- •5. Биохимические основы формирования качества
- •5.1. Формирование качества зерна злаковых культур
- •5.1.1. Накопление в зерне белков
- •5.1. Фракционный состав белков зерна злаковых культур
- •5.1.2. Накопление углеводов
- •5.1.3. Содержание липидов, витаминов, пигментов и минеральных
- •5.1.4. Влияние природно-климатических факторов
- •5.1.5. Влияние режима питания растений на качество зерна
- •5.2. Урожайность и белковость зерна яровой мягкой пшеницы
- •5.3. Влияние азотных удобрений на урожайность и качество зерна
- •5.4. Содержание и состав белков в зерне яровой мягкой пшеницы
- •5.5. Активность амилаз в зерне яровой пшеницы сорта Иволга
- •5.2. Формирование качества зерна зернобобовых культур
- •5.2.1. Накопление в зерне белков
- •5.6. Содержание незаменимых аминокислот в белках зерна
- •5.2.2. Содержание в зерне углеводов
- •5.2.3. Содержание липидов, витаминов, алкалоидов, гликозидов
- •5.2.4. Влияние природно-климатических факторов
- •5.2.5. Влияние режима питания растений на качество
- •5.3. Формирование качества семян масличных культур
- •5.3.1. Накопление в семенах жиров
- •5.3.2. Содержание в семенах белков и углеводов
- •5.3.3. Содержание токсических и минеральных веществ
- •5.3.4. Влияние природно-климатических факторов
- •5.3.5. Влияние режима питания растений на химический
- •5.8. Влияние удобрений на урожайность и качество семян подсолнечника
- •5.4. Формирование качества клубней картофеля
- •5.4.1. Накопление в клубнях картофеля
- •5.4.2. Содержание в клубнях картофеля органических кислот,
- •5.4.3. Влияние природно-климатических факторов на
- •5.4.4. Влияние режима питания растений на химический
- •5.9. Урожайность и крахмалистость клубней картофеля сорта
- •5.10. Влияние различных форм калийных удобрений
- •5.5. Формирование качества корнеплодов
- •5.5.1. Накопление в корнеплодах углеводов
- •5.11. Содержание сахаров в различных корнеплодах
- •5.5.2. Содержание в корнеплодах азотистых веществ
- •5.5.3. Содержание липидов, витаминов, органических кислот,
- •5.5.4. Влияние природно-климатических факторов
- •5.5.5. Влияние режима питания растений
- •5.12. Влияние удобрений на содержание сахаров
- •5.6. Формирование качества овощной продукции
- •5.6.1. Биохимические процессы накопления в овощах
- •5.13. Содержание сахаров в овощной продукции
- •5.6.2. Содержание в овощах липидов, витаминов,
- •5.6.3. Накопление в овощах специфических веществ –
- •5.6.4. Влияние природно-климатических факторов и режима
- •5.7. Формирование качества плодово-ягодной продукции
- •5.7.1. Биохимические процессы накопления в плодах
- •5.14. Содержание сахаров в плодово-ягодной продукции
- •5.7.2. Обмен органических кислот в созревающих плодах и ягодах
- •5.7.3. Содержание в плодах и ягодах липидов, витаминов,
- •5.7.4. Накопление в плодах и ягодах специфических веществ –
- •5.7.5. Влияние природно-климатических факторов и режима
- •5.8. Формирование качества вегетативной массы
- •5.8.1. Азотистые вещества кормовых трав
- •5.15. Содержание незаменимых аминокислот в белках вегетативной
- •5.8.2. Состав углеводного комплекса травятистых растений
- •5.8.3. Содержание в кормовых травах органических кислот,
- •5.8.4. Влияние природно-климатических факторов и режима
- •5. Биохимические основы формирования качества
- •5.1. Формирование качества зерна злаковых культур..…………………..463
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?