CC BY
35
УДК 633.14
ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ГИБРИДОВ F, ОЗИМОИ РЖИ
Р.Р. ИСМАГИЛОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Л.Ф. ГАЙСИНА, аспирант
Башкирский ГАУ, ул. 50-летия Октября, 34, г. Уфа, 450001, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме. В статье представлены результаты исследования по определению хлебопекарных свойств зерна новых гибридов F1 озимой ржи и их сравнения с популяционным сортом Чулпан 7. Формоустойчивостьхлеба из зерна гибридов достаточно высокая (0,67-0,78), наибольшая величина этого показателя отмечена у F1 Palazzo (0,78). Лучший объем хлеба установлен у Visello -185 см3. Хлеб из зерна Picasso отличался равномерной пористостью и небольшими пустотами. Число падения зерна гибридов озимой ржи было высоким - 257-301 с. У гибрида Picasso (257с) оно оказалось больше, чем усорта Чулпан 7(207с). Содержание водорастворимых пентозанов в зерне Picasso (2,63%) не значительно отличалось от сорта Чулпан 7 (2,67%). Наибольшее их количество отмечено у гибрида Guttino (2,89 %), а наименьшее - у Brasetto (2,55%). Содержание водорастворимых пентозанов оказывало значительное влияние на формоустойчивость хлеба (r = 0,671), коэффициент регрессии составил 0,102. Вязкость водного экстракта зерна подвержена высокой межсортовой изменчивости. Величина этого показателя у гибрида Picasso (53,18 сО:) была больше, чем у популяционного сорта Чулпан 7 (49,81 сО:), а у Guttino (69,18 сС:) - самой высокой. Формоустойчивость хлеба возрастала по мере увеличения вязкости водного экстракта зерна (r= 0,598). Кинематическая вязкость статистически значимо характеризует содержание водорастворимых пентозанов в зерне гибридов озимой ржи (r=0,481).
Ключевые слова: рожь, гибриды F1, хлебопекарные качества, число падения зерна, водораствор1имые пентозаны, вязкость водного экстракта зерна.
Для цитирования: Исмагилов Р. Р., Гайсина Л.Ф. Хлебопекарные качества зерна гибридов F1 озимой ржи //Достижения науки и техники АПК 2015. Т.29. №1. С. 24-26.
Зерно ржи - основное сырье для производства ржаных и ржано-пшеничных сортов хлеба - традиционного продукта питания в России, для выпечки которого ежегодно используют около 1 млн т зерна. В последние годы, наряду с новыми сортами, в Госреестр селекционных достижений, разрешенных к использованию в РФ, включены гибриды F1 Первисток (2008 г.), Picasso (2009 г.) и Magnifico (2013 г.). Как показали их государственные сортоиспытания и полевые опыты, проведенные в некоторых научных учреждениях страны, благодаря гетерозису при применении соответствующей технологии они способны формировать очень высокую урожайность (6-8 т/ га). Ряд хозяйств Республики Башкортостан начали их возделывание на больших площадях (100-150 га). В то же время научная информация о хлебопекарных качествах зерна гибридов F1, выращенных в природных условиях Российской Федерации, отсутствует.
Цель наших исследований - определение хлебопекарных свойств зерна гибридов озимой ржи, по сравнению с популяционным сортом Чулпан 7, в условиях континентального климата южной лесостепи Республики Башкортостан.
Условия, материалы и методы. Полевые эксперименты проводили в 2011-2013 гг. на опытном поле Учебно-научного центра Башкирского ГАУ, расположенного в южной лесостепи Республики Башкортостан.
Почва экспериментального участка - выщелоченный чернозем с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Содержанием гумуса в пахотном слое (по Тюрину
в модификации ЦИНАО) составляет 9,35%, общего азота (по ГОСТ 26107-84) - 0,42%, подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову в модификации ЦИНАО) - 80 и 110 мг/кг почвы соответственно, сумма поглощенных оснований - 41 мг-экв/мг почвы, рНсол - 6,1.
