ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2025.253.321-340isplta-522Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYПолучение кормового продукта на основе арабиногалактана и биомассы дрожжеподобных грибовObtaining of a feed product based on arabinogalactan and biomass of yeast-like fungiГалиеваА. Р.GalievaA. R.

ГАЛИЕВА Айгуль Рафиковна – ассистент кафедры пищевой инженерии

420015, ул. К. Маркса, д. 68, г. Казань, Республика Татарстан

GALIEVA Aigul R. – assistant of the Department of Food Engineering

420015. K. Marksa str. 68. Kazan. Republic of Tatarstan

af.signal@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4563-9847КрякуноваЕ. В.KryakunovaE. V.

КРЯКУНОВА Елена Вячеславовна – доцент кафедры пищевой инженерии, кандидат биологических наук

420015, ул. К. Маркса, д. 68, г. Казань, Республика Татарстан

KRYAKUNOVA Elena V. – PhD (Biology), Associate Professor, Department of Food Engineering

420015. K. Marksa str. 68. Kazan. Republic of Tatarstan

Oscillatoria@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3289-3977МингазоваЛ. А.MingazovaL. A.

МИНГАЗОВА Лейсан Азатовна – старший преподаватель кафедры пищевой инженерии, кандидат технических наук

420015, ул. К. Маркса, д. 68, г. Казань, Республика Татарстан

MINGAZOVA Leysan A. – PhD (Technical), senior lecturer of the Department of Food Engineering

420015. K. Marksa str. 68. Kazan. Republic of Tatarstan

zleisan1@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8194-6185КанарскаяЗ. А.KanarskayaZ. A.

КАНАРСКАЯ Зося Альбертовна – доцент кафедры пищевой биотехнологии, кандидат технических наук

420015, ул. К. Маркса, д. 68, г. Казань, Республика Татарстан

KANARSKAYA Zosya A. – PhD (Technical), Associate Professor, Department of Food Biotechnology

420015. K. Marksa str. 68. Kazan. Republic of Tatarstan

zosya_kanarskaya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3541-2588КанарскийА. В.KanarskiyA. V.

КАНАРСКИЙ Альберт Владимирович – профессор кафедры пищевой биотехнологии, доктор технических наук, профессор

420015, ул. К. Маркса, д. 68, г. Казань, Республика Татарстан

KANARSKIY Albert V. – DSc (Technical), Professor of the Department of Food Biotechnology

420015. K. Marksa str. 68. Kazan. Republic of Tatarstan

alb46@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1476-1065КузнецовА. Г.KuznetsovA. G.

КУЗНЕЦОВ Антон Геннадьевич – научный сотрудник кафедры технологии целлюлозы и композиционных материалов Высшей школы технологии и энергетики, кандидат технических наук

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

KUZNETSOV Anton G. – PhD (Technical), Researcher at Pulp and Composites Technology department, Higher School of Technology and Energy

198095. Ivana Chernykh str. 4. St. Petersburg

anton.kuznetsov@hotmail.comКазанский национальный исследовательский технологический университетРоссияKazan National Research Technological UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайнаРоссияSaint Petersburg State University of Industrial Technologies and DesignRussian Federation2025230620250253321340Copyright © Галиева А.Р., Крякунова Е.В., Мингазова Л.А., Канарская З.А., Канарский А.В., Кузнецов А.Г., 20252025Галиева А.Р., Крякунова Е.В., Мингазова Л.А., Канарская З.А., Канарский А.В., Кузнецов А.Г.Galieva A.R., Kryakunova E.V., Mingazova L.A., Kanarskaya Z.A., Kanarskiy A.V., Kuznetsov A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/522

