CC BY
52
УДК 664.785.86
DOI: https://doi.Org/10.25686/2306-2827.2021.2.82
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ РАСШИРЕНИЯ АССОРТИМЕНТА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ, ОБОГАЩЁННЫХ
р-ГЛЮКАНОМ
В. М. Гематдинова1, З. А. Канарская2, А. В. Канарский2
1Казанский инновационный университет имени В.Г. Тимирясова, Российская Федерация, 420111, Казань, ул. Московская, 42 2Казанский национальный исследовательский технологический университет (КНИТУ), Российская Федерация, 420015, Казань, ул. Толстого, 8 Email: alb46@mail.ru
в-глюканы относятся к группе растворимых пищевых волокон. Они состоят из мономеров D-глюкозы, связанных через в-гликозидные связи. Источниками в-глюканов являются дрожжи, грибы, различные виды бактерий, ячмень и овёс. Использование вторичных ресурсов переработки ячменя и овса как источника в-глюканов имеет как экономическое, так и экологическое значение. Технологические особенности получения в-глюканов связаны со способом его извлечения из природного источника. В данной работе дан обзор физико-химических свойств в-глюканов, полученных из зерновых культур, показаны способы экстракции и очистки в-глюкана, перечислен ассортимент промышленных продуктов, обога-щённых в-глюканами, показано влияние в-глюкана на функциональные свойства пищевых продуктов, а также влияние физических и химических способов обработки на структурные и функциональные свойства в-глюкана.
Ключевые слова: в-глюкан; растворимые пищевые волокна; ячмень; овёс; вторичные ресурсы переработки.
Введение. Зерновые культуры явля- смешанной связью (1-3), (1-4)-0-D-ются экономически важной группой сель- глюканы (Р-глюканы). скохозяйственных культур, воспроизво- Диетологи связывают стрессовое со-дятся в больших количествах и обеспечи- стояние человека с неадекватным потреб-вают энергией население всего мира в лением пищевых волокон. Необходимость большей степени, чем любые другие куль- решения проблем со здоровьем обуслов-туры. Кукуруза, рис и пшеница являются ливает увеличение спроса на пищевые доминирующими злаками во всём мире. Из продукты с высоким содержанием пище-них, как правило, получают рафинирован- вых волокон. Так как пищеварительная ные продукты питания, обеднённые биоло- система человека не может эффективно и гически ценными и необходимыми для ор- полноценно усваивать Р-глюканы непо-ганизма человека веществами [1]. средственно из овса и ячменя, для произВ овсе и ячмене содержатся в более водителей пищевых продуктов представ-высоких концентрациях уникальные ме- ляет интерес возможность получать изо-таболиты, необходимые для питания и лированные и концентрированные эти во-поддержания здоровья человека, в частно- дорастворимые пищевые волокна из зер-сти, гидроколлоидные полисахариды со нового сырья [2].
© Гематдинова В. М., Канарская З. А., Канарский А. В., 2021.
Для цитирования: Гематдинова В. М., Канарская З. А., Канарский А. В. Потенциальные возможности промышленного производства и перспективы расширения ассортимента продуктов питания, обо-гащённых р-глюканом // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2021. № 2 (50). С. 82-100. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2827.2021.2.82
В производстве пищевых ингредиентов, содержащих Р-глюкан, существует проблема сохранения их натуральных, природных свойств. При этом надо учитывать, что в определённых условиях при получении продуктов питании В-глюканы деградируют и, соответственно, снижаются их биологические функции.
Следует отметить перспективность разработки технологии пищевых ингредиентов, содержащих комплекс биологически активных веществ, в частности, комплексы, содержащие Р-глюканы, араби-ноксиланы и энзиморезистентный крахмал, совместно присутствующие в зерновом сырье. Включение подобных комплексных пищевых добавок в продукты питания обеспечит тем самым адекватное потребление пищевых волокон в диетах.
Разработка новых технологий производства ингредиентов, обогащённых зерновым Р-глюканом и другими биологически активными веществами, с наименьшими материальными затратами также является актуальной задачей, решить которую возможно, используя доступные по стоимости источники растительного сырья. В этой связи является актуальным использование вторичных ресурсов переработки растительного сырья как источника рассматриваемого комплекса биологически активных веществ, что имеет как экономическое, так и экологическое значение.
Целью данного обзора является определение перспективности получения и применения специализированных продуктов питания, обогащённых Р-глюканом.
Для достижения данной цели поставлены следующие задачи: провести анализ научно-исследовательской литературы, позволяющий показать перспективность промышленного производства и потребления продуктов питания, обогащённых Р-глюканом.
Р-глюкан в зерновых культурах. Гидроколлоидные полисахариды со смешанной связью (1-3),(1-4) Р-О-глюканы
относят к растворимым пищевым волокнам, способствующим поддержанию здоровья человека [3]. Зерновые Р-глюканы применяют для снижения уровня холестерина в крови, лечения сердечнососудистых, коронарных заболеваний сердца, ослабления симптомов диабета, снижения артериального давления, профилактики раковых заболеваний и улучшения эвакуации пищи в желудочно-кишечном тракте и абсорбции эпителием питательных веществ. Заболеваемость ишемической болезнью сердца, диабетом, раком, высокое кровяное давление и ожирение, растущие у людей в промышленно развитых странах, вызвала большой интерес к исследованиям, направленным на улучшение здоровья людей путём потребления в питании зерновых Р-глюканов и созданием и совершенствованием технологии производства этого пищевого ингредиента [4].
Р-глюканы являются преобладающими компонентами клеточных стенок зерновых злаков, в частности, овса и ячменя [5]. Яровая и озимая пшеницы, сорго, рожь, рис, просо содержат Р-глюкан в меньшем количестве [6]. В зерновых культурах содержание Р-глюкана обычно колеблется от 2 до 6 % к сухой массе [7]. Сообщалось, что восковые сорта ячменя, содержащие 100 % крахмала в виде ами-лопектина, имеют более высокое содержание Р-глюкана. Изучение линий му-тантного ячменя показало, что высоко содержание Р-глюканов в линиях с низким содержанием крахмала. Видимо, высокий синтез Р-глюкана обусловлен компенсацией снижения синтеза крахмала. Высокая температура (тепловой стресс) во время стадии роста зерновых культур может снизить содержание Р-глюкана в зерне. Значительные осадки или орошение приводят к снижению содержания Р-глюканов в зерне. Противоречивые результаты сообщались о взаимосвязи содержания белка в овсе с содержанием Р-глюкана [8].
Первичная структура зерновых Р-глюканов со смешанными связями представляет собой линейную цепочку глюко-пиранозных мономеров, связанных смесью однократных Р-(1-3) связей и последовательных Р-(1-4) связей [9]. Олигоса-хариды, полученные воздействием (1-3),(1-4)-Р-О-глюкан-4-глюканогидролазы, известной как лихеназа, на (1-3),(1-4)-Р-О-глюкан из зерновых злаков, могут быть определены, используя метилирование. Используя этот метод, для овсяных Р-глюканов установлен их состав, который преимущественно включает Р-(1-3)-связанные в фрагменты целлотриозил (3-О-Р-целлобиозил-О-глюкоза, ОР3) и цел-лотетраозила (3-О-целлотриозил-О-
глюкоза, ОР4) с небольшим числом областей, содержащих 4-8 последовательных (1-4)-В связанных единиц (см. рис.) Структурные особенности продуктов гидролиза лихеназой подтверждены методом хроматографии [10].
Строение зернового в-глюкана
Количественное определение содержания Р-глюкана в зерновых злаках обычно измеряется с использованием коммерчески доступного диагностического комплекта Megazyme International (Ирландия). Для количественного определения Р-глюкана в овсе и ячмене зерно приготовляют в виде муки, что способствует гидратации и диспергированию Р-глюканов, и затем производят гидролиз лихеназой до растворимых фрагментов. После доведения объёма и рН до необходимых значений, суспензию фильтруют, добавляют Р-глюкозидазу к части раствора глюкооли-
госахаридов для гидролиза до D-глюкозы. Затем определяют моносахарид, используя глюкозооксидазпероксидазу (GOPOD). Оставшаяся часть лихеназного фермента-лизата обрабатывается непосредственно GOPOD в образце теста [11].
Для более точных определений разработан метод ELISA, основанный на применении моноклональных антител, реагирующих только с ß-глюканами, но не с другими полисахаридами, который может обнаруживать нанограммы растворимого ß-глюкана, извлечённого из муки зерновых [12].
Кинетика деполимеризации овсяного ß-глюкана ферментом (1-4^-0-глюкан 4-глюканогидролазы (лизеназы) предполагает более быстрый гидролиз на участках последовательности (1-4)-связей, а наличие относительно более высокой доли (1-3)-связей ограничивает сродство фермента. Продуктами гидролиза после интенсивной деградации являются глюкоза, целлобиоза, ламинарибиоза, 4-О-ламина-рибиозил D-глюкоза, 4-О-ламинарибиозил D-целлобиоза и 3-О-целлобиозил D-целлобиоза, что указывает на активность других ферментов [13].
Биосинтез ß-глюканов в зерновых злаках недостаточно изучен. Причины, по которым синтезируются ß-глюканы в злаковых, остаются неизвестными. Способность быстрого накопления и гидролиза ß-глюканов могут придать более гибкий метаболизм, позволяя быстро реагировать на физиологические сигналы, связанные с инициированием клеточной стенки при росте, особенно во время прорастания. Есть несколько исследований, которые пытались объяснить этапы развития зерна, на которых происходит биосинтез ß-глюкана. Эндосперм ячменя накапливает ß-глюканы во время ранней стадии развития. Микрофибриллы целлюлозы ячменя и кукурузы покрываются ß-глюканами и могут выступать в качестве структурных элементов стен при выращивании клеток на ранних стадиях развития. ß-глюканы
являются основным компонентом клеточной стенки эндосперма пшеницы на ранних стадиях развития зерна, тогда как арабиноксиланы накапливаются в начале дифференцировки клеток [14]. В зрелой пшенице Р-глюканы не являются основным компонентом клеточной стенки.
