Протеините от зърнени култури се разпределят между различните тъкани, включващи зърното, и са разпределени в четири класа, т.е. албумини, глобулини, проламини и глутелини, които са разтворими във вода, разредени разтвори на сол, 70% алкохол и разредени алкални разтвори, съответно (Osborne, 1907).
Свързани термини:
- Протеини
- Аминокиселини
- Дрожди
- Тесто
- Пшенично брашно
- Лизин
- Сладкиши
- Глутен
Изтеглете като PDF
За тази страница
Откриване на алергени в храните
С. Баумгартнер,. Е. Велциг, в Управление на алергени в храните, 2007
14.3.1 Зърнени храни, съдържащи глутен и продукти от тях
Протеините от зърнени култури от пшеница, ръж или ечемик се използват в преработените храни, за да добавят вкус и да действат като свързващо вещество. Няколко от тези протеини, особено глиадини и глутен, могат да бъдат алергенни и са основната причина за цьолиакия, която се класифицира като алергия от тип 4. Следователно тези алергени са основните цели на аналитичните методи за откриване на зърнени храни в храната. Всички налични в търговската мрежа тестове за ELISA и ELISA за измервателна пръчка са разработени за глиадин с LOD в диапазона между 1,5 и 10 mg/kg и дори е предоставен протокол, одобрен от AOAC (First Official Action Method). Преглед, който разглежда различните имунохимични тестове, разработени за количествено определяне на глутена, и тяхната осъществимост за тестване на храна без глутен, консумирана от пациенти с цьолиакия, вече е публикуван през 1999 г. (Denery-Papini, 1999). Оттогава академичното развитие на ELISA се забави донякъде; едва наскоро беше публикувана сандвич ELISA система за микродетекция на пшеничен алерген (Yamashita, 2001). Други полезни методи включват откриване на специфична за пшеница ДНК чрез PCR (Allmann, 1993).
Зърнени култури
Протеин
Протеинът е основният азотсъдържащ компонент на зърнените зърнени култури и повечето данни за протеините се основават на определяне на азот, последвано от умножаване по конверсионни коефициенти азот в протеин, които варират от 5,7 до 6,31 за зърнените продукти. Стойностите в таблици 3–6 показват, че протеинът е най-нисък в ориза, ечемика и просото, а най-висок в пшеницата, овеса, перленото просо и просото просо. Съдържанието на протеин в зърнените култури обаче може да варира значително и между култури от същия вид се откриват по-големи от два пъти диапазони на съдържание на протеин. Тази вариация се дължи отчасти на генетичните различия, но агрономическите фактори са от по-голямо значение. Тази вариация може да има малко значение за насипни култури, срещани при индустриализирани операции, но може да е важна в по-слабо развитите региони. Въпреки че обикновено не се считат за добър източник на протеини, много зърнени храни осигуряват адекватно количество, по отношение на енергията, за възрастни. Трябва обаче да се има предвид и качеството на протеините, тъй като зърнените диети са склонни да имат недостиг на една или повече основни аминокиселини (вж. Раздела за качеството на протеините).
Качество на протеините
Протеините от зърнени култури са предимно протеини за съхранение на ендосперми, които са с ниско съдържание на незаменими (незаменими) аминокиселини в храната. Тези аминокиселини се изискват в различни количества и по този начин качеството трябва да бъде свързано с изискванията. Например, младите имат по-високи изисквания както за протеини, така и за незаменими аминокиселини, отколкото възрастните. Първата ограничаваща незаменима аминокиселина в зърнените култури обикновено е лизин. Има обаче вариации между зърнените култури. При овеса, ориза и просото дефицитът на лизин може да е само незначителен, докато при соргото, царевицата и други проса той е по-изразен (Таблици 7 и 8). Триптофанът също ограничава царевицата и някои просо, докато треонинът и метионинът също могат да бъдат ограничаващи в някои зърнени култури. Качеството на протеините трябва да се има предвид по отношение на общото съдържание на протеин. Освен това, тъй като съдържанието на протеин се увеличава, например, с използването на азотни торове, относителните количества на необходимите аминокиселини са склонни да намаляват като процент от протеина. Видовете с висок лизин на много зърнени култури са отглеждани с помощта на конвенционални техники и методи за генетична модификация, но по-ниските добиви на зърнени култури изключват широкото им използване.
Таблица 7. Аминокиселинен състав на царевица, ориз, пшеница, ечемик, овес и ръж; представителни стойности в грамове на 100 g протеин
| Незаменим | ||||||
| Хистидин | 2.6 | 2.4 | 2.3 | 2.1 | 2.1 | 2.2 |
| Изолевцин | 3.6 | 3.8 | 3.5 | 3.5 | 3.8 | 3.5 |
| Левцин | 11.1 | 8.2 | 6.7 | 6.7 | 7.2 | 6.2 |
| Лизин | 2.3 | 3.7 | 2.7 | 2.6 | 3.7 | 3.4 |
| Метионин | 1.6 | 2.1 | 1.2 | 1.6 | 1.8 | 1.4 |
| Цистеин | 2.0 | 1.6 | 2.5 | 2.2 | 2.7 | 1.9 |
| Фенилаланин | 4.4 | 4.8 | 4.6 | 5.1 | 5.0 | 4.5 |
| Тирозин | 3.5 | 4.0 | 1.7 | 3.0 | 3.4 | 1.9 |
| Треонин | 3.3 | 3.4 | 2.8 | 3.4 | 3.4 | 3.4 |
| Триптофан | 0.7 | 1.3 | 1.5 | 1.6 | 1.3 | 1.1 |
| Валин | 4.0 | 5.8 | 4.3 | 5.0 | 5.1 | 4.8 |
| Незадължително | ||||||
| Аланин | 8.2 | 5.8 | 3.5 | 4.2 | 4.5 | 4.3 |
| Аргинин | 4.4 | 7.5 | 4.3 | 4.8 | 6.2 | 4.6 |
| Аспарагинова киселина | 7.2 | 9.6 | 4.9 | 5.6 | 7.7 | 7.2 |
| Глутаминова киселина | 18.6 | 19.2 | 32.1 | 23.5 | 21,0 | 24.2 |
| Глицин | 3.9 | 4.3 | 4.0 | 3.8 | 4.6 | 4.3 |
| Пролин | 8.8 | 4.6 | 10.7 | 10.9 | 5.1 | 9.4 |
| Серин | 4.6 | 4.6 | 4.5 | 4.0 | 4.6 | 3.8 |
Таблица 8. Аминокиселинен състав на сорго и просо; представителни стойности в грамове на 100 g протеин
| Незаменим | |||||||
| Хистидин | 2.2 | 2.2 | 2.3 | 2.2 | 2.6 | 1.9 | 2.2 |
| Изолевцин | 4.1 | 4.4 | 5.0 | 4.5 | 5.1 | 4.5 | 4.1 |
| Левцин | 14.6 | 12.2 | 13.3 | 12.9 | 13.5 | 11.5 | 10.8 |
| Лизин | 2.2 | 3.3 | 2.1 | 2.2 | 3.7 | 1.7 | 2.2 |
| Метионин | 1.4 | 2.2 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 1.8 | 4.3 |
| Цистеин | 1.7 | 1.5 | 1.4 | 1.7 | 1.6 | 1.5 | 2.5 |
| Фенилаланин | 5.0 | 5.2 | 5.3 | 5.2 | 6.2 | 5.9 | 5.9 |
| Тирозин | 3.2 | 3.2 | 2.7 | 3.9 | 3.6 | 2.7 | 3.7 |
| Треонин | 3.3 | 3.9 | 3.9 | 3.4 | 5.1 | 2.7 | 3.7 |
| Триптофан | 1.1 | 1.6 | 1.5 | 0.9 | 1.3 | 1.0 | 1.6 |
| Валин | 5.4 | 5.7 | 5.2 | 5.1 | 7.9 | 6.1 | 5.5 |
| Незадължително | |||||||
| Аланин | 9.1 | 8.5 | 8.9 | 9.3 | 8.0 | 9.2 | 9.4 |
| Аргинин | 4.3 | 4.8 | 6.1 | 4.4 | 5.2 | 3.2 | 3.6 |
| Аспарагинова киселина | 6.4 | 8.7 | 6.9 | 5.5 | 7.9 | 6.3 | 9.0 |
| Глутаминова киселина | 22.6 | 21.2 | 18.8 | 20.5 | 27.1 | 20.7 | 22.3 |
| Глицин | 3.2 | 3.6 | 2.9 | 2.2 | 4.8 | 2.7 | 3.0 |
| Пролин | 7.6 | 7.2 | 10.6 | 7.2 | 6.7 | 10.3 | 7.2 |
| Серин | 4.2 | 4.9 | 5.8 | 6.3 | 6.9 | 5.8 | 5.4 |
Техники за анализ на пшенични протеини
4.1 Въведение
Протеините от зърнени култури съставляват около 10% от сухото тегло на зърното и са важен източник на протеини в диетата. Освен това те играят определяща роля в преработвателните свойства на зърнените брашна, а именно способността на пшеницата да се пече в квасен хляб. Протеините за съхранение на пшеница (глутен) са особено важни в последния аспект и тяхната химия и структура започват да се изследват още през осемнадесети век. Глутенът включва сложна смес от протеини (проламини), различаващи се по молекулен размер и структура. Те могат да бъдат класифицирани в глиадини (мономерни, разтворими във водни алкохоли) и глутенини (с високо съдържание на МР, полимерни, само редуцирани форми са разтворими във водни алкохоли) и също е предложена класификация по отношение на генетична и аминокиселинна последователност (Shewry et al ., 1994): (1) проламини с високо молекулно тегло (HMW), (2) бедни на сяра проламини, съдържащи ω-глиадини и (3) богати на сяра проламини, съдържащи α-, β- и γ-глиадини и ниско- глутенини с молекулно тегло (LMW). Известно е, че както количеството, така и съставът на глутена определят вискоеластичността на тестото и, следователно, производителността. Въпреки това, молекулярният произход на вискоеластичността на глутена и тестото не е напълно изяснен.
