азотисті сполуки

З азотистих сполук особливо поширені білкові речовини. Білки, або протеїнові речовини, - це найбільш складні органічні високомолекулярні азотисті речовини, що зустрічаються в кожному рослинному і тваринному організмі.

Встановлено, що молекули різних білків різноманітні і їх склад відрізняється винятковою складністю. У них міститься вуглецю 55-56% (сухої речовини), азоту 15-18%, водню 6,5-7,5%, сірки 0,3-2,5%, кисню 20-25%. Різноманітність білкових речовин залежить від порядку і поєднання в білкових молекулах різноманітних амінокислот - більш простих азотистих безбарвних кристалічних речовин. Розчини амінокислот у воді мають нейтральну слабокислу реакцію. Ті ж елементи, які знаходяться в білках, входять до складу амінокислот.

Відомо понад два десятки амінокислот, що входять до складу різних білків, якісно і за назвами розрізняються між собою (аланін, лейцин, тирозин, аспарагінова кислота та ін.). Різних сполучень і можливих комбінацій амінокислот в одній молекулі налічується багато мільярдів.

Повністю вивчено лише незначна кількість білкових молекул. Білки - речовини колоїдні, з великими молекулами, вони нездатні проникати через клітинні оболонки.

Рослини біднішими білковими речовинами, ніж тварини, але в кожній живій клітині білок обов'язково присутній. Білок входить до складу живих частин клітини (протоплазми, ядра, пластид, мітохондрій). Білок утворює також запасні поживні речовини в формі алейронових зерен.

Розподіл білкових речовин в рослині нерівномірне. Найбільше білків у молодих частинах рослин, кінчиках коренів і стебел, нирках, молодому листі, квітках і насінні. Навпаки, в які закінчили ріст і огрубнули стеблах, коренях і листі міститься білків менше. Трава, прибрана під час бутонізації та цвітіння, багатше білками в процентному відношенні, ніж трава згрубла. Білкових речовин більше нагромаджується в бобових рослинах, ніж в рослинах інших сімейств. Це пов'язано з особливим способом харчування бобових рослин.

Білки поділяються на прості - протеїни і складні - протеїди. З протеїнів зупинимося на альбуминах, глобулинах, Проламіни і глютеліни.

Альбуміни - це розчинні у воді білки, легко згортаються при температурі 70-75о і набувають при цьому вид білої пластівчасту маси. Альбуміни частіше зустрічаються у тваринному організмі, а у рослин вони знайдені в незначній кількості в насінні гороху, в зернівках злаків, а також в зелених частинах рослин.

Глобуліни - поширені в рослинах білки, що зустрічаються в насінні, коренях і стеблах у вигляді запасних поживних речовин. Вони нерозчинні у воді, але розчинні в розчині кухонної солі. Глобуліни знаходяться також в білку курячого яйця.

Проламіни - білки, що відрізняються найкращою розчинність в 60-80% -ному етиловому спирті. Проламіни зустрічаються в зернівках злаків. Відомі такі проламіни: гліадин в зернівках пшениці і жита, гордеїн в зернівках ячменю, зеин в зернівках кукурудзи та ін.

Глютеліни - білки, розчинні тільки в розчинах лугів. Глютеліни містяться в зернівках злаків і в зелених частинах рослин. Найбільш вивчені такі глютеліни: глютенін в зернівках пшениці, орізенін в зернівках рису і глютелін в зернівках кукурудзи.

До складу борошна хлібних злаків, крім крохмалю, входять також білкові речовини (гліадин і глютенін), які легко можна виділити, наприклад, з пшеничного борошна у вигляді клейковини.

Протеїди (складні білки) представляють собою з'єднання простих білків (протеїнів) з будь-яким речовиною небілкової природи. До складу клітинних ядер входять нуклеопротеїни. поширені в рослинних і тваринних клітинах. Вони складаються з білків і нуклеїнових кислот - дезоксирибонуклеїнової і рибонуклеїнової (ДНК і РНК). Характерним для цих речовин є наявність в них фосфору (крім С, Н, О, N і S). У воді нуклеопротеїни нерозчинні і володіють більш кислою реакцією, ніж попередні групи. Ліпопротеїди містять, крім білків, жироподібні речовини - липоиди. Вони поширені в пластидах, а також в протоплазмі рослинних клітин. У ХРОМОПРОТЕЇДІВ білок - глобин - пов'язаний зі складним азотистих з'єднанням, що містить залізо. Червоний колір крові тварин залежить від ХРОМОПРОТЕЇДІВ - гемоглобіну. Глюкопротеіди - слизові речовини, що зустрічаються в тваринних і рослинних клітинах, є сполуками білкових речовин з вуглеводами.

При нагріванні білків з розведеними кислотами (наприклад, з 20% -ної сірчаної кислотою) білки розпадаються (гідролізуються) на більш прості групи - альбумоз, пептони і пептиди, які при подальшому гідролізі розпадаються на амінокислоти. Амінокислоти - це органічні сполуки, що містять одночасно амино- і карбоксильні групи. Амінокислоти являють собою безбарвні кристалічні речовини, що володіють хорошою розчинність в воді і здатність проникати через рослинні і тваринні перетинки. У рослинних організмах розкладання білків відбувається при посередництві особливих внутрішньоклітинних ферментів.

Білки можна виявити наступними реакціями: 1) кип'ятіння їх у розчині азотнокислої закису ртуті дає цегляно-червоне забарвлення (міллонова реакція); 2) від міцної азотної кислоти білки згортаються і дають яскраво-жовте забарвлення (ксантопротеїнова реакція); 3) від суміші їдкого калію і слабкого розчину мідного купоросу білки дають червоне забарвлення з фіолетовим відтінком (биуретовая реакція); 4) лужний розчин окису свинцю при нагріванні з білком внаслідок присутності сірки в білках дає чорний осад сірчистого свинцю. Найбільш специфічною реакцією на білки вважається биуретовая реакція.

Кількість білкових і інших азотистих речовин в різних рослинах сильно коливається. Найбільше їх в насінні бобових рослин: сої - 40%, люпину - 35%, бобів - 24% і гороху - 22%. Зерна хлібних злаків містять в два-три рази менше білкових речовин: пшениці - від 13 до 20%, кукурудзи і ячменю - 10%; насіння льону містить до 23%, зелена маса вики - 4%, конюшини - 5%, коріння буряка - 1%, бульби картоплі - 2%. Багато білкових речовин в грибах - до 53%.

Органічні речовини, що знаходяться в рослинах, можуть переходити з клітини в клітину лише в тому випадку, коли вони присутні в стані розчину (кристалоїдними стан). Більша ж частина складних органічних речовин знаходиться в рослині в нерозчинному (колоїдному) стані і може бути використана на процеси харчування і дихання лише в тому випадку, коли ці органічні речовини піддаються гідролізу на ряд більш простих і розчинних з'єднань. У цих перетвореннях важливу роль відіграють ензими, або ферменти (диастаз і ін.).