CC BY
81
633.1.002.612
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИСПЫТЫВАЕМЫХ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ ЗЕРНА
Т.В. ГОРПИНЧЕНКО, З.Ф. АНИКАНОВА,
Е М. БЕЛОУСОВА
• - ■ •'/Ч:
Всероссийский центр по оценке качества сортов сельскохозяйственных культур
Качество товарной продукции растениеводства и эффективность ее промышленной переработки определяются, в первую очередь, генетически детерминированными свойствами селекционного сорта. Технологические и потребительские свойства сорта могут быть гарантированы только при условии его генетической подлинности!
Изучение хозяйственно полезных признаков новых сортов осуществляется в процессе государственного сортоиспытания. В нашей стране все отношения, связанные с созданием и использованием сортов, регулируются Законом о селекционных достижениях. Единую Госсортслужбу образуют Государственная комиссия, сортоиспытательные станции и участки, Всероссийский центр по оценке качества сортов и сеть зональных лабораторий.
В Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, только по зерновым и масличным культурам включены около 1500 сортов. Каждый из этих сортов до включения в Госреестр в течение 2-3 лет проходит обязательные лабораторные испытания качества продукции.
Испытания, проводимые Всероссийским центром по оценке качества сортов, позволяют выявлять лучшие по качеству сорта и рекомендовать зерноперерабатывающей, хлебопекарной, макаронной, кондитерской, масло-жировой, пивоваренной и иным отраслям зерновое, масличное и другое сырье с оптимальными свойствами, обеспечивающими повышение эффективности технологических процессов и качества конечных продуктов переработки, а также определять зоны формирования высококачественного сырья.
Говоря о качестве продукции сортов крупяных и зернобобовых культур, в первую очередь имеют в виду качество традиционной для России каши, предполагая хорошие вкус, запах, цвет, консистенцию, а также пищевую ценность, обусловленную химическим составом зерна.
Независимо от вида конечного продукта обязательным этапом при переработке зерна является получение крупы — процесс удаления цветковых, плодовых, у гороха — семенных оболочек. Поэтому с позиции перерабатывающей промышленности качество крупяных культур — это способность зерна обеспечить наибольший выход готовой продукции при одновременном снижении всех видов затрат— сырья, энергопотребления, времени, трудозатрат. Причем для мелких перерабатывающих предприятий технологичность зерна крупяных культур важна не менее, если не более, чем для производственных комбинатов, так как для небольших хозяйств, не имеющих вариантов маневра для
многостороннего использования сырья и побочных продуктов, возможность задействовать сорта с нужными технологическими свойствами обеспечивает безотходность производства и минимальные затраты на переработку.
Наиболее пригодные к эффективной переработке на крупозаводах сорта крупяных культур созда-* ны в нашей стране в последние 25-30 лет в результате системного изучения технологических свойств зерна. Установленные конкретные сортовые признаки, обусловливающие высокую техни-ко-экономическую эффективность переработки зерна и требуемый уровень пищевых свойств, позволили привлечь внимание селекционеров к целенаправленной работе по выведению сортов с этими свойствами.
В результате изучения морфологических особенностей зерна риса, проса, гречихи, ячменя, сорго, овса, семян гороха и других зернобобовых культур разработана унифицированная структурная схема оценки технологических и потребительских свойств сортов крупяных и зернобобовых культур, детализирующая пути и средства осуществления основной цели — выявления сортов с наилучшими сырьевыми качествами для производства крупяных продуктов.
Достоверная и оперативная оценка технологических и потребительских свойств сорта может быть получена только при условии выполнения всех элементов испытаний, предусмотренных в этой схеме.
Среди разнообразных видов зерновых культур пшеница занимает одно из ведущих мест в продовольственном сырьевом балансе страны, обеспечивая развитие ведущих отраслей пищевой промышленности, производящих разнообразные продукты питания из зерна — мукомольную, хлебопекарную, макаронную, кондитерскую.