Одной из наиболее острых проблем современного животноводства является обеспечение сбалансированных рационов для кормления сельскохозяйственных животных. Существующий в настоящее время дефицит белка приводит не только к перерасходу кормов, но и к снижению продуктивного потенциала животных. Применение микробной биомассы, в частности, биомассы базидиальных грибов, является перспективным направлением решения проблемы белкового дефицита. В статье базидиальные грибы рассматриваются в качестве перспективных деструкторов отходов переработки древесины, а именно арабиногалактана – природного полисахарида с разветвленной структурой. В работе была показана возможность использования арабиногалактана в качестве источника углерода в составе питательных сред для культивирования дрожжеподобных грибов Trichosporon moniliiforme. Было подтверждено наличие у T. moniliiforme β-галактозидазного ферментного комплекса, необходимого для расщепления молекулы арабиногалактана. В качестве источника кормового белка в составе кормового продукта наиболее перспективным штаммом дрожжеподобных грибов является штамм T. moniliiforme H3763, продемонстрировавший наибольший выход биомассы и редуцирующих веществ при культивировании на питательных средах с различными концентрациями арабиногалактана. Установлено, что с увеличением концентрации арабиногалактана в питательной среде с 2% до 4% наблюдается увеличение выхода кормового продукта, но дальнейшее увеличение концентрации арабиногалактана до 6% не дает статистически значимого увеличения выхода кормового продукта. Таким образом, была показана перспективность использования дрожжеподобных грибов штамма T. moniliiforme H3763 для микробиологической деструкции арабиногалактана с получением кормового продукта, содержащего кормовой белок, редуцирующие вещества, β-галактозидазу и интактный арабиногалактан.

One of the most pressing problems of modern animal husbandry is to provide balanced diets for feeding farm animals. The current protein deficiency leads not only to overconsumption of feed, but also to a decrease in the productive potential of animals. The use of microbial biomass, in particular the biomass of basidiomycetes, is a promising direction for solving the problem of protein deficiency. The article is considered basidiomycetes as promising destructors of wood processing waste, namely, arabinogalactan, a natural polysaccharide with a branched structure. The work demonstrated the possibility of using arabinogalactan as a carbon source in nutrient media for cultivating yeast-like fungi Trichosporon moniliiforme. The presence of a β- galactosidase enzyme complex in T. moniliiforme, which is necessary for the breakdown of the arabinogalactan molecule, was confirmed. As a source of feed protein in the feed product, the most promising strain of yeast-like fungi is the strain T. moniliiforme H3763, which demonstrated the highest yield of biomass and reducing substances after cultivation on nutrient media with different concentrations of arabinogalactan. It was found that the increasing of the arabinogalactan concentration in the nutrient medium from 2% to 4% is corresponding to an increase in the yield of the feed product. A further increasing in the concentration of arabinogalactan to 6% does not provide a statistically significant increase in the yield of the feed product. Thus, it was shown the prospect for using yeast-like fungi of the strain T. moniliiforme H3763 for the microbiological destruction of arabinogalactan for obtaining a feed product, which will contain feed protein, reducing substances, β-galactosidase and intact arabinogalactan.

арабиногалактанкормовой продуктβ-галактозидазадрожжеподобные грибы Trichosporon moniliiformeредуцирующие веществаarabinogalactanfeed productβ-galactosidaseyeast-like fungi Trichosporon moniliiformereducing substancesReferencesАнтонова Г.Ф., Усов А.И. Структура арабиногалактана древесины лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) // Биоорганическая химия. 1984. Т. 10, № 12. С. 1664–1669.Antonova G.F., Usov A.I. Structure of arabinogalactan from Siberian larch wood (Larix sibirica Ledeb.). Bioorganic Chemistry, 1984, vol. 10, no. 12, pp. 1664–1669. (In Russ.)Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2004. 239 с.Bab'eva I.P., Chernov I.Yu. Biology of yeast. Moscow: Scientific Publications Association KMK, 2004. 239 p. (In Russ.)Большакова Н.Н., Сушкова О.В., Волкова О.А. Распределение арабиногалактана и дигидрокверцетина в древесине лиственницы лесосырьевой базы Усть-Илимского лесопромышленного комплекса // Химия древесины. 1991. № 4. С. 85–90.Bolshakova N.N., Sushkova O.V., Volkova O.A. Distribution of arabinogalactan and dihydroquercetin in larch wood of the forest raw material base of the Ust-Ilimsk Forest Industry Complex. Wood Chemistry, 1991, no. 4, pp. 85–90. (In Russ.)Галяутдинова И.А., Канарский А.В., Канарская З.А., Кузнецов А.Г. Эффективность культивирования дрожжей Debaryomyces hansenii и Guehomyces pullulans на питательных средах из арабиногалактана // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19, № 16. С. 96–98.Choudhary D.K., Johri B.N. Basidiomycetous Yeasts: Current Status. Yeast Biotechnology: Diversity and Applications. Springer, 2009, chapter 2, pp. 19–46. DOI: 10.1007/978-1-4020-8292-4_1.Кузнецов А.Г., Махотина Л.Г., Аким Э.Л. Использование биополимера арабиногалактана при производстве целлюлозных композиционных материалов // Дизайн. Материалы. Технология. 2012. №5 (25) С. 82–84.Fomenko I.A., Degtyarev I.A., Ivanova L.A., Mashenzeva N.G. Obtaining protein concentrate from yeast biomass Kluyveromyces marxianus Van der Walt (1965). Agricultural biology, 2021, vol. 56, no. 6, pp. 1172–1182. DOI: 10.15389/agrobiology.2021.6.1172rus. (In Russ.)Куликова Н.А., Кляйн О.И., Степанова Е.В., Королева О.В. Использование базидиальных грибов в технологиях переработки и утилизации техногенных отходов: фундаментальные и прикладные аспекты (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2011. Т. 47, № 6. С. 619–634.Fomichev Yu.P., Nikanova L.A., Dorozhkin V.I., Torshkov A.A., Romanenko A.A., Eskov E.K., Semenova A.A., Gonotsky V.A., Dunaev A.V., Yaroshevich G.S., Lashin S.A., Stolnaya N.I. Dihydroquercetin and arabinogalactan are natural bioregulators in human and animal life, used in agriculture and the food industry. Moscow: Scientific Library, 2017. 702 p. (In Russ.)Кушеев Ч.Б. Разработка ветеринарного препарата на основе биологически активных соединений биомассы лиственницы: отчёт о НИР. Иркутск: ИГАУ, 2018. 99 с.Galyautdinova I.A., Kanarskiy A.V., Kanarskaya Z.A., Kuznetsov A.G. Cultivation efficiency of yeast Debaryomyces hansenii and Guehomyces pullulans on nutrient media from arabinogalactan. Bulletin of the Technological University, 2016, vol. 19, no. 16, pp. 96–98. (In Russ.)Митина Г.В., Сокорнова С.В., Махотина Л.Г., Кузнецов А.Г., Аким Э.Л. Перспективы использования арабиногалактана для культивирования высших грибов и микроорганизмов – продуцентов средств защиты растений // Вестник защиты растений. 2012. № 3. С. 28–32.Kulikova N.A., Klein O.I., Stepanova E.V., Koroleva O.V. Use of basidiomycetes in technologies of processing and utilization of technogenic waste: fundamental and applied aspects (review). Applied biochemistry and microbiology, 2011, vol. 47, no. 6, pp. 619–634. (In Russ.)