Изучение сортов озимой и яровой пшеницы на содержание белков и углеводов
ART 85764
Автор:
Е.
Г. Прудникова
Е.
Г. Прудникова Библиографическое описание статьи для цитирования:
Прудникова
Е.
Г. Изучение сортов озимой и яровой пшеницы на содержание белков и углеводов // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
3816–3820. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85764.htm.
Аннотация. Определен фракционный состав белков, содержание клейковины, крахмала, амилозы, активность амилаз в семенах озимой и яровой пшеницы. Выявлены сорта пшеницы с хорошими хлебопекарными свойствами.
Ключевые слова:
озимая и яровая пшеница, клейковина, фракционный состав белков, крахмал, активность амилаз
Текст статьи
Прудникова Елена Геннадьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орел elenaprudnikova00@rambler.ru
Изучение сортов озимой и яровой пшеницына содержание белков и углеводов
Аннотация.Определен фракционный состав белков, содержание клейковины,крахмала,амилозы, активность амилаз в семенах озимой и яровой пшеницы. Выявлены сорта пшеницы с хорошими хлебопекарными свойствами.
Ключевые слова:озимая и яровая пшеница,клейковина, фракционный состав белков, крахмал, активность амилаз.
Пшеница (TriticumL.) на протяжении тысячелетий является одним из основных продуктов питания многих народов. В нашей стране пшеница составляет около 50% урожая всех зерновых, зернобобовых и крупяных культур.Пшеница наиважнейшая продовольственная культура мира. Ею питаются около 70% населения Земли. Пшеничные хлебобулочные изделия, макароны,крупа и др. питательные и легко переваримые продукты, пользующиеся постоянным спросом потребителя. Лучшие сорта макарон из высокобелковой (1718%) твердой пшеницы.Лучшие сорта хлеба получают из муки мягкой сильной пшеницы, содержащей 1415% белка. Прекрасную оценку значению хлеба в питании человека дал французский биохимик О. Пармантье (1785): «Хлеб является великодушным даром природы, такой пищей, которую нельзя заменить ничем другим…Он делает вкуснее остальную пищу… Он настолько нужен человеку, что, едва родившись на свет, мы уже без него не может обойтись». Академик П.П. Жуковский (1973) называлхлеб одним из величайших изобретений человечества. Хлебом и солью и сейчас встречают почетных гостей, в этом символика жизни. Хлеб богатство страны. Хлеб всему голова. И как сказал великий русский ученый К.А. Тимирязев: «…существуют вопросы, которые всегда возбуждают живой интерес, на которые не существует моды. Таков вопрос о насущем хлебе».Во Франции биохимик О. Пармантье в 1785г. установил, что в процессе приготовления хлеба самую большую роль играет клейковина. Клейковина является ведущим фактором, определяющим технологические, вкусовые и пищевые достоинства пшеничного хлеба1,2.Клейковина впервые была описана итальянским ученым Беккари в 1728г. Клейковина состоит из сложного комплекса высокомолекулярных белков. Обычно высокобелковые пшеницы содержат 3540% сырой клейковины, а низкобелковые 1520%. Сырая клейковина содержит примерно 1/3 сухого веществаи 2/3 воды 3. Распределение клейковины в отдельных частях пшеничного зерна неравномерно. В зародыше, покровных оболочках и алейроновом слое зерна клейковины нет. Вся клейковина находится в эндосперме, причем ее содержание увеличивается от центра эндосперма к периферическим частям. Количество и главным образом хорошее качество клейковины обусловливает способность теста удерживать бродильныйуглекислый газ. Это увеличивает объем хлеба и делает его мелкопористым. Увеличение количества клейковины в зерне и муке повышает также белковость и улучшает внешний вид хлеба, но снижает его биологическую полноценность вследствие уменьшения содержания некоторых незаменимых аминокислот. Объектом исследования служили сорта озимой ияровой пшеницы, предоставленныеВсероссийским научно исследовательским институтом зернобобовых и крупяных культур Орловской области.
