Белки бобовых культур реферат

Обновлено: 05.07.2024

5.Уреиды и другие азотистые соединения бобовых культур.

6.Токсические соединения бобовых культур.

Сравнительный химический состав зерна бобовых.

Табл.1 Содержание белка, углеводов, жира и минеральных веществ в зрелых семенах разных видов зернобобовых, % в спелых семенах, средние данные.

Содержание, %

Минеральные вещества

Кормовые бобы

Люпин белый

Люпин жёлтый

Люпин узколистный

Вика посевная

Табл.2 Содержание витаминов в зёрнах зернобобовых.

Содержание витаминов, мг/кг

Фолиевая К-та

Кормовые бобы

Люпин белый

Люпин жёлтый

Люпин узколистный

Вика посевная

Табл.3 Содержание минеральных веществ в зёрнах зернобобовых.

Содержание минеральных веществ, г/кг

Содержание минеральных веществ, мг/кг

Кормовые бобы

Люпин белый

Люпин жёлтый

Люпин узколистный

Вика посевная

Семена зернобобовых в значительной мере удовлетворяют потребности человека и животных в углеводах, витаминах, особенно группы В и Е, отчасти и в жире (особенно соя) и в белке. Относительно минеральных веществ отмечено высокое содержание фосфора и калия, в то время, как содержание кальция, как и у мятликовых зерновых, - низкое. Семена зернобобовых относят, благодаря выше названным свойствам, к ценнейшим концентрированным кормам. Но следует учесть, что биологическая ценность белка зернобобовых по сравнению с животным белком относительно низкая. Это обусловлено прежде всего тем, что белок зернобобовых содержит из незаменимых аминокислот меньше серосодержащих (метионин и цистин), а также триптофана.

Углеводы бобовых культур.

Основные углеводы, определяющие качество зерна зернобобовых культур, - это крахмал, гемицеллюлозы, клетчатка. Содержание крахмала в семенах различных зернобобовых культур колеблется в пределах 40 – 55 %, в сое и люпине его очень мало – в них накапливаются другие запасные вещества. Состав крахмала у многих бобовых культур примерно такой же, как у злаков, - на 20 – 30 % он представлен амилозой и на 70 – 80 % - амилопектином. (табл.4) Молекулы обеих составных частей крахмала различаются в своём строении и этим по своим функциям. Разветвление молекул амилопектина и губчатая их структура – причина того, что крахмал обладает свойством набухания и склеивания. Неразветвлённые молекулы амилозы образуют линеарную структуру, подобную той, которая имеется в пластмассах типа полиэтилена и полипропилена. При термопластической обработке подобного крахмала по способу экструзии можно получить пластмассоподобные, но биологически рециклируемые материалы, которыми можно заменить пластмассы.

Табл.4 Состав крахмала в семенах культурных растений.

Вид или форма

Содержание крахмала в

Амилопектине, %

Горох мозговой

Горох лущильный

Кормовые бобы

Амило-кукуруза

В созревающих семенах запасной крахмал и другие полисахариды синтезируются из сахаров, образующихся в листьях, а также в створках бобов, в которых много моносахаридов и крахмала. В процессе налива зерна крахмал в створках бобов распадается, образующиеся продукты поступают в семена. В листьях в это время также усиливается распад структурных полисахаридов(гемицеллюлоз, пектиновых веществ) и ассимиляционного крахмала. В процессе распада этих веществ наряду с моносахаридами и их фосфорными эфирами образуется много сахарозы.

На первых этапах созревания семян вследствие усиливающегося оттока углеводов из вегетативной массы накапливается много сахаров (до 30 % сухой массы), а крахмала содержится очень мало. Интенсивный синтез крахмала начинается во время налива зерна, а концентрация сахаров в семенах понижается: образуются другие полисахариды. От фазы восковой до полной спелости в зерне постепенно снижается интенсивность синтеза крахмала вследствие сокращения поступления углеводов из листьев.

В зародышах семян зернобобовых культур накапливается значительное количество сахаров, представленных в основном сахарозой, а в оболочках семян синтезируется много клетчатки и пентозанов. Общее содержание клетчатки в семенах бобовых обычно составляет 3 – 6 %, а у некоторых культур может достигать 10 – 15 %. У люпина в процессе созревания семян синтезируется много гемицеллюлоз и пектиновых веществ.

Липиды бобовых культур.

У большинства бобовых культур содержание в зерне липидов составляет 2 – 3 %, они в основном представлены жирами и фосфоглицеридами, которые локализованы преимущественно в зародыше. В семядолях синтезируются структурные липиды. У некоторых бобовых растений (нут, соя, люпин) в семенах может накапливаться значительно больше липидов, главным образом за счёт синтеза жиров. Особенно много жира содержится в зерне сои (18 – 25 %), у которой поступающие из вегетативных органов углеводы используются не на синтез крахмала, а на образование ацилглицеринов, в связи с чем соя является не только высокобелковой, но и масличной культурой. Семена люпина пока не используют для производства масел, хотя содержание масла и важных жирных кислот с точки зрения пригодности для пищевых и технических целей (простые и многократно ненасыщенные жирные кислоты) неплохое.(табл.5)

Табл.5 Состав жирных кислот важнейших растительных масел.

Насыщенные жирные кислоты

Просто ненасыщенные жирные кислоты

Многократно ненасыщенные жирные кислоты

Линолевая кислота

Линоленовая кислота

Люпина жёлтого

Накопление белков в семенах бобовых культур.

Семена зернобобовых имеют по сравнению со всеми зерновыми благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, которые в состоянии фиксировать азот из воздуха, наивысшее содержание сырого протеина. Оно от двух до четырёх раз выше, чем в зерне мятликовых зерновых. Возможные урожаи протеина у главных видов зернобобовых могут быть в два раза выше, чем у мятликовых зерновых, причём сырой протеин составляет у них практически полностью настоящий белок.

Белки семян зернобобовых растений хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и поэтому имеют высокую биологическую питательную ценность. Особенно это относиться к такой культуре, как соя, в белках которой концентрация незаменимых (кроме метионина и триптофана) аминокислот значительно выше, чем требуется по нормам питания человека или кормления сельскохозяйственных животных.

Табл.6 Содержание незаменимых аминокислот в семенах зерновых бобовых культур, г/кг сухого вещества.

Аминокислота

Горох посевной

Люпин жёлтый

Бобы кормовые

Чина посевная

Фенилаланин

Сумма десяти незаменимых аминокислот

Белки зернобобовых культур – сои, бобов, гороха, фасоли, люпина, вики и т. д. - могут быть использованы как добавка для обогащения незаменимыми аминокислотами других растительных белков, имеющих низкую биологическую ценность, например у злаковых растений.

Основными запасными белками зернобобовых растений являются глобулины, на долю которых в общем белковом комплексе семян приходится 60 – 70 %. Остальная часть представлена альбуминами. Большая часть глобулинов представлена двумя типами – легуминоподобными 11S-белками и вицилиноподобными 7S-белками, соотношение между ними в зрелом зерне чаще всего 2 : 1. Легумины и вицилины – запасные белки семян гороха, первые имеют молекулярную массу 300 – 360 тыс., вторые – 110 – 220 тыс. Как было выяснено, в семенах всех бобовых растений содержатся белки, сходные по многим свойствам с легуминами и вицилинами, - глицинин сои, фазеолин фасоли, конглютин люпина и др. Как правило, эти белки имеют довольно сложную четвертичную структуру, включающую от двух до двенадцати полипептидных субъединиц. Кроме глобулинов, в зерне зернобобовых содержатся белки альбумино-глютелинового типа. Большая часть альбуминов локализована в зародыше, а глютелины – в основном в семядолях, и они, по-видимому, представляют собой глобулины, связанные с углеводами.

Запасные глобулины семян зернобобовых культур, как и запасные белки злаков, синтезируются с участием 80S-рибосом, связанных с мембранами ГЭР, и откладываются в вакуолях клеток семядолей в виде айлероновых зёрен. По мере созревания семян, клетки семядолей заполняются айлероновыми и крахмальными зёрнами, другими запасными веществами.

Изучение биосинтетических процессов, происходящих в семенах бобовых при их созревании, показывает, что запасные белки образуются из аминокислот и амидов, поступающих из листьев и створок бобов. Начиная с фазы цветения, в этих органах усиливаются гидролитические процессы, и начинается отток образующихся продуктов распада в репродуктивные органы. Значительное количество аминокислот и амидов поступает в созревающие семена из корней, где атмосферный азот с помощью клубеньковых бактерий связывается, а затем восстанавливается до аммонийной формы.

На первых этапах формирования, в семенах содержится много небелковых азотистых веществ, структурных и каталитических белков, а запасных белков очень мало. В дальнейшем содержание небелковых азотистых веществ уменьшается и усиливается синтез запасных белков, однако общее количество белковых веществ в созревающем зерне почти не изменяется.

В процессе созревания в семенах заметно изменяется соотношение вицилино- и легуминоподобных белков. В незрелых семенах содержится очень много низкомолекулярных белков – вицилиноподобных глобулинов (до 70 % от общего количества запасных белков), а в более поздние фазы созревания усиливается синтез высокомолекулярных глобулинов – легуминоподобных белков. Общее количество белков в зрелом зерне зернобобовых культур обычно достигает 25 – 30 %, а в сое и люпине – 30 – 40 %.

Уреиды и другие азотистые соединения бобовых культур.

Уреиды – это производные мочевины CO (NH₂ )₂ , получаемые замещением атомов водорода в МН₃ -группах на ацилы карбоновых кислот. В растениях уреиды двигаются в листья, к месту фотосинтеза. Они являются одной из транспортных форм азота в растениях. Для многих представителей бобовых, способных „заболевать“ клубеньковыми азотфиксаторами (горох, люпин), транспортная форма азота — это амиды аспарагин и глутамин (N/C 0,5 и 0,4, соответственно).

