mkgtuНовые технологии / New technologiesNew Technologies2072-09202713-0029МГТУ10.47370/2072-0920-2022-18-1-78-85mkgtu-565Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВFOOD TECHNOLOGYБиоконверсия растительных отходов в кормовые и пищевые дрожжевые препаратыBioconversion of plant wastes into feed and nutritional yeast preparationsФоменкоИ. А.FomenkoI. A.

Иван Андреевич Фоменко, старший преподаватель кафедры «Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза»

Волоколамское шоссе, 11, г. Москва, 125080

Ivan A. Fomenko, a senior lecturer of the Department of Biotechnology and Technology of Bioorganic Synthesis Products

11 Volokolamsk highway, Moscow, 125080

fomenkoia@mgupp.ruКеримоваГ. М.KerimovaG. M.

Гюлляр Мехмановна Керимова, студентка 4 курса

Волоколамское шоссе, 11, г. Москва, 125080

Gyullyar M. Kerimova, a 4th year student

11 Volokolamsk highway, Moscow, 125080

gulya.kerimova.99@mail.ruФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»РоссияFSBEI HE « Moscow State University of Food Production»Russian Federation2022280420221817885Copyright © Фоменко И.А., Керимова Г.М., 20222022Фоменко И.А., Керимова Г.М.Fomenko I.A., Kerimova G.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://newtechology.mkgtu.ru/jour/article/view/565

Недостаток белка в питании человека и животных, наличие большого количества растительных отходов, которые имеют дальнейший потенциал для использования, но сейчас почти не используются, являются серьезными проблемами, требующими незамедлительного решения. Современные методы биотехнологии в состоянии решить этот вопрос. Целью данного обзора было изучение существующих технологий использования дрожжей для получения белка на отходах растительных производств. Отходы растительной биомассы, изначально являющиеся неусвояемыми полисахаридами, при использовании специальных методов обработки распадаются на легко сбраживаемые сахара, которые могут служить хорошим субстратом для накопления полноценного дрожжевого белка, а дрожжевая клеточная стенка способна связывать токсины нежелательных микроорганизмов и выводить их из кишечного тракта человека и животных, позволяя включать их в состав биологически активных добавок функционального назначения. В обзоре рассматриваются преимущества использования дрожжей по сравнению с другими микроорганизмами и технологии проведения процесса. Возможно использование глубинного и твердофазного культивирования, первое из которых технологически предпочтительнее. Рассмотрены продукты и препараты, производимые зарубежными и отечественными производителями. Для кормовых препаратов используются дрожжи: Candida, Saccharomyces, Hansenula, Torulopsis, Rhodotorula и др.; для пищевой промышленности в основном Saccharomices cerevisiae, Torula. Полученные продукты, обогащенные белком и компонентами дрожжевых клеток, существенно отличаются от аналогов питательной ценностью. Данный подход к использованию отходов производств на предприятиях может сделать многие производственные циклы замкнутыми, повысить экологичность заводов, уменьшить ненужные траты на утилизацию отходов и увеличить общую выручку.

The lack of protein in the diet of humans and animals, the presence of a large amount of plant waste, which have further potential for use, but are now almost not used, are serious problems that require immediate solutions. Modern methods of biotechnology are able to solve this issue. The purpose of this review was to study the existing technologies for using yeast to produce protein from plant waste. Waste of plant biomass, which are initially indigestible polysaccharides, when using special processing methods, break down into easily fermentable sugars, which can serve as a good substrate for the accumulation of full-fledged yeast protein, and the yeast cell wall is able to bind toxins, undesirable microorganisms and remove them from the intestinal tract of humans and animals, allowing them to be included in the composition of biologically active additives for functional purposes. The review examines the advantages of using yeast in comparison with other microorganisms and the technology of the process. It is possible to use deep and solid-phase cultivation, the first of which is technologically preferable. The products and preparations produced by foreign and domestic manufacturers are considered. Yeast is used for feed preparations: Candida, Saccharomyces, Hansenula, Torulopsis, Rhodotorula, etc.; for the food industry – mainly Saccharomices cerevisiae, Torula. The resulting products, enriched with protein and components of yeast cells, differ significantly from analogues in nutritional value. This approach to the use of industrial waste at enterprises can make many production cycles closed, increase the environmental friendliness of plants, reduce unnecessary waste disposal costs and increase total revenue.

