CC BY
71
DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10807 УДК633.14:664.746
Структурно-функциональная характеристика пентозанов муки и теста сортов озимой ржи
М. Л. ПОНОМАРЕВА, С. Н. ПОНОМАРЕВ, Г. С. МАННАПОВА, Л. Ф. ГИЛЬМУЛЛИНА, Л. В. ИЛАЛОВА, Г. М. ГАДЕЛЬЗЯНОВА, Н. Ш. ХУСАИНОВА
Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - обособленное структурное подразделение федерального исследовательского центра КазНЦ РАН, ул. Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Российская Федерация
Резюме. Цель работы - сравнить технологические свойства цельнозерновой муки и теста, обусловленные количественным и качественным составом арабиноксиланов, у современных сортов озимой ржи с использованием разных методов оценки. Опыты по исследованию вязкостных свойств пентозанов водно-шротовых суспензий и реологических свойств теста проводили на 10 сортах ржи российской селекции. Полевые эксперименты выполнены в 2016-2018 гг. в Лаишевском районе Республики Татарстан. Поиск новых методик косвенных оценок вязких свойств арабиноксиланов через набухаемость и водопоглотительную способность осуществляли с использованием амилографа и фаринографа фирмы Brabender. Сорт Парча отличался очень высокой температурой клейстеризации (>73 °С) в сочетании с большой высотой амилограммы. Максимальная в опыте высота амилограммы (750 е.а.) выявлена у Популяции 17. Сорта Огонек и Подарок характеризовались наименьшим содержанием водорастворимой фракции пентозанов (1,55 и 1,53 %), вязкости водного экстракта (16,3 и 17,2 сСт) и наибольшей скоростью набухания (5,7 и 5,75 е.а./мин). Межсортовая изменчивость по показателям, регистрируемым на графиках набухания, была значительной. С помощью «теста на набухание», можно оценивать и отбирать ценный селекционный материал озимой ржи целевого направления использования. Исследуемые сорта ржи различались только по устойчивости теста и оценке качества по фаринографу. Лучшие структурно-механические свойства теста отмечены у сорта Зилант (устойчивость теста 4,8 мин, качество по фаринографу 60,5 мм). Для селекционных целей показатель вязкости водного экстракта ржаного шрота - эффективный косвенный тест для количественной оценки содержания арабиноксиланов. Установлена сильная положительная корреляция между величиной этого показателя и максимальным набуханием (r=0,94), температурой пика клейстеризации (r=0,72), числом падения (r=0,82). Ключевые слова: озимая рожь (Secalecereale L.), качество зерна, пентозаны, арабиноксиланы, число падения, вязкость водного экстракта, амилограф, тест на набухание, фаринограф.
Сведения об авторах: М. Л. Пономарева, доктор биологических наук, главный научный сотрудник (е-mail: [email protected]); С. Н. Пономарев, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник; Г. С. Маннапова, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник; Л. Ф. Гильмуллина, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник; Л. В. Илалова, научный сотрудник; Г М. Гадельзянова, младший научный сотрудник; Н. Ш. Хусаинова, младший научный сотрудник. Для цитирования: Структурно-функциональная характеристика пентозанов муки и теста сортов озимой ржи / М. Л. Пономарева, С. Н. Пономарев, Г С. Маннапова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 8. С. 33-37. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10807.
Structural and Functional Characteristics of Flour and Dough Pentosans of Winter Rye Varieties
M. L. Ponomareva, S. N. Ponomarev, G. S. Mannapova, L. F. Gil'mullina, L. V. Ilalova, G. M. Gadel'zyanova, N. Sh. Khusainova
Tatarian Agricultural Research Institute - autonomous structural subdivision of the Federal Research Center of the Kazan Scientific Center of the RAS, ul. Orenburgskii trakt, 48, Kazan', 420059, Russian Federation
Abstract. The purpose of the work was to compare the technological properties of wholegrain flour and dough stipulated by the quantitative and qualitative composition of arabinoxylans in modern varieties of winter rye using different evaluation methods. Experiments to study the viscosity properties of pentosans of water-meal suspensions and the rheological properties of dough were conducted on 10 varieties of rye bred in Russia. Field experiments were performed in 2016-2018 in Laishevsky district ofthe Republic ofTatarstan. New methods for indirect estimates of the viscous properties of arabinoxylans through swelling ability and water absorption capacity were searched using an amylograph and a pharynograph from Brabender. Parcha variety was characterized by a very high gelatination temperature (more than 73 C) in combination with a high amylogram height. The maximum amylogram height in the experiment (750 a.u.) was found in Populatsiya 17. Ogonyok and Podarok varieties were characterized by the lowest content of the water-soluble fraction of pentosans (1.55% and 1.53%), aqueous extract viscosity (16.3 cSt and 17.2 cSt) and the highest swelling rate (5.7 a.u./min and 5.75 a.u./min). Intervarietal variability in terms of the indicators recorded on the swelling graphs was significant. Swelling test made it possible to evaluate and select valuable breeding material of winter rye for the intended use. The studied rye varieties differed only in the dough stability and quality assessment using farinograph. The best structural and mechanical properties of the dough were noted in Zilant variety. Dough stability was 4.8 min; quality according to the farinograph was 60.5 mm. The viscosity index of an aqueous extract of rye meal is an effective indirect test to quantify the content of arabinoxylans for breeding purposes. A strong positive correlation was established between the value of this indicator and the maximum swelling (r = 0.94), gelatinization peak temperature (r = 0.72), and the falling number (r = 0.82). Keywords: winter rye (Secale cereale L.); grain quality; pentosans; arabinoxylans; falling number; aqueous extract viscosity; amylograph; swelling test; pharynograph.