У сои одной из транспортных форм азота является аллантоин, который тоже относят к уреидам. Аллантоин – глиоксалилдвумочевина, образуется при окислении мочевой кислоты, ферментом уриказой и является конечным продуктом обмена пуриновых оснований у большинства млекопитающих (кроме человека и др. приматов), а также у некоторых растений. Для ряда бактерий аллантоин - источник углерода и азота. Обнаружен у животных и человека (в жидкости аллантоиса, амниотической жидкости, моче и т. д.), а также в растениях. У земноводных и большинства рыб аллантоин превращается в аллантоиновую кислоту, а затем в мочевину и глиоксалат. Аллантоин по атомному соотношению N/C немногим уступает мочевине (1 против 2). Это хорошая нейтральная упаковка для азота. У других растений упаковка для азота менее ёмкая.

Амиды играют важную роль в жизни бобовых растений, и не только бобовых. В результате их образования не только обезвреживается аммиак, но одновременно запасается в тканях азот. Аспарагин и глутамин, как аспартат и глутамат, принимают участие в переаминировании. Амиды – транспортная форма азота, обеспечивающая его передвижение из одного органа в другой. И наконец, амиды стимулируют синтез белка.

А в заключении можно сказать, что зернобобовые культуры отличаются более высоким содержанием азотистых веществ, как в вегетативной массе, так и семенах. Эти особенности обусловлены способностью с помощью симбиотических микроорганизмов фиксировать молекулярный азот атмосферы и использовать его на синтез аминокислот и белка.

Токсические соединения бобовых культур.

Продукты зернобобовых содержат ряд антинутритивных и отчасти токсических субстанций, которые ограничивают их использование в питании человека и кормлении животных. (Табл.7)

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Однако все они имеют в качестве основного сырья зерно различных зерновых культур: пшеницы, ржи, кукурузы, проса гречихи, овса, риса, ячменя. Для производства крупы используется и горох (зернобобовые).
По химическому составу зерновых культур выделим две основные группы – богатые крахмалом (хлебные злаки) и белком (бобовые культуры). Первая культура является основным сырьем для получения хлеба, крупы и других хлебопродуктов, представители второй (горох) используются для получения крупы. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5
1. БЕЛКИ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. 6
1.1 Белковые вещества пшеничного зерна 8
1.2 Белки ржи 15
1.3 Белки зерна тритикале 19
1.4 Белки ячменя 21
1.5 Белки овса 24
1.6 Белки кукурузы 25
1.7 Белки проса 27
2. БЕЛКИ БОБОВЫХ КУЛЬТУР. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. 30
2.1 Белки гороха 34
2.2 Белки фасоли 37
2.3 Белки чечевицы 39
2.4 Белки сои 41
2.5 Белки нута 43
3. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕЛКОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ. БИОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ ЧЕЛОВЕКА 46
3.1 Биохимические и физико–химические свойства белков злаковых и бобовых культур 46
3.2 Роль белков в питании. Белковый обмен в организме. Пищевая и биологическая ценность белков. Нормы потребления белка. 49
4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЛКОВ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 57
4.1 Белковые растительные продукты как компоненты пищевых продуктов 57
4.2 Использование белковых растительных продуктов в основных пищевых продуктах. 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 68

Прикрепленные файлы: 1 файл

Белки злаковых и бобовых..docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

БЕЛКИ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

г. Владивосток

ВВЕДЕНИЕ

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Однако все они имеют в качестве основного сырья зерно различных зерновых культур: пшеницы, ржи, кукурузы, проса гречихи, овса, риса, ячменя. Для производства крупы используется и горох (зернобобовые).

По химическому составу зерновых культур выделим две основные группы – богатые крахмалом (хлебные злаки) и белком (бобовые культуры). Первая культура является основным сырьем для получения хлеба, крупы и других хлебопродуктов, представители второй (горох) используются для получения крупы. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Всемерное увеличение производства зерна – главная задача сельского хозяйства. Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна. Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, так же большое значение придается эффективному использованию удобрений.

Важным аспектом является то, что бобовые и злаковые культуры являются основными источниками растительного белка, пищевых волокон, витаминов, минеральных элементов. Жиры зернобобовых и бобовых относятся к биологически ценным, так как в их состав входят эссенциальные жирные кислоты (линолевая, линоленовая), витамин Е, а также фосфолипиды, в том числе лецитин. Характерным для всех зерновых является низкое содержание лизина. Поэтому они являются незаменимыми компонентами в пищевой промышленности [1].
1 БЕЛКИ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Среднее содержание белков в злаках составляет от 7 до 17 %. Причем наиболее белковистой является пшеница, наименьшее количество белка – в рисе и кукурузе (7. 9 %).

Белки неравномерно распределяются между морфологическими частями зерна. Основное их количество приходится на эндосперм (65. 75 %); на зародыш до 22 %, на алейроновый слой до 15,5 %.

В эндосперме белки распределены также неравномерно, концентрация их снижается по мере продвижения к центру. Центральная часть эндосперма содержит мало белка (7. 9 %). Распределение белка по частям зерновки зависит от вида культуры, ее сорта и почвенно-климатических условий выращивания. Биологическая ценность белков злаков различна. В таблице 1 приводится процентное содержание белковых фракций в зерновых культурах.