Экстракция и очистка Р-глюкана. Растворимость, экстрагируемость и выход из овса Р-глюкана зависит от размера частиц, предварительной обработки зернового сырья и условий экстракции: температуры, рН, растворителей. Предложено несколько методов сухого фракционирования с просеиванием или классификацией в воздухе для обогащения продукта Р-глюканом, которые являются основой для современного промышленного производства [15]. Повышенное содержание Р-глюкана может быть достигнуто при сухом измельчении овса с более высоким выходом отрубей и овсяной крупки на дробилках или крупяных мельницах. Последовательный валковый или молотковый размол с просеиванием овсяной крупы успешно сохраняет более крупные частицы, обогащенные Р-глюканом в 1,7 раза. Темперирование овсяной крупы с влажностью 12 % в течение 20 мин. перед валковым размолом дополнительно повышает выход Р-глюкана в два раза. Более тонкое измельчение приводит к изолированию внешних слоев зерна, что снижает выход Р-глюкана, поскольку большая часть Р-глюкана находится во внешней области эндосперма. Молотковый размол и воздушная классификация обогащают грубые и крупнозернистые частицы ячменной муки Р-глюканом. Однако экстрагируемость Р-глюкана уменьшается с увеличением размера частиц, возможно потому, что более низкая эндогенная активность Р-глюканазы и более низкая доступность субстрата в более крупных частицах. Распределение Р-глюкана в зёрнах варьируется, и поэтому соответствующие фракции могут различаться по содержанию Р-глюкана.
Существуют разнообразные ферментативные методы, разработанные для производства функциональных овсяных продуктов, обогащённых Р-глюканом. Одним из первых продуктов, получаемых с применением ферментов, был продукт ОаШт, разработанный из овса и других зерновых культур [16]. Производство ОаШт основано на ферментативном превращении крахмала овсяной муки и отрубей в мальтоолигосахариды термостабильной а-амилазой при 95 °С в течение 10 - 60 мин. После ферментативного гидролиза крахмала а-амилаза инактивирует-ся путём пропускания смеси через струйный эжектор при 140 °С. Растворимые волокна Р-глюкана и мальтоолигосахариды, извлечённые центрифугированием, называют гидролизованной овсяной мукой, или ОаШт.
Несколько ферментативных методов производства ОаШт завершаются экстракцией растворителем Р-глюкана, что позволяет его концентрировать. Разработан метод обогащения Р-глюканом с инактивацией собственных ферментов овсяной муки- Р-глюканазы и пентозаназы. Инактивация овсяной муки проводится в воде при температуре от 60 до 85 °С, что способствует извлечению Р-глюкана. Используются полярные органические растворители, которыми извлекают липиды. Перед нагреванием добавляют протеолитические ферменты, что приводит к повышению выхода Р-глюкана из-за деградации белка, хотя протеолитические ферменты, как было показано, снижают как молекулярную массу, так и вязкость ячменного и овсяного Р-глюканов [17]. В качестве про-теолитического фермента используют трипсин, который не имеет Р-глюканазной активности в отличие от других протеаз. В другом способе измельчённый ячмень обрабатывали в 70 % этаноле, промывали в 96 % этаноле или экстрагировали гекса-ном, а затем обрабатывали горячей водой и термостабильной а-амилазой, получая высококонцентрированный раствор Р-
глюкана. Для обогащения зерновых Р-глюканов могут также использоваться кислые или щелочные условия в сочетании с повышенной температурой, сухим фракционированием, ферментами и растворителями. Используя слабощелочной раствор с рН от 7,0-8,0 при 55 °С экстрагируют 87 % В-глюкана из ячменной муки с чистотой 89 %. Экстракция Р-глюкана более эффективна при 55 °С, чем при 40 °С, однако увеличение рН не имеет эффекта [18]. Последующие исследования показали, что наибольший выход ячменного Р-глюкана достигается при температуре кипения и при рН 7,0 для невоскового ячменя и кипячении с обратным холодильником при рН 8,0 с использованием а-амилазы для воскового ячменя (выход 79-81 %). Ячменный Р-глюкан, экстрагированный без предварительной термической и ферментативной обработок, имеет высокое содержание белка и крахмала. Повышение растворимости Р-глюкана достигается при увеличении температуры воды от 20 до 80 °С. Из необработанных и обработанных ферментом овсяных отрубей может быть экстрагирован Р-глюкан водным карбонатом натрия при рН 10,0 и температуре 40 °С, а затем овсяный Р-глюкан выделяют из экстракта диализом, ультрафильтрацией или спиртовым осаждением. Предлагаемые методы позволяют получать из овса продукты с содержанием 60 - 65 % Р-глюкана; однако вязкость и молекулярные массы варьируются в зависимости от используемых условий обработки. При применении диализа получают высоковязкий Р-глюкан, однако с более низким выходом; ультрафильтрация и осаждение спиртом позволяют получать более высокий выход Р-глюканов с более низкой вязкостью.
Ферментативная обработка овсяных отрубей с последующей инактивацией ферментов позволяет получать овсяные продукты с более высоким содержанием Р-глюкана и вязкостью раствора, однако выход снижается [19].
Другие компоненты зерновых злаков могут ограничить извлечение ß-глюкана, при этом ферментативная деградация этих компонентов может способствовать обогащению ß-глюкана. Шелушение ячменя с использованием серной кислоты существенно снижает извлечение ß-глюкана, указывая на целесообразность использования ферментов, способствующих растворимости ß-глюкана. Ферменты, способствующие растворимости ß-глюкана в ячмене, - это (1-3),(1-4) ß-глюканаза, эн-доксиланазы, арабинофуранозидаза, кси-лоацетил-трансфераза и ферулоил эстера-за. Наиболее вероятно, что арабиноксилан в клеточных стенках сложный эфир, связанный с феруловой кислотой и ацетильными группами, а не с ß-глюканом. Следовательно, способность эстераз, ксиланаз и арабинофуранозидазы способствует растворению ß-глюкана, что указывает на присутствие соединений пентозанов в клеточной стенке, которые ограничивают экстракцию ß-глюкана.
Продукты питания, обогащённые ß-глюканами. Многие методы обогащения ß-глюкана оказались непрактичными для промышленного производства из-за высоких затрат и низких выходов. Один из самых первых промышленных продуктов, содержащих овсяной ß-глюкан, был Oat-rim, который разработан и запатентован в начале 1990 года [20].
Товарная марка этого продукта Beta Trim® (Skidmore Sales and Distributing Inc., USA). Oatrim - отличный заменитель жира, потому что ß-глюкан и мальтооли-госахарид совместно дают жироподобную текстуру, имеет одну калорию на грамм по сравнению с девятью для жира и имитирует внешний вид и вкус традиционных более жирных продуктов.
Гель Oatrim концентрацией 25 % является термостойким и пригодным для выпечки и пастеризации, заменяет эквивалентное количество жиров. Порошок или гель Oatrim рекомендуется использовать в качестве пищевых добавок в мясо,
молочные продукты, замороженные десерты, салатные заправки, майонез, соусы, супы, маргарин, запечённые продукты и напитки. В зависимости от содержания Р-глюкана, суспензии продукта ОаШт при сдвигающих усилиях могут разжижаться или сгущаться. Внесение ОаШт в жидкое тесто для торта с высоким содержанием сахара приводит к высокому сгущению при низких скоростях сдвига и меньшему образованию пузырьков, имеющих одинаковый диаметр.
Разработаны инновационные методы для производства из зерновых продуктов, обогащённых Р-глюканом, направленные на улучшение ОаШт. Создан продукт №Шт-ОВ, который имеет около 12-13 % Р-глюкана и С-Шт, в котором от 20 до 50 % Р-глюкана. №Шт-ОВ подготовлен обжаркой овсяной муки или отрубей отвариванием в водной суспензии, в которой растворяется овсяной Р-глюкан, однако сохраняется при этом основной состав отрубей. Вязкость суспензии уменьшается на 90 %, делая её текучей через сито с размерами отверстий 40-400 мкм или позволяя разделять нерастворимые частицы сырого волокна путём центрифугирования и последующей сушкой на барабанах. №Шт-ОВ может заменить жир, придавая влажность, мягкость и когезионную способность выпечкам, сыру и азиатской лапше [21].
В этом продукте более низкая молекулярная масса Р-глюкана, чем в необработанном сырье, обработка делает Р-глюкан более биологически активными.
№Шт-ОВ имеет высокую вязкость при 5 - 15 % сухих веществ и температуре окружающей среды и проявляет скручивание во всём диапазоне скоростей сдвига, изученного в экспериментах с тиксо-тропной петлёй. Тесто кексов с высоким содержанием сахара, приготовленное с внесением №Шт-ОВ, имеет более высокую вязкость и менее разжижается при сдвиге по сравнению с тестом для пирожных без гидроколлоидов [22]. Склеиваю-
щие свойства Nutrim-OB характеризуются высоким пиком вязкости при нагревании с небольшой задержкой и последующим охлаждением при анализе на Rapid ViscoAnalyser с использованием типичной методики определения вязкости крахмала. Склеивающие свойства могут быть отнесены к Р-глюканам, поскольку крахмал уже был желатинизирован во время струйного охлаждения и обработкой при сушке на барабанах. Используя сканирующую электронную микрофотографию продукта Nutrim-OB, выявлены крупные пористые частицы длиной 250 - 400 мкм с рваными краями, которые напоминают губки и которые обеспечивают высокую водоудерживающую способность.
