CC BY
102
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 633.14 «324»:004:12
О КАЧЕСТВЕ ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Т.Б. Кулеватова, кандидат биологических наук Л.В. Андреева, кандидат сельскохозяйственных наук
ГНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока Д.В. Кайргалиев, кандидат биологических наук ФГКОУ ВПО Волгоградская академия МВД России Е.А. Лихолетов, кандидат сельскохозяйственных наук Волгоградский государственный аграрный университет
Рассмотрены индексы реологических свойств теста сортов озимой мягкой пшеницы, выращенных в питомнике конкурсного сортоиспытания лаборатории селекции и семеноводства озимой пшеницы ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока». Изучение показателей качества проводилось в режиме изменяющихся температур при фиксированной деформационной нагрузке в протоколах прибора Миксолаб.
Ключевые слова: озимая пшеница, Миксолаб, ретроградация крахмала, качество зерна, стабильность теста, момент силы.
Известно, что качество зерна определяется как генотипом, так и условиями внешней среды. В основу требований к качеству сортов пшеницы должна быть положена частота формирования ими в данном регионе зерна, пригодного для получения муки высокого качества. Отобрать лучшие генотипы по качеству в определенных условиях среды можно лишь с помощью оценки их фенотипов в тех же экологических условиях [3, 5].
Известно, что реологические свойства теста предопределяют качество хлеба и хлебобулочных изделий. При постоянно возрастающем объеме работ по изучению качества зерна озимой пшеницы в процессе селекции выражение множества показателей через меньшее их число очень важно [4, с. 144]. В связи с этим, представляют большой интерес новые нетрадиционные показатели физических свойств теста, оцениваемые на приборе Миксолаб. В 2011 году был утвержден ГОСТ Р 54498-2011 на яровую мягкую пшеницу «Определение водопоглощения и реологических свойств теста с применением Миксолаба». Данный прибор также стандартизирован под нормой ICC № 173 Whole meal and flour from T. Aestivum. Determination of rheological behavior as a function of mixing and temperature increase. Разработчиками предлагаются несколько стандартных протоколов эксперимента, таких как Chopin S, Chopin +, Chopin Wheat + и др., каждый из которых учитывает особенности (дисперсность, химический состав) изучаемой системы [1]. Кроме того, данный прибор позволяет создавать новые протоколы эксперимента как с постоянными, так и изменяющимися величинами температур, времени, соотношения компонентов и т.д. в зависимости от поставленных перед экспериментатором целей и задач.
Целью настоящей работы явилось изучение количественной выраженности показателей реологических свойств теста на основе муки озимой мягкой пшеницы в протоколе Chopin + на сортовом уровне.
Объектами исследования служили сорта, выращенные в питомнике конкурсного сортоиспытания (КСИ) лаборатории селекции озимой пшеницы ГНУ НИИСХ Юго-
Востока урожая 2011, 2012 годов: Мироновская 808, Лютесценс 230, Саратовская 8, Виктория 95, Губерния, Донская безостая, Саратовская 90, Левобережная 1, Смуглянка, Жемчужина Поволжья, Саратовская 17, Калач 60 и Созвездие. Мука была получена на лабораторной мельнице по общепринятой методике. Данные интегральной оценки реологических свойств теста визуализируются на графике зависимости крутящего момента (Н*м) от времени (мин) в определенном режиме температуры (рис. 1).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344
Время (мин)
Рисунок 1 - Фазы реологического анализа теста на основе озимой пшеницы в протоколе Chopin+. С1, С2, С3, С4, С5 - анализируемые точки графика
Протокол Chopin + предполагает 5 интервалов температур, при которых идет исследование: I длится 8 минут (30 0С); II - последовательное повышение температуры (4 0С в минуту) от 30 до 90 0С; III - 7 минут (90 0С); IV характеризуется последовательным понижением температуры от 90 до 50 С; V - 5 минут (50 С). Крутящий момент в анализируемых точках графика, с точки зрения биохимии, характеризует различные процессы: С1 - образование теста; С2 - разжижение теста; С3 - максимальную скорость гелеобразования крахмала; С4, С5 - начало и окончание ретроградации крахмала в рамках эксперимента; а, в, у - скорости биохимических реакций (расчетные величины). Анализировались также показатели: ВПС - водопоглотительная способность теста (%), время образования теста (мин), стабильность теста (мин).
