CC BY
38
УДК 633.162.631.527
UDC 633.162.631.527
ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА В ЦЕЛЯХ EVALUATION OF INITIAL MATERIAL WITH СОЗДАНИЯ СОРТОВ С ВЫСОКИМИ THE AIM OF DEVELOPMENT OF VARIETIES
ПИЩЕВЫМИ ДОСТОИНСТВАМИ WITH HIGH EATING QUALITY
Давоян Аревик Едвардовна
аспирант заочного обучения, младший научный
сотрудник
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт риса, Краснодар, Россия
В статье представлены результаты анализа физикохимических исследований, биометрических показателей, содержания амилозы, белка в гибридных комбинациях, линиях, сортообразцах. В результате работы было выделено 5 образцов с повышенной питательной ценностью
Davoyan Arevik Edvardovna postgraduate student, junior research scientist State Scientific Institution All-Russian Rice Research Institute, Krasnodar, Russia
The results of analysis of physical and chemical studies, biometrical traits, amylose and protein content in hybrid combinations, lines, varietal samples are presented in the article. 5 samples with high nutritional value were identified during our research
Keywords: RICE, 1000 GRAIN WEIGHT, FILMNESS,
Ключевые слова: РИС, МАССА 1000 ЗЕРЕН,
ПЛЕНЧАТОСТЬ, СТЕКЛОВИДНОСТЬ, АМИЛОЗА, VITREOUSNESS, AMYLOSE, PROTEIN, БЕЛОК, ТОКОФЕРОЛЫ TOCOPHEROLS
В обеспечении населения продовольственными культурами важное место занимает культура риса, которая уступает лишь пшенице - культуре номер один в мире. Рис издавна ценится за свои высокие пищевые достоинства и если учесть, что большая половина населения мира питается им, то вполне объективно считать эту культуру важным источником калорий и белка в мире.
За последнее время сырье, получаемое в результате переработке риса, находит широкое применение в хлебопекарной, макаронной и кондитерской промышленности. Но все же лимитирующим направлением использования риса является производство крупы [1].
Рис, имеющий окрашенную плодовую оболочку, относят к краснозерным формам. Цвет перикарпа может быть различным по окраске -от розового до темно-коричневого и даже черного. Краснозерные формы риса имеют большое морфологическое и биологическое разнообразие. Дикий рис относят к сорно-полевым формам.
Следует также отметить и то, что такие формы риса представляют интерес для селекции, так как имеют ряд ценных признаков -неприхотливость к условиям выращивания, быстрый рост в начале вегетации, повышенная устойчивость к неблагоприятным погодным условиям, а также его повышенная питательная ценность. Пигменты, отвечающие за окраску перикарпа, а также витамины, токоферолы зерна являются сильнейшими антиоксидантами. Учитывая тот факт, что такой рис подвергается лишь частичному шлифованию, содержание в нем полезных веществ будет значительно выше, чем в крупе, выработанной из традиционных белозерных форм. В некоторых странах мира предпочтение отдают рису с окрашенным перикарпом из-за его вкусовых и питательных свойств [7].
В ГНУ ВНИИ риса ведется селекционная работа, направленная на создание сортов с окрашенной зерновкой. Собрана коллекция образцов краснозерного риса и проведена их агробиологическая оценка. Первым таким сортом стал Карат, который был среднеустойчив к перикуляриозу. В 2009г. два новых сорта - среднезерный Рубин и длиннозерный Марс - были переданы в Госсортоиспытание.
Целью таких исследований являлось изучение различных сортообразцов и линий риса с окрашенным перикарпом зерновки по комплексу признаков, определяющих качество зерна.
Новые сорта, должны обладать не только ценными агробиологическими признаками, но также сочетать в себе высокие показатели качества зерна. Поэтому для того, чтобы получить линии, сочетающие в себе эти требования, необходим разнообразный исходный материал при выборе родительских форм.
Высокие технологические достоинства зерна риса определяются рядом показателей: индексом зерновки (отношение длины к ширине),
стекловидностью эндосперма, пленчатостью, выходом крупы, выходом целого ядра, соотношением амилозы и амилопектина, коэффициентом развариваемости и т.п [3].