Анализируя аминокислотный состав суммарных белков различных злаковых культур с точки зрения состава эталонного белка для питания людей, следует отметить, что все они, за исключением гречихи и овса, бедны лизином (2,2. 3,3 %), а за исключением риса, гречихи и сорго – изолейцином. Для белков пшеницы, сорго, ячменя и ржи характерно относительно небольшое количество метионина (1,6. 1,7 мг. на 100 г. белка). Белки пшеницы к тому же содержат недостаточное количество треонина (2,6 %), а белки кукурузы – триптофана (0,6 %). Наиболее сбалансированными по аминокислотному составу являются овес и гречиха [1].

Таблица 1 – Содержание белковых фракций в зерне злаковых

Азот фракций (в % от белкового азота)

Для альбуминов отличительной особенностью является высокое содержание лизина (3,9. 8,2 %), треонина (2,4. 7,7 %), метионина (1,7. 3,3 %), изолейцина (3,1. 6,0 %) и триптофана (6,7. 16,9 %). Наиболее высоким содержанием лизина отличаются альбумины овса, риса и проса (6,5. 8,2 %), более низким альбумины пшеницы, ячменя и ржи (3,9. 4,5 %). Высокое количество треонина (4,7. 7,7 %) характерно для альбуминов ячменя, ржи, овса; низкое (2,4 %) для альбуминов пшеницы.

Глобулиновая фракция злаковых культур беднее, чем альбуминовая по содержанию лизина (2,8. 6,0 %), триптофана (0,5. 1,3 %) и метионина (1,1. 2,7 %). Обе фракции отличаются высоким содержанием глютаминовой и аспарагиновой кислот, но низким пролина.

Характерной особенностью проламинов является высокое содержание остатков глутаминовой кислоты (13,7. 43,3 %), пролина (6,3. 19,3 %) и малое количество ионогенных групп, так как дикарбоновые кислоты почти полностью амидированы. Проламины отличаются низким содержанием лизина. Очень мало его в зеине кукурузы (0,2 %), глиадине пшеницы и секалине ржи (0,6. 0,7 %). Высокий процент лизина (3,3 %) наблюдается в авенине овса. Небольшое количество лизина в проламинах и относительно большое содержание данной фракции в суммарном белке отражается на общей несбалансированности зерна большинства злаковых культур. Проламины бедны к тому же треонином, триптофаном, аргинином и гистидином. Зеин кукурузы, оризин риса и кафирин сорго отличаются высоким уровнем лейцина (16,9. 18,6 %). По содержанию цистина и метионина среди отдельных злаков также наблюдаются различия. Так, глиадин пшеницы в среднем содержит 1,2 % метионина и 1,9 % цистина, а авенин овса 3,7 и 4,2 %, соответственно [2].

Глютелины по аминокислотному составу занимают промежуточное положение между проламинами и глобулинами. Содержание лизина, аргинина, гистидина в них больше, чем в проламинах. Так, содержание лизина в глютенине пшеницы составляет 2,6 %, ржи 2,3 %, ячменя 4,0 %, а овса 5,0 %. По содержанию лизина и цистина между сортами зерна наблюдаются некоторые различия. Глютелины ячменя, риса и овса отличаются от глютенина пшеницы более высоким уровнем лизина. Если учесть, что у риса 80 % всего белка приходится на глютелины (оризенин), то понятно, почему обеспечивается удовлетворительное содержание лизина (2,6. 4,0 %) в общем белке рисового зерна. Преобладающими фракциями овса являются глобулины и глютелины, содержащие 5,0. 5,5 % лизина, что также обеспечивает хорошую сбалансированность данной культуры по лизину [3].

1.1 Белковые вещества пшеничного зерна

Пшеница (Triticum) – самая важная продовольственная культура. В мировом производстве зерна и в России пшеница занимает первое место. Такое значение пшеницы обусловлено ее высокой урожайностью, большим содержанием эндосперма (80. 84 % от массы зерна), что дает возможность при его переработке получать высокий выход сортовой муки. В пшенице на долю глиадина и глютенина приходится более 80 % общего содержания белка. Эти белки набухая поглощают 200. 300 % воды по отношению к своему сухому весу и образуют связную эластичную массу – клейковину [2].

Содержание белка в пшенице колеблется в широких пределах от 9,2 до 25,8 % (в среднем 13,5 %). При вегетационных опытах удается получать зерно пшеницы с еще большим содержанием белка. Зерно твердой пшеницы содержит белков больше, чем зерно мягкой. В стекловидных зернах мягкой пшеницы белковых веществ не всегда больше, чем в мучнистых.

В пределах эндосперма белок распределен неравномерно. Если его периферические слои имеют высокую концентрацию белков, то центральная часть наиболее бедна белками по сравнению со всеми остальными частями зерна. Так, субалейроновый слой твердой краснозерной пшеницы содержит 45 % белка, а внутренний – 11 % [1].

В партиях зерна озимой пшеницы по мере уменьшения размеров зерна относительное содержание в нем белка возрастает. Наибольшее количество белка содержит неполноценное зерно. Следует учитывать многообразные формы проявления физиолого-биохимической разнокачественности зерна. Необходимо различать мелкое, но нормально развитое и щуплое зерно.

