CC BY
30
Жукова Н.И.1, Цой Е.А.2 ©
'Доцент, 2ассистент, кафедра естественнонаучного образования, Дальневосточный федеральный университет, Школа педагогики
ФЕРМЕНТЫ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА И КАЧЕСТВО ЗЕРНА РИСА
Аннотация
Предпринята попытка изучить активность ферментов углеводного обмена: амилазы (КФ 3.2.1.2) и фосфорилазы (КФ 2.4.1.1) районированных сортов риса Приморского края. Полученные результаты ферментативной активности могут быть использованы для оценки качества и сохраняемости зерна.
Ключевые слова: сорта риса, ферментативная активность, амилазы (КФ 3.2.1.2), фосфорилазы (КФ 2.4.1.1), качество и сохраняемость зерна.
Keywords: sorts of rice, enzymic activity, amylase (KF 3.2.1.1), phosphorilase (KF 2.4.1.1), quality and grain keeping.
Рис посевной (Orizea sativa)- одна из основных продовольственных культур. Пищевая ценность зерновки риса зависит от ее биохимического состава, который колеблется в зависимости от многих факторов (например, от состава почвы на которой выращен рис, её кислотности и влажности и др.). Так, основным показателем пищевого качества крупы риса является количественное соотношение в ней белка, содержание которого в образцах Приморской селекции изменяется в зависимости от сорта от 5 до 11%, и крахмала, количество которого изменяется от 70 до 80 % [1, 54; 2, 268]. Углеводы, являются важнейшей группой запасаемых питательных веществ зерновки риса. Ранее, при изучении биохимических характеристик зерновки риса нами были получены интересные экспериментальные данные по количественному содержанию белка и полисахаридов крахмала (амилозы и амилопектина) в различных сортах риса Приморского края [3, 133]. Продолжая начатые исследования в области изучения биохимии риса, и связи ее с питательной ценностью, мы предприняли попытку выяснить - существует ли корреляция между активностью главных ферментов углеводного обмена - амилазы (КФ 3.2.1.2) и фосфорилазы (КФ 2.4.1.1) с одной стороны и всхожестью и пленчатостью с другой.
Объектом изучения послужили зерновка и проростки 6 сортов риса: Дальневосточный, Дарий 23, Луговой, Приозерный 61, Ханкайский 52 и Ханкайский 429, селекционированных в Приморском научно-исследовательском институте сельского хозяйства РАСХН [4, 3] . Семена риса проращивали, определяли всхожесть и плёнчатость зерновки. В качестве подстилки при проращивании семян использовали фильтровальную бумагу. Анализ зерновки риса проводили по стандартным методикам: плёнчатость (ГОСТ 10843-76), всхожесть семян (ГОСТ 12038 - 66). Зерна гомогенизировали, а проростки растирали в ступках с кварцевым песком. В муке зерна и гомогенатах проростков определяли активность амилазы и фосфорилазы.
Всхожесть и плёнчатость различных сортов риса
Таблица 1
Сорт Всхожесть, % Плёнчатость, %
Дальневосточный 98,00 ± 2,04 18,30 ± 0,04
Дарий 23 97, 0 ± 2,11 20, 0 ± 0,02
Луговой 99, 0 ± 2,14 17,0 ± 0,04
Приозёрный 61 98,0 ± 2,16 18, 35 ± 0,03
Ханкайский 52 96, 0 ± 2,05 19, 77 ± 0,03
©© Жукова Н.И., Цой Е.А., 2014 г.
Ханкайский 429
94, 0 ± 2,12
21, 96 ± 0,03
Активность амилазы исследовали колориметрическим методом, основанном на определении количества нерасщепленного амилазой крахмала после обработки раствором йода. Действие фермента выражали в миллиграммах гидролизованного крахмала в условиях опыта (за 1 час) на 1мг белка. Активность фосфорилазы определяли с применением модификации метода Фиске-Суббароу. Активность фермента выражали в миллиграммах неорганического фосфора на 100 г белка ткани [5, 57]. В предварительных опытах устанавливали оптимальные для фермента значения pH среды, концентрации субстрата и временной интервал, в течение которого скорость реакции постоянна. Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли с использованием программы офисного пакета Microsoft Excel версии Microsoft Office 2007. Стандартное отклонение выборки рассчитывали с помощью функции «СТАНДОТКЛОН». Экспериментальные данные, характеризующие активность ферментов
представлены в таблицах 1 и 2.