Разные направления использования зерна пшеницы возможны только при наличии широкого технологического многообразия генетически наследуемых свойств зерна. Поэтому ресурсы продовольственной пшеницы оценивают не только количеством произведенного зерна, но и его качественным потенциалом.
Современное зерновое хозяйство, связанное с производством и переработкой сортов пшеницы, — концептуально единый сложный процесс создания наиболее потребляемых продуктов питания из зерна этой культуры. Объединяя большое разнообразие технологически самостоятельных этапов создания и использования пшеницы, он включает селекцию сортов, систему государственного сортоиспытания на их качественную пригодность для промышленной переработки, проведение сортового контроля семян как установление принадлежности растений к сорту, технологию возделывания зерна, принципы его стандартизации, а также
»2.612
Ж
Ш
бочных орта с еспечи-альные
еработ-) созда-лет в
1ЧЄСКИХ
Iі сорто-техни-аботки войств, еров к зртов с
особен-, сорго, [ультур і схема пьских рьтур, вления
'ЧШИМИ
,ГПЯНЫХ
ІОЛОГИ-может шения [НЫХ в
ультур
продо-
^спечи-
юмыш-
одукты
текар-
:а пше-рокого ки на-продо-3 коли-:ствен-
ЇН0Є с [ЦЫ, —
¡дания из зер-юобра-созда-селек-эиспы-я про-тового
ІЄЖНО-
івания
также
/Зернов
Образец госсортоучастка (500-1 ОООг)
ВТ
>вои анализ -масса 1000 зерен -цвет -форма
-наличие "крыльев” (гречиха)
: -наличие зачатков остей (овес) -наличие остей (рис) -отношение длины зерна к ширине (рис)
-глубина бороздки (ячмень) -наличие рубчика (горох) у
Ї
Технический анализ -крупность -выравненность
-разделение на фракции (гречиха) -пленчатость -влажность
А
Белок в зерне
Переработка зерна в крупу
Химический состав Органолептическая оценка
Вид зерна и вырабатываемая крупа Испытательное оборудование Анализ крупы
Г речиха — гречневая ядрица Решетный односекционный классификатор КРЛ-1. Установка для пофракционного шелушения зерна ЛВС-1 Устройство для определения пленчатости ВПГ-1. Фаринограф (для определения величины усилия по разрушению ядра) Содержание ядрицы Крупность ядра Устойчивость ядра к дроблению
Овес — овсяная недробленая Решетный классификатор ЯКТА К-294 (Петкус). Устройство для определения пленчатости зерна. Установка для шелушения зерна ЛШО-2. Установка для шлифования ядра УЛШ-2. Цвет. Содержание дробленого ядра.
Рис — рис шлифованный Установка для шелушения и шлифования зерна ЛУР-2М. Диафаноскоп для определения трещиноватости зерна. Устройство для механизированного измерения линейных размеров зерновки. Устройство для определения пленчатости (Сатаке). Нешлифованные зерна риса: -трещиноватость, -стекловидность, -содержание красных зерен, -содержание зеленых зерен. Крупа: -содержание целого ядра, -щелочная проба, -клейстеризация крахмала, -йодно-голубая проба.
Просо — пшено шлифован-, ное Решетный двухсекционный классификатор. Установка для шелушения и шлифования зерна ЛУП-1 М. Устройство для определения пленчатости (Сатаке). Цвет. Содержание дробленого ядра. Стекловидность. Содержание испорченного ядра.
Ячмень V перловая Решетный классификатор (Фогель). Голлендр для шелушения и шлифования зерна (Сатаке). Цвет. Форма и однородность ядер по размеру.
Горох — ГО-, рох цельный шелу-шеный полированный Решетный односекционный классификатор для гороха. Установка для шелушения и шлифования семян ЛШЯ-2. Содержание колотых и, целых семян.
промышленную переработку зерна в муку И производство из нее готовых изделий. Этот взаимосвязанный многогранный процесс требует глубоко научных подходов к каждому из перечисленных этапов единой системы формирования и использования качественного потенциала зернового сырья.