Author Details: M. L. Ponomareva, D. Sc. (Biol.), chief research fellow (e-mail: [email protected]); S. N. Ponomarev, D. Sc. (Agr.), chief research fellow; G. S. Mannapova, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; L. F. Gil'mullina, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; L. V. Ilalova, research fellow; G. M. Gadel'zyanova, junior research fellow; N. Sh. Khusainova, junior research fellow.
For citation: Ponomareva M. L., Ponomarev S. N., Mannapova G. S., Gil'mullina L. F., Ilalova L. V., Gadel'zyanova G. M., Khusainova N. Sh. Structural and Functional Characteristics of Flour and Dough Pentosans ofWinter Rye Varieties. Dostizheniya naukiitekhniki APK 2019.Vol. 33. No. 8. Pp. 33-37 (in Russ.).DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10807.
Рожь (Беса!е сегеа1е L.) - важная зерновая культура, выращиваемая преимущественно в странах Восточной, Центральной и Северной Европы. Так, по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных наций ^АОБТАТ), в 2017 г. доля европейской ржи в общемировом производстве составила 80 % [1]. В Российской Федерации эту культуру в основном выращивают в регионах с суровым климатом и бедными почвами.
Зерно ржи - источник клетчатки или диетических (пищевых) волокон, в состав которых входят углеводные полимеры, состоящие из пентозанов, целлюлозы, р-глюканов, фруктанов и лигнина. Они различаются по своей химической структуре, физическим свойствам и проявляют разнообразные физиологические эффекты [2]. В последние годы активно исследуют биохимию и функциональные свойства некрахмальных полисахаридов (НПС). Наиболее важные их
особенности - комбинация биоактивности и технологических функций [3], а преимущество - антиоксидантная и противораковая активность, снижение риска развития сердечнососудистых заболеваний и диабета 2 типа, улучшение липидного обмена, повышение иммунитета [4].
Наиболее важный функциональный ингредиент зерна ржи - пентозаны, состоящие в основном из арабинозы и ксилозы [5, 6]. Эти вещества чаще называют «арабинокси-ланами» (АК) - это гидрофильные некрахмальные полисахариды, которые могут связывать большое количество воды и формировать оксидативные гели [7]. Арабиноксиланы образуют гетерогенную группу соединений, у которой соотношение арабинозы к ксилозе, содержание феруловой группы и степень полимеризации могут существенно отличаться [8].
Результирующий показатель многих свойств некрахмальных полисахаридов (количество пентозанов, их растворимость, структура, молекулярный вес и др.) - вязкость раствора. Поэтому ее часто используют как косвенную характеристику содержания АК [9]. Структурные особенности АК, определяемые по вязкости раствора и обусловливающие их функциональную активность, - важные селекционные признаки [10].
Совершенствование ржаного хлебопечения предполагает создание высокопродуктивных сортов с максимальным содержанием и оптимальной химической структурой арабиноксиланов в сочетании с другими показателями качества зерна. Водоудерживающая способность пентозанов влияет на качество хлеба, а именно на его структуру, внешний вид, цвет, вкус, скорость черствения [11, 12]. При этом в случае скармливания животным больших количеств ржаного корма замедляется желудочно-кишечный транзит и снижаются показатели их продуктивности [13, 14].
Генетические детерминанты играют значительную роль в определении АК. Их количество варьирует не только в зависимости от вида злака, но и от сорта [15, 16]. Агротехнические и погодно-климатические факторы в период вегетации так же могут воздействовать на содержание АК [17].
