БИОХИМИЯ ЗЕРНА


   

§ 9. Запасные белки

  

 

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.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  БИОХИМИЯ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

 



Смотрите также:

 

БЕЛКИ (протеиды)— биологические полимеры...

Белки гормоны управляют всеми жизненными процессами организма, его ростом и размножением.
Нек-рые Б. служат запасными питательными веществами.

 

ГИББЕРЕЛЛИНЫ. Стимуляторы ингибиторы ингибирующие...

Во-первых, очевидно, что фермент представляет собой не просто активированную форму предварительно синтезированного неактивного запасного белка...

 

Железо поступающее с пищей усваивается в кишечнике...

Собственно говоря, транспортные белки выполняют сходную функцию с гемоглобином, только они переносят
Тогда запасное железо используется для синтеза гемоглобина.

 

Тимирязев. семя. строение семени и внешние явлеиия...

Питательные вещества в белке или семенодолях находятся в твердой или вообще
Переходим ко второй группе запасных веществ—к белковым веществам.