Только обоснованный выбор признаков и свойств зерна для оценки сортов пшеницы позволяет научно аргументированно характеризовать сорта как сырье для целевого использования в перерабатывающих отраслях и на этой основе прогнозировать возможности совершенствования и расширения существующей производственной базы и создания новых прогрессивных направлений пищевой промышленности, связанных с переработкой зерна.
Посевами пшеницы в Российской Федерации занята площадь свыше 25 млн га, что требует большого разнообразия сортов.
В реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории России в 1999 г., включено 284 сорта пшеницы двух ботанических видов: 39 сортов твердой пшеницы ТгШсшп
durum и 245 сортов обыкновенной пшеницы Triticum aestivum.
Технологические качества возделываемых видов пшеницы различны и имеют целевое назначение: твердые пшеницы используют в макаронном производстве, обыкновенные пшеницы (или, как их недостаточно точно называют, ’’мягкие” пшеницы) —в хлебопекарном и кондитерском производствах. Направления использования пшеницы связаны с генетическими свойствами зерна каждого вида, определяющими оптимальные параметры качества получаемой из него пищевой продукции.
В основе технологической разнокачественности возделываемых видов пшеницы лежит, прежде всего, генетически наследуемый признак — твердость эндосперма. Этот признак определяет энергетические параметры процесса помола зерна и гранулометрические характеристики получаемой из него муки. Последние, в свою очередь, непосредственно связаны с природными технологическими свойствами зерна пшеницы как сырья для макаронного, хлебопекарного и кондитерского производств.
Впервые проведенные исследования всех пшениц отечественной селекции, возделываемых на
территории Российской Федерации, по признаку твердости эндосперма позволили выявить ряд закономерностей, существенных для характеристики сортового потенциала зерна и его дальнейшего производственного использования в качестве сырья для переработки. Исследования показали, что большей природной твердостью эндосперма характеризуются сорта твердой пшеницы ботанического вида Triticum durum, относящиеся в государственном стандарте "Пшеница. Требования при заготовках и поставках” к II и VI типам: их индекс твердости, определяемый на приставке-твердомере к пластографу Брабендера, варьирует от 109,0 до 184,0 ед. Бр/%. Соответственно изменяется средний размер частиц, определяемый на приборе АДП-3, и индекс размера частиц (табл. 1).
краснозерные пшеницы также достигают высокого индекса твердости, однако вкрапления красной оболочки зерна в макаронные изделия несколько снижают их товарный вид. Озимые пшеницы менее пригодны для производства макаронных изделий.
Самый низкий предел по твердости имеют озимые белозерные пшеницы — 46,6 ед.
Технологические различия привели к необходимости классификации всех возделываемых сортов пшеницы обоих ботанических видов по признаку твердозерности; группа высокотвердозерных — сорта вида Triticum durum с индексом твердости выше 100 ед. и две группы сортов видаTriticum aestivum — твердозерные с индексом твердости
Таблица 1
Тип пшеницы по ГОСТ 9353-90
Количество
образцов
Твердозерность
Индекс твердости, ед. Бр/%;,
Средний размер частиц, мКм
Индекс размера частиц, %
I. Мягкая яровая краснозерная
II. Твердая яровая
VI. Твердая озимая , ■ ¡--:г
III. Мягкая яровая белозерная
IV. Мягкая озимая краснозерная'
V. Мягкая озимая белозерная,
173
■46
89
187
13
19,6-78,1.
109,0-184,0
24.-1-87,2
22,1-60,0
21,1-46,6
¡2.2-25.4
27,8-34,3
13,2-26,7
11,7-24,6
11,6-23,1
16,0-28,0
6,2-8,1 j
14.6-26,5 :
15.6-29,5 :
18,1-28,5 !
Высокая твердость эндосперма яровой и озимой твердой пшеницы обеспечивает лучшее качество изготовляемых из них макаронных изделий. Однако по хлебопекарным свойствам пшеницы durum не достигают уровня лучших мягких пшениц, что делает нецелесообразным использование твердых пшениц в хлебопечении.
Сорта обыкновенной пшеницы, Triticum aestivum, характеризуются менее твердым эндоспермом, индекс твердости их изменяется в границах от 19,4 до 87,2 ед. Типы пшениц этого вида — I, III, IV и V — основное сырье для выбаботки хлебопекарных и кондитерских изделий.
В каждом из указанных типов пшениц встречаются разные по твердости эндосперма сорта. Самого высокого уровня твердозерности у обыкновенных пшениц достигают сорта яровой пшеницы. У белозерных яровых сортов Новосибирская-67 и Кантегирская-89 индекс твердости достигает 87,2 ед. Столь высокая твердость эндосперма и белый цвет оболочки зерна делают эти сорта лучшим сырьем для производства макаронных изделий из обыкновенных хлебопекарных пшениц. Яровые
Группа ’ !
^твердозерности'
более 35 ед. и мягкозерные с индексом твердости менее 35'ед. (табл. 2).
Группы обыкновенной пшеницы, различающиеся по твердозерности, имеют разные мукомольные и хлебопекарные качества. Твердозерные хорошо размалываются, характеризуются меньшей энергоемкостью процесса помола и дают муку, значительно отличающуюся от муки .мягкозерных сортов по гранулометрическому составу. Пшеницы с высокими хлебопекарными свойствами встречаются только среди твердозерных сортов. Однако среди них имеются сорта с генетически низкими хлебопекарными качествами, так называемые слабые пшеницы. Их не следует отождествлять с мягкозерными пшеницами. Слабые пшеницы с высокой твердо-зерностью имеют хорошие мукомольные качества, высокую водопоглотительную способность по фа-ринографу и гранулометрический состав муки на уровне твердозерных сортов, но хлебопекарные качества у них низкие.
Мягкозерные пшеницы медленнее размалываются, дают более тонкую по гранулометрическому составу муку с низкими показателями физических свойств теста по альвеографу, Такие сорта не
,. | ' Таблица 2
Ботанический вид пшеницы
Твердозерность
Высокотвердозерные
Твердозерные
Мягкозерные
Triticum durum Triticum. aesiivum
Индекс твердости, ед. Бр/%
100 и выше
Зб.О-ЭЭ.Э До. 35,0
Средний размер частиц, мКм
28.0-35,0
16.0-27,9
11.0-15,9
Иідакс размера частиц. %
11,9-6,0
ЙІ ,9-12.0
29,0-22,0
I
бывают сильными. Использование мягкозерных сортов в общей массе хлебопекарных пшениц при помоле может ухудшать мукомольные и хлебопекарные свойства высококачественных сортов. Однако мука мягкозерных пшениц является лучшим сырьем для выработки мучных кондитерских изделий типа крекеров, обеспечивая не только низкое водопоглощение теста, но и нежную консистенцию готовых изделий.
Сегодня о мукомольных свойствах зерна пшеницы судят по консистенции эндосперма, определяемой визуально по стекловидности. Однако стекло-видность зерна — не генетический признак сорта: она зависит от внешних условий, в которых зерно находилось в период созревания и уборки. Стекло-видность не является синонимом твердости зерна. Это утверждение справедливо только в пределах одного сортообразца: в нем больший процент общей стекловидности характеризует большую твердость зерна. Однако если сравнить два разных по природной твердости сорта, например Саратов-ская-42 и Луганская-4, отобрав у каждого из них отдельно полностью стекловидные и полностью мучнистые зерна, то последние сорта Саратовская-42 характеризуются большим индексом твердости — 38,7 ед., чем полностью стекловидные зерна сорта Луганская-4 — 35,9 ед. Поэтому высокая стекловидность партии зерна не может быть однозначно определяющим признаком его высокой твердозерности.
Максимальная генетически присущая сорту твердозерность проявляется при 100%-й стекловидности зерна. Разница между показателем твердости у полностью стекловидных и полностью мучнистых зерен в одном и том же сортообразце тем больше, чем выше генетическая твердость сорта. Особенно велика она у пшениц вида durum, имеющих наиболее твердый эндосперм. Достигая величины 91 ед., она показывает, сколь важна роль стекловидности для товарного зерна такой пшеницы и для обеспечения лучших технологических параметров теста и высокого качества макаронных изделий.