Традиционно, свойства ржаной муки, а также активность а-амилазы при высоких температурах изучают на амилографе Брабендера и приборе для определения числа падения Хагберга-Пертена. Число падения (ЧП) отражает активность а-амилазы в эндосперме, обусловленную прорастанием зерна в колосе. Высокая водоудерживающая способность пентозанов увеличивает температуру клей-стеризации крахмала и вязкость водно-мучной суспензии, регистрируя высокое число падения [9]. Поэтому селекция ржи на устойчивость к прорастанию зерна косвенно способствует увеличению содержания пентозанов. Вязкость клейстеризованной водно-мучной суспензии ржаного шрота также определяют на амилографе Брабендера. Амилографические исследования описывают ее способность к набуханию и клейстеризации при нагревании. Чем выше вязкость суспензии «ржаной шрот - вода», тем ниже амилолитическая активность муки. Таким образом, число падения и высота амилограммы дают важную информацию о феномене клейстеризации крахмала и степени, в которой он находится под влиянием амилолитических ферментов. Хорошая ржаная мука должна показывать максимальное значение амилограммы 520 е.а. вместе с максимальной температурой 67,5 °С и ЧП 150.. .160 с [18].
Цель исследования - сравнить технологические свойства цельнозерновой муки и теста, обусловленные коли-
чественным и качественным составом арабиноксиланов у современных сортов озимой ржи с использованием разных методов оценки.
Условия, материалы и методы. Работу выполняли в ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН в 2016-2018 гг. Для анализа использовали 10 сортов озимой ржи конкурсного сортоиспытания, среди которых 8 - генотипы разных этапов собственной селекции (Татарская 1, Эстафета Татарстана, Радонь, Огонек, Тантана, Подарок, Зилант, Популяция 17) и 2 - сорта из других селекционных учреждений России (Парча и Памяти Кунакбаева). Стандартом служил сорт Радонь. Все сорта возделывают в зоне исследования или признаны перспективными. Пробы физиологически зрелого зерна отбирали после уборки. Конкурсное сортоиспытание закладывали на опытных полях, базирующихся в Лаишевском районе Республики Татарстан (55°38'60" с.ш., 49°18'25" в.д.). Агрохимические показатели селекционного севооборота типичные для среднесуглинистого типа серой лесной почвы: содержание гумуса - 2,9 % (ГОСТ 26213-91); кислотность солевой вытяжки - 5,7 ед. рН (ГОСТ 26483-85); содержание щелочно-гидролизуемого азота - 112,0 мг/кг (по Корнфилду); Р2О5 - 183 мг/кг; Кр - 56,5 мг/кг (ГОСТ 26207-91); гидролитическая кислотность - 1,6 мг-экв./100 г (ГОСТ 26212-91).
Посев делянок площадью 12 м2 в четырехкратной по-вторности осуществляли селекционной сеялкой ССФК-7.
Метеоусловия в период налива и созревания зерна (июнь-июль) в годы исследований складывались по разному (табл.1) - в 2016 г. отмечали острую засуху, в 2017 г. - оптимальное увлажнение, в 2018 г. - недостаточное увлажнение.
Таблица 1. Характеристика метеоусловий налива и созревания зерна (июнь-июль)
Показатель 1 Норма 2016 г. 2017 г. 2018 г.
Среднемесячная температура воздуха, оС 20,2 22,5 19,7 22,3
Сумма эффективных температур выше +5оС 471 543 455 536
Сумма осадков, мм 67 20 95 54
ГТК 1,07 0,29 1,55 0,78
Размол зерна для получения цельносмолотой муки со 100 %-ным выходом (шрота) проводили на мельнице Perten Instruments Laboratory Mill 3100 с использованием сита с размером ячеек 0,8 мм. Для помола брали среднюю пробу зерна массой 300 г, отбор навесок осуществляли согласно ГОСТ 13586.5-85.
Водную экстракцию образцов для биохимического определения содержания водорастворимых пентозанов (ВРП) и вязкости водного экстракта (ВВЭ) проводили при температуре 30 оС. Для анализа вязкости использовали аликвоты образцов водных экстрактов, приготовленныхпо методике D. Boros с соавторами [19]. Кинематическую вязкость водного экстракта (ВВЭ) регистрировали капиллярным вискозиметром ВПЖ-1 (с диаметром капилляра 1,52 мм Labtex) в двух повторениях (S.D.<5 %) и выражали в сантистоксах (cSt) [17]. Содержание ВРП определяли микрометодом с использованием реактива орцинол-HCl [20, 21].
