Влияние сортовых особенностей семян подсолнечника на электрофоретический состав белков Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ИЗВК

633.854.78.002.3:665.1

ВЛИЯНИЕ СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА НА ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЙ СОСТАВ БЕЛКОВ

А. Д. МИНАКОВА, В.Г. ЩЕРБАКОВ

Кубанский государственный технологический университет

Расширяющееся в последние годы применение обезжиренных подсолнечных семян в качестве белковых обогатителей ряда пищевых продуктов [1,2] привлекло повышенное внимание к особенностям белкового комплекса семян подсолнечника различных сортов.

Создание сортов, значительно различающихся по жирнокислотному составу запасных липидов линолевого (Передовик улучшенный) и олеинового (Первенец) типов, путем торможения или инактивации ферментативной системы подсолнечника, десатурирующей олеиновую кислоту в период созревания семян, не могло не сопровождаться изменениями их белкового комплекса.

Особый интерес представляет изучение варьирования электрофоретического состава запасных белков семян подсолнечника линолевого типа под влиянием селекции на высокое содержание в запасных липидах олеиновой кислоты. Литературные данные, подтверждающие такие изменения или их принципиальную возможность, в доступных нам источниках отсутствуют.

Цель работы — сравнительное изучение изменения электрофоретического состава белков семян двух сортов высокомасличного подсолнечника, выращенных в одинаковых почвенно-климатических условиях и имеющих значительные различия в жирнокислотном составе запасных липидов.

Исследовали свежеубранные семена сортов Передовик улучшенный, преимущественно накапливающий линолевую кислоту, и Первенец, накапливающий олеиновую кислоту, полученных методом раздельной (двухфазной) уборки на опытных полях ВНИИМК (г. Краснодар).

Электрофоретическое исследование белков вели методом вертикального диск-электрофореза в полиакриламидном геле ПААГ [3]. Для разделения анодных белков применяли 7,5%-й ПААГ и трис-глицинатный буфер с pH 8,9. Для изучения катодных белков применяли 10%-й кислый ПААТ и буферный раствор с pH 4,0. Образцы к анализу готовили по методу [4] с использованием защитных добавок. Электрофорезу подвергали растворимые белки семян подсолнечника, которые извлекали на холоду трис-глицинатным буфером из предварительно измельченных и обезжиренных ядер семян, а также суммарный глобулин, экстрагированный 1М раствором хлорида натрия из обезжиренного материала с последующей очисткой путем диализа. Электрофорез вели при температуре буферных

растворов +4°С с целью исключения денатурации белков.

Электрофоретические фракции характеризовали по относительной электрофоретической подвижности ОЭП, котооую рассчитывали по формуле ОЭП = а/А, где а — расстояние от старта до середины зоны белка;

А — расстояние от старта до метчика.

Количественную характеристику электрофоретических фракций белков в гелях получали методом прямой денситометрии.

Результаты свидетельствуют, что под влиянием селекции произошли количественные и качественные изменения в электрофоретическом спектре белкового комплекса (рис. 1: / — Передовик улучшенный, 2 — Первенец).

ано'дние рИвр

0,00 - —

0,50

100-

шт.

ЖШі

0,00т 4-

0,50-

100

катодные рН^,0

шш

шш

Рис. I

Сравнение электрофореграмм анодных компонентов белкового комплекса семян показало, что в семенах подсолнечника сорта Первенец появляется ряд новых электрофоретических компонентов, которые отсутствуют в семенах подсолнечника сорта Передовик улучшенный. Это компоненты с ОЗП 0,18; 0,42; 0,57; 0,61 и некоторые другие. Наиболее интенсивно окрашенными являются компоненты с ОЭП 0,18; 0,57; 0,61, массовая доля остальных сравнительно невелика.

Наряду с указанными изменениями в электрофоретических спектрах белков сравниваемых сортов подсолнечника произошло заметное перераспределение белка между отдельными зонами. Например, увеличилась электрофоретическая плотность основного компонента анодных белков с ОЭП 0,24. Компоненты с ОЭП 0,42 и 0,76 в спектрах белков сорта Первенец представлены достаточно широкими и интенсивно окрашенными зонами, а в семенах сорта Передовик улучшенный

эти і долю ОЭП улуч инте белю и 0,і долю вообі Со комп

С0ЛН1

маса

В б.

ка от( компо семен 8,4% компо В к

НЫХ, 1

отдель в спек Наи нения 0,32: | жаетс| олеищ белка I протш ный.

В се чается, электр!

При белков ка сор’ нового качест]

г

1-3, і 997

3:665.1

гурации

изовали

подвиж-

эмуле

гредины

ітчика. грофоре-чи мето-

гаянием чествен-спектре ик улуч-

pH 4.О

г

[X компо-зло, что в появляет-юнентов, ника сор-эненты с е другие, являются овая доля

I электро-емых сор-перерасп-нами. На-кая плот-белков с и 0,76 в влены до-шенными пшенный

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 1997 29

эти компоненты имеют незначительную массовую долю. В противоположность этому, компонент с ОЭП 0,14 в спектре белков семян сорта Передовик улучшенный представлен более широкой и более интенсивно окрашенной полосой, чем в спектре белков сорта Первенец, а компоненты с ОЭП 0,37 и 0,66, имеющие достаточно высокую массовую долю, в спектре белков семян сорта Первенец вообще отсутствуют.

Содержание катодных электрофоретических компонентов белкового комплекса ядра семян подсолнечника представлено в табл. 1 (% к общей массе).

Таблица 1

Таблица 2

ОЭП | Передовик улучшенный Первенец

0,18 1,3 —

0,22 9,4 0,3

0,25 4,6 4,3

0,28 1.5 4,4

0,32 6,2 0,5

0,38 1,1 10,7

0,41 0,7 1,8

0,44 1,0 —

0,46 0,2 0,8

0,50 8,4 —

0,53 — 4,5

0,56 33,9 36,1

0,63 26,4 ' 28,2

0,76 2,0 5,8

0,84 3,3 2,6

В белках семян высокоолеинового подсолнечни-

ка отсутствуют компоненты с ОЭП 0,18; 0,44 и компонент с ОЭП 0,50, массовая доля которого в семенах сорта Передовик улучшенный составляла 8,4% (табл. 1). Наряду с этим появился новый компонент с ОЭП 0,53, его массовая доля 4,5%.

В катодных компонентах, так же как и в анодных, произошло перераспределение белка между отдельными электрофоретическими компонентами в спектрах.

Наиболее существенные количественные изменения претерпевают компоненты с ОЭП 0,22 и 0,32: количество белка в этих зонах заметно снижается при селекции на повышенное содержание олеиновой кислоты. В то же время количество белка с ОЭП 0,38 увеличилось и составило 10,7% против 1,1% в семенах сорта Передовик улучшенный.

В семенах подсолнечника сорта Первенец отмечается некоторое увеличение белка в основных электрофоретических зонах с ОЭП 0,56 и 0,63.

При сравнении электрофоретических спектров белков глобулиновой фракции семян подсолнечника сортов Передовик улучшенный и высокоолеинового Первенец (рис. 2) отмечаются некоторые качественные изменения.

ОЭП

Передовик

улучшенный

Первенец

0,05 0,3 0,5

0,50 9.2 • —

0,53 ... . —: ■ - 11,6

0,56 56,8 4 63І

0,63 23,9 19,3

0,76 9,8 5,4

В электрофореграммах катодных компонентов глобулинов сравниваемых сортов подсолнечника присутствуют пять зон (табл. 2), две из которых основные — это компоненты с ОЭП 0,56 и 0,63. Эти же компоненты являются основными и в спектре суммарных растворимых белков. Главное же качественное отличие заключается в том, что в

анодные pH8,9

аоо

0/0

І0О

+

ооа-г- 4-

0,50- -

катодные рИ\0

400-

Ш

да

Рис- 2 , - ;

спектре глобулина семян Передовик улучшенный присутствует компонент с ОЭП 0,50, а в спектре сорта Первенец вместо этого компонента обнаружена белковая фракция с ОЭП 0,53. Кроме того, можно отметить довольно существенные количественные изменения в сравниваемых электрофореграммах.

Произошли изменения в спектрах анодных компонентов глобулина изучаемых сортов. Глобулин высокоолеиновых семян содержит большее количество компонента с ОЭП 0,42. Основным в спектрах изучаемых сортов является электрофоретический компонент с ОЭП 0,24. Компоненты 0,11 и 0,31, которые в спектрах суммарного белка представлены сравнительно слабоокрашенными полосами, в спектрах глобулина содержат наибольшее количество белка.

Проведенные исследования показали, что селекция семян подсолнечника на повышенное содержание в триацилглицеролах олеиновой кислоты заметно изменила электрофоретический состав их белков. Хотя выявленные изменения носят более выраженный количественный характер, они проявились и в заметном перераспределении отдельных электрофоретических компонентов. Аналогичный характер носят изменения в электрофоретическом составе основного запасного белка подсолнечных семян — глобулина. • .

