ПОТЕНЦІАЛ ЗАСТОСУВАННЯ ЕНЗИМУ ЦЕЛЮЛАЗИ У ХЛІБОПЕКАРСЬКІЙ ГАЛУЗІ
DOI:
https://doi.org/10.31548/humanhealth.3.2026.82Ключові слова:
ензим целюлаза, хлібобулочні вироби, целюлоза, висівки, заморожені напівфабрикати хлібобулочних виробівАнотація
Зміна споживчих уподобань українців щодо функціональних та оздоровчих хлібобулочних виробів, поряд із традиційними пшеничними та житніми сортами хліба, стимулює розширення номенклатури продукції. Промислові виробники почали активно збільшувати асортимент та врповаджувати нові рецептури, зокрема некласичних видів хліба – безглютенового, на заквасці, бездріжджового. Одним із пріоритетних напрямків є заміна синтетичних добавок природними компонентами, зокрема ензимними препаратами. Мета даної роботи полягає у систематизації даних літератури щодо перспектив застосування ензиму целюлази для суттєвого підвищення якості хлібобулочних виробів.
У ході дослідження було узагальнено та упорядковано інформацію щодо переваг та перспектив целюлолітичного гідролізу як цілеспрямованого біотехнологічного інструменту для модифікації компонентів клітинної стінки зерна. Основним результатом дослідження є обґрунтування високої ефективності ензиматичного гідролізу целюлози: встановлено, що ензим целюлаза, розщеплючи β-1,4-глікозидні зв’язки у целюлозі, вивільняє пентозани та зв’язану воду, змінюючи реологію продукту. Це позитивно впливає на м’якушку хліба або іншого хлібобулочного виробу та покращує ріст об’єм хліба . Ензиматична обробка пшеничних і вівсяних висівок, доданих до хліба, знижує водопоглинальну здатність тіста, покращує його еластичність та прискорює процес випікання. Застосування целюлази у поєднанні з іншими гідролазами дозволяє досягти оптимальної пористості та покращити органолептичні показники якості хліба. Доведено, що застосування целюлази при виробництві заморожених напівфабрикатів інгібує міграцію молекул води у тісті, зменшуючи негативний вплив кристалів льоду на дріжджові клітини після розморожування.
Практична цінність даної роботи полягає у наданні рекомендації, щодо застосування ензиму целюлази для покращення органолептичних показників хліба. Отримані результати можуть бути застосовані виробниками харчової промисловості у розробці нових рецептур функціональних хлібобулочних виробів з покращеними характеристиками та подовженим терміном зберігання. Впровадження таких біотехнологічних інновацій сприятиме розширенню асортименту функціональних продуктів із «чистою етикеткою». Це забезпечить високу конкурентоспроможність виробів вітчизняної хлібопекарської галузі та повністю задовольнить актуальні запити сучасних споживачів.
Отримано 12.03.2026, прийнято 28.07.2026, опубліковано 22.06.2026
Посилання
Askari, H., Soleimanian-Zad, S., Kadivar, M., Shahbazi, S. (2025). Enhancement of wheat bread quality using xylanase cellulase from gamma radiated Trichoderma afroharzianum mutant. Scientific Reports, 15(1), 43001. https://doi.org/10.1038/s41598-025-27026-5
Chauhan, J., Shukla, R., Bishoyi, A. K., Goyal, S., Sanghvi, G. (2023). Investigation of physical, nutritional and sensory properties of wheat bread treated with purified thermostable cellulase and alpha amylase. Cogent Food & Agriculture, 9(1). https://doi.org/10.1080/23311932.2023.2261839
Chowdhury, M. H., Sarkar, F., Reem, C. S. A., Rachman, S. M., Mahamud, A. G. M. S. U., Rachman, M. A., Ashrafudoulla. M. (2024). Enzyme applications in baking: From dough development to shelf-life extension. International Journal of Biological Macromolecules, 282(Pt 4), 137020. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.137020
Commission regulation (EU) a common authorisation procedure for food additives, food enzymes and food flavourings (2011, March). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/eli/reg_impl/2011/234/oj
Dahiya, S., Bajaj, B. K., Kumar, A., Tiwari, S. K., Singh, B. (2020). A review on biotechnological potential of multifarious enzymes in bread making. Process Biochemistry, 99, 290–306. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2020.09.002
De Souza, T. S. P., & Kawaguti, H. Y. (2021). Cellulases, hemicellulases, and pectinases: Applications in the food and beverage industry. Food and Bioprocess Technology, 14(8), 1446–1477. https://doi.org/10.1007/s11947-021-02678-z
Ejaz, U., Sohail, M., Ghanemi, A. (2021). Cellulases: From Bioactivity to a Variety of Industrial Applications. Biomimethics, 6(3), 44. https://doi.org/10.3390/biomimetics6030044
Enzym Group. (n.d.). Retrived from https://enzymgroup.com/uk/solutions/bakery-solutions.
