Brewer's spent grain from the point of view it's chemical composition in the framework of greening industry problems solving | Пивная дробина с точки зрения химического состава в рамках решения проблем экологизации отрасли

Russian. Обобщены результаты анализа данных из зарубежных и отечественных источников, посвященных изучению структуры и состава органических соединений пивной дробины (ПД), а также направленного извлечения из нее нутрицевтических соединений (НС). Показано, что ПД является источником ценных углеводных, белковых, липидных и фенольных соединений, а также витаминов и минеральных веществ. Так, содержание целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в ПД составляет 165-260, 190-420 и 120-280 г/кг; белков и свободных аминокислот (в т.ч. незаменимых) – 240-40 и 53,7 (21,5) г/100 г; липидов и свободных жирных кислот – 10,5-11,5 и 96,8 г/100 г соответственно. Фенольные соединения в наибольшем количестве представлены фенольными кислотами, флаваноидами, катехинами и антоцианогенами. Из минеральных веществ чаще остальных встречаются соединения кремния, фосфора, кальция, магния и серы (1,5-10,7; 4,5-6,0; 2,0-3,5; 1,9-2,4 и 1,9-2,0 мг/кг соответственно). Витамины в основном представлены холином (1800 мг/кг), ниацином (44,0 мг/кг), пантотеновой кислотой (8,5 мг/кг) и рибофлавином (1,5 мг/кг). Отмечено, что вследствие сложного строения углеводно-лигнинного комплекса растительной матрицы ПД извлечение из нее ряда НС представляет собой определенную сложность. Так, вид и полярность экстрагента оказывает существенное влияние на эффективность экстракции аминокислот из растительной матрицы ПД, причем полярные растворители (этанол и пропиленгликоль) имеют преимущества над неполярными. Представляется актуальным, с точки зрения экологизации, совершенствовать методы извлечения НС из ПД щадящими способами, избегая щелочного или кислотного гидролиза. Сделан вывод, что даже экологически чистые методы извлечения НС из ПД с применением ультразвуковой обработки, сверхдавления, переменного электрического поля, сверхкритической флюидной экстракции и т.п. не всегда дают ожидаемые результаты, что делает необходимым дальнейшее совершенствование методов экстракции.

English. The results of an analysis of data from foreign and domestic sources devoted to the study of the structure and composition of organic compounds of spent grain (SG), as well as directed extraction of nutraceutical compounds (NC) from it are summarized. It has been shown that SG is a source of valuable carbohydrate, protein, lipid and phenolic compounds, as well as vitamins and minerals. Thus, the content of cellulose, hemicellulose and lignin in SG is 165-260, 190-420 and 120-280 g/kg; proteins and free amino acids (including essential ones) – 240-40 and 53.7 (21.5) g/100 g; lipids and free fatty acids – 10.5-11.5 and 96.8 g/100 g, respectively. Phenolic compounds in the largest amount are represented by phenolic acids, flavanoids, catechins and anthocyanogens. Of minerals, compounds of silicon, phosphorus, calcium, magnesium and sulfur are more common than others (1,5-10,7; 4,5-6,0; 2,0- 3,5; 1,9-2,4 and 1.9-2.0 mg/kg, respectively). Vitamins are mainly represented by choline (1800 mg/kg), niacin (44.0 mg/kg), pantothenic acid (8.5 mg/kg) and riboflavin (1.5 mg/kg). It is noted that due to the complex structure of the carbohydrate-lignin the extraction of a number of NC from the SG plant matrix complex is a certain difficulty. Thus, the type and polarity of the extractant has a significant effect on the efficiency of the extraction of amino acids from the plant matrix of SG. Moreover, polar solvents (ethanol and propylene glycol) have advantages over non-polar ones. It seems relevant, from the point of view of ecologization, to improve the methods of extracting NC from SG in sparing ways, avoiding alkaline or acid hydrolysis. It is concluded that even environmentally friendly methods of extracting NC from SG using ultrasonic treatment, overpressure, alternating electric field, supercritical fluid extraction, etc. do not always give the expected results, which makes it necessary to further improve extraction methods.