Търсенето на знания за структурно-функционалните взаимоотношения в протеините от пшеничен глутен все повече разкрива необходимостта от аналитични методи с възможност за справяне с високата сложност и неразтворимост на тези системи. Освен това се е развил интерес към изучаването на протеините възможно най-близо до тяхната функционална среда, т.е. в хидратираното твърдо състояние. В тази глава ще бъдат споменати методите за разделяне, методите за определяне на молекулния размер, формата и вторичната структура и реологичните методи. Фокусът обаче ще бъде поставен върху приложенията на спектроскопски методи (инфрачервена спектроскопия, ядрено-магнитен резонанс (NMR) и спектроскопия с електронен спинов резонанс (ESR)), тъй като те са полезни сонди за молекулните свойства на пшеничните протеини в хидратираното им твърдо състояние.
Използване на ензими при производството на функционални храни и хранителни съставки на зърнена основа
Протеини от пшеница и други зърнени култури
Традиционно зърнените протеини се класифицират според фракциониране въз основа на разтворимост в албумини (протеини, разтворими във вода), глобулини (протеини, разтворими в разтворени солеви разтвори), проламини (съхраняващи протеини, разтворими във воден алкохол) и глутелини (съхраняващи протеини, разтворими в разредена киселина или алкали) (Osborne, 1924). Фракционирането на Осборн обаче не осигурява ясно разделяне на протеини, различаващи се биохимично/генетично или по функционалност (Veraverbeke и Delcour, 2002).
Свойствата на глутеновите протеини позволяват пшеничното брашно да се трансформира във вискоеластично тесто, което е идеално подходящо за производство на хляб и което задържа въглеродния диоксид, произведен от ферментиращите дрожди. Тези свойства са уникални и дори не могат да бъдат намерени в зърнени култури, тясно свързани с пшеницата като ечемик и ръж. Поради големия си размер и образуването на непрекъсната мрежа, глутеновите полимери осигуряват здравина (устойчивост на деформация) и еластичност на тестото, докато се смята, че глиадините действат като пластификатори, осигурявайки вискозитет/пластичност на тестото. Освен това в структурата на тестото участват както ковалентни, така и нековалентни връзки (Bushuk, 1998; Wrigley et al., 1998). Значението на дисулфидните напречни връзки е добре установено и окислителните процеси са много важни по време на разработването на тестото (Wieser, 2003). По време на печенето глутеновите протеини претърпяват редица сложни промени, въпреки че естеството на тези промени е слабо разбрано. Те вероятно са комбинация от промени в хидрофобността на белтъчната повърхност, сулфидрил-дисулфидните връзки и образуването на нови дисулфидни напречни връзки (Jeanjean et al., 1980; Schofield et al., 1983; Weegels et al., 1994; Morel et al ., 2002).
Експлоатация на растителни и зърнени протеини за рибни фуражи
Резюме:
Настоящият статус на зърнените и растителните протеини и потенциалното му използване във фуражните култури за аквакултури за заместване на рибеното брашно е описано, за да се даде представа за предизвикателствата, пред които е изправена неговата употреба. Изследват се ключовите двигатели за експлоатация на съпътстващи продукти от хранителни отпадъци и се идентифицират възникналите трудности, напр. оценката на хранителното качество на растителните фуражи може да даде различни резултати, дори когато се тества за един вид риба. Очертани са бъдещите изисквания за стандартизация на протоколите за хранене, подобряване на качеството на данните и разработването на полезни модели, които могат да се използват за различни съставки и за различни видове.
Протеин от овес
O.E. Мекинен,. К. Путанен, в Устойчиви протеинови източници, 2017
Резюме
Овесът е здрава високобелтъчна зърнена култура, която расте добре в северните райони. За разлика от зърнените култури Triticeae, основният протеин за съхранение е глобулинът, който е с по-високо съдържание на незаменими аминокиселини, отколкото протеините за съхранение на проламин. Овесените протеини могат да се понасят от повечето индивиди с целиакия, което го прави интересна суровина за непрекъснато разрастващия се пазар без глутен. Въпреки че е подходящ за хлебни изделия, приложимостта на овесените протеини все още е ограничена в течни и полутвърди храни поради ниската си разтворимост при неутрални и леко кисели условия. Ензимните модификации показаха обещаващи резултати и биха могли да бъдат използвани за разширяване на приложенията в бъдеще. Последните разработки в новите устойчиви технологии за фракциониране на овес позволиха производството на овесени протеинови съставки с по-добри функционалности.
Химични компоненти и хранене
4.3.2.10 Неразтворими протеини
Понастоящем знанията за много неразтворими зърнени протеини са напреднали дори до пълното секвениране на техните аминокиселини. Това важи за проламините от царевица, които са известни като зеини, тъй като идват от Зея. Ечемичните проламини са хордеини, ръжните проламини са секалини, а овесените проламини са авелини. Различна основа за номенклатура се прилага за наименуването на пшеничните проламини, които се наричат глиадини.
Зърнените проламини са прегледани от Shewry and Tatham (1990). Въз основа на секвенирането са определени четири основни групи зеини. Групите се различават по съдържанието на аминокиселини, както и по последователността, в която се срещат. Като проламини те по дефиниция са богати на пролин и глутамин и с ниско съдържание на лизин и триптофан. Групите са обозначени α-, β-, γ- и δ-. Β- и δ-групите са относително богати на метионин, а δ-групата също е богата на цистеин и хистидин.
Агрономическо подобрение в маслените култури
Р.К. Дауни, С.Р. Rimmer, в Advances in Agronomy, 1993
c Качество на протеините
Аминокиселинният профил на маслодайните или зърнените протеини е важен фактор за определяне на хранителната и паричната стойност на фуража. Лизинът и метионинът са две от най-ценните аминокиселини, тъй като те са необходими в масленото брашно, за да допълнят ниските нива на тези незаменими аминокиселини в зърнените култури и царевицата.
Два изследователски екипа прехвърлиха гена, експресиращ богатия на метионин 2S протеин за съхранение на семена от албумин от бразилския орех (Bertholletia excelsa Humb. & Bonpl.) В растения B. napus. За съжаление, нивото на експресия беше ниско, 0,02–0,1% от протеина на семената (Guerche et al., 1990; De Clercq et al., 1990). Впоследствие Altenbach et al. (1992) прехвърля един и същ ген както в пролетни, така и в зимни форми на B. napus и получава между 1,7 и 4,0% от общия протеин на семената като хетероложния протеин, богат на метионин, до 33% повече метионин от нормалния протеин за съхранение на B. napus . Тези изследователи предполагат, че високото ниво на експресия в техните трансформанти може да се дължи на използването на по-силен промотор.
Въпреки че повишените нива на лизин в маслените култури все още не са докладвани, почти сигурно е, че такива изследвания са в ход (Vanderkerckhove et al., 1989).
Хранителни компоненти и полимери
а. Зърнени протеини.
Фигура 5.9. Температури на стъклен преход, Tg, на еластин и зърнени протеини. Tg се депресира с намаляваща концентрация на твърди вещества поради пластификацията на водата. Уравнението на Гордън и Тейлър беше използвано с константа k = 6,3 за прогнозиране на Tg кривата за глутенин според de Graaf et al. (1993) .
В допълнение към ензимите, еластин и зърнени протеини, е установено, че в млечните протеини се наблюдават преходи на стъкло и пластификация на водата. Каличевски и др. (1993) използва уравнението на Гордън и Тейлър, за да се побере Tgdata на казеин и натриев казеинат при различни водни съдържания. Безводните Tg-стойности за материалите са съответно 144 и 130 ° С. Депресията на Tg поради пластификация на водата се наблюдава от модула на Йънг, който се определя чрез триточков тест за огъване. Глюкозата и лактозата в смеси 1:10 с казеин имат малък ефект върху Tg, въпреки че при съдържание на вода над 12% преходът е по-широк в сравнение само с казеин. Не е установено, че казеинът се пластифицира от фруктоза, глюкоза и захароза, което предполага несъвместимост на казеин и захари, но високото съдържание на захар значително намалява модула на Йънг. Сравнението на казеин и натриев казеинат с други хранителни полимери показва, че те са по-малко пластифицирани от водата, отколкото такива полимери като амилопектин и глутен. Ниската пластификация на тези материали като хранителни компоненти от водата се счита за изгодна, когато те се добавят в храни за увеличаване на Tgand за намаляване на хигроскопичността.
- Ферментирало мляко - преглед на ScienceDirect теми
- Цианид - общ преглед на ScienceDirect теми
- Chelidonium - общ преглед на ScienceDirect теми
- Ентеростомия - общ преглед на ScienceDirect теми
- Приемът на храна - общ преглед на ScienceDirect теми