Картина из круп и семян: Картины из крупы — лучший мастер класс с инструкцией и фото

Что нужно для работы

В качестве материалов необходимы зерна различных культур и растений. Для этого используют зерна гороха, кофе, кукурузы и других культур.

Инструментальный набор включает в себя самые обычные предметы: пинцет, гуашь, которую применяют для покраски зерен, клей ПВА, карандаши, суперклей, ила и аэрозольный лак. Иглу используют для того, чтобы при необходимости скорректировать рисунок картины, а лаком покрывают готовое полотно.

В качестве основы для будущей картины в основном используют плотный картон, также подойдут упаковочные коробки от фена, телевизора и любой другой техники, а также другие жесткие материалы. Чтобы картины не теряли форму, и не размокали от клея их не делают из тонкого картона и бумаги, основа должна быть плотной.

Готовой работе для оформления понадобится рамка. Она может быть изготовлена как из дерева или пластика, так и из любого другого материала.

Технология создания картин

Новичкам, решившим впервые заняться таким творчеством, лучше всего выбирать простые рисунки, например квадраты из зерен или орнаменты. Постепенно рисунки можно выбирать и более сложные.

В целом процесс можно разделить на несколько этапов

Подготовка основы под картину и материалов

На выбранную картонную, фанерную или другую основу предварительно наносят рисунок при помощи простого карандаша. Для этого можно воспользоваться копировальной бумагой. Контур эскиза должен быть аккуратным, ровным, едва заметным и очерченным тонкой линией. Затем необходимо определиться с материалами. Выбирают нужные зерна, определяются с количеством и цветом. При необходимости зерна окрашивают при помощи краски. При выборе цвета зерен нужно соблюдать одно правило – не выбирать близкие по цвету материалы для расположения на соседних участках.

Окрашивание зерен

Процесс окрашивания не сложен, но требует определенных манипуляций. Выбранную крупу, чаще всего используют рис, помещают в емкость. Затем в нее добавляют несколько капель краски и перемешивают. Затем материал раскладывают на пленку и периодически перемешивают, чтобы зерна не слипались.

Раскладывание зерен

Постепенно рисунок заполняют зернами нужного цвета, выкладывая их на клей пинцетом. Для того, чтобы зерна лежали ровно их можно поправить иглой. После завершения создания рисунка зернам дают подсохнуть и покрывают лаком при помощи аэрозоля.

Особой популярностью пользуются картины с узорами или орнаментом, а также картины, отражающие простые геометрические фигуры. Готовую картину нужно поместить в рамку и можно украшать интерьер и обязательно сделать фото картины из крупы на память.

Фото лучших картин из крупы в интерьере

голос

Рейтинг статьи

Картина из крупы своими руками: мастер-класс с фото

Картины из семян и круп, своими руками сделанные ребятишками, становятся особенно актуальными в начале осени, когда в большинстве школ и детских садов проводятся различные конкурсы детского творчества.   А если картина сделана достаточно профессионально, она может стать не только экспонатом выставки, но и украшением дома – например, кухни или обеденной зоны.

Мы предлагаем вам посмотреть, как изготавливается настоящая картина крупой. Мастер-класс получится довольно простым и непродолжительным, потому что работа не будет отличаться особой ювелирностью и сложностью.

Нам понадобится несколько видов крупы и злаков (гречка, горох, пшено, рис, обычная и воздушная кукуруза), а также картон и рамка. Используйте для изготовления картины из крупы фото- или обычную рамку формата А4, чтобы картина получилась достаточно крупной.

Первым делом, мы обведем внутренний контур рамки на картон, чтобы обозначить границы нашего рисунка. Затем простым карандашом нарисуем простенький силуэт вазы и несколько стилизованных цветочков.

Теперь покроем вазу толстым слоем клея ПВА, не выходя за контуры рисунка.

Обсыплем этот участок гречкой, а когда она схватится – стряхнем все лишнее.

Горловину и донышко вазы обложим половинками гороха.

На столе, где стоит наша ваза, клеем нарисуем сетку.

И выложим эту сетку все теми же половинками горошин.

Стараемся их приклеивать вплотную друг к другу, не оставляя просветов. Одну из ячеек сетки внутри заполним клеем.

И обсыплем круглыми зернами риса.

Таким образом обклеим все сетку, чтобы получилась нарядная скатерть, а затем покроем клеем пространство над столом.

Обсыплем это пространство пшеном, мелкой пшеничной крупой или молотой кукурузой. Получатся обои.

Стебельки цветов выложим рисинками, а головки – воздушной кукурузой.

Наша картина уже почти готова.

Дополним цветочный букет несколькими горошинками.

И добавим немного зелени – это может быть настоящая сушеная зелень или окрашенные в зеленый цвет зерна риса, манки, вермишель или другие макаронные изделия.

Вместе с зеленью добавим и несколько листочков – это могут быть узкие полоски бересты, плотная бумажная лента или настоящие сушеные длинные листья. Красиво будет смотреться картина, если в нее добавить несколько настоящих сушеных цветочков подходящего цвета.

Остается только вставить рисунок в рамку – и картина из крупы своими руками сделана!

Чтобы она приобрела блеск и особый шик, можно покрыть  ее сверху слоем обычного лака для волос.

Картина из пшена «Мимоза»

Очень нежная весенняя картина «Мимоза» может быть сделана из пшена.

Аппликация из круп «Грибочки» (видео)

Еще одна простая картинка-аппликация из круп «грибочки» пригодиться для выставки осенних поделок:

Картина из круп «Птичка»

Эта картина интересна тем, что за ее основу можно взять самые различные зерна бобовых и семечки. Вырежьте из картона силуэт птички и выкладывайте на нем различный орнамент. Зафиксируйте зерна полимерным клеем, и получится оригинальная картина!

Картина из круп «Морская звезда»

Эта картинка выкладывается фасолью, горохом и семенами подсолнуха на картонной фигурке звезды. Вы можете импровизировать с разными видами узоров, чтобы звездочка получилась как можно более симпатичной и интересной.

Картина из крупы своими руками (отзывы)

«Крупа — замечательный материал для творчества. Картина, нарисованная крупой сможет занять достойное место на выставке осенних поделок».

50 фото идей поделки из крупы и семян: мастер-класс

Для изготовления простых и в то же время красивых оригинальных фигурок, аппликаций можно использовать разный природный материал.

Особенности использования семян для творчества

Из таких природных материалов, как косточки, семена и крупы можно изготавливать самые разнообразные поделки. Из них можно сделать:

• аппликации: выкладывать картины можно по трафарету или создавая рисунок в процессе изготовления;
• объемные фигурки: соединять между собой крупные элементы можно с помощью силиконового клея, маленькие обычно приклеиваются пластилином, также можно оклеивать семенами и крупами пенопластовые заготовки;
• небольшой декор: мелкий природный материал подходит для оклеивания отдельных частей крупных поделок или картин, часов;
• подвески и бусы: приклеивание семян к лентам или их склеивание в форме разных предметов (снежинок, елочек) позволяет получить нестандартный декор для дома или оригинальные украшения.

Для выкладки картин из семян и круп рекомендуется использовать картон. Бумага для таких поделок малопригодна, поскольку под весом природных материалов будет сильно прогибаться.

Разнообразие семян

Комбинируя разные виды семян, можно получить самые необычные и удивительные поделки. Такие природные материалы можно разделить на следующие группы:

• Обычные семечки (в форме капелек и овалов).

К ним относятся семена подсолнечника, арбуза и тыквы. Они чаще остальных применяются для создания объемных поделок или оклеивания основ.

Из обычной гречки, пшена, риса можно создавать яркие прикольные аппликации и полноценные картины. При использовании разные виды материалов могут наклеиваться рядышком или даже слегка накладываться (наклеиваться) друг на друга для формирования объемных картин.

• Семена деревьев (клена, ясеня, вяза).

За счет крупных размеров и необычных форм применяются чаще для изготовления детских объемных поделок.

• Бобовые (фасоль, бобы, горох).

Многообразие оттенков таких семян позволяет легко применять их для создания красочных необычных картин и аппликаций.

• Разнообразные косточки и зерна (яблони, ореха, кофейные).

Используются для оклеивания основ или сборки объемных фигурок.

Отдельно стоит выделить шишки. Их отдельные чешуйки отлично подходят для декорирования. А вот цельные шишки зачастую применяются для изготовления детских поделок для садиков и школ.

Как подготовить

Для создания оригинальных поделок с использованием семян обязательно нужно перед использованием хорошо просушить природные материалы. Только так можно гарантировать их длительное сохранение в будущем (они не будут отклеиваться или уменьшаться в размерах), а также исключить возможность деформации готовой картины или объемного декора. Для подготовки к работе семян арбуза, тыквы необходимо хорошо очистить их от остатков мякоти, затем разложить в один слой и дождаться естественного высыхания (также их можно подсушить в духовке).

1. Переложить семена в пакет, добавить акриловые краски (можно использовать и пищевые красители, в крайнем случае – гуашь).
2. Закрыть пакет и хорошо перемешать семечки, равномерно распределяя краску или краситель. Оставить на 30-60 минут.
3. Выложить на ровную поверхность и полностью просушить.

Также семечки можно окрашивать непосредственно после сборки поделок или выкладки аппликаций.

Поделки из семян подсолнуха

С помощью доступных всем и каждому семечек подсолнуха легко и просто получаются такие поделки:

• Красивый декор «Подсолнух».

В качестве основы используется бумажная одноразовая тарелка. Она обклеивается желтой бумагой. В центральной части тарелки тонким слоем приклеивается черный пластилин. К этому пластилину приклеиваются семечки подсолнуха.

• Фигурка «Ежик».

Из пластилина изготавливается туловище и ножки ежика.

• Фигурка «Сова».

Пенопластовый шар полностью оклеивается тонким слоем черного пластилина. В передней верхней части шарика из семечек подсолнуха выкладывается два круга по 2 ряда. Это будут глаза совы. Их можно дополнить бликами из белого пластилина. Остальная часть шарика полностью оклеивается семенами для формирования перышек.

Поделки из семян тыквы

Тыквенные семечки идеально подходят для окрашивания, поэтому из них можно сделать яркие и нестандартные поделки. К примеру, вместе с ребенком, используя этот природный материал, можно изготовить:

• Аппликацию «Парусник».

Окрасить часть семян в голубой, синий и коричневый цвет. Из коричневых семечек выкладывается кораблик и мачта, из белых – парус. А из синих и голубых семечек выкладываются море и небо.

• Картина «Морковки».

Семечки окрашиваются в коричневый, оранжевый и зеленый цвет. Из оранжевых семян выкладываются морковки, из зеленых – их хвостики. А из коричневых – земля, в которой растут эти морковки. Фон остается не украшенным, поэтому за основу рекомендуется использовать белый или светло-голубой картон.

Арбузные семечки

Маленькие арбузные семечки в большей мере подходят для выкладки разнообразных аппликаций. К примеру, с помощью такого природного материала можно сделать следующие поделки:

• Аппликация «Чебурашка».

На белом листе картона рисуется Чебурашка. Его тельце и ушки заклеиваются арбузными семечками. В качестве глазок можно выложить черный перец горошком или же изготовить глазки из черного пластилина.

• Картина «Павлин».

На белом листе картона рисуется павлин. Полоски, разделяющие его хвост на перья, выкладываются арбузными семенами. На кончиках можно наклеить чешуйки шишек или фасоль. Оставшиеся «пустыми» элементы картины просто окрашиваются.

• Необычные кухонные часы.

Старые кухонные часы разбираются на отдельные детали. Основание (в которое вставляется часовой механизм) оклеивается семечками. Из золотистой бумаги вырезается индикация и наклеивается поверх семян. Часы собираются в обратном порядке.