Можно полагать, что биологическая ценность белков подсолнечника разных типов, а также их усвояемость могут заметно различаться, что необходимо учитывать при использовании белков в пищевой промышленности.

выводы

1. Селекция семян подсолнечника на повышенное содержание в запасных липидах олеиновой кислоты привела к заметным количественным и качественным изменениям электрофоретического состава белкового комплекса семян и, в первую очередь, основной фракции запасных белков — глобулинов.

2. Наиболее существенные изменения претерпели анодные компоненты белкового комплекса семян подсолнечника сорта Первенец. Изменения электрофоретического спектра катодных белков се-

мян этого сорта носят более выраженный количественный характер.

ЛИТЕРАТУРА

1. Щербаков В.Г., Иваницкий С.Б. Производство белковых продуктов из масличных семян. — М.: Агропромиздат, 1987.— 125 с.

2. Иваницкий С.Б. Получение и применение растительных белков из масличных семян / / АгроНИИТЭИПП, Пищевая пром-сть. — 1991. — Сер. 20; Вып. 1. — 24 с.

3. Маурер Г. Диск-электрофорез: Теория и практика электрофореза в полиакриламидном геле: Пер. с англ. / Под ред. Е.Д. Левина. — М.: Мир, 1971. — 247 с,

4. Сафонов В.К., Сафонова М.П. Исследование белков и ферментов растений методом электрофореза в полиакриламидном геле / Биохимические методы в физиологии растений. — М., 1971. — С. 113-136.

Кафедра биохимии и технической микробиологии

Поступала 10.01.97 ' >

665.1.031.3

АКТИВАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРУШИВАНИЯ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ ОБРАБОТКЕ ИХ РАСТВОРАМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ХЛОРИДА НАТРИЯ

В.Л. ПОГРЕБНАЯ, В.Е. ТАРАСОВ, Т.Н. БОКОВИКОВА, Ж.В. КАПУСТЯНСКАЯ, М.И. ТОКАРЕВ,

Ю.Г. СИРОТА, С.П. МАШНИНА

Кубанский государственный технологический университет

При переработке семян подсолнечника на качество масла и шрота значительное влияние оказывает полнота отделения лузги. Особенно трудно обрушиваются семена новых гибридов подсолнечника. В связи с этим возникает необходимость разработки способов подготовки семян к обрушиванию, которые обеспечивали бы более полное отделение оболочки от ядра [1-4]. Имеются сведения об активации разрушения семенной оболочки подсолнечника при обработке ее электролитами с различным значением pH [5].

Нами исследована возможность подготовки семян подсолнечника к обрушиванию путем обработки их растворами электролитов, полученных при электролизе хлорида натрия.

Методика эксперимента заключалась в следующем: 200 г семян подсолнечника с начальной влажностью 7,5% обрабатывали водой, равномерно распределяя по поверхности в количестве 2,5% от общей массы, выдерживали в замкнутом пространстве в течение 6 ч, после чего подвергали 40-минутной тепловой обработке в сушильном шкафу при 135°С в слое толщиной 1 см. Аналогично обрабатывали образцы семян растворами электролитов, полученных электролизом водного раствора хлорида натрия. Значения pH аналита равнялись 1, 2, 3, 4, 5, значения pH каталита — 8, 9, 10, 11, 12. Все опыты проводили в 5-кратной повторности, результаты подвергали статобработ-ке. Обрушивание семян осуществляли на лабораторной центробежной рушке с постоянным вращением ротора 4000 об/мин и радиусом от центра ротора до деки 100 мм. Фракционирование рушан-ки проводили из 25 г пробы, выделенной методом

диагонального деления [6]. Состав рушанки делили на следующие фракции: целые семена + недо-руш, ядро, лузга, сечка, масличная пыль.

Для получения электролитов заданного значения pH использовался лабораторный электролизер (рис. 1):

/ -

ДИ9ЛЄ1

насос — пат электр и 8 — зующр ветств ный э патруС ролизе Про

ной 3( анодне Для и разли1 твор и

МЛ, ЧТІ ЛЯЮЩ1

лю со; образи в табл

Кислот:

НС1

нею

Обо стоит1 нов, а лей, В(

При раство стадии какой-1 вещест мян в гидрол ЩЄЛ0ЧІ ЦИИ, ПІ

нею,

лителе

протек

Обрабо

подсо;

НС1 •

А налит

ВНЄ1 при об

МИ ЯВЛ