Мелкое, нормально развитое зерно по своему составу и качеству ближе к здоровому, крупному, чем щуплое зерно. Изменения содержания белка и других признаков зерна, в зависимости от размеров зерна, могут быть выражены в разной степени и не имеют строгой закономерности вследствие большой биологической изменчивости зерна при созревании на материнском растении под влиянием многочисленных факторов.

В пределах сорта фракционный состав белков изменяется в зависимости от крупности зерна, с уменьшением размеров семян увеличивается содержание водорастворимых и солерастворимых белков и снижается содержание спирторастворимых белков.

Рисунок 1. Строение зерна пшеницы (продольный разрез) и (поперечный разрез):

1. 3 – плодовые и семенные оболочки зерна;

4 – алейроновый слой; 5 – эндосперм; 6 – зародыш с зачатками корешка (7) и листа (8);

9 – щиток; 10 – бородка.

Плодовые оболочки, образовавшиеся из стенок завязи, состоят из нескольких слоев клеток: наружный слой – эпидермис, эпикарпий, мезокарпий и эндокарпий. В целом масса плодовых оболочек составляет 4. 6 % от веса зерна.

Под плодовыми лежат семенные оболочки, которые состоят из двух слоев клеток: верхний пигментный слой, внутренний слой гиалиновый. Семенные оболочки относительно легки, масса их составляет 2. 2,5 % от всего зерна.

В состав плодовых и семенных оболочек входят 3,5. 4,5 % минеральных веществ (золы), 43. 45 % гемицеллюлоз и пентозанов, 18. 22 % клетчатки, 4,5. 4,8 % азотистых веществ, немного сахара и жира [2].

Внутренняя часть зерна – эндосперм, подразделяется на наружный, или алейроновый слой и собственно эндосперм – мучнистое ядро.

Алейроновый слой по химическому составу и строению клеток отличается как от оболочек, так и от собственно эндосперма. При помоле пшеницы он отделяется от мучнистого ядра преимущественно с оболочками в виде отрубей. Клетки алейронового слоя по мере приближения к зародышу уменьшаются и затем исчезают, так что зародыш покрыт только оболочками.

Мучнистое ядро (эндосперм) занимает всю внутреннюю часть зерна. Оно состоит из крупных объемных клеток, заполненных крахмалом и частицами белков.

Стенки клеток эндосперма, особенно во внутренних его слоях, очень тонки, почти неразличимы даже под микроскопом.

Зерна пшеницы бывают полностью стекловидными в том случае, когда все клетки эндосперма заполнены без воздушных пор и прослоек. Если клетки эндосперма рыхлые и содержат мельчайшие поры, зерно будет непрозрачным мучнистым [2].

Химический состав эндосперма отличается от состава всех других частей зерна. Эндосперм содержит весь крахмал зерна, количество которого составляет 78. 82 % от массы эндосперма, около 2 % сахарозы, 0,1. 0,3 % редуцирующих сахаров, 13. 15 % белков, преимущественно глиадина и глютенина, образующих клейковину. Характерным является малое содержание в эндосперме золы (0,3. 0,5 %), жира (0,5. 0,8 %), пентозанов (1. 1,5 %), клетчатки (0,07. 0,12 %). Продукты, полученные из эндосперма, содержат наименьшее количество зольных элементов (Ca, P, Fe и др.) и витаминов [2].

Разные слои эндосперма неодинаковы по содержанию белка. Распределение белка по слоям эндосперма составляют ряд от центра к периферии (7,4. 16 %). Эндосперм составляет от 80 до 84 % массы зерна.

Зародыш пшеницы, находящийся на остром конце зерна, представляет собой ту часть зерна, из которой развивается новое растение. Снаружи зародыш покрыт плодовыми и семенными оболочками. Зародыш содержит: 33. 39 % белка, в том числе нуклеопротеиды, альбумины, глобулины и проламины; свыше 25 % сахаров, главным образом сахарозы; 12. 15 % жира; 2,2. 2,6 % клетчатки и около 5 % минеральных веществ.

Содержание белков в отдельных частях семени также неодинаково (табл. 4.4).

Наибольшая часть белков сосредоточена в ростках, их содержание в семенных оболочках ограничено.

В семенных оболочках гороха по сравнению с другими культурами содержится наименьшая доля белков. Содержание белков в его ростках по сравнению с фасолью и чечевицей больше. Чечевица отличается более высоким, чем горох и фасоль содержанием белков в семядолях. Для семян фасоли характерно по сравнению с семенами других бобовых наибольшее сосредоточение белков в семенных оболочках.

Проламиновая фракция в белках семян бобовых отсутствует. Основная фракция – глобулины. Наименьшее количество приходится на долю глютелинов. Альбуминов немного больше, чем глютелинов. В семенах бобовых найдены отдельные, характерные для той или другой культуры белки – в семенах гороха водорастворимый легумелин и два глобулина (легумин и вицилин), в семенах фасоли – глобулин фазеолин, в семенах сои – глобулин глицинин.

Несмотря на количественные расхождения, аминокислотный состав семян бобовых (табл. 4.6) имеет много общего, аспарагиновая и особенно глютаминовая кислоты содержатся в наибольшем количестве, в наименьшем – цистин, метионин и триптофан. Белки семян бобовых бедны серосодержащими аминокислотами. Многие незаменимые аминокислоты содержатся в значительных количествах.