Семена клена, вяза и ясеня для творчества

Необычные семена деревьев идеально подходят в качестве дополнения к уже готовым фигуркам. Из них получаются интересные крылья, ушки. Также отдельно из этих природных материалов можно сделать такие оригинальные поделки:

1. Из семян ясеня можно изготовить объемную хризантему или настоящего дикобраза. Для этого на картонную основу в форме круга приклеивается пластилин, а на него приклеиваются сами семена.
2. И семян клена можно сделать аппликацию в виде елочки, необычных снежинок. Такие природные материалы очень хорошо подходят для изготовления простых поделок к Новому году.
3. «Пушистые» семена вяза станут прекрасной основой для создания аппликаций с разными цветками. В качестве серединок соцветий можно использовать половинки гороха. А вот сами семена ясеня станут прекрасными лепестками. Дополнять такие аппликации можно бабочками из сухих листьев и ветками-стеблями.

Идеи поделок из семян

Чтобы выбрать, какую поделку сделать для декорирования дома или для участия в конкурсе в садике и школе, рекомендуем вам ознакомиться с простыми инструкциями по изготовлению оригинальных изделий. Использовать семена разных видов можно для:

• Выкладки простых аппликаций.

На листе картона нужно нарисовать изображение (к примеру, солнце, сову, кошку). Фон выложить из мелких зерен или крупы, само изображение оклеить более крупными семенами разных оттенков: солнце можно сделать из семян подсолнечника, крылья совы украсить фасолью.

Очень простая поделка, в качестве основы которой используется большой пенопластовый шар. Такой шарик можно оклеивать семенами арбуза, кофейными зернами. По желанию ему можно сделать подставку из шпажки или ветки. Сама конструкция устанавливается внутрь небольшого цветочного горшка.

• Кухонных панно.

Более сложная поделка, которая изготавливается на фанере. На фанеру приклеиваются тонкие рейки для формирования многочисленных ячеек. Сами ячейки оклеиваются разными зернами и крупами.

Ежик из семечек

Красивого и реалистичного ежика можно сделать, используя семена подсолнечника. Также для работы потребуется лист картона, силиконовый клей или пластилин, пластиковый декор в виде грибов, яблок. Работа пошагово проводится по следующему мастер-классу:

1. На листе картона рисуется ежик. Его лапки и мордочка окрашиваются в розовый цвет (карандашом, фломастером, красками).
2. Спинка оклеивается пластилином.
3. Аккуратно, начиная от верхней части и спускаясь книзу, приклеиваются на пластилин семена подсолнечника. Последующие ряды должны немного накладываться на предыдущие.
4. На спинку из иголок-семечек приклеиваются силиконовым клеем (или клеевым пистолетом) пластиковые яблоки и грибочки.
5. В качестве носика ежику можно приклеить сушеную ягоду или же шарик из черного пластилина.

Картины из семечек

Яркие картины из разных материалов можно изготовить, используя разные по цвету семечки. Не перекрашивая их и подбирая элементы аппликации по оттенку, можно создать необычную поделку вместе с ребенком для подачи на конкурс. Работу следует проводить по такой схеме:

• Приклеить к плотному картону кусочек мешковины.
• Ближе к верхнему правому углу отдельно приклеить 3 гороховых зерна – они будут выступать в качестве серединок цветов.
• Вокруг одной горошины в 2 ряда наклеить пшено, возле других – чечевицу и рис.
• Вокруг готовых сердцевин выкладываются в 1-2 ряда лепестки из семечек тыквы, подсолнечника, арбуза.
• К каждому цветку приклеивается по 1 тонкой веточке – она будет выступать в качестве стебля.
• Дополнить «букет» можно сушеными листьями, которые станут листками самих цветов.

Цветы

Для подготовки к осенним конкурсам поделок в садике и школе, можно из тыквенных семян изготовить не только аппликации в виде цветов, но и сделать объемные цветки. Для работы потребуются: картон, тыквенные семена, пластилин, толстая ветка, клеевой пистолет. Саму поделку изготовить можно по следующему мастер-классу:

1. Из листа картона вырезается один кружок (с диаметром около 7 см).
2. На картонный кружок тонким слоем наклеивается пластилин.
3. В центральной части соцветия устанавливаются вертикально 3 семечки тыквы.
4. По периметру кружка наклеиваются горизонтально 2 ряда семян.
5. Продвигаясь от краешков соцветия к его центру (тычинкам из семян), заполняется оставшееся пустым пространство.
6. Клеевым пистолетом к кружку снизу приклеивается тонкая ветка – стебель цветка.
7. По желанию к самому стеблю можно приклеить сушеные или бумажные листья.

Новогодние аппликации

Из сушеных семян можно сделать не только осенние поделки, но и создать удивительные новогодние аппликации. Изготовить такую поделку можно, используя один из следующих мастер-классов:

На листе картона рисуется силуэт снеговика. Поверх изображения наклеивается тонким слоем белый пластилин. На пластилин наклеивается рис. Глазки, пуговки и нос-морковку можно сделать из бумаги или из пластилина.

Из ясеневых семечек выкладывается ствол елочки. Над ним рисуется сама елка. Тыквенные семечки приклеиваются по нарисованному силуэту острыми краешками вверх. Затем тыквенные семечки окрашиваются зеленой гуашью. Елочка декорируется яркими «игрушками» в виде фиолетовой фасоли и желтого, зеленого гороха.

На листе картона рисуется снежинка с минимальным количеством узоров. По нарисованной картинке приклеивается (на клей или пластилин) мелкая белая фасоль.

Заключение

С помощью семян от разных фруктов, лиственных деревьев, а также бобовых можно легко изготовить прикольные поделки. Это могут быть аппликации в виде животных, природных пейзажей или каких-либо силуэтов. Но также окрашивая разные природные материалы, можно легко создать яркую картинку на любой мотив. При использовании в качестве дополнения картона, бумаги и пластилина различные семечки станут хорошими помощниками в создании объемных фигурок на осенние и зимние мотивы. Если использовать их для декорирования и создания панно, то можно легко сделать своими руками стильный натуральный декор для комнат и кухонь. Кроме того, с такими материалами понравится работать как взрослому, так и ребенку. Проявив свою фантазию и используя в качестве подсказок простые мастер-классы, получится создать удивительные фигурки или плоские поделки без особого труда.

Картина крупой мастер класс

Поделки из круп и семян могут надолго занять любого, даже неусидчивого ребенка и взрослого. Этот досуг приносит огромнейшую пользу – он тренирует мелкую моторику. А это, в свою очередь, способствует речевому развитию. Детки, которые занимаются созданием поделок из круп, становятся усидчивыми и терпеливыми.

Материалы для творчества

Для того, чтобы начать работу, необходимо подготовить зерна разнообразных культур. Может понадобиться для создания картин:

• кукуруза,
• фасоль,
• манка,
• рис,
• горох,
• пшено,
• кофе,
• арбузные семечки.

Также в качестве вспомогательных материалов могут быть использованы листья, бусинки, ткань и некоторые другие предметы, с применением которых можно украсить изделие. Обязательно необходимо иметь и инструментальный набор. Здесь потребуются следующие простые предметы:

• гуашь,
• пинцет,
• клей ПВА,
• карандаши,
• лак.
• картон.

Для того, чтобы провести коррекцию на рисунке может понадобиться игла. Готовое полотно желательно покрыть лаком. Для основания картины лучше подобрать плотный картон. Это необходимо для того чтобы картина не потеряла форму. Лучше всего готовую работу поместить в рамку. Она может быть пластиковой или деревянной. Таким образом, картины из круп и семян будут выглядеть гораздо красивее, они смогут вписаться в любой эко интерьер.

Мастер-класс по изготовлению картины «Сирень»

Туя – это достаточно распространенное дерево. Ее очень часто можно встретить в парках. Необходимо заблаговременно собрать семена для изготовления будущей поделки. Эти семена тщательно высушиваются. Для работы нужны клей, гуашь, краска, искусственные листья, холст.

Сначала семена красятся краской. Для этого лучше всего использовать водоэмульсионную краску и колеры нужного цвета.

Необходимо нарисовать контуры букета сирени. Тут нет строгих правил и стоит полагаться только на свою фантазию и вкус. Можно нарисовать веточки или вазу. Последнюю лучше всего выкладывать из соломки.

Далее происходит основной этап работы. Семена нужно выкладывать и фиксировать при помощи клея. Очень красиво смотрится картина, если использовать семена, окрашенные в разные цвета. Осталось только дать картине высохнуть.

Мастер-класс по изготовлению картины «Рыбка»

Детям нравится делать аппликации с изображением живых существ, а картины из семян их смогут заинтересовать и вдохновить. Следующий мастер класс дети должны делать вместе с родителями. Для работы понадобится крупа:

• пшено,
• рис,
• гречка,
• горох.

А также необходимы холст, клей, кисть, лак.

Сначала нужно найти изображение рыбки в интернете. Его же можно нарисовать самостоятельно, даже не имея особых навыков. По контуру рыбки нужно закрепить крупную крупу. Лучше всего использовать гречку. Не нужно использовать слишком много клея. Это может испортить поделку.

Далее на оставшиеся участки наносится клей и фиксируется остальная крупа. Нужно не оставлять пустых мест, но в то же время не сыпать слишком много крупы. При необходимости корректировки картины используют иглу.

Для того, чтобы поделка не осыпалась и долго хранилась, применяют лак. Но покрывать полотно нужно только после полного засыхания картины.

Если у вас появилось желания сделать картины из семян предоставленный мастер класс поможет вам в этом. Красиво получаются ежики, пчелки, котята, щенки и иные животные.

Мастер класс по изготовлению картины «Павлин» из семян

Еще одна красивая картина станет хорошим подарком и украшением интерьера. Для ее создания не нужно много времени. Стоит только подготовить материалы:

• шаблон,
• манная и кукурузная крупа,
• арбузные семечки,
• клей,
• кисть.

На бумаге необходимо нарисовать павлина. Если есть распечатанный шаблон, это еще лучше. Подойти могут даже самые обычные раскраски.

Концы перьев на картинке нужно смазать клеем. Далее их засыпают кукурузной крупой. Это же действие проводят и с лапами птицы. После того, как картина высохнет, ее нужно слегка стряхнуть. Излишки крупы удалятся сами.

Теперь нужно плотно приклеить арбузные семечки. Все остальное покрывается манной крупой. На завершающим этапе картина украшается и раскрашивается по своему усмотрению.

Применение сторонних материалов

В интернете можно найти самые разные картины из семян и круп фото см. картинку ниже. Некоторые мастера даже делают копии известных картин. Поделки могут быть сделаны на картоне, фанере, ДСП и т.д. Могут быть использованы ящики от мебели и некоторые строительные материалы. Рамки можно делать самостоятельно из реек, пенопластового плинтуса. Но закрепление рамки происходит только после того как изделие полностью высохнет. Не нужно забывать о том, что рисунок для долговечности покрывается лаком. Это может быть сделано даже в несколько слоев. При использовании крупы, ее можно предварительно окрасить в нужный цвет. Это поможет создать правильную цветовую гамму рисунка.

Поделиться ссылкой:

Картины из семян и косточек своими руками

Если у вас в закромах накопилось много зерен и семян, которые вы не будете использовать по назначению, тогда пустите их в творчество сделайте поделки картины из семян. Например, фасоли, белых и черных семечек подсолнуха, кукурузы и подобного материала можно изготовить красивые картины и панно. Сегодня вы научитесь делать оригинальные орнаменты из семян и зерен, наклеенных на обычный картон.

Для работы соберите такие материалы:

• кусок плотного картона
• линейку
• простой карандаш
• ножницы
• несколько листов белой бумаги
• тюбик с клеем ПВА
• блюдце
• семена кукурузы, коричневой и белой фасоли, подсолнуха, тыквы, зерна проса.

В этой статье вы увидите пошагово картины сделанные из семян и круп фото прилагается. Для того чтобы начать свое творчество, возьмите кусок картона прямоугольной формы. Подойдет боковая часть от коробки, в которой транспортируют продукты или бытовую технику.

