Белки злаковых и бобовых культур и их использование в пищевой промышленности

 

Семена фасоли и ее зеленые плоды являются такими пищевыми продуктами, в которых имеются почти все основные вещества, необходимые для нормального питания человека Семена по содержанию белков (в отдельных сортах до 31 %) приближаются к мясу и превышают рыбу. По своему составу белки фасоли близки к белкам мяса и при обычных способах приготовления пищи усваиваются организмом на 75 %. В плодах найдены кроме белков углеводы (моносахариды и олигосахариды, крахмал), азотистые вещества (в том числе и незаменимые аминокислоты), флавоноиды (кверцитурон), стерины (стигмастерин) и органические кислоты (яблочная, малоновая, лимонная). Фасоль содержит богатый набор витаминов: пиридоксин, тиамин, пантотеновую, никотиновую и аскорбиновую кислоты [6].

 

2.3 Белки чечевицы

 

Чечевица является одним из немногих продуктов питания (вместе с горохом и злаковыми культурами), к которым, организм и пищеварительная система адаптированы генетически. В блюдах и продуктах, приготовленных из чечевицы, есть почти все, что нужно организму. Плоды чечевицы, более чем на треть состоят из белка. По своим питательным качествам, чечевичный белок ничем не уступает мясному белку. К тому же, он намного легче усваивается нашим организмом и не имеет тех жировых компонентов, которые сопровождают мясной белок.

В состав белка чечевицы входят, незаменимые для нашего организма, аминокислоты (например, лецитин). Блюда из чечевицы, служат поставщиками основных витаминов и минералов, которые полностью усваиваются. Чечевица не накапливает в себе никаких вредных или токсичных элементов (нитратов, радионуклидов). Благодаря этому, чечевица, выращенная в любой точке земного шара, может считаться экологически чистым продуктом [5].

В таблице 27 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.

 

Таблица 27 – Химический состав зерна чечевицы

Название	Содержание пищевых веществ на 100 г съедобной части
Вода, %	14,0
Белки, %	24,0
Жиры, %	1,5
НЖК, %	0,5
Холестерин, мг %	0
Моно- и дисахариды, %	2,9
Крахмал,%	43,4
Углеводы, %	46,3
Пищевые волокна, %	11,5
Зола, %	2,7
Na,мг %	55
K, мг %	672
Ca, мг %	83
Mg, мг %	80
P, мг %	390
Fe, мг %	11,8
Кар, мг %	30
Витамин А, мг %	5
Витамин Е, мг %	0,5
Витамин В1, мг %	0,50
Витамин В2, мг %	0,21
Витамин РР, мг %	1,8
Витамин С, мг %	0
Энергетическая ценность, ккал	295

 

Как и все бобовые, чечевица содержит много белка – 24,8 г (по содержанию белка она уступает только сое) и имеет очень низкую жирность. Чечевица богата незаменимыми аминокислотами, содержит витамины В1, В2, РР, С и железо. Древние приписывали чечевичной похлебке массу лечебных свойств, а ее мука или отвар входят в состав некоторых средневековых панацей. Длительное время ее рекомендовали и как успокоительное средство. Современная медицина тоже не отрицает полезности чечевицы, хотя и относится к ней более сдержанно [6].

 

2.4 Белки сои

 

Основным биохимическим компонентом семян сои является белок. Среди всех возделываемых в мире сельскохозяйственных культур соя является одной из самых высокобелковых. По данным разных авторов в семенах этой культуры может накапливаться в среднем 38...42 % белка с варьированием этого показателя от 30 до 50 %.

Белки сои неоднородны по структуре и функциям. Среди них есть вещества, которые принято считать антипитательными компонентами пищи. Это ингибиторы протеолитических ферментов, лектины, уреаза, липоксигеназа и другие. Большую часть соевого белка (около 70 %) составляют запасные белки 7S-глобулины (β-конглицинины) и 11S-глобулины (глицинин), которые вполне нормально усваиваются млекопитающими. Соевая мука является самым широко используемым источником белка при создании сбалансированных кормов, однако, в процессе получения нуждается в термической обработке для инактивации антипитательных компонентов.

Отличительной особенностью соевого белка является самое высокое содержание в нем лизина, которым, как правило, бедны белки зерновых культур. Поэтому соя служит хорошим дополнением к зерновым культурам, существенно повышая их биологическую ценность. Наиболее эффективной будет смесь сои и кукурузы, так как дефицит метионина в соевом белке будет компенсироваться некоторым избытком его в белке кукурузы, а лимит лизина, валина, изолейцина и триптофана в кукурузном белке будет ликвидирован за счет их избытка в соевом [8].

Достоинством сои является то, что употребление всего 150...250 г семян может полностью удовлетворить суточную потребность взрослого человека во всех аминокислотах при отсутствии других источников белка в рационе, в том числе и белка животного происхождения, в то время как семян зерновых культур потребуется в 5...7 раз больше.

 

Таблица 28 – Содержание белка и незаменимых аминокислот в сое

Показатель	Содержание г/100 г сухого вещества
Белок	38...48
Лизин	2,2...2,7
Треонин	1,4...1,8
Валин	1,7...2,0
Изолейцин	1,6...2,0
Лейцин	2,6...3,2
Фенилаланин	1,8...2,4
Метионин	0,7...1,0
Триптофан	0,6...0,9

 

Все белковые фракции различаются по аминокислотному составу, о чем свидетельствуют данные, представленные в таблице 29.

В водорастворимых белках (альбуминах и псевдоглобулинах) содержание лизина и метионина выше, чем в остальных. Именно эта белковая фракция присутствует в соевых молочных продуктах [9].

 

 

Таблица 29 – Аминокислотный состав различных фракций соевого белка

 

Аминокислоты	Содержание в белковой фракции, моль (%)
	водорастворимые	солерастворимые	щёлочерастворимые
Лизин	5,8	4,4	5,6
Треонин	4,9	7,3	6,0
Валин	6,1	7,1	6,9
Метионин	1,0	0,9	0,8
Изолейцин	4,6	4,1	4,6
Лейцин	8,6	9,1	9,3
Фенилаланин	4,3	4,5	4,2

 

В таблице 30 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части[2].

 

Таблица 30 – Химический состав зерна сои

Название	Содержание пищевых веществ на 100 г съедобной части
1	2
Вода, %	12
Белки, %	34,9
Жиры, %	17,3
НЖК, %	2,5
Холестерин, мг %	0
Моно- и дисахариды, %	5,7
Крахмал,%	11,6
Углеводы, %	17,3
Пищевые волокна, %	13,5
Зола, %	5,0
Na,мг %	6

 

Продолжение (окончание) таблицы 30

1	2
K, мг %	1607
Ca, мг %	348
Mg, мг %	226
P, мг %	603
Fe, мг %	9,7
Кар, мг %	70
Витамин А(РЭ), мг %	12
Витамин Е(ТЭ), мг %	1,9
Витамин В1, мг %	0,94
Витамин В2, мг %	0,22
Витамин РР, мг %	2,2
Витамин С, мг %	0
Энергетическая ценность, ккал	364

 

 

2.5 Белки нута

 

Нут (Cicer arietinum L.) – однолетнее бобовое растение, имеет много местных названий: бараний горох, пузырник, мозговой горошек, пузатый горох, мохнатка и др. Зерно его содержит 19...30 % белка, 4...7 % жира, 48...56 % без азотистых экстрактивных веществ (крахмал, сахар и др.), 3,5...5 % клетчатки, 2,8...3,7 % золы, много витаминов. В различных почвенно-климатических зонах страны идет колебание содержания белка в семенах нута.

Нут принадлежит к семейству бобовых наряду с чечевицей и горохом и является превосходным источником клетчатки, белка, сложных углеводов, фолиевой кислоты, марганца, калия и меди. Кроме того, нут обладает низкой калорийностью и в нем практически не содержится насыщенных жиров, холестерина и натрия [5].

Высокое содержание клетчатки в нуте уменьшает риск возникновения ишемической болезни сердца, понижает кровяное давление и уровень холестерина, предотвращает пищеварительные расстройства, а также стабилизирует уровень сахара. Чем больше клетчатки в продукте, тем ниже его гликемический индекс, а это означает, что нут быстро вызывает чувство насыщения, следовательно, с его помощью можно контролировать аппетит, что особенно актуально в случае борьбы с излишним весом.

Являясь поставщиком нежирного белка, нут содержит большое количество лизина – аминокислоты, которая жизненно необходима для многих функций организма, включая рост, восстановление тканей, поддержку мышечной массы, выработку гормонов, ферментов и антител.