Число падения (ЧП) измеряли на приборе Хагберга-Пертена FN 1500 (Perten Instruments GmbH, Германия) в секундах (с) в соответствии со стандартом ISO 3093 (2009). Содержание сырого протеина (Б) определяли по Кьельдалю (коэффициент пересчета 6,25). Максимальную вязкость суспензии и температуру начала и максимальной клейстеризации измеряли на амилографе Brabender (Germany) по ГОСТ ISO 7973-2013.
Набухание водно-шротовой суспензии (swelling test) оценивали по [22]. Для построения кривых набухания на приборе Amylograph Brabender использовали 130 г ржаного шрота. Процесс набухания регистрировали в течение 30
Таблица 2. Технологические параметры сортов озимой ржи (среднее за 2016-2017 гг.)
Сорт Число падения, с Высота амилограммы, е.а. Температура начала клейстеризации, °C Tемпера-тура пика клейстеризации, °C Время клейстеризации, мин Содержание водорастворимых пентозанов, % Вязкость водного экстракта, сСт
Татарская 1 178bcd 655bsd 53,9ab 70,5abc 11,1b 1,69abcd 31,30c
Эстафета Татарстана 157ab 510ab 53,6ab 70,1ab 11,0b 1,74d 26,50bc
Радонь 178bcd 600abcd 54,6bc 71,8bcd 11,5bc 1,70bcd 27,40c
Огонек 150a 520ab 54,0ab 69,6a 10,4a 1,50ab 16,30a
Тантана 185d 599abcd 55,4c 72,0bcd 11,1b 1,75d 26,60c
Подарок 160abc 455a 53,1a 69,9ab 11,2b 1,53ab 17,20a
Зилант 189d 615abcd 54,6bc 71 7abcd 11 4bc 1,76d 29,70c
Популяция 17 188d 750d 54,0ab 71,9bcd 11,9cd 1,74d 42,80e
Парча 198d 740cd 54,0ab 73,1d 12,7e 1,52a 38,70de
Памяти Кунакбаева 180cd 700bcd 54,0ab 72,3cd 12 2de 1,73cd 29,20c
* а...е - различия между вариантами с одинаковыми буквами в колонках статистически не достоверны (р<0,05).
мин при постоянной температуре 30 °C в виде амилографи-ческих кривых, на основе которых определяли следующие характеристики - начальное (НН) и максимальное (МН) набухание (в единицах прибора), время набухания (ВН) в минутах, скорость набухания (СН) (ед. амилографа/мин).
Для оценки реологических свойств теста использовали прибор Farinograph Brabender (Германия) согласно ICC 115/1. Помол зерна для этого анализа проводили на мельнице CHOPIN CD1 (Франция) по стандарту ISO 27971. Водопоглощение цельнозерновой ржаной муки измеряли следующим образом: 200 г муки (при влажности 14 %) смешивали с дистиллированной водой в фаринографи-ческой емкости (300 г) до конечной консистенции теста 300±10 единиц фаринографа, согласно методике M. Y. Kim с соавторами [23]. На фаринограммах регистрировали водопоглотительную способность (ВПС), валориме-трическую оценку (ВО), время образования теста (ВОТ), устойчивость теста (УТ), степень разжижения теста (СРТ), число качества фаринографа (ЧКФ).
Для проведения статистической обработки использовали пакет программ XLSTAT.
Результаты и обсуждение. В наших исследованиях содержание белка в зерне варьировало от 9,86 до 11,09 %. Число падения образцов изменялось от 150 с (Огонек) до 198 с (Парча). Высота амилограммы варьировала от 455 до 750 е.а., температура максимальной вязкости - от 69,6 до 73,1 °C, температура начала клейстеризации - в пределах 53,1...55,4 °С (табл. 2). Максимальная ВА отмечена у Популяции 17. Сорт Парча характеризовался очень высокой температурой клейстеризации (>73 °C) в сочетании с ВА. Эти параметры очень важны для оценки восприимчивости крахмала к ферментативной деградации и способности крахмала к набуханию и клейстеризации.
Наибольшая вязкость водного экстракта отмечена у Популяции 17 (42,8 сСт). Сорта Огонек и Подарок характеризовались наименьшим содержанием водорастворимых пентозанов (1,55 и 1,53 % соответственно). Близкую к этим сортам величину признака ВРП имел сорт Парча (1,52 %), но она сочеталась со значительной вязкостью водного экстракта (38,7 сСт). Сорта Зилант, Тантана и Эстафета Татарстана отличались самым высоким содержанием водорастворимых пентозанов.
В дополнение к используемым показателям мы провели оценку технологических свойств муки и теста, определяющих вязкие свойства АК, через набухае-мость и водопоглотительную
Таблица 3. 2017 гг.)
