СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА Российский патент 2003 года по МПК A23K1/00 G01N33/50 

Изобретение относится к области сельского хозяйства /технологии оценки качества растениеводческой продукции/ и может быть использовано для оценки качества белка в зерне и зеленой массе кормовых растений с целью определения направления их использования - продовольственное, кормовое или промышленное.

Известны сведения о том, что агроэкологические и агротехнологические факторы /климатические и погодные условия, применение ядохимикатов и удобрений/ существенно влияют на качество зерна и зеленой массы, в том числе - на их аминокислотный состав [1-4].

Разработана серия методов определения содержания белка в зерне и растительной массе, в том числе фотометрический, колориметрический, биуретовый и др., а также известны способы количественного определения белковых фракций [5].

Однако названные методы позволяют определить только общее содержание и аминокислотный состав белков, что недостаточно для определения его биологической ценности.

Известно, что биологическая ценность белка определяется содержанием в нем незаменимых аминокислот 1. Разработан метод определения аминокислот в зерне и растительной массе, основанный на ионообменной хроматографии, используемой в работе автоматического анализатора аминокислот [5 - прототип].

Однако названный метод, определяя содержание всех аминокислот, входящих в состав белка, не позволяет объективно оценить его биологическую ценность.

Кроме того, известно, что куриный белок /белок куриного яйца/ по содержанию и соотношению незаменимых аминокислот /лизина, метионина, треонина, триптофана, лейцина, фенилаланина и валина/ является эталоном его биологической ценности. Предлагается использовать его в качестве стандарта при оценке биологической ценности белка [4].

Цель изобретения - объективная и углубленная оценка качества /биологической ценности/ белка в зерне и зеленой массе различных сельскохозяйственных культур.

Поставленная цель достигается определением аминокислотного состава белка с последующим вычислением суммарного процента незаменимых аминокислот и степени отклонения, выражающейся разницей между названным показателем и аналогичным показателем для стандартного белка /белок куриного яйца/, на основе чего выделяется три уровня качества: высокий /степень отклонения от стандарта до 15%/; средний /от 16 до 30%/ и низкий /31% и выше/, по которым делают заключение о качестве зерна или растительного корма, характере и направлении его дальнейшего использования.

Для этого из партии семян отбирают среднюю пробу зерна, отделяют от примесей и измельчают на лабораторных мельницах. Если для анализа используется вегетативная масса /кормовые растения/, то образцы гомогенизируют с использованием гомогенизатора или растирают в ступке с кварцевым песком.

Для анализа берут три навески: для гидролиза, для определения процента влаги и для определения общего азота. Гидролиз проводят с использованием соляной кислоты. Для этого 50 мг муки или 100 мг гомогената растительных тканей помещают в пробирку и заливают 50 мл 6-нормальной соляной кислоты. Затем пробирку запаивают на газовой горелке и помещают на сутки в сушильный шкаф при температуре 110^oС. Затем гидролизат фильтруют через плотный фильтр и выпаривают на водяной бане. Сухой остаток тщательно промывают водой с последующим выпариванием, а затем растворяют в 10 мл цитратного буфера с кислотностью 2,2. После фильтрации гидролизат используют для анализа.

При проведении анализа необходимо учитывать, что незаменимые аминокислоты метионин и триптофан в процессе гидролиза разлагаются на более мелкие азотистые фрагменты. В связи с этим их следует гидролизовать отдельно, с использованием менее крепкой надмуравьиной кислоты в смеси с меркаптоэтанолом. В то же время триптофан хорошо сохраняется в процессе традиционного щелочного гидролиза.

Раствор надмуравьиной кислоты готовят непосредственно перед гидролизом путем смешивания 1 мл 30%-ного пероксида водорода и 9 мл 88%-ной муравьиной кислоты. Для полной готовности реактива для проведения анализа его в течение часа выдерживают при температуре 25^oС, а перед употреблением охлаждают до 0^oС.