Три новых гидроколлоида овсяного Р-глюкана под марками C-trim20, C-trim30 и C-trim50, что соответствует содержанию Р-глюкана 20, 30 и 50 %, получены посредством термической обработки, которые созданы как функциональные пищевые ингредиенты [23]. Технология продуктов C-trim отличается от Nutrim-OB дополнительной стадией центрифугирования перед экструзией, которая снижает более высокую долю крахмала, а также операцией центрифугирования и просеивания после такой обработки, что увеличивает конечную концентрацию Р-глюкана до 20 -50 %. C-trim овсяные продукты в настоящее время производятся и продаются компанией Van Drunen Farms, Momence, IL. Используя устойчивые и динамические сдвиговые измерения теста для печенья, установлено, что с увеличением концентрации C-trim20 сгущает тесто и увеличивает динамические вязкоупругие модули. Тесто кексов, содержащее C-trim20, расплывается меньше, имеет повышенную упругость и более высокое содержание воды, однако до 10 % замены муки на C-trim20 не изменяют сенсорные свойства готового продукта. C-trim20, включённый в композиции для торта, повышает эластичность теста при выпечке, однако не изменяет объём и текстуру торта.
Процесс сухого помола с последующей воздушной классификацией для удаления крахмала был разработан шведской компанией Swedish Oat Fibre AB, Varobacka, Sweden [24]. Во время процесса производится стабилизация жира овсяных отрубей, продукт устойчивый к окислению липидов с содержанием 14 % Р-глюкана, продаётся под маркой OatWell® 14 % Oat Bran. Дальнейшая воздушная классификация используется для производства овсяной продукции, обогащённой 16 и 22 % Р-глюканом, продаются как продукты OatWell 16 и OatWell 22 %. OatWell® светло-жёлтый порошок, с нейтральным вкусом, рыхлой текстурой и небольшими частицами (35-300 мкм.). Основные преимущества включения OatWell® в продукты питания: увеличение содержания растворимых и нерастворимых волокон, белков, замена жира и продление срока годности. OatWell® эффективно применяется в зерновых наборах, закусках, сухих завтраках, хлебе, печенье, сухих напитках и макаронах. Продукты питания с включением OatWell® в рацион снижают содержание холестерина и контролируют диабет.
Два других обезжиренных и фракционированных продукта, обогащённых овсяным Р-глюканом, представляют собой Nuture® 1500 с содержанием 15 % Р-глюкана, который изготавливается компанией GTC Nutrition (Missoula, MT) и Natureal®, который содержит 20 % Р-глюкана и изготовляется и продаётся Finn Cereal, Vantaa, Finland [25].
Nuture® 1500 используются в фруктовых соках, обезжиренном молоке, коктейлях, порошковых напитках, хлебах, тортах и макаронах.
Natureal® производится сухим способом и воздушной классификацией.
Natureal® образует высоковязкие растворы, которые содержат натуральный витамин Е. Natureal® подходит для продуктов питания, способствующих укреплению здоровья: энергетические напитки, хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, наполнители зерновых продуктов.
Ферментативным способом получен концентрированный продукт ß-глюкана из овса и ячменя с высокой вязкостью Viscofiber® (компания Cevena Bioproducts Inc., Edmonton, Canada). Viscofiber® получают путём обработки мучной суспензии 40-50 % этанолом с соотношением муки к спирту от 1 : 2 до 1:10, фильтрованием, используя 40 - 75 мкм сита, а нераство-рившаяся фракция обрабатывается ультразвуком, протеазой и а-амилазой [26]. Экстракция ферментами и этанолом приводит к гидролизу крахмала и белка, оставляя растворимые ß-глюканы целыми в зерновой оболочке, сохраняя высокую вязкость ß-глюкана, которая важна в проявлении функциональных эффектов ß-глюканов. Viscofiber® имеет светлый цвет, мягкий аромат и высокую вязкость, которые делают его пригодным для внесения в пищевые продукты: пищевые смеси, напитки, супы, сухие завтраки, выпечка, макароны, сливки, йогурты и пищевые добавки. Viscofiber® может придать высокую вязкость продуктам питания, текстурный атрибут, способный противостоять глобальному росту ожирения. В Viscofiber® ß-глюканы сохраняются в стенках зерновых оболочек, образуя сотовую структуру, которая напоминает капсулы.
Разработан инновационный способ производства «органического натурального овсяного волокна», который позволяет исключить использование щелочей и перекиси водорода (Grain Millers Inc., Eugene, OR). Технология снижает затраты на обработку сырья и отрицательное воздействие на окружающую среду [27]. Зелёный процесс производства продукта включает только механические и гидротермальные обработки сырья, достигая аналогичной функциональности для продуктов, получаемых химическим катализом. Экстракция усиливается путём изменения кристалличности целлюлозы, превращая её в конфигурацию с аморфной формой, которая увеличивает поглощение воды и исключает текстуру, подобную песку. Естественно
образующиеся короткоцепочечные жирные кислоты стабилизируются денатурированием гидролитическими или липо-фильными ферментами при гидротермической обработке, таким образом улучшая срок годности волокна. Кроме того, сохраняются естественно встречающиеся фито-химикаты и химиопротекторные вещества, такие, как лигнин, ванилин, протокатехи-нальдегид и ферульные, кофейные и р-кумариновые кислоты.
Пищевое назначение лигнина включает в себя лечение или профилактику кишечных расстройств [28], снижение холестерина путём связывания желчных кислот и снижение риска рака путём удаления свободных радикалов. Природное овсяное волокно имеет цвет лёгкого оттенка загара, со слегка сладким вкусом и запахом по сравнению с белым и рыхлым продуктом, полученным отбелённой перекисью водорода. В технологии получения Р-глюкана рекомендуют использовать стадию замораживания/оттаивания и не инактивировать эндогенные ферменты. Коммерческое внимание авторов было сосредоточено на ячмене, но технология запатентована для всех Р-глюкан-содержащих зерновых. Зерновая мука смешивается с водой при 50 °С в течение 1 часа. Фитоферменты зерна частично гидролизуют Р-глюканы, понижая среднюю молекулярную массу. Ферменты, ответственные за гидролиз, являются, скорее всего, целлюлазами. Твёрдые вещества из экстракта удаляют центрифугированием и супернатант замораживают. При оттаивании из осадка получают продукт, известный как Glucagel (Gracelinc Ltd, New Zealand). Glucagel Х имеет чистоту P-глюкана 75 - 80 %, с молекулярной массой Р-глюкана менее 80 кДа, легко растворяется в воде до 20 % при температуре >80 °С, в то время как продукт с более высокой молекулярной массой менее растворим. Изучение Glucagel® методом ЯМР/MAS с мечеными атомами 13C показало, что гидроколлоидный продукт содержит области с двумя различными кон-
формациями. Р-глюкановые цепи могут ассоциироваться с образованием единственной А-конформации, тогда как другие области находятся в аморфной B-конформации. Через несколько дней отдельные волокна растворов Glucagel могут наблюдаться с использованием АСМ, что указывает на то, что зоны соединения, обеспечивающие гелеобразование, происходят из-за взаимодействий между цепями Р-глюкана в A-конформации. Glucagel® образует мягкие термореверти-руемые, полупрозрачные гели, которые плавятся и стабилизируются около 60 °C [29]. Glucagel® включают хлебопекарные изделия, молочные продукты, перевязочные материалы и съедобные плёнки.
Компания Roxdale Foods Ltd, Auckland, New Zealand разработала метод экстракции тёплой водой, при котором можно использовать либо ячмень, либо овёс для обогащения Р-глюканом. Продукт, продаваемый как Cerogen™, содержит 70 - 90 % Р-глюкана. Cerogen™ - это уникальная запатентованная форма Р-глюкана, холоднорастворимая и при стоянии образует мягкие полупрозрачные гели. В исследовании было показано, что Cerogen™ снижает гликемический ответ в крови у здоровых взрослых мужчин [30].
Nurture Inc. разработала метод, который концентрирует Р-глюкан в водной среде, используя щелочные условия [31]. Процедура включает щелочную водную экстракцию Р-глюкана из овса или ячменя с предпочтительным рН 10, нейтрализацию кислотой, нагреванием экстракта от 60 до 100 °С, затем охлаждение до 25 -45 °С, что приводит к флокуляции. Центрифугирование применяют для разделения флокул и растворённого Р-глюкана. Далее продукт очищают ультрафильтрацией с использованием размера пор фильтра 0,2 мкм или высушивают с использованием барабанных или распылительных сушилок. Этим щелочным экстракционным методом изготавливают коммерчески доступный продукт OatVantage™, который содержит более 54 % Р-глюкана, порошок
которого имеет бежевую окраску, лёгкий запах овса, нейтрален по вкусу и не содержит ГМО. Применение для OatVantage™ включает инкапсуляцию, таблетирование, напитки, функциональные продукты и питательные и диетические добавки.
Компания Ceapro Inc., Edmonton (Canada) разработала технологию получения наночастиц Р-глюкана путём выделения этих частиц нанофильтрацией (<1 мкм) из высококонцентрированных суспензий экстракта Р-глюкана из овса [32]. Наночастицы Р-глюкана могут использоваться в пищевых продуктах и также пригодны для косметических средств из-за его способности проникать через кожу, липидные биослои, стимулировать производство коллагена и могут заменять лекарства против морщин, такие, как Botoх ®.
Влияние Р-глюкана на функциональные свойства пищевых продуктов. Зерновые Р-глюканы могут быть внесены в широкий спектр пищевых продуктов для придания новых функциональных возможностей и улучшения качества питания [33]. Одними из самых распространённых продуктов питания, которые обогащают Р-глюканом, являются хлебобулочные изделия и другие продукты на основе пшеничной муки. Glucagel Х, включённый в пшеничный хлеб от 2,5 до 5,0 %, значительно снизил объём и высоту хлеба, что может быть связано с растворением глю-тена или Р-глюканом, который может связывать значительные количества воды, тем самым уменьшая доступную воду для набухания клейковины. Кроме того, водо-связывающие свойства Р-глюкана могут ограничить парообразование при выпечке хлеба, в результате чего наблюдается уменьшение объёма и высоты хлеба. Скорее всего, Р-глюканы сократили доступность крахмала для деградации. При сравнении влияния высокой и низкой молекулярной массы Р-глюкана на качество пшеничного хлеба обе фракции увеличивали плотность теста, уменьшали объём и высоту хлеба и снижали содержание сахара по сравнению с контрольными опыта-
ми. Р-глюканы с высокой молекулярной массой были деградированы во время выпечки хлеба и привели к наибольшей потере качества теста и хлеба. Деградация не наблюдалась для низкомолекулярных Р-глюканов во время выпечки хлеба. Замораживание/оттаивание выпечки, такой, как булочки из отрубей, снижает растворимость овсяных Р-глюканов и ослабляет гипогликемический эффект [34].
