|
Наибольшую часть белков зерна
злаковых и бобовых (до 80%) составляют запасные белки, накопленные в ходе
роста и развития зерна как питательные вещества, необходимые для
развивающегося зародыша на начальных этапах црорастания.
Запасные белки (проламины и глютелины) локализованы в
эндосперме. Считалось, что эти белки не обладают ферментативной активностью.
Однако в последнее время показано, что пшеничная^ клейковйна /состоящая
главным образомлгз йрола- мина (глиадина) и глютелнна (глютенина) проявляв
ферментативную активность. Альбумины и глобулины представлены в основном
ферментами и структурными веществами. Они входят в состав мембрай
субклеточных органелл зерна, образуют белки рибосом, Митохондрий,
эндоплазматического ретикулума — клеЮчной органеллы, представляющей собой
систему мелких вакуолей, соединенных между собой одинарной мембраной, в ряДё
случаев переходящей в наружную ядерную мембрану.
В сложных белках — нуклеопротеидах, липопротеидах, фос-
фопротеидах и других белковую часть составляют альбумины и глобулины. У
бобовых культур запасные белки представлены главным образом солерастворимой
фракцией (глобулинами), а у злаковых спирторастворимой (проламинами) и
щелочнораст- воримой (глютелинами).
Для белков важно содержание незаменимых (обязательных)
аминокислот. Для человека их восемь: лизин, метионин, триптофан, валин,
изолейцин, лейцин, треонин, фейилаланин. Эти аминокислоты, как и все другие,
синтезируют микроорганизмы и зеленые растения, но не, могут синтезироваться в
организме животного и человека. Незаменимые аминокислоты должны быть
обязательно введены в организм человека или животного с пищей. Если их будет
в пище недостаточно, то нормальное развитие и жизнедеятельность организма
нарушаются.
Отдельные белки могут быть биологически неполноценными по
своему аминокислотному составу. Однако необходимо исследовать аминокислотный
состав не отдельных белков, а всего их комплекса, содержащегося в пищевом
продукте. Только при таком подходе могут быть получены правильные данные об
аминокислотном составе, а следовательно, и о пищевой и кормовой цеййбё^и
продукта. Белки злаковых культур неполноценны по рйд^ незаменимых
аминокислот, прежде всего по лизину, метионйну, триптофану и треонину. Для
питания большое значение имеет сбалансированность аминокислотного состава
белков.
По содержанию в белке незаменимых аминокислот,
определяемых химическими методами, вычисляют аминокислотный скор, которым
характеризуют биологическую ценность белка. В продукте (зерне) определяют
содержание каждой незаменимой аминокислоты. Найденное количество вычисляют в
процентах к содержанию той же аминокислоты в идеальном белке (куриного яйца,
молока). Чаще всего в качестве идеального белка применяют аминокислотную
шкалу Комитета ФАО/ВОЗ*
По вычисленному скору определяют лимитирующую
биологическую ценность изучаемого белка аминокислоту с наименьшим скором.
Более объективное представление о пищевой ценности белка
или продукта в целомбиологические методы с использованием живых организмов.
Наиболее распространенным во всем мире является рост-массовый метод,
основанный на учете прибавки массы тела на единицу потребленного корма или
белка за определенное время. Чаще всего используют крысят-отъемышей, у
которых в первые недели после отсаживания рт матери скорость роста и
увеличение массы тела зависят от накопления в теле белка: К рост-массовым
показателям относят коэффициент эффективности корма (КЭК) и коэффициент
эффективности белка (КЭБ). КЭК представляет собой отношение прибавки массы
животного (г) за определенное время к количеству потребленного за это же
время корма. При использовании белка вместо корма расчет ведут с белком.
В альбуминах ржи, сорго, риса много метионина; в
альбуминах овса, кукурузы, риса — изолейцина; в альбуминах пшеницы, кукурузы,
сорго, риса — триптофана. Треонин часто бывает дефицитной аминокислотой для
злаковых культур, в альбуминах ячменя, ржи и овса его содержание высокое, в
альбуминах пшеницы— самое низкое. Глобулины злаковых также отличаются
относительно высоким содержанием лизина. Вместе с тем у пшеницы, проса, сорго,
риса и овса эта фракция белков лизином представлена беднее, чем альбуминовая
тех же видов.
