Gabonafehérjék

A gabonafehérjék a gabonát alkotó különböző szövetek között oszlanak meg, és négy osztályba sorolták őket, vagyis albuminok, globulinok, prolaminok és glutelinek, amelyek vízben oldhatók, híg sóoldatok, 70% alkohol és híg lúgos oldatok, (Osborne, 1907).

Kapcsolódó kifejezések:

Fehérjék
Aminosavak
Élesztők
Ütők
Búzaliszt
Lizin
Sütemények
Glutén

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Az allergének kimutatása az élelmiszerekben

S. Baumgartner,. E. Welzig, Az allergiák kezelése az élelmiszerekben, 2007

14.3.1 Glutént tartalmazó gabonafélék és ebből készült termékek

A búza, a rozs vagy az árpa gabonafehérjéit a feldolgozott élelmiszerekben ízesítés és kötőanyagként használják. Ezen fehérjék közül több, különösen a gliadinok és a glutén, allergiásak lehetnek, és a fő tünetei a 4. típusú allergiának minősített lisztérzékenységnek. Ezért ezek az allergének az analitikai módszerek fő célpontjai az élelmiszerekben található gabonafélék kimutatására. Az összes kereskedelemben kapható ELISA tesztkészletet és a pálcika ELISA-t olyan gliadin számára fejlesztették ki, amelynek LOD-értékei 1,5 és 10 mg/kg közötti tartományban voltak, és még az AOAC (First Official Action Method) által jóváhagyott protokoll is rendelkezésre áll. A glutén mennyiségi meghatározásához kifejlesztett különféle immunokémiai vizsgálatok és a lisztérzékenységben szenvedő betegek által fogyasztott gluténmentes élelmiszerek tesztelésének megvalósíthatóságát figyelembe vevő áttekintést már 1999-ben közzétették (Denery-Papini, 1999). Azóta az ELISA-k tanulmányi fejlődése kissé megingott; csak a közelmúltban jelent meg szendvicses ELISA rendszer a búza allergén mikrodetektálására (Yamashita, 2001). További hasznos módszerek közé tartozik a búzára jellemző DNS detektálása PCR-rel (Allmann, 1993).

Gabonamagvak

Fehérje

A fehérje a gabonamagvak fő nitrogéntartalmú összetevője, és a legtöbb fehérje adat nitrogénmeghatározáson alapul, amelyet a nitrogén-fehérje konverziós tényezőkkel történő szorzás követ, amelyek gabonafélék esetében 5,7 és 6,31 között mozognak. A 3–6. Táblázat értékei azt mutatják, hogy a fehérje a legalacsonyabb a rizsben, az árpában és az ujjak kölesben, a legmagasabb a búzában, a zabban, a gyöngy kölesben és a proso kölesben. A gabonafélék fehérjetartalma azonban jelentősen változhat, és kétszerese a fehérjetartalom-tartomány az azonos fajba tartozó növények között. Ez a variáció részben a genetikai különbségeknek tudható be, de az agronómiai tényezők nagyobb jelentőséggel bírnak. Ennek az eltérésnek csekély jelentősége lehet az ipari műveletek során előforduló ömlesztett növények esetében, de fontos lehet kevésbé fejlett régiókban. Bár általában nem tekintik jó fehérjeforrásnak, sok gabonafélék az energiához képest megfelelő mennyiséget biztosítanak a felnőttek számára. Figyelembe kell azonban venni a fehérje minőségét is, mivel a gabonafélék étrendje általában hiányzik egy vagy több esszenciális aminosavból (lásd a Fehérje minőség című részt).

