Основными запасными белками зернобобовых растений являются глобулины, на долю которых в общем белковом комплексе семян приходится 60 – 70 %. Остальная часть представлена альбуминами. Большая часть глобулинов представлена двумя типами – легуминоподобными 11S-белками и вицилиноподобными 7S-белками, соотношение между ними в зрелом зерне чаще всего 2 : 1. Легумины и вицилины – запасные белки семян гороха, первые имеют молекулярную массу 300 – 360 тыс., вторые – 110 – 220 тыс. Как было выяснено, в семенах всех бобовых растений содержатся белки, сходные по многим свойствам с легуминами и вицилинами, - глицинин сои, фазеолин фасоли, конглютин люпина и др. Как правило, эти белки имеют довольно сложную четвертичную структуру, включающую от двух до двенадцати полипептидных субъединиц. Кроме глобулинов, в зерне зернобобовых содержатся белки альбумино-глютелинового типа. Большая часть альбуминов локализована в зародыше, а глютелины – в основном в семядолях, и они, по-видимому, представляют собой глобулины, связанные с углеводами.
Запасные глобулины семян зернобобовых культур, как и запасные белки злаков, синтезируются с участием 80S-рибосом, связанных с мембранами ГЭР, и откладываются в вакуолях клеток семядолей в виде айлероновых зёрен. По мере созревания семян, клетки семядолей заполняются айлероновыми и крахмальными зёрнами, другими запасными веществами.
Изучение биосинтетических процессов, происходящих в семенах бобовых при их созревании, показывает, что запасные белки образуются из аминокислот и амидов, поступающих из листьев и створок бобов. Начиная с фазы цветения, в этих органах усиливаются гидролитические процессы, и начинается отток образующихся продуктов распада в репродуктивные органы. Значительное количество аминокислот и амидов поступает в созревающие семена из корней, где атмосферный азот с помощью клубеньковых бактерий связывается, а затем восстанавливается до аммонийной формы.
На первых этапах формирования, в семенах содержится много небелковых азотистых веществ, структурных и каталитических белков, а запасных белков очень мало. В дальнейшем содержание небелковых азотистых веществ уменьшается и усиливается синтез запасных белков, однако общее количество белковых веществ в созревающем зерне почти не изменяется.
В процессе созревания в семенах заметно изменяется соотношение вицилино- и легуминоподобных белков. В незрелых семенах содержится очень много низкомолекулярных белков – вицилиноподобных глобулинов (до 70 % от общего количества запасных белков), а в более поздние фазы созревания усиливается синтез высокомолекулярных глобулинов – легуминоподобных белков. Общее количество белков в зрелом зерне зернобобовых культур обычно достигает 25 – 30 %, а в сое и люпине – 30 – 40 %.
Уреиды и другие азотистые соединения бобовых культур.
Уреиды – это производные мочевины CO (NH2)2, получаемые замещением атомов водорода в МН3-группах на ацилы карбоновых кислот. В растениях уреиды двигаются в листья, к месту фотосинтеза. Они являются одной из транспортных форм азота в растениях. Для многих представителей бобовых, способных „заболевать“ клубеньковыми азотфиксаторами (горох, люпин), транспортная форма азота — это амиды аспарагин и глутамин (N/C 0,5 и 0,4, соответственно).
У сои одной из транспортных форм азота является аллантоин, который тоже относят к уреидам. Аллантоин – глиоксалилдвумочевина, образуется при окислении мочевой кислоты, ферментом уриказой и является конечным продуктом обмена пуриновых оснований у большинства млекопитающих (кроме человека и др. приматов), а также у некоторых растений. Для ряда бактерий аллантоин - источник углерода и азота. Обнаружен у животных и человека (в жидкости аллантоиса, амниотической жидкости, моче и т. д.), а также в растениях. У земноводных и большинства рыб аллантоин превращается в аллантоиновую кислоту, а затем в мочевину и глиоксалат. Аллантоин по атомному соотношению N/C немногим уступает мочевине (1 против 2). Это хорошая нейтральная упаковка для азота. У других растений упаковка для азота менее ёмкая.
Амиды играют важную роль в жизни бобовых растений, и не только бобовых. В результате их образования не только обезвреживается аммиак, но одновременно запасается в тканях азот. Аспарагин и глутамин, как аспартат и глутамат, принимают участие в переаминировании. Амиды – транспортная форма азота, обеспечивающая его передвижение из одного органа в другой. И наконец, амиды стимулируют синтез белка.
А в заключении можно сказать, что зернобобовые культуры отличаются более высоким содержанием азотистых веществ, как в вегетативной массе, так и семенах. Эти особенности обусловлены способностью с помощью симбиотических микроорганизмов фиксировать молекулярный азот атмосферы и использовать его на синтез аминокислот и белка.
Токсические соединения бобовых культур.
Продукты зернобобовых содержат ряд антинутритивных и отчасти токсических субстанций, которые ограничивают их использование в питании человека и кормлении животных. (Табл.7)
Табл.7 Антинутритивные субстанции зернобобовых.
| Антинутритивные вещества | Горох | Кормовые бобы | Соя | Фасоль | Чечевица | Люпин | Нут | Чина |
| Фенольные соединения (кофейная, феруловая, салициловая кислоты) | - | + 0 | - | + 0 | + 0 | - | - | - |
| Полифенолы (таннины) | (+) 0 | + 0 | - | (+) | + 0 | - | (+) | (+) |
| Ингибиторы протеазы (ингибиторы трипсина) | + 0 | + 0 | (+) | + | - | - | + | + |
| Фитохемаглутины (лектин) | - | + | (+) | + | - | - | - | - |
| Фитин-протеин-соединения | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) |
| Глюкопиранозиды (вицин, конвицин) | - | + 0 | - | - | - | - | - | - |
| Алкалоиды (люпанин, спартеин, гидроксилюпанин, ангустифолин) | - | - | - | - | - | + 0 | - | - |
| Цианогенные глюкозиды | - | - | - | (+) | (+) | - | - | - |
| Сапонины | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | (+) | + | (+) |
___________________
+ - значительное содержание; (+) – незначительное содержание; - - нет данных; 0 – сорта с низким и очень низким содержанием (нулевые сорта) есть.
Они отчасти сконцентрированы в шелухе и семядолях. Эти соединения или снижают переваримость продуктов (таннины, ингибиторы трипсина, Фитохемаглутины, сапонины) или в высоких концентрациях проявляют токсическое действие (алкалоиды, Цианогенные гликозиды).