Разрежьте его на две одинаковые полосы шириной примерно 20 см.

Из белой бумаги вырежьте полосочки и оклейте ими боковые части картонных заготовок (фото 2).

Потом белой бумагой оклейте всю оставшуюся часть картона. Основа для работы готова (фото 3).

Теперь с помощью линейки и простого карандаша нарисуйте орнамент, как показано на фото (фото 4)

Коричневую фасоль насыпьте в блюдце, чтобы удобнее было брать, и приклейте ее клеем ПВА по графическому рисунку. Старайтесь располагать семена максимально ровно, а еще выбирайте только красивые и без механических повреждений (см. фото 5-6).

Приклейте фасоль и на вторую заготовку, так вы одновременно закончите обе картины.

Теперь подготовьте семена тыквы. По три штучки белых семечек приклейте у края картонной заготовки (см. фото 7-8).

Дальше в ход пойдут кукурузные зерна. Разместите их на острых концах белых семечек (см. фото 9-10).Уже вырисовывается красивый орнамент.

Дополните его семенами подсолнуха. Черные семечки располагайте между белыми (см. фото 11-12).

Чтобы заполнить пустующие места, возьмите еще и белую фасоль. Расположите зерна в уголках с коричневой фасолью (см. фото 13-14).

Все, больше ничего добавлять не нужно. Орнамент отлично смотрится, утяжелять его не стоит.

Остается только сделать фон. Для этого используйте самые мелкие семена, которые найдете. Для этой цели прекрасно подходят миниатюрные зерна проса.

Наносите клей на пустые белые места и засыпайте зернышками. Когда зерна подсохнут, налейте немного клея поверх них. Это нужно для более надежной фиксации всех частей рисунка.

После полного высыхания можно оценить результат своего труда. Картина с оригинальным орнаментом из семян своими руками готова!

По такому же принципу можно изготовить панно круглой формы. В этом случае орнамент выкладывается по кругу.

Совет: чтобы продлить «срок эксплуатации» таких картин, их нужно покрыть слоем бесцветного лака. Так вы защитите свои творения от воздействия солнечных лучей и насекомых. А еще на них не будет собираться много пыли.

Не бойтесь экспериментировать, пробуйте и реализуйте любые свои фантазии.

Поделиться ссылкой:

Картины из семян и круп – новое слово в дизайне интерьеров

Несмотря на доступность материалов, картины из круп и семян лишь недавно начали завоевывать популярность. Оригинальные изображения с неординарной фактурой все чаще привлекают дизайнеров интерьера. Но собственноручное создание такого шедевра доступно каждому.

Инструменты и расходные материалы

Разнообразие материалов для такого рукоделия просто поражает! При создании картины можно использовать все, чем богата кладовая: зерна, крупы, семена, специи, а также различные виды макарон, орехи, чай и т.п.

• Зерна – бобовые, злаки, кофе, кукуруза;
• Крупы – пшеничная и ячневая (различного помола), рис, манка, гречка, пшено;
• Семена – дыня, арбуз, кунжут, лен, тыква, подсолнух, мак;
• Специи – гвоздика, перец, лавровые листья, горчица.

Также для работы нам понадобятся:

• лист картона (подойдет любой из его видов: декоративный, поделочный или упаковочный),
• лист ДВП или тонкой фанеры (желательно белого цвета – для основы),
• простой карандаш или уголек,
• копирка – для нанесения рисунка,
• клей ПВА с тонким носиком на тюбике,
• пинцет,
• акриловые краски,
• кисточки,
• лак.

Если в работе планируется использование макарон, тогда нужно подготовить еще и термопистолет с клеем белого цвета.

Подготовительные работы

Поскольку подручные материалы не всегда способны передать необходимую для картины цветовую гамму, прежде чем приступать к работе, нам необходимо некоторые из них окрасить в нужные цвета. Для этого берем нужное количество емкостей, льем в них краски, а после этого высыпаем материалы. Аккуратно перемешиваем и следим за равномерностью покраски. Далее вынимаем продукты из емкостей с красками и равномерно раскладываем для просушки.

Когда они подсохнут, берем необходимое для работы количество материалов и расфасовываем их по различным емкостям, соответственно виду и цвету. Если в работе используем фасоль, то аккуратно разделяем ее на семядоли. После этого берем лист-основу и с помощью карандаша размечаем на нем необходимые для размещения в рамке припуски.

Создание картины

Используя копирку, переносим на лист-основу рисунок нашей будущей картины (линии при этом бросаться в глаза не должны, поэтому следим, чтобы карандаш был тонко заточен). Далее берем акриловые краски и раскрашиваем ими эскиз, дабы придать изображению яркости. Когда рисунок подсохнет, приступаем к нанесению клея ПВА.

В первую очередь, определяем фрагменты нашей аппликации, на которых будут размещаться крупы, семена или специи с наиболее мелким калибром. При помощи плоской кисточки небольшого размера намазываем клей и распределяем его в пределах этих площадей. Далее насыпаем материал и отставляем картину на 3-5 часов до полного высыхания.

После этого переворачиваем панно, чем удаляем лишние продукты. На следующем этапе производим аналогичную процедуру с семенами или крупами средней величины. При этом обязательно нужно следить, чтобы не было просветов и неровностей. Наиболее крупные зерна и семечки приклеиваем точечно: на каждое из них наносим по капле клея и крепим к аппликации.

Готовую работу с помощью тонкой кисточки покрываем акриловым лаком и оставляем на сутки, чтобы она хорошо подсохла. После этого картину вставляем в рамку и закрываем стеклом.

Поделки из крупы, семян или семечек своими руками. Мастер класс. Видео

Автор Teddy На чтение 6 мин. Просмотров 2.5k. Обновлено 18.05.2018

Поделки из зерен, крупы и различных семян своими руками – отличный способ занять детей с пользой, ведь работа с таким натуральным материалом прекрасно тренирует мелкую моторику рук, что способствует улучшению общего и речевого развития. Также такие занятия помогают воспитывать в детках терпение, старание и усидчивость.

Особенности творчества с использованием природных материалов

Поделки из крупы своими руками могут сделать не только школьники, ведь такое совместное творчество подойдет даже для маленьких детей. Правда, с малышами потребуется находиться неотлучно, чтобы они никак себе не навредили.

Итак, в качестве материала вам могут пригодиться:

• всевозможные виды круп и зерен ‒ гречка, рис, просо, манка;
• бобовые – горох, чечевица и разноцветная фасоль;
• любые семена и семечки – арбузные, тыквенные, дыни и подсолнечника и т. д.

Можно взять даже макароны. Также в процессе работе будут нужны: плотная бумага или картон, клей, ножницы, ткань, пластилин, шаблоны различных узоров, украшения (по вашему желанию).

Самые лучшие поделки из крупы, семян и семечек своими руками ‒ это аппликации и картины. Вы можете придумывать сюжеты с ребенком самостоятельно или же использовать какие-то готовые шаблоны и переносить их на бумагу. Сложность работ должна зависеть от возраста детей, учитывайте, что малышу должно быть интересно сделать поделку именно самостоятельно, пусть и с вашей помощью, но не быть совсем в стороне.

Создаем аппликации и картины своими руками

Тема работ может быть какой угодно. Но очень красивыми и оригинальными получаются поделки из зерен и других натуральных материалов на тему весны. Весенние пейзажи (поделки из арбузных семечек и круп), пышные цветы (особенно хорошо получаются цветы из тыквенных семечек – астры, подсолнухи, подснежники) ‒ прекрасные идеи для детского творчества.

Чем больше вы задействуете различных круп, семечек и семян, тем лучше, ведь все они не только разнятся по своим размерам и форме, но еще и по цвету и фактуре. То есть, у вас будет огромное пространство для фантазии и творчества. А если для вашей поделки из зерен нужны какие-то особенные цвета, то вы всегда можете покрасить свои материалы, используя акварельные краски или гуашь.

Попробуйте начать с несложной аппликации. К примеру, в качестве поделки из тыквенных семечек можете сделать корзинку с цветами.

1. Нарисуйте контуры корзинки на листе плотной бумаги или картона и намажьте их клеем.
2. Далее выкладывайте по этим контурам тыквенные семечки, чтобы из них получилась объемная корзинка.
3. Внутри точно таким же образом нарисуйте цветы – это могут быть подсолнухи, астры, маки, ромашки, подснежники или любые другие. Используйте для их создания семечки различных размеров ‒ тыквенные, арбузные, семена подсолнуха.
4. Серединки цветочков можно сделать из бусинок или засыпать мелкой крупой.
5. Разрисуйте ваш букет и покрасьте корзинку в коричневый цвет. Можно украсить аппликацию блестками или наклейками, добавить какие-то детали из пластилина.

На тему весны легко сделать и вазу с цветами – точно так же, как и корзинку. Чтобы детские поделки из семечек долго хранились и не осыпались, можете побрызгать их лаком для волос или покрыть прозрачным лаком для ногтей.

Любимым занятием для детей станет создание аппликаций и картин с изображением различных зверюшек, птичек или рыбок. Придумайте вместе с ребенком сюжет и воплотите сказку с помощью поделки из тыквенных или арбузных семечек, а также других всевозможных материалов.

Невероятно милыми получаются рыбки, ежики, пчелки, улитки, уточки, кошки и другие зверюшки. Посмотрите, как легко сделать в качестве поделки из семечек картину с ежиком.

1. Распечатайте рисунок с изображением ежика или нарисуйте его самостоятельно.
2. Нанесите ему на спину хороший слой клея и начинайте постепенно прикреплять на него семечки (это могут быть арбузные семечки или семена подсолнуха).
3. Приклеивать семечки нужно так, чтобы они все были направлены острыми кончиками в одну сторону.
4. Остальные части тела ежика можно просто раскрасить, а на колючки прикрепить ему грибочки или фрукты, сделанные из пластилина.

А вот какую можно создать интересную картину с павлином с помощью арбузных семечек, а также манной и кукурузной крупы.

1. Рисуем павлина на плотной бумаге или распечатываем готовый шаблон (подойдут даже обычные раскраски).
2. Намажьте клеем круглые концы перьев и засыпьте их кукурузной крупой. То же самое проделайте с лапками птички.
3. Когда она немного подсохнет, отряхните с листа остатки.
4. Украсьте перья арбузными семечками, плотно приклеивая каждую из них.
5. Через некоторое время покройте клеем все оставшееся изображение павлина, кроме головки, и засыпьте его манной крупой, расчищая при этом контуры с помощью зубочистки.
6. Головку можно разрисовать, а картину украсить по своему усмотрению. Как видите, поделки из арбузных семечек делаются очень просто.

Другие идеи поделок из натуральных материалов

Картина может представлять собой не только изображение чего-либо, но и быть просто панно из крупы, семечек и других природных материалов.

Такое панно лучше выполнять на ткани (как правило, используется мешковина или другая натуральная ткань), но можно брать и бумагу. Разделите ваше пространство на различные сектора ‒ это могут быть геометрические фигуры или абстракция, а потом заполняйте их различными зернами и семенами (выбирайте материал разного цвета, фактуры и формы, комбинируйте их и старайтесь правильно сочетать).

Для разделения секторов возьмите джутовый шпагат – тогда ваше природное панно получится более органичным. Обычно такие картины не красят, но лаком закрепить можно.

С детьми более старшего возраста можете попробовать создать объёмные фигурки или игрушки, как поделки из семян и круп. Тогда материал нужно будет крепить к каркасу вашего изделия, к примеру, можно сделать домик для какого-то сказочного героя, форму для подсвечника или украсить рамку для фотографий.

Поделки из семечек своими руками – это идея прекрасного совместного творчества с детьми, которое принесет пользу и хорошее настроение для всей вашей семьи.

https://youtu.be/2DiBLy_6m7o

словарный запас по зернам, бобам и орехам | Словарь

Помимо фруктов и овощей, растения также дают нам зерна , бобов и орехов .

Зерна

Зерновые — это семена злаковых трав, называемых злаков , которые впервые начали культивировать более девяти тысяч лет назад. В числе первых возделывались пшеница и ячмень на Ближнем Востоке, рис и просо в Азии и Африке, а также кукуруза или кукуруза в Центральной Америке. Все эти зерна все еще едят сегодня, а также многие другие, такие как овес, рожь и сорго.Многие зерна варят и едят целиком или превращают в хлопьев для завтрака . Но зерна, такие как пшеница, рожь, просо и кукуруза, обычно измельчают в порошок, называемый мука , который затем используется для приготовления таких продуктов, как хлеб, торты и лепешки.

Фасоль

Как и зерна, бобы — это съедобных семян, но бобы обычно крупнее зерен и происходят из цветущих растений, а не из трав. Их выращивали тысячи лет во всех частях света.Широкая фасоль, маш и адзуки были впервые выращены в Азии, а фасоль лима, фасоль пегая, почечная фасоль и фасоль (теперь используются для приготовления «запеченных бобов») были впервые выращены в Южной Америке. Какао-бобы, из которых делают шоколад, также происходят из Южной Америки, в то время как самые известные зерна Африки — это кофейные зерна.

Бобы происходят из большого семейства растений, называемых бобовых . К другим съедобным бобовым относятся нут, чечевица, черноглазый горох и соя.Большинство бобовых имеет длинных семенных коробочек и семян, в которых растут семена. После того, как семена превратятся в то, что мы называем фасолью или горохом, семенные коробочки снимают с растения и раскалывают.

Орехи

Орехи — это твердые сухие плоды с древесным внешним покрытием, которое необходимо расколоть, чтобы внутрь оказались съедобные семена. Некоторые орехи настолько твердые, что для их открытия используются специальные инструменты, называемые щелкунчики (изображение справа). Некоторые из самых популярных орехов — миндаль, фундук, кешью, каштаны, бразильские орехи, фисташки, грецкие орехи, пекан и орехи макадамия.Один из самых известных орехов — кокос. Его белая мякоть восхитительна, а вода внутри делает сладкий и освежающий напиток. Еще одно известное блюдо, которое большинство людей считает орехом, на самом деле является бобовым. Они растут под землей и их часто едят с напитками в баре или на вечеринках. Вы можете догадаться, что это такое?

фасоль (существительное): съедобное семя, часто имеющее форму почки, которое растет в семеннике. Мексиканцы едят много фасоли, особенно красной фасоли.

хлопья для завтрака (или хлопья) (существительное): продукты для завтрака, приготовленные из жареного зерна, особенно.пшеница, кукуруза или овес — Налейте в миску хлопья для завтрака и добавьте немного молока.

злак (существительное): 1. растение, производящее съедобное зерно, такое как рис и пшеница 2. хлопья для завтрака — Злаки являются хорошим источником большинства типов витамина B.

съедобный (прилагательное): безопасный и достаточно вкусный, чтобы есть — Некоторые грибы съедобны, но некоторые настолько ядовиты, что могут убить вас.

мука (существительное): порошок, полученный путем измельчения зерна — Мария покупает пшеницу и сама перемалывает ее в муку.

зерно (существительное): семена, используемые в пищу, такие как пшеница, рис и просо — Из разных зерен делают разные виды хлеба.

измельчить (глагол): измельчить что-либо на мелкие кусочки — Кукурузная мука производится путем измельчения зерен кукурузы в мелкий порошок.

бобовых (существительное): растение с семенной коробочкой, содержащей фасоль или горох — Знаете ли вы, что арахис на самом деле не орех? На самом деле это бобовые.

орех (существительное): твердый сухой фрукт с семенами внутри твердой древесной скорлупы — Можно ли получить в магазине пакет ореховой смеси?

щелкунчик (существительное): инструмент для разламывания твердой скорлупы орехов — Вам придется использовать щелкунчик, чтобы расколоть эти грецкие орехи.

стручок (также стручок) (существительное): длинная структура бобовых, в которой растет несколько горошин или бобов — Перед приготовлением бобы их нужно удалить из семенных коробочек.

Фактов о зерне для детей

Зерно — это семена некоторых специальных видов трав. Основные виды товарных зерновых культур — зерновые. В пищу люди выращивают разные виды зерна. Различные виды зерна, возможно, являются одними из самых важных продуктов питания в мире.

Некоторые виды зерна:

87% всего зерна, выращиваемого фермерами во всем мире, составляет кукуруза.Злаки содержат углеводы, которые можно есть. В более бедных странах зерно составляет значительную часть продуктов питания. В более богатых странах они по-прежнему важны как еда, но не так важны, как в более бедных странах. При выращивании зерна требуется много воды. Для выращивания одной тонны зерна необходимо около 1000 тонн воды.

Многие продукты сделаны из разных видов зерна. Зерно часто перемалывают в порошок, называемый мукой. Из муки можно делать хлеб, пирожные или лапшу.

Из ячменного солода, пшеницы и других зерен делают разные сорта пива.

Тортильи производятся из особой кукурузной муки, которая называется masa .

Классификация

Злаки

Все зерновые культуры относятся к семейству злаковых (Poaceae). Зерна злаков содержат значительное количество крахмала — углевода, обеспечивающего пищевую энергию.

Каши теплые

Каши холодного сезона

Зерна псевдозерновых

Крахмалистые зерна из семейств широколистных (двудольных) растений:

импульсов

Бобовые или зерновые бобовые, принадлежащие к семейству гороховых, имеют более высокое содержание белка, чем большинство других растительных продуктов, около 20%, в то время как соевые бобы содержат до 35%.Как и все другие цельнозерновые продукты, бобовые также содержат углеводы и жиры. Общие импульсы включают:

Масличные

Масличные зерна выращивают в основном для получения пищевого масла. Растительные масла обеспечивают пищевую энергию и некоторые незаменимые жирные кислоты. Они также используются в качестве горюче-смазочных материалов.

Горчичное семейство

Семейство Астра

Другие семьи

злаков | Энциклопедия.com

Происхождение

Зерновые злаки — это семена таких злаков, как пшеница, просо, рис, ячмень, овес, рожь, тритикале, сорго и кукуруза (кукуруза). Около 80 процентов белка и более 50 процентов калорий, потребляемых людьми и домашним скотом, поступает из зерновых культур. Соединенные Штаты являются основным поставщиком зерновых для остального мира, а некоторые бедные страны зависят от даров из Америки как немолотого, так и обработанного зерна, чтобы их люди не голодали.

Большинство археологов и палеоантропологов сходятся во мнении, что земледелие началось примерно в 10 000 году до нашей эры, когда люди у рек Тигр и Евфрат в Месопотамии (позже Ирак) поселились в деревнях и начали выращивать и разводить пшеницу. К 8000 г. до н.э. люди в Центральной Азии выращивали просо и рис. К 7000 г. до н.э. люди на территории современной Греции выращивали не только пшеницу, но и ячмень

и овес. К 6000 г. до н.э. крестьяне перемалывали зерна злаков, забивая их каменными пестиками, и жарили измельченные зерна.К 3000 г. до н.э. люди в Южной Америке и, вероятно, в Центральной Америке тоже выращивали кукурузу. До 2500 г. до н.э. древние египтяне выращивали пшеницу и ячмень и ферментировали их для производства пива. Ручные мельницы для измельчения зерна появились к 1200 г. до н.э. и продолжали использоваться в большинстве американских колоний семнадцатого века для обработки зерна злаков.

Колониальная эра: выживание и дальнейшее развитие

Пшеница была основным продуктом европейской диеты, особенно ценилась при переработке в муку для выпечки.Поэтому первые европейские колонисты в восточной части Северной Америки — голландцы, англичане, шведы и немцы — принесли с собой пшеницу. Однако они быстро столкнулись с проблемами. В Вирджинии высокая влажность способствовала гниению хранимой пшеницы, потому что шелуха пшеницы с высоким содержанием жира прогоркла. Это отравило осенний урожай, сделав его непригодным для зимней пищи. В Новом Амстердаме (позже Нью-Йорке) и Новой Англии пшенице было трудно выжить в прохладном климате, что делало урожай непродуктивным.

Коренные американцы Новой Англии были в основном фермерами, и их наиболее важной культурой была кукуруза, которая была разных сортов и была достаточно выносливой, чтобы переносить холодную погоду.Используя запасы коренных американцев, колонисты взяли наиболее урожайные стебли кукурузы и вывели их, чтобы сохранить их хорошие качества, такие как много початков на стебель, большие зерна и успешное прорастание, в ожидании получения лучшего урожая в следующем сезоне. Но особенность кукурузы в том, что при инбридинге ее хорошие качества всегда теряются, что делает каждый последующий урожай хуже, чем предыдущий. Чтобы кукуруза оставалась морозостойкой, ее разновидности необходимо скрещивать. Неудача с урожаем пшеницы и кукурузы почти унесла голод всех первых поселенцев, но коренные американцы делились своим урожаем, что позволило многим колонистам выжить.

К началу 1700-х годов зерновые, рис и овес были импортированы из Старого Света. Рис мог расти на труднопроходимой местности, например, в холмистой и каменистой местности западной Пенсильвании. С 8000 г. до н.э. до девятнадцатого века рис выращивали на суше, а не на заросших водой рисовых полях. Таким образом, первые американские колонисты выращивали морозостойкий сухой рис, который был предком современного дикого риса, начиная с Южной Каролины в 1695 году. Овес оказался устойчивым как к засухе, так и к холоду. Устойчивость к засухе оказалась жизненно важной для южных колоний, которые страдали от многолетних засух в семнадцатом и восемнадцатом веках, а устойчивость к холоду сделала его почти таким же ценным, как кукуруза, и на какое-то время более ценным, чем пшеница.В семнадцатом веке колонисты научились делать хлеб из кукурузы, и кукурузный хлеб, или пирожные «Джонни», стал повседневной частью американского рациона.

В 1769 году была представлена ​​паровая мельница. В водяных мельницах и ветряных мельницах проточная вода или ветер приводили в движение огромные камни для измельчения зерна злаков, но паровые мельницы приводили в движение металлические мельницы и могли быть построены практически где угодно, не только на реках или в ветреных районах. Новые иммигранты постоянно прибывали в колонии и приносили с собой свои предпочтения в переработанной пшенице; паровая мельница позволила быстро перерабатывать пшеницу до того, как она заглохнет, что способствовало выращиванию пшеницы в Пенсильвании.

От революции до 1900 года: рост производства и механизация

К концу колониальной эры зерновые стали товарными культурами; то есть их было достаточно, чтобы продать после того, как фермеры накормили себя. В начале республики федеральное правительство и правительства штатов пытались регулировать и взимать налоги с урожая. В сложной сельской местности западной Пенсильвании фермеры перегоняли кукурузу и рожь в виски, ценный продукт, который был коммерчески жизнеспособным при поставках на восток в города.Однако в 1791 году федеральное правительство ввело высокий налог на виски, вынудив фермеров из Западной Пенсильвании либо доставлять свое зерно на восток через грубые холмы с большими затратами, либо отказаться от производства виски. Они восстали в 1794 году, и президент Джордж Вашингтон поднял и возглавил армию, подавившую восстание.

В течение первого десятилетия девятнадцатого века рис стал основной экспортной культурой Джорджии и Южной Каролины и в конечном итоге станет основной культурой в Луизиане и Техасе.Пшеница выращивалась на равнинах в Нью-Йорке и Пенсильвании. Шведы начали селиться на Среднем Западе, принеся с собой традиционные методы выращивания пшеницы и в конечном итоге превратив Небраску в крупного производителя пшеницы. В 1874 году русские иммигранты привезли в Канзас семена турецкой красной пшеницы; карликовая пшеница, она была засухоустойчива и стала источником многих сортов карликовой пшеницы, выращиваемой в Америке.