Fehérje minőség

A gabonafehérje túlnyomórészt endospermium tároló fehérje, amelyben kevés étrendi esszenciális (nélkülözhetetlen) aminosav található. Ezekre az aminosavakra különböző mennyiségben van szükség, ezért a minőséget össze kell kapcsolni a követelményekkel. Például a fiataloknak mind a fehérje, mind az esszenciális aminosavak iránti igény magasabb, mint a felnőtteké. Az első korlátozó esszenciális aminosav a gabonafélékben általában a lizin. A gabonafélék között azonban vannak eltérések. A zabban, a rizsben és az ujjak kölesben a lizinhiány csak csekély lehet, míg a cirok, a kukorica és más köles esetében ez kifejezettebb (7. és 8. táblázat). A triptofán korlátozza a kukoricát és egyes köleseket, míg a treonin és a metionin egyes gabonafélékben is korlátozó lehet. A fehérje minőségét a teljes fehérjetartalomhoz viszonyítva kell figyelembe venni. Továbbá, mivel a fehérjetartalom nő, például nitrogén műtrágyák alkalmazásával, az nélkülözhetetlen aminosavak relatív mennyisége a fehérje százalékában csökken. Sok gabona magas lizintípusát tenyésztették hagyományos és genetikai módosítási technikák alkalmazásával, de az alacsonyabb szemtermés kizárja azok széles körű alkalmazását.

7. táblázat A kukorica, rizs, búza, árpa, zab és rozs aminosav-összetétele; reprezentatív értékek grammban/100 g fehérje

AminosavMazeRiceBúzaárpaZabRozs

Elengedhetetlen
Hisztidin	2.6	2.4	2.3	2.1	2.1	2.2
Izoleucin	3.6	3.8	3.5	3.5	3.8	3.5
Leucin	11.1	8.2	6.7	6.7	7.2	6.2
Lizin	2.3	3.7	2.7	2.6	3.7	3.4
Metionin	1.6	2.1	1.2	1.6	1.8	1.4
Cisztein	2.0	1.6	2.5	2.2	2.7	1.9
Fenilalanin	4.4	4.8	4.6	5.1	5.0	4.5
Tirozin	3.5	4.0	1.7	3.0	3.4	1.9
Treonin	3.3	3.4	2.8	3.4	3.4	3.4
Triptofán	0.7	1.3	1.5	1.6	1.3	1.1
Valine	4.0	5.8	4.3	5.0	5.1	4.8
Nélkülözhető
Alanine	8.2	5.8	3.5	4.2	4.5	4.3
Arginin	4.4	7.5	4.3	4.8	6.2	4.6
Aszparaginsav	7.2	9.6	4.9	5.6	7.7	7.2
Glutaminsav	18.6	19.2	32.1	23.5	21.0	24.2
Glicin	3.9	4.3	4.0	3.8	4.6	4.3
Proline	8.8	4.6	10.7	10.9	5.1	9.4
Serine	4.6	4.6	4.5	4.0	4.6	3.8

8. táblázat Cirok és köles aminosav-összetétele; reprezentatív értékek grammban/100 g fehérje

Aminosav-CirokmalmokPearlFoxtailProsoFingerJapánFonio

Elengedhetetlen
Hisztidin	2.2	2.2	2.3	2.2	2.6	1.9	2.2
Izoleucin	4.1	4.4	5.0	4.5	5.1	4.5	4.1
Leucin	14.6	12.2	13.3	12.9	13.5	11.5	10.8
Lizin	2.2	3.3	2.1	2.2	3.7	1.7	2.2
Metionin	1.4	2.2	2.6	2.0	2.6	1.8	4.3
Cisztein	1.7	1.5	1.4	1.7	1.6	1.5	2.5
Fenilalanin	5.0	5.2	5.3	5.2	6.2	5.9	5.9
Tirozin	3.2	3.2	2.7	3.9	3.6	2.7	3.7
Treonin	3.3	3.9	3.9	3.4	5.1	2.7	3.7
Triptofán	1.1	1.6	1.5	0.9	1.3	1.0	1.6
Valine	5.4	5.7	5.2	5.1	7.9	6.1	5.5
Nélkülözhető
Alanine	9.1	8.5	8.9	9.3	8.0	9.2	9.4
Arginin	4.3	4.8	6.1	4.4	5.2	3.2	3.6
Aszparaginsav	6.4	8.7	6.9	5.5	7.9	6.3	9.0
Glutaminsav	22.6	21.2	18.8	20.5	27.1	20.7	22.3
Glicin	3.2	3.6	2.9	2.2	4.8	2.7	3.0
Proline	7.6	7.2	10.6	7.2	6.7	10.3	7.2
Serine	4.2	4.9	5.8	6.3	6.9	5.8	5.4