растительные отходыгидролиз сырьябиоконверсиякормовые дрожжипищевые дрожжевые препаратыplant wastehydrolysis of raw materialsbioconversionfeed yeastfood yeast preparationsReferencesБолтовский В.С. Биоконверсия полисахаридов растительного сырья в белок: альтернативы промышленной реализации // Труды БГТУ. Серия, 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2020. № 2 (235).Boltovsky V.S. Bioconversion of plant raw material polysaccharides into proteins: alternatives for industrial implementation. Proceedings of BSTU. Series, 2: Chemical technologies, biotechnology, geoecology. 2020;2(235). (In Russ.)Губанова Ю.В., Попов В.П., Зинюхин. Г.Б. Исследование технологии производства кормовых дрожжей. Оренбург: Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры, 2018.Gubanova Yu.V., Popov V.P., Zinyukhin. G.B. Study of fodder yeast production technology. Orenburg: University complex as a regional center of education, science and culture, 2018. (In Russ.)Иванова Е.П., Скалозуб О.М. Биотехнология кормов: учебное пособие. Уссурийск: ПГСХА, 2015.Ivanova E.P., Skalozub O.M. Feed biotechnology: a textbook. Ussuriysk: PGSHA; 2015. (In Russ.)Кулемин Л.М., Кузнецов В.Ф., Уланова Т.С. Рекицен – РД (состав, некоторые механизмы действия и клинические аспекты использования): материалы III Конференции иммунологов Урала (Челябинск, 16–17 окт. 2003 г.). Челябинск, 2003.Kulemin L.M., Kuznetsov V.F., Ulanova T.S. Rekitsen – RD (composition, some mechanisms of action and clinical aspects of use): materials of the III Conference of Immunologists of the Urals (Chelyabinsk, October 16–17, 2003). Chelyabins; 2003. (In Russ.)Олива Т.В. Применение пребиотика фервистим для откорма цыплят-бройлеров // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 5.Oliva T.V. The use of Fervistim prebiotic for fattening broiler chickens. Modern problems of science and education. 2011;(5). (In Russ.)Перминов П.М. Эффективность применения препарата «фервистим» в кормлении норок: 06.02.02 «Ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология»: автореф. … дис. на соиск. уч. степ. канд. с.-х. наук. Родники, 2004. 23 с.Perminov P.M. The effectiveness of the use of «Fervistim» preparation in feeding minks: 06.02.02 «Veterinary microbiology, virology, epizootology, mycology with mycotoxicology and immunology»: abstract of the dis. for. …Candidate of Agricultural Sciences. Rodniki; 2004. (In Russ.)Иванова Л.А., Войно Л.И., Иванова И.С. Пищевая биотехнология: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 24.09.02 «Пищевая биотехнология». М.: КолосС, 2008.Ivanova L.A., Voino L.I., Ivanova I.S. Food biotechnology: a textbook for students of higher educational institutions studying in the specialty of 24.09.02 «Food biotechnology». Moscow: KolosS; 2008. (In Russ.)Смирнов К.А., Алашкевич Ю.Д., Решетова Н.С. Особенности твердофазной ферментации // Химия растительного сырья. 2009. № 3.Smirnov K.A., Alashkevich Yu.D., Reshetova N.S. Features of solid-phase fermentation. Chemistry of vegetable raw materials. 2009;(3). (In Russ.)Солдатова С.Ю. Разработка технологии биологически активного полуфабриката пищи и корма на основе растительного сырья и дрожжей: 05.18.10 «Технология чая, табака и биологически активных веществ и субтропических культур»: автореф. … дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М., 2004. 24 с.Soldatova S.Yu. Development of technology for biologically active semi-finished food and feed based on vegetable raw materials and yeast: 05.18.10 «Technology of tea, tobacco and biologically active substances and subtropical crops»: abstract of dis. for … Cand. of Tech. Sciences. Moscow; 2004. (In Russ.)Ферментативная активность и эффективность синтеза белка дрожжами Debaryomyces Hansenii и Guehomyces Pullulans при глубинной твердофазной ферментации свекловичного жома / Туан Ле Ань [и др.] // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18, № 15.Tuan Le Anh [et al.] Enzymatic activity and efficiency of protein synthesis by Debaryomyces Hansenii and Guehomyces Pullulans yeast during deep solid-phase fermentation of beet pulp. Bulletin of the Technological University. 2015;18(15). (In Russ.)Costa W.A. [et al.] Oil-lipids, carotenoids and fatty acids simultaneous production by rhodotorula mucilaginosa cct3892 using sugarcane molasses as carbon source. Brazilian Journal of Food Technology. 2020;23.Costa W.A. [et al.] Oil-lipids, carotenoids and fatty acids simultaneous production by rhodotorula mucilaginosa cct3892 using sugarcane molasses as carbon source. Brazilian Journal of Food Technology. 2020;23.Kurtzman C.P., Fell J.W. Teun Boekhout. The Yeasts: A Taxonomic Study. Fifth Edition. Elsevier Science. 1st April 2011.Kurtzman C.P., Fell J.W. Teun Boekhout. The Yeasts: A Taxonomic Study. Fifth Edition. Elsevier Science. 1st April 2011.Lapeña D. [et al.]. Production and characterization of yeasts grown on media composed of spruce-derived sugars and protein hydrolysates from chicken by-products. Microbial Cell Factories. 2020;1(19).Lapeña D. [et al.]. Production and characterization of yeasts grown on media composed of spruce-derived sugars and protein hydrolysates from chicken by-products. Microbial Cell Factories. 2020;1(19).Øverland M. [et al.] Evaluation of Candida utilis, Kluyveromyces marxianus and Saccharomyces cerevisiae yeasts as protein sources in diets for Atlantic salmon (Salmo salar). Aquaculture. 2013:402–403.Øverland M. [et al.] Evaluation of Candida utilis, Kluyveromyces marxianus and Saccharomyces cerevisiae yeasts as protein sources in diets for Atlantic salmon (Salmo salar). aquaculture. 2013:402–403.Pimentel D., Pimentel M.H. Sustainability of meat-based and plant-based diets and the environment. The American journal of clinical nutrition. 2003;78.Pimentel D., Pimentel M.H. Sustainability of meat-based and plant-based diets and the environment. The American Journal of Clinical Nutrition. 2003;78.Ritala A. [et al.]. Single cell protein-state-of-the-art, industrial landscape and patents 20012016. Frontiers in Microbiology. 2017;8.Ritala A. [et al.]. Single cell protein-state-of-the-art, industrial landscape and patents 2001-2016. Frontiers in Microbiology. 2017;8.Sadh P.K., Duhan S., Duhan J.S. Agro-industrial wastes and their utilization using solid state fermentation: a review. Bioresources and Bioprocessing. 2018;5(1).Sadh P.K., Duhan S., Duhan J.S. Agro-industrial wastes and their utilization using solid state fermentation: a review. Bioresources and Bioprocessing. 2018;5(1).Ugalde U.O., Castrillo J.I. Single cell proteins from fungi and yeasts. Applied Mycology and Biotechnology. 2002;C(2).Ugalde U.O., Castrillo J.I. Single cell proteins from fungi and yeasts. Applied Mycology and Biotechnology. 2002;C(2).United Nations United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2017). World Population Prospects: The 2017 Revision, Key Findings and Advance Tables. ESA/P/WP/248. 2017.United Nations United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2017). World Population Prospects: The 2017 Revision, Key Findings and Advance Tables. ESA/P/WP/248. 2017.

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