Основным показателем, который характеризует выход крупы является плёнчатость. Известно, что самый высокий показатель плёнчатости для дальневосточных сортов составляет 35%. Однако у исследованных сортов он значительно ниже и варьирует от 17 до 20 % (таблица 1). Исследования показали, что между рассматриваемыми показателями пленчатости и всхожести существует взаимосвязь, чем выше всхожесть (например, сорт Луговой 99%), тем ниже плёнчатость (сорт Луговой 17%) и тем выше выход крупы риса.
Активность амилазы и фосфорилазы различных сортов риса
Таблица 2
Сорт Амилаза, мг/мг белка/час Фосс мг P/ юрилаза, 00г ткани
Зерновка Проростки Зерновка Проростки
Дальневосточный 11,74 ± 0,02 7,70 ± 0,03 0,30±0,05 6,10 ± 0,06
Дарий 23 9,22 ± 0,02 8,64 ± 0,02 0,27±0,05 7,56 ± 0,02
Луговой 9,10 ± 0,02 9,02 ± 0,03 0,27±0,05 10,25 ± 0,05
Приозёрный 61 8,88 ± 0,01 8,32 ± 0,02 0,31±0,05 9,02 ± 0,04
Ханкайский 52 10,54 ± 0,02 8,92 ± 0,03 0,46±0,08 15,62 ± 0,03
Ханкайский 429 8,10 ± 0,03 8,44 ± 0,03 0,32±0,04 15,62 ± 0,04
Из таблицы 2 следует, что наибольшей амилазной и фосфорилазной активностью обладают зерновки сорта Дальневосточный и Ханкайский 52 (11, 74 и 10, 54; 0, 30 и 0, 46 соответственно). Исключение составляет активность фосфорилазы в зерновке риса сорта Ханкайский 429. Ферменты наиболее активны в растворе, поэтому при хранении сухого зерна их действие проявляется слабо. В процессе прорастания семян активность ферментов углеводного обмена резко возрастает в результате процессов гидролиза и фосфоролиза крахмала на более простые сахара. Однако эти процессы ферментативного распада крахмала могут происходить самопроизвольно (автолиз), особенно в условиях приморского влажного климата, при неправильном хранении риса. Автолитическая активность указанных ферментов в зерновке риса отрицательно влияет на качество зерна. При хранении зерна необходимо обращать внимание на сорта риса с повышенной ферментативной активностью, т. к. рыхлые набухшие крахмальные зёрна поддаются действию амилазы и фосфорилазы. Нами выявлена корреляция между активностью ферментов в проростках и всхожестью семян риса и обратная корреляция между всхожестью и активность ферментов в зерновках, примером может служить сорт Ханкайский 429 (таблицы 1 и 2). Можно предположить, что связи между всхожестью и активностью ферментов углеводного обмена не существует.
Таким образом, показатели активности ферментов углеводного обмена: амилазы и фосфорилазы могут быть использованы для оценки качества зерна и сохраняемости его при хранении.
Проведенное исследование дает основание считать наиболее перспективным для продолжения исследований изучение питательной ценности по биохимическим показателям сортов риса Приморского края. Дальнейшие исследования биохимических показателей районированных в Приморском крае сортов риса продолжаются нами совместно с Институтом химии ДВО РАН.
Литература
1. Жукова Н.И.,Ковалевская В.А., Цой Е.А. Исследование продуктов производства районированных в Приморском крае сортов риса // Материалы международной заочной научно-практической конференции. Питание в современном мегаполисе. - Хабаровск: Изд-во РИЦ ХГАЭП, 2011. - С. 5456.
2. Жукова Н.И., Цой Е.А. Биохимические показатели сортов риса Приморского края// Научное творчество XXI века: Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Приложение к журналу «В мире научных открытий». Вып. 2. -Красноярск: Научно-инновационный центр, 2011. - С. 268-269.
3. Жукова Н.И., Цой Е.А., Ковалевская В.А., Земнухова Л.А. Некоторые биохимические показатели сортов.риса Приморского края // Химия растительного сырья. - 2012. - № 1. - С. 133-136.
4. Ковалевская В. А. Биологическая и селекционная ценность исходного материала риса для создания скороспелых сортов в условиях Приморского края: автореф. дис... канд. с.-х. наук. - Благовещенск, 2000. 28 с.
5. Методы биохимического исследования растений/ Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П., и др.: Под ред. Ермакова А.И. - Л., 1987.-С.430.