A búzafehérjék elemzésének technikái

4.1 Bevezetés

A gabonafehérjék a gabona száraz tömegének körülbelül 10% -át teszik ki, és fontos fehérjeforrást jelentenek az étrendben. Ezen túlmenően meghatározó szerepet játszanak a gabonalisztek feldolgozási tulajdonságaiban, nevezetesen abban, hogy a búza kovászos kenyérsütésre képes. Ez utóbbi szempontból különösen fontosak a búzát tároló fehérjék (glutén), amelyek kémiai tulajdonságait és szerkezetét már a XVIII. Században elkezdték vizsgálni. A glutén fehérje (prolamin) komplex keverékét tartalmazza, amelyek molekulatömege és szerkezete különbözik egymástól. Ezeket gliadinekké (monomer, vizes alkoholokban oldhatók) és gluteninekké (magas Mr, polimer, vizes alkoholokban csak redukált formák oldhatók) lehet osztályozni, és javaslatot tettek genetikai és aminosav-szekvencia szerinti osztályozásra (Shewry et al. ., 1994): (1) nagy molekulatömegű (HMW) prolaminok, (2) ként szegény prolaminok, amelyek ω-gliadinokat tartalmaznak, és (3) kéntartalmú prolaminok, amelyek α-, β- és γ-gliadinokat, valamint alacsony molekulatömegű (LMW) gluteninek. Ismeretes, hogy mind a glutén mennyisége, mind az összetétele meghatározza a tészta viszkoelaszticitását és ennélfogva a teljesítményét. A glutén és a tészta viszkoelaszticitásának molekuláris eredete azonban nem teljesen ismert.

A búza-gluténfehérjék szerkezetének és funkcióinak összefüggéseivel kapcsolatos tudáskeresés egyre inkább feltárta az analitikai módszerek iránti igényt, képesek kezelni e rendszerek nagy komplexitását és oldhatatlanságát. Sőt, érdeklődés alakult ki a fehérjék funkcionális környezetükhöz lehető legközelebb eső, azaz hidratált szilárd állapotban történő tanulmányozása iránt. Ebben a fejezetben megemlítjük az elválasztási módszereket, a molekula méretének, alakjának és másodlagos szerkezetének meghatározására szolgáló módszereket és a reológiai módszereket. A hangsúly azonban a spektroszkópiai módszerek (infravörös spektroszkópia, szilárdtest-magmágneses rezonancia (NMR) és elektron-spin-rezonancia (ESR) spektroszkópia) alkalmazására fog fókuszálni, mivel ezek hasznos próbák a búzafehérjék molekuláris tulajdonságai szempontjából hidratált szilárd állapotuk.

Enzimek használata gabonaalapú funkcionális élelmiszerek és élelmiszer-összetevők előállításában

A búza és más gabonafélék fehérjéi

Hagyományosan a gabonafehérjéket az albuminokban (vízben oldódó fehérjék), globulinokban (híg sóoldatokban oldódó fehérjék), prolaminokban (vizes alkoholban oldódó tárolófehérjék) és glutelinekben (vízben oldódó tárolófehérjék) való oldhatósági alapú frakcionálás alapján osztályozzák. híg sav vagy lúg) (Osborne, 1924). Az Osborne-frakcionálás azonban nem biztosítja a biokémiai/genetikai vagy funkcionalitási szempontból eltérő fehérjék egyértelmű elkülönítését (Veraverbeke és Delcour, 2002).

A gluténfehérjék tulajdonságai lehetővé teszik a búzaliszt viszkoelasztikus tésztává történő átalakítását, amely ideális a kenyérkészítéshez és megtartja az erjesztő élesztő által termelt szén-dioxidot. Ezek a tulajdonságok egyedülállóak, és még a búzához szorosan kapcsolódó gabonafélékben sem találhatók meg, például az árpa és a rozs. Nagy méretük és folyamatos hálózatuk kialakulása miatt a glutenin polimerek szilárdságot (deformációval szembeni ellenállást) és rugalmasságot biztosítanak a tésztának, míg a gliadinek vélhetően lágyítóként működnek, viszkozitást/plaszticitást biztosítva a tésztának. Ezenkívül a tészta szerkezetében mind a kovalens, mind a nem kovalens kötések részt vesznek (Bushuk, 1998; Wrigley és mtsai, 1998). A diszulfid keresztkötések jelentősége megalapozott, és az oxidatív folyamatok nagyon fontosak a tészta fejlesztése során (Wieser, 2003). A sütés során a gluténfehérjék számos összetett változáson mennek keresztül, bár ezeknek a változásoknak a természetét nemigen értik. Valószínűleg ezek kombinációja a fehérje felszíni hidrofobicitásának változásai, a szulfidril-diszulfid cserék és az új diszulfid keresztkötések kialakulása (Jeanjean et al., 1980; Schofield et al., 1983; Weegels et al., 1994; Morel et al., 2002).

Növényi és gabonafehérje kiaknázása halak takarmányozására

Absztrakt:

A gabona- és növényi fehérje jelenlegi állapotát és annak esetleges felhasználását az akvakultúra-takarmányokban a halliszt helyettesítésére ismertetjük, hogy betekintést nyújtsunk a felhasználása előtt álló kihívásokba. Feltárják az élelmiszer-hulladék-melléktermékek kiaknázásának fő mozgatórugóit, és azonosítják a felmerülő nehézségeket, pl. A növényi takarmányok tápértékének értékelése eltérő eredményeket adhat, még akkor is, ha egy halfajon tesztelik. Felvázolják az etetési protokollok szabványosításának jövőbeli követelményeit, az adatok minőségének javítását, valamint az összetevők és fajok között használható hasznos modellek kidolgozását.

Fehérje zabból

O.E. Mäkinen,. K. Poutanen, Fenntartható fehérjeforrások, 2017

Absztrakt

A zab robusztus, magas fehérjetartalmú gabonafélék, amelyek jól fejlődnek az északi régiókban. A Triticeae gabonákkal ellentétben a fő tárolófehérje egy globulin, amely esszenciális aminosavakban magasabb, mint a prolamin tároló fehérjéké. A zabfehérjét a legtöbb cöliákia egyén elviseli, ami érdekes alapanyag a folyamatosan bővülő gluténmentes piac számára. Bár a pékárukban jól alkalmazható, a zabfehérje alkalmazhatósága folyékony és félszilárd élelmiszerekben még mindig korlátozott, mivel semleges és enyhén savas körülmények között alacsony az oldhatósága. Az enzimatikus módosítások ígéretes eredményeket mutattak, és a jövőben felhasználhatók az alkalmazások bővítésére. A zabfrakcionálás új fenntartható technológiáinak legújabb fejleményei lehetővé tették a jobb funkcionalitású zabfehérje-összetevők előállítását.

Kémiai összetevők és táplálkozás

4.3.2.10 Oldhatatlan fehérjék

Számos oldhatatlan gabonafehérje ismerete jelenleg az aminosavak teljes szekvenálásáig terjedt. Ez igaz a kukorica prolaminjaira, amelyeket zeinek neveznek, mivel Zea-ból származnak. Az árpa prolaminok hordeinek, a rozs prolaminok szekalinok, a zab prolaminok avelinek. A nómenklatúra más alapját alkalmazzák a búza prolaminok megnevezésére, amelyeket gliadineknek neveznek.

A gabona prolaminokat Shewry és Tatham (1990) vizsgálta felül. A szekvenálás alapján a zeinek négy fő csoportját határozták meg. A csoportok különböznek aminosav-tartalmukban, valamint szekvenciájukban, amelyben előfordulnak. Prolaminokként definíció szerint gazdag prolinban és glutaminban, valamint alacsony lizinben és triptofánban vannak. A csoportokat α-, β-, γ- és δ- jelöléssel látjuk el. A β- és δ-csoportok viszonylag gazdagok metioninban, valamint a δ-csoportok ciszteinben és hisztidinben is gazdagok.

Agronómiai fejlesztések az olajos magvakban

R.K. Downey, S.R. Rimmer, az Agronómia fejlődésében, 1993

c Fehérje minőség

Az olajos mag vagy a gabonafehérje aminosavprofilja fontos tényező a takarmány tápértékének és pénzbeli értékének meghatározásában. A lizin és a metionin a két legértékesebb aminosav, mivel az olajos maglisztben szükség van ezekre az esszenciális aminosavak alacsony szintjére a gabonafélékből és a kukoricából.

Két kutatócsoport átadta a metioninban gazdag 2S albumin mag tároló fehérjét expresszáló gént a brazil dióból (Bertholletia excelsa Humb. & Bonpl.) A B. napus növényekbe. Sajnos az expresszió szintje alacsony volt, a magfehérje 0,02–0,1% -a (Guerche et al., 1990; De Clercq et al., 1990). Ezt követően Altenbach és mtsai. (1992) ugyanazt a gént átvitte a B. napus tavaszi és téli formáiba is, és a teljes magfehérje 1,7–4,0% -át kapta, mint a heterológ metioninban gazdag fehérjét, akár 33% -kal több metionint, mint a normál B. napus tároló fehérje . Ezek a kutatók azt sugallják, hogy transzformánsukban a magas szintű expresszió oka lehet egy erősebb promoter alkalmazása.

Habár az olajos magvakban még nem jelentettek megnövekedett lizinszintet, szinte biztos, hogy ilyen kutatások folynak (Vanderkerckhove et al., 1989).

Élelmiszer-összetevők és polimerek

a. Gabonafehérjék.

5.9. Ábra Az elasztin és a gabonafehérjék üvegesedési hőmérséklete, Tg. A Tg csökken a szilárdanyag-koncentráció csökkenésével a vízplasztifikáció miatt. A Gordon és Taylor egyenletet állandó k = 6,3-val alkalmaztuk a glutén Tg-görbéjének megjóslására de Graaf és mtsai szerint. (1993) .

Az enzimeken kívül az elasztin és a gabonafehérjék, üvegátmeneteket és vízlágyulást találtak a tejfehérjékben. Kalichevsky et al. (1993) a Gordon és Taylor egyenletet alkalmazta a kazein és a nátrium-kazeinát különböző víztartalmú Tg-adataira. Az anyagok vízmentes Tg-értéke 144, illetve 130 ° C volt. A Tg vízlágyulás miatti depresszióját Young modulusából figyelték meg, amelyet hárompontos hajlítási teszttel határoztak meg. A glükóz és a laktóz 1: 10 arányú keverékében a kazeinnel csekély hatással volt a Tg-re, bár 12% feletti víztartalom esetén az átmenet szélesebb volt, mint a csak kazein. Nem találták, hogy a kazeint a fruktóz, a glükóz és a szacharóz lágyítja, ami a kazein és a cukrok összeférhetetlenségére utal, de a magas cukortartalom lényegesen csökkentette a Young modulusát. A kazein és a nátrium-kazeinát összehasonlítása más élelmiszer-polimerekkel azt mutatta, hogy a víz kevésbé lágyította őket, mint az olyan polimerek, mint az amilopektin és a glutén. Ezeknek az anyagoknak az élelmiszer-alkotórészeknek a víz általi alacsony lágyulása előnyösnek tekinthető, ha azokat az élelmiszerekhez adják a Tgand növelése érdekében a higroszkóposság csökkentése érdekében.