лигнина,

целлюлозы и накопление биомассы.

Отдельные компоненты пищевых

волокон нетрадиционного сырья (цел0

люлоза и лигнин древесины) в соот0

ветствии с разрешением органов здра0

воохранения используются в лечебно0

профилактическом питании [3].

Медико0биологическая ценность ПВ

во многом обусловлена особенностью

их физико0химических свойств: водо0

удерживающей способностью (ВУС),

растворимостью, ионообменными и

сорбционными свойствами. Так, неко0

торые ПВ сохраняют в 5–30 раз больше

воды, чем их собственная сухая масса,

что связано со степенью их гидрофиль0

ности, количественным и качественным

составом присутствующих в них биопо0

лимеров, характером поверхности и

пористости частиц, их размерами.

Целью настоящего исследования

было изучение биохимического соста0

ва различных представителей расти0

тельного сырья, подбор новых штам0

мов культур микроорганизмов, спо0

собных утилизировать в растительных

отходах лигнин, а также выбор мето0

дов предварительной подготовки лиг0

ноцеллюлозного сырья к фермента0

тивной конверсии лигнина и получе0

нию целлюлозы в форме, доступной

для ее дальнейшего использования.

Исследование биохимического со0

става нетрадиционного растительного

сырья, а именно образцов березовых

и сосновых опилок, листьев березы и

соломы хлебных злаков, показало, что

сосновые опилки наиболее богаты

целлюлозой, содержание которой в

среднем составляет 47,0 %.

Выделенная из них и очищенная

целлюлоза может быть использована в

виде пищевой добавки, способной

снижать калорийность пищи, быть

диспергатором, улучшать товарный

вид и качество пищевых продуктов.

Известно, что наименее деструкту0

рированные пищевые волокна в мак0

симальном количестве могут быть вы0

делены биохимическими методами,

поэтому проводили широкий скрининг

среди

грибных и бактериальных

микроорганизмов

по их способности

гидролизовать отдельные полимеры

растительных тканей.

Лигнин

– растительный полимер,

составляющий около 20–30 % от сухой

массы древесины, наиболее устойчив

к разлагающему действию микроорга0

низмов. Способность к разложению

лигнина обнаружена у представителей

бактерий родов

Pseudomonas, Bacillus,

Agrobacterium

и актиномицетов родов

Streptomyces

Thermomonospora

. Не0

которые дрожжи и дрожжеподобные

грибы также способны расти на лигно0

целлюлозных субстратах и осуществ0

лять

их

деструкцию.

Грибы

Chaetomium, Allescheria, Fusarium

вы0

зывают мягкую гниль древесины, ак0

тивно усваивая лигнин. Несовершен0

ные грибы рода

Penicillium

Trichoderma способны утилизировать

гидролизный лигнин. Несмотря на

способность микромицетов, бактерий

и некоторых дрожжей к трансформа0

ции лигнина, основными деструктора0

ми природных лигноцеллюлозных суб0

стратов являются базидиомицеты [4].

Эффективное разложение лигноцел0

люлозных субстратов происходит при

совместном действии различных типов

лигнолитических ферментов. Фермен0

тные системы, продуцируемые различ0

ными микроорганизмами, отличаются

друг от друга соотношением входя0

щих в комплексы ферментов, уровнем

их активностей и рядом других показа0

телей. Поэтому одно из определяющих

условий эффективности процесса кон0

версии лигнина – выбор высокоэф0

Химико0ферментативная

обработка пищевых волокон растительного

сырья

В.В. Матреничева, Л.А. Иванова, О.Б. Волкова

Московский государственный университет пищевых производств

В высокоразвитых странах получило широкое распространение производство

функциональных пищевых продуктов, улучшающих структуру питания,

способствующих восстановлению здоровья и профилактике заболеваний

современного человека. К одной из категорий функциональной пищи относятся

пищевые продукты, обогащенные пищевыми волокнами.

Электр нная Научная СельскоХозяйствен ая Библиотека