Белки злаковых и бобовых культур и их использование в пищевой промышленности

 

1.6 Белки кукурузы

 

Общее содержание белков в зерне кукурузы, колеблется от 4,9 до 23,6%. Белками наиболее богат зародыш, в оболочках их немного, данные приведены в таблице 13.

 

Таблица 13 – Содержание белков в анатомических частях зерна разных сортов зерна кукурузы, % сухого вещества

Наименования	Соотношения частей		Белки
	колебания	среднее содержание	колебания	среднее содержание
Целое зерно	–	100,00	10,54...12,41	11,70
Эндосперм	81,14...82,65	81,75	9,75...11,63	10,68
Зародыш	10,45...12,60	11,53	19,31...20,62	19,87
Оболочка	6,25...7,19	6,72	5,44...7,60	6,58

Растворимый в спирте белок зерна кукурузы называют зеином. Он отличается от белков других злаковых тем, что лучше всего растворяется в 90...93 % этиловом спирте.

 

Таблица 14 – Фракционный состав белка анатомических частей зерна кукурузы, % азота фракции от общего содержания азота

Наименование	Альбумины	Глобулины	Проламины	Глютелины	Небелковый азот
Целое зерно	6,25...24,4	9,08...24,85	29,8...41,1	18,75...25,0	5,15...26,06
Эндосперм	2,18...18,1	6,01...22,8	30,6...61,1	10,2...23,5	4,0...21,80
Зародыш	47,02...83,4	4,0...12,53	1,51...2,4	6,1...12,2	7,5...32,94

В наибольшем количестве в белках кукурузы содержатся проламины (зеин), на глобулины приходится наименьшая доля, альбуминов также немного. Соотношение фракций белка в зародыше резко отличается от соотношения фракций в эндосперме.

С повышением содержания белка в зерне кукурузы и белка .в эндосперме увеличивается содержание спирторастворимой фракции и снижается содержание щелочерастворимой. Соотношение в содержании других фракций изменяется незначительно. Повышение белковости зерна кукурузы (при селекции или применении азотных удобрений) происходит в результате увеличения спирторастворимой фракции, главным образом зеина, очень бедного незаменимыми аминокислотами – метионином, триптофаном и особенно лизином. Это означает, что биологическая ценность белка зерна кукурузы с повышением белковости зерна снижается Белки зерна кукурузы по наиболее дефицитным аминокислотам (лизину, триптофану и метионину) уступают белкам пшеницы [6].

Белки зародыша зерна кукурузы, богаты незаменимыми аминокислотами, которые достаточно хорошо сбалансированы, что нельзя сказать об аминокислотном составе белков эндосперма и зерна в целом. Белки с зародышем при переработке кукурузы обычно удаляют. Ввиду высокой биологической ценности их целесообразно использовать после обезжиривания в качестве ценных добавок к различным пищевым продуктам. Суммарные белки зерна кукурузы отличаются пониженной биологической ценностью в наибольшей степени по триптофану и лизину. В рецепты кормов с кукурузой (высокоэнергетическим кормом) добавляют богатые этими аминокислотами компоненты.

Новое направление в селекции стремится сочетать в зерне кукурузы высокое содержание лизина с достаточно высоким уровнем белка. Уже созданы формы зерна кукурузы, которые при 17...18 % белка содержат значительно больше лизина [6].

В таблице 15 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части [2].