Для полного усвоения белка бобовых культур живым организмом необходима их предварительная обработка. Сырое зерно содержит лишь 15–20% усвояемого белка. Глобулиновая фракция белков фасоли устойчива к некоторым протеолитическим ферментам. Благодаря высокому содержанию белков, богатых незаменимыми аминокислотами, семена бобовых культур – один из важнейших источников белка.

Среди бобовых культур в качестве источника пищевого биологически ценного белка наибольшее значение имеют семена сои. С их использованием организовано использование соевой муки (обезжиренной, полужирной и необезжиренной), концентратов и изолятов. Данные об аминокислотном составе и количестве суммарного белка в продуктах из бобов сои приведены в табл. 4.7.

Наряду с белками, обладающими питательной ценностью, в состав бобовых культур входят антиалиментарные соединения, имеющие также белковую природу. Они понижают питательную ценность белковых продуктов и пищевых изделий. К таким соединениям относятся ингибиторы протеаз желудочно-кишечного тракта и лектины.

В семенах сои содержится не менее пяти ингибиторов трипсина в количестве 5 – 10% от общего содержания белка. Наиболее хорошо изучены ингибитор Кунитца, на долю которого приходится 90% общей активности ингибиторов, и Баумана–Бирк. Ингибиторы представляют собой белковые молекулы с молекулярными массами 21,5 и 8 кД, соответственно. Для них расшифрована первичная структура. Так, самый высокомолекулярный – ингибитор Кунитца – имеет в своем составе 181 остаток аминокислот и две дисульфидные связи. Расщепление одной из них не влияет на активность ингибитора, тогда как одновременное восстановление двух связей приводит к получению неактивного продукта.

В состав всех ингибиторов трипсина входят, расположенные в пространстве особым образом, остатки лизина или аргинина. Белковые ингибиторы различаются по специфичности, выражающейся в неодинаковой способности подавлять активность различных ферментов. Так, ингибитор Кунитца из сои подавляет активность трипсина и фермента крови плазмина, но слабо ингибирует химотрипсин, а ингибитор Баумана–Бирк снижает активность не только трипсина, но и химотрипсина.

В технологических процессах производства белковых продуктов из сои предусматривается инактивация ингибиторов протеиназ обработкой паром, микроволновым нагревом, вымачиванием с последующим кипячением и другими способами. Инактивация ингибиторов трипсина на 80 – 90% по сравнению с их активностью в исходном сырье уже позволяет отнести белковые продукты к пищевым, не обладающим отрицательном воздействием на организм.

Отсутствие высокой активности лектинов, как и ингибиторов ферментов, в белковых продуктах из бобовых является одним из санитарно-гигиенических требований, предусматриваемых сертификацией для использования их в хлебопечении, кондитерской и других отраслях промышленности в целях повышения пищевой ценности изделий. Снижение активности лектинов достигается применением более мягких условий, чем снижение активности ингибиторов ферментов – нагреванием при 80˚С.

По химическому составу зерновые культуры делят на четыре группы, выделим две – богатые крахмалом (хлебные злаки) и белком (бобовые культуры). Первая культура является основным сырьем для получения хлеба, крупы и других хлебопродуктов, представители второй (горох) используются для получения крупы[1].
Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.
Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства. Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна. Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, так же большое значение придается эффективному использованию удобрений.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..…………. ….3
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР ……………..…4
1.1 Краткая характеристика представителей семейства злаковых…………….4
1.2 Краткая характеристика представителей семейства бобовых………..…..14
1.3 Химический состав зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, проса, сорго,
кукурузы………………………………………………………………….…..19
1.4 Химический состав гороха, фасоли, чечевицы, сои…………………. …27
1.5 Характеристика белков злаковых и бобовых культур и
их аминокислотный состав…………………………………………..…..….31
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЛКОВ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР В
ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ…………………………. …………..…..39
2.1 Понятие функциональных ингредиентов и продуктов питания………….39
2.2 Основные этапы создания функционального продукта……………….….41
2.3 Преобразование традиционного пищевого продукта в функциональный…………………………………………………………………42
2.4 Научные принципы обогащения продуктов микро- нутриентами……………………………………………………………….….….43
2.5 Технологические приемы обогащения продуктов микронутриентами…………………………………………………………. …45
2.6 Показатели, определяющие качество функционального продукта……………………………………………………………………….…47
2.7 Использование белков злаковых и бобовых культур в пищевой промышленности……………………………………………………………..….49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……..………………………………………………………..….….51
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………. ……….55

Вложенные файлы: 1 файл

Бубнова Юлия 7403С курсовая.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кафедра пищевой биотехнологии

Бубнова Юлия Евгеньевна

БЕЛКИ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Студент гр. С7403 _________________

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР ……………..…4

1.1 Краткая характеристика представителей семейства злаковых…………….4

1.2 Краткая характеристика представителей семейства бобовых………..…..14

1.3 Химический состав зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, проса, сорго,

1.4 Химический состав гороха, фасоли, чечевицы, сои…………………. …27

1.5 Характеристика белков злаковых и бобовых культур и

их аминокислотный состав…………………………………………..…..…. 31

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЛКОВ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР В

ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ…………………………. ……… …..…..39

2.1 Понятие функциональных ингредиентов и продуктов питания………….39

2.2 Основные этапы создания функционального продукта……………… .….41

2.3 Преобразование традиционного пищевого продукта в функциональный………………………………………… ………………………42

2.4 Научные принципы обогащения продуктов микро- нутриентами………………………………………………… …………….….….43

2.5 Технологические приемы обогащения продуктов микронутриентами…………………………………… ……………………. …45

2.6 Показатели, определяющие качество функционального продукта………………………………………………………… …………….…47

2.7 Использование белков злаковых и бобовых культур в пищевой промышленности……………… ……………………………………………..….49

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………. ……….55

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Эти продукты получают по разным технологиям. Однако все они имеют в качестве основного сырья зерно различных зерновых культур: пшеницы, ржи, кукурузы, проса гречихи, овса, риса, ячменя. Для производства крупы используется и горох (зернобобовые)[1].

Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства. Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна. Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, так же большое значение придается эффективному использованию удобрений.

Очень важным аспектом является то, что бобовые и злаковые культуры являются основными источниками растительного белка, пищевых волокон, витаминов, минеральных элементов. Жиры зернобобовых и бобовых относятся к биологически ценным, так как в их состав входят эссенциальные жирные кислоты (линолевая, линоленовая), витамин Е, а также фосфолипиды, в том числе лецитин. Характерным для всех зерновых является низкое содержание лизина. Поэтому они являются незаменимыми компонентами в пищевой промышленности.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР

1.1 Краткая характеристика представителей семейства злаковых

Существенное сельскохозяйственное значение имеют растения, принадлежащие примерно к 30 родам, которым и будет дана краткая характеристика.

Кукуруза (Zea mays) — однолетнее однодомное растение. Родина — Мексика. В последние столетия распространилась по всему земному шару.

Один из крупнейших травянистых злаков, стебель достигает высоты 5 и более метров, листья крупные, шириной до 12 см; мужские цветки собраны в верхушечное соцветие — метелку, состоящую из колосовидных веточек (рис.1). Колоски расположены на веточках парами; один на ножке, второй почти сидячий. Каждый колосок состоит из 2 колосковых чешуи, между которыми 2 мужских цветка; цветковых чешуи 2. Тычинок, как и у подавляющего большинства злаков, 3.

Женские цветки собраны в пазушные соцветия — початки. Каждый початок имеет многослойную обвертку, образованную влагалищами листьев. Одноцветковые женские колоски с пленчатыми колосковыми и цветковыми чешуями расположены попарно вдоль початка параллельными рядами. Из двух парных колосков развивается один, Цветок в другом колоске остается бесплодным. Столбик длинный, нитевидный с раздвоенным рыльцем. Пучок столбиков к моменту цветения высовывается из початка. Мужские цветки у данного растения созревают на несколько дней раньше женских, чем и достигается перекрестное опыление, осуществляемое посредством ветра.

Кукуруза — кормовая, продовольственная и техническая культура. По занимаемой площади на земном шаре она уступает только пшенице. Огромное количество кукурузы выращивается для приготовления силоса. Стебли, листья и початки кукурузы богаты сахаром и прекрасно силосуются. Зерно используется в корм скоту, а также для производства разнообразных пищевых продуктов. Из стеблей кукурузы и кукурузных кочерыжек химическая промышленность изготовляет целый ряд синтетических продуктов. Сухие листья и стебли кукурузы используются также для изготовления бумаги. Цветочные столбики заготовляются как лекарственное сырье (желчегонное средство).

Существует несколько разновидностей кукурузы и сотни сортов. Высокой урожайностью отличаются гибриды кукурузы.

Сорго (Sorghum) — в СНГ произрастает 8 видов, из них лишь один — многолетнее растение. Все однолетние виды возделываются в культуре.

Это крупные растения с метельчатым соцветием (рис.2).

Сорго сахарное (S. caccharatum) — возделывается на Украине, на Северном Кавказе и в Нижнем Поволжье. Достигает высоты свыше 2 м. Стебель заполнен паренхимой, богатой сахаром. Используется на сено, зеленый корм, как пастбищное растение и на силос. В молодых листьях иногда при условиях, ухудшающих рост, накапливается синильная кислота, вызывающая отравление животных. Зерно также используется на корм скоту. Засухоустойчиво. Большое хозяйственное значение имеет соргогумаевый гибрид — многолетнее кормовое растение, полученное в результате скрещивания сорго с многолетним корневищным сорняком — гумаем (S. halepense). Рекомендуется к возделыванию на песчаных землях засушливой зоны.

Сорго поникшее, или джугара (S. сетиит), возделывается в Средней Азии как зерновая культура. Зерно употребляется в пищу и как концентрированный корм.

Пшеница (Triticum) — однолетние за исключением нескольких видов, возделываемые растения. Всего насчитывается около 20 видов пшеницы, из которых мировое значение как продовольственные культуры имеют два вида: пшеница мягкая, или обыкновенная (Т vulgare). и твердая (Т. durum).

