Дослідження фракційного складу білків насіння амаранту

Про білок амаранту написано багато статей. Вони буквально вихваляють його, описуючи, як найбільш якісний і близький до ідеального, що перевершує за своїми показниками навіть білок молока, не кажучи про рослинний білок з інших культур.

Сьогодні ми хочемо ознайомити вас з матеріалом, який підготували співробітники Національного університету харчових технологій Шаповаленко О.І. д.т.н., проф., Янюк Т.І. к.т.н., доц., Грюнвальд Н.В. асп. У ньому наводяться дані досліджень фракційного складу білків насіння амаранту.

Зокрема, в роботі описана детальна класифікація простих білків зернових культур, розповідається про принцип методу визначення білкових фракцій і результати досліджень фракційного складу білка насіння амаранту. Автори роботи демонструють порівняння фракційного складу білка:

• борошна з жита;
• борошна з пшениці;
• насіння амаранту.

Вся наведена інформація — цікава і корисна. Дозволяє зрозуміти всі особливості амаранту і оцінити його користь для організму.

Чому проводилися такі дослідження

Білки займають особливе становище серед усіх сполук, що входять до складу будь-якого живого організму. Саме вони формують основний субстрат, в якому здійснюються досить складні процеси обміну речовин, безпосередньо надає вплив на існування організму.

Білки являють собою складні високомолекулярні сполуки, до складу яких входять карбон, азот, кисень, сірки, водень, і іноді і фосфор.

Білкові речовини злаків, різні за властивостями, що містять таку кількість цих елементів (у відсотках):

• карбону 51,0-53,0;
• кисню 21,0-23,0;
• азоту 16,5-18,5;
• водню 6,8-6,9.

У рослинах білки виконують абсолютно різні функції, найбільш важливими і цінними з яких є:

• каталітична;
• запасна;
• захисна;
• структурна.

Найбільшу частину білків зерна злакових і бобових (до 80%) складають так звані запасні білки. Вони накопичуються в зернах, злаках безпосередньо в момент розвитку зерна. Ці білки є вкрай важливими, оскільки необхідні для зародка, що розвивається на початкових етапах проростання.

Кожен білок характеризується не тільки послідовністю окремих амінокислот в молекулі білка і їх кількісним співвідношенням, а й структурними особливостями вищих порядків (ступенем скрученості, полімерності).

Фізико-хімічний стан білків в тканинах насіння і в вегетативних органах залежить від ступеня рухливості і характеру зв’язку білків один з одним, з водою і з іншими речовинами клітин.

Ці зв’язки визначають собою таку біологічну властивість, яка не може бути пояснена складом і властивостями виділених і очищених препаратів білка. Слід зазначити, що властивість, обумовлена взаємодією білків з іншими речовинами, має велике біологічне і практичне значення.

Всі природні білки (протеїни) підрозділяють на два великі класи: прості і складні. Прості білки гідролізуються кислотами або лугами і не дають при гідролізі інших органічних і неорганічних сполук. Вони складаються тільки із залишків α-амінокислот.

Для зерна більшості злакових і бобових культур фракційний склад білка відомий і досить широко описаний. Але інформація про нові культури, які тільки почали застосовуватися у виробництві харчових продуктів, дуже коротка або майже відсутня.

Чому так важливо вивчити білок насіння амаранту

Для насіння амаранту визначення вмісту білкових фракцій становить значний інтерес. Описавши білок амаранту, можна судити про його засвоюваність, перетравність, консистенції ендосперму (щільність ув’язки в ньому крохмальних зерен і білкових тіл), що є важливим як для технологічних показників (вихід і якість готової продукції, щільність, скловидність), так і для споживчих властивостей продуктів його переробки.

Результати досліджень

Поділ і кількісне визначення білкових фракцій зерна амаранту проводили за методикою, запропонованою Єрмаковим А.І. в модифікації Созинова А.А. і Попереля Ф.А. з деякими змінами.

Принцип методу визначення білкових фракцій полягає у вилученні білків різними розчинами, застосовують в двох неоднакових послідовностях:

• сольовими, лужними і спиртовими;
• сольовими і спиртовими.

При такій послідовності можна визначити дві різні групи спирторозчинних білків.

Сольові розчини застосовують таким чином: велику частину піддають діалізу; в меншій частині розчинів визначають сумарний азот, а також азот після осадження білків.

Величина навішування і обсяг витяжки, яку отримують при вилученні окремих білків, залежать від передбачених кількостей окремих фракцій.

Визначення фракційного складу білків проводять в сухих насінні і в свіжих вегетативних органах з метою оцінки якості білків сортів окремих культур. Повнота вилучення білків залежить від ступеня подрібнення матеріалу, від повноти руйнування клітин, обсягу розчинників і числа обробок. Щоб забезпечити повне вилучення білків, необхідне борошно, а тим більше інший матеріал ретельно розтерти в ступці зі скляним піском (щоб повніше зруйнувати тканини).

Сума вилученого азоту у вигляді білкових і небілкових фракцій повинна бути не менше 85-90% від загальної кількості азоту. Перевіряти результати слід за кількістю азоту в залишку після вилучення розчинниками.

З свіжомеленого зерна або шроту амаранту брали невелику наважку (не більше 0,5 г) і з неї витягували послідовно водосолерозчинні, спирторозчинні і лугорозчинні фракції білка. Для цього використовували водні розчини 2% -ний хлориду натрію, 70% -ний розчин етанолу і 0,2% -ний розчин гідроксиду натрію.

У колби з навішуванням додавали 10-15-кратну кількість розчину і струшували протягом однієї години при кімнатній температурі. Після струшування екстракти відокремлювали від осаду на центрифузі при 6000 оборотів в хвилину. Вилучення кожної фракції проводили тричі.

В екстрактах визначали вміст білка за методом К’єльдаля (по ГОСТ 10846-91) з деякими змінами. Перед додаванням каталізатора і концентрованої сірчаної кислоти, екстракт випарювали в колбі К’єльдаля до отримання 1 мл розчину. Потім проводили спалювання, відгон і титрування за стандартною методикою. Паралельно визначали вміст білка в насінні амаранту в цілому.

Розбіжність між сумою білка всіх фракцій і вмістом білка цілого насіння не перевищувала 5%.

При перерахунку вмісту азоту в вміст білка використовували коефіцієнт 6,25 (як для високобілкових культур). Розділені фракції визначали у відсотках до загального вмісту білка взятої наважки. Різниця між паралельними визначеннями не перевищувала 0,3%.

Розрахунок вмісту білка Х,%, в кожній фракції здійснювали за формулою:

де V1 — об’єм розчину сірчаної кислоти, який пішов на титрування аміаку в розчині, см3;

W — вологість зерна,%;

m — маса наважки, г.

Отримані результати дозволять обчислити у відсотках від загальної кількості азоту в зерні азот небілкових речовин, суму солерозчинних білків (альбумінів і глобулінів), суму спирторозчинних білків (по виділенню 2 груп проламінів) і лугорозчинних білків. Отримані результати обчислень зведені в таблицю.

Порівняльна характеристика фракційного складу білка насіння амаранту, пшеничного і житнього борошна показана на малюнку.

Підводячи підсумок

Як показали дослідження, фракційний склад білків насіння амаранту характеризується високим вмістом легкозасвоюваної водосолерозчинної фракції (альбумінів і глобулінів) — 41-55% від загального вмісту білка і практично повною відсутністю клейковини білків, які їх утворюють, що передбачає лише часткову заміну хлібопекарського борошна продуктами переробки насіння амаранту при виготовленні хлібобулочних виробів.