 

Таблица 15 – Химический состав зерна кукурузы

Название	Содержание пищевых веществ на 100 г съедобной части
Вода, %	14,0
Белки, %	10,3
Жиры, %	4,9
НЖК, %	0,6
Холестерин, мг %	0
Моно- и дисахариды, %	1,6
Крахмал,%	58,2
Углеводы, %	60,0
Пищевые волокна, %	9,6
Зола, %	1,2
Na,мг %	27
K, мг %	340
Ca, мг %	34
Mg, мг %	104
P, мг %	301
Fe, мг %	3,7
Кар, мг %	320
Витамин А, мг %	53
Витамин Е, мг %	1,3
Витамин В1, мг %	0,38
Витамин В2, мг %	0,14
Витамин РР, мг %	2,1
Витамин С, мг %	0
Энергетическая ценность, ккал	325

 

1.7 Белки проса

 

Содержание белков в зерне проса колеблется от 8,8 до 19,3 %, составляя в среднем 13,7 %. При удалении цветковых оболочек количество белковых веществ в ядре изменяется в пределах 11,2...23,5 % при среднем содержании 16,0 %. Азот небелковых веществ содержится в количестве от 1 до 9 % от общего количества азота, составляя в среднем 4,3 % сухого вещества. Распределение белков зерна проса по фракциям приведено в таблице 16.

 

Таблица 16 – Фракционный состав белков зерна проса, % азота фракций от общего азота

Наименование	Среднее значение
Альбумины	11,55
Проламины	7,41
Глютелины	13,34
Проламины	55,12
Неизвлеченный остаток	11,52

Основную часть белков составляет спирторастворимая фракция, наиболее устойчивая и мало изменяющаяся по количеству в разных сортах. По сравнению с фракционным составом белков других злаковых культур просо отличается наиболее высоким содержанием проламинов и наименьшим – глобулинов [1]. Особенность аминокислотного состава зерна проса по сравнению с другими злаковыми – повышенное содержание аланина и более низкое содержание аспарагиновой кислоты. Аргинина содержится меньше, чем в белках зерна ячменя и овса, лизина – меньше, чем в белках зерна овса и ржи. Азотистые вещества в отдельных частях зерна проса распределены неодинаково. Зародыш отличается повышенной концентрацией белка – 25 %, в том числе 7 % водорастворимого. В цветковых оболочках содержится белка 3,9...5,1 %, в том числе водорастворимого 0,44...0,66 % [1]. В таблице 13 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.

 

Таблица 17 – Химический состав зерна просо

Состав	Содержание пищевых веществ на 100 г съедобной части
Вода, %	13,5
Белки, %	11,2
Жиры, %	3,9
НЖК, %	0,4
Холестерин, мг %	0
Моно– и дисахариды, %	1,9
Крахмал,%	52,4
Углеводы, %	54,6
Пищевые волокна, %	13,9
Зола, %	2,9
Na,мг %	28
K, мг %	328
Ca, мг %	51
Mg, мг %	130
P, мг %	320
Fe, мг %	3,5
Кар, мг %	10
Витамин А, мг %	2
Витамин Е, мг %	0,6
Витамин В1, мг %	0,39
Витамин В2, мг %	0,07
Витамин РР, мг %	2,8

 

 

2. БЕЛКИ БОБОВЫХ КУЛЬТУР. ОБЩАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА.

 

 

Содержание белков в семенах бобовых, изменяется в пределах, показанных в таблице 18. В таблице 19 показано, как относительное содержание белков зависит от размеров семян бобовых культур.

 

Таблица 18 – Содержание белков в семенах бобовых, %

 

Наименование	Колебания	Среднее содержание
Горох	20,4...35,7	27,8
Фасоль	17,0...32,1	24,3
Чечевица	21,3...36,0	30,4
Соя	27,0...50,0	39,0
Кормовые бобы	26,4...31,2	29,2
Чина	23,1...34,7	28,7
Нут	18,5...29,7	24,5
Вика яровая	22,3...37,8	33,7

Содержание белка в мелких семенах (%) по сравнению со средними обычно больше. Это не всегда наблюдается в крупных семенах. Относительное количество белков в крупных семенах может быть больше или меньше, чем в средних и мелких. Неодинаковое содержание белков в различных фракциях по крупности определяется степенью развития (зрелости семян ко времени уборки), а также особенностями сорта и условиями выращивания.

