В белковых гранулах сорго видна темноокрашенная сердцевина, вокруг которой имеются концентрические кольца, что свидетельствует о пластинчатой структуре белковых гранул (рис. 27.8). При обработке гранул проназой с целью переваривания белка наблюдалась сохраняемость веществ из концентрической и ядерной частей гранул. Предполагают, что это внутригранулярные образования липопротеинового характера.
КГ
БТ
БТ
КГ
КГ
Рисунок 27.8 - Белковые тела (БТ), распложенные между крахмальными гранулами (кг) клетки эндосперма сорго (фото с трансмиссионного электронного микроскопа, увеличение в 10000 раз, Sekinger, Wоlf, 1973)
В зрелом эндосперме обнаруживаются остатки мембран от амилопластов, эндоплазматического ретикулума, вносящих вклад в белковый фонд зерна.
27.6. Влияние сорта, удобрений и условий среды на качество и количество белка в зерне
Количество и качество белка находится под контролем сортовых особенностей злаковых и бобовых культур. Определенное влияние оказывают условия окружающей среды: питание, климат и т.д.
Сорт . Выявление генетических источников, способных изменить соотношение белковых фракций в сторону увеличения наиболее ценных
по аминокислотному составу, является одной из основных задач селекции по созданию высококачественных сортов и гибридов зерновых злаковых культур. Влияние генотипа и условий внешней среды на состав белков изучалось многими исследователями.
У высокобелковых генотипов кукурузы, пшеницы, ячменя и других злаковых культур процентное содержание проламиновой фракции выше, чем у низкобелковых. Уровень же альбуминов и глобулинов ниже. Поэтому содержание лизина понижается, в связи с этим биологическая ценность белка у высокобелковых форм меньше, чем у низкобелковых. Несмотря на это, абсолютное количество лизина в зерне у высокобелковых форм растет. Обратная корреляция между содержанием лизина и белка практически отсутствует у риса, овса и бобовых культур, так как основные фракции этих культур (глютелины и глобулины) имеют высокий процент лизина.
Удобрения. С увеличением содержания белка в зерне пшеницы, ячменя, кукурузы, сорго под действием азотных удобрений повышается доля проламиновой и глютелиновой фракций и снижается количество полноценных белков (альбуминов и глобулинов). Биологическая ценность суммарного белка понижается.
Обращает на себя внимание тот факт, что у сои увеличение уровня белка под влиянием высоких доз азота сопровождается снижением в белке наиболее дефицитной аминокислоты – метионина. Повышение белка в зерне овса после внесения азотных удобрений происходит в результате более или менее равномерного возрастания всех фракций, биологическая ценность белка при этом сохраняется.
Прорастание и созревание. В процессе формирования и созревания зерна соотношение белковых фракций изменяется. В начальной фазе доминируют легкорастворимые белки, к концу созревания процент альбуминов и глобулинов в суммарном белке падает и возрастает доля запасных белков (проламинов и глютелинов). Биологическая ценность суммарного белка к моменту созревания понижается.
По мере прорастания зерна доля запасных белков уменьшается, а содержание альбуминов и глобулинов, а также наиболее дефицитной аминокислоты лизина возрастает. Через 4 дня после прорастания количество лизина в суммарном белке ржи увеличивается на 11%, пшеницы – на 31%, ячменя – на 20%; при этом значительно понижается содержание глютаминовой кислоты и пролина.
Серьезной проблемой является существующая у злаковых культур обратная зависимость между продуктивностью и содержанием белка. Эту особенность объясняют наличием антагонизма между процессами синтеза белка и крахмала. Накопление крахмала положительно коррелирует с урожаем зерна. Закономерность эта проявилась в весьма существенном снижении процента белка у современных сортов и гибри-
дов пшеницы, ячменя, кукурузы и других в сравнении с его уровнем у старых, менее продуктивных сортов.
Однако, при расчете сбора белка с единицы площади оказывается, что сорта и гибриды интенсивного типа не только не уступают, но часто существенно превосходят по этому показателю старые высокобелковые сорта. Таким образом, при рассмотрении вопроса на уровне целого растения выясняется, что вынос азота из почвы не снижается и что повышение продуктивности не приводит к снижению способности новых сортов накапливать белок. Изменяется лишь пропорция между белком и небелковыми веществами, в частности крахмалом, в сторону увеличения доли последнего.
Обеспеченность азотным питанием – необходимое условие для проявления потенциальных способностей в накоплении белка. Считают, что генотипически обусловленный уровень содержания белка у основных районированных сортов озимой пшеницы на абсолютно сухой вес зерна составляет 15-16%. При недостатке азота в почве в производственных посевах эти же сорта показывают 10-11% белка.
27.7. Производство и использование зерна в животноводстве
Среднегодовое производство зерна в Российской Федерации достигает в среднем 80–100 млн т. Из этого количества более половины (64%) приходится на пшеницу, 18-20% – на ячмень, 4-6% – кукурузу, 4- 5% – рожь, 5% – овес, 0,7-0,8% – рис. На производство хлеба и других пищевых продуктов расходуется около 15 млн т пшеницы, на экспорт 20-22 млн т. Таким образом, на корм для животных используется пшеница, ячмень, кукуруза, овес, в небольшом количестве рожь и тритикале, а также продукты от переработки зерна – отруби, мучки, пивная и спиртовая барда. Зерно в комбикормах свиней и птиц составляет 5090%, по массе, в рационах жвачных – 20-30%, высокопродуктивных коров – 35-45% сухого вещества.
27.8. Питательная ценность зерна злаков
Общепринято, что зерно злаковых культур является основным источником энергии в рационах сельскохозяйственных животных. Это обусловлено высоким содержанием крахмала, а в зерне кукурузы, кроме того, содержанием жира. Поэтому кукуруза имеет самое высокое содержание энергии среди всех остальных видов зерна. Из-за более высокого содержания клетчатки зерно ячменя и овса уступает по энергии зерну других видов злаковых культур (табл. 27.12).
Содержание белка в зерне злаковых невысокое – 8-12%, к тому же белок отличается низкой биологической ценностью из-за недостатка, прежде всего, лизина. Вместе с тем, доля зернового белка в рационах животных составляет от 30 до 50%, а лизина – 20-30%. Для всех злаков