С целью получения полноценной суточной дозы белка, нут потребляют в сочетании с другими растительными продуктами, а именно со злаками, соевыми продуктами, орехами и семечками.

В таблице 31 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части [2].

 

Таблица 31 – Химический состав бобов нута

Название	Содержание пищевых веществ на 100 г съедобной части
1	2
Вода	11,5 г
Белки	19,3 г
Жиры	6 г
Углеводы	58,2 г
Витамин А (бета-каротин)	40 мкг
Витамин В1 (тиамин)	0,477 мг

 

 

Продолжение (окончание) таблицы 31

1	2
Витамин В2 (рибофлавин)	0,212 мг
Ниацин (витамин В3 или витамин РР)	1,54 мг
Витамин В5 (пантотеновая кислота)	1,59 мг
Фолиевая кислота (витамин В9)	557 мкг
Витамин С (аскорбиновая кислота)	4 мг
Витамин Е (токоферол)	0,82 мг
Витамин К (филлохинон)	9 мкг
Холин (витамин В4)	95,2 мг
Калий	875 мг
Кальций	105 мг
Магний	115 мг
Натрий	24 мг
Фосфор	366 мг
Железо	6,24 мг
Марганец	2,2 мг
Медь	0,847 мг
Селен	8,2 мкг
Цинк	3,43 мг

 

Из семян нута делают муку, добавление которой (в количестве 10...20 %) к пшеничной муке при выпечке хлеба и изготовлении кондитерских и макаронных изделий повышает пищевую ценность, вкусовые свойства и биологическую ценность этих продуктов. Из муки нута в чистом виде или смеси с сухим молоком готовят детское питание [6].

 

3 БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕЛКОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ. БИОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ ЧЕЛОВЕКА

 

 

3.1 Биохимические и физико-химические свойства белков злаковых и бобовых культур

 

По сравнению с зерновыми семена бобовых и большинства масличных культур имеют повышенное содержание белков. Оно варьирует у разных видов бобовых от 12 до 55 %, но в основном находится в пределах 20...40 %. У масличных (подсолнечник, рапс и др.) содержание белков составляет около 25...30 %.

Такое повышенное содержание белков в сочетании с тем, что семена этих культур содержат набор аминокислот, являющихся дополнением к аминокислотам белков зерновых (увеличенное количество лизина, пониженное количество серосодержащих аминокислот).

Белки бобовых в основном представлены глобулинами (60...90 %) и альбуминами (10...20%). Некоторые виды содержат, кроме того, фракцию глютелина (до 15 %).

Глобулины большинства семян бобовых состоят преимущественно из двух фракций с константами седиментации (осаждения) около 11S и 7S. Помимо этих главных белков, нередко обнаруживаются и минорные фракции.Так, в семенах сои, кроме 11S глобулина (глицинин) и двух форм 75-глобулина (β- и ɣ-конглицинины), выявлена минорная фракция с константой седиментации около 2S-£-конглицинин. Указанные две белковые фракции имеют константу седиментации S020w (11:12) S (глобулин) и (1,7:2) S (альбумин). Они одновременно извлекаются раствором хлористого натрия (5...10 %) при щелочном рН из муки, получаемой из обезжиренных семян [4].

В отличие от глобулинов, которые представлены запасными белками семени, альбумины объединяют большинство белков, проявляющих биологическую активность. Так, у бобовых эта фракция включает ферменты (липокси геназы, уреазу, амилазу), лектины (гемаглютинины) и ингибиторы ферментов (антитрипсиновые вещества). По сравнению с большинством других бобовых семена сои отличаются повышенным содержанием лектинов и ингибиторов трипсинал. Шрот, получаемый в результате удаления жиров из семян, имеет в своем составе до тепловой обработки приблизительно в 6 раз больше ингибиторов трипсина ив десять раз более высокую гемаглютинирующую активность, чем конские бобы.

Это различие между глобулинами и альбуминами по их физиологической роли в семенах обусловлено существенными различиями в аминокислотном составе этих двух фракций. В частности альбумины обычно имеют повышенное количество серосодержащих аминокислот и лизина. Аминокислотный состав глобулинов характерен для запасных белков, богатых аспарагиновой и глутаминовой кислотами и их амидами, с одной стороны, и аргинином – с другой.