У печенья, содержащего 10 % C-trim 20 или C-trim 30, уменьшилась пылимость, увеличились эластичность и содержание воды, и аналогичные текстурные параметры, по сравнению с печеньем без гидроколлоида. Включение ячменного Р-глюкана в макароны из твёрдой пшеницы уменьшило высвобождение сахара во время переваривания in vitro и привело к формованию макарон с большим количеством твёрдых веществ, потерей во время приготовления пищи, увеличению слизеобразо-вания и снижению твёрдости [35]. Физико-химические свойства варёных макарон из твёрдой пшеницы с включением Р-глюкана были изменены из-за отсутствия достаточного количества воды для набухания крахмально-белковой матрицы и высокой во-досвязывающей способности Р-глюканов. Изготовлены функциональные макароны путём замены 50 % манной крупки пшеничной муки на обогащённую Р -глюканом ячменную мучную фракцию (9-11 % Р-глюкана), полученную из продуктов просеиванием после размола ячменя. Обога-щённые ячменным Р-глюканом макароны были темнее, по сравнению с макаронами из твёрдой пшеницы, однако имели превосходные показатели качества касательно липкости, массивности и твёрдости. Овсяной Р-глюкан в виде Nutrim-5 успешно вносят в азиатскую лапшу, что позволяет сократить на 50 % использование рисовой муки, с сохранением такого же качества лапши, вкуса и без кулинарных потерь при приготовлении [36].
Зерновые Р-глюканы успешно включают в некоторые молочные продукты, однако здесь сталкиваются с проблемами.
Обнаружено, что Р-глюкан из овса лучше, чем из ячменя поддерживает жизнеспособность и стабильность пробиотиков, а также повышает содержание молочной и пропионовой кислоты в йогурте. Разветвлённые Р-глюканы способствуют образованию казеиновых гелей. Однако данный синергизм наблюдается при более высоких концентрациях Р-глюкана. Пробиоти-ческий обезжиренный, напоминающий йогурт Р-глюкан - обогащённый молочный продукт, был разработан с использованием плющенного овса [37].
№Шт, обогащённый овсяным Р-глюкановым ингредиентом, использовали в качестве заменителя жира в сырах. По сравнению с нежирным сыром Чеддар, составы с имели меньшую твёр-
дость, разрушаемость, желательный вкус и время истечения расплава, а также аналогичную эластичность и когезионную способность. Однако использование зерновых Р-глюканов в качестве заменителей жира в сыре сталкивается с проблемой создания конечного продукта с неизменными сенсорными свойствами [38].
До и после замораживания изучали сенсорные характеристики супов, содержащих Р-глюкан с высокой молекулярной массой из овсяных отрубей, или низкомолекулярный Р-глюкан из обработанного ячменя или овса. Замораживание не влияло на органолептические свойства. Супы с овсяными отрубями были более вязкими, с высоким уровнем восприятия тонкости и интенсивности аромата, что указывает на возможность использования зерновых Р-глюканов как загустителей в супах, особенно с высокой молекулярной массой [39].
Показано, что ячменный Р-глюкан образует гелеобразную структуру, которая стабилизирует концентраты белкового концентрата сыворотки, уменьшает дисперсность капель эмульсии и существенно уменьшает расслаивание эмульсии на фазы [40].
Показаны загущающие и стабилизирующие возможности ячменной Р-глюкановой камеди, полученной в оптимальных условиях при рН 8,0 и 45 °С. Со-
сиски с 0,3 % Р-глюканом и 12 % содержанием жира соответствовали настоящим сосискам, однако при содержании 0,8 % Р-глюкана в колбасах дегустаторами эти продукты воспринимались не положительно.
Замена от 50 до 90 % жира в говядине гамбургера на зерновые Р-глюканы не снижала выход продукта при варке, однако несколько снижала размеры изделия и сохраняла высокое содержание влаги.
Напитки, приготовленные с 0,3-0,7 % ячменным Р-глюканом, при сенсерной оценке не отличались по интенсивности ярко-оранжевого и фруктово-оранжевого цвета от напитков, в которые вносили пектин. Напитки, содержащие 0,7 % Р-глюкан, были более кислыми, чем напитки, содержащие 0,3 % пектина. Дегустаторы восприняли вязкость напитков с обоими гидроколлоидами выше при концентрации 0,5 и 0,7 % по сравнению с 0,3 %. С повышением концентрации Р-глюкана напитки становились светлее и образовывались флокулы, тогда как напитки с пектином не изменялись по ор-ганолептическим свойствам [41].
Плёнки для пищевых применений были разработаны с использованием ячменных и овсяных 75 - 80 % Р-глюкановых экстрактов, которые также содержали белки, липиды и золу. Глицерин использовался как пластификатор, придавая полупро-зрачнсть плёнке с гладкой однородной структурой. Проницаемость плёнок для воды, полученных из 4 % экстрактов Р-глюкана, выше, чем из 2 % растворов, несмотря на аналогичные скорости подачи водяного пара. Овсяные Р-глюкановые плёнки имели более высокую прочность на растяжение и водорастворимость, однако были более светлыми, имели меньшую прозрачность и деформируемость по сравнению с плёнками из ячменя. Плёнки из Р-глюкана ячменя не изменяли своих свойств после 24-часового погружения в воду.
Хотя с точки зрения диетолога Р-глюканы очень необходимы для здоровья человека, в пивоваренной промышленности ячменный Р-глюкан является препят-
ствием, влияя на интенсивность солодо-ращения, свойства солода и вязкость сусла во время брожения [42]. Полный гидролиз связанных Р-глюканов с глюкозой в клеточной стенке вызывает применение нескольких ферментов.
(1-3),(1 -4)-Р-0-глюкан-эндогидролазы (ЕС 3.2.1.73) являются очень важными для полной деградации клеток зерновой оболочки проросшего зерна и гидролизу-ют 1-4-глюкозидные связи, где эти связи чередуются с (1-3)-Р-0-глюкозильным остатком, высвобождая целлотриозильные и целлотетраозильные звенья в качестве основного продукта гидролиза.
Специфичная (1-3),(1 -4)-Р-О-глюкан-эндогидролаза высвобождает более крупные молекулы (1-3),(1-4)-Р-О-глюкана с 60-100 степенью полимеризации. Олиго-глюкозиды, высвобождаемые эндогидро-лазами, могут быть далее гидролизованы Р-О-глюкан экзогидролазами, которые трудно классифицировать, потому что некоторые экзогидролазы также специфичны к Р-О-олигоглюкозидам с (1-2),(1-4) и (1-6) связями.
Влияние физических и химических способов обработки на структурные и функциональные свойства Р-глюкана. Желание включить зерновые Р-глюканы в продукты питания для улучшения качества питания привело к значительному увеличению исследований, в которых изучалось влияние обработки на структурные и функциональные свойства Р-глюкана [43]. В частности, представляет практический интерес определение взаимосвязи молекулярной массы с биологическими функциями, вязкостью и свойствами гелеобразования. Для производства широкого ассортимента продуктов питания доступные, приготовленные из зерновых Р-глюканов гидроколлоиды должны иметь резистентность в широком диапазоне условий обработки, таких, как высокие или низкие температуры, кислотные или щелочные условия, высокое давление, сдвиги и другие механические силы, химическая модификация, пищевые добавки и, возможно, ферментативная де-
градация. Одно из преимуществ зерновых Р-глюканов по сравнению со многими другими пищевыми волокнами - их относительно высокая растворимость, которая упрощает многие операции по переработке пищевых продуктов. Поскольку (1-3)- Р-связи наблюдаются с нерегулярными интервалами, Р-глюканы, как правило, имеют нерегулярную структуру в целом, что снижает склонность упаковывать их в стабильные регулярные агрегаты. Это свойство позволяет Р-глюканам оставаться относительно растворимыми в воде, однако растворимость может снижаться при низкой температуре, особенно в присутствии этанола [44].
Один из самых распространённых факторов в производстве пищевых продуктов, влияющих на качество продуктов, - это высокие температуры, которые вызывают деградацию зерновых Р-глюканов или изменяют их функциональные свойства. Нагревание зёрен ячменя автоклави-рованием (121 °С) или пропаривание существенно увеличивают вязкость суспензии, тогда как обжарка не оказывает никакого эффекта [45]. Приготовление ячменной муки при ещё более высоких температурах (195 °С) увеличивает экстрагиру-емость Р-глюкана.
Альтернативно зерновые Р-глюкано-вые ингредиенты могут использоваться в замороженных пищевых продуктах, в частности, для замены жира в мороженом и, следовательно, должны иметь отличную стабильность при замораживании и оттаивании. Однако водные растворы Р-глюкана подвергаются физическим изменениям при замораживании, при хранении замороженных продуктов и размораживании, с образованием физических связей между молекулами полимера, происходящих в криогенных условиях. Тесты на сжатие криогелей зерновых Р-глюканов показывают, что повышенная прочность может быть получена путём увеличения молекулярной массы Р-глюкана и уменьшения целлотриозильных единиц [46].
Значительная доля пищевых систем являются кислыми, и поэтому зерновые Р-
глюканы должны иметь высокую степень устойчивости к деградации для гидролиза кислотами. В условиях мягкой кислоты (рН 1,0 при 37 °С) не происходит деградация ß-глюкана в HCl в течение 12 ч, однако в целом гидролиз до глюкозы наблюдается для ß-глюкана в высококонцентрированной кислоте при 120 °C. Поскольку большинство пищевых систем имеют pH> 2, проблем не должно быть со стабильностью зерновых ß-глюканов в кислых средах. Показано, что зерновые ß-глюканы также стабильны в умеренно щелочных условиях (рН 8.0) и только несколько пищевых продуктов имеют рН выше этого уровня [47].
Гелеобразование является важным свойством зерновых ß-глюканов, которое может влиять на условия проведения технологического процесса в пищевой промышленности. Несмотря на способность образовывать гели, у ячменного ß-глюкана обнаружены случайные колебательные изменения показателей, характеризующих вязкоупругие свойства водных растворов [48]. Устойчивый сдвиг не вызывал золь-гель-переход, однако многократные непродолжительные стабильные сдвиговые нагрузки ускоряли гелеобразо-вание. Низкомолекулярные ß-глюканы имеют более короткое время гелеобразо-вания, чем ß-глюканы с более высокой молекулярной массой. Механическая стабильность ß-глюкановых гелей возрастает с увеличением молекулярный массы, и овсяной ß-глюкан имеет больше участков взаимодействия, чем ячменный, что обеспечивает более высокую скорость гелеоб-разования у овсяных. Участки последовательных целлотриозных единиц более склонны к образованию сшивок и, соответственно, к гелеобразованию.
Установлено, что внесение ячменного ß-глюкана в хлебное тесто приводит к уменьшению молекулярной массы при перемешивании и ферментации. Эндогенные ß-глюканазы муки деградируют ß-глюканы, а не дрожжевые ферменты. Чтобы сохранить пищевую ценность высокомолекулярных ß-глюканов, продолжи-
тельность смешивания теста и ферментация должны быть минимизированы. ß-глюканазы либо не действуют случайным образом на хлебное тесто, либо физически затруднён гидролиз определённых областей полисахаридов в тесте.
Выпечка хлеба не уменьшает молекулярной массы ß-глюкана. В концентрациях <1 % проявляется идеальное изменение вязкости, однако вязкоупругие свойства наблюдаются на уровне 2 % [49].
Хранение и уменьшение модуля овсяной муки и отрубей увеличивается с увеличением частоты, демонстрируя вязкое поведение. Эластичность улучшалась с увеличением частоты [50].
Гидролизованные зерновые ß-глюканы также могут быть использованы в качестве ингредиентов, а эффекты обработки должны быть рассмотрены. В одном исследовании частично гидролизова-ли овсяные ß-глюканы с использованием концентрированной HCl кислоты, целлю-лазы или лихеназы, производя гидролиза-ты в диапазоне молекулярной массы от 0,3 до 2,3 *105 г/моль. После четырёх дней хранения при 4 °С 6 % растворов низкомолекулярные ß-глюканы образуют эластичные гели, тогда как высокомолекулярные ß-глюканы оставались в виде вязких жидкостей через семь дней.
Гели плавились при 62 °С. Целлюла-за, которая преимущественно расщепляет области молекулы ß-глюкана с более длинными смежными (1-4) связанными звеньями D-глюкопиранозы, производит продукты гидролизата с большей тенденцией к получению эластичных гелей с более устойчивыми зонами взаимодействия по сравнению с гидролизом лихеназой, которая предпочтительно расщепляется ß-(1-4) гликозидные 3-О-замещённые звенья глюкозы. Это указывает на то, что ß-(1-3)-связанные целлотриозные участки глюка-нов образуют зоны соединения в геле, а не целлюлозоподобные сегменты [51].
Наблюдается значительная корреляция между общим и экстрагируемым содержанием ß-глюкана и вязкостью после диспер-
гирования. Вязкость увеличивалась с добавлением амилоглюкозидазы, с отсутствием активности Р-глюканазы, предполагая увеличение растворимости Р-глюкана [52]. Экструзия овсяной или ячменной муки для получения пышных кулинарных мучнистых изделий приводит к уменьшению молекулярной массы Р-глюкана. При этом наибольшие изменения наблюдаются с повышением температуры и продолжительности обработки. Увеличение температуры и продолжительности обработки увеличивает растворимость Р-глюкана. Варка с последующим выдуванием также снижает молекулярную массу Р-глюкана. В экструдированной муке ячменя есть Р-глюканы с более высокой растворимостью, чем в муке без экструзии, в основном из-за увеличения фрагментов молекул глюкозы после экструзионной варки.
Сахароза и соль в высоких концентрациях уменьшают вязкость Р-глюкановых суспензий из-за предпочтительной сольватации совместно растворённых веществ быстрее, чем за счёт взаимодействия полимер-растворителя [53].
Сульфатное производное овсяного Р-глюкана, полученное с использованием формамида и хлорсульфоновой кислоты, имеет молекулярную массу, уменьшенную наполовину. При этом вязкость и растворимость в два раза удваиваются по сравнению с нативным Р-глюканом. Сульфатирование привело к уменьшению связывающей способности желчной кислоты in vitro за счёт анионного заряда и более низкой молекулярной массы Р-глюкана, однако повышенная антикоагу-лянтная активность показывает потенциальную возможность этого продукта предотвращать свёртывание крови [54].
Все зерновые продукты, обогащённые Р-глюканом, обычно считаются безопас-
ными, поскольку в них просто концентрируется природный зерновой компонент.
Будущее выглядит перспективным для промышленного производства зерновых Р-глюканов. Устойчивый рост потребления Р-глюкана практически гарантирован из-за дегенерации качества питания населения в промышленно развитых странах. Исследования показывают, что при расширении разнообразия диет и рекомендаций по их применению в питания, пищевые волокна являются чрезвычайно важным компонентом здорового питания [55].
Заключение. Следует отметить, что для потребления необходимы продукты, содержащие зерновые Р-глюканы без изменения их органолептических свойств. Однако эффективное применение злаковых Р-глюканов без изменения вкуса и внешнего вида продуктов невозможно. При этом надо учитывать, что Р-глюканы в определённых случаях деградируют при получении продуктов питания, при этом снижаются их биологические функции.
В этой связи перспективны дальнейшие исследования, направленные на разработку методов обработки при производстве ингредиентов, обогащённых зерновыми Р-глюканами, способствующими сохранению их структурных и биологических свойств. Кроме того, необходимо расширение перечня пищевых продуктов, в которые могут вноситься полезные для здоровья человека зерновые Р-глюканы, обеспечивая тем самым адекватное потребление волокон в диетах.
Разработка новых технологий производства, обогащённых зерновым Р-глюкановым ингредиентом по более низкой стоимости, также будет способствовать обеспечению населения пищевыми продуктами с достаточным количеством пищевых волокон.
Список литературы
1. Cereal p-glucans and their Significance for the Preparation of Functional Foods - A Review / M. Havrlentova, Z. Petrulakova, A. Burgarova et al. // Czech J. Food Sci. 2011. Vol. 29(1). Pp. 1-14.
2. Wood P. J. Cereal ß-glucans in diet and health // J Cereal Sci. 2007. Vol. 46. Pp. 230-238.
3. Никонович Ю.Н., Тарасенко Н.А. Пищевые волокна растительного сырья и особенности их
применения // Известия вузов. Пищевая технология. 2014. № 5(6). С. 6-9.
4. Modification and Application of Dietary Fiber in Foods / Y. Yueyue, M. Sen, W. Xiao-xi et al. // Journal of Chemistry. 2017. Vol. 10. Рр. 1-8.
5. Канарская З.А., Ивлева А.Р., Гематдино-ва В.М. Адсорбционные свойства пищевой клетки, полученной из вторичных ресурсов переработки зерновых культур // Вестник Казанского технологического университета. 2016. Т. 19, № 16. С. 118 - 120.
6. Sofi S. A., Singh J., Rafiq S. P-Glucan and Functionality: A Review // EC Nutrition. 2017. Vol. 10(2). Рр. 67-74.
7. Review of Extraction and Analysis of Bioac-tives in Oat and Barley and Scope for Use of Novel Food Processing Technologies / N. A. Gangopadhyay, M. B. Hossain, D. K. Rai et al. // Molecules. 2015. Vol. 20. Рр. 10884-10909.
8. Питательная ценность белков яровой пшеницы, ячменя и овса / В.А. Воробьев, Г.М. Са-фина, Р.А. Максимов и др. // НИВА Урала. 2008. № 1. С. 19 - 20.
9. Перспектива применения биологически активных добавок в пищевых продуктах для геро-диетического питания / А.Р. Ивлева, З.А. Канарская, Ф.К. Хузин и др. // Вестник Международной академии холода. 2017. № 2. С. 18-25.
10. Самченко О.Н., Меркучева М.А. Проро-щенное зерно - перспективное сырье для разработки новых видов изделий // Технические науки. 2015. № 7(8). С. 27-32.
11. Nicholas C., Maureen C., McCann C. The Maize Mixed-Linkage (1^3), (1^4)-p-d-Glucan Polysaccharide Is Synthesized at the Golgi Membrane // Plant Physiol. 2010. Vol. 153(3). Рр. 1362-1371.
12. Vizhi V.K., Many J.N. Study on Estimation, Extraction and Analysis of Barley Beta-glucan // International Journal of Science and Research. 2012. Vol. 358(3). Pр. 1480-1484.
13. Buckeridge M.S. Mixed linkage (1-3), (1-4)-P-D-glucans of grasses. / M.S. Buckeridge, C. Rayon, B. Urbanowicz et al. // Cereal Chem. 2004. Vol. 81. Pp. 115-127.
14.Гематдинова В.М. Овсяные отруби - перспективное сырье для получения В-глюкана // Актуальная биотехнология. 2018. № 1. С. 4-7.
