Биохимические принципів формування якості зерна бобовых

Биохимические принципів формування якості зерна бобовых.

Порівняльний хімічний склад зерна бобовых.

Вуглеводи бобових культур

Ліпіди бобових культур

Нагромадження білків у насінні бобових культур

Уреиды та інші азотисті сполуки бобових культур

Токсичні сполуки бобових культур

Заключение

.

Список використаної литературы.

Контрольні вопросы:

1.Сравнительный хімічний склад зерна бобовых.

2.Углеводы бобових культур.

3.Липиды бобових культур.

4.Накопление білків у насінні бобових культур.

5.Уреиды та інші азотисті сполуки бобових культур.

6.Токсические сполуки бобових культур.

Семена зернобобових значною мірою задовольняють людській потребі і тварин за углеводах, вітамінах, особливо групи У та О, почасти й в жирі (особливо соя) й у білці. Щодо мінеральних речовин зазначено високий вміст фосфору і калію, тоді, як зміст кальцію, як і в мятликовых зернових, — низька. Семена зернобобових відносять, завдяки вище названим властивостями, до найціннішим концентрованим кормів. Але слід врахувати, що біологічний цінність білка зернобобових проти тваринам білком щодо низька. Це пов’язано з насамперед із тим, що білок зернобобових містить з незамінних амінокислот менше серосодержащих (метіонін і цистин), і навіть триптофана.

Вуглеводи бобових культур.

Основні вуглеводи, що визначають якість зерна зернобобових культур, — це крохмаль, геміцелюлози, клітковина. Зміст крохмалю у насінні різних зернобобових культур коливається не більше 40 — 55%, в сої і люпине її дуже мало — у яких накопичуються інші запасні речовини. Склад крохмалю в багатьох бобових культур приблизно такою самою, як в злаків, — на 20 — 30% він представлений амилозой і 70 — 80% - амилопектином. (табл.4) Молекули обох складових частин крохмалю різняться у своєму будову і вже цим за своїми функцій. Розгалуження молекул амилопектина і губчатий їх структура — причина те, що крохмаль має здатність набрякання і склеювання. Неразветвлённые молекули амилозы утворюють линеарную структуру, як та, що є в пластмассах типу поліетилену і поліпропілену. При термопластичному обробці подібного крохмалю за способом экструзии можна було одержати пластмассоподобные, але біологічно рециклируемые матеріали, якими усунути пластмаси.

Табл.4 Склад крохмалю у насінні культурних растений.

Вигляд чи форма.

Зміст крохмалю в.

Амилозе, %.

Амилопектине, %.

Горох мозговой.

До 85.

Горох лущильный.

Кормові бобы.

Кукуруза.

Амило-кукуруза.

До 70.

Пшеница.

Картофель.

У дозріваючих насінні запасний крохмаль та інші полісахариди синтезуються з цукрів, які виникають в листі, соціальній та стулках бобів, у яких багато моносахаридов і крохмалю. У процесі наливання зерен крохмаль в стулках бобів розпадається, які утворюються продукти вступають у насіння. У листі тим часом також посилюється розпад структурних полисахаридов (гемицеллюлоз, пектиновых речовин) і асиміляційного крохмалю. У процесі розпаду цих речовин поруч із моносахаридами та його фосфорними ефірами утворюється багато сахарозы.

На перших етапах дозрівання насіння внаслідок посиленого відпливу вуглеводів з вегетативної маси накопичується багато цукрів (до 30% сухий маси), а крохмалю міститься обмаль. Інтенсивний синтез крохмалю починається під час наливання зерен, а концентрація цукрів у насінні знижується: утворюються інші полісахариди. Від фази восковій до спілості в зерні поступово знижується інтенсивність синтезу крохмалю внаслідок скорочення надходження вуглеводів з листьев.

У зародышах насіння зернобобових культур накопичується значну кількість цукрів, які у основному сахарозой, а оболонках насіння синтезується багато клітковини і пентозанов. Загальне зміст клітковини у насінні бобових зазвичай становить 3 — 6%, а в деяких культур може становити 10 — 15%. У люпину у процесі дозрівання насіння синтезується багато гемицеллюлоз і пектиновых веществ.

Ліпіди бобових культур.

Більшість бобових культур вміст у зерні ліпідів становить дві - 3%, вони у основному представлені жирами і фосфоглицеридами, які локалізовано переважно у зародку. У семядолях синтезуються структурні ліпіди. В окремих бобових рослин (нут, соя, люпин) у насінні може накопичуватися значно більше ліпідів, переважно по рахунок синтезу жирів. Як багато жиру міститься у зерні сої (18 — 25%), що має які з вегетативних органів вуглеводи використовуються не так на синтез крохмалю, але в освіту ацилглицеринов, у зв’язку з ніж соя не лише высокобелковой, а й олійною культурою. Семена люпину доки використовують із виробництва масел, хоча вміст олії і важливих жирних кислот з погляду придатності для харчових і технічних цілей (прості й багато разів ненасичені жирні кислоти) неплохое.(табл.5).

Табл.5 Склад жирних кислот найважливіших рослинних масел.

Масло.

Насичені жирні кислоты.

Просто ненасичені жирні кислоты.

Багаторазово ненасичені жирні кислоты.

Линолевая кислота.

Линоленовая кислота.

Сои.

Люпину жёлтого.

Нагромадження білків у насінні бобових культур.

Семена зернобобових мають порівняно з усіма зерновими завдяки симбіозу з клубеньковыми бактеріями, які можуть фіксувати азот з повітря, найвищу зміст сирого протеїну. Воно від двох до чотирьох разів більше, ніж у зерні мятликовых зернових. Можливі врожаї протеїну у головних видів зернобобових можна вдвічі вищий, ніж в мятликовых зернових, причому сирої протеїн складає в них практично цілком справжній белок.

Бєлки насіння зернобобових рослин добре збалансовані за змістом незамінних амінокислот і тому мають високу біологічну живильне цінність. Особливо це ставитися до такої культурі, як соя, в білках якої концентрація незамінних (крім метіоніну і триптофану) амінокислот значно вища, ніж потрібно за нормами харчування людини чи годівлі сільськогосподарських животных.

Табл.6 Зміст незамінних амінокислот у насінні зернових бобових культур, г/кг сухого вещества.

Аминокислота.

Соя.

Фасоль.

Чечевица.

Горох посевной.

Люпин жёлтый.

Боби кормовые.

Чину 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.

Сума десяти незамінних аминокислот.

Бєлки зернобобових культур — сої, бобів, гороху, квасолі, люпину, вики тощо. буд. — можна використовувати як добавка для збагачення незамінними амінокислотами інших рослинних білків, мають низьку біологічну цінність, наприклад у злакових растений.

Основними запасними білками зернобобових рослин є глобулины, долю яких загалом білковому комплексі насіння доводиться 60 — 70%. Решта представлена альбуминами. Більшість глобулінів представлена двома типами — легуминоподобными 11S-белками і вицилиноподобными 7S-белками, співвідношення з-поміж них у зрілому зерні найчастіше 2: 1. Легумины і вицилины — запасні білки насіння гороху, перші мають молекулярну масу 300 — 360 тис., другі - 110 — 220 тис. Як з’ясовано, у насінні всіх бобових рослин містяться білки, подібні за багатьма властивостями з легуминами і вицилинами, — глицинин сої, фазеолин квасолі, конглютин люпину та інших. Зазвичай, ці білки мають досить складну четвертичную структуру, що включає від двох до дванадцяти полипептидных субодиниць. Крім глобулінів, в зерні зернобобових містяться білки альбумино-глютелинового типу. Більшість альбумінів локалізована в зародку, а глютелины — переважно у семядолях, і вони, очевидно, є глобулины, пов’язані з углеводами.

Запасні глобулины насіння зернобобових культур, як і запасні білки злаків, синтезуються з участю 80S-рибосом, що з мембранами ГЭР, і відкладаються в вакуолях клітин семядолей як айлероновых зерен. Принаймні дозрівання насіння, клітини семядолей заповнюються айлероновыми і накрохмаленими зёрнами, іншими запасними веществами.

Вивчення биосинтетических процесів, які у насінні бобових за її дозріванні, показує, що запасні білки утворюються з амінокислот і амідів, надходили з листя і стулок бобів. Починаючи з фази цвітіння, у тих органах посилюються гидролитические процеси, і розпочинається відтік які виникають продуктів розпаду в репродуктивні органи. Багато амінокислот і амідів вступає у що дозрівали насіння з коріння, де атмосферне азот з допомогою клубеньковых бактерій пов’язується, та був відновлюється до аммонийной формы.

На перших етапах формування, у насінні міститься багато небілкових азотистих речовин, структурних і каталітичних білків, а запасних білків обмаль. Надалі зміст небілкових азотистих речовин зменшується посилюється синтез запасних білків, проте загальна кількість білкових речовин, у созревающем зерні майже изменяется.