Данные влияния консистенции зерна на технологические свойства пшеницы (табл. 3) показывают, что полностью стекловидное зерно характеризуется большим содержанием клейковины, более высокими показателями физических свойств теста и большим объемным выходом хлеба.
Влияние почвенно-климатических условий производства зерна на изменение показателя твердости сорта было впервые исследовано нами на
конкретных сортах пшеницы, обладающих достаточно высокой пластичностью и занимающих значительные площади возделывания. Изучение показателя твердости у отдельного сорта пшеницы, выращенного в разных климатических зонах, позволило выявить влияние экологических факторов на изменение признака и подтвердить его генетическую природу. Так, результаты, полученные ,по 74 образцам озимой красной пшеницы IV типа Мироновская-808, выращенной в течение 4 лет в 28 областях ее производства и имевшей разную стекловидность зерна (47-99%) и разное содержание белка (10,0-16,5%), дают основания считать, что условия производства зерна оказывают влияние на изменение твердости эндосперма: интервал изменений индекса твердости для данного сорта достаточно широк — 36,4-50,4 ед. Однако это позволяет классифицировать сорт как твердозерный, что соответствует его технологическим свойствам.
Аналогичные данные получены по ряду других сортов, относящихся ко всем шести типам пшеницы, включая твердую durum. Они также подтверждают генетическую наследуемость признака твердозерности у различных сортов пшеницы. Изменения твердости эндосперма зерна отдельного сорта под влиянием климатических условий не настолько, однако, велики, чтобы вывести сорт за пределы определенной для него группы по твердости.
Выявить из проведенных опытов достоверную связь между изменениями индекса твердости, с одной стороны, и стекловидностью и содержанием белка — с другой, при выращивании сорта в различных почв,енно-климатических зонах не удалось — это не нашло подтверждения при определении парной корреляции между признаками. Так, для сорта Мироновская-808 коэффициент корреляции между индексом твердости и стекловидностью равен 0,3, а между индексом твердости и содержанием белка — 0,2.
Признак твердозерности можно считать сортовым технологическим признаком пшеницы: твердозерные и мягкозерные сорта имеют разные технологические’ свойства. Однако этот признак в пределах каждой группы по твердости непосредственно не связан с хлебопекарной силой сортов.
В результате проведенных исследований характеристика сортов пшеницы по признаку твердозерности была введена в методику государственного сортоиспытания пшеницы и в классификацию сортов по хлебопекарной силе. Это позволяет углубить оценку качественного потенциала селекционных
Таблица -3
Консистенция зерна Клейковина Фаринограф Альвеограф Объем хлеба из 1000 г муки, мл
Количество, % ИДК впс, % Разжижение, ед. Валориметри-чеекая оценка, % Р, мм W, ед.
Мягкая пшеница: стекловидная 24,2 50 56,6 80 45 149 293 950
мучнистая 15,1 70 52,6 140 31 57 137 860
Твердая пшеница: стекловидная 32.2 75 66.6 75 47 134 Й8 700
мучнистая 18,4 95 69,4 135 29 64 78 540
сортов и получить исчерпывающую их характеристику как сырья для перерабатывающих отраслей пищевой промышленности.
Экономически значимый на народнохозйствен-ном уровне результат применения системы оценки качества — выявление среди многообразия сортов таких, которые наиболее полно отвечают требованиям пищевой ценности, потребительских свойств и современных технологий производства. Основным критерием для этого является соответствие свойств сортов классификационным нормам для включения в единые для страны списки ценных по качеству сортов. Разработаны основные классификационные требования (нормы) к качеству сортов важнейших для нашей страны сельскохозяйственных культур. Только в 1999 г. из числа сортов, зарегистрированных в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, в списки сильных, ценных и наиболее высококачественных включены 168 сортов озимой и яровой пшеницы, 118 — крупяного овса и ячменя, 101 сорт риса, проса и гречихи, 49 продовольственных сортов зернобобовых культур, 31 сорт пивоваренного ячменя, 95 высокомасличных сортов и гибридов подсолнечника, 42 безэруковых и низкоглюкозинолатных сорта рапса, горчицы и сурепицы.
Государственный уровень реализации системы оценки качества сортов свидетельствует о том, что принцип сортовой принадлежности к спискам сильных и ценных сортов положен в основу товарной классификации в государственных стандартах, определяющих технические требования к зерну важнейших сельскохозяйственных культур. Так, в соответствии с требованиями стандартов при заготовках и поставках зерно пшеницы, овса, гречихи,
риса, ячменя и др. (ГОСТ 9353-90, ГОСТ 28673-90, ГОСТ 19092-92, ГОСТ 6293-90 и др.) может быть отнесено к высшим классам качества только при условии, если оно относится к сорту, включенному в списки сильных и ценных сортов. Предприятия, учитывая при переработке зерна его сортовую принадлежность, получают гарантии, обеспечивающие эффективность технологических процессов и качество продукции.
Объективность данных, получаемых на основе применения системы оценки качества сортов, подтверждается результатами использования лучших районированных сортов в производящих и перерабатывающих отраслях агропромышленного комплекса. Достоверность и оперативность оценки позволяет исключать из процесса дальнейшего государственного испытания и, следовательно, не допускать к производственному возделыванию низкокачественные сорта, не выдерживающие конкурсных требований, что дает возможность избежать потерь на всех этапах технологического потока производства и переработки.
Комплексная оценка технологических свойств и пищевой ценности Сортов, проходящих государственное сортоиспытание, способствует повышению нижнего порога качества сортовых ресурсов страны. Качество сырьевых ресурсов является ориентиром в текущей сортовой политике, показателем уровня продовольственной безопасности страны, служит одним из условий отказа от импорта зерна.
Отдел технологии крупяных культур ! г
и пивоваренного ячменя
Отдел технологии пшеницы г„
Поступила 2!.02.2000 г. ' .. ’
635.655.002.612
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СОРТА И УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ СОИ НА БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЕМЯН
B.C. ПЕТИБСКАЯ, С.В. НАЗАРЕНКО, В.ф, БАРАНОВ, A.B. КОЧЕГУРА
Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур
Кубанский государственный технологический университет
Анализ структуры питания населения нашей страны показал, что особенно остро стоит проблема недостаточного потребления белка и витаминов [1]. Ликвидировать дефицит белка в ближайшее время за счет продуктов животноводства не представляется возможным. Частично эту проблему белкового дефицита можно решить за счет введения в рацион питания высокобелковых сельскохозяйственных культур, одной из которых является соя.
Для России соя — нетрадиционная культура. Интерес к ней периодически возникал и угасал. Это объясняется не только невысокими урожаями и отсутствием эффективных технологий ее переработки в белковые продукты, но и содержанием, наряду с большим количеством белка и масла
хорошего качества, компонентов антипитательно-го характера.
Нами проведена работа по изучению биохимического состава соевых семян в Зависимости от биологических особенностей сорта и условий выращивания в пяти зонах Краснёдарского края.
Обнаружено, что содержание белка в семенах сои колеблется в широких пределах: от 31,9 до 44,9% (табл. 1). Одни и те же сорта, выращенные в разные годы, но в одной зоне, имеют меньшие различия по содержанию, чем выращенные в один и тот же год, но в разных природно-климатических зонах. Так, семена сои различных сортов из Ку-щевского района (ОАО ’’Кубанское”) имеют белковость в среднем на 6-11 абсолютных, процентов ниже, чем семена тех же сортов, выращенных Центральной экспериментальной базой (ЦЭБ) ВНИИМК и ООО ’’Кропоткинские ФКХ АККОР-АГРО”. Наибольшая биологическая ценность семян, вследствие повышенного содержания в них аминокислот, в том числе незаменимых, отмечается у сортов Фора, Веста и Быстрица-2, выращен-