15. Зимагулова Л.А., Гематдинова В.М., Канарский А.В. Синтез молочной кислоты грибов Rhizopus Oryzae культивированием на питательной среде из овсяных отрубей // Вестник Казанского технологического университета. 2016. Т.19. № 16. С. 112 - 115.
16. Polonski V.I., Sumina A.V. p-glucans content as a perspective trait in the barley breeding for foodstuff use (review) // Agricultural Biology. 2013. Vol. 5. Pp. 30-43.
17. Mixed-linkage (1^3,1^4)-P-d-glucan is a major hemicellulose of Equisetum (horsetail) cell walls /C.F. Stephen, H.W. Bertram, A. Nesselrode
et al. // New Phytologist. 2008. Vol. 179. Pp. 104-115.
18. Megazyme International Ireland, Bray Busine ss Park, Bray, Co. Wicklow, IRELAND. [Электронн ый ресурс] http://www.thco.com.tw/comm/upfile/p_1 31227_03403.pdf . 05.12.2012.
19. The content of water-soluble and water-insoluble p-D-glucans in selected oats and barley varieties / A. Gajdosova, Z. Petrulakova, M. Havrlentova, et al. // Carbohydr Polym. 2007. Vol. 70. Pp. 46-52.
20. Influence of the wheat flour extraction degree in the quality of bread made with high proportions of P-glucan. / M.A. Kurek, J. Wyrwisz, M. Piwinska et al. // Food Science and Technology. 2015. Vol.35 (2). Pp. 1069-1076.
21. Akta§ K., Bilgigli N., Levent H. Influence of wheat germ and p-glucan on some chemical and sensory properties of Turkish noodle // J Food Sci Tech-nol. 2015. Vol. 52(9). Pp. 6055-6060.
22. Liangliang Y., Jiayan S., Laigeng L. Endo-1,4-p-Glucanase, Is Required for Cell Wall Formation during Xylem Differentiation in Populus // Molecular Plant Shanghai Editorial, November 2013. Vol. 6(6). Pp. 1904-1917.
23.Акимова О.В., Козлова Г.Я. Продуктивность и качество зерна голозерных и пленчатых сортов овса в условиях Западной Сибири // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2012. № 2(88). С. 5-9.
24. Generation of polyclonal and monoclonal antibodies against arabinoxylans and their use for immuno-cytochemical location of arabinoxylans in cell walls of endosperm wheat / F. Guillon, O. Tranquet, L. Quillien et al. // J Cereal Sci. 2004. Vol. 40 Pp. 167-182.
25. Лоскутов И.Г., Полонский В.И. Селекция на содержание р-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.
26. Near infrared spectra indicate specific mutant endosperm genes and reveal a new mechanism for substituting starch with (1-3,1-4)-p-glucan in barley / L. Munck, B. Mоller, S. Jacobsen et al. // J Cereal Sci. 2004. Vol. 40. Pp. 213-222.
27. Влияние муки из овсяных отрубей на пищевую ценность пшеничного хлеба / Е.И. Пономарева, С.И. Лукина, Е.А. Габелко и др. // Сборник научных статей и докладов III Международной научно-практической конференции (г. Воронеж, 26-27 октября 2017 года): Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья: сборник научных статей и докладов. Воронеж: ВГУИТ, 2017. С.105-108.
28. Electrostatic separation combined with ultrafine grinding to produce p-glucan enriched ingredients from oat bran /J. Sibakov, J. Abecassis, C. Barron et al. // Accepted for publication in Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2014. Vol. Pp. 1-21.
29. Guler M. Barley grain beta-glucan content as affected by nitrogen and irrigation // Field Crops Res. 2003. Vol. 84. Рр. 335-340.
30. Knudsen E. B. Fiber and nonstarch polysaccharide content and variation in common crops used in broiler diets // Poultry Science. 2014. Vol. 93. Pp. 2380-2393.
31. Improved quantitative analysis of oligosaccharides from lichenase-hydrolyzed water-soluble barley glucans by high-performance anion-exchange chromatography / D. H. Yoo, B. H. Lee, P. S. Chang et al. // J Agric Food Chem. 2007. Vol. 55. Pp. 1656-1662.
32. Cell wall architecture of the elongating maize coleoptile / N. C. Carpita, M. Defernez, K. Findlay et al. // Plant Physiol. 2001. Vol. 127. Pp. 551-565.
33. Саломатов А.С. Применение амилолитиче-ских и протеолитических ферментов для получения Р-глюкана из ячменя // Вестник Южно-уральского государственного университета. Серия: «Пищевые и биотехнологии». 2016. Т. 4 (2). С. 13-19.
34. Румянцева В.В., Артемова Т.М., Митич-кина Д.А. Перспективы применения продуктов переработки овса в пищевой промышленности // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2011. № 5 (10). С. 18-22.
35. Черно Н. К. Получение и характеристика водорастворимого глюкана // Известия вузов. Пищевая технология. 2013. № 4. С. 29-32.
36. Особенности функционально-технологических свойств пищевых волокон в мучных кондитерских изделиях / Е.В. Коновалова, И.Б. Красина, Н.А. Тарасенко и др. // Известия вузов. Пищевая технология. 2012. № 5(6). С. 35-37.
37. Новый вид сырья из перловой крупы для применения в технологии кондитерских изделий / А.С. Саломатов, А.Д. Тошев, В.А. Васькина и др. // Вестник Вестник Южно-уральского государственного университета.. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2015. № 1(3). С.24-35.
38. Кристин Л. У. Пищевые волокна и нутритив-ная поддержка в педиатрии: современные представления // Вопросы питания. 2010. № 4(79). С. 42-49.
39. Касьянова Л.А., Баитова С.Н. Голозёрный овёс - перспективная культура для производства пищевых продуктов // Обланання та технологихар-чових виробництв: темат. зб. наук. пр. М. Туган-Барановського. 2009. Вип.20. С. 105 - 113.
40. Combined sensory optimization of a prebiotic cereal productusing multicomponent mixture experi-ments/ S.D. Dutcosky, V.E. Grossmann, S.F. Silva et al. // J. Food Chemistry. 2006. Vol. 98. Pр. 630-638.
41. Beer M.U. Arrigoni E., Amado R. Extraction of oat gum from oat bran: effects of process on yield, molecular weight distribution, viscosity and (1-3), (1-4)-p-D-glucan content of the gum. // Cereal Chem, 1996. Vol. 73. Pр. 58-62.
42. Zou Y., Liao D., Huang H. A systematic review and meta-analysis of beta-glucan consumption on glycemic control in hypercholesterolemic individuals // Int. J. Food Sci Nutr. 2015. Vol. 66. Pр. 355362.
43. Edney M.J., Mather D. E. Quantitative trait loci affecting germination traits and malt friability in a two-rowed by six-rowed barley cross // J. Cereal Sci. 2004. Vol. 39. Pр. 283-290.
44. Hrmova M., Fincher G.B. Structure-function relationships of p-D-glucan endo- and exohydrolases from higher plants // Plant Mol Biol, 2001. Vol.47. Pр. 73-91.
45. Bamforth C.W., Martin H.L. The development of P-D-glucan solubilase during barley germination // J. Inst Brew. 1981. Vol.87. Pр. 81-84.
46. Mixed linkage (1-3), (1-4)-p-D-glucans of grasses / M.S. Buckeridge, C. Rayon, B. Urbanowicz et al. // Cereal Chem. 2004. Vol. 81. Pр. 115-127.
47.Inglett G.E., Warner K., Newman R.K. Soluble-fiber ingredient from oats: uses in foods and some health benefits // Zywnosc Technologia Jakosc. 1996. Vol. 2. Pр. 175-182.
48. Pszczola D.E. Oatrim finds application in fat-free, cholesterol-free milk // Food Technol. 1996. Vol. 50. Pр. 80-81.
49. Swanson R.B., Carden L.A., Parks S.S. Effect of a carbohydrate-based fat substitute and emulsifying agents on reduced-fat peanut butter cookies // J. Food Qual. 1999. Vol. 22. Pр. 19-29.
50.Inglett G.E., Maneepun S., Vatanasuchart N. Evaluation of hydrolyzed oat flour as a replacement for butter and coconut cream in bakery products // Food Sci Technol Int, 2000. Vol. 6. Pр. 457-462.
51. Comparative studies on the physicochemical properties and hydration behavior of oat gum and oatrim in meat-based patties / N.L. Dawkins, J.J.P. Gager, Y. Cornillon et al. // J. Food Sci, 2001. Vol. 66. Pр. 1276-1282.
52. Effect of milk fat, cocoa butter, or selected fat replacers on flavor volatiles of chocolate ice cream /W.M. Welty, R.T. Marshall, I.U. Grun et al. // J. Dairy Sci, 2001. Vol. 84. Pр. 21-30.
53. Lee S., Kim S., Inglett G.E. Effect of shortening replacement with Oatrim on the physical and rheo-logical properties of cakes // Cereal Chem. 2005. Vol. 82. Pр. 120-124.
54. Hallfrisch J., Scholfield D.J., Behall KM. Diets containing soluble oat extract s improve glucose and insulin responses of moderately hypercholesterolemic men and women // Amer J. Clin Nutr. 1995. Vol. 61. Pр. 379-384.
55. Concentration of proteins, beta-glucans, total phenols and antioxidant capacity of slovenian samples of barley /G. Bonafacciaa, N. Merendinob, F. Bo-nafacciab et al. // Ljubljana folia biologica et geologica. 2016. Vol. 57/3. Pр. 11-18.
Статья поступила в редакцию 03.03.2021 Принята к публикации 31.05.2021
Информация об авторах
ГЕМА ТДИНОВА Венера Маратовна - кандидат технических наук, кафедра технологии и организации общественного питания, Казанский инновационный университет имени В.Г. Тимирясова. Область научных интересов - биотехнология. Автор 30 научных публикаций.
КАНАРСКАЯ Зося Альбертовна - кандидат технических наук, кафедра пищевой биотехнологии, Казанский национальный исследовательский технологический университет. Область научных интересов - биотехнология. Автор 230 научных публикаций.
КАНАРСКИЙ Альберт Владимирович - доктор технических наук, кафедра пищевой биотехнологии, Казанский национальный исследовательский технологический университет. Область научных интересов - биотехнология. Автор 350 научных публикаций.
UDC 664.785.86
DOI: https://doi.Org/10.25686/2306-2827.2021.2.82
OPPORTUNITIES OF INDUSTRIAL PRODUCTION AND PROSPECTS FOR VARIETY GROWTH OF FOOD ENRICHED WITH P-GLUCANS
V. M. Gematdinova1, Z. A. Kanarskaia 2, A. V. Kanarskii2
1 Kazan Innovative University named after V.G.Timiryasov, 42, Moskovskaya st., Kazan, 420111, Russian Federation
2 Kazan National Research Technological University, 8, Tolstoi st., Kazan, 420015, Russian Federation
Keywords: fi-glucans; soluble fibres; barley; oat; secondary resources.
ABSTRACT
Introduction. Over the past few decades, food fibres have been well studied, and their benefit for human health have been shown. Cereals (oat, barley), yeast, fungi, various types of bacteria contain high concentration of hydrocolloid polysaccharides with a mixed bond (1-3), (1-4)-fi-D-glucans (fi-glucans). fi-glucans belong to the group of soluble food fibres. In order to reduce the development of alimentary dependent diseases among Russian population, it is recommended to increase daily intake of fi-glucans. Promising developments in the technology of food products enriched with fi-glucans bring an expanded line of import-substituted food products to the domestic consumer market. The inclusion offi-glucans in food products will ensure an adequate intake of food fibres in diets. The technological features of the production of fi-glucans associated with the method of its extraction from grain crops makes it possible to use the secondary resources of barley and oat processing, which is of both economic and environmental importance. The goal of this research is to determine the prospectivity of obtaining and using of specialized food products enriched with fi-glucans. Results. This paper provides an overview of the physico-chemical properties of fi-glucans obtained from grain crops, shows the methods of extraction and purification offi-glucans, lists the range of industrial products enriched with fi-glucans, shows the effect of fi-glucans on the functional properties of food products, as well as the influence of physical and chemical methods ofprocessing on the structural and functional properties of fi-glucans. Conclusion. For food, products with grain fi-glucans should contain fi-glucans with unchanged organoleptic properties. However, the effective use of fi-glucans without the change of taste and appearance of products is impossible. At that, it is important to take into account that fi-glucans in certain cases degrade when in food, while their biological functions decrease. In this regard, further research aimed at developing the processing methods for the production of ingredients enriched with grain fi-glucans, which contribute to the preservation of their structural and biological properties is promising. Besides, it is necessary to expand the list of food that can contain useful for human health grain fi-glucans, thereby ensure an adequate fibres intake in diets. The development of new production technologies enriched with grain fi-glucan ingredient at a lower cost will also contribute to providing the population with food products with a sufficient amount offood fibres.
REFERENCES
1. Havrlentova M., Petrulakova Z., Burgaro-va A. et al. Cereal p-glucans and their Significance for the Preparation of Functional Foods - A Review. Czech J. Food Sci. 2011. Vol. 29(1). Pp. 1-14.
2. Wood P. J. Cereal p-glucans in diet and health. J Cereal Sci. 2007. Vol. 46. Pp. 230-238.
3. Nikonovich Iu. N., Tarasenko N.A. Pishchevye volokna rastitel'nogo syr'ya i osobennosti ikh primeneniya [Food fibres of vegetable stock and features of their use]. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [News of Institutes of Higher Education. Food Technology]. 2014. № 5(6). Pp. 6-9. (In Russ.).
4. Yueyue Y., Sen M., Xiao-xi W. et al. Modification and Application of Dietary Fi-ber in Foods. Journal of Chemistry. 2017. Vol. 10. Pp. 1-8.
5. Kanarskaia Z. A., Ivleva A. R., Gematdino-va V.M. Adsorbtsionnye svoystva pishchevoy kletki, poluchennoy iz vtorichnykh resursov pererabotki zernovykh kul'tur [Adsorption properties of a food cell made of secondary resources (cereal crops)]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of the Technological University]. 2016. Vol. 19, № 16. Pp. 118 - 120. (In Russ.).
6. Sofi S. A., Singh J., Rafiq S. p-Glucan and Functionality: A Review. EC Nutrition. 2017. Vol. 10(2). Pp. 67-74.
7. Gangopadhyay N. A., Hossain M. B., Rai D. K. et al. Review of Extraction and Analysis of Bioac-tives in Oat and Barley and Scope for Use of Novel Food Processing Technologies. Molecules. 2015. Vol. 20. Pp. 10884-10909.
8. Vorobev V.A., Safina G.M., Maksimov R.A.et al.Pitatel'naya tsennost' belkov yarovoy pshe-nitsy, yachmenya i ovsa [Nutritive quality of proteins of spring wheat, barley and oat]. NIVA Urala [NIVA of the Urals]. 2008. № 1. Pp. 19 - 20. (In Russ.).
9. Ivleva A.R., Kanarskaia Z.A., Khuzin F.K. et al. Perspektiva primeneniya biologicheski aktivnykh dobavok v pishchevykh produktakh dlya gerodietich-eskogo pitaniya [Prospect for the use of biologically active supplements in food for the elderly nutrition]. Vestnik Mezhdunarodnoy akademii kholoda [Journal of International Academy of Refrigeration]. 2017. № 2. Pp. 18-25. (In Russ.).
10. Samchenko O.N., Merkucheva M.A. Pro-roshchennoe zerno - perspektivnoe syr'e dlya raz-rabotki novykh vidov izdeliy [Sprout corn is a perspective raw material for new kinds of products elaboration]. Tekhnicheskie nauki [Technical Sciences]. 2015. № 7(8). Pp. 27-32. (In Russ.).
11. Nicholas C., Maureen C., McCann C. The Maize Mixed-Linkage (1^3), (1^4)-p-d-Glucan Pol-ysaccharide Is Synthesized at the Golgi Membrane. PlantPhysiol. 2010. Vol. 153(3). Pp. 1362-1371.
12. Vizhi V.K., Many J.N. Study on Estimation, Extraction and Analysis of Barley Beta-glucan. Inter-
national Journal of Science and Research. 2012. Vol. 358(3). Pp. 1480-1484.
13. Buckeridge M.S., Rayon C., Urbanowicz B. et al. Buckeridge M.S. Mixed linkage (1-3), (1-4)-P-D-glucans of grasses. Cereal Chem. 2004. Vol. 81. Pp. 115-127.
14. Gematdinova V.M. Ovsyanye otrubi - perspektivnoe syr'e dlya polucheniya B-glyukana [Oat bran is a perspective raw material for p-glucans ob-tainment]. Aktual'naya biotekhnologiya [Contemporary Biotechnology]. 2018. № 1. Pp. 4-7. (In Russ.).
15. Zimagulova L.A., Gematdinova V.M., Kanarskii A.V. Sintez molochnoy kisloty gribov Rhi-zopus Oryzae kul'tivirovaniem na pitatel'noy srede iz ovsyanykh otrubey [Synthesis of milk acid of Rhizo-pus Oryzae grown in the oat bran nutrient]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of the Technological University]. 2016. Vol.19. № 16. Pp. 112 - 115. (In Russ.).
16. Polonski V.I., Sumina A.V. p-glucans content as a perspective trait in the barley breeding for foodstuff use (reviewj Agricultural Biology. 2013. Vol. 5. Pp. 30-43.
17. Stephen C.F., Bertram H.W., Nesselrode A. et al. Mixed-linkage (1^3,1^4)-P-d-glucan is a major hemicellulose of Equisetum (horsetail) cell walls. New Phytologist. 2008. Vol. 179. Pp. 104-115.
18. Megazyme International Ireland, Bray Business Park, Bray, Co. Wicklow, IRELAND. http://www.thco. com.tw/comm/upfile/p_131227_0340 3.pdf . 05.12.2012.
19. Gajdosova A., Petrulakova Z., Havrlen-tova M. et al. The content of water-soluble and water-insoluble p-D-glucans in selected oats and barley varieties. Carbohydr Polym. 2007. Vol. 70. Pp. 46-52.
20. Kurek M.A., Wyrwisz J., Piwinska M. et al.Influence of the wheat flour extraction de-gree in the quality of bread made with high propor-tions of p-glucan. Food Science and Technology. 2015. Vol. 35 (2). Pp. 1069-1076.
21. Akta§ K., Bilgigli N., Levent H. Influence of wheat germ and p-glucan on some chemical and sensory properties of Turkish noodle. J Food Sci Tech-nol. 2015. Vol. 52(9). Pp. 6055-6060.
22. Liangliang Y., Jiayan S., Laigeng L. Endo-1,4-p-Glucanase, Is Required for Cell Wall Formation during Xylem Differentiation in Populus. Molecular Plant Shanghai Editorial. November 2013. Vol. 6(6). Pp. 1904-1917.
23. Akimova O.V., Kozlova G.Ia. Produktivnost' i kachestvo zerna golozernykh i plenchatykh sortov ovsa v usloviyakh Zapadnoy Sibiri [Productivity and quality of huskless and aristulate sorts of oat in Western Siberia]. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Altai State Agricultural University]. 2012. № 2(88). Pp. 5-9. (In Russ.).
24. Guillon F., Tran-quet O., Quillien L. et al.Generation of polyclonal and monoclonal antibodies against arabinoxylans and their use for immunocy-tochemical location of arabinoxylans in cell walls of endosperm wheat. J Cereal Sci. 2004. Vol. 40 Pp. 167-182.