Количество клейковины в зерне определяли путем отмывания вручную и взвешивания по ГОСТ 13586.168.При исследовании образцовозимой и яровой пшеницы, было выявлено варьирование содержания клейковины от 19,0%(сорт Селянка) до 24,2 % (сорт Инна), что в среднем составило у озимых сортов пшеницы 22,0 %, у яровых 21,3 % (табл.1).Таблица 1 Соотношение содержания клейковины с сырым протеином в семенах сортов озимой и яровой пшеницы (%)
Самые высокие показатели содержания клейковины у сортов озимой пшеницы Былина, Инна (22,9%; 24,2%, соответственно), которые отличаются и высоким количеством сырого протеина (14,03%; 14,70%, соответственно). Исследованиями К.С.Кирхгофа в муке был открыт фермент (амилаза), ускоряющий расщепление крахмала с образованием сахара 4. Под воздействием ферментов в процессе брожения теста из крахмала образуются сахара с выделением газа, что обуславливает пористость и другие характеристики качества хлеба. Активность αамилазы исследовали методом основанным на определение количества нерасщепленного амилазой крахмала на фотоэлектроколориметре при красном светофильтре после обработки раствором иода. Действие βамилазы инактивируется прогреванием фильтрата в течении 15 мин при 700С. Действие фермента выражают в мг гидролизованного крахмала в условиях опыта на 1 г муки или 1 мг белка 5.Показатель активности амилаз варьировал у сортов озимой пшеницы от 1739 до 1821 мг/г; активность α амилазы от 198 до 367 мг/г, что в среднем составило 1792 мг/г, 272мг/г, соответственно (табл.2). Показатель активности амилаз у сортов яровой пшеницы варьировал от 1806 до 1948 мг/г; активность α амилазы от 301 до 329 мг/г, что в среднем составило 1898 мг/г, 376 мг/г, соответственно. Высокая активность амилаз у сорта яровой пшеницы Омская 18 1948 мг/г, низкая у сорта озимой пшеницы Селянка (1739 мг/г).
№
СортСодержаниеКлейковины, %Сырой протеин (по Кьельдалю), %Озимые сорта1Былина 22,9014,032Инна24,2014,703Селянка 19,0013,94Яровые сорта4Омская 1821,2013,645Альбидум 2822,3012,866Саратовская 2920,3013,21Таблица 2Активность амилаз в семенах сортовозимой и яровой пшеницы (мг/г)
Таким образом, сорта пшеницы Былина, Инна могут дать зерно с хорошими хлебопекарными свойствами и могут в определенной мере улучшить муку из слабой пшеницы.Многочисленными исследованиями было установлено, что зерно пшеницы содержит большое количество крайне необходимых для жизни человека высококалорийных веществ, основными из которых являются белки и углеводы.В семенах зерновых содержится примерно 1026% пищевого растительного белка. Биологическое значение белков определяется соотношением фракций, из которых более ценная глиадины. В этих белках низкое содержание таких положительно заряженных аминокислот, как лизин, аргинин, гистидин. Поэтому качество семян связанно с выведением сортов содержащих фракцию глиадинов. По классификации, предложенной Т.Осборном в 1924г., белки зерна делятся на альбумины, растворимые в воде, глобулины в растворах солей, проламины в спирте, гютенины в щелочах и склеропротеины, нерастворимые в перечисленных растворителях.При исследовании фракционного состава белков в зернеозимой и яровой пшеницы, быловыявлено, чтосорта Селянка, Инна отличаются наиболее высоким содержанием альбуминов, наименьшим Саратовская 29 (таб.3).