Митина Г.В., Сокорнова С.В., Титова Ю.А., Махотина Л.Г., Кузнецов А.Г., Первушин А.Л. Использование макро- и микромицетов в биоконверсии растительного сырья // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. 2013. №163. С. 69–79.Kusheev Ch.B. Development of a veterinary drug based on biologically active compounds of larch biomass: research report. Irkutsk: Irkutsk State Agrarian University, 2018. 99 p. (In Russ.)Морозова Ю.А., Скворцов Е.В., Алимова Ф.К., Канарский А.В. Биосинтез ксиланаз и целлюлаз грибами рода Trichoderma на послеспиртовой барде // Вестник технологического университета. 2012. Т. 15, № 19. С. 120–122.Kuznetsov A.G., Makhotina L.G., Akim E.L. Use of arabinogalactan biopolymer in the production of cellulose composite materials. Design. Materials. Technology, 2012, no. 5 (25), pp. 82–84. (In Russ.)Мошкова Т.Б., Бойцова Т.А. Биотрансформация лигнинсодержащих отходов химической переработки древесины под влиянием дереворазрушающих базидиомицетов // Север: Экология. Екатеринбург, 2000. С. 117–127.Mitina G.V., Sokornova S.V., Makhotina L.G., Kuznetsov A.G., Akim E.L. Prospects for the use of arabinogalactan for the cultivation of higher fungi and microorganisms – producers of plant protection products. Bulletin of Plant Protection, 2012, no. 3, pp. 28–32. (In Russ.)Неверова Н.А., Беловежец Л.А., Медведева Е.Н., Бабкин В.А. Метаболизм арабиногалактана лиственницы сибирской дрожжами Saccharomyces cerevisiae // Химия растительного сырья. 2010. №4. С. 57–62.Mitina G.V., Sokornova S.V., Titova Yu.A., Makhotina L.G., Kuznetsov A.G., Pervushin A.L. Use of macro- and micromycetes in bioconversion of plant raw materials. Bulletin of the Herzen State Pedagogical University, 2013, no. 163, pp. 69– 79. (In Russ.)Никанова Л.А. Использование дигидрокверцетина и арабиногалактана в питании поросят-отъемышей // Вестник АПК Верхневолжья. 2019. № 3 (47). С. 47– 50. DOI: 10.35694/YARCX.2019.47.3.010.Morozova Yu.A., Skvortsov E.V., Alimova F.K., Kanarskiy A.V. Biosynthesis of xylanases and cellulases by fungi of the genus Trichoderma on post-alcohol stillage. Bulletin of the Technological University, 2012, vol. 15, no. 19, pp. 120–122. (In Russ.)Омаров М.О., Агаркова Н.В. Дигидрокверцетин и арабиногалактан в стартерных кормах для осетровых рыб // Сборник научных трудов КНЦЗВ. 2021. Т. 10, № 1. С. 178–181. DOI: 10.48612/dab8-4xzg-dhe3.Moshkova T.B., Boytsova T.A. Biotransformation of lignin-containing waste from chemical wood processing under the influence of wood-destroying basidomycetes. North: Ecology. Yekaterinburg, 2000, pp. 117–127. (In Russ.)Полыгалина Г.В., Чередниченко В.С., Римарева Л.В. Определение активности ферментов: справочник. М.: ДеЛи принт, 2003. 375 с.Neverova N.A., Belovezhets L.A., Medvedeva E.N., Babkin V.A. Metabolism of Siberian larch arabinogalactan by Saccharomyces cerevisiae yeast. Chemistry of plant raw materials, 2010, no. 4, pp. 57–62. (In Russ.)Практикум по микробиологии / под ред. А.И. Нетрусова. М.: Академия, 2005. 608 с.Nikanova L.A. The use of dihydroquercetin and arabinogalactan in the diet of weaned piglets. Bulletin of the APK of the Verkhnevolzhye, 2019, no. 3 (47), pp. 47– 50. DOI 10.35694/YARCX.2019.47.3.010. (In Russ.)Ручай Н.С., Гребенчикова И.А. Технология микробного синтеза. Минск: БГТУ, 2014. 167 с.Omarov M.O., Agarkova N.V. Dihydroquercetin and arabinolactan in starter feed for sturgeon. Collection of scientific papers of the KSCZV, 2021, vol. 10, no. 1, pp. 178–181. DOI: 10.48612/dab8-4xzg-dhe3. (In Russ.)Рябцева С.А., Скрипнюк А.