Biotechnological ways for the elimination of the micronutrient deficiency
Authors: Юраскина Т.В. , Соколова Е.Н. , Крючкова Е.Р. , Серба Е.М. , Амелякина М.В. 
Published: April 2023

Актуальной проблемой биотехнологической отрасли является отсутствие производства натуральных пищевых ингредиентов на основе промышленно полезных микроорганизмов, безопасных для человека. Обогащенные ингредиенты – один из возможных путей получения продуктов профилактического питания, необходимых для устранения дефицита микроэлементов. Так, нехватка железа приводит к анемии, а также к повышенной усвояемости такого токсического элемента, как кадмий, а недостаток меди приводит к торможению включения железа в гем гемоглобина. Компенсация дефицита вышеуказанных эссенциальных нутриентов методами биотехнологии дает возможность снизить риск возникновения таких заболеваний, как железодефицитная анемия и диабет, повысить иммунную и антиоксидантную защиту организма. Также комбинированное поступление данных элементов обеспечивает необходимые потребность и усвояемость. Цель данной работы состояла в изучении возможности биофортификации дрожжей Cu и Fe одновременно для получения обогащенных пищевых ингредиентов. Исследована возможность одновременного обогащения хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae микроэлементами – железом (Fe) и медью (Cu), как одного из возможных путей получения пищевых ингредиентов для устранения дефицита микронутриентой недостаточности в питании населения. Обогащение микроорганизмов осуществляли в процессе периодического культивирования путем внесения солей – источников микроэлементов – в состав питательной среды. Установлено, что в процессе роста дрожжей наибольшее увеличение показателя сырого протеина в сравнении с контрольным вариантом без внесения солей для обогащения на 15,0+0,7 %, а оптимальная дозировка микроэлементов составила 500 мг/дм3 железа и 25 мг/дм3 меди при одновременном обогащении. Уровни микроэлементов составили 5,1±0,3 мг Cu/100 г дрожжей и 99,8±4,9 мг Fe/100 г дрожжей соответственно. Данный способ позволит полностью удовлетворить суточную потребность в упомянутых микроэлементах при употреблении 20 г обогащенного ингредиента в натуральном виде либо физиологически значимый уровень в количестве 15 % при употреблении хлебобулочных изделий, в рецептуре которых традиционные дрожжи будут заменены на обогащенные.

The lack of the natural food ingredients production based on industrially useful microorganisms that are safe for humans is the actual problem of the biotechnological industry. One of the possible ways for the preventive nutrition production that needed for the micronutrient deficiencies replenishment are the fortified ingredients. So, lack of the iron (Fe) leads to anemia, as well as to increased absorption of such a toxic element as cadmium, and a lack of copper (Cu) leads to inhibition of the inclusion of the ferrum in hemoglobin-heme The compensation of the deficiency of the above essential nutrients via methods of the biotechnology makes it possible to reduce the risk of such diseases as iron-deficiency anemia and diabetes and to increase the immune and antioxidant defenses of the organism Also, the combined intake of these elements provides the necessary need and digestibility. The aim of the study was to research the possibility of Cu and Fe simultaneously yeast biofortification for the enriched food ingredients production. The possibility of the simultaneous enrichment of the Saccharomyces cerevisiae baker`s yeast with microelements – iron (Fe) and copper (Cu) as one of the possible ways of the food ingredients production for the micronutrient deficiency elimination in the diet of the population was studied. The enrichment of the microorganisms was carried out in the batch fermentation process by adding salts that are sources of trace elements to the growth medium composition. It was found that in the process of yeast growth, the greatest increase in crude protein in comparison with the control variant without adding salts for the enrichment was 15.0+0.7 %. The optimal dosage of the microelements was 500 mg/dm3 of the iron and 25 mg/dm3of the copper, while simultaneous enrichment. Trace element levels were: 5.1±0.3 mg Cu/100 g of the yeast and 99.8±4.9 mg Fe/100 g of the yeast, respectively. This method will fully satisfy the daily requirement for the mentioned microelements when using 20 g of the enriched ingredient in its original form. This method will satisfy the daily requirement at the physiologically significant level in the amount of 15 % when using bakery products, in the recipe of which traditional yeast will be replaced by enriched ones.