Наибольшая часть белков сосредоточена в ростках, их содержание в семенных оболочках ограничено.

В семенных оболочках гороха по сравнению с другими культурами содержится наименьшая доля белков. Содержание белков в его ростках по сравнению с фасолью и чечевицей больше. Чечевица отличается более высоким, чем горох и фасоль, содержанием белков в семядолях. Для семян фасоли характерно по сравнению с семенами других бобовых наибольшее сосредоточение белков в семенных оболочках [5].

 

Таблица 19 – Содержание белков в семенах бобовых разных размеров, % сухого вещества

Наименование	Крупные			Средние
	масса 1000 зерен, г		белки, %	масса 1000 зерен, г
	колебания	среднее содержание	колебания	среднее содержание	колебания	среднее содержание
Горох	152...236	187 70	23,6...32,7	28,2	119...149	138 54
Чечевица	69...70	265	25,0...27,6	26,3	52...56	190
Фасоль	221...310	–	23,7...30,2	28,7	160...221	–
Горох	21,7...30,3	26,0	68...116	91 36	26,4...32,2	28,4 32,0
Чечевица	27,0...31,2	29,1	30...43	118	27,3...38,0	25,0
Фасоль	20,0...27,3	23,6	95...140	–	21,3...28,8	–

Проламиновая фракция в белках семян бобовых отсутствует. Основная фракция – глобулины. Наименьшее количество приходится на долю глютелинов. Альбуминов немного больше, чем глютелинов. В семенах бобовых найдены отдельные, характерные для той или другой культуры белки – в семенах гороха водорастворимый легумелин и два глобулина (легумин и вицилин), в семенах фасоли – глобулин фазеолин, в семенах сои – глобулин глицинин.

Бобовые растений имеют на корневой системе клубеньки, содержащие азот-фиксирующие бактерии, обогащающие почву азотом. Биологический азот, фиксируемый бобовыми растениями из воздуха, благотворно действует не только на повышение урожая, но и на качество зерна.

Таблица 20 – Среднее распределение белков семян бобовых по фракциям, %

Наименование	Альбумины	Глобулины	Глютелины
Горох	9,6	85,7	4,8
Чечевица	8,1	85,9	6,0
Вика	10,1	83,6	6,3
Маис	8,3	88,4	3,3
Нут	12,2	79,8	7,9

В белках семян бобовых содержатся хорошо изученные белки – ингибиторы протеолитических ферментов. Среди растительных объектов по содержанию ингибиторов протеаз семена бобовых стоят на первом месте. Особенно выделяются бобы сои и фасоли обыкновенной. У сои идентифицированы два ингибитора трипсина (протеолитический фермент, синтезируемый клетками поджелудочной железы), связывающие цистин и метионин, а также влияющие на его термостабильность, кислотоустойчивость и протеолитическую активность [6].

В семенах вики содержится аминокислота β-циано-L-аланин и ее ɣ-глютаминовый пептид, вызывающие нарушения в скелете и сосудистой системе человека. Несмотря на количественные расхождения, аминокислотный состав семян бобовых имеет много общего, аспарагиновая и особенно глютаминовая кислоты, содержатся в наибольшем количестве, в наименьшем – цистин, метионин и триптофан. Белки семян бобовых бедны серосодержащими аминокислотами. Многие незаменимые аминокислоты содержатся в значительных количествах. Средний аминокислотный состав суммарных белков семян бобовых указанны в таблице 17.

По количеству незаменимых аминокислот трудно отдать предпочтение какой-либо определенной фракции белков. Так, по средним данным, глобулиновая фракция гороха содержит 3,15 % лизина и 3,4 % изолейцина. В альбуминах эти аминокислоты соответственно составляли только 1,9 и 1,6 % и в глютелинах – 1,0 и 1,1 %. Вместе с тем содержание треонина в альбуминовой фракции (3,6 %) в два раза превышает его количество в глобулинах (1,8 %).