Товарные качества определяются внешним видом шлифованного риса. Например, размером и формой ядра, стекловидностью, трещиноватостью, содержанием дробленых ядер.
Внешний вид в большинстве случаев определяется прозрачным эндоспермом. Непрозрачность эндосперма у невосковидных форм вызывается рыхлой укладкой частиц крахмала и белка в соответствующих клетках и наличием воздушных пор между ними. В мучнистой части ядра крахмальные гранулы связаны между собой не компактно. Напротив, у прозрачной части гранулы связаны плотно. Мучнистая часть склонна к дроблению зерновки во время переработки в крупу, так как она более мягкая, чем прозрачная [2].
Трещиноватость зерновки, которая вызывается внутренними напряжениями в зерновке, у мучнистых зерен клетки в дорсовентральной части расположены в выровненном виде и трещиноватость, в первую очередь, охватывает эту часть.
Кулинарные и вкусовые качества риса, в основном, зависят от соотношения амилозы и амилопектина. Водопоглощение и увеличение объема сваренной крупы прямо связано с содержанием амилозы.
Шелушенный рис содержит 6-15 % белка, шлифованный - 5,5-12 % . Белок риса представляет собой наибольшую ценность в питании. Главным ограничивающим пищевым фактором является низкое его содержание в полированном рисе. Белок риса отличается высоким содержанием лизина, который занимает первое место среди важнейших аминокислот [5, 6].
Основной целью исследований являлось изучение перспективных селекционных форм риса с окрашенным перикарпом по признакам качества зерна и элементам структуры урожая. Исследования проводили во ВНИИ риса на опытных полях, расположенных на территории института, в лабораторных условиях.
Материалом исследования в направленной селекции по качественным характеристикам зерна служили сортообразцы конкурсного сортоиспытания Марс и Рубин, гибридного питомника - линии Б3 НеЛаг х 38351, краснозерные линии Б6 спонтанного гибрида с окрашенным перикарпом.
- линии Б6 спонтанного гибрида риса с окрашенным перикарпом (СКГ), выделенного в 2005 году селекционером Н.В. Остапенко. Спонтанный гибрид представлял интерес для селекции, так как обладал рядом ценных показателей - низким процентом пустозерности и осыпаемости, крупной удлиненной зерновкой, отсутствием остей.
Массу 1000 зерен определяли по ГОСТу 10842-89, стекловидность и трещиноватость по ГОСТУ 10987-76, линейные размеры рисовой зерновки -на установке ИРЗ-6 по методике к прибору; содержание амилозы - по ^Капо; анатомо-морфологические признаки эндосперма зерновки - в поле зрения бинокулярного микроскопа; элементы структуры урожая по Сметанину А. П. и др.
Качество зерна, их физические, химические и технологические свойства являются основными факторами, формирующими потребительские свойства продовольственного сырья и продуктов питания.
За период 2008-2009 гг. было изучено более 150 сортообразцов и линий различных по погодным условиям, что позволило выявить ценный исходный материал для селекционной работы.
Изучение линий риса с окрашенным перикарпом было направлено на поиски источников высокого качества, с комплексом признаков, определяющих высокую продуктивность с высокой питательной ценностью зерна риса.
При изучении селекционного материала отмечены большие различия по показателям структуры урожая риса с окрашенным перикарпом. Селекционная проработка линий и сортообразцов (изучение в селекционном и контрольном питомниках, проведение повторных отборов в расщепляющихся линиях) позволила с помощью повторных отборов из потомств спонтанного гибрида выделить ряд перспективных линий риса с наилучшими показателями признаков качества (таблица 1).
Таблица 1 - Элементы структуры урожая короткозерных линий, выделенных из краснозерного селекционного образца Б6 (СКГ)
№ образца Длина метелки, см Осыпаемость Кол-во колосков в метелке, шт Пустозерность, % Масса зерна с метелки, г
57/1 23,9 н.о. 252 7,6 7,1
63 15,7 н.о. 172 9,6 4,6
59/2 24,0 ср. о. 267 23,5 7,8
59/1 19,9 н.о. 201 9,0 4,9
НСР05 1,56 35,9 7,3 0,91
Выделенные линии имели длину метелки от 15,7 до 24,0 см, количество колосков в метелке от 172 до 267 шт, пустозерность от 7,6 до 23,5 %, массу зерен с одной метелки от 4,6 до 7,8 г. Наилучшие данные были отмечены у линий 63 и 59/1, которые имели среднюю длину метелки, низкую осыпаемость, а также невысокий процент пустозерности в отличие от других короткозерных линий селекционного образца Б6 с окрашенным перикарпом.
