CC BY
74
УДК 633.11.006.015.5:664.65
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА И МУКИ ПШЕНИЦЫ ОЗИМОЙ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ
В.В. ПЕТРЕНКО, аспирант
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины
E-mail: whippet85@mail.ru
Резюме. Из всего объема продовольственного зерна пшеницы ежегодно не менее 75 % направляется на переработку в муку. Современные тенденции в пищевой промышленности, формирующиеся под влиянием возрастающего спроса, на продукты питания, изготовленные исключительно из натуральных ингредиентов, ориентируют производителей на поиск экологически безопасного сырья, не требующего корректировки свойств разными улучшителям и добавками. Изучение физических свойств и пробную лабораторную выпечку проводили как заключительный, наиболее важный этап оценки технологических свойств муки. У зерна, выращенного при биологической системе земледелия содержание клейковины находилось на уровне 26...29 %, что на 2...4 % ниже, чем при интенсивной, но ее качество (80.97,5 ед. ИДК) было выше. По показателю силы муки (301.310 е.а.) и упругости теста (89.91 мм) на протяжении первых 6 месяцев хранения зерно, полученное при биологической системе земледелия, относилось к удовлетворительным улучшителям. При проведении пробных лабораторных выпечек были получены стабильно высокие результаты по объемному выходу хлеба (430.490 см3) и его пористости (до 74 %). Общая хлебопекарная оценка - выше средней (3,9..4,1 балла). Результаты изучения изменений альвеографических показателей и хлебопекарных качеств муки из зерна, выращенного без использования минеральных удобрений и пестицидов, в сравнении с общепринятой интенсивной системой земледелия, свидетельствуют, что такое сырье вполне пригодно для производства качественного хлеба.
Ключевые слова: пшеница, качество, зерно, система земледелия, хранение.
Рынок органической продукции в последнее десятилетие развивается стремительными темпами, в особенности в развитых странах ЕС и Северной Америки. Его ежегодный прирост составляет не менее 25 %. Этому способствуют значительная информированость населения о пользе экологически чистых продуктов и забота о сохранении окружающей среды [1]. Однако, достоверных данных о процессах, происходящих при хранении и переработке такого сырья еще очень мало.
Как свидетельствует большинство авторов, на качество муки из зерна пшеницы могут влиять как агротехнические факторы, так и факторы послеуборочной обработки и хранения [2, 3].
Поэтому опыты по изучению влияния условий выращивания на качество зерна пшеницы и динамики его изменений в зависимости от сроков хранения актуальны для науки и практики.
Цель наших исследований - изучить изменение хлебопекарных и технологических свойств муки из зерна пшеницы, выращенного при использовании различных систем земледелия, в зависимости от срока его хранения.
Условия, материалы и методы. Для проведения исследований отбирали образцы пшеницы озимой,
выращенной на полях стационарного опыта кафедры земледелия и гербологии НУБиП Украины на Агрономической опытной станции в зоне северной лесостепи Украины, схема которого предусматривает изучение трех систем земледелия и четырех систем основной обработки почвы в севообороте.
В исследованиях использовали образцы зерна озимой пшеницы сорта Национальна, выращенные при биологической и интенсивной (контроль) системах земледелия. Предшественником были многолетние травы (клевер). Системы удобрения и защиты растений существенно отличались. При интенсивной системе для обеспечения программированной продуктивности пахотных земель на 1 га севооборотной площади вносили 12 т органических и 300 кг действующего вещества минеральных удобрений, в том числе под озимую пшеницу в дозе М130К114Р126, а также интенсивно применяли рекомендованные пестициды. При биологической системе вносили только органические удобрения в расчете 24 т/га, в том числе при выращивании пшеницы проводили только обработку семян биоудобрением. С вредителями, болезнями и сорняками боролись исключительно механическими и биологическими средствами [4].
Зерно хранили при неурегулированном температурном режиме в сухом состоянии и оценивали в лаборатории кафедры технологии хранения, переработки и стандартизации продукции растениеводства им. проф. Б.В. Лесыка НУБиП Украины.