Муку /50 мг/ или гомогенат растительной массы /100 мг/ заливают 20 мл надмуравьиной кислоты и для проведения гидролиза выдерживают 12 часов при комнатной температуре. Затем жидкую фракцию выпаривают на водяной бане, осадок растворяют в 6-молярной соляной кислоте и гидролизуют традиционным способом.

Триптофан определяют после щелочного гидролиза белков с использованием гидроксида бария. Для этого 50 мг муки или 100 мг гомогената растительных тканей смешивают в пробирке с 1 г реагента и 2 мл дистиллированной воды. Гидролиз проводят в течение 18 часов в сушильном шкафу при температуре 110^oС. Гидролизат нейтрализуют 1-нормальной серной кислотой и подкисляют до 2,2. После отстаивания раствор используют для определения триптофана.

Аминокислотный анализ проводят с использованием аминоанализаторов различных марок /ЛКБ-410; Д-500 и др/. Анализ проводят согласно методике, прилагаемой к аминоанализатору.

Расчет аминокислот проводят в процентах от общего содержания белка. Содержание белка определяют по стандартной методике Кьельдаля или колориметрическим методом по Лоури.

Биологическую ценность белка определяют путем вычисления суммарного процента незаменимых аминокислот /лизин, метионин, треонин, триптофан, изолейцин, лейцин, валин/ и степени отклонения, выражающейся разницей между названным показателем и аналогичным показателем для стандартного белка /белок куриного яйца/, на основе чего выделяется три уровня качества: высокий /степень отклонения от стандарта до 15%/; средний /от 16 до 30%/; низкий /31% и выше/, по которым судят о качестве зерна или вегетативной массы кормовых растений и направления их дальнейшего использования.

В таблице приведены результаты оценки качества /биологической ценности/ белка зерна различных культур.

Результаты оценки свидетельствуют о том, что белок зерна сои и гороха, судя по степени отклонения, обладает высоким уровнем качества. В то же время, средним уровнем качества отличается белок кукурузы и мягкой пшеницы. Низким уровнем качества характеризуется белок ячменя.

Источники информации
1. Конарев В.Г. Белки пшеницы. - М.: Колос, 1980. -351с.

2. Волынкин В.И., Волынкина О.В. Влияние удобрений на урожай и качество зерна яровой пшеницы при разных погодных условиях// Агрохимия. -1999. - 5. -С. 48-54.

3. Крищенко В.П., Ушакова Т.Ф. Аминокислотный состав зерна ячменя, ржи и пшеницы при различных условиях минерального питания //Известия ТСХА. -1986. -Вып. 5. -С. 73-79.

4. Мироненко А.В., Домаш В.И., Рогульченко И.В. Белки культурных и дикорастущих кормовых культур. -Минск: Наука и техника. -1990. -200 с.

5. Методы биохимического исследования растений/ А.И. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош и др. - Л.: Агропромиздат, 1987. -С. 231-252.

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве для оценки качества белка в зерне и в зеленой массе кормовых растений. Способ предусматривает определение суммарного процента незаменимых аминокислот в белке. При этом в качестве оценочного показателя используется степень отклонения, выражающаяся разницей между названным выше показателем и аналогичным суммарным процентом незаменимых аминокислот для стандартного белка (белок куриного яйца). На основе полученных данных выделяется три уровня качества: высокий (степень отклонения от стандарта до 15%); средний (от 16 до 30%) и низкий (31% и выше), на основе чего делают заключение о биологической ценности зерна или растительного корма. Способ прост, доступен, позволяет выявить высокобелковые корма, необходимые для кормления сельскохозяйственных животных. 1 табл.

Способ оценки биологической ценности растительного белка, включающий определение суммарного процента незаменимых аминокислот в белке, отличающийся тем, что в качестве оценочного показателя используется степень отклонения, выражающаяся разницей между названным выше показателем и аналогичным суммарным процентом незаменимых аминокислот для стандартного белка (белок куриного яйца), на основе чего выделяется три уровня качества: высокий (степень отклонения от стандарта до 15%), средний (от 16 до 30%); низкий (31% и выше), по которым делают заключение о качестве зерна или растительного корма и направлении их дальнейшего использования.