13256 (648059), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Табл.4 Состав крахмала в семенах культурных растений.
Вид или форма | Содержание крахмала в | |
Амилозе, % | Амилопектине, % | |
Горох мозговой | До 85 | 15 |
Горох лущильный | 40 | 60 |
Кормовые бобы | 40 | 60 |
Кукуруза | 25 | 75 |
Амило-кукуруза | До 70 | 30 |
Пшеница | 25 | 75 |
Картофель | 25 | 75 |
В созревающих семенах запасной крахмал и другие полисахариды синтезируются из сахаров, образующихся в листьях, а также в створках бобов, в которых много моносахаридов и крахмала. В процессе налива зерна крахмал в створках бобов распадается, образующиеся продукты поступают в семена. В листьях в это время также усиливается распад структурных полисахаридов(гемицеллюлоз, пектиновых веществ) и ассимиляционного крахмала. В процессе распада этих веществ наряду с моносахаридами и их фосфорными эфирами образуется много сахарозы.
На первых этапах созревания семян вследствие усиливающегося оттока углеводов из вегетативной массы накапливается много сахаров (до 30 % сухой массы), а крахмала содержится очень мало. Интенсивный синтез крахмала начинается во время налива зерна, а концентрация сахаров в семенах понижается: образуются другие полисахариды. От фазы восковой до полной спелости в зерне постепенно снижается интенсивность синтеза крахмала вследствие сокращения поступления углеводов из листьев.
В зародышах семян зернобобовых культур накапливается значительное количество сахаров, представленных в основном сахарозой, а в оболочках семян синтезируется много клетчатки и пентозанов. Общее содержание клетчатки в семенах бобовых обычно составляет 3 – 6 %, а у некоторых культур может достигать 10 – 15 %. У люпина в процессе созревания семян синтезируется много гемицеллюлоз и пектиновых веществ.
Липиды бобовых культур.
У большинства бобовых культур содержание в зерне липидов составляет 2 – 3 %, они в основном представлены жирами и фосфоглицеридами, которые локализованы преимущественно в зародыше. В семядолях синтезируются структурные липиды. У некоторых бобовых растений (нут, соя, люпин) в семенах может накапливаться значительно больше липидов, главным образом за счёт синтеза жиров. Особенно много жира содержится в зерне сои (18 – 25 %), у которой поступающие из вегетативных органов углеводы используются не на синтез крахмала, а на образование ацилглицеринов, в связи с чем соя является не только высокобелковой, но и масличной культурой. Семена люпина пока не используют для производства масел, хотя содержание масла и важных жирных кислот с точки зрения пригодности для пищевых и технических целей (простые и многократно ненасыщенные жирные кислоты) неплохое.(табл.5)
Табл.5 Состав жирных кислот важнейших растительных масел.
Масло | Насыщенные жирные кислоты | Просто ненасыщенные жирные кислоты | Многократно ненасыщенные жирные кислоты | |
Линолевая кислота | Линоленовая кислота | |||
Сои | 15 | 24 | 54 | 7 |
Люпина жёлтого | 15 | 27 | 51 | 7 |
Накопление белков в семенах бобовых культур.
Семена зернобобовых имеют по сравнению со всеми зерновыми благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, которые в состоянии фиксировать азот из воздуха, наивысшее содержание сырого протеина. Оно от двух до четырёх раз выше, чем в зерне мятликовых зерновых. Возможные урожаи протеина у главных видов зернобобовых могут быть в два раза выше, чем у мятликовых зерновых, причём сырой протеин составляет у них практически полностью настоящий белок.
Белки семян зернобобовых растений хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и поэтому имеют высокую биологическую питательную ценность. Особенно это относиться к такой культуре, как соя, в белках которой концентрация незаменимых (кроме метионина и триптофана) аминокислот значительно выше, чем требуется по нормам питания человека или кормления сельскохозяйственных животных.
Табл.6 Содержание незаменимых аминокислот в семенах зерновых бобовых культур, г/кг сухого вещества.
Аминокислота | Соя | Фасоль | Чечевица | Горох посевной | Люпин жёлтый | Бобы кормовые | Чина посевная | Нут | пшеница |
Лизин | 24,0 | 23,3 | 22,3 | 22,7 | 16,2 | 14,5 | 18,4 | 20,7 | 2,8 |
Метионин | 5,0 | 1,5 | 4,0 | 1,0 | 4,1 | 3,3 | 4,5 | 5,2 | 1,6 |
Цистин | 4,6 | 6,2 | 6,3 | 2,8 | 4,4 | 4,2 | 3,0 | 4,8 | 2,1 |
Аргинин | 25,6 | 16,5 | 21,6 | 19,7 | 28,3 | 17,0 | 23,1 | 24,4 | 4,9 |
Лейцин | 41,6 | 44,0 | 38,8 | 31,8 | 37,5 | 24,8 | 33,5 | 39,6 | 6,9 |
Фенилаланин | 16,0 | 14,6 | 13,0 | 11,6 | 15,5 | 6,2 | 10,0 | 11,3 | 5,0 |
Треонин | 13,0 | 11,0 | 10,9 | 11,7 | 14,0 | 9,8 | 12,0 | 10,5 | 3,0 |
Валин | 16,5 | 16,0 | 15,8 | 11,0 | 11,2 | 9,6 | 12,5 | 11,5 | 4,7 |
Триптофан | 3,6 | 4,4 | 5,3 | 1,8 | 1,8 | 1,6 | 2,9 | 3,0 | 1,3 |
Гистидин | 8,0 | 6,5 | 9,0 | 4,9 | 11,0 | 7,0 | 6,1 | 6,0 | 2,1 |
Сумма десяти незаменимых аминокислот | 158 | 144 | 147 | 120 | 144 | 98 | 126 | 128 | 34 |
Белки зернобобовых культур – сои, бобов, гороха, фасоли, люпина, вики и т. д. - могут быть использованы как добавка для обогащения незаменимыми аминокислотами других растительных белков, имеющих низкую биологическую ценность, например у злаковых растений.
Основными запасными белками зернобобовых растений являются глобулины, на долю которых в общем белковом комплексе семян приходится 60 – 70 %. Остальная часть представлена альбуминами. Большая часть глобулинов представлена двумя типами – легуминоподобными 11S-белками и вицилиноподобными 7S-белками, соотношение между ними в зрелом зерне чаще всего 2 : 1. Легумины и вицилины – запасные белки семян гороха, первые имеют молекулярную массу 300 – 360 тыс., вторые – 110 – 220 тыс. Как было выяснено, в семенах всех бобовых растений содержатся белки, сходные по многим свойствам с легуминами и вицилинами, - глицинин сои, фазеолин фасоли, конглютин люпина и др. Как правило, эти белки имеют довольно сложную четвертичную структуру, включающую от двух до двенадцати полипептидных субъединиц. Кроме глобулинов, в зерне зернобобовых содержатся белки альбумино-глютелинового типа. Большая часть альбуминов локализована в зародыше, а глютелины – в основном в семядолях, и они, по-видимому, представляют собой глобулины, связанные с углеводами.
Запасные глобулины семян зернобобовых культур, как и запасные белки злаков, синтезируются с участием 80S-рибосом, связанных с мембранами ГЭР, и откладываются в вакуолях клеток семядолей в виде айлероновых зёрен. По мере созревания семян, клетки семядолей заполняются айлероновыми и крахмальными зёрнами, другими запасными веществами.
Изучение биосинтетических процессов, происходящих в семенах бобовых при их созревании, показывает, что запасные белки образуются из аминокислот и амидов, поступающих из листьев и створок бобов. Начиная с фазы цветения, в этих органах усиливаются гидролитические процессы, и начинается отток образующихся продуктов распада в репродуктивные органы. Значительное количество аминокислот и амидов поступает в созревающие семена из корней, где атмосферный азот с помощью клубеньковых бактерий связывается, а затем восстанавливается до аммонийной формы.
На первых этапах формирования, в семенах содержится много небелковых азотистых веществ, структурных и каталитических белков, а запасных белков очень мало. В дальнейшем содержание небелковых азотистых веществ уменьшается и усиливается синтез запасных белков, однако общее количество белковых веществ в созревающем зерне почти не изменяется.
В процессе созревания в семенах заметно изменяется соотношение вицилино- и легуминоподобных белков. В незрелых семенах содержится очень много низкомолекулярных белков – вицилиноподобных глобулинов (до 70 % от общего количества запасных белков), а в более поздние фазы созревания усиливается синтез высокомолекулярных глобулинов – легуминоподобных белков. Общее количество белков в зрелом зерне зернобобовых культур обычно достигает 25 – 30 %, а в сое и люпине – 30 – 40 %.
Уреиды и другие азотистые соединения бобовых культур.
Уреиды – это производные мочевины CO (NH2)2, получаемые замещением атомов водорода в МН3-группах на ацилы карбоновых кислот. В растениях уреиды двигаются в листья, к месту фотосинтеза. Они являются одной из транспортных форм азота в растениях. Для многих представителей бобовых, способных „заболевать“ клубеньковыми азотфиксаторами (горох, люпин), транспортная форма азота — это амиды аспарагин и глутамин (N/C 0,5 и 0,4, соответственно).
У сои одной из транспортных форм азота является аллантоин, который тоже относят к уреидам. Аллантоин – глиоксалилдвумочевина, образуется при окислении мочевой кислоты, ферментом уриказой и является конечным продуктом обмена пуриновых оснований у большинства млекопитающих (кроме человека и др. приматов), а также у некоторых растений. Для ряда бактерий аллантоин - источник углерода и азота. Обнаружен у животных и человека (в жидкости аллантоиса, амниотической жидкости, моче и т. д.), а также в растениях. У земноводных и большинства рыб аллантоин превращается в аллантоиновую кислоту, а затем в мочевину и глиоксалат. Аллантоин по атомному соотношению N/C немногим уступает мочевине (1 против 2). Это хорошая нейтральная упаковка для азота. У других растений упаковка для азота менее ёмкая.
Амиды играют важную роль в жизни бобовых растений, и не только бобовых. В результате их образования не только обезвреживается аммиак, но одновременно запасается в тканях азот. Аспарагин и глутамин, как аспартат и глутамат, принимают участие в переаминировании. Амиды – транспортная форма азота, обеспечивающая его передвижение из одного органа в другой. И наконец, амиды стимулируют синтез белка.
А в заключении можно сказать, что зернобобовые культуры отличаются более высоким содержанием азотистых веществ, как в вегетативной массе, так и семенах. Эти особенности обусловлены способностью с помощью симбиотических микроорганизмов фиксировать молекулярный азот атмосферы и использовать его на синтез аминокислот и белка.
Токсические соединения бобовых культур.
Продукты зернобобовых содержат ряд антинутритивных и отчасти токсических субстанций, которые ограничивают их использование в питании человека и кормлении животных. (Табл.7)
Табл.7 Антинутритивные субстанции зернобобовых.
Антинутритивные вещества | Горох | Кормовые бобы | Соя | Фасоль | Чечевица | Люпин | Нут | Чина |
Фенольные соединения (кофейная, феруловая, салициловая кислоты) | - | + 0 | - | + 0 | + 0 | - | - | - |
Полифенолы (таннины) | (+) 0 | + 0 | - | (+) | + 0 | - | (+) | (+) |
Ингибиторы протеазы (ингибиторы трипсина) | + 0 | + 0 | (+) | + | - | - | + | + |
Фитохемаглутины (лектин) | - | + | (+) | + | - | - | - | - |
Фитин-протеин-соединения | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) |
Глюкопиранозиды (вицин, конвицин) | - | + 0 | - | - | - | - | - | - |
Алкалоиды (люпанин, спартеин, гидроксилюпанин, ангустифолин) | - | - | - | - | - | + 0 | - | - |
Цианогенные глюкозиды | - | - | - | (+) | (+) | - | - | - |
Сапонины | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | + | (+) |
___________________