Погодные условия в годы эксперимента из-за недостатка влагообеспеченности можно охарактеризовать как неблагоприятные для формирования высокого качества зерна (табл. 1, 2).
Таблица 1 - Количество осадков за весенне-летний период 2011-2012 гг.,
в сравнении с многолетними данными
Год Май Июнь Июль
мм % от нормы мм % от нормы мм % от нормы
2011 12,3 29 62,7 139 4,9 10
2012 6,0 14 46,7 104 27,2 53
Таблица 2 - Температура воздуха и ГТК за весенне-летний период 2011-2012 гг., _в сравнении с многолетними данными_
Год Май Июнь Июль
T 0C % от ГТК t0C % от ГТК T 0C % от ГТК
нормы нормы нормы
2011 17,1 114,0 0,2 19,5 100,5 1,1 26,2 122,4 0,1
2012 19,3 128,7 0,1 23,0 118,6 0,7 23,9 111,7 0,4
. Примечание. ГТК - гидротермический коэффициент.
Исходя из полученных данных (табл. 3), можно утверждать, что наибольшей во-допоглотительной способностью (ВПС) в оба года исследования, обладали Лютесценс 230 и Саратовская 90.
Таблица 3 - Параметры миксолабограммы
№ п/п Название сорта Время образования теста (мин) Стабильность теста (мин) С2 (Н*м) ВПС(%)
2011 2012 2011 2012 2011 2012 2011 2012
1. Мироновская 808 8,67] 8,021 10,9к 6,00ё 0,498 0,48е 52,5Ь 52,5с
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Лютесценс 230 Саратовская 8 Виктория 95 Губерния Донская безостая Саратовская 90 Левобережная 1 Смуглянка Жемчужина Поволжья 7^ 8,921 6,Ш 5,42с 3,32а 8,82к 7,62е 5,17Ь 7,988 8,40] 8,62к 6,008 5,Ш 8,43] 5,02е 3,07Ь 4,08с 8,931 9^ 10,3] 3,70Ь 3,35а 10,21 8,08ё 9,928 9,27е 10,0Ь 6,00ё 4,48с 2,60а 3,63Ь 11,0к1 9^ 10,71] 8,20е 10,8] 0,47ef 0,541 0,37а 0,37а 0,52Ь 0,49^8 0,43ё 0,41Ьс 0,42ё 0,40Ь 0,49е 0,37а 0,4аЬ 0,55Ь 0,47сёе 0,528 0,41Ь 0,48е 56,31 54,^ 55,21 54,28 53,8е 55,5] 55,7к 53,0ё 52,8с 56,11 54,2Г8 55,2] 54,48 55,31] 55,7к 53,9е 54,9Ь 53,0ё
11. 12. 13. Саратовская 17 Созвездие Калач 60 8,50Ь 8,15] 8,621 7,45Ь 9,37т 4,77ё 11,71 11,71 7,07с 10,7Ь 11,11 10,18 0,58] 0,58] 0,41сё 0,5Г8 0,49ёе 0,49е 52,4а 54,9Ь 54,9Ь 53,8е 54,7Ь 52,1а
Примечание. Одинаковой латинской буквой обозначены незначимо различающиеся значения показателей по критерию множественных сравнений Дункана
По времени образования и стабильности теста выделились Жемчужина Поволжья, Саратовская 17, Донская безостая и Созвездие. Данные сорта можно использовать как улучшители в смесях с низкокачественными пшеницами.
В интервале температур 30-60 °С достигается оптимум действия протеолитиче-ских ферментов. Вследствие этого, клейковинные белки деградируют, тесто разжижается. Момент силы в точке С2 (Н*м) характеризует данный биохимический процесс. Наименее перспективны по данному признаку сорта Виктория 95, Губерния и Смуглянка. В работе Дюба A. была показана связь минимальной консистенции теста с объемным выходом хлеба [2]. Начиная с некоторой температуры, доминирующими становятся явления, связанные с клейстеризацией, автолизом и желатинизацией крахмала. Момент силы в точках С3, С4, С5 характеризует углеводно-амилазный комплекс изучаемой системы и процессы, происходящие в нем (табл. 4).
Данные таблицы указывают на высокую автолитическую активность у сортов Виктория 95, Губерния, Смуглянка в оба года исследования. Можно предположить, что это явление связано с неблагоприятными погодными условиями в период формирования и созревания зерна. Сорта, имеющие высокое значение С3 - Саратовская 8, Донская безостая, Левобережная 1, Саратовская 17 и Созвездие - во время выпечки хлеба
должны формировать мелко-пористую структуру мякиша. Сорта Мироновская 808, Саратовская 8, Левобережная 1, Саратовская 17, Созвездие с высоким значением С4 отличаются слабой ферментативной активностью.
Таблица 4 - Крутящий момент (Н*м) в изучаемых точках реограммы
№ Название сорта С3 (Н*м) С4 (Н*м) С5 (Н*м)
п/п
2011 2012 2011 2012 2011 2012
1. Мироновская 808 1,51f 1,68f 2,16k 2,29k 3,65j 3,78i
2. Лютесценс 230 1,61i 1,51d 1,93d 2,0cd 3,11c 3,28d
3. Саратовская 8 1,74k 1,85ij 2,15j 2,09ef 3,50i 3,73g
4. Виктория 95 1,30c 1,33b 1,66a 1,76a 2,87b 2,72a
5. Губерния 1,29b 1,35c 1,67b 1,75a 2,82a 2,79b
6. Донская безостая 1,58h 1,82h 1,95ef 2,14gh 3,30g 3,62e
7. Саратовская 90 1,55g 1,64e 2,01lg 2,00ld 3,26e 3,28d
8. Левобережная 1 1,67j 1,87j 1,95f 2,24j 3,50hi 3,68f
9. Смуглянка 1,20a 1,29a 2,03h 1,99b 3,22d 2,92c
10. Жемчужина Поволжья 1,34d 1,66e 1,92c 2,19i 3,30fg 3,78hi
11. Саратовская 17 1,67j 1,82gh 2,15ij 2,31l 3,83k 3,94jk
12. Созвездие 1,85l 2,33k 2,20ij 2,17hi 3,84k 3,97k
13. Калач 60 1,35e 1,80h 1,93d 2,10f 3,11c 4,17l
Примечание. Одинаковой латинской буквой обозначены незначимо различающиеся значения показателей по критерию множественных сравнений Дункана
Момент силы в точке С5 характеризует процесс ретроградации крахмала при охлаждении. Данный показатель связан с процессами очерствения хлебобулочных изделий. Максимальное значение момента силы в точке С5 показали 2 сорта: Саратовская 17 и Созвездие.
В заключении необходимо отметить, что использование прибора Миксолаб в протоколе Chopin + для оценки реологических свойств теста селекционного материала позволяет выявить сортовые различия, но для более детального анализа изучаемых образцов необходимо продолжить исследования в течение ряда последующих лет и провести сравнение нетрадиционных индексов с комплексом общепринятых показателей.
Библиографический список:
1. ГОСТ Р 54498-2011. Зерно и мука из мягкой пшеницы. Определение водопоглоще-ния и реологических свойств теста с применением миксолаба [Текст] : стандарт. - Введ. с 01.01.2013. - М.: Стандартинформ, 2013. - 15 с.
2. Дюба, А. Современный метод контроля качества зерна и муки по реологическим свойствам теста, определяемых с помощью миксолаб профайлер [Текст] / А. Дюба, К. Д. Рысев // Управление реологическими свойствами пищевых продуктов: сборник материалов I-ой науч.-практ. конф. и выставки с международным участием, 25-26 сентября 2008. - М.: МГУПП, 2008. - С. 86-95.
3. Пшеница [Текст]: монография / Под ред. Л. А. Животкова. - Киев: Урожай, 1989. -
319 с.
4. Сергеева, А.И. Качество зерна, смесительная способность и адаптивность сортов и линий озимой пшеницы в связи с селекцией [Текст]: дис. ... канд. с.-х. наук / А. И. Сергеева. -Саратов, 2007. - 184 с.
5. Nikolic, O. Interrelationships between grain nitrogen content and other indicators of nitrogen accumulation and utilization efficiency in wheat plants / O. Nikolic, T. Zivanovic, M. Jelic, I. Djalovic. // Chilean Journal of Agricultural Research. - 2012. - Т. 72. - №. 1. - С. 111-116.
E-mail: [email protected]