Вегетационный период 2011 г. характеризовался как сравнительно благоприятный для развития растений озимой ржи. Среднесуточная температура воздуха (17,10С) находилась в пределах среднемноголетней, сумма осадков за май-июль составила 172 мм, что было на 24 мм больше климатической нормы. Условия 2012 г. отличались засушливой и жаркой погодой. За май-июль выпало 114 мм осадков (на 34 меньше нормы). Среднесуточная температура в указанные месяцы составила 19,50С (среднемноголетний показатель - 16,30С). В целом погода вегетационного периода 2013 г. была теплой и сухой, количество осадков в мае-июле равнялось 119 мм, что было на 29 мм меньше нормы, среднесуточная температура воздуха в эти месяцы превышала среднеклиматическую на 1,80С.
Схема опыта предусматривала изучение пяти гибридов озимой ржи - Picasso, Visello, Brasetto, Palazzo, Guttino и одного популяционного сорта - Чулпан 7 (стандарт), которые размещали по чистому пару. Способ посева - обычный рядовой (сеялка С3-3,6) в период с 23 по 30 августа (в зависимости от условий года). Норма высева - 2 млн шт./га.
Анализ почвы и зерна осуществляли в лаборатории «Качество зерна озимой ржи» Башкирского ГАУ.
Образцы размалывали на лабораторной мельнице ЛМЦ-1, отбор проб и выделение навески проводили по ГОСТ 13586.3-83.
Выпечку хлеба выполняли «колобковым» способом [1]. Качество хлеба оценивали по формоустойчивости (отношение высоты к диаметру хлеба), объему, внешнему виду, состоянию мякиша [2].
Число падения определяли методом Хагберга-Пертена (ГОСТ 27676-88) на приборе ПЧП-3, содержание пентозанов в зерне - орцинол-хлоридным методом, модифицированным Hashimoto S. [3]. Содержание водорастворимых пентозанов выражали в процентах на массу зерна влажностью 14%. Кинематическую вязкость водного экстракта зерна измеряли капиллярным вискозиметром ВПЖ-1 с внутренним диаметром капилляра 1,52 мм при соотношении шрота к воде 1:5 [4].
Характер и тесноту взаимосвязей показателей хлебопекарных качеств зерна оценивали методами корреляционного и регрессионого анализов по Б.А. Доспехову [5] с использованием компьютерной программы Excel.
Результаты и обсуждение. Пробная выпечка показала, что хлебопекарные качества зерна изученных гибридов ржи по ряду показателей различаются между собой и с популяционным сортом Чулпан 7 (табл. 1). Отмечена высокая формоустойчивость хлеба из зерна всех гибридов - 0,67-0,78. По сравнению с Чулпан 7, наибольшая величина этого показателя (Picasso) была выше на 0,06, а наименьшая (Brasetto) ниже на 0,03.
Объем хлеба - одна из важных характеристик, определяющих хлебопекарные свойства зерна. Его величина у гибридов колебалась от 154 (Picasso) до 185 (Visello) см3, у сорта Чулпан 7 она составляла 158 см3.
Между гибридами и сортом Чулпан 7 выявлены некоторые различия по органолептическим показателям
Таблица 1. Показатели качества хлеба пробной выпечки из зерна гибридов озимой ржи*
Гибрид, сорт Формоустойчивость Объем, см3 Поверхность корки Цвет корки Пористость Цвет мякиша Эластичность мякиша
Чулпан 7 0,70 158 гладкая, без крупных светло- равномерная, без Светлый средняя
(стандарт) трещин и подрывов коричневая пустот и признаков
закала
Picasso 0,76 154 гладкая, без крупных темно- достаточно равно- темный средняя
трещин коричневая мерная с небольши-
гладкая, без крупных ми пустотами
Visello 0,71 185 темно- равномерная, с пу- самый хорошая
трещин и подрывов коричневая стотами темный
Brasetto 0,67 162 гладкая, без крупных светло- равномерная, с пу- светлый хорошая
трещин и подрывов коричневая стотами
Palazzo 0,78 178 гладкая, без крупных светло- достаточно равно- светлый хорошая
подрывов коричневая мерная с пустотами
Guttino 0,74 167 гладкая, без крупных темно- достаточно равно- темный хорошая
трещин коричневая мерная с пустотами
* формоустойчивость и объем указаны в среднем за 2011-2013 гг.
