булинами). Высокое содержание проламинов характерно для зерна, сорго, кукурузы, твердой и мягкой пшеницы (табл. 27.3).
Таблица 27.3 – Содержание белковых фракций в зерне злаковых и бобовых культур (азот фракций в %% от общего азота)
| Культура | Альбумины | Глобу- лины | Прола- мины | Глюте- лины | Небел- ковый азот | Склеро – про- теины (неиз- влекаемые) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пшеница | 6,3 | 13,9 | 29,9 | 35,3 | 8,2 | 3,7 |
| Рожь | 34,4 | 12,1 | 19,3 | 14,4 | 7,9 | 11,6 |
| Ячмень | 6 1 | 7,2 | 18,0 | 45,8 | 4,5 | 18,0 |
| Кукуруза | 8,9 | 4,4 | 27,8 | 37,5 | 5,9 | 14,4 |
| Сорго | 4,9 | 6,1 | 47,1 | 29,0 | 4,8 | 7,3 |
| Овес (без оболочки) | 2,0 | 14,0 | 17,0 | 63,0 | 0,7 | 3,3 |
| Соя | 10,0 | 81,0 | - | 5,0 | 0,5 | 3,5 |
| Горох | 19,0 | 66,0 | - | 10,0 | 2,0 | 3,0 |
Наибольшей по величине фракцией в суммарном белке этих культур являются глютелины. Особенно высок уровень глютелинов в зерне пшеницы, ячменя, кукурузы, овса и сорго. Большинство злаковых культур мало содержат ценных по аминокислотному составу легкорастворимых белковых фракций – альбуминов и глобулинов, за исключением ржи и овса. На долю альбуминов ржи приходится 34,4% всего азотсодержащего комплекса. Высокое содержание глобулинов характерно для белков зерна овса и пшеницы.
Белки бобовых культур, в частности сои и гороха, представлены, главным образом, водорастворимой и солерастворимой фракциями. Ультрацентрифугированием установлено наличие в суммарном белке сои четырех глобулиновых компонентов 2S, 7S, 11S и 15S, причем компоненты 7S и 11S составляют около 70% всего белка, их молекулярная масса около 180-210 и 350 килодальтон соответственно.
Процентное соотношение белковых фракций, приведенное в таблице 27.3, в целом отражает характер белковой картины для каждого вида зерна. Тем не менее, эти величины не следует рассматривать как строго постоянные. На фракционный состав могут оказывать влияние сорт, агротехнические условия, климат и место выращивания.
Белковые фракции не являются гомогенными белками. Каждая из них (альбумины, глобулины и проламины) представляет собой сложную смесь отдельных белков, сходных по физико-химическим свойствам. Глютелины же являются белковыми полимерами, состоящими из субъединиц, связанных друг с другом посредством межмолекулярных дисульфидных мостиков. Поэтому каждую фракцию следует рассматривать как суммарный, многокомпонентный белковый комплекс.
Склеропротеины, которые называют также белками стромы или белками остатка, в значительном количестве содержатся в оболочках, периферических слоях зерна. Белки, входящие в этот класс, весьма прочно соединены с лигнино-полисахаридными комплексами и выпол-
няют, по-видимому, механические функции. Они малодоступны для пищеварения. В эту фракцию, кроме того, входят нуклеопротеиды, не извлекаемые теми растворителями, которые используются для экстрагирования белков. Значительное количество склеропротеинов обнаруживается у ячменя и нешлифованного риса вследствие большой доли у них грубых оболочек, приходящихся на зерновку.
Небелковые азотсодержащие вещества. Помимо белков, в зерне содержится некоторое количество небелкового азота от 0,1 до 0,5% массы зерна. Сюда входит большая группа азотсодержащих веществ – свободные аминокислоты, пептиды с короткой цепочкой, пуриновые и пиримидииовые основания, нуклеотиды, нитраты и др. Количество этой фракции в зерне весьма вариабельно, в недозрелых щуплых семенах оно всегда выше. При прорастании семян резко возрастает фонд небелкового азота, в том числе свободных аминокислот.
