Online setí. Série článků o produkci osiva ve společnosti Bolshoy Morets LLC

Prudnikova E. G. Studie odrůd ozimé a jarní pšenice pro obsah bílkovin a sacharidů // Vědecký a metodický elektronický časopis „Concept“. – 2015. – T. 13. – S. 3816–3820. – URL: http://e-koncept.ru/2015/85764.htm.

Anotace. Bylo stanoveno frakční složení bílkovin, obsah lepku, škrobu, amylózy a aktivita amyláz v semenech ozimé a jarní pšenice. Byly identifikovány odrůdy pšenice s dobrými pečicími vlastnostmi.

Komentáře
Žádné komentáře
Zanechat komentář
Chcete-li komentovat, přihlaste se nebo se zaregistrujte.
Text článku

Elena Gennadievna Prudnikova, kandidátka zemědělských věd, docentka katedry chemie, Oryolská státní agrární univerzita, Orel [email protected]

Studium ozimých a jarních odrůd pšenice na obsah bílkovin a sacharidů

Abstrakt: Bylo stanoveno frakční složení bílkovin, obsah lepku, škrobu, amylózy a aktivita amyláz v semenech ozimé a jarní pšenice. Byly identifikovány odrůdy pšenice s dobrými pečicími vlastnostmi.

Klíčová slova: ozimá a jarní pšenice, lepek, frakční složení bílkovin, škrob, amylázová aktivita.

Pšenice (Triticum L.) je po tisíce let jednou ze základních potravin mnoha národů. Pšenice u nás tvoří asi 50 % sklizně všech obilnin, luštěnin a obilnin Pšenice je nejvýznamnější potravinářskou plodinou na světě. Živí se jím asi 70 % světové populace. Pšeničné pečivo, těstoviny, cereálie a další výživné a lehce stravitelné produkty, které jsou mezi spotřebiteli neustále žádané. Nejlepší druhy těstovin jsou vyrobeny z vysoce bílkovinné (1718%) tvrdé pšenice Nejlepší druhy chleba jsou vyrobeny z měkké silné pšeničné mouky obsahující 1415% bílkovin. Výborně zhodnotil význam chleba ve výživě člověka francouzský biochemik O. Parmentier (1785): „Chléb je štědrý dar přírody, potravina, kterou nelze ničím nahradit. Ostatní potraviny jsou chutnější. . Člověk to tak moc potřebuje, že jakmile se narodí, tak se bez něj neobejdeme.“ Akademik P.P. Žukovskij (1973) označil chléb za jeden z největších vynálezů lidstva. Chléb a sůl se stále používají k pozdravu vážených hostů, to je symbolika života. Chléb je bohatství země. Chléb je hlavou všeho. A jak řekl velký ruský vědec K.A. Timiryazev: „. jsou otázky, které vždy vzbuzují velký zájem, pro které neexistuje žádná móda. To je otázka denního chleba.“ Ve Francii biochemik O. Parmentier v roce 1785 zjistili, že lepek hraje největší roli v procesu výroby chleba. Lepek je hlavním faktorem určujícím technologické, chuťové a nutriční výhody pšeničného chleba1,2 Lepek poprvé popsal italský vědec Beccari v roce 1728. Lepek se skládá z komplexního komplexu vysokomolekulárních bílkovin. Pšenice s vysokým obsahem bílkovin obvykle obsahuje 3540 % surového lepku a pšenice s nízkým obsahem bílkovin 1520 %. Syrový lepek obsahuje přibližně 1/3 sušiny a 2/3 vody 3. Rozložení lepku v jednotlivých částech pšeničného zrna je nerovnoměrné. V klíčku, krycích membránách a aleuronové vrstvě zrna není žádný lepek. Veškerý lepek se nachází v endospermu a jeho obsah se zvyšuje od středu endospermu k okrajovým částem. Množství a hlavně dobrá kvalita lepku určuje schopnost těsta zadržovat kvasný oxid uhličitý. Tím se zvětší objem chleba a stane se jemně porézní. Zvýšení množství lepku v obilí a mouce také zvyšuje obsah bílkovin a zlepšuje vzhled chleba, ale snižuje jeho biologickou hodnotu v důsledku snížení obsahu některých esenciálních aminokyselin. Předmětem studie byly odrůdy ozimé pšenice poskytnuté Všeruským vědeckým výzkumným ústavem luštěnin a obilnin regionu Oryol.

Množství lepku v zrnu bylo stanoveno ručním praním a vážením podle GOST 13586.168 Při studiu modelové ozimé a jarní pšenice byla zjištěna odchylka v obsahu lepku od 19,0 % (odrůda Selyanka) do 24,2 % (odrůda Inna), což je průměr. odrůdy ozimé pšenice 22,0 %, jarní odrůdy 21,3 % (Tabulka 1 Poměr obsahu lepku k hrubému proteinu v semenech odrůd ozimé a jarní pšenice (%)).

Nejvyšší obsah lepku mají odrůdy ozimé pšenice Bylina a Inna (22,9 %, resp. 24,2 %), které se také vyznačují vysokým obsahem hrubých bílkovin (14,03 %, resp. 14,70 %). Výzkumem K.S Kirchhoffa byl v mouce objeven enzym (amyláza), který urychluje štěpení škrobu za vzniku cukru 4. Vlivem enzymů při kynutí těsta vznikají ze škrobu za uvolňování plynu cukry, které určují pórovitost a další kvalitativní vlastnosti chleba. Aktivita α-amylázy byla studována metodou založenou na stanovení množství škrobu neštěpeného amylázou pomocí fotoelektrokolorimetru s použitím červeného filtru po ošetření roztokem jódu. Působení β-amylázy se inaktivuje zahříváním filtrátu po dobu 15 minut na 700 °C. Účinek enzymu je vyjádřen v mg hydrolyzovaného škrobu za experimentálních podmínek na 1 g mouky nebo 1 mg bílkoviny 5 Ukazatel aktivity amylázy se u odrůd ozimé pšenice pohyboval od 1739 do 1821 mg/g; Aktivita a amylázy se pohybovala od 198 do 367 mg/g, což bylo v průměru 1792 mg/g, respektive 272 mg/g (tabulka 2). Indikátor aktivity amylázy u odrůd jarní pšenice kolísal od 1806 do 1948 mg/g; Aktivita amylázy od 301 do 329 mg/g, což je v průměru 1898 mg/g, respektive 376 mg/g. Vysoká aktivita amyláz u jarní pšenice odrůdy Omskaya 18 je 1948 mg/g, nízká u ozimé pšenice odrůdy Selyanka (1739 mg/g).

VarietyContentGluten, %Surová bílkovina (podle Kjeldahla), %Zimní odrůdy1Bylina 22,9014,032Inna24,2014,703Selyanka 19,0013,94Jarní odrůdy4Omskaya 1821,2013,645Albidum2822,3012,866skaya 2920,3013,21 Tabulka 2 Aktivita amylázy v semenech odrůdy ozimé a jarní pšenice (mg/g)

Odrůdy pšenice Bylina a Inna tedy dokážou produkovat zrno s dobrými pekařskými vlastnostmi a mohou do určité míry vylepšit mouku ze slabé pšenice Četné studie zjistily, že zrno pšenice obsahuje velké množství vysoce kalorických látek, které jsou pro lidský život nesmírně potřebné , z nichž hlavní jsou bílkoviny a sacharidy Semena obilovin obsahují přibližně 1026 % jedlých rostlinných bílkovin. Biologický význam proteinů je určen poměrem frakcí, z nichž jsou cennější gliadiny. Tyto proteiny mají nízký obsah pozitivně nabitých aminokyselin, jako je lysin, arginin a histidin. Proto je kvalita semen spojena se šlechtěním odrůd obsahujících gliadinové frakce. Podle klasifikace navržené T. Osbornem v roce 1924 se bílkoviny zrna dělí na albuminy, rozpustné ve vodě, globuliny v roztocích solí, prolaminy v alkoholu, hyuteniny v alkáliích a skleroproteiny, nerozpustné v uvedených rozpouštědlech Při studiu frakčního složení bílkovin v ozimé a jarní pšenici, bylo zjištěno, že odrůdy Selyanka, Inna má nejvyšší obsah albuminu, Saratovskaya 29 má nejnižší (tabulka 3).

