<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">The food industry is one area of industrial activities that requires the frequent implementation of technological and product innovations. Foodstuffs obtained both in technologically advanced factories, as well as in small manufacturing enterprises, are increasingly produced using innovative food additives, which include natural polysaccharide ingredients. One of these substances is bionanocellulose – microbially produced cellulose (most commonly by the genus <italic>Komagataeibacter xylinus</italic>, formerly known as <italic>Gluconacetobacter xylinus</italic>). Bionanocellulose is a polymer with exceptionally valuable functional properties resulting from its unique molecular structure (formed by the chemically ultra-pure β-1,4-glucan). The main features of bionanocellulose are high hygroscopicity, flexibility and mechanical strength. Various physical and chemical forms of bionanocellulose (produced both during surface and submerged cultivation) are increasingly used in the production of food products. The need to produce highly diversified (e.g., usable or sensory) food products as well as the increasing difficulties associated with access to conventional sources of external coal, necessitate the search of alternative culture media for the production of bionanocellulose. The aim of the work is to describe the use of alternative carbon sources for the microbiological synthesis of bionanocellulose and its application in the food industry.Introduction. 2. Structure and physico-mechanical characteristics of bionanocellulose. 3. The process of synthesis of bionanocellulose and its importance for microorganisms. 4. Microorganisms used for the production of bionanocellulose. 5. Raw materials used in the synthesis of bionanocellulose. 6. Techniques of culturing microorganisms that produce bionanocellulose. 7. Possible applications of bionanocellulose in the food industry. 8. Conclusions</abstract>

The food industry is one area of industrial activities that requires the frequent implementation of technological and product innovations. Foodstuffs obtained both in technologically advanced factories, as well as in small manufacturing enterprises, are increasingly produced using innovative food additives, which include natural polysaccharide ingredients. One of these substances is bionanocellulose – microbially produced cellulose (most commonly by the genus Komagataeibacter xylinus, formerly known as Gluconacetobacter xylinus). Bionanocellulose is a polymer with exceptionally valuable functional properties resulting from its unique molecular structure (formed by the chemically ultra-pure β-1,4-glucan). The main features of bionanocellulose are high hygroscopicity, flexibility and mechanical strength. Various physical and chemical forms of bionanocellulose (produced both during surface and submerged cultivation) are increasingly used in the production of food products. The need to produce highly diversified (e.g., usable or sensory) food products as well as the increasing difficulties associated with access to conventional sources of external coal, necessitate the search of alternative culture media for the production of bionanocellulose. The aim of the work is to describe the use of alternative carbon sources for the microbiological synthesis of bionanocellulose and its application in the food industry.Introduction. 2. Structure and physico-mechanical characteristics of bionanocellulose. 3. The process of synthesis of bionanocellulose and its importance for microorganisms. 4. Microorganisms used for the production of bionanocellulose. 5. Raw materials used in the synthesis of bionanocellulose. 6. Techniques of culturing microorganisms that produce bionanocellulose. 7. Possible applications of bionanocellulose in the food industry. 8. Conclusions

Bionanocellulose – Properties, Acquisition And Perspectives Of Application In The Food Industry

Advancements of Microbiology

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

<trans-abstract xml:lang="pl" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">Branża spożywcza jest jednym z obszarów działalności przemysłowej, która wymaga częstego wdrażania technologicznych i produktowych innowacji. Wyroby spożywcze powstające zarówno w zaawansowanych technologicznie fabrykach, jak i w małych przedsiębiorstwach produkcyjnych, są coraz częściej wytwarzane z wykorzystaniem innowacyjnych dodatków do żywności, do których należą m.in. naturalne składniki polisacharydowe. Jednym z takich składników jest produkowana przez bakterie (najczęściej z rodzaju <italic>Komagataeibacter xylinus</italic>, znanego wcześniej jako <italic>Gluconacetobacter xylinus</italic>) celuloza, nazywana bionanocelulozą. Bionanoceluloza to polimer o wyjątkowo cennych własnościach użytkowych, wynikających z jego unikalnej molekularnej budowy, którą stanowi chemicznie ultra czysty β-1,4-glukan. Główne cechy tego bionanopolimeru to m.in. wysoka higroskopijność, elastyczność i wytrzymałość mechaniczna. Różne postacie fizyczne i chemiczne bionanocelulozy (wytworzonej zarówno w wyniku hodowli powierzchniowej, jak i wgłębnej) coraz częściej znajdują zastosowanie w wytwórstwie produktów spożywczych. Potrzeba wytwarzania silnie zróżnicowanych (np. użytkowo lub sensorycznie) wyrobów żywnościowych, a także coraz większe trudności związane z dostępem do konwencjonalnych źródeł węgla zewnętrznego, stwarzają konieczność poszukiwania alternatywnych podłoży hodowlanych do wytwarzania bionanocelulozy. Celem pracy jest przybliżenie problematyki wykorzystania alternatywnych źródeł węgla do mikrobiologicznej syntezy bionanocelulozy oraz jej zastosowania w przemyśle spożywczym.1. Wprowadzenie. 2. Budowa i charakterystyka fizyko-mechaniczna bionanocelulozy. 3. Proces syntezy bionanocelulozy i jej znaczenie dla drobnoustrojów. 4. Drobnoustroje wykorzystywane do produkcji bionanocelulozy. 5. Surowce wykorzystywane w procesie syntezy bionanocelulozy. 6. Techniki hodowli drobnoustrojów produkujących bionanocelulozę. 7. Możliwości zastosowania bionanocelulozy w przemyśle spożywczym. 8. Podsumowanie</trans-abstract>

Branża spożywcza jest jednym z obszarów działalności przemysłowej, która wymaga częstego wdrażania technologicznych i produktowych innowacji. Wyroby spożywcze powstające zarówno w zaawansowanych technologicznie fabrykach, jak i w małych przedsiębiorstwach produkcyjnych, są coraz częściej wytwarzane z wykorzystaniem innowacyjnych dodatków do żywności, do których należą m.in. naturalne składniki polisacharydowe. Jednym z takich składników jest produkowana przez bakterie (najczęściej z rodzaju Komagataeibacter xylinus, znanego wcześniej jako Gluconacetobacter xylinus) celuloza, nazywana bionanocelulozą. Bionanoceluloza to polimer o wyjątkowo cennych własnościach użytkowych, wynikających z jego unikalnej molekularnej budowy, którą stanowi chemicznie ultra czysty β-1,4-glukan. Główne cechy tego bionanopolimeru to m.in. wysoka higroskopijność, elastyczność i wytrzymałość mechaniczna. Różne postacie fizyczne i chemiczne bionanocelulozy (wytworzonej zarówno w wyniku hodowli powierzchniowej, jak i wgłębnej) coraz częściej znajdują zastosowanie w wytwórstwie produktów spożywczych. Potrzeba wytwarzania silnie zróżnicowanych (np. użytkowo lub sensorycznie) wyrobów żywnościowych, a także coraz większe trudności związane z dostępem do konwencjonalnych źródeł węgla zewnętrznego, stwarzają konieczność poszukiwania alternatywnych podłoży hodowlanych do wytwarzania bionanocelulozy. Celem pracy jest przybliżenie problematyki wykorzystania alternatywnych źródeł węgla do mikrobiologicznej syntezy bionanocelulozy oraz jej zastosowania w przemyśle spożywczym.1. Wprowadzenie. 2. Budowa i charakterystyka fizyko-mechaniczna bionanocelulozy. 3. Proces syntezy bionanocelulozy i jej znaczenie dla drobnoustrojów. 4. Drobnoustroje wykorzystywane do produkcji bionanocelulozy. 5. Surowce wykorzystywane w procesie syntezy bionanocelulozy. 6. Techniki hodowli drobnoustrojów produkujących bionanocelulozę. 7. Możliwości zastosowania bionanocelulozy w przemyśle spożywczym. 8. Podsumowanie

The food industry is one area of industrial activities that requires the frequent implementation of technological and product innovations. Foodstuffs obtained...

Surowiec (źródło węgla)	Rodzaj bakterii	Piśmiennictwo
Melasa (melas): melasa buraczana, melasa trzcinowa, melasa karobowa	Komagataeibacter xylinus	[70]
Cienki wywar gorzelniany	Komagataeibacter xylinus	[99]
Namok kukurydziany	Komagataeibacter xylinus Komagataeibacter hansenii	[76]
Wywar z łusek ziaren kawy	Komagataeibacter hansenii	[71]
Odpad po produkcji wina ryżowego	Komagataeibacter xylinus	[34]
Pszeniczny cienki wywar gorzelniany	Komagataeibacter sucrofermentansB-11267	[73]
Odpady z procesu fermentacji ABE	Komagataeibacter xylinus	[31]
Pofermentacyjny wywar z hodowli drożdży	Komagataeibacter xylinus	[30]
Hydrolizaty biomasy roślinnej:– hydrolizaty liści rozplenicy słoniowej – łupiny nasienne owocu Durian	Komagataeibacter xylinusCH001	[102]
Alkohole odpadowe z produkcji biodiesla:– glicerol – diacyloglicerol – metanol	Komagataeibacter xylinus	[54]
Wodne ekstrakty drzewne	Komagataeibacter xylinus	[47]
Serwatka	Komagataeibacter sucrofermentansB-11267	[73]

Lp.	Bionanoceluloza i jej pochodne	Zastosowanie w przemyśle spożywczym	Piśmiennictwo
1	nata de coco	◆ dietetyczny dodatek do deserów (jako źródło błonnika pokarmowego) ◆ stabilizator półpłynnych produktów żywnościowych	[2, 22]
2	etyloceluloza hydroksypropylometyloceluloza (hypromeloza)	◆ stabilizacja emulsji typu olej w wodzie	[18]
3	hydroksypropylometyloceluloza (hypromeloza)	◆ stabilizacja emulsji Pickeringa ◆ nadawanie spoistości i elastyczności cukierniczym produktom bezglutenowym ◆ składnik otoczki kapsułek dla suplementów diety ◆ substancja nadająca sprężystą teksturę produktom żywnościowym	[56, 105]
4	karboksymetyloceluloza	◆ substancja przedłużająca jędrność owoców	[81]
5	metyloceluloza	◆ substancja przedłużająca świeżość kurzych jaj	[89]
6	oksydowana celuloza	◆ biodegradowalny materiał opakowaniowy o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych	[86]

Bionanocellulose – Properties, Acquisition And Perspectives Of Application In The Food Industry

Article Category: article

Pubblicato online: 23 mar 2020

Pagine: 87 - 102

Ricevuto: 01 lug 2019

Accettato: 01 dic 2019

DOI: https://doi.org/10.21307/PM-2020.59.1.008

© 2020 Remigiusz Olędzki et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Przykładowe surowce i drobnoustroje wykorzystywane do syntezy bionanocelulozy

Zastosowanie bionanocelulozy i jej pochodnych w przemyśle spożywczym