Производство белковых продуктов из масличных семян - Щербаков В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Алейроновые зерна, как показали многочисленные исследования, окружены ограничивающей простой мембраной. Мембрана алейронового зерна характерна для всех стадий содержания и зрелости семян.
Распределение различных групп белков в пределах алейронового зерна изучено еще недостаточно. Исследования проведены для семян клещевины, хлопчатника, тыквы. У всех этих растений кристаллоид образован основным запасным белком семени, представляющим собой основной глобулин с высокой молекулярной массой (300 ООО и выше). Иногда в составе кристаллоидов обнаруживаются также в небольшом количестве белки с еще большей молекулярной массой (около 500 ООО). Наличие таких "минорных" компонентов было показано для клещевины, где наряду с основным глобулином, имеющим молекулярную массу 320 000, был обнаружен в значительно меньшем количестве белок с молекулярной массой 520 000, а также для хлопчатника. В аморфной зоне алейроновых зерен локализуются помимо глобулинов также гликопротеиды, предположительно некоторые гидролитические ферменты. Было установлено, что ядовитый белок семян клещевины рицин локализуется именно в аморфной зоне алейроновых зерен этого растения (циУ. по [38]).
Вопросы синтеза и отложения в запас белков в семенах сельскохозяйственных культур и возможные пути регулирования отложения в запас, направленные на увеличение содержания белка в семенах и улучшение его качества, обстоятельно изложены в монографии А. М. Соболева [38]. Резюмируя многочисленные работы и собственные исследования, Дж. и М. Диккерт [14] предложили схему клетки гипотетического масличного семени, способного вырабатывать белки алейроновых зерен (алейрины) и откладывать их в вакуолях (рис. 4). Согласно этой схеме алейрины синтезируются на полирибосомах Пр гранулярной эндоплазматической сети ГЭС и концентрируются при участии диктосомы Д в пузырьках, окруженных мембраной П. Из пузырьков алейрины перемещаются в вакуолю В в процессе слияния мембран. Подобные клетки содержат также пластиды Л, митохондрии М и сфе-росомы С и заключены в клеточную оболочку КО, пронизанную плаз-модесмами Пл. Концентрация белка в вакуолях возрастает по мере созревания семени вплоть до формирования классических алейроновых зерен в результате обезвоживания алейроновых вакуолей. Таким образом, в ультраструктурах клетки масличного семени идет накопление инертных запасных белков кристаллоидов, окруженных белками аморфной зоны алейронового зерна, которые, обладая повышенной ферментативной активностью, обеспечивают протекание биохимических превращений белка в состоянии покоя и в соответствующих условиях при прорастании.
При описании локализации белков в семенах подсолнечника важно с технологической точки зрения рассмотреть локализацию сопутствующих веществ, существенным образом влияющих на качество получаемых белковых продуктов. Из сопутствующих веществ, оказывающих неблагоприятное воздействие на качество извлекаемых белков из семян
Рис. 3. Схема строения сложного алейронового зерна клетки масличного растения:
1 — глобоид; 2 — белковый кристаллоид; 3 — аморфная белковая зона; 4 — липидные капли; 5 — клеточная оболочка
Рис. 4. Схема клетки гипотетического масличного семени, способной вырабатывать бепки алейроновых зе-ран и откладывать их в вакуолях:
Пр — полирибосомы; ГЭС — гранулярная эндоплазматическая сеть; Д — диктосомы; П — мембрана; В — вакуоли; Л — пластиды; М — митохондрии; С — сферосомы; КО — клеточная оболочка; Пп — плаз-модесмы; Я — ядро; Яд — ядрышко
и шротов подсолнечника, прежде всего следует отметить фенольные вещества. Как будет показано ниже, они ограничивают возможности получения светлых белковых продуктов прежде всего за счет блокировки аминогрупп хлорогеновой кислоты, что приводит к изменению цвета белка. Фенольные вещества накапливаются в ядре и плодовой оболочке семян подсолнечника в значительных количествах. Из фенольных веществ изучены в первую очередь представляющие наибольший интерес хлорогеновая кислота, а также кофейная кислота.
Локализация хлорогеновой кислоты показана на здоровых семенах подсолнечника высокоолеинового сорта Первенец, достигших уборочной спелости [29]. Распределение хлорогеновой кислоты в ядре семян подсолнечника видно из рис. 5, где на поперечном а и продольном б срезах семядоли подсолнечника густота расстановки точек соответствует степени развития реакции в различных участках препарата. Количество хлорогеновой и кофейной кислот распределено в семянке подсолнечника неравномерно. В плодовой оболочке семян отмечаются лишь следы присутствия обеих кислот. В семенной оболочке хлорогеновой кислоты содержится до 0,3% на сухое обезжиренное вещество, кофейной — следы. Для ядра семян в целом содержание хлорогеновой
Рис. 5. Локализация фенольных соединений в ядре семянки высокоолеинового подсолнечника [ 29 ]:
в — поперечный срез; б — продольный срез; в — фрагмент губчатой паранхимы; г — фрагмент палисадной ткани; / — эндосперм; 2 — наружный эпидермис; 3 — внутренний эпидермис
кислоты достигает 5,07%, кофейной - до 0,13%. Хлорогеновая кислота локализуется в больших количествах в периферийных клетках эндосперма 7 и наружного эпидермиса 2, примыкающих к губчатой паренхиме в, и клетках внутреннего эпидермиса 3, примыкающего к палисадной ткани г. Локализация хлорогеновой кислоты в гемуле ядра семени и периферийных тканях, по-видимому, объясняется ее активной физиологической ролью в растительных организмах, довольно высоким окислительно-восстановительным потенциалом, позволяющим в системе хлорогеновая кислота — полифенолоксидаза окислять такие природные субстраты, как аминокислоты, пептиды и даже некоторые белки.
