с 01.01.2015 по 01.01.2025
с 01.01.2025 по 01.01.2025
с 01.01.2004 по настоящее время
Алтайский край, Россия
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
ВАК 4.1.1 Общее земледелие и растениеводство
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
УДК 664 Пищевая промышленность в целом. Производство и консервирование пищевых продуктов
УДК 577.15 Ферменты. Катализаторы биохимических реакций. Энзимология
Цель исследования – разработка ферментативного способа получения хитоолигосахаридов (ХОС), изучение их физико-химических и пребиотических свойств. Объекты исследования – коммерческий хитозан, хитозан-глюкановый комплекс (ХтзГК) из плодовых тел Ganoderma lucidum, пробиотические штаммы Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L. plantarum и Bifidobacterium bifidum. Ферментативный гидролиз проводили с использованием доступного препарата «Целлолюкс-А» (целлюлаза – 6000 ед/мл, ксиланаза – 1700 ед/мл) при температуре 50 °C, pH 5,0 в течение 24 ч. Физико-химические свойства определяли методами вискозиметрии и потенциометрического титрования. Пребиотическую активность оценивали при глубинном культивировании пробиотиков на питательных средах с добавлением 0,5 % ХОС. Выход ХОС из хитозана (94,5 %) превышает выход из ХтзГК (78,4 %). ХОС из хитозана характеризовались высокими значениями характеристической вязкости (4,1 дл • г⁻¹), молекулярной массы (5,4 кДа) и степенью деацетилирования (91,5 %), превышающими соответствующие показатели для ХОС из ХтзГК на 7,9 %; 68,8 и 24,3 % соответственно. При культивировании пробиотиков наибольшее количество КОЕ/мл показали среды с ХОС из хитозана: L. acidophilus – 2,38 • 108, L. casei – 2,51 • 108, L. rhamnosus – 4,47 • 108, L. plantarum – 4,57 • 108, B. bifidum – 7,04 • 108. Предложен эффективный способ ферментативного гидролиза хитозана из ракообразных и хитозан-глюканового комплекса из биомассы высших грибов с использованием ферментного комплекса целлюлазы и ксиланазы, обеспечивающий получение ХОС с заданными характеристиками. Применение целлюлазы и ксиланазы вместо специфических ферментов (хитиназы и хитозаназы) позволяет снизить затраты на получение ХОС. Биофункциональные свойства ХОС из хитозана, включающие физико-химические параметры (характеристическую вязкость, молекулярную массу, степень деацетилирования) и выраженную пребиотическую активность, свидетельствуют о перспективности их использования в качестве пребиотиков. Полученные данные способствуют совершенствованию технологий производства пребиотиков на основе ХОС и расширению их использования в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
высшие грибы, хитозан, хитозан-глюкановый комплекс, хитоолигосахариды, пребиотические свойства
1. Wu M., Li J., An Y., et al. Chitooligosaccharides prevents the development of colitis-associated colorectal cancer by modulating the intestinal microbiota and mycobiota // Frontiers in Microbiology. 2019. Vol. 10. P. 2101. DOI:https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02101.
2. Guan Z., Feng Q. Chitosan and chitooligosaccharide: the promising non-plant-derived prebiotics with multiple biological activities // International journal of molecular sciences. 2022. Vol. 23, N 12. P. 6761. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms23126761. EDN: https://elibrary.ru/XICONX.
3. Vela Gurovic M.S., Dello Staffolo M., Montero M., et al. Chitooligosaccharides as novel ingredients of fermented foods // Food & Function. 2015. Vol. 6, N 11. P. 3437–3443. DOI:https://doi.org/10.1039/c5fo00546a.
4. Kim S.K. Chitooligosaccharides: prevention and control of diseases. Cham: Springer International Publishing, 2022. DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-92806-3.
5. Kaczmarek M.B., Struszczyk-Swita K., Li X., et al. Enzymatic modifications of chitin, chitosan, and chitooligosaccharides // Frontiers in bioengineering and biotechnology. 2019. Vol. 7, N Sep. P. 243. DOI:https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00243. EDN: https://elibrary.ru/RRDJUU.
6. Mazidi M., Rezaie P., Kengne A.P., et al. Gut microbiome and metabolic syndrome // Diabetes & metabolic syndrome. 2016. Vol. 10. P. 150–157. DOI:https://doi.org/10.1016/j.dsx.2016.01.024. EDN: https://elibrary.ru/YWILKT.
7. Liaqat F., Eltem R. Chitooligosaccharides and their biological activities: a comprehensive review // Carbohydrate Polymers. 2018. Vol. 184. P. 243–259. DOI:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.12.067. EDN: https://elibrary.ru/YEPPJZ.
8. Wang Q., Jiang Y., Luo X., et al. Chitooligosaccharides modulate glucose-lipid metabolism by suppressing SMYD3 pathways and regulating gut microflora // Marine drugs. 2020. Vol. 18, N 1. P. 69. DOI:https://doi.org/10.3390/md18010069. EDN: https://elibrary.ru/UBZZTU.
9. Ismail S.A., El-Sayed H.S., Fayed B. Production of prebiotic chitooligosaccharide and its nano/microencapsulation for the production of functional yoghurt // Carbohydrate Polymers. 2020. Vol. 234. Art. 115941. DOI:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.115941. EDN: https://elibrary.ru/ZMYDJU.
10. De Farias B.S., Grundmann D.D.R., Rizzi F.Z., et al. Production of low molecular weight chitosan by acid and oxidative pathways: effect on physicochemical properties // Food Research International. 2019. Vol. 123. P. 88–94. DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.04.051. EDN: https://elibrary.ru/TQCXPX.
11. Давыдова В.Н., Володько А.В., Горбач В.И., и др. Влияние хитозана на способность липополисахарида взаимодействовать с клетками иммунной системы // Прикладная биохимия и микробиология. 2024. Т. 60, № 2. С. 158–166. DOI:https://doi.org/10.31857/S0555109924020051. EDN: https://elibrary.ru/GAWNZC.
12. Amamou O., Kefil S., Denis J.-P., et al. Revisiting the determination of the degree of deacetylation using potentiometric titration: a new equation for modified chitosan // Molecules. 2024. Vol. 29, N 13. P. 2962. DOI:https://doi.org/10.3390/molecules29132962. EDN: https://elibrary.ru/GSKLQE.
13. Naveed M., Phil L., Sohail M., et al. Chitosan oligosaccharide (COS): an overview // International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol. 129. P. 827–843. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.01.192.
14. Gonçalves C., Ferreira N., Lourenço L. Production of low molecular weight chitosan and chitooligosaccharides (COS): a review // Polymers. 2021. Vol. 13, N 15. Art. 2466. DOI:https://doi.org/10.3390/polym13152466. EDN: https://elibrary.ru/LPROZU.
15. Минаков Д.В., Саврасов Е.С., Мусина О.Н. Полисахариды высших грибов: систематизация данных о выделении, структуре, биологических свойствах и пребиотическом потенциале // Химия растительного сырья. 2025. № 3. С. 60–87. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.20250317374. EDN: https://elibrary.ru/IIOCQZ.
16. Rakkhumkaew N., Pengsuk C. Chitosan and chitooligosaccharides from shrimp shell waste: characterization, antimicrobial and shelf life extension in bread // Food science and biotechnology. 2018. Vol. 27, N 4. P. 1201–1208. DOI:https://doi.org/10.1007/s10068-018-0332-2. EDN: https://elibrary.ru/PBWURU.
