Характерной особенностью глютелинов является высокий молекулярный вес от 300 тыс. до 1-2 млн дальтон.
Глютелины и проламины как НРБ для жвачных
Количество зерна злаков в рационах высокоудойных коров может составлять 5-7 кг и более. С этим количеством поступает 600-800 г сырого белка. Если учесть, что на долю проламинов и глютелинов приходится 60-70% суммарного зернового белка, то можно ожидать, что около 400-500 г будет составлять белок этих фракций. Проламины и глютелины отличаются низкой растворимостью в рубце, так как содержат весьма значительное количество цистина, образующего дисульфидные связи, трудно расщепляемые микробными энзимами. Можно полагать, что эти белки составляют нераспадаемую часть в рубце (НРБ), перевариваемый в тонком кишечнике.
Оценка в опыте на крысах выделенных по методу Осборна из кукурузы белковых фракций показала, что глютелин медленнее переваривается по сравнению с зеином (табл. 27.8).
Таблица 27.8 – Скорость освобождения желудочно-кишечного тракта от азота глютелина и зеина кукурузы, % от потребленного (В. Г. Рядчиков, А. В. Плотникова, 1982)
| Время после кормления, ч | Глютелин | Зеин |
|---|---|---|
| 2 | 55,6 | 77,0 |
| 4 | 60,1 | 85,1 |
| 8 | 68,8 | 89,7 |
| 16 | 90,8 | 96,7 |
По существующим рекомендациям количество усвояемых в тонком кишечнике аминокислот из НРБ рассчитывают по аминокислотному составу суммарного белка зерна, который вряд ли соответствует составу НРБ, в т.ч. проламиновой и глютелиновой фракциям. Последние содержит меньше лизина. Поэтому при расчете усвояемых аминокислот из НРБ зерна, по-видимому, это надо учитывать. Вместе с тем, было бы важно изучить этот вопрос в опытах in situ.
27.4. Распределение белков в морфологических частях зерновки
Белки количественно распределены неравномерно между различными морфологическими частями зерна. Концентрация белка в оболочке составляет 3-4,4%, в эндосперме кукурузы и пшеницы – в среднем 8-12% (табл. 27.9).
Таблица 27.9 – Распределение белка в зерновке пшеницы и кукурузы (Hinton, 1953)
| Части зерна | Процент от массы Концентрация белка, Распределение белка, % зерновки % от общего взерновке | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пшеница | Кукуруза | Пшеница | Кукуруза | Пшеница | Кукуруза | |
| Оболочка (перикарп) | 8,0 | 6,5 | 4,4 | 3,0 | 4,0 | 2,2 |
| Алейроновый слой | 7,0 | 2,2 | 19,7 | 19,2 | 15,5 | 4,7 |
| Эндосперм: | 82,5 | 79,6 | 12,0 | 8,0 | 72,5 | 71,0 |
| внешний | 12,5 | 3,9 | 13,7 | 27,7 | 19,4 | 11,9 |
| средний | 12,5 | 58,1 | 8,8 | 7,5 | 12,4 | 48,2 |
| внутренний | 57,5 | 17,6 | 6,2 | 5,6 | 40,7 | 10,9 |
| Зародыш | 1,0 | 1,1 | 33,3 | 26,5 | 3,5 | 3,2 |
| Щиток | 1,5 | 10,6 | 26,7 | 16,0 | 4,5 | 18,9 |
| Целое зерно | 100 | 100 | 12-14 | 8-10 | 100 | 100 |
Основное количество белка (65-75%) приходится на эндосперм, поскольку он составляет основную массу зерновки. Высокой концентрацией белка отличаются зародыш и алейроновый слой. В зародыше пшеницы – 33,3% белка, кукурузы – 26,5%, овса – 19,4% (Draper, 1973), сорго – 18,9% (Sykes, 1971). Довольно крупный зародыш у кукурузы, овса и сорго. У этих культур на долю зародышевого белка приходится от 12% (у сорго) до 22% (у кукурузы) общего белка зерновки. Содержание белка в алейроновом слое пшеницы и кукурузы более 19%. Белки алейронового слоя составляют весьма значительную часть в общем белковом фонде зерновки пшеницы (до 15,5%). По-видимому, у злаков с многорядным алейроновым слоем доля белка этой части будет возрастать.
Белки зародыша и алейронового слоя содержат в основном альбумины и глобулины, обладающие ферментативной активностью, способной привести в действие запасные вещества зерна в процессе прорастания. Доля спирто- и щелочнорастворимых белков незначительна. Алейроновый слой пшеницы имеет наивысшую протеазную и зстеразную активность, зародыш – дипептидазную и липазную. Выделенные фракции гистонов, богатых лизином, из пшеничных зародышей, сходны с гистонами животных.