На лабораторной мельнице Бюллера получали муку 70 %-ного выхода для хлебопекарной оценки. Количество и качество клейковины в зерне определяли по ГОСТ 13586.1 - 68. Пробную лабораторную выпечку проводили безопарным методом с интенсивным замесом теста без добавления броматов [5]. Пористость измеряли с помощью прибора Журавлева. Реологические свойства теста определяли на альвеографе Шопена согласно ДСТУ 4111.4 - 2002.
Результаты и обсуждение.
Более высокое содержание сырой клейковины в начале опыта отмечено при интенсивной системе -30,1 %, или на 4,2 % больше, чем в варианте с биологической. На протяжении первых 6 месяцев хранения массовая доля клейковины в зерне, выращенном при обоих системах, увеличивалась на 1,9...3,4 %, а затем начало постепенно уменьшаться. Однако даже после года хранения она была выше, чем в начале опыта.
В первые месяцы хранения зерна клейковинаукреплялась. Ее качество на протяжении всего периода
Таблица 1. Массовая доля и качество клейковины в зерне пшеницы в зависимости от сроков хранения (средние данные за 2009-2011гг.)
Биологическая Интенсивная
Показатель до хранения б месяцев 12 месяцев до хранения б месяцев 12 месяцев
Содержание сырой клейковины, % 25,9 29,3 29,0 30,1 32,0 31,1
Качество клейковины, ед.ИДК 95 80 97,5 100 82,5 102,5
Группа качества клейковины II II II II II III
Таблица 2. Изменение альвеографических показателей муки в процессе хранения (средние данные за 2009-2011гг.)
Биологическая Интенсивная
Показатель до хранения 6 месяцев 12 месяцев до хранения 6 месяцев 12 месяцев
Упругость (Р) 89 91 87 84 96 90
Растяжимость ^) 232 211 182 227 194 140
Показатель формы кривой ^^) 0,38 0,43 0,62 0,33 0,50 0,76
Энергия деформации теста ^) е.а. 302 310 251 294 328 257
исследований было на 2,5...5 единиц прибора выше у
образца, полученного при биологической системе.
Испытания на альвеографе показали, что на начальном этапе хранения зерна величины показателей упругости теста (Р) и силы муки возрастали в зависимости от системы земледелия на 2.12 мм и 8.34 е.а. (табл. 2), что, на наш взгляд, объясняется послеуборочным дозреванием. Затем они стабилизировались, а при дальнейшем хранении уменьшались (упругость на 3.6 мм, сила муки на 59.71 е.а.), вследствие постепенного старения зерна. Необходимо отметить, что на протяжении всего периода хранения величины этих показателей у продукта из зерна, выращенного при биологической системе земледелия, отличались большей стабильностью, по сравнению с контролем.
Показатель формы кривой (Р/Ь) у образцов, выращенных при биологической системе земледелия, увеличился за время хранения, на 0,24, при интенсивной - на 0,43.
После полугодичного хранения реологические свойства теста из муки зерна, выращенного в обоих вариантах были значительно лучше, а закономерности изменения структурно-механических свойств теста на протяжении всего периода хранения зерна - в целом идентичны.
При хранении зерна увеличивалась упругость теста и уменьшалась его растяжимость, в результате чего возрастало соотношение между ними.
В целом зерно в варианте с биологической системой земледелия по показателю максимально избыточного давления и энергии деформации теста можно отвести к удовлетворительным улучшителям. По зерну, выращенному при интенсивной системе данные противоречивые - по энергии деформации теста оно относятся к удовлетворительным улучшителям, а по показателю упругости - к хорошим улучшителям.
Исследуемые показатели хлебопекарной оценки в обоих вариантах увеличивались на протяжении всего года хранения, несмотря на то, что после 6 месяцев показатели максимально избыточного давления и энергии деформации теста начали снижаться. На наш взгляд, это обусловлено биохимическими процессами, которые возникают в муке только при дрожжевом брожении, которое отсутствует в бездрожжевом тесте, используемом для анализа на альвеографе.
Объемный выход хлеба из зерна, полученного по
биологической системе, на протяжении 12 месяцев увеличился на 60 см3, пористость хлеба также - на 4,5 %, общая хлебопекарная оценка - на 0,2 балла. При выпечке до закладки зерна на хранение поверхность хлеба была шероховатая и бугристая, позднее она становилась более ровной и гладкой. Пористость была умеренно крупной, ближе к мелкой и равномерной, мякиш хлеба - светлый, эластичный, восстанавливался хорошо. Вкус и запах характерный для пшеничного хлеба.
Хлеб из муки, произведенной из зерна, выращенного при интенсивной системе, был несколько меньшего объема, но качество его оказалось выше. В частности пористость была мелкой, поверхность гладкая, цвет мякиша светлый с желтым оттенком, вкус и запах более приятный, что стало причиной более высокой (на 0,1.0,2 балла) его общей оценки при лабораторной выпечке. Объемный выход на протяжении 12 месяцев, хлеба вырос на 35 см3, пористость - на 2,5 %, общая хлебопекарная оценка - на 0,4 балла.
Для более детального изучения влияния силы муки W на объемный выход и пористость хлеба определяли коэффициент корреляции (г) между энергией деформации теста и хлебопекарными свойствами муки. В обоих вариантах он имел положительные значения, что указывает на прямую зависимость между величинами этих показателей. В целом период хранения зерна, полученного при биологической системе земледелия, сила муки больше влияла на качество хлеба (г = 0,6), чем в варианте с интенсивной системой (г = 0,4).
Выводы. На основании наших исследований установлено, что при хранении на протяжении 6 месяцев в зерне происходят положительные биохимические изменения, которые улучшают его технологические свойства. В частности содержание сырой клейковины увеличивается в зависимости от системы земледелия на 1,9..3,4 %, а ее качество улучшается на 15.17 ед. ИДК. Показатели альвеографа также возрастают, благодаря чему зерно можно отнести к категории удовлетворительных улучшителей. Такая же тенденция наблюдалась и при проведении пробных лабораторных выпечек - объемный выход хлеба увеличился на 25.45 см3, а его пористость на 1,5.4,2 %.
При последующем хранении (6...12 месяцев) содержание клейковины в зерне начало снижаться, но, несмотря на это, оставалось на 1.3 % выше, чем в науке исследований. При этом упругость клейковины стала заметно слабее, переходя в III группу качества. Показатели Р и W также снизились на 4.6 мм и 59.71 е.а. соответственно. Соотношение Р/Ь за все годы исследований не поднималось до оптимального уровня 0,8...1,2, оставаясь в пределах 0,4...0,7. Несмотря на это объемный выход, пористость и общая оценка хлеба несколько увеличились.
В целом мука и зерно имели хорошие хлебопекарные и технологические качества, как при биологической, так и при интенсивной системе земледелия..
Таблица 3. Изменение хлебопекарной оценки муки в процессе хранения (средние данные за 2009-2011гг.)
Биологическая Интенсивная
Показатель до хранения 6 месяцев 12 месяцев до хранения 6 месяцев 12 месяцев
Объемный выход хлеба, см3 430 475 490 440 465 475
Пористость, % 68,00 72,47 74,18 69,71 70,92 72,21
Общая хлебопекарная оценка, балл 3,9 4,0 4,1 3,9 4,1 4,3
Литература.
1. Мировой рынок органической продукции/ По материалам редакции// Продукты и ингредиенты. - 2012. - №9. - С. 6-7.
2. Беркутова Н.С., Давыдова Н.В., Давыдова Е.И. Технологические свойства зерна сортов яровой пшеницы.//Селекция и семеноводство. - 2006. - № 3-4. - С. 20-23.
3. Гуринович О.И. Влияние условий выращивания на продолжительность периода послеуборочного дозревания семян яровой пшеницы.//Записки Ленинградского с-х института. - 1968. - №2. - С. 124-125.
4. Танчик С.П. No-till і не тільки. Сучасні системи землеробства. - К.: Юнивестмедиа, 2009. - 160 с.
5. Гончар О.М. Андрющенко А.В. Методика державного випробування сільськогосподарських культур. - Киев: Мета, 2000. - 144 с.
INFLUENCE OF AGRICULTURE SYSTEMS ON PROCESSING INDEXES OF THE WINTER WHEAT GRAIN AND FLOUR IN THE COURSE OF STORAGE
V.V.Petrenko
Summary. From all volume of wheat food grain annually not less than 75 % goes for processing to the flour. Modern lines in the food-processing industry, the population formed under the influence of increasing consumer ability, on the food stuffs made exclusively from natural ingredients, orient generators on search of ecologically safe food materials which are not demanding updating of the properties different additives. Studying of physical properties and a trial laboratory batch made as a final, most important evaluation stage of processing behaviour of the flour. Grain that was grown at biological system of agriculture the maintenance of gluten 26-29 % were up to standard that on 2 - 4 % more low in comparison with intensive, but it surpassed it in quality (80-97,5 units IDG). An index of force of the flour (301-310 e.a.) and elasticity of the paste (89-91 mm) throughout the first 6 months of grain storage received at biological system of agriculture fell into satisfactory improver. At carrying out of trial laboratory batches good results on a volume yield of bread (430-490 sm3) and its porosity (to 74 %) have been received stable. The general baking assessment was above centre 3,9-
4,1 points. Studying of changes alveograph indexes and baking qualities of flour from the grain that was grown without use of mineral fertilizers and pesticides, in comparison with the standard intensive system of agriculture, has shown that such flour is quite applicable for reception of qualitative bread.
Keywords: wheat, quality, grain, agriculture system, storage.
УДК 632:635.21
РЕЗУЛЬТАТЫ МНОГОФАКТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО КАРТОФЕЛЮ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ
ЮЖНОГО УРАЛА
А.А. ВАСИЛЬЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь
Южно-Уральский НИИ плодоовощеводства и картофелеводства Россельхозакадемии
Резюме. В 2009-2011 гг. проведены исследования с целью изучения эффективности различных агротехнических приемов в условиях лесостепной зоны Южного Урала. Установлено, что протравливание посадочного материала повышает урожайность изучаемых сортов картофеля на 1,56.9,13 т/га в зависимости от густоты посадки и уровня питания. Применение расчетных доз удобрений под урожай 25 и 40 т/га с учетом результатов почвенного анализа и коэффициентов использования питательных веществ обеспечивает получение запланированной урожайности. Наибольшие прибавки от внесения удобрений под урожай 40 т/га по сорту Балабай составляли 13,28 т/га (на фоне ТМТД), Тарасов - 13,12 т/га (Максим), Спиридон - 11,22 т/га (Максим), Невский - 10,49 т/га (без обработки). Загущение посадок с 49,3 до 70,1 тыс. клубней/га обеспечивало самые высокие прибавки урожая у трех сортов на фоне препарата Престиж: Невский - 5,35.6,11 т/га, Балабай - 4,45.6,89 т/ га, Тарасов - 0,62.5,68 т/га, а по сорту Спиридон - фунгицида Максим - 3,89.8,78 т/га. Наибольший выход семенных клубней отмечался при загущенной посадке на фоне внесения удобрений под урожай 25 т/га - от252,7до 392,1 тыс. шт./ га. В целом в лесостепи Южного Урала урожайность картофеля в сильной степени зависит от уровня питания (54,4 %), протравливания семенного материала (19,9 %), густоты посадки (15,5 %) и сорта (7,2 %). Оптимальное сочетание изученных агротехнических приемов на посадках продовольственного назначения - протравливание семенных клубней,
густота посадки 49,3 тыс. шт./га, внесение удобрений под урожай 40 т/га, обеспечивает формирование урожайности картофеля на уровне 47,11.56,65 т/га, на семенные цели -протравливание семенного материала, густота посадки
70,1 тыс. шт./га и внесения удобрений под урожай 25 т/га, обеспечивает выход клубней семенной фракции от 252,7 до 392,1 тыс. шт./га.
Ключевые слова: многофакторный опыт, фактор, вклад фактора, сорт, густота посадки, уровень питания, расчетные дозы удобрений, картофель.
При проведении научных исследований большее значение имеют многофакторные полевые опыты, позволяющие не только оценить влияние того или иного фактора на величину и качество урожая культурных растений, но и определить оптимальное сочетание ведущих агротехнических приемов, а также дать количественную оценку их действия и взаимодействия в процессе формирования урожая [1, 2]. В прошлом огромная трудоемкость математической обработки экспериментальных данных методом корреляционнорегрессионного анализа усложняла выявление математических зависимостей, определяющих место изучаемых факторов в системе агротехнических мероприятий по их влиянию на рост, развитие и продуктивность изучаемых культур [3]. В XXI веке с появлением возможности широкого использования в научных исследованиях электронно-вычислительных машин положение изменилось.