У процесі дозрівання у насінні помітно змінюється співвідношення вицилиноі легуминоподобных білків. У незрілих насінні міститься дуже багато низькомолекулярних білків — вицилиноподобных глобулінів (до70% від загальної кількості запасних білків), а пізніші фази дозрівання посилюється синтез високомолекулярних глобулінів — легуминоподобных білків. Загальна кількість білків у зрілому зерні зернобобових культур зазвичай сягає 25 — 30%, а сої і люпине — 30 — 40%.

Уреиды та інші азотисті сполуки бобових культур.

Уреиды — це похідні сечовини CO (NH2)2, одержувані заміщенням атомів водню в МН3-группах на ацилы карбонових кислот. У рослинах уреиды рухаються в листя, доречно фотосинтезу. Вони є одній з транспортних форм азоту в рослинах. Багатьом представників бобових, здатних «хворіти» клубеньковыми азотфиксаторами (горох, люпин), транспортна форма азоту — це аміди аспарагин і глутамин (N/C 0,5 і 0,4, відповідно).

У сої одній з транспортних форм азоту є аллантоин, що теж належать до уреидам. Аллантоин — глиоксалилдвумочевина, утворюється під час окислюванні сечовий кислоти, ферментом уриказой і є кінцевою продуктом обміну пуриновых підстав в багатьох ссавців (крім чоловіки й ін. приматів), і навіть в деяких рослин. Для низки бактерій аллантоин — джерело вуглецю та азоту. Виявлено у тварин і людини (в рідини аллантоиса, амниотической рідини, сечі тощо. буд.), соціальній та рослинах. У земноводних і більшості риб аллантоин перетворюється на аллантоиновую кислоту, потім у сечовину і глиоксалат. Аллантоин по атомному співвідношенню N/C небагатьом поступається мочевине (1 проти 2). Це хороша нейтральна упаковка для азоту. В інших рослин упаковка для азоту менш ёмкая.

Аміди відіграють істотне значення у житті бобових рослин, але тільки бобових. У результаті їхніх освіти як знешкоджується аміак, але водночас запасається в тканинах азот. Аспарагин і глутамин, як аспартат і глутамат, беруть участь у переаминировании. Аміди — транспортна форма азоту, забезпечує його пересування вже з органу на інший. І, насамкінець, аміди стимулюють синтез білка.

На укладанні можна сказати, що зернобобові культури відрізняються вищим змістом азотистих речовин, як і вегетативної масі, і насінні. Ці особливості обумовлені здатністю з допомогою симбиотических мікроорганізмів фіксувати молекулярний азот атмосфери і використати його на синтез амінокислот і белка.

Токсичні сполуки бобових культур.

Продукти зернобобових містять низку антинутритивных й почасти токсичних субстанцій, які обмежують їх використання у харчуванні чоловіки й годівлі тварин. (Табл.7).

Табл.7 Антинутритивные субстанції зернобобовых.

Антинутритивные вещества.

Горох.

Кормові бобы.

Соя.

Фасоль.

Чечевица.

Люпин.

Нут.

Чина.

Фенольные сполуки (кавова, феруловая, саліцилова кислоты).

;

+ 0.

;

+ 0.

+ 0.

;

;

;

Поліфеноли (таннины).

(+) 0.

+ 0.

;

(+).

+ 0.

;

(+).

(+).

Інгібітори протеази (інгібітори трипсина).

+ 0.

+ 0.

(+).

;

;

Фитохемаглутины (лектин).

;

(+).

;

;

;

;

Фитин-протеин-соединения.

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

Глюкопиранозиды (вицин, конвицин).

;

+ 0.

;

;

;

;

;

;

Алкалоїди (люпанин, спартеин, гидроксилюпанин, ангустифолин).

;

;

;

;

;

+ 0.

;

;

Цианогенные глюкозиды.

;

;

;

(+).

(+).

;

;

;

Сапонины.

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

(+).

___________________.

+ - значне зміст; (+) — незначне зміст; - - немає даних; 0 — сорти з низьким і дуже низьким змістом (нульові сорти) есть.

Вони почасти сконцентровано у лушпинні і семядолях. Ці сполуки чи знижують переваримость продуктів (таннины, інгібітори трипсина, Фитохемаглутины, сапонины) чи високих концентраціях виявляють токсично впливає (алкалоїди, Цианогенные гликозиды).

Різними способами обробки насіння (почасти простий варкою чи зняттям шкірки) можна видалити ці речовини чи знешкодити їх. Способи для технічного видалення алкалоїдів з учорашнього насіння поки економічно не окупаються. Крім цього в більшості видів існують сорти з низьким або дуже низьким змістом (нульові сорти) цих речовин. Так, белоцветущие чи белокожуристые сорти є практично вільними від таннина. Існують сорти білого, жовтого і вузьколистого люпину з низьким змістом алкалоїдів (табл.8).

Табл.8 Зміст алкалоїдів в різних видів люпина.

Вид.

Зміст алкалоїдів в сухих насінні, %.

Люпинин.

Гидроксилюпинин.

Спартеин.

Ангустифолин.

Алкалоїди, всего.

Гіркі формы.

Бідні алкалоидные формы.

Гіркі формы.

Бідні алкалоидные формы.

Гіркі формы.

Бідні алкалоидные формы.

Гіркі формы.

Бідні алкалоидные формы.

Гіркі формы.

Бідні алкалоидные формы.

Білий люпин.

1,209.

0,014.

0,608.

0,029.

;

;

;

0,003.

1,817.

0,046.

Жовтий люпин.

0,506.

0,02.

;

;

0,315.

;

;

;

0,821.

0,04.

Узколистный люпин.

0,523.

0,016.

0,672.

0,029.

;

;

0,136.

0,004.

1,331.

0,049.

У маленьких дозах з цих біоактивних речовин мають позитивний вплив для здоров’я людини (табл.9). Токсичність антинутритивных речовин, які у насінні зернобобових, не можна змішувати з дією мікотоксинів, що є токсичними метаболітами обміну речовин мікроорганізмів, вражаючих насіння зернобобових і продукти їхньої переробки. На арахисе та її жмыхах зустрічаються передусім афлатоксин (якщо грибом Aspergillus flavus), на соєвому жмыхе — цеараленон (якщо грибами роду Fusarium). Хвороба люпиноз, що викликає в тварин смертельні захворювання печінці та нирок, викликається не алкалоїдами люпину, а грибом Phomopsis leptostromiformes, який паразитує на соломі і стерні люпина.

Табл.9 Дія біоактивних речовин зернобобових для здоров’я человека.

Біоактивні вещества.

Биоактивно позитивне действие.

Запобігання чи гальмування ракообразования.

Антимикробное.

Антиоксидантное.

Поліпшення плинності крови.

Активизирующее дію на імунну систему.

Гальмування воспалений.

Що Регулює дію на тиск крові.

Знижує дію утримання холестерина.

Що Регулює дію утримання глюкози в крови.

Монотерпены.

Завдяки змісту біоактивних вторинних рослинних речовин, вітамінів і мінералів, зернобобові споживають у зеленому статки у ролі овочів, наприклад, мозкові і цукрові форми гороху, крупнозёрные форми кормових бобів, квасоля, соя, нут і чину. Зазвичай, їх споживають у варёном стані. Широко вживають прорості насіння зернобобових в свіжому вигляді й в салатах.

Спроби використовувати зернобобові як поновлюване сировину для хімічної промисловості та фармацевтичної промисловості поки ще стадії досліджень. Дослідження досліджують напрямі екстракції вторинних рослинних речовин для біологічних препаратів за захистом рослин (екстракти з гірких люпинов) й у застосування до медицини. Лецитины екстрагують з учорашнього насіння сої (зміст 2,03%) і з вузьколистого люпину (2,19%), галактаны беруть із білого люпина.

Заключение

.

Наприкінці можна сказати, що значення зернобобових у світі велике. Їх виробляють безпосередньо для харчування чоловіки й годівлі тварин. Вони також широко використовують у промисловості. Слід відзначити їхнє високе значення, як джерело білка, за багатьма показниками не поступався тварині. А з цим наявність високого кількості вітамінів, жирів і біологічно активних речовин зробила їх незамінними для человека.

Список використаної литературы.

1. Новиков М. М. Фізіолого-біохімічні основи формування якості врожаю сільськогосподарських культур. Москва, видавництво МСХА, 1994 г.

2. Павловська Н. Е., Задорін А.Д. Білковий комплекс зернобобових культур та шляхи підвищення його якості. Орел, 2003 г.

3. Петро І. та інших. Формування врожаю основних сільськогосподарських культур. Москва, Колос, 1984 г.

4.Шпаар Д., Эллмер Ф., Постніков А., Таранухо Р. та інших. Зернобобові культури. Мінськ, «ФУАинформ», 2000 г.