№Сортактивностьαамилазасуммарнаяактивность
Озимые сорта1Былина25218212Инна36718163Селянка1981739Яровые сорта4Омская 1849719485Альбидум 2832918066Саратовская 293011941Таблица 3.Фракционный составбелков в зернеозимой и яровой пшеницы (%)
№
СортВодосолерастворимые белкиГлиадины, %Глютенины, %
Суммарный белок, %Сырой протеин (по Кьельдалю), %Альбумины, %Глобулины, %Общее количество, %Озимые сорта1Былина 0,784,355,133,564,7713,4614,032Инна0,953,714,663,184,7312,5714,703Селянка 0,863,674,573,125,0312,6813,94Яровые сорта4Омская 180,783,684,463,624,5012,5813,64
5Альбидум 280,803,984,782,923,43 11,1312,866Саратовская 290,694,034,723,444,2812,4413,21
Глобулиновая фракция злаковых культур беднее, чем альбуминовая по содержанию лизина (2,86,0%), метионина (1,12,7%)и триптофана (0,51,3%). Обе фракции отличаются высоким содержанием глутаминовой и аспарагиновой кислот, но низким пролина. Глобулины составляют значительно большую часть зерна злаков, чем альбумины (до 20% общего количества белков). Из представленных сортов значительно отличаются по количеству глобулинов Селянка Былина. Глютенины и глиадины относятся к запасным белкам, которые накапливаются в семядолях и эндосперме, служат при этом источником питательных веществ для прорастания семян. В зерне различных видов пшеницы содержание фракции проламинов достигает 3040% от общего количества белков. Характерной особенностью этой фракции является высокое содержание остатков пролина,глутаминовой кислоты. Питательная ценность проламинов ограничена изза низкого содержания в них таких положительно заряженных аминокислот, как аргинин, лизин, гистидин. По содержанию их в зерне наибольший интерес вызывают озимые сорта пшеницы: Былина, Инна, Селянка. В литературе имеются данные, что при избыточном содержании в пище глиадинов злаковых культур развивается заболевание целиакия (болезнь ГиГертераГейбнера, глютенэнтеропатия), поэтому большой интерес в медицине представляют сорта озимой и яровой пшеницы с пониженным содержанием этой фракции в зерне. Данные сорта Альбидум 28 свидетельствуют о низком количестве глиадинов, что даёт предположении о целебности этого зерна. Исследования показали, что высоким содержание сырого протеина отличаются сорт озимой пшеницы Инна (14,7 %), а самым низким сорт Альбидум 28 (12,86 %). Основную массу зерна пшеницы составляют углеводы(7078%). Они являются главным продуктом фотосинтеза, формой запасания и транспорта углерода, служат основным дыхательным субстратом,обуславливают устойчивость растений к низким температурам и другим неблагоприятным условиям существования. Функциональные свойства крахмала и качество продуктов, получаемыхна их основе, зависят от соотношения основных полисахаридов крахмала (амилопектинаи амилозы), так как именно оно наряду с другими характеристиками крахмала определяет пути его использования в различных отраслях хозяйства. Сорта пшеницы с наибольшим содержанием крахмала: Омская 18 (61,9%), Селянка (64,7%), Былина (64,1%). Достаточно низкое содержание у остальных сортов пшеницы: Инна, Саратовская 29, Альбидум 28 (55,8%; 56,1%; 59,4%, соответственно). Сорта с высоким содержанием амилозы в крахмале можно рассматривать как сырье для получения пшеничной муки, обеспечивающей производство хлебобулочных изделий с высоким содержанием энзимрезистентных крахмалов без использования специальных добавок. Содержание амилозы в крахмале у сортов яровойпшеницы, варьирует от 17,9% (сорт Альбидум 28) до 23,8% (сорт Омская 18), озимойпшеницы 21,0% (сорт Инна)до 24,1% (сорт Селянка).Удельный вес амилозы в крахмале в среднем составляет у сортов яровойпшеницы 20,9%, озимойпшеницы 22,1%.Таким образом,для производства хлебобулочных изделий с высоким содержанием энзимрезистентных крахмалов необходимо использовать сорта озимой пшеницы.
