БЕЛКИ

БЕЛКИ, высокомолекулярные природные органических соединения, являющиеся полимерами аминокислот; важнейшая составная часть всех живых организмов.

Элементарный состав Б. колеблется в след. пределах (%): углерод 51— 56, кислород 21—24, азот 14—18, водород 6,5—7,1, сера до 1,3. Некоторые БЕЛКИ содержат также фосфор, железо, цинк, медь. Молекулярная масса Б. варьирует от 6000 до 100 000 и выше. Структурными элементами Б. (строительные блоки) обычно являются 20 а-аминокислот, расположенных так, что карбоксильная группа одной аминокислоты присоединяется к аминогруппе другой пептидной связью — СО—NH. В основных полипептидных цепях Б. могут присутствовать в небольшом количестве и др., непептидные связи. В зависимости от характера связей, степени спирализа-ции полипептидной цепочки и способа ее расположения в пространстве различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белковой молекулы. Первичная структура характеризует последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи, связанных ковалентными связями, вторичная — конформацию полипептидной цепи и систему внутрицепных водородных связей, третичная — способ размещения в пространстве полипептидных цепей в компактные структуры; при четвертичной структуре в белковой молекуле содержится несколько полипептидных цепочек, соединенных между собой непептидными связями. Структура белковой молекулы оказывает влияние на биологич. свойства Б., в частности, на их ферментативную активность. В области экстремальных значений рН и температуры в молекулах Б. происходят изменения, сопровождающиеся понижением растворимости в воде и солевых р-рах (напр., свертывание Б. при нагревании), уменьшением водопоглотительной способности, изменением способности к взаимодействию с др. веществами, которые ведут к денатурации. Р-ры Б. обладают свойствами, характерными для лиофиль-ных коллоидных систем: низкое осмотическое давление, высокая вязкость, слабая способность к диффузии — не проходят через полупроницаемые мембраны, что -используется для их отделения от низкомолекулярных соединений диализом. Б. способны адсорбировать различные вещества и сами адсорбироваться. Они обладают амфотерными свойствами и характеризуются определенной изоэлектрической точкой. Когда значение рН и изоэлектрическая точка Б. совпадают, в большинстве случаев наблюдается коагуляция Б. При гидролизе Б. распадаются до аминокислот. Для Б. характерны цветные реакции, обусловленные содержанием в белковой молекуле определенных химических группировок: ксанто-протеиновая и Миллонова реакции (фенольные группировки), биуретовая, реакция Адамкевича (индольные группировки). По составу Б. разделяются на 2 класса — простые Б., или протеины, построенные только из остатков аминокислот, и сложные Б. (протеиды), в состав молекулы которых кроме аминокислот входят др. вещества небелковой природы (простетические группы). К протеинам относятся альбумины, глобулины, проламины, глютелины, склеропротеины, про-тамины, тистоны; к сложным Б. — гликопротеиды, липопротеиды, хро-мопротеиды, нуклеопротеиды, фосфопротеиды, металлопротеиды, содержащие соответственно углеводы, липиды, окрашенные вещества, нуклеиновые кислоты, фосфорные кислоты, металлы. К Б. относятся также ферменты. Б. выполняют многообразные функции: выступают в качестве катализаторов химических реакций, служат запасными питательными веществами, являются структурными элементами, играют роль гормонов и защитных агентов (см. Фитогормоны).

Б. различных органов виноградной лозы изучены в основном в связи с проблемой аффинитета привоя и подвоя, устойчивостью сортов к болезням, морозам, засухе. Установлено, что первые изменения в структуре Б. листьев винограда происходят с началом осеннего пожелтения. Белковые вещества виноградных ягод синтезируются из аминокислот на завершающем этапе их созревания сначала в цитоплазме, затем происходит их передвижение в др. частички. Кроме растворимых Б. цитоплазмы установлено наличие гидроксипролинсодержащих Б. в клеточных стенках ягод. Содержание Б. в ягодах зависит от климатич. и почвенных условий, удобрений и др. факторов. В состав Б. винограда входят аминокислоты: лизин, гистидин, аспарагиновая кислота, пролин, треонин, серии, глу-таминовая кислота, глицин, аланин, цистин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, тирозин, fi-фенилала-нин. В семенах найден также и триптофан. Превалируют аспарагиновая и глютаминовая кислоты, лизин, аланин, треонин, серии. Главные составные компоненты Б. семян — глобулины и альбумины. Например, ядра семян винограда сортов Силъванер Ркацители и Каберне-Совиньон содержат соответственно белкового азота: 51,2; 22,2; 60,4 мг/г, в т.ч. азота альбуминов — 11,8; 13,0; 20,2 мг/г; глобулинов — 25,4; 31,3; 30,0мг/г; глютелинов— 11,0; 10,9; 9,9мг/г; проламинов — следы. Содержание Б. в обезжиренной муке ядер семян составляет 34—38%. Методами диск-электрофореза и изоэлектрофокусирования установлена значительная гетерогенность Б. винограда и вина. В зависимости от техники очистки и концентрирования пробы в винограде выявляется от 10 до 30 электрофоретич. зон, однако в количеств, отношении лишь 6—8 из них являются доминирующими. Электрофо-реграммы Б. ягод имеют свои четкие сортоспецифич. качеств, различия. Более сходны они у сортов и гибридов, близких по морфологич. и экологич. свойствам. Наличие в составе виноградных Б. углеводов позволяет отнести их к группе гликопротеидов. В то же время в препаратах виноградных Б. обнаружены полифенольные соединения. Благодаря протеидной природе содержание азота в Б. винограда и вина ниже 16%, что необходимо учитывать при определении содержания белка по белковому азоту. Ассоциация Б. с полифенолами происходит при разрушении клеточных структур ягод при перезревании винограда и его переработке. В результате образования нерастворимых белково-таннатных соединений снижается концентрация растворимого Б. Последняя в созревших ягодах уменьшается и за счет протеолиза. Несмотря на низкое содержание Б. в тканях ягод винограда (исключая семена), они определяют организацию клеточной структуры, энзиматич. процессы во время роста, развития и созревания винограда. Б. вина представлены в основном растворимыми Б. виноградного сока, Б. кожицы и гребней, а также Б. семян и дрожжей. По мнению мн. исследователей, Б. сусла и вина идентичны. Методом электрофореза было отмечено незначит, увеличение отдельных фракций Б. при внесении в мезгу большого количества разрушенных семян. Процесс экстракции Б. из последних в бродящее сусло сопровождается" быстрым их связыванием полифенольными веществами сусла и самих семян, препятствующим накоплению этой группы Б. в вине. Из дрожжевых клеток при брожении и длительном контакте их с вином переходит ряд активных ферментов. Дрожжевые Б. отличаются малой устойчивостью к действию повышенных температур, спирта и легкой связуемостью с полифенолами, что объясняет их низкую концентрацию в вине. Ферментативно активные Б. вина как дрожжевого происхождения, так и Б. сока винограда, участвуют в осуществлении энзиматич. реакций, в т.ч. и приводящих к созреванию вин. В то же время они часто вызывают белковые помутнения вин. Количество Б. в винограде (сусле) и вине изменяется в зависимости от используемых технологических приемов. Прессовые фракции сусла содержат больше Б., чем сусло-самотек. При отстаивании сусла часть Б. выпадает в осадок. При настаивании сусла на мезге Б. могут частично экстрагироваться из твердых частей ягоды (кожицы, семян) и наоборот — адсорбироваться на них. Во время брожения сусла на мезге удаляется 30—50% Б. При выдержке вина происходит постепенное выделение в осадок Б. в результате их взаимодействия с высокомолекулярными полифенолами и некоторыми металлами (медь, железо). Обработка сусла и вина бентонитом и др. оклеивающими веществами, теплом и холодом, а также горячий розлив значительно снижают количество Б. В выдержанных коньячных спиртах методом электрофореза выявлены кислые и щелочные фракции Б. В результате многолетней выдержки белковые вещества коньячного спирта гидролизуются до свободных аминокислот, причем концентрация последних увеличивается по мере старения спиртов. В качестве соосаждающих оклеивающих веществ широко используются казеин, желатин, альбумин пищевой, клей рыбный пищевой, относящиеся к классу Б. С аналогичной целью применяются высушенная кровь и молоко. Для количеств, определения Б. в неочищенных экстрактах из вегетативных органов винограда рекомендуется метод Брэдфорда, основанный на взаимодействии Б. с красителем кумасси Г-250, с последующим колориметрированием. Для определения содержания Б. в вине чаще используется Лоури метод (см. Белка определение).

Лит.: Петросян Ц.Л. Азот в коньяке. — Ереван, 1975; Ленинджер А. Биохимия: Пер. с английского — Москва, 1996; Хачидзе О.Т. Азотистые вещества виноградной лозы. — Тбилиси, 1996.

Н. М. Павленко, Ялта

 
< БЕЗЗАМОРОЗКОВЫЙ ПЕРИОД   БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН >