CC BY
143
УДК 664.64.016:633.11.«324»
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МУКИ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В ПРОЦЕССЕ СЕЛЕКЦИИ
В.П. НЕЦВЕТАЕВ, доктор биологических наук, зам. директора
М.Ю. ТРЕТЬЯКОВ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
О.В. ЛЮТЕНКО, младший научный сотрудник Л.С. ПАЩЕНКО, младший научный сотрудник И.И. ПОПКОВА, младший научный сотрудник Белгородский НИИСХ E-mail: [email protected]
Резюме. Оценка реологических свойств муки 84 образцов озимой пшеницы конкурсного испытания Бел-НИИСХ позволила, установить корреляцию между индексами, полученными на приборе Миксолаб (ВПС, Замес, Глютен+, Вязкость, Амилаза, Ретроградация) и принятыми лабораторными показателями (ИДК, количество сырой и сухой клейковины, J3DS, SDS1, натура зерна), а также степенью поражённости зерна вредным клопом черепашкой Eurygaster integriceps Put. Это позволило выделить перспективные по качеству зерна формы озимой мягкой пшеницы.
Ключевые слова: Миксолаб, ИДК-анализ, клейковина, мягкая пшеница, седиментация, дисульфидные связи.
При современном лабораторном контроле качества муки традиционно принято анализировать множество отдельно взятых параметров: крахмал, клейковина, белки и др. Прибор Миксолаб (Mixolab) стандартизованный под нормой ICC 173 [1], позволяет вывести контроль качества муки на новый уровень. Фактически аппарат измеряет в реальном времени крутящий момент (в Нм) и сопротивление, произведённое тестом, проходящим между двумя мешалками, что позволяет наилучшим образом анализировать его физико-химические свойства и изменение консистенции во времени при изменении температуры [2].
График, полученный в результате работы на приборе Миксолаб (см. рисунок), отражает следующие фазы анализа:
1 - постоянная температура (30°С) - водопоглотительная способность (ВПС), характеристика при замешивании (Замес);
2 - увеличение температуры (от 30 до 60°С) - уменьшение крутящего момента, связанное с клейковинными белками в результате нагревания (Глютен+), что обусловлено разрушением водородных связей;
3 - желатинизация крахмала (от 60 до 90°С) - качество крахмала + активность амилазы (Вязкость);
4 - амилолитическая активность (Амилаза);
5 - уменьшение температуры (с 90 до 50°С) - загус-тевание крахмала (Ретроградация).
Сведения, полученные в результате работы на приборе, визуализируются в профайлере, где каждая фаза привычного графика автоматически оценивается по шкале от 0 до 9 и отображается на графике с шестью осями, каждая из которых соответствует определённому параметру качества. Метод пересчёта результатов из стандартного графика в профайлер базируется на математических расчетах, алгоритм которых разработан фирмой-изготовителем на более чем 700 образцах со всего мира [2].
Совокупность получаемых индексов позволяет создать определённый графический профиль присущий конкретному образцу муки и описать его реологические характеристики в виде 6-и последовательных индексов качества продукта для наипростейшего сравнения и использования. Этот же результат представляется также в виде цифрового индекса.
Цель нашей работы - провести оценку качества муки 84 образцов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum), установить возможные корреляции между индексами, получаемыми на приборе Миксолаб (ВПС, Замес, Глю-тен+, Вязкость, Амилаза, Ретроградация), и принятыми
Рисунок. Фазы реологического анализа на приборе Миксолаб сортообразцов: Фея (I) и Селянка Одесская (II) со сравнительной таблицей.
Достижения науки и техники АПК, №11-2010 ____________________________________________________ 49
лабораторными показателями (ИДК, количество сырой и сухой клейковины, aSDS, SDS1, натура зерна), а также степенью поражённости зерна вредным клопом черепашкой Eurygaster integriceps Put.
Условия, материалы и методы. В ходе работы использовали образцы озимой пшеницы конкурсного испытания Белгородского НИИСХ урожая 2009 г Степень поражения зерна вредным клопом черепашкой варьировала от 1 до 12 %, у некоторых образцов отмечалось поражение головней. Размол зерна проводили на автоматической лабораторной мельнице МЛУ-202 «Бюллер».
Все исследования осуществляли по стандартной методике «Chopin+», с выключенной опцией «Без калибровки» и с достижением на первой стадии анализа крутящего момента 1,1 Нм.
Для работы на приборе Миксолаб обязательно определение значений 2-х показателей, которые задают в начале анализа: влажность и ВПС. Причем второй рассчитывали, с использованием протокола «Chopin+» и функцией «Расчёт ВПС», благодаря которой на основании результатов предыдущего испытания (холостого опыта) можно автоматически определить реальный ВПС изучаемого образца.
Влажность муки определяли, как среднее арифметическое между двумя значениями, полученными согласно ГОСТу 13586.5-93. ИДК, количество сырой и сухой клейковины (%) - по описанию Нецветаева и др. [3]; ди-сульфидных связей между полипептидами (показатель aSDS) и величину седиментации (SDS1) - по методике [4]; натуру и степень поражённости зерна вредным клопом черепашкой - согласно [5].
Корреляционный анализ проводили с использованием программного продукта Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение. На основе полученных данных в системе профайлера Миксолаб выделилось 7 образцов, включая сорт Одесская 267, с наибольшими значениями ВПС (ВПС2) в интервале от 4 до 6 (табл. 1).
Величина этого показателя характеризует экономию сырья, так как при высоких значениях ВПС можно сделать больше теста из меньшего количества муки.
Самая высокая величина показателя Замес в интервале от 4 до 5 отмечена у трех образцов, в том числе у сорта Селянка одесская, характеризующихся высокой силой теста при замешивании. Эти образцы можно рекомендовать, например, для сдобной выпечки.
Наибольшее значения индекса Глютен+ (в интервале от 5 до 6) отмечено у 17 форм, включая сорта Белгородская 12, БелНИИСХ 1, Синтетик, Кортоыш-ка, Ариадна, Богданка, Крыжинка, Крастал, которые отличаются лучшей устойчивостью белковой структуры, возможно, благодаря большему количеству водородных связей.
Самый высокий индекс Вязкости равный 8 зафиксирован у 30 образцов, в том числе у сортов БелНИИСХ 1, Селянка одесская, Белгородская 16, Ариадна, Фея, Волжская 100, Богданка, Харьковская 107, Льговская 4 и др. Величина этого показателя определяется двумя вза-имозависящими факторами: желатинизацией крахмала и активностью энзимов в разжиженном крахмале под воздействием эндогенной и экзогенной амилазы. В целом в этой фазе, как правило, происходит укрепление консистенции теста. Амилолитическая активность достигает своего оптимального уровня при 60...75 °С. Во время гидролиза крахмала, амилаза уменьшает консистенцию теста. Таким образом, низкое значение вязкости указывает на высокую амилолитическую активность в связи с наличием проросшего зерна или спецификой крахмала. Для лучшей интерпретации индекса вязкости, целесообразнее учитывать его в совокупности с индексом активности альфа-амилазы. Низкие значения индекса Вязкости и высокие индекса Амилазы связаны не с активностью альфа-амилазы, а со структурным качеством крахмала. В исследованных 84 образцах мы таких сочетаний не обнаружили.
Наибольший индекс Амилазы равный 8 был харак-
Таблица 1. Реологические свойства муки и другие показатели озимой пшеницы конкурсного испытания Белгородского НИИСХ урожая 2009 г._________________________________________________________
Название Влаж- ность О С CQ Повреж- дение Данные профайлера Миксолаба ИДК Количество клейковины, %. Vi Q O) ■q Vi Q Vi На- ту- ра
образца клопом, % ВПС2 За- мес Глю- тен* Вяз- кость Ами- лаза Ретро-градация сы- рой сухой
Белгородская 12 9,1 52,4 8 1 2 5 7 8 6 1Q7 32,9 1Q,4 7B,3 93 7B7
Одесская 267 1Q,7 5B,2 3 5 1 2 7 4 6 1 Q7 40 12,4 35 9Q,2 B17
БелНИИСХ 1 9,5 55 12 2 2 5 8 8 7 11Q 43,1 12,6 64,3 94,5 BQ5,7
БелНИИСХ 2 1Q,2 52 3 1 3 2 7 8 7 1QQ 37,5 12 76,5 94,2 BQ7
Селянка одесская 1Q,3 56,6 4 3 4 2 8 5 7 1 Q2 41,9 13,2 66,5 93,5 BQ2
Белгородская 16 9,3 53,4 3 1 2 3 8 7 7 1Q9,5 39,6 13 72,2 B9,2 BQ3
Синтетик 9 55,1 3,5 2 2 5 6 5 4 1 Q6 40 12 54 B5 B2Q
Коротышка B,7 54,5 6 1 2 5 5 7 5 92,5 37,8 11,4 64,5 B3,5 792
Ариадна B 53,4 3 1 2 5 8 7 6 1 Q5 35,9 11 ,B 57,B BB,5 B15
Фея B,6 54 4 1 2 4 8 8 5 113,5 44,8 13,4 66,2 91,7 B1B
Волжская 100 B,5 51,1 1 1 2 3 8 7 7 1QB,5 38,2 11,4 47 B6,2 795,5
Богданка B,3 53 12 1 1 5 8 8 6 1 Q5 31,1 1Q 51 77,5 797
650/00 B,9 52,9 7 1 2 3 5 4 3 1 Q5 37 11 ,B 57,B 92,5 777
Корочанка B,6 54 4 1 2 3 5 4 4 95,5 36 11,6 54,3 B9,5 7BQ
Северо Донецкая Юбилейная 7,9 53,4 2 1 2 4 7 6 6 96,5 38 12,2 66,2 92,7 7BQ
Харьковская 107 1Q 55 1 2 3 2 8 8 B 94,5 38,4 12 47,3 B6 775
Харус 9 54,3 4 1 2 3 7 7 7 1 Q2 38 12 75 93 7B5
Логовская 4 1Q,4 54 5 1 2 4 8 8 7 99,5 39 13,4 61,B BB 77Q,5
Безенчукская 380 B,9 52 3 1 2 4 8 7 B 1Q3,5 37,6 12,2 67 92,7 7BQ,5
Крыжинка 9,1 53,7 4 1 1 5 4 1 2 99 33 1Q,B 59,2 79,2 777
Крастал B 52,5 3 1 2 5 5 5 5 93,5 35,4 11,6 59,7 B3,2 775
УНИ-1 9,2 52,B 4 1 2 3 7 6 6 95 36,7 12,6 62,5 93,7 79Q,2
БО
Достижения науки и техники АПК, №11-2010
Таблица 2. Корреляционный анализ исследуемых показателей муки озимой пшеницы конкурсного испытания 2009 г.
Влаж- ность О с со Повреж- дение клопом, % Данные профайлера Миксолаба ИДК Количество клейковины, %>. О) О О) ■ч О) О О) На- ту-
ВПС2 За- мес Глю- тен+ Вяз- кость Ами- лаза Ретро- градация сы- рой сухой ра
Влажность 1,00 0,36* -0,02 0,41* -0,08 -0,22 0,16 0,12 0,19 -0,01 -0,03 -0,22 -0,01 0,04 0,03
ВПС1 0,36* 1,00 0,08 0,85* 0,08 -0,12 -0,26 -0,26 -0,26 -0,16 0,03 0,01 0,10 0,02 0,07
Клоп -0,02 0,08 1,00 0,07 -0,28 0,29 -0,07 0,15 -0,06 0,01 -0,14 -0,13 -0,05 0,07 0,32
Данные профайлера Миксолаб: 0,41* 0,85* 0,07 1,00 0,03 -0,12 -0,17 -0,19 -0,14 -0,11 0,02 -0,03 0,02 -0,02 0,15
ВПС2 -0,08 0,08 -0,28 0,03 1,00 -0,41* 0,24 0,05 0,18 -0,18 0,24 0,43* 0,16 0,36* -0,04
Замес -0,22 -0,12 0,29 -0,12 -0,41* 1,00 0,00 0,22 0,07 0,15 -0,08 -0,30 -0,16 -0,43*0,05
Глютен+ 0,16 -0,26 -0,07 -0,17 0,24 0,00 1,00 0,74* 0,86* 0,25 0,30 0,15 0,02 0,20 0,28
Вязкость 0,12 -0,26 0,15 -0,19 0,05 0,22 0,74* 1,00 0,83* 0,30 0,27 0,07 0,07 0,05 0,22
Амилаза 0,19 -0,26 -0,06 -0,14 0,18 0,07 0,86* 0,83* 1,00 0,29 0,32 0,15 0,02 0,09 0,18
Ретроградация -0,01 -0,16 0,01 -0,11 -0,18 0,15 0,25 0,30 0,29 1,00 0,72* 0,37* -0,04 -0,06 0,13
ИДК -0,03 0,03 -0,14 0,02 0,24 -0,08 0,30 0,27 0,32 0,72* 1,00 0,68* 0,08 0,24 0,11
Содержание клейковины, %: сырой -0,22 0,01 -0,13 -0,03 0,43* -0,30 0,15 0,07 0,15 0,37* 0,68* 1,00 0,02 0,32 0,01
сухой -0,01 0,10 -0,05 0,02 0,16 -0,16 0,02 0,07 0,02 -0,04 0,08 0,02 1,00 0,15 -0,11
йБОБ 0,04 0,02 0,07 -0,02 0,36* -0,43* 0,20 0,05 0,09 -0,06 0,24 0,32 0,15 1,00 0,22
80Б1 0,03 0,07 0,32 0,15 -0,04 0,05 0,28 0,22 0,18 0,13 0,11 0,01 -0,11 0,22 1,00
Натура 1,00 0,36* -0,02 0,41* -0,08 -0,22 0,16 0,12 0,19 -0,01 -0,03 -0,22 -0,01 0,04 0,03
*Величины значимы при Р > 0,999', п=84.
терен для 22 форм, в частности для сортов Белгородская 12, БелНИИСХ 1, БелНИИСХ2, Фея, Богданка и др. Его расчет так же как и традиционный метод анализа амилолитической активности основан на числе падения, а именно, высокий индекс амилолитической активности Миксолаба соответствует слабой активности альфа-амилазы. Если он превышает отметку 5 пунктов, зерно отличается слабой активностью альфа-амилазы, 3...4 - указывает на необходимость обратить внимание на действие альфа-амилазы, 2 и ниже - на сильную активность со всеми вытекающими последствиями. Необходимо отметить, что в нашем случае 16 образцов сочетали самые большие значения индексо в Вязкости и Амилазы, среди них сорта БелНИИСХ 1, Фея, Богданка, Харьковская 107 и Льговская 4.
Высокая активность альфа-амилазы и, следовательно, низкие значения индекса Амилазы в интервале от 1 до
3 отмечена у 17 образцов, включая сорт Крыжинка.
Наибольший индекс Ретроградации (равный 8 зафиксирован у 4 образцов, в том числе у сортов Харьковская 107 и Безенчукская 380. Кроме того, они характеризуются самыми высокими значениями индексов Амилазы и Вязкости. При большом индексе Ретроградации кристаллизация крахмала ниже, а, следовательно, выше способность конечного продукта противостоять черстве-нию и сохранению товарного вида.
В целом по комплексу реологических показателей в ходе исследований выделились формы №28/08 и №39/08, полученные от сложных скрещиваний.
Корреляционный анализ реологических показателей полученных на приборе Миксолаб и по стандартным методикам изучения качества муки, проведенный в пакете 81а1181юа 6.0 позволил установить ряд значимых связей (табл. 2).
Наличие двух показателей водопоглотительной способности (ВПС1 и ВПС2), корреляция между которыми составила 0,85, объясняется тем, что один из них (ВПС1) отражает реальное значение ВПС, и варьирует от 51,1 до 59,5, а второй (ВПС2) - выражается в целых числах от 1 до 6 в пересчете индекса профайлера. До-Достижения науки и техники АПК, №11-2010 __
статочно высокая корреляция между ними свидетельствует о том, что данные отображенные в индексе профайлера (ВПС2) с высокой точностью соответствуют реальным значениям (ВПС1). Это также подтверждается значимыми корреляциями ВПС1 и ВПС2 с влажностью - 0,36 и 0,41 соответственно. Не абсолютная корреляция ВПС1 и ВПС2 связана с тем, что целым величинам ВПС2 соответствует интервал реальных значений ВПС1.
Высокая положительная корреляция между индексами Вязкости и Амилазы - 0,74 - объясняется связью между этими показателями, которая обусловлена активностью альфа-амилазы. Отсутствие корреляции между индексами Вязкость и Глютен+ вызывает сомнения поскольку в литературе [2] упоминается действие альфа-амилазы в фазе увеличения температуры от 30°С до 60°С, хотя и в незначительной степени.
Высокую положительную корреляция между индексами Вязкости и Ретроградации - 0,86 - можно объяснить тем, что оба они характеризуют крахмальный комплекс на разных стадиях реологического анализа муки.
Корреляция между индексами Амилазы и Ретроградации на уровне 0,83 свидетельствует о том, что низкая активность амилазы связана с тем, что в исследуемой муке расщеплению подвергается меньшая доля крахмала.
Также мы установили значимые корреляции между такими показателями как Замес и Глютен+ - -0,41; Замес и количество сухой клейковины - 0,43; Замес и 8й81 - 0,36; Глютен+ и 8й81 - -0,43; ИДК и содержание сырой клейковины - 0,72; количество сырой и сухой клейковины - 0,68.
Представленные сведения могут свидетельствовать о том, что на физические свойства теста отрицательно влияют количество водородных связей, но положительно другие связи, участвующие в агрегации белковых молекул. Это подтверждает положительная корреляция между показателями Замес и 8й81 и отрицательная -между Глютен+ и 8й81. Характерно, что в 2009 г в отличие от 2008 г. корреляционная зависимость между содержанием дисульфидных связей белкового комплекса
(aSDS) и физическими свойствами клейковины (ИДК) или Выводы. Таким образом, проведенный анализ 84
теста (Замес) не проявилась. Причины такой реакции образцов озимой мягкой пшеницы конкурсного испыта-
рассматривались ранее [6]. Образцы с более высокой ния Белгородского НИИСХ позволил выделить перспек-
натурой зерна сильнее поражались вредным клопом тивные формы (№28/08 и №39/08) для дальнейшей се-
черепашкой (г = 0,32). Повреждение вредителем отри- лекционной работы по улучшению хлебопекарных ка-
цательно сказывалось на физических свойствах теста честв муки, а также установить значимые корреляции
(г = 0,32) и проводило к роста индекса Глютен+, то есть между индексами прибора Миксолаб и такими широко
способствовало увеличению числа водородных связей используемыми лабораторными показателями, как ков белковом комплексе. личество сухой клековины, SDS1 и др.
Литература.
1. ICC №173, 2008. Whole meal and flour from T. aestivum - Determination of rheological behavior as a function of mixing and temperature increase. ICC. Standard. Vienna.
2. Dubat A. Le mixolab Profiler: un outil complet pour le controle qualiM des blйs et des farines. Industries des Cйrйales, 2009. - №161. - p. 11-26.
3. Нецветаев В.П. Сравнение методов определения качества клейковины зерна мягкой пшеницы на приборе ИДК-1 / В.П. Нецветаев, И.П. Моторина, А.В. Петренко // Доклады РАСХН. - 2005. - №4. - С. 14-16.
4. Нецветаев В.П. Методы седиментации и оценка качества клейковины мягкой пшеницы / В.П. Нецветаев, О.В. Лютенко, Л.С. Пащенко, И.И. Попкова // Научные ведомости Белгородского государственного университета серия Естественные науки №11 (66) 2009 выпуск 9/1 - С. 56-64.
5. Созинов А.А. Методические рекомендации по оценке качества зерна / А.А. Созинов, Н.И. Блохин, И.И. Василенко и др. - М., 1977. - 172 с.
6. Нецветаев В.П. Новые подходы к оценке качества зерна озимой мягкой пшеницы / В.П. Нецветаев, О.В. Лютенко, Л.С. Пащенко, И.И. Попкова // Белгородский агромир. - 2010. - № 1(54) . - С. 27-29.
ESTIMATING QUALITY OF BRED WHEAT FLOUR IN BREEDING V.P. Netsvetaev, M.Yu. Tretyakov, O.V. Lyutenko, L.S. Pashchenko, I.I. Popkova
Summary. Evaluated the rheological properties of flour samples on 84 winter wheat samples, to establish a correlation between the indices obtained on the instrument Miksolab (Adsorption, Mixing, Gluten+, Viscosity, Amylase, Retro gradation) and accepted laboratory parameters (IDK, % moist gluten content, % dry gluten content, ДSDS, SDS1, Bushel weight of grains), as well as the degree of grain infestation by Eurygaster integriceps Put. It is allowed to allocate perspective on the quality of grain in bread winter wheat.
Key words: mixolab, IDK-analysis, gluten, triticum aestivum, sedimentation tests, disulfide bonds.
УДК 633.16.:631.51.01
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ
СИБИРИ
Н.А. ЛАПШИНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
В.Н. ПАКУЛЬ, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора
В.Ю. БЕРЕЗИН, зав. лабораторией E-mail: к[email protected]
Резюме. Представлены результаты полевых и производственных опытов по возделыванию ячменя по ресурсосберегающей технологии. Установлено, что при посеве без проведения основной обработки почвы осенью содержание продуктивной влаги в слое 0...20 см к фазе кущения сохраняется на уровне 23,3 мм против 7,5 мм на фоне отвальной осенней вспашки; измельчение и заделка зеленой массы рапса обеспечивает накопление в верхнем слое почвы в осенний период до 11,0.19,2 мг/кг нитратного азота; внекорневая подкормка водорастворимым удобрением Акварин 5 (3 кг/га) позволяет получать урожайность ячменя на уровне 4,5 т/га при сниженной (на 50 % от расчетной) дозе основного минерального удобрения.
Использование предложенных элементов в составе ресурсосберегающей технологии производства ячменя в условиях северной лесостепи Западной Сибири обеспечивает формирование урожайности ячменя на уровне 4,5...6,5 т/га.
Ключевые слова: ячмень, ресурсосберегающая технология, посев, уборка.
Выращивание зерна для обеспечения населения продуктами питания и животноводства концентрированными кормами, остается важнейшей задачей сельского хозяйства. Уменьшить затраты на его производство можно путем совершенствования технологии возделывания, создания и подбора отзывчивых на приёмы агротехники высокоадаптивных к стрессам сортов.
Среди зерновых культур, выращиваемых в Западной Сибири, особое место занимает яровой ячмень, посевы которого обеспечивают высокую продуктивность, гарантированное получение семян, раннюю продукцию для животноводства. Это универсальная культура, как по широте распространения, так и по использованию. Кемеровская область входит в число ведущих регионов Сибири по возделыванию ячменя. Еже__ Достижения науки и техники АПК, №11-2010