При изучении признаков качества зерна в короткозерных линиях Б6 СКГ наблюдалось различие по показателям - масса 1000 зерен, пленчатость, а также общая стекловидность.
Результаты по изучению признаков качества приведены в таблице 2
Таблица 2 - Показатели признаков качества зерна в исследуемых короткозерных линиях Б6 с окрашенным перикарпом (СКГ)
№ образца Масса 1000 зерен,г Пленчатость, % Стекловидность, % Трещиноватость, % Ь/Б, мм
57/1 27,5 18,64 48 3 2,0
63 27,2 19,90 86 1 2,0
59/2 32,3 21,34 47 1 2,0
59/1 23,8 19,94 70 2 2,0
НСР05 0,87 0,52 2,1 0,4 0,05
Из таблицы 2 видно, что масса 1000 зерен короткозерных линий составляла от 27,2 до 32,3 г, пленчатость от 18,64 до 21,34 %, стекловидность от 47 до 86 %, трещиноватость от 1 до 3 %, 1/Ь 2,0.
Была проведена оценка элементов структуры урожая среднезерных краснозерных линий, выделенных из Б6 спонтанного гибрида (таблица 3).
Таблица 3 - Элементы структуры урожая Б6 среднезерных линий
№ образца Длина метелки, см Кол-во колосков в метелке, шт Пустозерность, % Масса зерен с метелки., г
57/1 17,4 205 30,7 3,3
57/2 20,8 175 8,6 5,2
57 20,6 148 10,1 4,7
51 22,0 173 7,5 5,2
60/1 22,6 179 6,7 5,3
54 16,5 178 9,6 4,9
60 21,4 154 7,1 4,6
60/3 21,8 159 10,7 4,8
58 21,8 238 10,5 6,4
58/2 19,1 135 10,4 4,1
62 17,5 237 18,1 5,9
НСР05 1,78 25,8 6,54 1,07
Как видно из таблицы 3, линии имели длину метелки от 16,5 до 22.6 см, количество зерен с метелки от 154 до 238 шт, пустозерность от 6,7 до 30,7 %, массу зерен с одной метелки от 3,3 до 6,4 г. Относительно высокие показатели по элементам структуры урожая наблюдались у образцов с №57/2, 51, 58, 60.
По признакам качества зерна в исследуемых линиях были выявлены различия по следующим показателям: масса 1000 зерен, пленчатость, общая стекловидность, трещиноватость (табл. 4).
Таблица 4. - Показатели признаков качества зерна среднезерных линий с окрашенным перикарпом F6 спонтанного гибрида
№ образца Масса 1000 зерен, г Пленчатость, % Стекловидность, % Трещиноватость, % L/B,
57/1 26,7 22,8 83 3 2,1
57/2 31,8 19,3 53 7 2,3
57 31,9 21,0 54 24 2,4
51 30,2 19,6 74 1 2,6
60/1 29,7 20,0 66 0 2,5
54 28,3 23,2 86 0 2,1
60 27,0 17,7 63 1 2,5
60/3 29,8 19,1 92 1 2,4
58 26,1 18,6 58 1 2,4
58/2 30,9 19,4 57 2 2,3
62 26,1 19,0 63 9 2,2
НСР05 2,90 1,06 7,8 - 0,15
Из таблицы 4 видно, что масса 1000 зерен у среднезерных линий составляла от 26,1 до 31,9 г. пленчатость от 17,7 до 23,2 % ,стекловидность -от 53 до 92 % , трещиноватость от 0 до 24 % , 1/Ь от 2,1 до 2,6 .
