Оценка биотехнологического потенциала сортов яровой пшеницы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка биотехнологического потенциала сортов яровой пшеницы

Кузнецова Е.А. - доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой «Промышленная химия и биотехнология» ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева»

Солохина И.Ю. - магистр 2 курса группы 61-БТм кафедры «Промышленная химия и биотехнология» ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева»

Аннотация

Проведен анализ яровых сортов пшеницы: яровая пшеница твердая Безенчукская степная, яровая пшеница твердая Безенчукская 210, яровая пшеница твердая Харьковская 27, яровая пшеница твердая Марина, яровая пшеница мягкая Дарья на содержание белка, глиадинов и глютенинов, а так же количество и качество клейковины зерна. Зерно сорта яровой пшеницы твердой Марина обладает наилучшими показателями по содержанию белка - 15,14%, суммы глиадинов и глютенинов - 59,9%, количеству клейковины - 30%, качество клейковины по показателю ИДК относится к I группе и составляет 66 ед. и рекомендуется для получения муки с хорошими хлебопекарными свойствами.

Ключевые слова: пшеница, клейковина, глиадины, глютенины, белок.

Abstract

The analysis of spring wheat varieties was carried out: spring wheat hard Bezenchukskaya steppe, spring wheat hard Bezenchuk 210, spring wheat hard Kharkovskaya 27, spring wheat hard Marina, spring wheat soft Daria for protein, gliadins and glutenins content, as well as quantity and quality of gluten grain. The grain of spring wheat cultivar Marina has the best parameters for protein content - 15.14%, the sum of gliadins and glutenins - 59.9%, the amount of gluten - 30%, the quality of gluten according to the IDK parameter belongs to the I group and is 66 units and is recommended for obtaining flour with good baking properties.

Key words: wheat, gluten, gliadins, glutenins, protein.

зерно яровой пшеница сорт

Пшеница - один из источников калорий в повседневном питании человека, Она содержит все незаменимые аминокислоты, белок, крахмал и другие компоненты, необходимые в повседневном питании человека [3].

Пшеница относится к классу Monocotyledoneae, порядку Poales, семейству злаковых Poaceae, роду Triticum. Пшеницы в силу ряда своих особенностей со временем стали основной возделываемой культурой и заняли все континенты, кроме Антарктиды. Только тропическая зона разрывает сплошной ареал пшеницы на две части, приурочивая его к умеренным климатическим поясам обоих полушарий [5]. Из всех хлебных злаков это самое распространенное растение. Его возделывают в России, Норвегии, Аргентине. В южных и западных регионах европейской части России ведущая роль принадлежит озимой пшенице, в Сибири и Алтае - яровой, в Поволжье возделывают обе формы [3].

Зерно является основой питания человека, главным источником белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ [1].

Зерно пшеницы - органический продукт, характеризующиеся комплексом свойств, таких как физические, физиологические, химические, технологические, которые обусловливают качество продукта.

Одним из главных показателей качества пшеницы является содержание в ней белка. Белки пшеничного зерна являются структурным каркасом формирования клейковины, а также определяют пищевую ценность конечных продуктов.

Клейковина - главная составная часть белка, определяющая качество муки и выпекаемого хлеба. От качества клейковины зависят физические свойства теста и хлебопекарные свойства муки.

Клейковина - это непрерывный протеиновый комплекс в клетках зрелого зерна, представленный в основном глиадином и глютенином. Содержание в зерне клейковины положительно коррелирует с содержанием белка. Белки клейковины составляют около 75% зернового белка в пересчете на сухое вещество и поэтому, именно они ответственны за уникальное положение пшеницы среди хлебных злаков.

Благодаря эластичности и растяжимости клейковины зерно пшеницы используется в хлебопечении [3].

Многими исследователями установлено, что между содержанием в зерне суммарных белков, а также их компонентным составом и рядом других показателей качества зерна существует определенная связь, которая может варьировать в зависимости от условий выращивания и сорта.

Понятие качества зерна складывается из многих признаков, которые определяются сортовыми особенностями, условиями возделывания, уборки, хранения и переработки зерна пшеницы. Качественные различия сортов пшеницы возникли в процессе естественной эволюции видов и под влиянием искусственного отбора в процессе селекции. Поэтому на всех этапах селекционного процесса большое внимание уделяют оценке физических и биохимических показателей зерна и хлебопекарных достоинств муки [2].

Качество зерна так же во многом зависит и от состава белка, в особенности от содержания глиадина и глютенина. Содержание белка в зерне может колебаться от 6% до 20%, основная часть его представлена глиадином и глютенином, определяющими уникальные хлебопекарные свойства клейковины. Преимущество яровых сортов связано с более низким урожаем и лучшим обеспечением зерна азотом. Содержание глиадина составляет около 30%, а глютелина - от 5-10% от общего количества белка в зерне. Глиадины подразделяются на 4 группы (?-,?-,?-,?-глиадины), глютенины подразделяются на 2 группы (высоко- и низкомолекулярные) [3]. У глиадинов молекулярная масса составляет до 60 kDa. Глютениновый полимер пшеницы самый большой в природе белок с молекулярной массой до 20 млн., содержащий десятки тысяч аминокислот. Установлено, что глиадины создают вязкость и влияют на растяжимость теста, а глютенины отвечают за его эластичность [4].