хлебопекарных качеств. Так, у хлеба из зерна гибрида Picasso и сорта Чулпан 7 поверхность корки была гладкая, без крупных трещин и подрывов. Цвет корки хлеба у Picasso был темно-коричневый, а у Чулпан 7 и остальных гибридов - от светло- до темно-коричневой. Форма хлеба из зерна всех изучаемых форм - правильная, круглая, нерасплывчатая. Продукт во всех вариантах был хорошо пропеченным, не липким и не влажным на ощупь, без следов непромеса в виде комочков. Хлеб из зерна гибрида Picasso обладал достаточно равномерной пористостью с небольшими пустотами, сорта Чулпан 7 - равномерной пористостью, без пустот и признаков закала. У Visello и Brasetto пористость хлеба была равномерная с пустотами, Palazzo и Guttino - достаточно равномерная с пустотами. Эластичность мякиша хлеба из зерна Visello, Brasetto, Palazzo и Guttino характеризовалась как хорошая при полном отсутствии остаточной деформации, Picasso и Чулпан 7 - как средняя вследствие наличия незначителной остаточной деформации.
Важный косвенный показатель хлебопекарных свойств ржи - активность амилолитических ферментов. Ее повышение усиливает гидролиз крахмала и снижает качество зерна культуры [6, 7]. Активность фермента альфа-амилаза и, соответственно, состояние крахмала в зерне согласно ГОСТ 16990-88 характеризуется «числом падения». Согласно действующему стандарту, в зависимости от величины этого показателя продукцию ржи подразделяют на 4 класса и считают пригодной для хлебопечения, если она составляет не менее 80 с [8].
При низком числе падения хлеб получается сырой с липким мякишем, а при чрезмерно высоком - сильно снижается водопоглотительная и газообразующая способности муки, выпекается хлеб низкого подъема, плохой формы, с плотным мякишем [9]. Ранее мы установили, что его изменение в основном зависит от гидротермических условий формирования зерна [10].
У гибридов озимой ржи в условиях континентального климата южной лесостепи Республики Башкортостан числа падения было очень высоким - 257-301 с (табл. 2). Наименьшая величина этого показателя, отмеченная у гибрида Picasso (257 с), была выше, чем у сорта Чулпан 7 (206 с). Наибольшим числом падения (301 с) характеризовалось зерно гибрида Guttino. Наличия существенной связи между числом падения, объемом (r = 0,122) и фор-моустойчивостью хлеба (r = 0,134) не выявлено.
Кроме того, при оценке хлебопекарных свойств зерна ржи используется показатель содержания водорастворимых пентозанов. Пентозаны - это полисахариды, состоящие в основном из пентоз, - арабиноза и ксилоза. Водорастворимые пентозаны образуют очень вязкие
растворы и благодаря такому свойству формируют каркас ржаного хлеба. Известно, что чем больше в зерне указанных соединений, тем лучше его хлебопекарные качества, в частности, формоустойчивость, а их содержание в большей степени определяется генотипом [11, 12].
Концентрация пентозанов в зерне озимой ржи - изменчивый показатель, величина которого зависит от сорта [13] и места выращивания культуры [14].
В среднем за 3 года гибрид Picasso и популяционный сорт Чулпан 7 не значительно различались по содержанию водорастворимых пентозанов в зерне (2,63 и 2,67% соответственно). Наибольшая величина этого показателя отмечена у Guttino (2,89%), наименьшая - у гибрида Brasetto (2,55%). В ходе корреляционного анализа установлено существенное влияние содержания водорастворимых пентозанов в зерне на формоустойчивость хлеба (r = 0,671). Эта зависимость прямолинейна (см. рисунок) и описывается следующим уравнением регрессии:
У = 0,102х +0,478,
где У - формоустойчивость хлеба; х - концентрация водорастворимых пентозанов в зерне, %.
При увеличении содержания водорастворимых пентозанов на 1% формоустойчивость хлеба повышается на 0,102 ед. Кроме того, отмечено отрицательное влияние концентрации указанных соединений в зерне гибридов на объем хлеба (r = - 0,344).