Глобулины бобовых содержат высокий процент лизина (соя —
до 6%). Вместе с тем глобулиновая фракция содержит значительно меньше
триптофана и метионина по сравнению с альбуминами. Однако для бобовых
характерен высокий уровень аргинина (кукуруза 12,5%, просо 13,3%, рис 16,6%),
аспара- гиновой и глютаминовой кислот и очень низкий — пролина.
Альбуминовая и глобулиновая фракции представляют собой
гетерогенные комплексы белков. Альбумины и глобулины играют существенную роль
во всех проявлениях жизнедеятельности зерна.
В пшеничной муке высшего сорта, почти полностью лишенной
зародыша, алейронового и субалейронового слоев, число таких ферментов
достигает нескольких сот. Среди них значительное количество амилаз и протеаз.
Альфа-амилаза в виде группы изозимов составляет около 0,1%, бета-амилйза—
около 0,5% общего белка. Очень малые количества протеолитиче- ских ферментов
активизируются в процессах развития и жизнедеятельности зерновки. Из других
ферментов следует отметить «фитазы алейронового слоя, а также пептидные
гидролазы.
Характерная особенность проламинов — низкое содержание
лизина, которого очень мало в проламинах пшеницы, сорго и ржи. Еще беднее
этой аминокислотой зеин кукурузы и паницин проса: в них обнаружены лишь следы
лизина. Низкое содержание лизина в проламинах и высокий процент этой фракции
в белках большинства злаков — основная причина их несбалансированности по
лизину. Проламины также бедны треонином и триптофаном. Относительно богат
триптофаном паницин проса. Триптофан практически отсутствует в зеине кукурузы
и кафирине сорго.
Пеструю картину дает содержание в проламинах отдельных
культур серосодержащих аминокислот (цистина, цистеина и метионина). В
глиадине пшеницы найдено 1,9% цистина, в се- калине ржи 2%, авенине овса
4,4%. В паницине проса и ори- зенине риса обнаружено немного цистина, а в
кафиррне сорго — лишь его следы. Значительные расхождения по содержанию в
проламийах злаков лейцина. В проламинах большинства зерен злаковых культур
наблюдается высокий уровень лейцина, прежде всего в зеине, кафирине и
оризенине (17... 18%). Мало лейцина содержат секалин, гордеин и паницин.
Внешние факторы мало изменяют аминокислотный состав проламинов— при разных
условиях азотного питания они имеют тот же аминокислотный состав.
Проламины, как и другие белковые фракции, представляют
собой сложную смесь белковых компонентов. Для проламинов характерна видовая и
сортовая специфичность их компонентного состава. Эта особенность положена в
основу геномного анализа пшеницы для определения подлинности и сортовой
чистоты семян по электрофоретическому спектру глиадинов. Разработана карта
белков, при помощи которой различают, какими хромосомами контролируется
синтез отдельных глиади- новых компонентов у мягкой пшеницы.
Значительный удельный вес в общем белковом фонде зерна
злаковых приходится на фракцию глютелинов. Особенность глютелинов в том, что
по аминокислотному составу они занимают промежуточное положение между
проламинами и глобулинами. Содержание лизина в них больше, чем в проламинах:
в глютенине пшеницы, ржи и ячменя составляет (соответствен- но) 1,7; 2,3 и
4%, в глютенине кукурузы, сорго, ржи, овса и проса— 2,4; 3,1; 4; овса — 5%.
Глютелины отличаются от проламинов более высоким содержанием аргинина,
гистидина, гликокола. По аминокислотному составу белок глютелинов
сбалансирован лучше, чем у проламинов.
Более подробно изучены состав и свойства глютелинов пше7
ницы в виде изолированной фракции и в составе клейковины — глиадиново-глютенинового
комплекса. Содержание лизина в глютенинах пшеницы, как и в глиадинах,
невысокое. На долю обеих фракций в пшеничной муке приходится более 80% белка
и в целом зерне 50 ...60%. В связи с этим белки пшеницы бедны лизином.
Полноценность зерна риса по аминокислотному составу
находится на удовлетворительном уровне: у шлифованного риса 80% всего белка
составляют глютелины оризенийы^ содержащие 2,6 ...4% лизина. Преобладающие
фракции овса — глобулины и глютелины, в которых содержится до 5,5% лизина, что
приводит к хорошей сбалансированности овса по этой наиболее дефицитной
аминокислоте.
|