CC BY
53
УДК 633.14. «324»:004:12
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ОЗИМОЙ РЖИ НА КАЧЕСТВО ПО РЕОЛОГИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ВОДНЫХ СУСПЕНЗИЙ ШРОТА
Т.Б. КУЛЕВАТОВА, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
B.М. БЕБЯКИН, доктор биологических наук, главный научный сотрудник
Л.В. АНДРЕЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
C.В. ОСИПОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
НИИСХ Юго-Востока
E-mail: [email protected]
Резюме. Продемонстрирована взаимосвязь между характеристиками физических свойств зерна и компонентами вискограммы, согласованность одноименных индексов в зависимости от сорта и условий эксперимента при изучении водных суспензий на основе ржаного шрота. Установлено, что такие показатели реологических свойств водных суспензий на основе ржаного шрота, оцениваемые на вискографе, как вязкость суспензии (после достижения заданной температуры, через 40 минут эксперимента, максимальная в опыте) и площадь, ограниченная кривой вискографа (за 10 и 40 минут эксперимента, а также по достижении максимальной вязкости), можно рекомендовать для использования в селекционном процессе. Они отличаются высокой разграничивающей способностью по коэффициенту межсортовой вариации при всех изученных в опытах температурах (20°, 30°, 42 °С). Ключевые слова: рожь, сорт, шрот, вязкость суспензии, показатели вискографа, корреляция.
Рожь - культура универсального назначения. Однако основное ее использование - продовольственное. Особенности химического состава зерна (аминокислотный состав белка, содержание витаминов) обусловливают полноценность такого продукта питания, как ржаной хлеб. В России доля его потребления традиционно составляла более 60 % от общего количества [1].
Результативность селекции любой сельскохозяйственной культуры, в том числе и озимой ржи, на качество зерна определяется, в основном, тем по каким критериям и на каком этапе происходит отбор в питомниках. Чем раньше начинается контроль качества зерна, тем эффективнее работа по созданию новых сортов. Качество хлеба - многофакторный признак и, к сожалению, многие авторы констатируют, что у сортов озимой ржи, созданных в последние годы, селекционного сдвига по технологическим и хлебопекарным свойствам практически не отмечается. При этом существующие системы классификации сортов базируются, в основном, на физико-механических свойствах зерна, иногда учитывается активность фермента а-амилазы [2].
Система «ржаной шрот -Достижения науки и техники АПК, №05-2010
вода», с точки зрения физической коллоидной химии -структурно-сложная, многокомпонентная, дилатантная жидкость, которой присуще явление реопексии. Вязкость водной суспензии на основе ржаного шрота - ключевой параметр для характеристики такой системы [3]. Ее количественная выраженность влияет как на выбор методики тестоведения, так и на определение хлебопекарных качеств. Поиск новых методик оценки селекционного материала, которые давали бы наиболее полное представление о гидрофильности некрахмальных полисахаридов зерна ржи очень актуален.
Цель наших исследований - изучение набухания компонентов размола зерна озимой ржи, межсортовой и сре-довой изменчивости его качественных параметров на основе вискографической оценки шротно-водных суспензий, а также согласованности показателей реологических свойств с физическими признаками зерна.
Условия, материалы и методы. В качестве экспериментального материала мы привлекли 11 сортов и популяций озимой ржи, выращенных в контрольном питомнике НИИСХ Юго-Востока (2005-2006 гг). Кинетические свойства суспензии «ржаной шрот - вода» изучали на ротационном вискозиметре фирмы «Brabender». Поскольку каждый из многочисленных ферментов ржи имеет свой оптимум действия (определенный рН, температура), параметры реологических свойств изучаемых суспензий определяли при различных температурных режимах (20°, 30°, 42 °С). Концентрацию водородных ионов при этом не меняли. Зерно размалывали на лабораторной мельнице «Fulling Number 3100». Оценивали следующие характеристики вискограммы: начальная вязкость суспензии (ВСн); вязкость суспензии после достижения заданной температуры (ВС0) и через 40 минут эксперимента (ВС40); максимальная вязкость в опыте (BCmax); время достижения максимальной вязкости (tmax). Рассчитывали среднюю скорость изменения вязкости на начальном этапе (V), за 10 и 40 минут (V10,V40), за время опыта ^опыга). Измеряли площади, ограниченные кривой вискографа на начальном этапе (S0), за 10 и 40 минут эксперимента (S10, S40), по достижении максимальной вязкости (Smax). При температуре 20 °С начальную вязкость суспензии (ВСн) условно отождествлялся с вязкостью суспензии при достижении необходимой температуры и обозначали ВС0. Вязкость выражали в
Рисунок. Кинетика вязкости водных суспензий шрота сортов озимой ржи (урожай 2006 г.): — - 20 °С;--30 °С; ■■■ - 42 °С.