Возможности Америки по выращиванию зерновых культур значительно превзошли ее возможности по сбору урожая.В 1834 году началась механическая революция в сельском хозяйстве, когда Сайрус МакКормик представил свою механическую жатку, которая позволяла двум полевым работникам выполнять работу, на которую раньше требовалось пять. Последующие жнецы полагались на людей или лошадей, чтобы тянуть их, но хорошо работали с кукурузой, пшеницей и рожью. Великие равнины с их огромными плоскими ландшафтами идеально подходили для механической жатки, и ее доступность побудила фермеров засыпать равнины большими полями зерновых культур. В 1830-х годах коренные американцы на Среднем Западе сами начали выращивать пшеницу.В 1847 году Маккормик запатентовал еще один важный сельскохозяйственный орудие — дисковый плуг, который облегчил посадку ровных рядов злаковых трав.

К 1874 году механические сеялки последовали за механическими жатками, позволяя фермерам сажать за день то, на что раньше уходила неделя. Проблема заключалась в том, что для наилучшей работы механическим сеялкам требовалась влажная вспаханная земля. (Это была одна из многих причин, по которым федеральное правительство платило за оросительные каналы на Среднем Западе в 1920-х и 1930-х годах.)

В 1890-х годах были представлены зерноуборочные комбайны. Сначала эти большие машины с вращающимися лопастями, похожими на гребные колеса на пароходах, запряженные упряжками лошадей, могли собирать урожай и тюки пшеницы и сортировать початки кукурузы. Результатом стал еще один скачок эффективности на 80 процентов по сравнению со старыми механическими харвестерами. Вскоре комбайны будут оснащены двигателями внутреннего сгорания, и одна ферма сможет собрать почти в двадцать раз больше земли, чем можно было бы собрать в начале девятнадцатого века.Это сделало бы возможным корпоративное сельское хозяйство.

Двадцатый век и за его пределами

В 1941 году доктор В. Генри Себрелл и другие убедили производителей хлеба и других зерновых продуктов смешивать тиамин, рибофлавин, ниацин и железо в своей выпечке. Федеральное правительство сделало это обязательным на время Второй мировой войны, но отдельные штаты расширили его до 1950-х годов. Затем Федеральное управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) потребовало обогащения муки. Случаи недоедания снизились примерно за два десятилетия до того, как драматические изменения в американском питании, причудливые диеты, сделали недоедание растущей проблемой в течение и после конца 1970-х.

В конце 1950-х годов федеральное правительство начало одну из нескольких кампаний по улучшению питания американцев, включая пищевые «треугольники» или «пирамиды», которые после многих лет пропаганды сделали зерновые злаки основой здорового питания. молочные продукты и мясо с высоким содержанием жира, например бекон (для энергии). Треугольники, как правило, имели зерно и зерновые продукты, такие как хлеб, в основании треугольника, с молочными продуктами, такими как молоко и яйца, в середине треугольника и мясом на пике, что означает, что диета должна состоять в основном из зерна, реже молочных продуктов и тем более мяса.Когда яйца выходили из употребления из-за холестерина, их перемещали вверх. Сначала фрукты и овощи были объединены с зерном, но в 1960-х годах им была присвоена отдельная категория. К 2000 году пирамида FDA была настолько запутанной, что ее почти никто не понял, хотя федеральное правительство запускало рекламу, продвигающую ее во время детских телешоу. Зерновые всегда оставались основой рекомендуемой правительством диеты. Статус зерновых культур оказался под серьезной проблемой в середине 1980-х годов, и вскоре после начала двадцать первого века некоторые диетологи настаивали на том, чтобы овощи с высоким содержанием витамина С и грубые корма заменили зерновые культуры, которые были связаны с кариесом.

БИБЛИОГРАФИЯ

Коэн, Джон. «Геном кукурузы выходит из упаковки: Конгресс готовится запустить проект генома кукурузы». Science 276 (1997): 1960–1962.

«Канзасские хронологии». Историческое общество штата Канзас, сельское хозяйство. Доступно на http://www.kshs.org.

Park, Youngmee K., et al. «История обогащения зерновых продуктов в Соединенных Штатах». Питание сегодня 36, вып. 3 (май 2001 г.): 124.

Себрелл, У. Генри. «Пятидесятая годовщина — обогащение злаков.« Nutrition Today 27 № 1 (февраль 1992 г.): 20–21.

Зибольд, Рональд.« Из реки Канзас ». Total Health 15, № 3 (июнь 1993 г.): 44–45.

«Что такое зерновые?» Доступно на http://www.kelloggs.com.

Кирк Х. Свекла

См. Также Сельское хозяйство ; Сельское хозяйство, Департамент ; Питание и витамины .

Запасные белки семян зерновых: структуры, свойства и роль в использовании зерна | Journal of Experimental Botany

Аннотация

Запасные белки составляют около 50% от общего количества белка в зрелых зерновых злаках и оказывают важное влияние на их питательные качества для человека и домашнего скота, а также на их функциональные свойства при переработке пищевых продуктов.Краткий обзор современных знаний о структурах и свойствах запасных белков проламина и глобулина зерновых и их механизмах синтеза, переноса и отложения в развивающемся зерне приводится здесь. Также обсуждается роль белков глютена пшеницы в определении качества зерна для выпечки хлеба и то, как можно управлять их количеством и составом, что приводит к изменению свойств замеса теста.

Введение

Зерновые — самые важные сельскохозяйственные культуры в мире, с общей годовой урожайностью зерна, превышающей 2000 миллионов тонн (т), по сравнению с менее чем 250 т для семян бобовых (включая бобовые, сою и арахис) (FAO, 1999).Хотя выращивается несколько видов зерновых, на три (кукуруза (604 т в 1998 г.), пшеница (589 т в 1998 г.) и рис (563 т в 1998 г.)) вместе приходится более 70% от общего объема производства. К другим зерновым относятся ячмень, сорго, просо (которое включает ряд мелкосемянных тропических видов), овес и рожь в порядке уменьшения общего производства.

Зерна злаков содержат относительно мало белка по сравнению с семенами бобовых, в среднем около 10–12% сухого веса. Тем не менее, они обеспечивают более 200 мт белка для питания людей и домашнего скота, что примерно в три раза превышает количество, полученное из более богатых белком (20–40%) семян бобовых.Помимо своей питательной ценности, белки семян зерновых также влияют на использование зерна в пищевой промышленности. Это особенно важно для пшеницы, которая в значительной степени потребляется людьми после переработки в хлеб и другие продукты. Поэтому неудивительно, что белки семян зерновых были основной темой исследований в течение многих лет с целью понимания их структуры, контроля синтеза и роли в использовании зерна.

Запасные белки семян зерновых

Научное изучение белков зерна злаков насчитывает более 250 лет. Выделение глютена пшеницы было впервые описано в 1745 году (Beccari, 1745).С тех пор были проведены более систематические исследования, в частности Т. Б. Осборном (1859–1929), которого можно считать отцом химии растительных белков. Осборн разработал классификацию растительных белков, основанную на их растворимости в ряде растворителей, например, альбумины в воде, глобулины в разбавленном физиологическом растворе. Хотя «фракционирование по осборну» все еще широко используется, сегодня более обычным явлением является разделение белков семян на три группы: запасные белки, структурные и метаболические белки и защитные белки.Запасные белки семян делятся на три разные фракции Осборна и встречаются в трех разных тканях зерна.

Накопительные глобулины

Эмбрион и внешний алейроновый слой эндосперма содержат запасные белки глобулина, а белки из эмбрионов кукурузы были охарактеризованы довольно подробно (Kriz, 1989, 1999; Kriz and Schwartz, 1986; Kriz and Wallace, 1991; Wallace and Kriz, 1991 ). Эти белки легко растворимы в разбавленном солевом растворе и имеют коэффициент седиментации около 7.Они имеют ограниченное сходство последовательностей с 7S вицилинами бобовых и других двудольных растений и могут быть гомологичны им; они также имеют схожие структуры и свойства (Kriz, 1999). Родственные белки были обнаружены в зародышах и / или алейроновых слоях пшеницы, ячменя и овса (Burgess and Shewry, 1986; Yupsanis et al. ., 1990; Heck et al. ., 1993). 7S-глобулины из зародышей риса также были охарактеризованы (Horikoshi and Morita, 1975), но их связь с 7S-глобулинами других растений не установлена.Глобулины 7S хранятся в белковых телах и, по-видимому, действуют исключительно как запасные белки. Однако они, по-видимому, не являются абсолютно необходимыми для нормального функционирования семян, по крайней мере, у кукурузы, где нулевой мутант нормально ведет себя с точки зрения развития и прорастания (Kriz and Wallace, 1991). Более того, хотя алейрон и зародыш богаты белками по сравнению с крахмалистым эндоспермом, глобулины в этих тканях имеют ограниченное влияние на свойства зерна конечного использования. В мелкозернистых злаках, таких как пшеница, алейрон и зародыш составляют лишь около 10% от сухой массы зерна и обычно удаляются измельчением (пшеница), полировкой (рис), обработкой жемчуга (ячмень) или декортикацией (сорго) перед потребление человеком.Напротив, зародыш кукурузы составляет 10–11% зерна, и его высокое содержание белка и масла важно для питания скота.

Накопительные глобулины 11–12S, расположенные в крахмалистом эндосперме, также присутствуют по крайней мере в некоторых зернах злаков. Фактически, в овсе и рисе эти белки образуют основную фракцию запасного белка эндосперма, составляющую около 70–80% от общего количества белка. В настоящее время известно, что эти белки относятся к широко распространенным глобулинам «бобового» типа, которые встречаются у большинства двудольных видов (Casey, 1999).Белки риса плохо растворяются в разбавленных солевых растворах и, следовательно, классически определяются как глютелины, но они явно принадлежат к семейству глобулинов 11–12S. Они состоят из подразделений M _r ок. 55 000, которые посттрансляционно расщепляются с образованием кислых ( M _r примерно 33 000 в овсе, 28–31 000 в рисе) и основных ( M _r примерно 23 000 и 20–22 000 соответственно) полипептидные цепи, связанные одной дисульфидной связью (Shotwell, 1999; Takaiwa et al ., 1999). Глобулин овса также напоминает бобовые в плане образования гексамерной структуры с коэффициентом седиментации около 12.

Белки, относящиеся к бобовым, называемые «тритицинами», присутствуют в крахмалистом эндосперме пшеницы, хотя на их долю приходится только около 5% общий белок семян (Singh et al , 1988). Тритицины состоят из больших ( M _r около 40 000) и малых ( M _r около 22–23 000) полипептидных цепей, но субъединицы, по-видимому, образуют димерные структуры, а не типичные гексамеры боба (Singh ). и др. ., 1988, 1993; Сингх и Шеперд, 1985).

Высокое содержание запасных белков глобулина в зерне овса может способствовать высокой питательной ценности по сравнению с другими зерновыми культурами, такими как ячмень и пшеница, что является важным фактором с учетом широкого использования овса в качестве корма для скота (Lockhard and Hurt, 1986; Cuddeford, 1995).

Запасные белки проламина: общие свойства

За исключением овса и риса, основными запасными белками эндосперма всех злаков являются проламины.Это название первоначально было основано на наблюдении, что они обычно богаты пролином и амидным азотом, полученным из глютамина, но теперь известно, что комбинированные пропорции этих аминокислот фактически варьируются от 30 до 70% от общего количества для разных зерновых и белковые группы. Аналогичным образом, хотя изначально проламины определялись как растворимые в смесях спирт / вода (например, 60–70% (об. / Об.) Этанола, 50–55% (об.) Пропан-1-ола или пропан-2-ола), некоторые встречаются в нерастворимых в спирте полимерах. Тем не менее, все индивидуальные полипептиды проламина растворимы в спирте в восстановленном состоянии.Молекулярные массы проламинов сильно различаются — от 10 000 до почти 100 000.

Таким образом, очевидно, что запасные белки проламина гораздо более разнообразны по структуре, чем глобулины 7S и 11 / 12S, и возможно, что основные группы проламинов у Triticeae (пшеница, ячмень, рожь) и Panicoideae (кукуруза, сорго, просо) имеют отдельное эволюционное происхождение. Тем не менее, большинство проламинов имеют две общие структурные особенности. Во-первых, это наличие отдельных регионов или доменов, которые принимают разные структуры друг для друга и могут иметь разное происхождение.Второй — это наличие аминокислотных последовательностей, состоящих из повторяющихся блоков на основе одного или нескольких коротких пептидных мотивов или обогащенных конкретными аминокислотными остатками, такими как метионин. Эти особенности ответственны за высокую долю глутамина, пролина и других специфических аминокислот (например, гистидина, глицина, метионина, фенилаланина) в некоторых группах проламина.

Суперсемейство проламинов

Обсуждение структуры и свойств проламина может сбить с толку неспециалиста из-за сложности фракций и их специальной номенклатуры.Однако наличие полных аминокислотных последовательностей представителей всех основных групп проламинов позволило переопределить их классификацию в отношении структурных и эволюционных взаимоотношений (Shewry and Tatham, 1990).

Эта новая система классификации относит все проламины Triticeae (пшеница, ячмень и рожь) к трем широким группам: богатые серой (S-богатые), бедные серой (S-бедные) и высокомолекулярные (HMW). ) проламины с несколькими подгруппами в группе S-богатых (таблица 1).Эти группы не соответствуют непосредственно полимерным и мономерным фракциям в пшенице (глютенины и глиадины соответственно), признанным химиками зерновых, поскольку встречаются как мономерные, так и полимерные формы S-богатых и S-бедных проламинов.

Структуры типичных S-богатых, S-бедных и HMW проламинов пшеницы обобщены на рис. 1. Все они содержат обширные повторяющиеся последовательности, основанные на богатых пролином и богатых глутамином мотивах с повторяющимися мотивами S-богатых и богатых глютамином мотивов. Группы S-бедных явно связаны между собой.Сходным образом сходство последовательностей явно присутствует между неповторяющимися доменами S-богатых и HMW проламинов, особенно в положениях консервативных остатков цистеина и соседних с ними аминокислотных остатков. На основании таких сравнений можно сделать вывод, что проламины S-богатые, S-бедные и HMW имеют общее эволюционное происхождение. Более широкие сравнения показывают дальнейшие эволюционные и структурные отношения с несколькими группами белков зеина (см. Ниже), проламинами овса и риса, запасными белками 2S альбумина двудольных семян, ингибиторами α-амилазы и трипсина семян злаков и диапазоном низких значений M _r богатые цистеином растительные белки, включая белки-переносчики липидов и пуроиндолины зерновых культур.Эти белки, таким образом, вместе определены как суперсемейство злаковых проламинов растительных белков (Kreis et al ., 1985).

В пшенице проламины образуют основные компоненты белковой фракции глютена, которая образует вязкоупругую сеть в тесте и в значительной степени отвечает за способность обрабатывать пшеницу для получения хлеба, макаронных изделий и многих других пищевых продуктов.

Рис.1.

Схематические структуры типичных HMW, S-богатых и S-бедных проламинов (на основе последовательностей в Anderson et al ., 1989; Bartels и др. , 1986; Ся и Андерсон, 2001). Повторяющиеся последовательности заштрихованы, а дисульфидные связи между консервативными остатками цистеина (1-8) в γ-глиадине показаны линиями. SH обозначает положения остатков цистеина в проламинах HMW.

Рис. 1.

Схематические структуры типичных HMW, S-богатых и S-бедных проламинов (на основе последовательностей в Anderson et al ., 1989; Bartels et al ., 1986; Hsia and Anderson, 2001 ). Повторяющиеся последовательности заштрихованы, а дисульфидные связи между консервативными остатками цистеина (1-8) в γ-глиадине показаны линиями.SH обозначает положения остатков цистеина в проламинах HMW.

Сводка типов и характеристик проламинов зерна пшеницы (белков глютена)

Сводка типов и характеристик проламинов зерна пшеницы (белков глютена)

Проламины кукурузы

Проламины кукурузы (называемые зеинами) и других злаков, вызывающих паникоид (например,грамм. сорго и многие просо) состоят из одной основной группы белков (α-зеины) и нескольких второстепенных групп (β, γ, δ-зеины) (Coleman and Larkins, 1999; Leite et al., ., 1999) (рис. 2). Сравнение аминокислотных последовательностей показывает, что все β, γ и δ-зеины являются членами суперсемейства проламинов, но только γ-зеины содержат повторяющиеся аминокислотные последовательности (два или восемь тандемных повторов Pro-Pro-Pro-Val-His -Лея). Как β-зеины, так и δ-зеины богаты метионином, причем эти остатки сгруппированы в области, близкой к концу C в первом.

Напротив, α-зеины, по-видимому, не связаны ни с какими другими проламинами, кроме проламинов α-типа других злаков, вызывающих паникоид. Они состоят из двух основных подклассов, называемых зеинами 19K и 22K, на основе их M _r , определенного с помощью SDS-PAGE, хотя их истинные молекулярные массы составляют 23–24 000 и 26 500–27 000 соответственно. Оба подкласса содержат вырожденные повторы примерно из 20 аминокислотных остатков, девять таких блоков присутствуют в зеинах Z19 и десять — в зеинах Z22 (рис.2).

α-зеины содержат только один или два остатка цистеина на молекулу и присутствуют в зерне в виде мономеров или олигомеров, в то время как все β-, γ- и δ-зеины более богаты цистеином и образуют полимеры.

Рис. 2.

(a) Одномерный SDS-PAGE общих зеинов кукурузы. (b) Схематическая структура α-зеинов кукурузы M _r 19 000 (Z19) и M _r 22 000 (Z22). (Взято из Shewry and Tatham, 1990, с разрешения.)

Рис. 2.

(a) Одномерный SDS-PAGE общих зеинов кукурузы. (b) Схематическая структура α-зеинов кукурузы M _r 19 000 (Z19) и M _r 22 000 (Z22). (Взято из Shewry and Tatham, 1990, с разрешения.)

Синтез и депонирование запасных белков семян зерновых

Запасные белки семян злаков вырабатываются секреторным путем и откладываются в дискретных белковых телах. Однако происхождение белковых тел и механизмы, которые определяют путь транспортировки и отложения запасных белков, все еще не полностью изучены.Считается, что запасающие глобулины 7S и 11S, которые присутствуют в эмбрионе и слое алейронов и в крахмалистом эндосперме, соответственно, некоторых злаков, действуют по тому же пути, что и гомологичные белки в семенах двудольных. Таким образом, они синтезируются на мембранах грубого эндоплазматического ретикулума (ER), ко-трансляционно транспортируются в просвет и затем проходят через аппарат Гольджи в определенную популяцию вакуолей для хранения белка, которые отличаются от литических вакуолей, которые также присутствуют в развивающихся семенах. .Точные детали этого процесса были рассмотрены в другом месте (Kermode and Bewley, 1999). Точные механизмы сортировки не совсем понятны, но физическая агрегация внутри Гольджи, по-видимому, важна, приводя к образованию электронно-плотных агрегатов, которые образуют содержимое плотных везикул. Запасные белки глобулина не содержат расщепляемых про-доменов, которые обеспечивают нацеливание на вакуол, но нерасщепляемые сегменты в последовательности зрелого белка могут быть важны (Kermode and Bewley, 1999).

Механизмы транспорта и отложения проламина менее изучены, чем механизмы глобулинов, но могут иметь место два пути. В кукурузе, других злаках-паникоидах (сорго, просо) и рисе проламины, по-видимому, накапливаются непосредственно в просвете ER, что приводит к образованию дискретных белковых тел, окруженных мембраной происхождения ER (Coleman and Larkins, 1999; Muench ). et al ., 1999). У риса это приводит к наличию двух популяций белковых тел: PB-I, который имеет ER-происхождение и содержит проламины, и PB-II, который имеет вакуолярное происхождение и содержит глобулины / глютелины (рис.3а) (Ямагата и Танака, 1986; Кришнан и др. ., 1986). Окита и его сотрудники также представили доказательства того, что проламины и глобулины / глутелины синтезируются в отдельных субдоменах ER, причем мРНК проламинов нацелены на грубый ER, связанный с развитием проламинсодержащих белковых тел, и мРНК глобулина / глутелина в более типичные цистернальные мембраны ER (Li et al ., 1993 a ; Choi et al ., 2000). Более поздняя работа показывает, что локализация мРНК проламина является результатом связывания со специфическим сайтом на цитоскелете тубулина и актина (Muench et al ., 1998).

Овес напоминает рис тем, что в крахмалистых клетках эндосперма высока доля запасных белков глобулинового типа, но в этом случае глобулины и проламины расположены в одних и тех же белковых телах, а проламины представлены в виде более светлых включений (рис. 3b) (Lending et al ., 1989). Авторы предположили, что это является результатом слияния двух популяций белковых тел, происхождения ER (содержащих проламины) и вакуолярного происхождения (содержащих глобулины).

Принимая во внимание, что проламины кукурузы, риса и, вероятно, также овса, по-видимому, накапливаются непосредственно в ЭР без каких-либо доказательств транспорта в вакуоль, в настоящее время есть неопровержимые доказательства того, что оба пути транспорта белка и образования белковых тел действуют в пшенице. ячмень и, вероятно, также рожь. Доказательства этого были рассмотрены в другом месте (Galili, 1997), но включают в себя мечение проламинов в составе комплексов Гольджи иммунным золотом (см. Также Shewry, 1999), наблюдение небольших белковых тел внутри или связанных с ER, ассоциацию ферментов-маркеров ER с белком. тела, полученные субклеточным фракционированием и экспрессией белков дикого типа и мутантных белков в гетерологичных системах.Вывод состоит в том, что некоторые проламины, в основном глиадины, транспортируются через Гольджи в вакуоль хранения белка, тогда как другие, в основном глютенины, задерживаются в ER. Галили с соавторами также предположили, что белковые тела, полученные из ER, впоследствии абсорбируются вакуолями хранения белка в процессе, аналогичном аутофагии. Белковые тела в развивающихся зернах пшеницы также содержат темные включения запасного белка глобулина тритицина (рис. 3c) (Bechtel et al ., 1991), который предположительно транспортируется через Гольджи к вакуолярным белковым тельцам.

Точный механизм слияния белковых тел у пшеницы еще предстоит выяснить. Однако конечным результатом является присутствие в зрелых сухих клетках эндосперма непрерывной матрицы белков, которая окружает гранулы крахмала и поглощает остатки других клеточных структур. Эта матрица является основой для образования глютеновой сети при смешивании пшеничной муки с водой для образования теста.

Механизмы, которые определяют, удерживаются ли проламины внутри ER или транспортируются через Гольджи в вакуоль, неизвестны, и невозможно распознать ни классические сигналы удержания ER (т.е.е. C -концевые тетрапептиды (KDEL или HDEL) или вакуолярные нацеленные последовательности в этих белках. Экспрессия дикого типа и мутантных форм γ-зеина и γ-глиадина в гетерологичных системах продемонстрировала, что богатые пролином повторяющиеся последовательности необходимы для удержания ER (Torrent et al ., 1994; Geli et al ., 1994; Altschuler et al ., 1993; Altschuler and Galili, 1994), и возможно, что эти области образуют белок-белковые взаимодействия, приводящие к образованию нерастворимых отложений, которые накапливаются непосредственно в ER, а не переносятся в Golgi и вакуоль (Coleman, Larkins, 1999; Shewry, 1999).

Окита и его сотрудники предположили существование особого механизма, ведущего к удержанию проламинов в ЭП риса. Это включает взаимодействие с молекулярным шапероном BiP (связывающим белком), который может связывать возникающий полипептид и удерживать его в ER до сборки в белковое тело (Li et al ., 1993 b ; Muench et al . , 1999). Об этом механизме для других зерновых пока не сообщалось.

Рис.3.

Белковые тельца в развивающихся крахмалистых клетках эндосперма злаков. (а) Рис через 7 дней после цветения, демонстрирующий две популяции белковых телец. PB-I — это сферические везикулы, ограниченные единой мембраной, происходящей из ER, и содержат проламины. PB-II являются аморфными, образуются из вакуолярного отложения и содержат глобулины / глютелины. (Взято из Yamagata and Tanaka, 1986, с разрешения.) (B) Овес через 8 дней после цветения, демонстрирующий окрашенные светом отложения проламина (помеченного коллоидным золотом 10 нм) в виде включений в белковых телах, содержащих глобулины (коллоидное золото 5 нм) .(Взято из Lending et al. ., 1989, с разрешения.) (C) Пшеница через 11 дней после цветения показывает включения тритицина (темное окрашивание, обозначено I) в матрице проламина (M). (Взято из Bechtel et al ., 1991, с разрешения.) Полоски составляют 1,0 мкМ на (а) и 0,5 мкМ на (б) и (в).

Рис. 3.

Белковые тельца в развивающихся крахмалистых клетках эндосперма злаков. (а) Рис через 7 дней после цветения, демонстрирующий две популяции белковых телец. PB-I — это сферические везикулы, ограниченные единой мембраной, происходящей из ER, и содержат проламины.PB-II являются аморфными, образуются из вакуолярного отложения и содержат глобулины / глютелины. (Взято из Yamagata and Tanaka, 1986, с разрешения.) (B) Овес через 8 дней после цветения, демонстрирующий окрашенные светом отложения проламина (помеченного коллоидным золотом 10 нм) в виде включений в белковых телах, содержащих глобулины (коллоидное золото 5 нм) . (Взято из Lending et al. ., 1989, с разрешения.) (C) Пшеница через 11 дней после цветения показывает включения тритицина (темное окрашивание, обозначено I) в матрице проламина (M).(Взято из Bechtel et al ., 1991, с разрешения.) Полоски составляют 1,0 мкМ на (а) и 0,5 мкМ на (б) и (в).

Организация белков в белковых телах

Четкое разделение компонентов проламина и глобулина в двухфазных белковых телах овса (рис. 3b) и пшеницы (рис. 3c) может быть результатом начального отложения этих компонентов в отдельных популяциях белковых тел (как в рисе), которые впоследствии предохранитель. Однако это также может быть результатом фазового разделения белков проламина и глобулина из-за их различных структур и свойств.

Доказательства пространственного разделения разных типов проламинов внутри белковых тел менее очевидны, поскольку разные группы проламинов имеют тенденцию проявлять сходные свойства окрашивания при подготовке к электронной микроскопии. Однако Лендинг и Ларкинс представили элегантные исследования, показывающие различия в распределении зеинов в белковых телах, связанные с их положением в развивающемся эндосперме (Lending and Larkins, 1989). Таким образом, белковые тела самых молодых клеток в субалейроновой области содержат в основном β- и γ-зеины, которые распределены по всему белковому телу.Проходя в эндосперм, белковые тела увеличивались в размерах с появлением центрально расположенных «локул», содержащих α-зеины. Наконец, эти локулы сливаются, образуя непрерывную центральную область α-зеинов, причем β- и γ-зеины располагаются периферически в зрелых белковых телах центральных клеток эндосперма (Рис. 4).

Анализу развития белковых тел кукурузы способствовало наличие высокоспецифичных антител к α, β и γ-зеинам, и аналогичные исследования для других злаков пока не проводились.Однако недавние исследования, проведенные с различными фракциями глиадина, показывают, что может происходить разделение, приводящее к образованию микрофаз. Очищенные фракции α-глиадина и ω-глиадина растворяли в 70% (об. / Об.) Этаноле, смешивали в соотношениях 1: 3, 1: 1 и 3: 1, наносили на поверхность слюды и давали растворителю испариться. Анализ свойств поверхности высушенных пленок с помощью атомно-силовой микроскопии показал две фазы в пропорциях, приблизительно соответствующих соотношению компонентов (McMaster et al ., 1999) (рис.5). Это говорит о том, что глиадины и глютенины могут разделяться на отдельные микрофазы в белковых телах, что невозможно наблюдать с помощью обычной электронной микроскопии.

Экспрессия в гетерологичных системах также показала, что смесь классов зеина может потребоваться для образования нормальных белковых тел. Таким образом, коэкспрессия γ-зеина необходима для накопления α-зеина в трансгенном табаке (Coleman et al ., 1996), в то время как β- и δ-зеины образуют аномальные белковые тела, когда экспрессируются отдельно в табаке, но, по-видимому, нормальные белковые тела при совместной экспрессии (Bagga et al ., 1995, 1997). Из этих исследований ясно, что еще многое предстоит узнать о механизмах образования белковых тел в зерновых, а также о роли и организации различных белковых групп.

Рис. 4.

Паттерн развития образования белковых телец в эндосперме кукурузы. Наиболее незрелое белковое тело находится слева, а развитие идет слева направо. Обозначения греческими буквами на нижнем рисунке указывают расположение соответствующих классов зеина, определяемое иммунолокализацией.(Взято из Coleman et al., ., 1999, с разрешения.)

Рис. 4.

Модель развития белковых тел в эндосперме кукурузы. Наиболее незрелое белковое тело находится слева, а развитие идет слева направо. Обозначения греческими буквами на нижнем рисунке указывают расположение соответствующих классов зеина, определяемое иммунолокализацией. (Взято из Coleman et al ., 1999, с разрешения.)

Рис.5.

Топографическое изображение, полученное с помощью сканирующей зондовой микроскопии, смеси 1: 1 очищенных α- и ω-глиадинов, нанесенных из раствора на поверхность слюды. Обратите внимание на наличие двух четких фаз. (Взято из McMaster et al., ., 1999, с разрешения.)

Рис. 5.

Топографическое изображение, полученное с помощью сканирующей зондовой микроскопии смеси 1: 1 очищенных α- и ω-глиадинов, нанесенных из раствора на поверхность слюды. Обратите внимание на наличие двух четких фаз. (Взято из McMaster et al ., 1999, с разрешения.)

Пространственное распределение проламинов в крахмалистом эндосперме

Поскольку алейроновые клетки продолжают делиться периклинально в развивающемся эндосперме злаков, самые молодые клетки присутствуют в субалейроновом слое, а самые старые клетки — в центральной части эндосперма. Как у мелкозернистых злаков, так и у видов паникоидов субалейроновые клетки содержат мало гранул крахмала, которые, как правило, меньше, чем в центральных клетках эндосперма.Следовательно, эти клетки содержат большое количество белков, хотя общее содержание белка на клетку мало варьирует по всему эндосперму цельной пшеницы (Evers, 1970). У кукурузы белковые тела в субалейроне и внешних частях эндосперма обогащены γ- и β-зеинами и мало α-зеинов, причем последние более равномерно распределены по эндосперму (Geetha et al ., 1991). Такое распределение согласуется с онтогенезом белковых телец кукурузы, рассмотренным выше.

Различия в распределении белка по эндосперму также встречаются у ячменя (и, вероятно, также у пшеницы), хотя основа для этого неясна.Субалейроновые клетки обоих видов богаты белками, но иммуноцитохимические исследования и исследования ячменя показывают, что они содержат в основном S-богатые и бедные S-образные проламины (в основном гордеины B и C), с только проламином HMW (D гордеин). присутствуют в значительных количествах ниже уровня субалейрона (Shewry et al ., 1996; Tecsi et al ., 2000). Это может иметь значение для использования пшеницы и ячменя, поскольку D-гордеины являются основными компонентами фракции гелевого белка, которые могут ограничивать модификацию ячменя во время соложения (Smith and Lister, 1983), в то время как гомологичные HMW-субъединицы глютенина пшеницы являются основными. компоненты эластомерных полимеров, которые используются в хлебопечении и других продуктах питания (Shewry et al ., 1995).

Регуляция экспрессии гена проламина

Гены проламина подвергаются тканеспецифической регуляции и регуляции развития, экспрессируются исключительно в крахмалистом эндосперме в середине и конце развития, а также регуляции питания, чутко реагируя на доступность азота и серы в зерне (Duffus and Cochrane, 1992). ; Giese, Hopp, 1984). Этот контроль экспрессии генов осуществляется в первую очередь на уровне транскрипции (Bartels and Thompson, 1986; Sørensen et al ., 1989).

Мало что известно о механизмах, с помощью которых экспрессия генов проламина реагирует на серу. Однако был идентифицирован мотив, участвующий в реакции генов проламинов пшеницы, ячменя и ржи с низким содержанием S и богатым S на азот. Этот мотив (мотив N или азотный элемент) (Hammond-Kosack et al ., 1993; Muller and Knudsen, 1993) присутствует в высококонсервативной последовательности, называемой проламинным боксом. Блок проламина (иногда называемый элементом эндосперма) был первой регуляторной последовательностью гена проламина, о которой сообщалось, и был идентифицирован путем сравнения промоторов нескольких генов глиадина и гордеина (Forde et al ., 1985). Это выявило присутствие консервативной последовательности, которая имеет длину примерно 30 п.н., примерно на 300 п.н. выше сайта начала транскрипции (сначала она была названа элементом -300). Консенсусная последовательность для элемента: 5′-TGACATGTAA AGTGAATAAG ATGAGTCATG.

Мотив N находится на 3′-конце бокса и имеет консенсусную последовательность G (A / G) TGAGTCAT в S-богатых генах проламина. Он присутствует в обратной ориентации в проламинном боксе S-бедных генов проламина (Shewry et al ., 1999). Он имеет сходство с сайтом связывания фактора транскрипции GCN4, который является компонентом пути передачи сигналов азота у дрожжей и иногда называется GCN4-подобным мотивом (GLM). Коробка проламина содержит второй высококонсервативный мотив, последовательность TGTAAAGT, который был назван эндоспермом или мотивом E (Hammond-Kosack et al ., 1993).

Было показано, что промоторные области, содержащие проламиновый бокс, функционируют при введении конструкций репортерного гена промотор / хлорамфениколацетилтрансфераза (CAT) в трансгенный табак (Colot et al., 1987; Marris et al ., 1988). Регуляторная роль самого проламинового бокса была установлена ​​ранее (Müller and Knudsen, 1993; Hammond-Kosack et al ., 1993). Мюллер и Кнудсен использовали гомологичную временную систему экспрессии, включающую бомбардировку частицами культивируемых эндоспермов ячменя конструкциями промотор гордеина С / β-глюкуронидаза (GUS). Эти эксперименты подтвердили, что мотивы E и N являются отдельными элементами, и показали, что мотив N оказывает отрицательное влияние на экспрессию гена при низких уровнях азота и взаимодействует с мотивом E и другими вышестоящими элементами, давая высокую экспрессию, когда уровни азота являются адекватными.

Hammond ‐ Kosack и др. . использовали in vivo футпринтинг и анализы задержки геля, чтобы показать, что E-мотивы в проламиновом боксе и выше в промоторе гена низкомолекулярной (LMW) субъединицы пшеницы связывают предполагаемый фактор транскрипции, ESBF-1 (Hammond-Kosack ) et al ., 1993). Второй предполагаемый фактор транскрипции, ESBF-II, связывал мотив N до максимальной экспрессии гена. С тех пор было показано, что третий предполагаемый фактор транскрипции, SPA, распознает мотив N (Albani et al ., 1997).

Вместе результаты этих экспериментов подтверждают, что мотив N является важным компонентом механизма регуляции азота для S-богатых и S-бедных генов проламинов. Его функция требует взаимодействия с мотивом E, два мотива вместе составляют проламинный бокс. Однако проламин-бокс присутствует не во всех генах проламина. Промоторы гена зеина, например, содержат высококонсервативный элемент из 15 п.н., который, как предполагается, действует как тканеспецифический энхансер (Quayle and Feix, 1992).Он содержит последовательность TGTAAAG, которая напоминает мотив E, но мотив N отсутствует (Coleman, Larkins, 1999). Мотив N присутствует в промоторах γ-зеина, но он отделен от мотива E, и его функция, если таковая имеется, не исследована (Coleman and Larkins, 1999).

Бокс проламина в целом также не присутствует в промоторах гена проламина HMW (Shewry et al ., 1999). Вместо этого промоторы проламина HMW содержат главный регуляторный элемент (идентифицированный Thomas and Flavell, 1990), который расположен в последовательности из 38 п.н. с консенсусом: 5′-GTTTTGCAAA GCTCCAATTG CTCCTTGCTT ATCCAGCT.

Расположение этой последовательности высоко консервативно во всех промоторах проламина HMW, начиная с положения от -185 до -189 (Shewry et al ., 1999). Элемент содержит последовательность TGCAAAG, которая аналогична последовательности E-мотива TGTAAAG, которая также присутствует в генах зеина, но не содержит ничего похожего на N-мотив.

Последовательности, соответствующие частям мотивов N и E, присутствуют в промоторах проламина HMW выше основного энхансера (Lamacchia et al., ., 2001). Однако делеция этих последовательностей, по-видимому, не влияет на активность промотора, по крайней мере, при управлении экспрессией репортерного гена в трансгенном табаке (Halford et al. ., 1989; Thomas and Flavell, 1990).

Белки семян злаков и утилизация зерна

Общее содержание белка в семенах зерновых варьируется от 10 до 15% от сухого веса зерна, при этом около половины общего количества составляют запасные белки. Тем не менее, белки имеют большое влияние на конечные потребительские свойства зерна.Проламины, которые составляют основную фракцию запасного белка во всех основных зерновых культурах, за исключением овса и риса, имеют дефицит незаменимых аминокислот лизина, а также треонина и триптофана (особенно в кукурузе). Это приводит к дефициту этих аминокислот в питательных веществах, когда цельное зерно скармливается животным с однокамерным желудком, таким как свиньи и домашняя птица. Поэтому обычно комбинируют злаки с другими источниками этих аминокислот для корма для животных, например, с семенами бобовых (особенно сои), жмыхом из масличных семян, рыбной мукой или синтетическими аминокислотами.Комбинация семян зерновых и бобовых особенно предпочтительна, поскольку эти два типа семян по существу дополняют друг друга по своему составу незаменимых аминокислот: злаки, как правило, богаты серосодержащими аминокислотами и бедны лизином, а семена бобовых, наоборот.

Пищевая ценность злаков, как правило, не является важным фактором для рациона питания людей в развитых странах, хотя в некоторых развивающихся странах она все еще важна. Основное внимание уделяется влиянию белков зерна на функциональные свойства при переработке пищевых продуктов, поскольку большая часть всех злаков, за исключением риса, потребляется в обработанных пищевых продуктах.Качество обработки особенно важно для пшеницы, где белки глютена являются основным фактором, определяющим качество конечного использования.

Белки глютена и качество зерна пшеницы

Большая часть пшеницы, потребляемой людьми, перерабатывается из белой муки, которую получают путем измельчения для удаления зародыша (зародыша) и отрубей (околоплодник, семенник, нуцеллярный слой и алейроновый слой). Таким образом, он соответствует крахмалистым клеткам эндосперма и содержит большое количество крахмала и глютена.

Белки глютена образуют непрерывный матрикс в зрелых сухих клетках эндосперма, как обсуждалось выше. Когда мука смешивается с водой для образования теста, белковые матрицы в отдельных ячейках объединяются, образуя непрерывную сеть. Это придает вязкоупругие свойства, которые позволяют тесту расширяться путем ферментации и выпекать его в дрожжевой хлеб или перерабатывать в макароны, лапшу и ряд других продуктов.

Молекулярная основа вязкоупругих свойств пшеничного глютена в течение многих лет привлекала ученых-зерновиков как явление, представляющее фундаментальный интерес, а также в отношении улучшения свойств конечного использования пшеничной муки.Особое значение имеют полимеры глютенина, и хорошо известно, что крепкие (т.е. высоковязко-эластичные) тесто содержат высокие доли высокомолекулярных полимеров глютенина (Field et al. ., 1983 b ). Однако прорыв в понимании произошел около 20 лет назад, когда Пейн и его сотрудники продемонстрировали, что аллельные вариации в составе HMW-проламинов (HMW-субъединицы глютенина) сильно коррелировали с различиями в хлебопекарном качестве европейской пшеничной пшеницы (Payne , 1987).Эта ассоциация была подтверждена во многих лабораториях по всему миру и привела к детальным исследованиям структуры и свойств субъединиц HMW.

Сорта гексаплоидной мягкой пшеницы имеют шесть генов субъединиц HMW, по два в локусах Glu-1 на длинных плечах хромосом группы 1 (1A, 1B, 1D). Каждый из этих локусов кодирует одну субъединицу x-типа и одну субъединицу y-типа. Однако различия в экспрессии генов приводят к присутствию только трех, четырех или пяти белков субъединиц HMW, причем субъединицы 1Dx, 1Dy и 1Bx присутствуют во всех сортах, а субъединицы 1Ax и / или 1By — только в некоторых сортах.Хорошее качество хлебопечения особенно связано с присутствием субъединицы 1Ax (по сравнению с молчащим или нулевым аллелем) и пары субъединиц 1D, кодируемой хромосомой 1Dx5 + 1Dy10 (по сравнению с парами аллельных субъединиц 1Dx2 + 1Dy12, 1Dx3 + 1Dy12 и 1Dx4 +. 1Ды12).

Результаты ряда исследований согласуются с гипотезой о том, что субъединицы HMW образуют эластомерную полимерную сеть, которая обеспечивает «основу» для взаимодействий с другими субъединицами глютенина и с глиадинами. Нет сомнений в том, что эта сеть стабилизируется межцепочечными дисульфидными связями (Shewry and Tatham, 1997), но Белтон предположил, что межцепочечные водородные связи, образующиеся, в частности, между остатками глутамина, присутствующими в повторяющихся доменах (рис.1), также важны для придания эластичности (Belton, 1999).

Биологическое значение биофизических свойств глютена неизвестно, поскольку белки функционируют в основном как запасные белки зерна и не имеют известной биологической потребности в проявлении вязкоупругости. Однако вполне вероятно, что молекулярные взаимодействия, которые определяют эти свойства, изначально устанавливаются в развивающемся зерне, потому что белковые тела, выделенные на средней стадии развития, содержат полимеры глютенина с дисульфидной связью (Field et al ., 1983 a ), которая может демонстрировать вязкоупругость (неопубликованные наблюдения авторов). Точные роли фермента, протеиндисульфидизомеразы, в катализе образования дисульфидных связей между белками глютена в ER и BiP в установлении других белковых взаимодействий остаются неопределенными (Grimwade et al ., 1996; DuPont et al . , 1998; Галили, 1997; Shewry, 1999).

Управление составом субъединиц ВМ и качеством зерна пшеницы

Ряд факторов повлиял на выбор субъединиц HMW в качестве ранней мишени для генной инженерии с целью улучшения качества зерна.Они демонстрируют четкую связь с качеством зерна, как с количественными эффектами, связанными с экспрессией гена (например, субъединицы 1Ax) (Halford et al. , 1992), так и с качественными эффектами, связанными с аллельными различиями в структуре и свойствах субъединиц (например, субъединицы 1Dx5 + 1Dy10). . Кроме того, доступен ряд генов, кодирующих субъединицы, связанные с хорошим и плохим качеством выпечки хлеба, а трансгенные продукты легко идентифицируются с помощью простого SDS-PAGE общего белка семян.

На данный момент четыре лаборатории сообщили об экспрессии трансгенов субъединицы HMW в мягкой пшенице, в каждом случае с использованием либо собственного промотора гена, либо промотора другого гена субъединицы HMW (Blechl and Anderson, 1996; Altpeter et al ., 1996; Barro и др. , 1997; Альварес и др. , 2000). Все сообщили об экспрессии трансгенов на уровнях, равных или превышающих уровни эндогенных генов субъединиц HMW. Экспрессия трансгена также оказалась ограничена крахмалистыми клетками эндосперма, и это было подтверждено анализом линий трансгенной пшеницы, в которых промотор гена субъединицы HMW 1Dx5 использовался для управления репортерным геном Uid A, кодирующим β-глюкуронидазу (Gus) ( Lamacchia et al ., 2001).

Влияние трансгенов субъединиц HMW на прочность теста было определено на выбранных линиях, выращиваемых в теплице (Barro et al ., 1997; Rooke et al ., 1999) и полевых участках (Popineau et al ). ., 2001) с помощью миксографа, который измеряет энергозатраты при замесе теста. Это показало, что экспрессия трансгена субъединицы HMW 1Ax1 на фоне низкого качества действительно приводила к ожидаемому повышению прочности теста. Однако, когда ген 1Dx5 субъединицы HMW был высоко экспрессирован либо на том же фоне, либо на фоне хорошего качества хлебопечения, это приводило к неожиданным эффектам.Мука, ​​размолотая на этих линиях, не смогла образовать нормальное тесто при гидратации и перемешивании, что привело к снижению параметров миксографа, которые обычно связаны с прочностью теста. Реологический анализ глютена, выделенного из этих линий, показал, что связность глютеновой сети значительно увеличилась, примерно в 100 раз и в 10 раз на фоне плохого и хорошего качества, соответственно (Popineau et al ., 2001), что привело к свойства, аналогичные свойствам глютена, модифицированного трансглютаминазой (Larre et al ., 2000).

Увеличение степени перекрестного сшивания между белками глютена в трансгенных линиях могло быть результатом присутствия остатка цистеина по направлению к N -концевому концу повторяющегося домена субъединицы 1Dx5 (рис. 1), поскольку цистеин остатки не присутствуют в эквивалентных положениях в других субъединицах 1Dx. Однако есть также свидетельства того, что аллельные пары субъединиц HMW, такие как 1Dx5 + 1Dy10, существуют в виде димеров в полимерах глютенина (Shewry and Tatham, 1997).Экспрессия высоких уровней субъединицы 1Dx5 в отсутствие эквивалентных количеств субъединицы 1Dy10 может, следовательно, привести к радикальной реструктуризации полимеров глютенина.

Из предварительных результатов, обсужденных выше, ясно, что можно манипулировать структурой и свойствами пшеничного глютена с помощью генной инженерии, хотя текущие знания о структуре и функциональности глютена все еще недостаточны для надежного прогнозирования результатов. Хлебная пшеница в настоящее время трансформируется рядом генов дикого типа и мутантных генов, кодирующих субъединицы HMW и другие белки глютена.Это должно позволить определить точную роль конкретных белков и структурных особенностей, а также создать линии с улучшенными свойствами, подходящие для включения в программы селекции растений.

Выводы

Запасные белки зерновых имеют огромное значение для определения качества и свойств конечного использования зерна. Понимание структуры этих белков, их биофизических и функциональных свойств, а также биологических механизмов, определяющих их синтез, транспортировку и отложение в зерне, важно для подкрепления будущих попыток улучшить качество конечного использования зерна с помощью генной инженерии.

IACR получает грантовую поддержку от Совета по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук Соединенного Королевства.

Список литературы

Албани Д., Хаммонд-Косак MCU, Смит С., Конлан С., Колот В., Холдсворт М., Беван М. В..

1997