Ссылки на источники1. Bloksma, A.H. Thiol and disulfide groups in dough rheology / A.H. Bloksma // Cer. Chem.1975. V.52 P.170183.2.Bushuk, W. A farinograph technique for studying gluten / W.Bushuk // Cer. Chem.1963. V.40. P.430435.3. Труфанов, В.А. Клейковина пшеницы: проблемы качества/ В.А.Труфанов.Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма, 1994.167с.4. Деревянко, А.Н. Содержание белка и клейковины в зависимости от агротехники / А.Н.Деревянко // Погода и качество зерна озимых культур Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 128 с.5. Ермаков, А.И. Методы биохимического исследования растений / А.И.Ермаков и др. 3е изд., перераб. и доп.Л.: Агропромиздат, 1987.430с.
Изучение сортов озимой и яровой пшеницына содержание белков и углеводов
Аннотация.Определен фракционный состав белков, содержание клейковины,крахмала,амилозы, активность амилаз в семенах озимой и яровой пшеницы. Выявлены сорта пшеницы с хорошими хлебопекарными свойствами.
Ключевые слова:озимая и яровая пшеница,клейковина, фракционный состав белков, крахмал, активность амилаз.
Пшеница (TriticumL.) на протяжении тысячелетий является одним из основных продуктов питания многих народов. В нашей стране пшеница составляет около 50% урожая всех зерновых, зернобобовых и крупяных культур.Пшеница наиважнейшая продовольственная культура мира. Ею питаются около 70% населения Земли. Пшеничные хлебобулочные изделия, макароны,крупа и др. питательные и легко переваримые продукты, пользующиеся постоянным спросом потребителя. Лучшие сорта макарон из высокобелковой (1718%) твердой пшеницы.Лучшие сорта хлеба получают из муки мягкой сильной пшеницы, содержащей 1415% белка. Прекрасную оценку значению хлеба в питании человека дал французский биохимик О. Пармантье (1785): «Хлеб является великодушным даром природы, такой пищей, которую нельзя заменить ничем другим…Он делает вкуснее остальную пищу… Он настолько нужен человеку, что, едва родившись на свет, мы уже без него не может обойтись». Академик П.П. Жуковский (1973) называлхлеб одним из величайших изобретений человечества. Хлебом и солью и сейчас встречают почетных гостей, в этом символика жизни. Хлеб богатство страны. Хлеб всему голова. И как сказал великий русский ученый К.А. Тимирязев: «…существуют вопросы, которые всегда возбуждают живой интерес, на которые не существует моды. Таков вопрос о насущем хлебе».Во Франции биохимик О. Пармантье в 1785г. установил, что в процессе приготовления хлеба самую большую роль играет клейковина. Клейковина является ведущим фактором, определяющим технологические, вкусовые и пищевые достоинства пшеничного хлеба1,2.Клейковина впервые была описана итальянским ученым Беккари в 1728г. Клейковина состоит из сложного комплекса высокомолекулярных белков. Обычно высокобелковые пшеницы содержат 3540% сырой клейковины, а низкобелковые 1520%. Сырая клейковина содержит примерно 1/3 сухого веществаи 2/3 воды 3. Распределение клейковины в отдельных частях пшеничного зерна неравномерно. В зародыше, покровных оболочках и алейроновом слое зерна клейковины нет. Вся клейковина находится в эндосперме, причем ее содержание увеличивается от центра эндосперма к периферическим частям. Количество и главным образом хорошее качество клейковины обусловливает способность теста удерживать бродильныйуглекислый газ. Это увеличивает объем хлеба и делает его мелкопористым. Увеличение количества клейковины в зерне и муке повышает также белковость и улучшает внешний вид хлеба, но снижает его биологическую полноценность вследствие уменьшения содержания некоторых незаменимых аминокислот. Объектом исследования служили сорта озимой ияровой пшеницы, предоставленныеВсероссийским научно исследовательским институтом зернобобовых и крупяных культур Орловской области.