Молекулы глютенина диссоциируют при обработке восстанавливающими агентами на субъединицы разной молекулярной массы: высокомолекулярные субъединицы и низкомолекулярные.

Субъединицы глютенинов имеют внутри- и межмолекулярные дисульфидные связи, играющие важную роль в формировании макрополимеров в клейковине [3].

Существует три основные генетические системы, контролирующие хлебопекарное качество мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) как сложный полигенный признак. Это гены Glu, определяющие компонентный состав высокомолекулярных и низкомолекулярных запасных белков глютенинов; гены Gli, кодирующие спирторастворимые белки глиадины и локус Ha, детерминирующий консистенцию эндосперма [6]. Исходя из вышесказанного, исследование биотехнологического потенциала сортов яровой пшеницы для получения качественной продукции в хлебопечении является актуальным.

Таким образом, целью данной работы является исследование биохимических показателей зерна сортов яровой твердой и мягкой пшеницы.

Объектами исследования послужили сорта пшеницы урожая 2016 г: яровая пшеница твердая Безенчукская степная, яровая пшеница твердая Безенчукская 210, яровая пшеница твердая Харьковская 27, яровая пшеница твердая Марина, яровая пшеница мягкая Дарья.

Качество клейковины определяли по индексу деформации клейковины в единицах прибора ИДК- 1 по ГОСТ 27839-2013. Согласно данного ГОСТа клейковину подразделяют на три группы, в зависимости от количества единиц ИДК: I - клейковина с хорошей эластичностью, длинная или средняя по растяжимости (45-75 ед.); II - с хорошей или удовлетворительной эластичностью, короткая, средняя или длинная по растяжимости (20 - 40 ед. - удовлетворительная крепкая; 80 - 75 ед. удовлетворительная слабая); III - неэластичная, крошащаяся, малоэластичная, сильнотянущаяся, плывущая (0-15 - неудовлетворительная крепкая; от 105 и более - неудовлетворительная слабая).

Количество сырой клейковины в зерне - по ГОСТ 13586.1 - 68. Массовую долю белка в зерне определяли по ГОСТ 108460-91 (по Кьельдалю).

Определяли основные биохимические показатели зерна пшеницы: качество и количество клейковины, содержание белка, глиадинов, глютенинов и их сумму (табл. 1).

Таблица 1. Биохимические показатели зерна сортов яровой пшеницы 2016 г

Анализ экспериментальных данных показал, что количество клейковины у опытных образцов пшеницы находится в пределах от 21% до 30% и составил у сортов яровая пшеница твердая Безенчукская степная - 21%, яровая пшеница твердая Безенчукская 210 - 23%, яровая пшеница твердая Харьковская 27 - 22%, яровая пшеница твердая Марина - 30%, яровая пшеница мягкая Дарья - 25%.

Важным показателем при оценке хлебопекарных свойств муки является качество клейковины.

Отмечена высокая вариабельность показателя ИДК от довольно высоких - 74 ед. (яровая пшеница твердая Безенчукская степная) и 63 ед. (яровая пшеница твердая Безенчукская 210) до низких 108 ед. (яровая пшеница мягкая Дарья).

Содержание белка, как одного из главных показателей качества пшеницы в среднем составляет 12,44% и варьирует в пределах от 10,38% (яровая пшеница твердая Безенчукская степная) до наибольшего значения 15,14% (яровая пшеница твердая Марина).

Показатели суммы глиадинов и глютенинов лежат в пределах от минимального значения - 52,4% (яровая пшеница твердая Харьковская 27), до максимального - 59,9% (яровая пшеница твердая Марина).

Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод о том, что лучшие показатели количеству и качеству клейковины, содержанию белка и суммы глиадинов и глютенинов показал сорт яровая пшеница твердая Марина. Зерно сорта яровой твердой пшеницы Марина может быть рекомендовано для получения муки с хорошими хлебопекарными качествами.

Библиографический список

1. Волкова Н.А. Биохимическая характеристика зерна сортов озимой пшеницы и тритикале в условиях северного Зауралья//Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014.- №4. - С.6.

2. Гаврикова, О.М. Связь между составом белков и технологическими свойствами зерна у сортов озимой мягкой пшеницы [Текст]: автореф. дис... канд. биол, наук/О.М. Гаврикова. - Москва, 2007. - 22 с.

3. Крупнова О.В. О сопоставлении качества зерна яровой и озимой пшеницы в связи с делением на рыночные классы (обзор)// Сельскохозяйственная биология. - 2013. - №1. - С.15-21.

4. Обухова Л.В., Будашкина Е.Б. Корреляционный анализ зависимости силы муки от запасных белков пшеницы//Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. - т. 18. - № 4/1. - С.807-808.

5. Сигнаевский, В.Д. Морфогенетические аспекты продуктивности яровой мягкой пшеницы сортов саратовской селекции [Текст]: дис... канд. биол. наук: 03.02.01/Сигнаевский Воладимир Дмитриевич. - Саратов, 2014. - 234 с. -Библиогр.: С.8-10.

6. Чеботарь С.В., Благодарова Е.М., Куракина Е.А. и др. Генетический полиморфизм локусов, определяющих хлебопекарное качество украинских сортов пшеницы//Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2012. - т. 16. - № 1. - С. 87.

Размещено на Allbest.ru