27.3.1. Аминокислотный состав белковых фракций
Альбумины и глобулины. По аминокислотному составу суммарные альбумины разных культур имеют как сходства, так и различия (табл. 27.4). В целом для всех альбуминов характерно высокое содержание важнейших незаменимых аминокислот, в частности лизина, треонина, метионина, изолейцина и триптофана, а из заменимых аминокислот – глютаминовой и аспарагиновой кислот. Наиболее высоким содержанием лизина выделяются суммарные альбумины овса, риса и проса, более низким – пшеницы, ячменя, сорго и ржи.
Таблица 27.4 – Аминокислотный состав суммарных альбуминов зерна, г на 100 г белка
| Аминокислоты | Пшеница | Ячмень | Овес | Кукуруза | Просо | Сорго | Рис | Рожь |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Лизин | 3,9 | 4,5 | 8,2 | 5,1 | 6,5 | 4,4 | 7,5 | 4,2 |
| Гистидин | 3,4 | 2,0 | 2,9 | 2,8 | 2,6 | 2,9 | 2,6 | 3,9 |
| Аргинин | 5,9 | 5,9 | 5,3 | 8,1 | 9,1 | 9,9 | 6,8 | 6,3 |
| Аспарагиновая к-та | 5,9 | 9,0 | 12,2 | 8,5 | 4,6 | 15,8 | 10,6 | 6,8 |
| Треонин | 2,4 | 4,7 | 5,6 | 4,6 | 4,6 | 4,9 | 6,1 | 7,7 |
| Серин | 4,6 | 4,4 | 6,6 | 6,1 | 4,5 | 6,2 | 5,8 | 3,8 |
| Глютаминовая к-та | 19,5 | 12,1 | 13,7 | 13,5 | 21,2 | 16,4 | 10,3 | 15,1 |
| Пролин | 10,0 | 5,6 | 6,1 | 7,3 | 4,9 | 6,1 | 7,2 | 4,2 |
| Глицин | 3,2 | 5,4 | 6,7 | 6,2 | 6,3 | 9,9 | 6,7 | 6,9 |
| Алании | 3,4 | 5,3 | 8,0 | 8,1 | 6,9 | 7,4 | 6,7 | 5,7 |
| Цистин | 3,7 | 3,9 | 1,4 | 2,0 | 2,4 | 2,9 | 1,5 | - |
| Валин | 5,7 | 6,1 | 6,6 | 7,5 | 5,1 | 8,9 | 7,5 | 2,7 |
| Метионин | 1,8 | 2,0 | 2,4 | 1,5 | 1,7 | 2,9 | 2,6 | 3,3 |
| Изолейцин | 3,6 | 3,7 | 4,8 | 5,3 | 3,1 | 3,1 | 6,0 | - |
| Лейцин | 6,7 | 6,6 | 8,6 | 9,3 | 6,0 | 6,8 | 8,8 | - |
| Тирозин | 3,9 | 4,0 | 3,1 | 2,7 | 3,1 | 3,8 | 4,1 | 5,7 |
| Фенилаланин | 3,8 | 3,7 | 7,3 | 4,4 | 3,3 | 4,1 | 5,8 | 7,8 |
| Триптофан | 1,6 | 1,8 | 1,7 | 2,0 | 1,5 | 2,9 | 2,0 | 1,6 |
Много метионина в альбуминах ржи, сорго, риса, изолейцина – в альбуминах овса, кукурузы, риса, а триптофана – в альбуминах пшеницы, кукурузы, сорго, риса. Количество треонина, часто дефицитной для злаков аминокислоты, высокое (4,7-7,7%) в альбуминах ячменя, ржи и овса и самое низкое (2,4%) в альбуминах пшеницы.
Глобулины зерна злаковых культур, как и альбумины, характеризуются относительно высоким содержанием лизина (табл. 27.5). Однако, у пшеницы, проса, сорго, риса и овса глобулиновая фракция беднее лизином, чем альбуминовая у тех же самых видов зерна. Общие глобулины бобовых, в частности сои, содержат до 6% лизина; белок сои 7S имеет дефицит метионина. Для глобулинов всех культур характерно высокое содержание аргинина: у кукурузы – 12,5%, проса – 13,3%, риса – 16,6%. Вместе с тем в глобулинах значительно ниже, чем в альбуминах, уровень триптофана и метионина. Из заменимых аминокислот по высокому содержанию можно выделить аспарагиновую и глютаминовую кислоты, по низкому – пролин.
