Клейковина и клейковинные белки других злаков

28.10.2014

Из данных, приведенных ранее, видно, что зерновки злаков трибы пшеничных содержат глиадин и глютенин, т. е. клейковинные белки, примерно в тех же количественных соотношениях, что и пшеница. Уже из этого факта можно было сделать вывод о возможности формирования клейковины из муки ржи, ячменя и пырея. Тем не менее экспериментальное доказательство этого предположения было получено лишь относительно недавно. В 1920 г. клейковина была отмыта из зерна некоторых видов дикого ячменя. Эти данные не подвергались проверке до 1945 г., когда были обстоятельно изучены хлебопекарные свойства сортов культурного ячменя, показана возможность отмывания из него клейковины и исследованы ее свойства. В 1950-х годах были изучены условия формирования клейковины ржи и ячменя и показано отрицательное влияние на этот процесс пентозановой фракции муки. Глиадин и глютенин в зерне пырея и клейковина пшенично-пырейных гибридов были исследованы в связи с проблемой повышения содержания белка путем межродовой гибридизации, но более подробного изучении ее свойств проведено не было.
Всестороннему изучению подвергалась за последнее время клейковина ржи. На первом этапе исследований было показано, что после удаления водорастворимой фракции ржаной муки сумма клейковинных белков может быть извлечена слабыми растворами органических кислот. После нейтрализации кислоты до pH 5,9—6,4 из раствора выпадает типичный студень клейковины.
Эти данные были подтверждены в последующих работах. Было установлено, что добавление в нейтрализованный раствор 2 н, раствора хлористого натрия значительно повышает выход ржаной клейковины. В этих же исследованиях было показано, что из ржаной муки можно извлечь клейковину и при прямом отмывании из препаратов промежуточного белка, полученного фракционированием муки по плотности методом Гесса. Исследования показали, что основным препятствием для формирования клейковины при отмывании из замешенного ржаного теста является фракция пентозанов. Удаление их при повторном фракционировании муки по плотности позволяет отмыть клейковину с получением теоретически рассчитанных выходов. Опыты в обратном направлении, т. е. добавление к препаратам промежуточного белка компонентов ржаной муки, богатых пентозанами, подтвердили, что последние отрицательно воздействуют на процесс формирования клейковины. Если количество добавленных пентозанов превысит определенную границу, то клейковина не отмывается совсем. Вместе с этим было отмечено, что слизистые вещества ржи, содержащие пентозаны, оказывают определенное влияние на реологические свойства клейковины, увеличивая ее растяжимость. Опыты показали также, что клейковинные белки могут взаимодействовать со слизями, образуя растворимые в воде комплексы. Если дальнейшие исследования подтвердят это, то можно считать доказанным, что именно наличие пентозанов препятствует образованию клейковины ржи. Исследование образцов ржи различных сортов показало, что по качеству клейковины они значительно отличаются друг от друга. В таблице 61 приведены данные, характеризующие пределы колебания этих свойств у разных сортов ржи, выращенной в разных условиях. По-видимому, сказываются сортовые особенности, но вместе с тем влияет географический фактор. Так, если сорт ржи Вятка 2 и Зееландская, выращенные в Майкопе (Краснодарский край), имели клейковину с удельной растяжимостью соответственно 6,9 и 9,0 см/мин, то эти же сорта при выращивании в Ташкенте характеризовались величиной этого показателя 2,8 и 0,2 см/мин соответственно. Испытание одного и того же сорта в разных районах страны выявило, что клейковина ржи, выращенной на юге, обладает меньшей растяжимостью и большей упругостью.

Клейковина и клейковинные белки других злаков

Дальнейшее исследование показало, что основным фактором, влияющим на качество ржаной клейковины, является количество осадков, выпавших за период вегетации. Это было установлено при изучении 21 образца ржи, выращенной в 18 пунктах в течение двух лет. При более влажном вегетационном периоде клейковина получается более слабой.
Исследование аминокислотного состава клейковины ржи разного качества не могло выявить каких-либо различий между образцами. Отмечавшиеся незначительные колебания в содержании большинства аминокислот лежали в пределах погрешности анализа. Различия в содержании пролина, цистина, валина и глицина были достоверны, но обнаружить какую-либо закономерную связь этих различий с качеством клейковины не удалось.
При изучении соотношения белковых фракций ржи в сопоставлении с удельной растяжимостью клейковины была обнаружена некоторая связь этого показателя с содержанием глютенина, извлекаемого из муки слабой уксусной кислотой. Пониженное содержание глютенина отмечено в той муке, из которой отмывается клейковина, обладающая наибольшей растяжимостью (табл. 62). Этот вывод нуждается в дальнейшем экспериментальном подтверждении, поскольку в данном случае сопоставлялось качество отмытой клейковины с количеством глютенина, содержащегося в муке, а не непосредственно в клейковине.
Клейковина и клейковинные белки других злаков

Близкое сходство структуры клейковины пшеницы и ржи подтверждается также фактом влияния дейтерированной воды на свойства клейковинного комплекса. Клейковину ржи, отмытую из промежуточного белка, помещали в дейтерированную воду, что, как и в случае пшеничной клейковины, значительно укрепило ее. После часового пребывания в тяжелой воде продолжительность истечения через пластометр AB-1 увеличилась в восемь раз. Однако были отмечены и некоторые отличия в поведении пшеничной и ржаной клейковины при дейтерировании: первая продолжает повышать свою упругость и после 1 ч воздействия, тогда как вторая укрепляется в течение только первых 30 мин пребывания в тяжелой воде, а затем ее свойства остаются практически неизменными.
Оригинальный метод извлечения клейковины из ржаной муки, предложенный недавно, заключается в отмывании ее из смеси ржаной и пшеничной муки в соотношении 1:4. Количество клейковины, получаемой таким способом из ржи, соответствует содержанию в ней клейковинных белков, определенных методом прямой экстракции из муки.
На многих сортах ржи была подтверждена очень большая амплитуда изменений в содержании отмываемой клейковины: 6,5—26,2% сырой и 1,5—6,8% сухой. Отмечены также сильные колебания свойств сырой клейковины ржи. Так, удельная растяжимость варьировала для разных сортов в пределах от 1,7 до 22,0 см/мин.
Разработан метод непосредственного извлечения клейковины из ржаной муки после повторного извлечения раствором сернокислого калия в хлористом натре. Из остатка обработанной таким образом ржаной муки можно отмыть клейковину.
Несомненно, что более глубокое изучение клейковины ржи позволит вскрыть важные для понимания ее структуры особенности.
Клейковина сортов ячменя исследована еще очень мало. Имеющиеся данные касаются только количественного ее содержания, которое в значительной степени зависит от сорта этой культуры.
Клейковина и клейковинные белки других злаков

Из данных таблицы 63 видно, что существует некоторая положительная связь между общим содержанием белка и выходом клейковины. При этом количество отмываемой из ячменной муки клейковины не соответствует содержанию в ней клейковинных белков. Вероятно, это объясняется присутствием в ячмене слизистых веществ, близких по своим свойствам к слизям ржи и затрудняющим формирование клейковины. Экспериментально этот вопрос не был исследован.
Изучение клейковины ржи, ячменя, разных видов пырея в тех же аспектах, что и пшеницы, могло бы привести к получению результатов, представляющих интерес для проблемы клейковинного комплекса вообще.
Совершенно не изучены причины отсутствия клейковинного комплекса в зерновках злаков, относящихся к другим трибам этого семейства. Все они содержат белковые вещества типа глиадина и глютенина, хотя и отличающиеся от пшеничных по своей растворимости. Особенно это относится к проламинам. Известно также, что примесь муки кукурузы, сорго, проса и овса оказывает резко выраженное отрицательное влияние на реологические свойства пшеничного теста, но в какой мере оно обусловлено свойствами белковых веществ примесей и как последние влияют на пшеничную клейковину, пока еще неизвестно. Возможно, что проламииы и глютелины зерна других триб злаковых могут отличаться от пшеничных и по своей структуре. Некоторые авторы считают, что наиболее сильные различия отмечаются именно в свойствах глютелинов. В частности, предполагают, что молекулы глютелина овса и кукурузы не способны образовывать непрерывную структуру в тесте вследствие наличия большого количества поперечных связей между молекулами белка. В отношении глютелина сорго считают, что молекулы его слишком невелики, чтобы образовывать сетчатую структуру.
Несомненно, что для решения этой интересной и важной для практики проблемы необходимо провести разносторонние исследования. Для изучения возможности получения клейковины из зерна других злаков, кроме пшеницы, ржи и ячменя, следует использовать два метода;
1) получение препаратов промежуточного белка эндосперма различных злаков и исследование взаимодействия их с промежуточным белком пшеницы;
2) метод синтетической клейковины,
Для проведения этих исследований следует получить проламины и глютелины соответственно пшеницы, кукурузы, сорго, проса и овса. При этом необходимо избегать воздействий, денатурирующих белок, в частности для экстракции глютелинов не применять щелочи. Полученные препараты должны быть смешаны в соотношении 1:1 по схеме:
глиадин пшеницы + глютенин пшеницы
глиадин пшеницы + глютенин кукурузы, сорго, овса
глютенин пшеницы + глиадин кукурузы, сорго, овса и т. д.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: