vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2019-64-1-82-91vestib-411Research ArticleСтатьиИнтенсификация процесса получения пророщенного зернового сырья с использованием ферментных препаратов комплексного действияIntensification of grain sprouting process using complex enzyme preparationsУрбанчикЕ. Н.OurbantchikE. M.

Урбанчик Елена Николаевна – канд. техн. наук, доцент, директор.

пр-т Шмидта, 3, 212027, Могилев.

Alena M. Ourbantchik – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Director.

3, Shmidt Avе., 212027, Mogilev.

urbanchik@tut.byСапуноваЛ. И.SapunovaL. I.

Сапунова Леонида Ивановна – канд. биол. наук, доцент, гл. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 2, 220141, г. Минск.

Leanida I. Sapunova – Ph. D. (Biol.), Associate Professor, Chief researcher.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk.

leonida@mbio.bas-net.byГалдоваМ. Н.GaldovaM. M.

Галдова Марина Николаевна – аспирант, начальник центра дистанционного обучения.

пр-т Шмидта, 3, 212027, г. Могилев.

Maryna M. Haldova – Postgraduate student, Head of the Center Distance Learning.

3, Shmidt Ave., 212027, Mogilev.

ipkdist@tut.byМалашенкоА. И.MalashenkoA. I.

Малашенко Алеся Игоревна – магистрант, лаборант.

пр-т Шмидта, 3, 212027, г. Могилев.

Alesia I. Malashenka – Postgraduate student, Assistant.

3, Shmidt Ave., 212027, Mogilev.

ipkdist@tut.byТамковичИ. О.TamkovichI. A.

Тамкович Ирина Олеговна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 2, 220141, г. Минск.

Iryna A. Tamkovich – Ph. D. (Biol.), Senior researcher.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk.

irina-kazakevich@tut.byМорозИ. В.MarozI. V.

Мороз Ирина Викентьевна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 2, 220141, г. Минск.

Iryna V. Maroz – Ph. D. (Biol.), Senior researcher.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk.

irmorz@gmail.comПавлюкА. Н.PauliukA. M.

Павлюк Анастасия Николаевна – мл. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 2, 220141, г. Минск.

Anastasya M. Pauliuk – Junior researcher.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk.

ana4ernaya@mail.ruМогилевский государственный университет продовольствия.Mogilev State University of Food Technologies.Институт микробиологии НАН Беларуси.Institute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus.2019140220196418291Copyright © Урбанчик Е.Н., Сапунова Л.И., Галдова М.Н., Малашенко А.И., Тамкович И.О., Мороз И.В., Павлюк А.Н., 20192019Урбанчик Е.Н., Сапунова Л.И., Галдова М.Н., Малашенко А.И., Тамкович И.О., Мороз И.В., Павлюк А.Н.Ourbantchik E.M., Sapunova L.I., Galdova M.M., Malashenko A.I., Tamkovich I.A., Maroz I.V., Pauliuk A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/411

Обоснованы режимы ферментативной обработки зерна пшеницы продовольственной и гороха продовольственного с целью интенсификации процесса получения проростков. Проращивание зерна в оптимизированных условиях предполагает применение на стадии замачивания ферментных препаратов целлюлолитического (целлюлаза, ксиланаза, β-глюканаза) и амилолитического действия в концентрации 0,005 % в течение 3 ч, причем для получения проростков пшеницы наиболее эффективными из исследованных препаратов являются Вискоферм (Novozymes, Дания) и Комплиферм (Институт микробиологии НАН Беларуси), для получения проростков гороха – Вискоферм (Novozymes, Дания). В результате ферментативной обработки длительность процесса проращивания зерна пшеницы по сравнению с контролем сокращается в среднем на 2–4 ч, семян гороха – на 4–5 ч. Применение данной технологии позволяет увеличить выход проростков и повысить рентабельность их производства.

The regimes were grounded for enzymatic treatment of food wheat and peas grain to intensify seedling production. Optimization of grain germination process envisages application at the steeping stage of cellulolytic enzyme preparations (cellulase, xylanase, β-glucanase) and amylolytic enzymes in 0.005 % concentrations during 3 h. The highest efficiency among tested biopreparations for wheat sprouting was shown by Viscoferm (Novozymes, Denmark) and Compliferm (Institute of Microbiology, NAS Belarus), whereas Viscoferm proved the most active in terms of peas germination. Enzymatic treatment results in reduced duration of wheat grain sprouting by 2–4 h, pea seed sprouting by 4–5 h on the average, and increased seedlings yield, raising thereby profitability of the process.