Fu, Z., Sun, X., Zhu, K., Guo, X.-N. (2025). Improving the quality of frozen steamed stuffed buns after freeze-thaw cycles: Synergistic effects of cellulase, xylanase and sourdough. Food Bioscience, 68, 106524. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2025.106524
Jonson, J. A., Miller, B. S. (1948) High levels of alfha-amylase in baking. L evaluation of the effect of alpha-amylase from various sources. Cereal chemistry, 25, 168-178.
Kocabaş, D. S., & Grumet, R. (2019). Evolving regulatory policies regarding food enzymes produced by recombinant microorganisms. GM Crops & Food, 10(4), 191–207. https://doi.org/10.1080/21645698.2019.1649531
Kumar, A., Dhiman, S., Krishan, B., Samtiya, M., Kumari, A., Pathak, N., Kumari., A., Aluko, R. E., Dhewa., T. (2024). Microbial enzymes and major applications in the food industry: a concise review. Food Production Processing and Nutrition, 6(1). https://doi.org/10.1186/s43014-024-00261-5
Law of Ukraine No. 35 “On the State Biosafety System for the Creation, Testing, Transportation and Use of Genetically Modified Organisms”. (2007, May). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1103-16/ed20201016#Text
Lewko, P., Wójtowicz, A., & Kamiński, D. M. (2024). The Influence of Processing Using Conventional and Hybrid Methods on the Composition, Polysaccharide Profiles and Selected Properties of Wheat Flour Enriched with Baking Enzymes. Foods, 13(18), 2957. https://doi.org/10.3390/foods13182957
Liang, X., Hong, J., Liu, B., Cui, Y., Zhang, S., Choi. L., Guan, E., Omer, S. H. S., Hu, Z., Zheng, X. (2024). Effect of cellulase and pentosanase with lactic acid bacteria to increase gluten formation and elasticity in whole-wheat dough sheets. LWT, 205, 116521. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116521
Liu, W., Brennan, M., Brennan, C., You, L. (2023). Individual and combined effects of α-amylase, xylanase, and cellulase on the breadmaking and nutritional properties of steamed bun enriched in wheat bran. Journal of Food Science, 88(8), 3228-3238 https://doi.org/10.1111/1750-3841.16665
Liu, W., Brennan, M., Tu, D., & Brennan, C. (2023). Influence of α-amylase, xylanase and cellulase on the rheological properties of bread dough enriched with oat bran. Scientific Reports, 13(1). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31591-y
Liu, W., Brennan, M., Tu, D., Brennan, C., Huang, W. (2023). Effect of enzyme compositions on the rheological properties of bread dough enriched in buckwheat flour. Food Science and Technology, 43. https://doi.org/10.5327/fst.114322
Liu, X., Zhu, X., Zhu, Y., Wang, C., Li, H., Chen, S. (2024). Effect of cellulase on dough structure and quality characteristics of tough biscuits enriched with potato whole flour. Journal of Food Science, 89(6), 3484–3493. https://doi.org/10.1111/1750-3841.17091
Liu, W., Brennan, M. A., Serventi, L., Brennan, C. S. (2017). Effect of cellulase, xylanase and α-amylase combinations on the rheological properties of Chinese steamed bread dough enriched in wheat bran. Food Chemistry, 234, 93–102. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.160
Market.us. (2025). Baking Enzymes Market Size, Share CAGR of 5.5%. Retrieved from https://market.us/report/baking-enzymes-market/
Maat, J., Roza, M. (1989, March 23). US5108765A - Composition for improving the properties of dough and method of using same - Google Patents. https://patents.google.com/patent/US5108765A/en
Nguyen, N. D. T., Phan, T. T. H., Tran, T. T. T., Ton, N. M. M., Vo., D. L. T, Le. V. V. M. (2022). Enzymatic treatment of spent green tea leaves and their use in High-Fiber cookie production. Food Technology and Biotechnology, 60(3), 396–405. https://doi.org/10.17113/ftb.60.03.22.7474
Nguyen, S. N., Vien, M. D., Le, T. T. T., Tran, T. T. T., Ton, N. M. N., Le, V. V. M. (2021). Effects of enzymatic treatment conditions on dietary fibre content of wheat bran and use of cellulase‐treated bran in cookie. International Journal of Food Science & Technology, 56(8), 4017–4025. https://doi.org/10.1111/ijfs.15022
Oliynyk, S. G., Zaparenko, G. V., & Dyakov, O. G. (2016). Optimization of the composition of enzyme preparations for improving the quality of grain bread. Food Science and Technology, 10(1). https://doi.org/10.21691/fst.v10i1.76
Ozatay, S. (2020). Recent applications of enzymes in food industry. Journal of Current Researches on Engineering Science and Technology, 6(6 (1)), 17–30. https://doi.org/10.26579/jocrest.52
Putseys, J. A., & Schooneveld‐Bergmans, M. E. (2019). Enzymes used in baking. In Industrial Enzyme Applications (pp. 95–123). https://doi.org/10.1002/9783527813780.ch2_1
Register of food enzymes to be considered for inclusion in the union list (2024, July). Retrieved from https://food.ec.europa.eu/document/download/910b596e-aa10-4c5f-9831-677c28f4a973_en?filename=fs_food-improvement-agents_enzymes_register.pdf
Sharma, A., Tewari, R., Rana, S. S., Soni, R., Soni, S. K. (2016). Cellulases: Classification, methods of determination and industrial applications. Applied Biochemistry and Biotechnology, 179(8), 1346–1380. https://doi.org/10.1007/s12010-016-2070-3
Silano, V., Baviera, J. M. B., Bolognesi, C. et al. (2019). Characterisation of microorganisms used for the production of food enzymes. EFSA Journal, 17(6).https://doi.org/10.2903/j.efsa.2019.5741
Vakulenko, O. O., & Zhuravel, O. S. The increasing of the energy efficiency for production of bakery products // Abstracts of the VII International Scientific and Technical Conference “Lighting and Electrical Engineering: History, Problems, Prospects” (May 15-17, 2024). – Ternopil – P. 93-94.
Wang, X., Pei, D., Teng, Y., Liang, J. (2017). Effects of enzymes to improve sensory quality of frozen dough bread and analysis on its mechanism. Journal of Food Science and Technology, 55(1), 389–398. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2950-8
Yoon, J., Lee, K., & Lee, H. (2022). Physicochemical properties of enzyme treated-dietary fibers from whole grain and the quality characteristics of cakes. Korean Journal of Food Science and Technology, 54(5), 490–497. https://doi.org/10.9721/kjfst.2022.54.5.490
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Здоров'я людини і нації
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Усі матеріали розповсюджуються згідно з умовами міжнародної публічної ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим поширювати статтю з визнанням авторства та першої публікації в цьому журналі.
