5.4. Содержание и состав белков в зерне яровой мягкой пшеницы

сорта Иволга в зависимости от уровня азотного питания

Дозы азота, кг/га	Содержание белков, %	Азот фракций в % от белкового азота
		Водораство- римые белки	Глобулины	Глиадины	Глютенины		Неэкстра-гируемые белки
Без внесения азота	10,5	13,3	13,7	28,8	31,2		13,0
N60	11,7	12,0	12,7	30,0	33,6		11,7
N90	13,0	12,3	12,6	30,5	34,4		10,2
N120	14,1	10,5	12,8	31,2	36,2		9,3
N150	14,7	10,2	11,5	31,5	37,8		9,0
N150+ N30 подк.	15,8	9,1	10,2	32,2	40,4		8,1
НСР05	0,5	0,3	0,5	0,5	0,4	0,4

Поскольку белки проламиновой фракции у всех зерновых культур очень бедны лизином и триптофаном, увеличение их доли в общем белковом комплексе зерна снижает биологическую ценность суммарного белка. Это наиболее заметно проявляется у пшеницы, кукурузы, проса, ячменя, то есть у тех зерновых культур, которые характеризуются высоким содержанием в зерне спирторастворимых белков.

5.5. Активность амилаз в зерне яровой пшеницы сорта Иволга

в зависимости от уровня азотного питания

Варианты*	мг гидролизованного крахмала за 1 час в расчете на 1 г зерна			в % от общей активности
	Общая активность амилаз	α-амилазы	β-амилазы	α-амилазы	β-амилазы
Без внес. азота	42,5	2,7	39,8	6,4	93,6
N60	53,9	3,7	50,2	6,9	93,1
N120	63,9	5,6	58,3	8,8	91,2
N150	73,9	10,2	63,7	13,8	86,2
N150+ N30 нек.подк.	81,9	4,7	77,2	5,7	94,3
НСР05	1,3	0,6	1,4	-	-

*дозы азота в кг/га

При изучении амилолитических ферментов зерна пшеницы нами было выяснено, что при усилении азотного питания растений возрастает актив-ность a-амилаз в созревающем зерне (табл. 5.5), которая зависит от концен-трации водорастворимых белков, имеющих в своём составе ингибиторы амилолитических ферментов. Под действием азотных удобрений в зерновках пшеницы снижается содержание водорастворимых белков, в том числе и белков–ингибиторов амилаз, в связи с чем меньше ферментных белков связывается ингибиторами в неактивные комплексы и больше остаётся каталитически активных свободных форм a-амилаз.

При проведении некорневой азотной подкормки пшеницы в фазе начала формирования зерна раствором мочевины на фоне допосевного внесения высокой дозы азота (150 кг/га) происходило понижение уровня α-амилазной активности в зерне до уровня контроля (без внесения азота). Результаты этих опытов показывают, что поздняя некорневая подкормка пшеницы раствором мочевины (в начале формирования зерна), снижая активность a-амилаз в зерне, улучшает его хлебопекарные свойства.

Таким образом, регулируя влажность, обработку почвы, питание рас-тений и другие факторы, можно в значительной степени повысить накопле-ние в зерне белков и улучшить технологические свойства зерна. Однако аминокислотный состав и биологическая ценность белков от действия этих факторов не улучшаются, а у ряда культур – пшеницы, кукурузы, ячменя - даже ухудшаются. Объясняется это тем, что изменение аминокислотного состава белков зерна возможно только генетическими методами, путём изме-нения наследственных свойств растительных организмов.

Примером может служить создание селекционерами высоколизиновых гибридов кукурузы, у которых уровень урожайности примерно такой же, как и у обычных гибридов, однако в их зерновках содержится больше белков с повышенным содержанием лизина и триптофана (см. с. 117–118). Существу-ют также генно-инженерные проекты улучшения аминокислотного состава белков зерна, в которых предпринимаются попытки ввести в генотипы зла-ков природные или синтетические гены, кодирующие полипептиды, постро-енные в основном из незаменимых аминокислот.

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы содержание и состав белков в зерне различных злаковых культур? 2. Ка-кова биологическая ценность белковых фракций и суммарного белка зерна у этих куль-тур? 3. Какой химический состав имеет клейковина и какими она обладает свойствами? 4. Как различаются зерновые культуры по количеству и качеству клейковины? 5. Чем определяются свойства клейковины? 6. Какие применяются приёмы для повышения на-копления в зерне запасных белков и улучшения их состава? 7. Как влияют на качество зерна другие химические вещества? 8. Как подразделяют зерно пшеницы в зависимости от содержания и качества клейковины? 9. В чём состоят биохимические особенности синтеза запасных белков зерна? 10. Какие азотистые вещества, кроме белков, содержатся в зерне? 11. Как изменяется содержание азотистых веществ при созревании зерна? 12. Каковы особенности формирования клейковины в созревающем зерне пшеницы? 13. Как различа-ются злаковые культуры по накоплению в зерне углеводов? 14. В чём состоят биохими-ческие особенности синтеза углеводов в созревающем зерне? 15. Как влияют природно-климатические факторы на накопление в зерне белков и углеводов? 16. В чём состоят биохимические особенности формирования липидного комплекса в созревающем зерне? 17. Каково содержание в зерне витаминов и пигментов? 18. Источником каких минераль-ных веществ служит зерно для питания человека? 19. Как распределяются в зерне различ-ные химические вещества? 20. Какие биохимические изменения наблюдаются в зерне при влажной или сухой погоде, при орошении, при низких температурах, при повреждении зерна клопом-черепашкой? 21. Как влияет на химический состав зерна режим питания растений? 22. Какие приёмы регулирования режима азотного питания растений применяя-ются для улучшения качества и технологических свойств зерна? 23. Как влияют природ-но-климатические факторы и режим питания растений на состав белков и углеводов в зерне?