условных единицах (еВ), время в минутах. О физических свойствах зерна судили по массе 1000 зерен и натурной массе, а о хлебопекарных - по объемному выходу формового и подового хлеба (\/ф и \/п), высоте и диаметру подового хлеба (И и с1) и по отношению И/<± Микровыпечку хлеба проводили по методике ВИР [4].
При оценке селекционного материала предпочтение отдается критериям с высокой разграничивающей способностью и слабой чувствительностью к изменениям условий внешней среды. Исходя из этого, мы оценили межсортовую изменчивость рассматриваемых критериев и их зависимость от условий года.
Для выяснения причин наблюдаемого поведения водных дисперсий ржаного шрота и оптимизации оценки селекционного материала мы расчетали коэффициенты корреляции между параметрами вискограммы и показателями физических свойств зерна.
Результаты и обсуждение. Форма кривых набухания при разных температурах типична для всех сортов озимой ржи (см. рисунок). На начальном этапе вязкость увеличивается быстрее всего, затем ее нарастание замедляется, об этом свидетельствуют величины показателей V.., \/л„, V
10’ 40’ опыта
Вискографические испытания ржаного шрота, полученного из зерна, сформированного в условиях 2005, 2006 гг. показали высокий уровень различий по коэффициенту межсортовой вариации (СУ) всех качественных характеристик (табл.1). При этом разграничивающая способность характеристик качества хлеба (Уф, Уп, И, с1, 11/с1) была не удовлетворительной.
Как и предполагалось, чем ниже температура эксперимента, тем медленнее достигается максимальная вязкость во времени. Об этом свидетельствуют как абсолютные, так и средние значения показателя 1тах (табл.2). Эта тенденция отмечалась у всех изучавшихся сортов в оба года исследования. При температуре выше 30 °С происходит частичный разрыв водородных связей в молекуле крахмала, ведущий к изменению его микроструктуры. Одновременно формируются оптимальные условия для действия многих ферментов, в том числе и катализирующих реакцию гидролиза высокомолекулярных пентозанов. В технологическом аспекте показатель 1тях может дать информацию о времени расстойки теста в процессе выпечки хлеба. В плане селекции наиболее ценными по его величине можно считать такие сорта, как Таловская 36, Радонь, Татарская 1, Безен-чукская 88, Саратовская 4, Саратовская 7.
Статистическая обработка данных показала, что практически все изучаемые параметры в 2005 г были хорошо сбалансированы с массой 1000 зерен и натурной массой зерна (табл. 3). Исключение составляла лишь средняя
Таблица 1. Разграничивающая способность показателей вискографа по коэффициенту межсортовой вариации (СМ%), в зависимости от условий года и температуры испытания*
Показа- 2005 г. 2006 г.
тель 20“ С І ЗСҐС I 42“С 20" С I 30”С I 42“ С
ВСе 27 42 34 35 33 23
ВСю 44 46 50 34 33 35
В Сад 39 39 34 29 24 29
VI о 63 100 90 45 65 85
У40 47 37 25 44 24 27
Уопьгта 57 43 67 44 25 37
Э0 - 45 46 - 35 31
Эю 40 42 40 33 27 32
40 40 38 31 27 31
"Коэффициент межсортовой вариации (%): в 2005 г. -\/ф - 6,0; Уп - 6,0; и - 6,0; с1 - 3,0, Г)/с1 - 0,6; в 2006 г. - 5,0; 5,0; 1,0; 3,0; 5,4 соответственно.
скорость нарастания вязкости за 40 минут испытания (\/4Ч) при 42 °С. Вероятно, этот показатель в какой-то мере характеризует протекающие ферментативные процессы. В 2006 г. наиболее тесная взаимосвязь установлена между массой 1000 зерен и ВС0, Чоп, 5тах при температуре 30 °С. Все остальные параметры реологических свойств кроме У40, \7.п были достаточно тесно связаны с натурной массой зерна.
Анализ данных эксперимента, полученных при различных температурных режимах, показал (табл. 4), что высокая и значимая корреляция проявляется практически меж-
Таблица 2. Время достижения максимальной вязкости (1тах) в зависимости от сорта, условий года и температуры
tmaxj мин
Сорт 2005 г. 2006 г.
20аС 30°С 42аС 20ГС 30°С 42С
Саратовская 6 78 43 30 79 43 30
Саратовская 7 50 40 33 62 45 47
Безенчукская 87 54 50 36 62 52 39
Антарес 84 44 17 65 55 39
Таловская 35 92 45 32 92 44 33
Таловская 36 102 52 48 117 48 48
НВП-3 52 43 31 74 51 35
Марусенька 91 42 39 96 58 45
Огонек 72 52 31 91 62 43
Радонь 87 44 31 90 53 40
Татарская 1 42 39 25 85 52 34
Среднее значение 73 45 32 83 51 40
ду всеми одноименными показателями при всех температурах. Незначимые коэффициенты корреляции по таким параметрам, как \/|0, Утах свидетельствуют о раз-
Таблица 3. Коэффициенты корреляции (г) между показателями вискографа и характеристиками физических свойств зерна
Показа за- тель 2005 г. 2006 г.
масса 1000 зерен натурная масса зерна масса 1000 зерен натурная масса зерна
20 °С 30 °С 42 х: 20 °С 30°С 42 °С 20 °С 30‘С I 42 “С 20 °С I 30 °С 42 °С
ВСо -0,66** -0,82** -0,88** -0,61* -0,84** -0,86** -0,38 -0,54* -0,50 -0,60* -0,51 -0,75**
ВСю -0,87** -0,83** -0,84** -0,80** -0,87** -0,84** -0,48 -0,34 -0,35 -0,73** -0,65* -0,65*
ВС40 -0,85** -0,79** -0,82** -0,76** -0,83** -0,84** -0,39 -0,34 -0,29 -0,64* -0,51 -0,61*
ВС max -0,92** -0,81** -0,82** -0,83** -0,84** -0,84** -0,35 -0,31 -0,29 -0,61* -0,63* -0,62*
V10 -0,88** -0,69** -0,87** -0,81** -0,71** -0,88** -0,46 -0,50 -0,41 -0,68** -0,74** -0,76**
V40 -0,85** -0,68** -0,31 -0,76** -0,73** -0,47 -0,12 -0,31 -0,08 -0,24 -0,34 -0,28
Von -0,79** -0,76** -0,77** -0,81** -0,80** -0,84** -0,14 -0,77** -0,15 -0,29 -0,51 -0,54*
S10 -0,88** -0,80** -0,86** -0,80** -0,88** -0,85** -0,50 -0,42 -0,42 -0,74** -0,71** -0,72**
S40 -0,90** -0,84** -0,84** -0,83** -0,89** -0,85** -0,46 -0,36 -0,33 -0,72** -0,67** -0,64*
Smax -0,60** -0,82** -0,84** -0,30 -0,88** -0,85** -0,49 -0,84** -0,36 -0,70** -0,28 -0,64*
*,** - значимо соответственно на 5 и 1 %-ном уровнях.
28 --------------------------------------- ------------ Достижения науки и техники АПК, №05-2010
Таблица 4. Коэффициенты корреляции (г) между одноименными показателями реологических свойств суспензий при различной температуре
ных суспензии на основе ржаного шрота, оцениваемые на
Показатель вискограммы Коэффициент корреляции (r) вискографе, показали высокий уровень различий по коэффициенту межсортовой вари-
2005 г. 2006 г.
20-3(0 С 300-420С 2(0-420 С 20°-30° С 3(0-40 2(0-42иС
ВСо 0,64** 0,86** 0,75** 0,55* 0,79** 0,40 ации. Их можно рекомендо-
ВСю 0,98** 0,89** 0,88** 0,37 0,35 0,77** вать для использования в се-
ВС40 0,77** 0,91** 0,83** 0,88** 0,86** 0,78** лекционном процессе. Вы-
BCmax 0,84** 0,90** 0,87** 0,83** 0,87** 0,79** сокая и достоверная корре-
V10 0,78** 0,60* 0,44 0,86** 0,85** 0,76** ляционная связь между фи-
V40 0,68** 0,65** 0,26 0,80** 0,73** 0,74** зическими свойствами зер-
Vmax 0,78** 0,48 0,24 0,91** 0,76** 0,64* на и показателями вискогра-
So - 0,73** - - 0,65* - фа подтвердилась не по
S10 0,80** 0,87** 0, 88** 0,31 0,85** 0,84** всем параметрам в оба года
S40 0,86** 0,91** 0,89** 0,86** 0,84** 0,86** исследования. Выявлена
S '-'max 0,53* 0,68** 0,51* 0,64* 0,64* 0,64* высокая и значимая связь по
*,** - значимо соответственно на 5 и 1 %-ном уровнях.
ных биохимических процессах, происходящих в изучаемых коллоидных системах при заданных условиях. При повышенной температуре (42 °С), вероятно, протекает ферментативный гидролиз важнейших полисахаридов ржи - пентозанов.
Выводы. Характеристики реологических свойств вод-
коэффициенту корреляции (г) между одноименными параметрами вискограммы при разных температурах (20°, 30°, 42 °С). Они могут быть взаимозаменяемы при оценках селекционного материала, учитывая направленность таких оценок. Исключение составляют показатели, характеризующие средние скорости изменения вязкости системы.
Литература.
1. Сысуев В.А., Кедрова Л.И. и др. Озимая рожь. Возделывание, использование на пищевые, кормовые и технические цели. Проблемы и решения. - М.:ФГНУ «Росинформагротех», 2007. - 172 С.
2. Бушук В., Кэмпбелл У, Древс Э. Рожь: производство, химия и технология. - М: Колос, 1980. - 247 С.
3. Кленин В.И., Федусенко И.В. Высокомолекулярные соединения. - Изд-во СГУ, 2008. - 440 С.
4. Комаров В.И., Ракитина А.Н. Методика определения хлебопекарных свойств зерна ржи на ранних этапах селекции // Селекция и семеноводство. - 1985. - №3. - С. 25-27.
SYSTEMATIC ASPECTS OF WINTER RYE TESTING FOR GRAIN QUALITY BY PHYSICAL PROPERTIES
OF WATER-SHROT SUSPENSION T.B. Kulevatova, V.M. Bebyakin, L.V. Andreyeva, S.V. Osipova
Summary. Genotypic differences of winter rye varieties by viskograph indexes were discussed. Correlation between ones and characters of physical grain properties, indexes of the same name in the dependence from variety, experiment conditions by the study of water-shrot suspensions.
Key words: winter rye, varieties, shrot, suspension viscosity, indexes of viskograph, correlation.
УДК 633.11 «321»:631.527:632.485.12
РЕАКЦИЯ СОРТОВ И ЛИНИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА МУЧНИСТУЮ РОСУ
А.В. СОВЦОВА,
НИИСХ Юго-Востока E-mail: raiser [email protected]
Резюме. Представлены результаты изучения реакции сортов и линий яровой мягкой пшеницы на местную популяцию мучнистой росы за 2007-2008 гг. в поле и в теплице. Выявлено, что к саратовской популяции мучнистой росы наиболее устойчивы сорт Белянка, а также линии Л18-03 и Л20-03.
Ключевые слова: пшеница, устойчивость, сорт, линия, мучнистая роса, популяция, гены устойчивости.
Возбудитель мучнистой росы — гриб Erysiphe grammis DC., относится к порядку Erysiphales, классу Ascomycetes (сумчатые грибы). Это узкоспециализированный облигатный паразит. Порог вредоносности патогенна находится в пределах 7,8...8,1 % [1]. Расширение в Саратовской области посевных площадей озимой пше-Достижения науки и техники АПК, №05-2010 __
ницы до 1.1,2 млн га способствует развитию эпидемий этого патогена на яровой мягкой пшенице, так как возбудитель мучнистой росы злаков зимует на всходах озимых и на растительных остатках.
Цель наших исследований - поиск доноров устойчивости к мучнистой росе.
Условия, материалы и методы. В качестве материала использовали сорта и линии селекции НИИСХ Юго-Востока и Ершовской станции орошаемого земледелия, а также 22 образца из коллекции ВИР. Общий объем изучаемого материала 87 сортов и линий. Наблюдения проводили на естественном инфекционном фоне местной популяции Erysiphe grammis, без искусственного заражения как в поле, так и в теплице. Материал высевали в оптимальные сроки, рендомизированно по 24 варианта, в 4-хкрат-ной повторности семирядковой сеялкой ССФК, сплошным рядовым способом. Расстояние между рядками 15 см. Площадь делянок 7 м2. Норма высева - рекомендованная для зоны (400 шт./м2). Уборку проводили комбайном Хеге 125Б. В зимний период материал изучали в теп--------------------------------------------- 29