Количественное определение пентозанов химическим методом сравнительно трудоемкий и сложный процесс. Поэтому в качестве достаточно надежной характеристики используется показатель вязкости водного экстракта зерна, который служит индикатором формоудерживающей способности ржаного теста и объемного выхода хлеба [4, 15, 16]. В то же время зерно с высокой динамической вязкостью водного экстракта (12,9-20,8 сП) обладает более низким объемом хлеба [17]. Наибольшая величина этого показателя у гибрида Guttino была выше, чем у популяционного сорта Чулпан 7
Таблица 2. Качество зерна гибридов озимой ржи (в среднем за 2011-2013 гг.)
Гибрид, сорт Число падения, с Содержание водорастворимых пентозанов, % Кинематическая вязкость водного экстракта, сЫ
Чулпан 7
(стандарт) 206 2,67 49,81
Picasso 257 2,63 53,18
Visello 279 2,76 60,39
Brasetto 262 2,55 47,34
Palazzo 287 2,77 56,65
Guttino 301 2,89 69,18
0,9
0,85
£ 0,65 - *
о
| 0,6 -о
9 0,55 -
0,5 -I-,-,-,-,-,-,-,-,
1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 Водорастворимые пентозаны, %
Рисунок. Зависимость формоустойчивости хлеба от содержания в зерне гибридов озимой ржи водорастворимых пентозанов (в среднем за 3 года 2011-2013 гг.).
(49,81 сСЦ, на 19,37 сСЪ а наименьшая - у ВгаБейо - ниже на 2,47 сФ. На основании результатов корреляционного анализа трехлетних экспериментальных данных вязкость водного экстракта гибридов озимой ржи статистически значимо характеризует содержание водорастворимых пентозанов (г = 0,481). Кроме того, по мере увеличения
вязкости водного экстракта зерна существенно повышалась формоустойчивость хлеба (r=0,598).
Выводы. Хлебопекарные качества зерна гибрида F1 озимой ржи Picasso, включенного в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации, значительно не отличаются от популяционного сорта Чулпан 7. Число падения зерна гибридов Visello, Brasetto, Palazzo и Guttino было выше, чем у Чулпан 7, на 51-95 с. Содержание водорастворимых пентозанов в зерне Picasso (2,63%) находилось на уровне сорта Чулпан 7 (2,67%), а гибриды Guttino и Palazzo отличались более высокой величиной этого показателя - 2,77 и 2,89% соответственно. С увеличением количества водорастворимых пентозанов формоустойчивость хлеба повышалась (r = 0,671), а объем - уменьшался (r = - 0,344). Для характеристики количества водорастворимых пентозанов в зерне можно использовать более доступный для определения показатель - кинематическую вязкость водного экстракта, которая находится в достоверной положительной взаимосвязи средней степени (r = 0,598) с формоустойчивостью хлеба.
Литература.
1. Беркутова Н.С. Методы оценки и формирование качества зерна. М.: Росагропромиздат, 1991. 206 с.
2. Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. Санкт-Петербург: ГИОРД, 2004.264 с.
3. Hashimoto S., Shogren M.D., Pomeranz Y. Cereal pentosans: Their ensimatin and significance. I. Pentosans in wheat and milled wheat products // Cereal Chem. 1987. V. 64. 30 p.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агро-промиздат, 1985. 351с.
5. Оценка хлебопекарных качеств зерна озимой ржи по вязкости водного экстракта / А.А. Гончаренко, Р.Р. Исмагилов, И.С. Беркутова, Т.Н. Ванюшина, Д.С. Аюпов//Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2005 № 1. С. 6-9.
6. Голенков В.Ф. Проблемы качества и пищевой ценности зерна ржи//Проблемы исследования и повышения качества ржи в СССР: труды Всесоюзной науч.-технич. конф. (2-4 апреля 1970 г). М.: ЦнИИТЭИ Минзага СССР, 1971. Выпуск 72. С. 27-39.
7. Гончаренко А.А. Производство и селекция озимой ржи в России// Зерновое хозяйство России. 2010. №4. С. 26-33.
8. Исмагилов Р.Р., Ахиярова Л.М. Кормовые качества зерна различных сортов озимой ржи //Достижения науки и техники АПК. 2007. №11. С.16-17
9. Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. М.: Агропромиздат, 1985. 334 с.
10. Исмагилов Р.Р., Гайсина Л.Ф. Число падения зерна гибридов озимой ржи в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан// Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2013. №4. С.13-15
11. Ismagilov R.R., Wanueschina T.N. Die Veränderung der Backeigenschaften des Winterrogenkorns während des Reifevorgangs unter den Bedingungen der Republik Baschkortostan // Getreidetechnologie (cereal technology). 2007. Jahrgang Heft2 März/April. S. 94-97.