Количество клейковины в зерне определяли путем отмывания вручную и взвешивания по ГОСТ 13586.168.При исследовании образцовозимой и яровой пшеницы, было выявлено варьирование содержания клейковины от 19,0%(сорт Селянка) до 24,2 % (сорт Инна), что в среднем составило у озимых сортов пшеницы 22,0 %, у яровых 21,3 % (табл.1).Таблица 1 Соотношение содержания клейковины с сырым протеином в семенах сортов озимой и яровой пшеницы (%)
Самые высокие показатели содержания клейковины у сортов озимой пшеницы Былина, Инна (22,9%; 24,2%, соответственно), которые отличаются и высоким количеством сырого протеина (14,03%; 14,70%, соответственно). Исследованиями К.С.Кирхгофа в муке был открыт фермент (амилаза), ускоряющий расщепление крахмала с образованием сахара 4. Под воздействием ферментов в процессе брожения теста из крахмала образуются сахара с выделением газа, что обуславливает пористость и другие характеристики качества хлеба. Активность αамилазы исследовали методом основанным на определение количества нерасщепленного амилазой крахмала на фотоэлектроколориметре при красном светофильтре после обработки раствором иода. Действие βамилазы инактивируется прогреванием фильтрата в течении 15 мин при 700С. Действие фермента выражают в мг гидролизованного крахмала в условиях опыта на 1 г муки или 1 мг белка 5.Показатель активности амилаз варьировал у сортов озимой пшеницы от 1739 до 1821 мг/г; активность α амилазы от 198 до 367 мг/г, что в среднем составило 1792 мг/г, 272мг/г, соответственно (табл.2). Показатель активности амилаз у сортов яровой пшеницы варьировал от 1806 до 1948 мг/г; активность α амилазы от 301 до 329 мг/г, что в среднем составило 1898 мг/г, 376 мг/г, соответственно. Высокая активность амилаз у сорта яровой пшеницы Омская 18 1948 мг/г, низкая у сорта озимой пшеницы Селянка (1739 мг/г).
№
СортСодержаниеКлейковины, %Сырой протеин (по Кьельдалю), %Озимые сорта1Былина 22,9014,032Инна24,2014,703Селянка 19,0013,94Яровые сорта4Омская 1821,2013,645Альбидум 2822,3012,866Саратовская 2920,3013,21Таблица 2Активность амилаз в семенах сортовозимой и яровой пшеницы (мг/г)
Таким образом, сорта пшеницы Былина, Инна могут дать зерно с хорошими хлебопекарными свойствами и могут в определенной мере улучшить муку из слабой пшеницы.Многочисленными исследованиями было установлено, что зерно пшеницы содержит большое количество крайне необходимых для жизни человека высококалорийных веществ, основными из которых являются белки и углеводы.В семенах зерновых содержится примерно 1026% пищевого растительного белка. Биологическое значение белков определяется соотношением фракций, из которых более ценная глиадины. В этих белках низкое содержание таких положительно заряженных аминокислот, как лизин, аргинин, гистидин. Поэтому качество семян связанно с выведением сортов содержащих фракцию глиадинов. По классификации, предложенной Т.Осборном в 1924г., белки зерна делятся на альбумины, растворимые в воде, глобулины в растворах солей, проламины в спирте, гютенины в щелочах и склеропротеины, нерастворимые в перечисленных растворителях.При исследовании фракционного состава белков в зернеозимой и яровой пшеницы, быловыявлено, чтосорта Селянка, Инна отличаются наиболее высоким содержанием альбуминов, наименьшим Саратовская 29 (таб.3).
№Сортактивностьαамилазасуммарнаяактивность
Озимые сорта1Былина25218212Инна36718163Селянка1981739Яровые сорта4Омская 1849719485Альбидум 2832918066Саратовская 293011941Таблица 3.Фракционный составбелков в зернеозимой и яровой пшеницы (%)
№
СортВодосолерастворимые белкиГлиадины, %Глютенины, %
Суммарный белок, %Сырой протеин (по Кьельдалю), %Альбумины, %Глобулины, %Общее количество, %Озимые сорта1Былина 0,784,355,133,564,7713,4614,032Инна0,953,714,663,184,7312,5714,703Селянка 0,863,674,573,125,0312,6813,94Яровые сорта4Омская 180,783,684,463,624,5012,5813,64
5Альбидум 280,803,984,782,923,43 11,1312,866Саратовская 290,694,034,723,444,2812,4413,21
Глобулиновая фракция злаковых культур беднее, чем альбуминовая по содержанию лизина (2,86,0%), метионина (1,12,7%)и триптофана (0,51,3%). Обе фракции отличаются высоким содержанием глутаминовой и аспарагиновой кислот, но низким пролина. Глобулины составляют значительно большую часть зерна злаков, чем альбумины (до 20% общего количества белков). Из представленных сортов значительно отличаются по количеству глобулинов Селянка Былина. Глютенины и глиадины относятся к запасным белкам, которые накапливаются в семядолях и эндосперме, служат при этом источником питательных веществ для прорастания семян. В зерне различных видов пшеницы содержание фракции проламинов достигает 3040% от общего количества белков. Характерной особенностью этой фракции является высокое содержание остатков пролина,глутаминовой кислоты. Питательная ценность проламинов ограничена изза низкого содержания в них таких положительно заряженных аминокислот, как аргинин, лизин, гистидин. По содержанию их в зерне наибольший интерес вызывают озимые сорта пшеницы: Былина, Инна, Селянка. В литературе имеются данные, что при избыточном содержании в пище глиадинов злаковых культур развивается заболевание целиакия (болезнь ГиГертераГейбнера, глютенэнтеропатия), поэтому большой интерес в медицине представляют сорта озимой и яровой пшеницы с пониженным содержанием этой фракции в зерне. Данные сорта Альбидум 28 свидетельствуют о низком количестве глиадинов, что даёт предположении о целебности этого зерна. Исследования показали, что высоким содержание сырого протеина отличаются сорт озимой пшеницы Инна (14,7 %), а самым низким сорт Альбидум 28 (12,86 %). Основную массу зерна пшеницы составляют углеводы(7078%). Они являются главным продуктом фотосинтеза, формой запасания и транспорта углерода, служат основным дыхательным субстратом,обуславливают устойчивость растений к низким температурам и другим неблагоприятным условиям существования. Функциональные свойства крахмала и качество продуктов, получаемыхна их основе, зависят от соотношения основных полисахаридов крахмала (амилопектинаи амилозы), так как именно оно наряду с другими характеристиками крахмала определяет пути его использования в различных отраслях хозяйства. Сорта пшеницы с наибольшим содержанием крахмала: Омская 18 (61,9%), Селянка (64,7%), Былина (64,1%). Достаточно низкое содержание у остальных сортов пшеницы: Инна, Саратовская 29, Альбидум 28 (55,8%; 56,1%; 59,4%, соответственно). Сорта с высоким содержанием амилозы в крахмале можно рассматривать как сырье для получения пшеничной муки, обеспечивающей производство хлебобулочных изделий с высоким содержанием энзимрезистентных крахмалов без использования специальных добавок. Содержание амилозы в крахмале у сортов яровойпшеницы, варьирует от 17,9% (сорт Альбидум 28) до 23,8% (сорт Омская 18), озимойпшеницы 21,0% (сорт Инна)до 24,1% (сорт Селянка).Удельный вес амилозы в крахмале в среднем составляет у сортов яровойпшеницы 20,9%, озимойпшеницы 22,1%.Таким образом,для производства хлебобулочных изделий с высоким содержанием энзимрезистентных крахмалов необходимо использовать сорта озимой пшеницы.
Ссылки на источники1. Bloksma, A.H. Thiol and disulfide groups in dough rheology / A.H. Bloksma // Cer. Chem.1975. V.52 P.170183.2.Bushuk, W. A farinograph technique for studying gluten / W.Bushuk // Cer. Chem.1963. V.40. P.430435.3. Труфанов, В.А. Клейковина пшеницы: проблемы качества/ В.А.Труфанов.Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма, 1994.167с.4. Деревянко, А.Н. Содержание белка и клейковины в зависимости от агротехники / А.Н.Деревянко // Погода и качество зерна озимых культур Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 128 с.5. Ермаков, А.И. Методы биохимического исследования растений / А.И.Ермаков и др. 3е изд., перераб. и доп.Л.: Агропромиздат, 1987.430с.