способность. Исследуемые сорта хорошо дифференцированы по параметрам набухания (табл. 3). Его начало варьировало на уровне от 375 (Огонек) до 610 (Популяция 17) е.а., максимальное набухание изменялось от 560 до 855 е.а. Выявлены достоверные различия между сортами по скорости набухания. Наибольшими величинами этого показателя характеризовались сорта Огонек и Подарок (5,70 и 5,75 е.а./мин соответственно).
Отмечена существенная межсортовая вариация по скорости набухания (СУ=32,5 %) и вязкости водного экстракта (^=28,6 %). Чем больше различий между сортами выявлено, тем выше возможности для отбора альтернативных генотипов.
Способность ржаной муки поглощать и удерживать воду (ВПС) определяет количество хлеба, замешиваемого из 100 кг муки. ВПС ржаного шрота изученных сортов варьировала от 63,7 до 65,8 % (табл. 4).
Межсортовые различия по ВПС и ВОТ не были статистически значимыми. Амплитуда изменчивости устойчивости теста варьировала от 1,7 до 4,8 мин при среднем значении 2,5 мин. Более высокая величина этого показателя означает, что мука более ценна для хлебопечения, что характерно для сорта Зилант. Он характеризовался и самой высокой оценкой качества по фаринографу (60,5), тогда как у сорта Огонек, величина этого показателя была в два раза ниже (30,5 мм). Из всех реологических свойств, измеренных на фаринографе, только по ЧКФ выявлена значительная межсортовая вариация (^=26,0 %).
Сорт Парча отличался очень высокой температурой клейстеризации (>73 °С) в сочетании с высокой высотой амилограммы. Наибольшая величина этого показателя (750 е.а.) была зарегистрирована у перспективной Популяции 17, которая готовится для передачи на государственное испытание как сорт с отличными качествами для хлебопечения. Все другие сорта также характеризовались высокими хлебопекарными достоинствами.
Параметры набухания сортов озимой ржи (среднее за 2016-
Сорт Начало набухания, е.а. Максимальное набухание, е.а. Время набухания, мин Скорость набухания, е.а./мин
Татарская 1 510bcd 700abcd 21,5ab 7,65abc
Эстафета Татарстана 505bcd 660abc 18,75a 10,30cd
Радонь 418ab 650abc 24,5b 9,60bc
Огонек 375a 560a 29,0c 5,70a
Тантана 535bcd 745bcd 21,5ab 10,55cd
Подарок 465ab 583ab 21,0ab 5,75a
Зилант 535bcd 705abcd 20,5ab 8,55abc
Популяция 17 610d 855d 22,0ab 13,15def
Парча 470abc 810cd 23,0ab 14,60f
Памяти Кунакбаева 550cd 748bcd 23,5b 14,45ef
* а..Л - различия между вариантами с одинаковыми буквами в колонках статистически не достоверны (р<0,05).
Таблица 4. Фаринографическая оценка сортов озимой ржи (среднее за 2016-2017 гг.)
Сорт Водопогло-тительная способность, % Время образования теста, мин Устойчивость теста, мин Степень разжижения, е.ф. Валори-метрическая оценка, % Степень качества по фаринографу, мм
Татарская 1 63,7 2,2 4,1bc 102,0 39,0 53,0bc
Эстафета Татарстана 64,1 2,5 2,1a 89,0 43,0 35,5a
Радонь 64,5 2,4 2,0a 84,5 43,0 37,0a
Огонек 64,0 2,0 1,7a 106,0 38,5 30,5a
Тантана 64,9 2,2 2,5a 90,5 43,0 34,0a
Подарок 64,3 2,2 2,0a 86,0 44,0 32,5a
Зилант 63,8 2,1 4,8c 85,0 44,0 60,5c
Популяция 17 64,8 2,5 1,9a 96,0 40,5 35,5a
Парча 64,2 2,5 2,3a 85,0 43,5 34,5a
Памяти Кунакбаева 65,8 2,2 1,9a 86,0 41,0 31,5a
* а...с- различия между вариантами с одинаковыми буквами в колонках статистически не достоверны (р<0,05).
Пентозаны оказывают значительное влияние на структурно-механические свойства ржаного теста [24]. Впервые «тест на вязкость ржи» был разработан Drews [25]. В 2018 г. St^pniewska S. с соавторами [22] подробно показали возможность использования этого метода для оценки различных видов муки.
В нашей работе фаринограф использовали для измерения водопоглотительной способности теста разных сортов ржи. Время образования теста изучаемых сортов, используемое в качестве показателя замеса, было практически одинаковым, при этом стабильность теста существенно отличалась. Наибольшая его устойчивость была характерна для сорта Зилант (4,8 мин) и Татарская 1 (4,1), тогда как у Огонька она составила всего 1,7 мин. Лучшими структурно-механическими свойствами теста отличался сорт Зилант (УТ=4,8; ФКЧ=60,5). Это подтверждает высокая валориме-трическая оценка, которая характеризует упругие свойства теста (44 %). Callejo M. J. с соавторами [26] считают, что изменения реологических свойств ржаного теста, в том числе разжижение в период замеса, связаны со снижением водоудерживающих свойств арабиноксиланов.
А. А. Гончаренко установил, что вязкость водно-шротовой суспензии может служить интегральным показателем качества селекционного материала (хлебопекарные и кормовые цели) [9]. Популяции ржи с высокой вязкостью имеют лучшие хлебопекарные характеристики, чем популяции с низкой вязкостью. Результаты наших исследований подтверждают, что для селекционныхцелей показатель ВВЭ - эффективный косвенный тест для количественной оценки содержания АК. Установлена сильная положительная корреляция между вязкостью водного экстракта и максимальным набуханием (/=0,94), температурой пика клейстеризации (/=0,72), числом падения (/=0,82). Наибольшая ВВЭ выявлена у сортов Популяция 17 и Парча, наименьшая - у Огонька и Подарка.
У сортов Огонек и Подарок отмечено наименьшее содержание водорастворимых пентозанов (1,55 и 1,53 % соответственно). Зилант, Тантана и Эстафета Татарстана отличались самой высокой величиной этого показателя ВРП. Сорт Парча приближался к низкопентозановым формам (1,52 %), но характеризовался более высокой вязкостью водного экстракта (38,7 сСт). Возможно, для этого сорта характерен более высокий молекулярный вес или структурная организация АК. Стоит отметить, что содержание ВРП достоверно коррелировало с началом набухания (г=0,66, р<0,05).
Установлены значимые положительные корреляции между всеми параметрами вязкости, рассчитанными на основе кривой набухания МН, ВВЭ, ЧП и высотой амило-граммы (/=0,94; 0,90; 0,85 соответственно). Это свидетельствует в пользу того, что в селекционных программах отбор перспективного материала озимой ржи целевого направления может быть дополнен тестом на набухание, который в отличие от ВВЭ и ВРП, выполняется не вручную, а в автоматическом режиме на широко известном приборе.
Выводы. Таким образом, проведен поиск новых методик косвенных оценок вязких свойств арабиноксиланов через набухаемость и водопоглотительную способность, используя возможности международно стандартизированных приборов амилографа и фаринографа фирмы ВгаЬепс1ег. Выявлена значительная межсортовая изменчивость озимой ржи по показателям, регистрируемым на графиках набухания (начало набухания 375.610 е.а. и максимальное набухание 560.855 е.а. Исследуемые сорта ржи различались только по устойчивости теста и оценке качества по фаринографу (СУ=26,0 %). Лучшие результаты по структурно-механическим свойствам теста отмечены для сорта Зилант (устойчивость теста 4,8 мин, качество по фаринографу 60,5 мм).
Литература.
1. FAOSTAT. [Электронныйресурс]. URL:http://www.fa0.0rg/fa0stat/en/#data/QC(дата обращения 02.07.2019).
2. Arabinoxylans and fi-glucans assessment in cereals / M. C. Messia, T. Candigliota, E. de Arcangelis et al. //Italian Journal of Food Science. 2016. Vol. 29. No. 1. Pp. 112-122.
3. Красильников В. Н. Актуальные направления использования генетических ресурсов растений в пищевой инженерии продуктов функционального и специализированного назначения //Аграрная Россия. 2015. №11. С. 36-42.
4. Rye and health-Where do we stand and where do we go?/K. Jonsson, R. Andersson, K. E. B. Knudsen et al. // Trends in Food Science & Technology. 2018. Vol. 79. Pp. 78-87.
5. Mendis M., Simsek S. Arabinoxylans and human health // Food Hydrocoll. 2014. No. 42. Part 2. Pp. 239-243.
6. Arabinoxylans and arabinogalactans: a comprehensive treatise/F. Saeed, I. Pasha, F. M.Anjumet al. // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2011. No. 51. Pp. 467-476.
7. Ragaee S. M, Campbell G. L, Scoles G. J. Studies in rye (Secale cereab L.), lines exhibiting a range of extract viscosities. 1. Composition, molecular weight distribution of water extract and biochemical characteristics of purified water-extractable arabinoxylans // J. Agric. Food Chem. 2001. No. 49(5). Pp. 2437-2445.
8. Izydorczyk M. S., Biliaderis C. G. Structuraland functional aspects of cereal arabinoxylans and fi-glucans//Developments in Food Science. 2000. Vol. 41. Pp. 361-384.
9. Гончаренко А. А Актуальные вопросы селекции озимой ржи. М.: ФГБНУ «Росинформагротех, 2014. 372с.
10. Пономарева М. Л., Пономарев С. Н. Оптимизация параметров качества зерна для селекции озимой ржи //Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. Т.23. №3. С. 320-327.
11. Vinkx C. J. A, Delcour J.A. Rye (Secale cereale L.) arabinoxylans: a critical review//J. of Cereal Science.1996. Vol. 24. Pp. 1-14.
12. Фенотипическая оценка содержания пентозанов в ржаном шроте методом определения вязкости водного экстракта/М. Л. Пономарева, С. Н. Пономарев, Л. Ф. Гильмуллина и др. //Достижения науки и техники. 2015. Т. 29. №. 11. С. 32-35.
13. Bastos R., Coelho E., Coimbra M. A. Arabinoxylans from cereal by-products: insights into structural features, recovery, and applications// Sustainable Recovery and Reutilization of Cereal Processing By-Products. Cambridge: Woodhead Publishing Cambridge, 2018. Pp. 227-251.
14. Knudsen K. E. B, L&rke H. N. Rye arabinoxylans: molecular structure, physicochemical properties and physiological effects in the gastrointestinal tract// Cereal chemistry. 2010. Vol. 87(4). Pp. 353-362.
15. Jurgens H.-U., Jansen G., Wegener C. B. Characterization of several rye cultivars with respect to arabinoxylans and extract viscosity//J. of Agricultural Science. 2012. Vol. 4 (5). Pp. 1-12.
16. Pentosan content genotypic variability in winter rye grain/M. L. Ponomareva, S. N. Ponomarev, M. Sh. Tagirovet al. //Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2017. Vol. 52 (5). Pp. 1041-1048.
17. Исмагилов P.P. Изменчивость содержания водорастворимых пентозанов в зерне ржи//Достижения науки и техники АПК. 2012. №6. С.35-36.
18. Brummer J-M. Rye Flour. Future of flour: a compendium of flour improvement. Germany: Muhlenchemie, 2006. Pp. 179-191.
19. Boros D., Marquardt R.R., Slominski B.A., Guenter W. Extract viscosity as an indirect assay for water-soluble pentosans content in rye // Cereal Chem. 1993. Vol. 70. Pp. 575-580.
20. Hashimoto S., Shogren M. D., Pomeranz Y. Cereal pentosans: their estimation and significance. I. Pentosans in wheat and milled wheat products // Cereal Chem. 1987. Vol. 64. No. 1. Pp. 30-34.
21. Delcour J.A., Vanhamel S., De Geest C. Physico-chemical and functional properties of rye nonstarch polysaccharides. I. Colorimetric analysis of pentosans and their relative monosaccharide compositions in fractionated (milled) rye products// Cereal Chem. 1989. Vol. 66. No. 2. Pp.107-111.
22. Prediction of rye flour baking quality based on parameters of swelling curve/S.Stgpniewska, E.SIowik, G.Cacak-Pietrzaket al.// European Food Research and Technology. 2018. No. 244 (6).Pp. 989-997.
23. Kim M.Y., Freund W., Chun S.S. Determining the Water Absorption and Rheological Properties of Rye Dough Made Using the Planetary Mixer P 600//J. Food Science and Biotechnology. 2009. № 18 (2). Pp. 456-462.
24. Gudmundsson M., Eliasson A. C. Thermaland viscous properties of rye starch extracted from different varieties//Cereal Chemistry. 1991. No. 8. Pp. 172-177.
25. Drews E., Seibel W. Bread baking around the world. In Rye, Production, Chemistry and Technology / ed. Bushuk W. St. Paul: American Association of Cereal Chemists, MN, 1976. Pp. 127-178.
26. Callejo M. J., Bujeda C., Rodriguez G. et al. Alveoconsistograph evaluation of rheological properties of rye dough //Span J Agric Res. 2009. No. 7 (3). Pp. 638-644.
References
1. Food and Agriculture Organization of the United Nations [Internet]. FAO; 2019. FAOSTAT: Data; 2019 [cited 2019 Jul 2]. Available from: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
2. Messia MC, Candigliota T, de Arcangelis E, et al. Arabinoxylans and fi-glucans assessment in cereals. Italian Journal of Food Science. 2016;29(1):112-22.
3. Krasil'nikovVN. [Actual directions of the use of plant genetic resources in food engineering of functional and specialized products]. Agrarnaya Rossiya. 2015;11:36-42. Russian.
4. Jonsson K, Andersson R, Knudsen KEB, et al. Rye and health-Where do we stand and where do we go? Trends in Food Science & Technology. 2018;79:78-87.
5. Mendis M, Simsek S. Arabinoxylans and human health. Food Hydrocoll. 2014;42(2):239-43.
6. Saeed F, Pasha I, Anjum fM, et al. Arabinoxylans and arabinogalactans: a comprehensive treatise. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2011;51:467-76.
7. Ragaee SM, Campbell GL, Scoles GJ. Studies in rye (Secale cereale L.), lines exhibiting a range of extract viscosities. 1. Composition, molecular weight distribution of water extract and biochemical characteristics of purified water-extractable arabinoxylans. J. Agric. Food Chem. 2001;49(5):2437-45.
8. Izydorczyk MS, Biliaderis CG. Structural and functional aspects of cereal arabinoxylans and ¡i-glucans. Developments in Food Science. 2000;41:361-84.
9. Goncharenko AA. Aktual'nye voprosy selektsii ozimoi rzhi [Actual issues of winter rye breeding]. Moscow: Rosinformagrotekh; 2014. 372 p. Russian.
10. Ponomareva ML, Ponomarev SN. [Optimization of grain quality parameters for winter rye breeding]. Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2019;23(3):320-7. Russian.
11. Vinkx CJA, Delcour JA. Rye (Secale cereale L.) arabinoxylans: a critical review. J. of Cereal Science. 1996;24:1-14.
12. Ponomareva ML, Ponomarev SN, Gil'mullina LF, et al. [Phenotypic evaluation of pentosan content in rye solvent cake by method of viscosity determination of water extract]. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015;29(11):32-5. Russian.
13. Bastos R, Coelho E, Coimbra MA. Arabinoxylans from cereal by-products: insights into structural features, recovery, and applications. In: Sustainable Recovery and Reutilization of Cereal Processing By-Products. Cambridge: Woodhead Publishing Cambridge; 2018. p. 227-51.
14. Knudsen KEB, L&rke HN. Rye arabinoxylans: molecular structure, physicochemical properties and physiological effects in the gastrointestinal tract. Cereal chemistry. 2010;87(4):353-62.
15. Jurgens HU, Jansen G, Wegener CB. Characterization of several rye cultivars with respect to arabinoxylans and extract viscosity. J. of Agricultural Science. 2012;4(5):1-12.
16. Ponomareva ML, Ponomarev SN, Tagirov MSh, et al. [Pentosan content genotypic variability in winter rye grain]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2017;52(5):1041-8.
17. IsmagilovRR. [The variability of the content of water-soluble pentosans in the winter rye grain]. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2012;6:35-6. Russian.
18. Brummer JM. Rye Flour. Future of flour: a compendium of flour improvement. Germany: Muhlenchemie; 2006. p. 179-91.
19. Boros D, Marquardt RR, Slominski BA, et al. Extract viscosity as an indirectassay for water-soluble pentosans content in rye. Cereal Chem. 1993;70:575-80.
20. Hashimoto S, Shogren MD, Pomeranz Y. Cereal pentosans: their estimation and significance. I. Pentosans in wheat and milled wheat products. Cereal Chem. 1987;64(1):30-4.
21. Delcour JA, Vanhamel S, De Geest C. Physico-chemical and functional properties of rye nonstarch polysaccharides. I. Colorimetric analysis of pentosans and their relative monosaccharide compositions in fractionated (milled) rye products. Cereal Chem. 1989;66(2):107-11.
22. Stepniewska S, Slowik E, Cacak-Pietrzak G, et al. Prediction of rye flour baking quality based on parameters of swelling curve. European Food Research and Technology. 2018;244(6):989-97.
23. Kim MY, Freund W, Chun SS. Determining the Water Absorption and Rheological Properties of Rye Dough Made Using the Planetary Mixer P 600. J. Food Science and Biotechnology. 2009;18(2):456-62.
24. Gudmundsson M, Eliasson AC. Thermal and viscous properties of rye starch extracted from different varieties. Cereal Chemistry. 1991;8:172-7.
25. Drews E, Seibel W. Bread baking around the world. In Rye, Production, Chemistry and Technology. Bushuk W, editor. St. Paul: American Association of Cereal Chemists, MN; 1976. p. 127-78.
26. Callejo MJ, Bujeda C, Rodriguez G, et al. Alveoconsistograph evaluation of rheological properties of rye dough. Span J Agric Res. 2009;7(3):638-44.