25. Loskutov I.G., Polonskii V.I. Selektsiya na soderzhanie p-glyukanov v zerne ovsa kak perspek-tivnoe napravlenie dlya polucheniya produktov zdo-rovogo pitaniya, syr'ya i furazha (obzor) [Selection for p-glucans content in oat as a perspective trend to get food for healthy eating, raw material, and fodder (review)]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya [Agricultural Biology]. 2017. Vol. 52 (4). Pp. 646-657. (In Russ.).
26. Munck L., Moller B., Jacobsen S. et al. Near infrared spectra indicate specific mu-tant endosperm genes and reveal a new mechanism for substituting starch with (1-3,1-4)-p-glucan in barley. J Cereal Sci. 2004. Vol. 40. Pp. 213-222.
27. Ponomareva E.I., Lukina S.I., Gabelko E.A. et al. Vliyanie muki iz ovsyanykh otrubey na pishchevuyu tsennost' pshenichnogo khleba [The influence of flour of oat bran on the food value of wheat-bread]. Sbornik nauchnykh statey i dokladov III Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (g. Voronezh, 26-27 oktyabrya 2017 goda), Inno-vatsionnye resheniya pri proizvodstve produktov pitaniya iz rastitel'nogo syr'ya: sbornik nauchnykh statey i dokladov /VGUIT. [Collection of scientific articles of III International scientific and practical conference (Voronezh, October,26-27 2017), Innovation decisions when producing the food of vegetable stock: collection of scientific articles / Voronezh State University of Engineering Technologies]. Voronezh. 2017. Pp.105-108. (In Russ.).
28. Sibakov J., Abecassis J., Barron C. et al. Electrostatic separation combined with ultra-fine grinding to produce p-glucan enriched ingredients from oat bran. Accepted for publication in Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2014. Vol. Pp. 1-21.
29. Guler M. Barley grain beta-glucan content as affected by nitrogen and irrigation. Field Crops Res. 2003. Vol. 84. Pp. 335-340.
30. Knudsen E. B. Fiber and nonstarch polysac-charide content and variation in common crops used in broiler diets. Poultry Science. 2014. Vol. 93. Pp. 2380-2393.
31. Yoo D. H., Lee B. H., Chang P. S. et al. Improved quantitative analysis of oligosac-charides from lichenase-hydrolyzed water-soluble barley glucans by high-performance anion-exchange chromatography. J Agric Food Chem. 2007. Vol. 55. Pp. 1656-1662.
32. Carpita N. C., Defernez M., Findlay K. et al. Cell wall architecture of the elongating maize coleop-tile. Plant Physiol. 2001. Vol. 127. Pp. 551-565.
33. Salomatov A.S. Primenenie amiloliticheskikh i proteoliticheskikh fermentov dlya polucheniya p-
glyukana iz yachmenya [Use of amyloclastic and pro-teolytic enzymes to obtain p-glucans of barley]. Vestnik yuzhno-ural'skogo gosudarstvennogo universi-teta. seriya: pishchevye i biotekhnologii [Bulletin of South Ural State University. Series "Food and Biotechnology"]. 2016. Vol. 4 (2). Pp. 13-19. (In Russ.).
34. Rumiantseva V.V., Artemova T.M., Mitich-kina D.A. Perspektivy primeneniya produktov pere-rabotki ovsa v pishchevoy promyshlennosti [Prospect for the use of products of oat processing in food industry]. Tekhnologiya i tovarovedenie innovatsionnykh pishchevykh produktov [Technology and Merchandising of the Innovative Foodstuff]. 2011. № 5 (10). Pp. 18-22. (In Russ.).
35. Cherno N. K. Poluchenie i kharakteristika vodorastvorimogo glyukana [Obtaining and characteristics of water-soluble glucan]. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [News of Institutes of Higher Education. Food Technology]. 2013. № 4. Pp. 29-32. (In Russ.).
36. Konovalova E.V., Krasina I.B., Tarasen-ko N.A. et al. Osobennosti funktsional'no-tekhnologicheskikh svoystv pishchevykh volokon v muchnykh konditerskikh izdeliyakh [Features of functional-technological properties of food fibres in bakery confectionery products]. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [News of Institutes of Higher Education. Food Technology]. 2012. № 5(6). Pp. 35-37. (In Russ.).
37. Salomatov A.S., Toshev A.D., Vaskina V.A. et al. Novyy vid syr'ya iz perlovoy krupy dlya prime-neniya v tekhnologii konditerskikh izdeliy [A new kind of raw material of pearled barley for confectionery]. Vestnik YuUrGU. Seriya «Pishchevye i biotekhnologii» [Bulletin of South Ural State University. Series "Food and Biotechnology".]. 2015. № 1(3). Pp.24-35. (In Russ.).
38. Kristin L.U. Pishchevye volokna i nutritivna-ya podderzhka v pediatrii: sovremennye predstavleni-ya [Food fibres and nutritional support in pediatrics: modern ideas]. Voprosy pitaniya [Problems of Nutrition]. 2010. № 4(79). Pp. 42-49. (In Russ.).
39. Kasianova L.A., Baitova S.N. Golozernyy oves - perspektivnaya kul'tura dlya proizvodstva pishchevykh produktov [Huskless oat is a perspective cropper to produce food products]. Oblanannya ta tekhnologiikharchovikh virobnitstv: temat. zb. nauk. pr. M. Tugan-Baranovs'kogo [Equipment and technology of food production: collected papers]. 2009. Iss.20. Pp. 105 - 113. (In Russ.).
40. Dutcosky S.D., Grossmann V.E., Silva S.F. et al. Combined sensory optimization of a prebi-otic cereal productusing multicomponent mixture ex-periments. J. Food Chemistry. 2006. Vol. 98. Pp. 630-638.
41. Beer M.U. Arrigoni E., Amado R. Extraction of oat gum from oat bran: effects of process on yield, molecular weight distribution, viscosity and (1-3), (1-
4)-p-D-glucan content of the gum. Cereal Chem. 1996. Vol. 73. Pp. 58-62.
42. Zou Y., Liao D., Huang H. A systematic review and meta-analysis of beta-glucan consumption on glycemic control in hypercholesterolemic individuals. Int. J. FoodSci Nutr. 2015. Vol. 66. Pp. 355-362.
43. Edney M.J., Mather D. E. Quantitative trait loci affecting germination traits and malt friability in a two-rowed by six-rowed barley cross. J. Cereal Sci. 2004. Vol. 39. Pp. 283-290.
44. Hrmova M., Fincher G.B. Structure-function relationships of p-D-glucan endo- and exohydrolases from higher plants. Plant Mol Biol. 2001. Vol.47. Pp. 73-91.
45. Bamforth C.W., Martin H.L. The development of p-D-glucan solubilase during barley germination. J. Inst Brew. 1981. Vol.87. Pp. 81-84.
46. Buckeridge M.S., Rayon C., Urbanowicz B. et al. Mixed linkage (1-3), (1-4)-p-D-glucans of grasses. Cereal Chem. 2004. Vol. 81. Pp. 115-127.
47. Inglett G.E., Warner K., Newman R.K. Soluble-fiber ingredient from oats: uses in foods and some health benefits. Zywnosc Technologia Jakosc. 1996. Vol. 2. Pp. 175-182.
48. Pszczola D.E. Oatrim finds application in fat-free, cholesterol-free milk. Food Technol. 1996. Vol. 50. Pp. 80-81.
49. Swanson R.B., Carden L.A., Parks S.S. Effect of a carbohydrate-based fat substitute and emulsi-
fy-ing agents on reduced-fat peanut butter cookies. J. Food Qual. 1999. Vol. 22. Pp. 19-29.
50. Inglett G.E., Maneepun S., Vatanasuchart N. Evaluation of hydrolyzed oat flour as a replacement for butter and coconut cream in bakery products. Food Sci Technol Int. 2000. Vol. 6. Pp. 457-462.
51. Dawkins N.L., Gager J.J.P., Cornillon Y. et al. Dawkins N.L. Comparative studies on the physico-chemical properties and hydration behavior of oat gum and oatrim in meat-based patties. J. Food Sci. 2001. Vol. 66. Pp. 1276-1282.
52. Welty W.M., Marshall R.T., Grun I.U. et al. Effect of milk fat, cocoa butter, or selected fat replac-ers on flavor volatiles of chocolate ice cream. J. Dairy Sci. 2001. Vol. 84. Pp. 21-30.
53. Lee S., Kim S., Inglett G.E. Effect of shortening replacement with Oatrim on the physical and rheo-logical properties of cakes. Cereal Chem. 2005. Vol. 82. Pp. 120-124.
54. Hallfrisch J., Scholfield D.J., Behall K.M. Diets containing soluble oat extract s improve glucose and insulin responses of moderately hypercholester-olemic men and women. Amer J. Clin Nutr. 1995. Vol. 61. Pp. 379-384.
55. Bonafacciaa G., Merendinob N., Bonafac-ciab F. et al.Concentration of proteins, beta-glucans, total phenols and antioxidant capacity of slovenian sam-ples of barley. Ljubljana folia biologica et geologica. 2016. Vol. 57/3. Pp. 11-18.
The article was received 03.03.2021 Accepted for publication 31.05.2021
For citation: Gematdinova V. M., Kanarskaia Z. A., Kanarskii A.V. Opportunities of Industrial Production and Prospects for Variety Growth of Food Enriched with B-Glucans. Vestnik of Volga State University of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management. 2021. No 2 (50). Pp. 82-100. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2827.202L2.82
Information about the authors
Venera M. Gematdinova - Candidate of Technical Sciences, Chair of Technology and Arrangement of Catering, Kazan Innovative University named after V.G.Timiryasov. Research interests - biotechnology. Author of 30 scientific publications.
Zosia A. Kanarskaia - Candidate of Technical Sciences, Chair of Food Biotechnology, Kazan National Research Technological University. Research interests - biotechnology. Author of 230 scientific publications.
Albert V. Kanarskii - Doctor of Technical Sciences, Chair of Food Biotechnology, Kazan National Research Technological University. Research interests - biotechnology. Author of 350 scientific publications.
