Какие аминокислоты содержатся картофеле

УДК 635.2:631.524

Е.П. Шанина, С.В. Дубинин

Пищевое и кормовое значение белков картофеля связано с их аминокислотным составом. Наибольшую ценность представляют незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека и животных. Приведены показатели качества клубней картофеля уральской селекции, дана их оценка по аминокислотному составу.

Ключевые слова: картофель, сорт, клубни, качество, белок, аминокислоты, стабильность.

Основные задачи современной селекции картофеля по созданию сортов, отвечающих высоким требованиям потребительского рынка, связаны со значительным расширением числа признаков, по которым ведется подбор, гибридизация и отбор селекционного материала. Новые и перспективные направления селекции включают комплекс показателей, определяющих пригодность к переработке на различные картофелепродукты и полуфабрикаты, повышение содержания белка, антиоксидантов, каротина, витаминов, вкусовых качеств в сочетании с высоким уровнем устойчивости к нематоде, колорадскому жуку, биотическим и абиотическим стрессам и высокой урожайностью [2, 4].

Картофельный белок высокопитателен и превосходит многие другие с. – х. культуры. У ранних сортов его больше, чем у поздних [3]. Он обладает биологической активностью и генетической информацией. Сорта картофеля с повышенным содержанием белка наиболее жизнеспособны, т. к. более устойчивы к патогенам [1].

Пищевое и кормовое значение белков картофеля связано с их аминокислотным составом. Наибольшую ценность представляют незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека и животных. Они должны поступать в организм с пищей. К ним относятся триптофан, фенилаланин, лизин, треонин, метионин, лейцин, изолейцин, валин [5].

Протеин. Обычно считают, что наиболее полноценный белок содержится в курином яйце. Если биологическую питательную ценность белка куриного яйца принять за 100%, то переваримость белка пшеницы составляет в среднем 64%, а белка картофеля – 85%.

Все сорта отечественной селекции отличаются средней и высокой белковостью. Максимальное содержание суммарного белка отмечено в 2010 году у гибридов 05–6–3 (4,12%), 05–10–44 (4,00%), у сортов Отрада (3,81%), Лидер (3,50%).

В разные по погодным условиям годы сорта и гибриды имели различные показатели содержания белка в клубнях картофеля. Питательная ценность белка зависит от его сбалансированности по аминокислотному составу. В состав картофельного белка входят следующие аминокислоты: лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, треонин, серин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин. В среднем около 1/3 общего аминокислотного состава клубней картофеля составляют незаменимые аминокислоты, среди которых преобладают валин, аргинин, лизин и фенилаланин. Основное содержание заменимых аминокислот составляет аспарагиновая и глутаминовая кислоты. Значение незаменимых аминокислот не ограничивается их участием в синтезе тканевых белков. Каждая из них помимо этого выполняет в организме важные и сложные функции.

Валин необходим для метаболизма в мышцах, восстановления поврежденных тканей и для поддержания нормального обмена азота в организме.

Лизин относится к наиболее важным незаменимым аминокислотам, он является ростовым фактором. Недостаток его в пище приводит к нарушению процессов кроветворения, снижению количества эритроцитов и содержания в них гемоглобина, нарушается азотистое равновесие. Он необходим для нормального формирования костей и роста детей, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых.

Фенилаланин – исходный материал для синтеза гормонов щитовидной железы и меланина, участвует в процессе синтеза глюкозы. Влияет на настроение, улучшает память и способность к обучению.

Лейцин активизирует эндокринную систему. Несколько понижает уровень сахара в крови и стимулирует выделение гормона роста.

Изолейцин необходим для синтеза гемоглобина, стабилизирует и регулирует уровень сахара в крови и процессы энергообеспечения. Его отсутствие в пище приводит к нарушению азотистого баланса, который означает количественную разницу между введением с пищей азота и выведением его в виде конечных продуктов азотистого обмена.

Треонин необходим для физического развития организма. Играет важную роль в усвоении пищевого белка.

Триптофан – ростовая аминокислота, связана также с обменом никотиновой кислоты (витамин РР), необходима для ее синтеза в организме. Регулирует функции центральной нервной системы, системы кровообращения и иммунной системы.

Метионин участвует в синтезе гемоглобина, регуляции функции щитовидной железы, способствует росту. Незаменимые аминокислоты для детей – аргинин и гистидин. Они необходимы для нормального роста и развития.

Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки организма синтезируются в нем из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Таким образом, именно аминокислоты, а не сами белки – наиболее ценные элементы питания.

Данные биохимического анализа 22 перспективных сортов и гибридов показали, что содержание некоторых (аргинин, тирозин, фенилаланин) аминокислот в клубнях картофеля значительно зависят от генотипа.

По содержанию аминокислот выделяются аспарагиновая кислота и глутаминовая кислота. Меньше всего содержится в клубнях картофеля гистидина (0,136–0,268%) и глицина (0,132–0,221%). Незаменимые аминокислоты – триптофан и метионин – присутствовали в испытуемых образцах в незначительном количестве и, если в 2009 году были отмечены следы триптофана (0,024–0,057%), то в 2010 году ни триптофана, ни метионина выделено не было.

На примере двух сортов показаны различия по аминокислотному составу. Сорт Лидер с белой мякотью и белой кожурой содержит аспарагиновой кислоты 1,77%, глутаминовой кислоты 1,44%, незначительное количество гистидина 0,176% и глицина 0,177% (рис. ).