зерно пшеницы и горохаферментативная обработкапроросткиполучение биологически активного сырьяwheat and pea grainenzymatic treatmentseedlingsproduction of bioactive feedstockReferencesИсследования влияния зерновых заквасок на основе пророщенных зерен и семян нетрадиционного растительного сырья на качество ржано-пшеничных видов хлеба / Т. Г. Богатырева [и др.] // Хлебопекарное производство в России: вызовы и стратегии рынка : материалы докл. XII Междунар. конф., Москва, 28–30 нояб. 2016 г. / Междунар. промышл. акад. ; ред. совет : В. А. Бутковский [и др.]. – М., 2016. – С. 26–29.Bogatyreva T. G., Belyavskaya I. G., Judina T. A., Adygeshaova M. M. Investigations of the impact of grain starters based on germinated seeds of non-conventional plant materials on the quality of rye-wheat kinds of bread. Khlebopekarnoe proizvodstvo v Rossii: vyzovy i strategii rynka: materialy dokladov XII Mezhdunarodnoi konferentsii (Moskva, 28–30 noyabrya 2016 g.) [Bakery production in Russia: challenges and market strategies: reports of the XII International сonference (Moscow, November 28–30, 2016)]. Moscow, 2016, pp. 26–29 (in Russian).Polyphenol composition and in vitro antioxidant activity of amaranth, quinoa buckwheat and wheat as affected by sprouting and baking / L. Alvarez-Jubete [et al.] // Food Chem. – 2010. – Vol. 119, N 2. – P. 770–778. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.07.032Alvarez-Jubete L., Wijngaard H., Arendt E. K., Gallagher E. Polyphenol composition and in vitro antioxidant activity of amaranth, quinoa buckwheat and wheat as affected by sprouting and baking. Food Chemistry, 2010, vol. 119, no. 2, pp. 770–778. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.07.032Mondor, M. Processing, characterization and bread-making potential of malted yellow peas / M. Mondor, E. Guévremont, S. Villeneuve // Food Biosci. – 2014. – Vol. 7. – P. 11–18. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2014.05.002Mondor M., Guévremont E., Villeneuve S. Processing, characterization and bread-making potential of malted yellow peas. Food Bioscience, 2014, vol. 7, pp. 11–18. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2014.05.002Богатырева, Т. Г. Использование ферментированных гидролизатов зеленой гречихи и пшеницы в рецептуре дрожжевого кекса / Т. Г. Богатырева, И. Г. Белявская, К. Н. Валуева // Хлебопекарное производство в России: вызовы и стратегии рынка : материалы докл. XII Междунар. конф., Москва, 28–30 нояб. 2016 г. / Междунар. промышл. акад. ; ред. совет : В. А. Бутковский [и др.]. – М., 2016. – С. 21–26.Bogatyreva T. G., Belyavskaya I. G., Valueva K. N. Application of enzymatic hydrolysates of green buckwheat and wheat in yeast cake recipes. Khlebopekarnoe proizvodstvo v Rossii: vyzovy i strategii rynka: materialy dokladov XII Mezhdunarodnoi konferentsii (Moskva, 28–30 noyabrya 2016 g.) [Bakery production in Russia: challenges and market strategies: reports of the XII International сonference (Moscow, November 28–30, 2016)]. Moscow, 2016, pp. 21–26 (in Russian).Богатырева, Т. Г. Ферментативные гидролизаты пророщенных зерен пшеницы и гречихи для повышения пищевой ценности дрожжевого кекса / Т. Г. Богатырева, И. Г. Белявская, К. Н. Валуева // Кондитер. производство. – 2017. – № 1. – С. 26–29.Bogatyreva T. G., Belyavskaya I. G., Valueva K. N. Enzymatic hydrolysates of germinated wheat and buckwheat seeds upgrading yeast cake value. Konditerskoe proizvodstvo [Confectionery production], 2017, no. 1, pp. 26–29 (in Russian).Changes in enzymatic activity, technological quality and gamma-aminobutyric acid (GABA) content of wheat flour as affected by germination / J. Barazelli [et al.] // LWT. – 2018. – Vol. 90. – P. 483–490. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.12.070Barazelli J., Kringel D. H., Colussi R., Paiva F. F., Aranha B. C., de Miranda M. Z., da Rosa Zavareze E., Renato A., Dias G. Changes in enzymatic activity, technological quality and gamma-aminobutyric acid (GABA) content of wheat flour as affected by germination. LWT-Food Science and Technology, 2018, vol. 90, pp. 483–490. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.12.070Selhub, J. B vitamins and the aging brain / J. Selhub, A. Troen, I. H. Rosenberg // Nutrition Rev. – 2010. – Vol. 68. – P. S112–S118. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2010.00346.xSelhub J., Troen A., Rosenberg I. H. B vitamins and the aging brain. Nutrition Reviews, 2010, vol. 68, pp. S112–S118. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2010.00346.xShohag, M. J. I. Changes of folate and other potential health-promoting phytochemicals in legume seeds as affected by germination / M. J. I. Shohag, Y. Y. Wei, X.E. Yang // J. Agr. Food Chem. – 2012. – Vol. 60, N 36. – P. 9137–9143. https://doi.org/ 10.1021/jf302403tShohag M. J. I., Wei Y. Y., Yang X. E. Changes of folate and other potential health-promoting phytochemicals in legume seeds as affected by germination. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, vol. 60, no. 36, pp. 9137–9143. https://doi.org/ 10.1021/jf302403tNutritional and health perspectives of beans (Phaseolus vulgaris L.): an overview / I. Hayat [et al.] // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. – 2014. – Vol. 54, N 5. – P. 580–592. https://doi.org/10.1080/10408398.2011.596639Hayat I., Ahmad A., Masud T., Ahmed A., Bashir S. Nutritional and health perspectives of beans (Phaseolus vulgaris L.): an overview. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2014, vol. 54, no. 5, pp. 580–592. https://doi.org/10.1080/10408398.2011.596639Luthria, D. L. Bioactive phytochemicals in wheat: extraction, analysis, processing, and functional properties / D. L. Luthria, Y. Lu, K. M. M. John // J. Functional Foods. – 2015. – Vol. 18, pt. B. – P. 910–925. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.01.001Luthria D. L., Lu Y., John K. M. M. Bioactive phytochemicals in wheat: extraction, analysis, processing, and functional properties. Journal of Functional Foods, 2015, vol. 18, pt. B, pp. 910–925. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.01.001Cereal grain fructans: Structure, variability and potential health effects / J. Verspreet [et al.] // Trends Food Sci. Technol. – 2015. – Vol. 43, N 1. – P. 32–42. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.01.006Verspreet J., Dornez E., Van den Ende W., Delcour J. A., Courtin C. M. Cereal grain fructans: Structure, variability and potential health effects. Trends in Food Science and Technology, 2015, vol. 43, no. 1, pp. 32–42. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.01.006Dynamic changes in phytochemical composition and antioxidant capacity in green and black mung bean (Vigna radiata) sprouts. Int. / R. Y. Gan [et al.] // Int. J. Food Sci. Technol. – 2016. – Vol. 51, N 9. – P. 2090–2098. https://doi.org/10.1111/ijfs.13185Gan R. Y., Wang M. F., Lui W. Y., Wu K., Corke H. Dynamic changes in phytochemical composition and antioxidant capacity in green and black mung bean (Vigna radiata) sprouts. International Journal of Food Science and Technology, 2016, vol. 51, no. 9, pp. 2090–2098. https://doi.org/10.1111/ijfs.13185Nutritional assessment of raw and germinated pea (Pisum sativum L.) protein and carbohydrate by in vitro and in vivo techniques / G. Urbano [et al.] // Nutrition. – 2005. – Vol. 21, N 2. – P. 230–239. https://doi.org/10.1016/j.nut.2004.04.025Urbano G., López-Jurado M., Frejnagel S., Gómez-Villalva E., Porres J. M., Frías J., Vidal-Valverde C., Aranda P. Nutritional assessment of raw and germinated pea (Pisum sativum L.) protein and carbohydrate by in vitro and in vivo techniques. Nutrition, 2005, vol. 21, no. 2, pp. 230–239. https://doi.org/10.1016/j.nut.2004.04.025Effects of enzyme activities during steeping and sprouting on the solubility and composition of proteins, their bioactivity and relationship with the bread making quality of wheat flour / S. Žilić [et al.] // Food Funct. – 2016. – Vol. 7, N 10. – P. 4323–4331. https://doi.org/10.1039/c6fo01095dŽilić S., Janković M., Barać M., Pešić M., Konić-Ristić A., Hadži-Tašković Šukalović V. Effects of enzyme activities during steeping and sprouting on the solubility and composition of proteins, their bioactivity and relationship with the bread making quality of wheat flour. Food and Function, 2016, vol. 7, no. 10, pp. 4323–4331. https://doi.org/10.1039/c6fo01095dQuality attributes of whole-wheat flour tortillas with sprouted whole-wheat flour substitution / T. Liu [et al.] // LWT. – 2017. – Vol. 77. – P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.11.017Liu T., Hou G. G., Cardin M., Marquart L., Dubat A. Quality attributes of whole-wheat flour tortillas with sprouted whole-wheat flour substitution. LWT-Food Science and Technology, 2017, vol. 77, pp. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.11.017Казакова, Е. А. Проращивание ячменя с применением хлорида кальция и ферментного препарата / Е. А. Казакова, Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки. – 2004. – № 2. – С. 30–31.Kazakova E. A., Ermolaeva G. A. Barley grain germination using calcium chloride and enzyme preparation. Pivo i napitki [Beer and drinks], 2004, no. 2, pp. 30–31 (in Russian).Киселева, Т. Ф. Использование ферментных препаратов при получении ржаного солода / Т. Ф. Киселева, А. Н. Кроль // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов : сб. науч. работ / редкол. : Л. А. Маюрикова (отв. ред.) [и др.]. – Кемерово, 2005. – Вып. 9. – С. 42–45.Kiselyova T. F., Krol A. N. Application of enzyme preparations in rye malt production. Produkty pitaniya i ratsional’noe ispol’zovanie syr’evykh resursov: sbornik nauchnykh rabot [Food and rational use of raw materials: a collection of scientific papers]. Kemerovo, 2005, iss. 9, pp. 42–45 (in Russian).Ржаной солод: применение, свойства, способы интенсификации производства / Л. И. Сапуновa [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты : сб. науч. тр. / Ин-т микробиологии НАН Беларуси [и др.] ; ред. : Э. И. Коломиец [и др.]. – Минск, 2009. – Т. 2. – С. 345–359.Sapunova L. I., Tamkovich I. O., Lobanok A. G., Boikov V. P., Mazur A. M., Kotov M. I., Bolyanova M. I. Rye malt: application, properties and methods to intensify production. Mikrobnye biotekhnologii: fundamental’nye i prikladnye aspekty: sbornik nauchnykh trudov [Microbial biotechnology: fundamental and applied aspects: a collection of scientific papers]. Minsk, 2009, vol. 2, pp. 345–359 (in Russian).Влияние культур бактерий Bacillus species и продуцируемых ими внеклеточных ферментов на прорастание семян кресс-салата / Л. И. Сапунова [и др.] // Мiкробнi бiотехнологiї: актуальнiсть i майбутнє: зб. матерiалiв VIII Мiжнар. конф. daRostim, Київ, 19–22 листопада 2012 р. – Київ, 2012. – С. 287–288.Sapunova L. I., Kartyzhova L. V., Pauliuk A. N., Yerhova L. V., Kruchyonok T. V. Effect of bacterial cultures of Bacillus species and the produced extracellular enzymes on cress seed germination. Mikrobni biotekhnologiї: aktual’nist’ i maibutnє: zbornik materialiv VIII Mizhnarodnoi konferentsii daRostim, Kiev, 19–22 listopada 2012 r. [Microbial biotechnology: relevance and future: collection of materials of the 8th International conference daRostim, Kiev, November 19–22, 2012]. Kiev, 2012, pp. 287–288 (in Russian).Шаззо, Р. И. Функциональные продукты питания / Р. И. Шаззо, Г. И. Касьянов. – М. : Колос, 2000. – 246 с.Shazzo R. I., Kas’yanov G. I. Functional nutrition products. Мoscow, Kolos Publ., 2000. 246 p. (in Russian).Зверев, С. В. Функциональные зернопродукты / С. В. Зверев, Н. С. Зверева. – М. : ДеЛи принт, 2006. – 118 с.Zverev S. V., Zvereva N. S. Functional grain products. Мoscow, DeLi print Publ., 2006. 118 p. (in Russian).Препараты ферментные. Методы определения амилолитической активности: ГОСТ 20264-89 / Государственный Комитет СССР по стандартам. – М. : Изд-во стандартов, 1990. – 24 с.State Standard 20264.4-89 Enzyme preparation. Methods of determining amylolytic activity. Moscow, Standard Press Publ., 1990. 24 p. (in Russian).Препараты ферментные. Методы определения протеолитической активности: ГОСТ 20264.2-88 / Государственный Комитет СССР по стандартам. – М. : Изд-во стандартов, 1988. – 11 с.State Standard 20264.2-88 Enzyme preparation. Methods of evaluating proteolytic activity. Moscow, Standard Press Publ., 1988. 11 p. (in Russian).Препараты ферментные. Методика выполнения измерений β-глюканазной, ксиланазной, целлюлазной активностей: МВИ. МН 3235-2009. – Октябрьский, 2009. – 26 с.Enzyme preparations. Methods of measuring β-glucanase, xylanase, cellulase activities: methodological guidelines, MVI.MN 3235-2009. Oktyabrsky Press, 2009. 26 p. (in Russian).Способ оптимизации проращивания зерна или семян по методу поэтапного воздушно-водяного замачивания : пат. 20250 С2 Респ. Беларусь / Е. Н. Урбанчик, А. Е. Шалюта; заявитель Могил. гос. ун-т прод. – № а 20130033; заявл. 30.06.2013; опубл. 30.08.2016 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. – 2016. – № 4. – С. 77.Method of optimizing grain and seed germination by gradual aerial-aqueous steeping procedure: Patent of Belarus republic no 20250 С2 Belarus, inventors: E. N. Urbanchik, A. E. Shalyuta; filed by Mogilev State Food University applicant numberа 20130033, date of application 30.06.2013, published 30.08.2016. Afitsyiny byuleten’ Natsyyanal’naga tsentra intelektual’nai ulasnastsi [Official Bulletin of the National Intellectual Property Center], 2016, no. 4, p. 77 (in Russian).Получение пивоваренного солода с применением ферментного препарата Целловиридин Г20х / И. Н. Грибкова [и др.] // Прогрессивные пищевые технологии – третьему тысячелетию : тез. докл. Междунар. науч. конф., Краснодар, 19–22 сент. 2000 г. / Куб. гос. технол. ун-т ; редкол. : А. А. Петрик (гл. ред.) [и др.]. – Краснодар, 2000. – С. 101.Gribkova I. N., Kazakova E. A., Ermolaeva G. A., Gernet M. V. Production of brewery malt using enzyme preparation Celloviridin G20x. Progressivnye pishchevye tekhnologii – tret’emu tysyacheletiyu: tezisy dokladov Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii (Krasnodar, 19–22 sentyabrya 2000 g.) [Advanced food technologies to the third millennium: abstracts of the International scientific conference (Krasnodar, September 19–22, 2000)]. Krasnodar, 2000, p. 101 (in Russian).Казакова, Е. А. Интенсификация солодоращения с применением биокатализаторов при производстве светлого солода : автореф. дис. … канд. тех. наук : 05.18.07 / Е. А. Казакова ; Моск. гос. ун-т пищевых пр-в. – М., 2005. – 26 с.Kazakova E. A. Acceleration of malting process by biocatalysts in the course of light malt production. Abstract of Ph. D. diss. Moscow, 2005. 26 p. (in Russian).Применение биокатализаторов в солодоращении / Е. А. Казакова [и др.] // Молодые ученые пищевым и перерабатывающим отраслям АПК (технологические аспекты производства): тез. докл. науч.-техн. конф., 20–21 дек. 1999 г., Москва / Моск. гос. ун-т пищевых пр-в. – М., 1999. – С. 42–43.Kazakova E. A., Gribkova I. N., Ermolaeva G. A., Gernet M. V. Application of biocatalysts for malt production. Molodye uchenye – pishchevym i pererabatyvayushchim otraslyam APK (Tekhnologicheskie aspekty proizvodstva): tezisy dokladov nauchno-tekhnicheskoi konferentsii (Moskva, 20–21 dekabrya 1999 g.) [Young scientists – food and processing industries of the agroindustrial complex (Technological aspects of production): abstracts of scientific and technical conferences (Moscow, December 20–21, 1999)]. Moscow, 1999, pp. 42–43 (in Russian).Грибкова, И. Н. Разработка технологии темного солода с применением биокатализаторов : автореф. дис. … канд. тех. наук : 05.18.07 / И. Н. Грибкова ; Моск. гос. ун-т пищевых пр-в. – М., 2006. – 26 с.Gribkova I. N. Elaboration of dark malt technology engaging biocatalysts Development of dark malt technology using biocatalysts. Abstract of Ph. D. diss. Moscow, 2006, p. 26 (in Russian).Кузнецова, Е. А. Распределение токсичных элементов в зерновом сырье и снижение их содержания при применении ферментных препаратов / Е. А. Кузнецова, Л. В. Черепнина, А. А. Щербакова // Успехи совр. естествознания. – 2007. – № 12. – С. 68–69Kuznetsova E. A., Cherepnina L. V., Shherbakova A. A. Distribution of toxic elements in grain feedstock and reduction of their level using enzyme preparations. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Successes of modern science], 2007, no. 12, pp. 68–69 (in Russian).

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