Таблица 27.5 – Аминокислотный состав суммарных глобулинов зерна, г в 100 г белка
| Аминокислоты | Пшеница | Ячмень | Овес | Куку- руза | Просо | Сорго | Рис | Глобулины сои | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| общий | 7S | 11S | ||||||||
| Лизин | 3,0 | 4,7 | 5,5 | 6,0 | 4,4 | 3,1 | 2,8 | 6,0 | 7,0 | 4,2 |
| Гистидин | 5,2 | 2,5 | 2,9 | 3,0 | 2,6 | 1,9 | 1,9 | 2,4 | 1,7 | 2,3 |
| Аргинин | 8,2 | 10,6 | 9,7 | 12,5 | 13,3 | 6,7 | 16,9 | 7,8 | 8,8 | 7,0 |
| Аспарагиновая к-та | 7,1 | 10,9 | 8,8 | 7,7 | 7,4 | 8,4 | 5,6 | 12,6 | 14,1 | 12,2 |
| Треонин | 2,0 | 5,1 | 3,6 | 3,3 | 3,2 | 3,9 | 2,6 | 3,6 | 2,8 | 4,5 |
| Серин | 6,7 | 6,2 | 4,9 | 5,6 | 5,9 | 6,5 | 6,4 | 5,7 | 6,8 | 6,5 |
| Глютаминовая к-та | 11,6 | 14,0 | 20,2 | 16,8 | 20,3 | 14,9 | 18,2 | 22,4 | 20,5 | 21,8 |
| Пролин | 2,2 | 4,2 | 5,4 | 3,8 | 4,6 | 5,4 | 6,5 | 5,4 | 4,3 | 4,9 |
| Глицин | 9,0 | 5,5 | 5,4 | 5,5 | 5,4 | 6,1 | 6,7 | 4,1 | 2,9 | 3,6 |
| Аланин | 3,3 | 4,8 | 5,7 | 5,8 | 6,7 | 6,0 | 4,9 | 3,9 | 3,7 | 3,4 |
| Цистин | 1,9 | 2,3 | 1,3 | 1,2 | 4,1 | 1,5 | 3,8 | 1,2 | 0,3 | 1,4 |
| Валин | 4,6 | 6,3 | 4,9 | 5,7 | 5,0 | 5,4 | 5,6 | 4,7 | 5,1 | 4,3 |
| Метионин | 1,1 | 1,1 | 1,8 | 1,2 | 0,7 | 2,7 | 1,9 | 1,2 | 0,3 | 1,3 |
| Изолейцин | 3,7 | 3,3 | 4,3 | 3,0 | 2,7 | 3,4 | 2,9 | 4,8 | 6,4 | 5,1 |
| Лейцин | 11,5 | 6,5 | 6,8 | 5,9 | 5,2 | 5,9 | 6,4 | 7,9 | 10,3 | 6,3 |
| Тирозин | 3,2 | 3,1 | 2,4 | 3,1 | 3,0 | 4,8 | 2,9 | 3,8 | 3,6 | 3,9 |
| Фенилаланин | 3,5 | 4,5 | 5,9 | 4,6 | 3,3 | 5,0 | 3,6 | 5,5 | 7,4 | 4,9 |
| Триптофан | 1,2 | 1,1 | 0,9 | 0,8 | 0,5 | 1,3 | 1,3 | 0,3 | 1,4 | |
В пределах вида отмечается довольно высокая стабильность аминокислотного состава суммарных фракций. Фракции альбуминов и глобулинов представляют собой гетерогенные комплексы белков. В альбуминах пшеницы с помощью электрофореза на полиакриламидном геле обнаружено 15-17 различных белковых субъединиц, на крахмальном геле – 21 субъединица. Многокомпонентность альбуминов и глобу-