Мягкая пшеница — наиболее широко распространенный вид. Колос этой пшеницы более или менее плотный или рыхлый. Колоски 4—5-цветковые, нижние цветковые чешуи с остью или безостые (рис. 3); соломина полая Зерновка мучнистая или мучнисто-стекловидная. Возделываются озимые и яровые формы.

Твердая пшеница менее широко распространена. Колос плотный.

Колоски 3—4-цветковые, два нижних цветка в каждом колоске обязательно с длинной остью. Соломина выполнена белой паренхимой или имеет лишь узкий просвет. Зерновки стекловидные.

Оба вида возделываемых пшеницы имеют большое количество разновидностей. Виды и разновидности пшеницы легко скрещиваются между собой.

Пшеницы введены в культуру с древнейших времен. Дикие предки их не найдены.

Пшеница—продовольственная культура. Отходы от переработки зерна пшеницы (отруби и др.) представляют собой ценный концентрированный корм.

Ячмень (Hordeum) — однолетние и многолетние растения. Соцветие— сложный колос. Характерная морфологическая особенность: колоски сидят на оси не в одиночку, а группами по три колоска. Колоски одноцветковые. Колосковые чешуи щетиновидные или ланцето-шиловидные. Нижняя цветковая чешуя с длинной остью. Зерновка обычно срастается с цветковыми чешуями, но бывают и голозерные ячмени.

Существенное хозяйственное зна чение имеют два вида возделываемых ячменей: ячмень обыкновенный (Н. vulgare) и двурядный (Н. distichutn). Ячмень возделывается с древнейших времен. Дикий предок ячменя двурядного — ячмень дикорастущий (Н. spontaneum), в настоящее время произрастает на Кавказе и в Средней Азии.

Ячмень — кормовая, продовольственная и техническая культура (рис.4). Зерно ячменя идет на приготовление крупы, используется в пивоварении, а также идет на корм скоту, ячменная солома — широко используемый грубый корм. Ячмень высевают также для получения зеленого корма.

Овес (Avena) — преимущественно однолетние злаки. Листья широкие, соцветия — метелка. Колоски крупные, 2—4-цветковые. Колосковые чешуи крупнее цветковых. Нижняя цветковая чешуя обычно с остью. В различных зонах возделывается кормовая и продовольственная культур — овес посевной (A. sativd)(рис.5). Выращивается как для получения зерна, так и для зеленого корма; в последнем случае овес обычно высевается в смеси с бобовыми культурами — викой и горохом.

Рис.5. Овес посевной

Посевы зерновых бывают засорены овсюгом пустым (A. fatua) и овсюгом Людовика (A. ludoviciana)—растениями, в молодом возрасте похожими на овес. При правильной агротехнике свсюг, как однолетний сорняк, сравнительно легко уничтожается, однако при плохой агротехнике становится опасным сорняком и может полностью заглушить посевы хлебов.

Суданская трава (S. sudanense) распространена в культуре на черноземных и каштановых почвах. Интенсивно кустится и хорошо отрастает. Дает пастбищный корм, зеленую подкормку и сено. Очень засухоустойчива. Из многих видов рода просо (Panicum) широко распространено просо посевное (P. miliaceum) — продовольственная и кормовая культура (рис.6.). Соцветие у проса — метелка. Возделывают просо для получения зерна, зеленой массы и как пастбищное растение. Зерно используется преимущественно для изготовления крупы — пшена, а также на корм птице. Пастбищная трава проса иногда вызывает отравление животных, поэтому просо используется как зерновая культура.

В засушливых районах СНГ возделывается однолетний вид африканского проса, относящийся к роду Pennisetum (P. typhoideum). Это крупное растение с широкими темными листьями. Соцветие в виде плотной метелки, похожей на початок. Возделывается для получения зеленого корма и зерна, употребляемого в пищу человеком, и как концентрированный корм скоту, а также — на зеленый корм.

Рис посевной (Oryza sativa) — вторая по мировому значению после пшеницы продовольственная культура. Крупный гигрофильный злак размером до 150 см. Соцветие — метелка. Колоски одноцветковые. Колосковых чешуи 4. Цветковые чешуи плотно прилегают к зерновке, нижняя обычно с остью. Тычинок 6 (рис. 7). В СНГ возделывается на Дальнем Востоке, в республиках Средней Азии, в Закавказье, на Кубани и в южных районах Украины. Родина риса — Юго-Восточная Азия. При возделывании риса плантации обычно заливают водой; советскими учеными выведены сорта, дающие урожаи и при периодических поливах. Отходы от переработки зерновок риса используют на корм скоту.

Род рожь (Secale) — представлен в СНГ несколькими дикорастущими видами; на больших площадях культивируется рожь посевная (S, cereale). Ближайшим предком посевной ржи является сорнополевая рожь (S. segetale), в настоящее время распространенная на Кавказе и в Средней Азии, где засоряет посевы зерновых культур. Стебель посевной ржи достигает при благоприятных условиях высоты 2 м листья широкие, соцветие — сложный колос. Колоски двухцветковые расположены на оси в два ряда. Нижняя цветковая чешуя с длинной остью. Ржаная дерть — обычный вид концентрированного корма (рис.8).

Читайте также: