Аминокислотный состав и биологическая ценность белка в различные фазы развития зерновок

10.05.2015

В процессе развития зерна аминокислотный состав суммарного белка зерна, особенно у кукурузы, значительно изменяется. Такое изменение может быть обусловлено двумя причинами: 1) изменением соотношения в содержании отдельных белков, так как они различаются по аминокислотному составу; 2) изменением аминокислотного состава самих белков. В настоящем разделе будет рассмотрено, насколько значительны изменения аминокислотного состава зерна в ходе его развития и в какой мере они обусловлены той или другой причиной.
Изменения содержания аминокислот в суммарном белке зерна кукурузы в ходе его развития показаны в табл. 11. Определение аминокислот проводилось микробиологическим методом.
Содержание всех аминокислот (в % к сухому весу зерна), как это видно из данных табл. 11, повышалось с 10 до 16-го дня после цветения. Затем содержание различных аминокислот изменялось по-разному. Изменение соотношения отдельных аминокислот в ходе развития зерна более четко видно во второй части табл. 11, где содержание аминокислот выражено в г на 1 г азота. Относительное содержание таких важнейших незаменимых аминокислот, как лизин, метионин и триптофан, в ходе созревания зерна снижалось. Содержание лейцина к концу созревания повысилось почти в четыре раза. Также значительно увеличилось количество аргинина, изолейцина и фенилаланина. Аналогичные результаты по изменению содержания аминокислот в зерне кукурузы в ходе его развития получил Масловский, который, кроме того, отмечает снижение содержания валина.

Аминокислотный состав и биологическая ценность белка в различные фазы развития зерновок

Из рассмотренных данных видно, что в ходе развития зерна в нем повышалось содержание тех аминокислот, которые в значительных количествах входят в состав зеина; содержание же таких аминокислот, которые отсутствуют в зеине или имеются в незначительных количествах, наоборот, при созревании снижалось. Следовательно, изменение аминокислотного состава суммарного белка зерна в ходе его развития происходит в основном за счет изменения соотношения различных белков в зерне. По-видимому, изменения в белках кукурузного зерна в процессе его развития, как и в белках эндосперма пшеницы являются больше количественными, чем качественными.
Однако и аминокислотный состав отдельных белковых фракций, по данным В.Г. Конарева и сотр., не остается постоянным. Существенной чертой этих изменений, особенно для альбуминов и глобулинов, является уменьшение основных и прирост кислых аминокислот. В альбуминах к полной спелости уменьшалось содержание лизина, аргинина, гистидина, тирозина и увеличивалось содержание глютаминовой кислоты. В глобулинах увеличивалось содержание дикарбоновых аминокислот и уменьшалось содержание тирозина, триптофана, метионина и основных аминокислот. В глютелинах увеличивалось содержание лизина, цистина, триптофана, фенилаланина и лейцина.
У пшеницы соотношение в содержании аминокислот в суммарном белке в ходе развития зерна также изменяется. В табл. 12 приведены данные Дженнингса и Мортона по содержанию аминокислот в суммарном белке и во фракции небелкового азота эндосперма.
Аминокислотный состав и биологическая ценность белка в различные фазы развития зерновок

В ходе развития зерна в суммарном белке повышалось содержание глютаминовой кислоты и амидного азота (в два раза), а также пролина. Содержание лизина, аргинина, аспарагиновой кислоты, аланина и некоторых других аминокислот снижалось. Примерно такие же результаты по изменению содержания аминокислот в белке зерна при созревании получил недавно X.Г. Mypcи на пшенице сорта Краснозерная, но с той лишь разницей, что, по его данным, содержание аспарагиновой кислоты и аланина не снижалось, но заметно уменьшалось количество тирозина.
Изменения в содержании аминокислот в суммарном белке эндосперма пшеницы при созревании происходят главным образом за счет изменения в нем соотношения белковых фракций, хотя и аминокислотный состав седельных фракций также несколько изменяется (табл. 13).
Аминокислотный состав и биологическая ценность белка в различные фазы развития зерновок

Изменения в содержании аминокислот, как видно из данных табл. 13, происходят главным образом во фракции, экстрагируемой 0,01 M растворов пирофосфата натрия и во фракции, растворимой в 0,1 н. растворе едкого натра. Соотношение же аминокислот во фракции, экстрагируемой в 0,05 н. уксусной кислоте, в ходе развития зерна не изменяется. Эта фракция, в которую входят запасные белки, отличается от двух других фракций более высоким содержанием глютаминовой кислоты (20%), пролина (12 %) и амидов (24%).
Электрофоретические исследования показали, что белковая фракция, экстрагируемая пирофосфатным буфером, состоит преимущественно из белков, быстро двигающихся на крахмальном геле, в то время как белки, экстрагируемые уксусной кислотой, состоят преимущественно из медленно двигающихся компонентов. В ходе развития зерна в этих белковых фракциях не было заметных изменений по составу компонентов белка. Начиная с 18-го дня после цветения и до созревания зерна в обеих белковых фракциях присутствовали все компоненты. Однако в пробе, взятой на 13-й день, в пирофосфатной фракции отсутствовали медленно двигающиеся компоненты, а в белке, растворимом в уксусной кислоте, было более высокое содержание быстро двигающихся компонентов. Таким образом, изменения в белках эндосперма в ходе созревания являются больше количественными, чем качественными.
Еще раньше А. Кизель и сотр. показали, что уже на ранних стадиях отложения в семени запасного белка он в основном сформирован по своему аминокислотному составу. Вместе с тем по мере созревания наблюдались определенные изменения в содержании некоторых аминокислот. В глиадине увеличивалось содержанке гистидина и триптофана и переходяще изменялось содержание аргинина. В альбумине происходило увеличение содержания гистидина и тирозина, в меньшей степени изменялось содержание аргинина. При послеуборочном дозревании заметно уменьшалось количество тирозина. Эти изменения хотя и незначительны, но определенны и касаются только некоторых аминокислот — гистидина, триптофана, тирозина и аргинина.
Изменения аминокислотного состава белковых фракций в процессе развития зерна связаны с изменением соотношения компонентов белка. В частности, на ранних этапах развития зерна кукурузы во фракциях альбуминов и глобулинов преобладают конституционные (каталитические и структурные) белки цитоплазмы и ядра, а на более поздних фазах — запасные. В подтверждение этому В.Г. Конарев и др. приводят данные по содержанию нуклеиновых кислот в отдельных белках.
В ходе созревания зерна происходят глубокие изменения не только в качественном составе запасных белков, но также крахмала и жиров. Так, в крахмале в процессе созревания зерна соотношение амилоза : амилопектин смещается в сторону увеличения амилозы, что, в свою очередь сказывается на ряде структурных и физико-химических свойств крахмала, на его атакуемости ферментами. Ю.В. Перуанским было показано, что атакуемость крахмала кукурузного зерна ранних фаз развития выше, чем поздних.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: