Белковые вещества входящие в состав зерна

15.07.2015

В состав всякого живого организма входят белковые вещества; они в отличие от углеводов, кроме углерода, водорода и кислорода, содержат еще азот, в среднем около 16%. Кроме этих четырех важнейших элементов, в состав белков входят в небольших количествах фосфор, сера и металлы (Ca, Mg, К, Na и др.).
Фридрих Энгельс, отмечая первостепенную роль белков в жизненных процессах, писал: «Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
Белки синтезируются растениями путем так называемой ассимиляции, используя углекислоту воздуха, воду и минеральные азотистые вещества почвы; это происходит при участии солнечного света и зеленого вещества листьев — хлорофилла. Растения синтезируют не только белки, но углеводы и жиры. Животные, которым требуются белки для построения тканей организма, используют для этой цели белки растений или других животных — сами они не могут синтезировать белки путем ассимиляции.
Молекулы белков весьма сложны и определенных формул для них пока не установлено. При гидролизе белков кислотами средней концентрации получаются различные аминокислоты, вещества типа R-COOH-NH2, где COOH — карбоксильная группа (кислотная), а NH2 — аминная группа (щелочная), а под знаком R подразумевают различные органические остатки. Примеры аминокислот: аминоуксусная кислота CH2NH2COOH, аминопропионовая кислота C2H5NH2CООH. По составу аминокислот и их процентному содержанию белки различных пищевых продуктов неодинаковы.
Полагают, что белки образуются из аминокислот путем их полимеризации (соединения). Всего изучено около 30 аминокислот, по из них только 10 оказались незаменимыми или несинтезируемыми, т. е. такими, которые не могут быть образованы организмом человека из других аминокислот. Поэтому белки, которые содержат эти 10 аминокислот в достаточном количестве, называют полноценными, а те, в которых недостает одной или нескольких из этих незаменимых аминокислот, относят к неполноценным белкам. Наиболее полноценными белками признают животные белки (мяса, рыбы, яиц, молока): в них необходимые организму аминокислоты содержатся в соотношении, близком к тому, в каком они требуются организму. Белки растительные по этому показателю, за небольшими исключениями, менее полноценны: они или не содержат той или иной незаменимой аминокислоты, или содержат все нужные аминокислоты, но не в том соотношении, как это требуется для организма человека. К этому последнему виду принадлежат и белки большинства хлебных злаков.
Общие свойства белков. Белки содержат в своем составе кислотную (-СООН) и щелочную (-NH2) группы и поэтому могут давать соли и с кислотами, и со щелочами. Они, как говорят, амфотерны.
Для белков найдены характерные цветные реакции (биуретовая, ксантопротеновая и др.).
Белки с водой способны давать коллоидные растворы, так называемые гели (студни). Из растворов белки осаждаются под действием некоторых солей и гидратов окислов металлов.
Под действием высоких температур белки изменяют свои природные свойства — денатурируются (теряют способность растворяться, набухать, т. е. поглощать воду, и в них происходит ряд других изменений).
Под действием протеолитических ферментов белки расщепляются на более простые вещества — пептоны, полипептиды, аминокислоты. Под действием некоторых групп бактерий белки загнивают, т. е. разлагаются с выделением дурно пахнущих веществ (сероводорода, меркаптанов, скатола, индола и др.).
Классификация белков. Различают белки простые и сложные, иначе протеины и протеиды.
Простые белки при полном гидролизе дают только аминокислоты, а при гидролизе сложных белков, кроме аминокислот, получаются еще и другие вещества (углеводы, красящие вещества, нуклеиновая кислота).
В зернах хлебных злаков содержатся преимущественно простые белки, лишь в белках зародыша находятся и сложные белки, связанные с нуклеиновой кислотой.
Простые белки по их растворимости делят на альбумины, глобулины, проламины и глютелины.
Альбумины — белки, растворимые в дистиллированной воде. При нагревании растворов до 70—80° альбумины свертываются (коагулируют). В пшенице и ржи альбуминов мало (0,3—0,5%), их больше в семенах гречихи и различных бобовых культур.
Глобулины — белки, растворимые в слабых (3—5%-ных) растворах нейтральных солей (NaCl, KaSO4 и др.). В пшенице и ржи глобулинов содержится примерно вдвое больше, чем альбуминов (0,6—0,8%), значительнее содержание их в овсе и еще больше в семенах бобовых культур. Глобулин овса называется авеналином, а глобулин бобовых — легумином. Растворы глобулинов также свертываются при нагревании.
Проламины — белки, растворимые в 70%-ном спирте (только проламин кукурузы хорошо растворим и в 93%-ном спирте). Эти белки особенно характерны для зерен злаковых культурных растений — они составляют свыше 40% от всего количества их белков. Проламин пшеницы и ржи называется глиадин, ячменя — гордеин, овса — авенин, кукурузы — зеин.
Глютелины — белки, растворимые в разбавленных щелочах (0,2%-ных) и кислотах; этих белков также много в зернах злаковых; в пшенице их почти столько же, сколько проламинов. Глютелин пшеницы назван глютенином.
Глютенин и глиадин пшеницы, набухая в воде (в тесте), способны образовывать эластичную массу, называемую клейковиной. Ее можно выделить, промывая тесто под струей воды и проминая при этом пальцами. Клейковина — упругое эластичное вещество; она обусловливает подъем теста и, следовательно, хлебопекарные качества муки.
Небелковых азотистых веществ в зернах злаковых содержится немного (10—25% от общего количества азотистых веществ); в эту группу входят свободные аминокислоты (не в белках), амиды кислот, неорганические азотистые вещества (соли аммония азотистой и азотной кислот) и др. Небелковых веществ больше в недозрелом зерне, особенно в ранние стадии зрелости зерна, а также в зерне проросшем и подвергавшемся порче от различных причин.
Содержание азотистых веществ в зерне зависит от многих причин; прежде всего и больше всего оказывают влияние условия роста и созревания растения: климат, пагода, почва, удобрения, вносимые к нее, а затем уже вид и сорт растения. Средним содержанием азотистых веществ в зерне можно считать 14—15%. Богаты ими бобовые культуры, в которых содержится 25—30% азотистых веществ, беднее других рис — он содержит обычно не более 10% азотистых веществ.
Так как белки среди всех азотистых веществ зерна занимают почти 90%, а иногда и больше, то принято определять содержание общего азота и затем весь азот условно пересчитывать на белки (принимают, что в белках а среднем содержится 16% азота, и потому умножают количество азота на коэффициент 6,25= 100/16). Для пшеницы и пшеничной муки принимают коэффициент 5,7, исходя из того, что в белках пшеницы содержится азота не 16%, а 17,5% 100/17,5 = 5,7).
На содержание белка оказывает влияние район произрастания зерновых культур; в пшенице, ржи и других культурах южных и восточных районов наблюдается повышение содержания белков в зерне за счет снижения крахмала и других веществ. На составе бобовых культур влияние климатических условий сказывается в меньшей мере.