Глиадины¶

Глиадины — группа запасных белков (проламинов), содержащихся в эндосперме зёрен пшеницы и других злаковых культур. Они составляют основную часть клейковины (глютена) наряду с глютенинами и обладают уникальными свойствами вязкости и эластичности, определяющими качество хлебопекарной муки.

¶Химическая структура и свойства

Глиадины представляют собой смесь полипептидов с молекулярной массой от 30 до 75 кДа. По электрофоретической подвижности их разделяют на четыре основные фракции: α-, β-, γ- и ω-глиадины. Белки богаты пролином (около 15–17 %) и глутамином (около 35–40 %), что обусловливает их низкую растворимость в воде и высокую — в водных растворах спирта (60–70 % этанолом).

В отличие от глютенинов, которые образуют полимерные структуры за счёт дисульфидных связей, глиадины являются мономерными белками. Они взаимодействуют с глютенинами посредством водородных и гидрофобных связей, формируя трёхмерную сеть клейковины. Именно глиадины отвечают за вязкость и растяжимость теста, тогда как глютенины придают ему упругость и прочность.

¶Биосинтез и локализация

Синтез глиадинов происходит в клетках эндосперма на рибосомах, прикреплённых к эндоплазматическому ретикулуму, в период развития зерновки (обычно на 10–35-й день после цветения). Белки накапливаются в специализированных вакуолях — белковых телах. Гены, кодирующие глиадины, локализованы на коротких плечах хромосом 1-й и 6-й гомеологичных групп (1A, 1B, 1D и 6A, 6B, 6D). Каждый локус содержит множественные копии генов, что обеспечивает высокий полиморфизм состава глиадинов у разных сортов пшеницы.

¶Роль в пищевой промышленности

Глиадины играют ключевую роль в хлебопечении. При замесе теста они гидратируются, образуя вязкую массу, которая способствует удержанию углекислого газа, выделяемого дрожжами. Оптимальное соотношение глиадинов и глютенинов (примерно 1:1) обеспечивает хороший объём и пористость хлеба. Избыток глиадинов приводит к чрезмерной растекаемости теста, недостаток — к жёсткости и малому подъёму.

В пищевой промышленности глиадины также используются как компоненты съедобных плёнок и покрытий благодаря их способности образовывать прозрачные, газонепроницаемые плёнки. Они применяются в производстве вегетарианских продуктов как связующий агент.

¶Медицинское значение

Глиадины являются основным триггером целиакии — аутоиммунного заболевания, при котором иммунная система организма атакует собственные ткани тонкого кишечника в ответ на употребление глютена. Патогенными свойствами обладают преимущественно α-глиадины, содержащие токсичные пептидные последовательности (например, 33-мерный пептид), устойчивые к расщеплению ферментами желудочно-кишечного тракта. У генетически предрасположенных людей (носителей HLA-DQ2/DQ8) эти пептиды активируют Т-лимфоциты, вызывая воспаление и атрофию ворсинок кишечника.

Кроме того, у части людей без целиакии наблюдается нецелиакийная чувствительность к глютену, проявляющаяся желудочно-кишечными и системными симптомами. Единственным эффективным методом лечения обоих состояний является строгая безглютеновая диета.

¶Методы анализа

Для идентификации и количественного определения глиадинов применяются электрофорез в полиакриламидном геле, капиллярный электрофорез, высокоэффективная жидкостная хроматография и иммуноферментный анализ. Метод электрофореза глиадинов используется для «паспортизации» сортов пшеницы: электрофоретический спектр глиадинов является генетическим маркером сорта и позволяет выявлять подлинность семенного материала.

¶Источники

1. Конарев В. Г. Белки пшеницы. — М.: Колос, 1980. — 352 с.
2. Wieser H. Chemistry of gluten proteins // Food Microbiology. — 2007. — Vol. 24, № 2. — P. 115–119.
3. Shewry P. R., Halford N. G. Cereal seed storage proteins: structures, properties and role in grain utilization // Journal of Experimental Botany. — 2002. — Vol. 53, № 370. — P. 947–958.
4. Shan L. et al. Structural basis for gluten intolerance in celiac sprue // Science. — 2002. — Vol. 297, № 5590. — P. 2275–2279.