В основном качество сваренного риса определяется соотношением содержания амилозы к амилопектину крахмала. Содержание амилозы отрицательно коррелирует с тестовыми параметрами на клейкость, мягкость и блеск приготовленного риса, независимо от соотношения воды. Низкоамилозный рис предпочитают в Японии из-за его клейкости, мягкости, блеска и вкусовых особенностей. Он более чувствителен к перевариванию, чем сорта, имеющие белее 20 % амилозы. Его сваренные зерна распадаются, если их замачивать на ночь.
Умеренно высокий по амилозе рис обладает хлопьевидностью. При приготовлении он не становится твердым, как приготовленный высокоамилозный рис. Этот тип риса распространен в Таиланде, Малайзии и на Филиппинах, где предпочитают частично промежуточные по амилозе сорта риса, предпочтение отдают сорту 1Я - 8 с его более мягкой структурой. Высокоамилозные сорта риса при приготовлении становятся сухими, хлопьевидными, тусклыми по внешнему виду, с твердой структурой. Большинство сортов в Южном Вьетнаме, на Цейлоне принадлежит к этому типу [7,8].
Таблица 7. Содержание амилозы в зерне с окрашенным перикарпом Б6 спонтанного гибрида (краснозерная форма)
Образец Содержание амилозы, %
2008 г 2009 г
51 (из белого) 17,4 17,5
57 27,2 22,7
57/1 22,0
57/2 23,2
57/3 16,9
59/1 14,8 19,6
59/2 27,8
58 19,6 22,0
58/1 23,9
54/1 25,0 25,2
62 17,1 18,7
63 27,0 28,0
60 25,8 23,0
60/1 21,6
60/2 21,3
НСР05 2,20 1,45
К низкоамилозным были отнесены линии: №51, 57/3, 59/1, 62, 60/2, 60/3; к среднеамилозным 57/1, 57/2, 58, 60/1; к высокоамилозным 59/2, 63. Содержание амилозы в 2009 году в образцах с окрашенным перикарпом было выше по сравнению с 2008 г. Очевидно, это связано с агроклиматическими условиями сезона возделывания.
Анализ экспериментальных данных показал, что содержание амилозы у изучаемых линий, составляло от 17,4 до 28 %.
Выводы
На основе комплексных исследований определены важнейшие анато-морфологические и био-, физико-химические признаки качества зерна риса с окрашенным перикарпом короткозерных, среднезерных и длиннозерных форм,. Содержания белка и амилозы, общее содержание ненасыщенных жирных кислот.
В результате изучения широкого разнообразия селекционного материала выделены ценные источники для создания риса с окрашенным зерном - № 63 и № 59/2, которые имели среднюю длину метелки, низкую осыпаемость и низкую пустозерность в отличие от других короткозерных
форм, а также № 57/2 (содержание амилозы 23,2 %), № 59/2 (содержание амилозы 27,8 %), № 54/1 (содержание амилозы 25,2 %), №63 (содержание амилозы 28 %)
Выделенные в ходе исследований по отдельным признакам линии и сортообразцы рекомендуется использовать в качестве исходного материала в селекционном процессе создания сортов с заданными характеристиками качества зерна и крупы.
Список литературы
1. Алешин Е.П., Алешин Н.Е. Рис. - М., 1993. - 504 с.
2. Бутко В.П., Казаков Е.Д. Физические показатели и химический состав риса отечественных сортов: Технологические свойства риса и их изменение при хранении., 1970. С. 32 - 45.
3. Дзюба В. А. Генетика риса. - Краснодар, 2004. - 283 с.
4. Казаков Е.Д. Методика оценки качества зерна. - М.: Агропромиздат, 1987. - 214
с.
5. Козьмина Е.П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. - М.: Колос, 1976. -
375 с.
6. Кешаниди Х.Л., Казаков Е.Д. Технологическая оценка риса-зерна. М.: Агропромиздат, 1985.76 с.
7. Меган Т.С, Томсон М.Дж., Пфейл Б.Е., МакКоуч С. Идентификация функции гена Rc, определяющего красную окраску перикарпа у риса // Рисоводство. - 2007. - № 10. - С.35.
8. Dwivedi J.L., Nanda J.S. Inheritance of amylose content in three crosses of rice // Ind. J. Agr. Sci. - 1979. - Vol. 49, № 10. - P. 753-755