Концентрация витаминов группы В и микроэлементов наиболее высока в алейроновом слое и зародыше. Например, никотиновой кислоты в алейроновом слое 84% всего содержания в зерне пшеницы, рибофлавина – 37%, тиамина – 98%, то же самое имеет место у других культур.
В весовой единице зародыша пшеницы фосфора содержится в 10 раз больше, цинка в 15-20 раз, железа – в 10 раз, марганца – в 50 раз, меди – в 20 раз, чем в единице эндосперма. Эта часть витаминов и микроэлементов в зародыше и алейроновом слое при размоле пшеницы на продовольственную муку попадает в отруби, которые используют в рационах сельскохозяйственных животных.
Эти особенности характерны и для других злаковых культур. Общей для них является такая закономерность: чем выше доля зароды-
ша и алейронового слоя и чем ниже доля эндосперма, тем выше концентрация белка в целом зерне. Щуплое зерно с недоразвитым эндоспермом, как правило, отличается повышенной белковостью.
В самом эндосперме белки распределены также неравномерно. Концентрация их снижается по мере продвижения от субалейронового слоя к центру. Периферическая зона зерна, лежащая под алейроновым слоем, называемая субалейроновым слоем, имеет высокую концентрацию белка: у кукурузы – до 27,7%, сорго – 29 - 30%, ячменя – 21 - 24%, риса – 29%. Эта часть эндосперма полностью лишена крахмала или содержит его очень мало и характеризуется стекловидностью. Богатая крахмалом центральная часть эндосперма отличается мучнистостью и низкой концентрацией белка. Для каждого слоя эндосперма характерны свои белки. Периферические слои эндосперма пшеницы значительно богаче клейковиной (проламины + глютелины), чем центральные.
В белках алейронового слоя и зародыша существенно выше содержание лизина и меньше аминокислот, характерных для проламиновой фракции эндосперма (табл. 27.10). Помимо лизина, в этой части зерна содержится много аргинина, аспарагиновой кислоты и треонина. Глютаминовой кислоты и пролина значительно меньше, чем в эндосперме.
Таблица 27.10 – Содержание аминокислот в белках различных частей зерна, г/100 г белка
| Аминокислоты | Пшеница | Ячмень | Кукуруза | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| эндос- перм | заро- дыш | алей- рон | эндос- перм | заро- дыш | алей- рон | эндос- перм | заро- дыш | алей- рон | |
| Лизин | 1,7 | 8,4 | 4,6 | 3,1 | 7,3 | 4,6 | 2,0 | 6,1 | 4,4 |
| Гистидин | 2,3 | 4,0 | 4,0 | 2,1 | 3,1 | 2,4 | 2,8 | 2,9 | - |
| Аргинин | 3,5 | 16,0 | 21,2 | 4,1 | 9,7 | 6,3 | 3,8 | 9,2 | 7,0 |
| Аспараг. к-та | 3,3 | 6,5 | 8,0 | 5,0 | 9,1 | - | 6,2 | 9,2 | - |
| Треонин | 2,7 | 2,6 | 3,1 | 3,2 | 4,8 | 3,9 | 3,5 | 3,7 | 4,5 |
| Серин | 5,3 | 4,0 | 4,5 | 4,6 | 5,2 | - | 5,2 | 5,0 | - |
| Глютам. к-та | 39,3 | 8,4 | 16,4 | 27,3 | 13,5 | - | 21,3 | 13,9 | - |
| Пролин | 14,7 | 3,5 | 3,9 | 1,4 | 4,4 | - | 9,7 | 5,3 | - |
| Глицин | - | 7,3 | - | 3,3 | 6,4 | - | 3,2 | 5,5 | - |
| Аланин | 3,5 | 6,4 | 5,1 | 3,4 | 6,8 | - | 8,1 | 5,8 | - |
| Цистин | - | 1,0 | 1,8 | 4,1 | 3,5 | - | 1,8 | 0,9 | - |
| Валин | 4,3 | 4,0 | 5,4 | 4,8 | 6,1 | 5,2 | 4,7 | 4,4 | - |
| Метионин | 1,9 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 2,5 | 1,2 | 2,8 | 1,5 | 1,6 |
| Изолейцин | 4,1 | 2,5 | 3,1 | 3,7 | 3,8 | 4,2 | 3,8 | 3,2 | |
| Лейцин | 7,6 | 4,5 | 6,0 | 6,8 | 7,0 | 8,9 | 14,3 | 5,6 | 7,6 |
| Тирозин | 3,9 | 1,5 | 3,0 | 2,8 | 2,8 | - | 5,3 | 2,2 | - |
| Фенилаланин | 6,0 | 2,0 | 4,0 | 6,1 | 4,3 | 4,6 | 5,3 | 3,6 | - |
При производстве высокосортной муки для производства хлеба и других пищевых продуктов зародыш и алейроновый слой уходят в отруби, что в значительной мере обедняет муку и хлеб незаменимыми