Сорт Чудесник отличается синей окраской не только кожуры, но и мякоти. В данном случае наблюдается снижение количества незаменимых аминокислот: лизина (0,3%), треонина (0,189%), лейцина (0,284%) и остаточные признаки валина; содержание фенилаланина повышенное – 0,862% .

По сумме всех аминокислот выделяется гибрид 04–41–20–8,31%, который отличается синей окраской кожуры, но белой мякотью. У этого же гибрида самая высокая сумма незаменимых аминокислот – 2,53%, содержание протеина – 2,89%, что выше среднего показателя по сортообразцам. Низкое содержание незаменимых аминокислот наблюдается у сорта с синей мякотью Чудесник (1,84%) (табл. 1).

При расчете корреляционных связей между отдельными аминокислотами и содержанием крахмала, протеина, витамина С и сахаров в клубнях картофеля наблюдается закономерность в том, что на количество отдельных аминокислот значительное влияние оказывает содержание протеина (табл. 2).

Выявлены среднеположительные связи со следующими аминокислотами: лизин (r=0,245), гистидин (r=0,322), аспарагиновая кислота (r=0,430), треонин (r=0,336), серин (r=0,436), глицин (r=0,363), изолейцин (r=0,328), лейцин (r=0,370); у валина теснота связи – r=0,518.

Высоко положительная корреляция отмечена между содержанием витамина С и глутаминовой кислотой (r=0,509), аланином (r=0,553), фенилаланином (r=0,685). Средневыраженная корреляция между содержанием сахаров с аланином (r=0,265) и тирозином (r=0,294).

Повышенное содержание отдельных аминокислот в сочетании с редуцирующими сахарами в значительной степени определяет пригодность сортов картофеля к промышленной переработке. Поэтому определение содержания аминокислот в клубнях имеет большое научное и практическое значение. Содержание аминокислот в клубнях картофеля зависит от генотипа, но существенно изменяется в зависимости от уровня протеина, витамина С, в отдельных случаях сахара и крахмала. При положительной корреляционной зависимости между содержанием витамина С и аминокислотой триптофаном, выявлено значительное увеличение ее в клубнях картофеля с синей мякотью, что положительно влияет на здоровье человека.

Библиографический список

1. Альсмик П.И. Селекция картофеля в Белоруссии. Минск: «Ураджай»: 1979. 128 с.
2. Банадысев С.А. Эффективность новых принципов организации и элементов технологии семеноводства картофеля // Картофелеводство. Минск: 2002. Вып. 11. С. 248-258.
3. Власюк П.А., Власенко Н.Е., Мицко В.Н. Химический состав картофеля и пути улучшения его качества. Киев: 1979. 184 с.
4. Яшина И.М., Склярова Н.П., Симаков Е.А. Результаты использования генетических источников из коллекции ВИР в селекции картофеля на устойчивость к болезням и вредителям // К 80-летию мировой коллекции картофеля ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. СПб: 2007. Т.163. С. 118-135.
5. Langerfeld E. Krankheiten der Kartoffel / E. Langerfeld, B. Schöber. AID Bonn: 1991. 27 s.

Об авторах

Шанина Елена Петровна,
доктор с. – х. наук,
зав. отделом селекции картофеля Уральского НИИСХ, г. Екатеринбург. E-mail: shanina08@yandex.ru.

Дубинин Сергей Владимирович,
генеральный директор
ООО «Агрофирма «СеДеК»,
г. Москва. E-mail: shop@sedek.ru.
Интернет-сайты: www.SeDeK.ru, www.DubininSergey.ru.

Food value of potato protein

E. P. Shanina, DSc, head of department of potato breeding of Ural Agricultural Institute, Yekaterinburg.
E-mail: shanina08@yandex.ru.

S. V. Dubinin, director general of LLC Agrofirma SeDeK. E-mail: shop@sedek.ru. www.SeDeK.ru, www.DubininSergey.ru.

Summary. Food and forage proteins of potatoes are connected to their amino acid composition. The most valuable essential amino acids that cannot be synthesized in organisms of human beings and animals. Indicators of quality of potato tubers of Ural selection, the estimation of amino acid composition are shown in the article.

Keywords: potatoes, cultivar, tubers, quality, protein, amino acids, stability.

Урожай учитывался по методике ФГБНУ «ВНИИ картофельного хозяйства им. А. Г. Лорха», структура собранного материала оценивалась по ГОСТу Р 55329–2012, а агрохимические показатели почвы — по общепринятым ГОСТам. Крахмал в клубнях определялся по удельному весу согласно ГОСТу 7194–81, нитраты — ионоселективным методом по ГОСТу 26951–86. Дисперсионный анализ экспериментальных данных осуществлялся по методике Б. А. Доспехова.

Осуществленные дважды изучаемыми препаратами некорневые подкормки в оба года исследований также значительно увеличивали выход семенной фракции картофеля, причем за счет повышения количества клубней, а не их массы. Помимо этого, средний вес продовольственного клубня снизился с фоновых 120 г в 2016 году и 140 г в 2017 году до 107 и 125 г на вариантах с использованием «Басфолиара», до 95 и 112 г — на делянках с «Мастер Грин К» соответственно. Таким образом, некорневые обработки удобрениями способствовали выравниванию фракционного состава картофеля по массе.