А. Современные методы получения βгалактозидаз // Наука. Инновации. Технологии. 2014. № 3. С. 197–204.Pokatilov F.A., Akamova H.V., Kizhnyaev V.N. Synthesis and properties of tetrazole-containing polyelectrolytes based on chitosan, starch, and arabinogalactan. E-Polymers, 2022, pp. 203–213. DOI:10.1515/epoly-2022-0026.Скиба Е.А. Технология производства дрожжей. Бийск: Изд-во Алтайского государственного технического университета, 2010. 121 с.Polygalina G.V., Cherednichenko V.S., Rimareva L.V. Determination of enzyme activity: handbook. Moscow: DeLi print, 2003. 375 p. (In Russ.) Practical training in microbiology / edited by A.I. Netrusov. Moscow: Academy, 2005. 608 p. (In Russ.)Торшков А.А. Влияние арабиногалактана на продуктивные качества цыплятбройлеров // Известия ОГАУ. 2010. №27-1. С. 203–205.Ramos J.M., Cuenca-Estrella M., Gutierrez F., Elia M., Rodriguez-Tudela J.L. Clinical Case of Endocarditis due to Trichosporon inkin and Antifungal Susceptibility Profile of the Organism. Journal of Clinical Microbiology, 2004, pp. 2341–2344. DOI: 10.1128/JCM.42.5.2341-2344.2004.Фоменко И.А., Дегтярев И.А., Иванова Л.А., Машенцева Н.Г. Получение белкового концентрата из дрожжевой биомассы Kluyveromyces marxianus Van der Walt (1965) // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56, № 6. С. 1172–1182. DOI: 10.15389/agrobiology.2021.6.1172rus.Ruchai N.S., Grebenchikova I.A. Microbial synthesis technology. Minsk: BSTU, 2014. 167 p. (In Russ.)Фомичев Ю.П., Никанова Л.А., Дорожкин В.И., Торшков А.А., Романенко А.А., Еськов Е.К., Семенова А.А., Гоноцкий В.А., Дунаев А.В., Ярошевич Г.С., Лашин С.А., Стольная Н.И. Дигидрокверцетин и арабиногалактан – природные биорегуляторы в жизнедеятельности человека и животных, применение в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. М.: Научная библиотека, 2017. 702 с.Ryabtseva S.A., Skripnyuk A.A. Modern methods for producing β-galactosidase. Science. Innovations. Technologies, 2014, no. 3, pp. 197–204. (In Russ.)Choudhary D.K., Johri B.N. Basidiomycetous Yeasts: Current Status // Yeast Biotechnology: Diversity and Applications. Springer, 2009. Chapter 2. P. 19–46. DOI: 10.1007/978-1-4020-8292-4_1.Skiba E.A. Technology of yeast production. Biysk: Altai State Technical University, 2010. 121 p. (In Russ.)Pokatilov F.A., Akamova H.V., Kizhnyaev V.N. Synthesis and properties of tetrazole-containing polyelectrolytes based on chitosan, starch, and arabinogalactan // EPolymers. 2022. P. 203–213. DOI:10.1515/epoly-2022-0026.Torshkov A.A. Effect of arabinogalactan on the productive qualities of broilerchicken. Izvestia OSAU, 2010, no. 27-1, pp. 203–205. (In Russ.)Ramos J.M., Cuenca-Estrella M., Gutierrez F., Elia M., Rodriguez-Tudela J.L. Clinical Case of Endocarditis due to Trichosporon inkin and Antifungal Susceptibility Profile of the Organism // Journal of Clinical Microbiology. 2004. P. 2341–2344. DOI: 10.1128/JCM.42.5.2341-2344.2004.Zvereva M.V., Zhmurova A.V. Synthesis, Structure, and Spectral Properties of ZnTe-Containing Nanocomposites Based on Arabinogalactan. Russian Journal of General Chemistry, 2022, pp. 1995–2004. DOI:10.1134/S1070363222100139.Zvereva M.V., Zhmurova A.V. Synthesis, Structure, and Spectral Properties of ZnTe-Containing Nanocomposites Based on Arabinogalactan // Russian Journal of General Chemistry. 2022. P. 1995–2004. DOI: 10.1134/S1070363222100139.Zvereva M.V., Zhmurova A.V. Synthesis, Structure, and Spectral Properties of ZnTe-Containing Nanocomposites Based on Arabinogalactan // Russian Journal of General Chemistry. 2022. P. 1995–2004. DOI: 10.1134/S1070363222100139.

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