12. Исмагилов Р.Р. Изменчивость содержания водорастворимых пентозанов в зерне озимой ржи//Достижения науки и техники АПК. 2012. №6. С.35-36.
13. Jurgens H.U., Jansen G., Wegener C.B. Characterization of several rye cultivars with respect to arabinoxylans and extract viscosity // Journal of agricultural science. 2012. №5. Vol.4. P. 1-12.
14. Kucerova J. Effects of location and year on technological quality and pentosan content in rye // Czech journal of food sciences. 2009. №6. Vol.27. P. 418-424.
15. Исмагилов Р.Р., Аюпов Д.С. Вязкость водного экстракта как показатель хлебопекарных качеств зерна ржи // Пути мобилизации биологических ресурсов, повышения продуктивности пашни, энергосбережения и производство конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции: материалы Всероссийской науч.-практич. конф. Казань: Изд-во «Фолиантъ», 2005. 492 с.
16. Селекционная оценка инбредных линий ржи по признакам качества зерна / А.А. Гончаренко, Н.С. Беркутова, Е.Н. Лазарева, С.А. Ермаков, А.В. Макаров, Т.В. Семенова, В.Н. Точилин, А.С. Тимощенко // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2009. №1. С.42-46.
17. Оценка хлебопекарных качеств зерна популяций озимой ржи с контрастной вязкостью водного экстракта/А.А. Гончаренко, А.С. Тимощенко, Н.С. Беркутова, С.А. Ермаков, А.В. Макаров, Т.В. Семенова, В.Н. Точилин, Е.Н. Лазарева, Н.В. Цыганкова, С.В. Крахмалев // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2011. №6. С. 31- 34.
THE BAKING QUALITIES OF GRAIN HYBRIDS OF WINTER RYE
R.R. Ismagilov, L.F. Gaysina
Bashkir State Agrarian University, 50-letiya Octyabrya Str., 34, Ufa, 450001, Russia
Summary. The researches were aimed to determine the baking qualities of grain of new F1 hybrids of winter rye compared with populationgrade Chulpan 7. It was established that the form stability of bread made of grain of winter rye hybrids is high enough (0,67-0,78). The hybrid Palazzo has greatest indx of form stability of bread (0,78) among hybrids, the hybrid Visello has highest volume of bread (185 cm3). Bread made of hybrid Picasso grain has a uniform porosity with small voids. The falling number of winter rye hybrids grain is very high (257-301 s) and hybrid Picasso has the highest value of this indicator (257 s) compared with the grade Chulpan 7 (207 s). The content of water soluble pentosans in hybrid Picasso grain (2,63%) is not significantly different from the value in population grade Chulpan 7 (2,67%). The hybrid Guttino grain has the highest concentration of water soluble pentosans (2,89%), and the hybrid Brasetto grain has the lowest (2,55%). The influence of the water-soluble pentosans content in grain hybrids of winter rye bread on the form stability was found (r = 0,671), increasing the content of water-soluble pentosans by 1 percent led to increase form stability of bread by 0,102 units. Viscosity of water extract of grain hybrids of winter rye is prone to intervarietal variability. Kinematic viscosity of water extract of hybrid Picasso grain (53,18 Cct) is slightly higher in comparison with the population variety Chulpan 7 (49,81 Cct). Hybrid Guttino grain possesses relatively high viscosity of water extract (69,18 Cct). Form stability of bread increased by increasing the viscosity of water extract of grain (r = 0,598). Kinematic viscosity of water extract of grain significantly characterizes the content of water-soluble pentosans in grain hybrids of winter rye (r = 0,481). Keywords: rye, F1 hybrids, baking quality, falling number, water-soluble pentosans, viscosity of water extract. Author Details: R.R. Ismagilov, Dr. Sc. (Agr.), Head of Department (e-mail: [email protected]), L.F. Gaysina, Post graduate Student For citation: Ismagilov R.R., Gaysina L.F. The baking qualities of grain hybrids of winter rye // Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. T.29. №1. pp. 24-26 (In Russ)