Zimní odrůdy1Bylina25218212Inna36718163Selyanka1981739Jarní odrůdy4Omskaya 1849719485Albidum 2832918066Saratovskaya 293011941Tabulka 3. Frakční složení bílkovin v ozimém zrnu a jarní pšenice

Odrůda Bílkoviny rozpustné ve vodě, Gliadiny, %Gluteniny, %

Celkový protein, % Hrubý protein (podle Kjeldahla), % Albumin, % Globuliny, % Celkové množství, % Zimní odrůdy1 Bylina 0,784,355,133,564,7713,4614,032 Inna0,953,714,663,184,7312,5714,703 0,863,674,573,125,0312,6813,94 Jarní odrůdy4Omskaya 180,783,684,463,624,5012,5813,64

5Albidum 280,803,984,782,923,43 11,1312,866Saratovskaya 290,694,034,723,444,2812,4413,21

Globulinová frakce obilovin je chudší než albuminová, pokud jde o lysin (2,86,0 ​​%), methionin (1,12,7 %) a tryptofan (0,51,3 %). Obě frakce se vyznačují vysokým obsahem kyseliny glutamové a asparagové, ale nízkým obsahem prolinu. Globuliny tvoří výrazně větší část obilných zrn než albuminy (až 20 % z celkových bílkovin). Z prezentovaných odrůd se Selyanka Bylina výrazně liší množstvím globulinů. Gluteniny a gliadiny jsou zásobní proteiny, které se hromadí v děložních listech a endospermu a slouží jako zdroj živin pro klíčení semen. V zrnu různých druhů pšenice dosahuje obsah prolaminové frakce 3040-XNUMX % z celkového množství bílkovin. Charakteristickým znakem této frakce je vysoký obsah zbytků prolinu a kyseliny glutamové. Nutriční hodnota prolaminů je omezená kvůli jejich nízkému obsahu kladně nabitých aminokyselin, jako je arginin, lysin a histidin. Z hlediska obsahu v zrnu jsou největší zájem o odrůdy ozimé pšenice: Bylina, Inna, Selyanka. V literatuře je doloženo, že při nadměrném obsahu gliadinů v obilných plodinách v potravinách dochází k rozvoji celiakie (Herter-Heubnerova choroba, glutenenteropatie), proto odrůdy ozimé a jarní pšenice se sníženým obsahem této frakce v zrnu mají o medicínu velký zájem. Údaje z odrůdy Albidum 28 naznačují nízké množství gliadinů, což naznačuje léčivé vlastnosti tohoto zrna. Výzkum ukázal, že nejvyšší obsah hrubých bílkovin má odrůda ozimé pšenice Inna (14,7 %), nejnižší pak odrůda Albidum 28 (12,86 %). Převážnou část pšeničného zrna tvoří sacharidy (7078 %). Jsou hlavním produktem fotosyntézy, formou ukládání a transportu uhlíku, slouží jako hlavní dýchací substrát a určují odolnost rostlin vůči nízkým teplotám a jiným nepříznivým životním podmínkám. Funkční vlastnosti škrobu a kvalita produktů z nich získaných závisí na poměru hlavních polysacharidů škrobu (amylopektinu a amylózy), protože právě to spolu s dalšími vlastnostmi škrobu určuje způsoby jeho použití v různých sektorech ekonomiky. Odrůdy pšenice s nejvyšším obsahem škrobu: Omskaya 18 (61,9 %), Selyanka (64,7 %), Bylina (64,1 %). Obsah ostatních odrůd pšenice je poměrně nízký: Inna, Saratovskaya 29, Albidum 28 (55,8 %, 56,1 %, 59,4 %). Za suroviny pro výrobu pšeničné mouky lze považovat odrůdy s vysokým obsahem amylózy ve škrobu, což zajišťuje výrobu pekařských výrobků s vysokým obsahem enzymaticky odolných škrobů bez použití speciálních přísad.

Odkazy na zdroje 1. Bloksma, A.H. Thiolové a disulfidové skupiny v reologii těsta / A.H. Bloksma // Cer. Chem.1975. V.52 P.170183.2.Bushuk, W. Farinografická technika pro studium lepku / W.Bushuk // Cer. Chem.1963. V.40. P.430435.3. Trufanov, V.A. Pšeničný lepek: problémy s kvalitou / V.A. Trufanov: Věda. Sib. vyd. firma, 1994.167s.4. Derevianko, A.N. Obsah bílkovin a lepku v závislosti na zemědělské technologii / A.N Derevyanko // Počasí a kvalita zrna ozimých plodin, Leningrad: Gidrometeoizdat, 1989. 128 s.5. Ermakov, A.I. Metody biochemického výzkumu rostlin / A.I. Ermakov et al., revidováno. a dodatkové L.: Agropromizdat, 3 s.

Pšenice se v Malé Asii pěstovala před více než osmi tisíci lety, je jednou z prvních domestikovaných rostlin a v současnosti zaujímá přední místo na světě mezi ostatními obilovinami. Ozimá pšenice je v Rusku produktivnější ve srovnání s jarní pšenicí, lépe využívá bioklimatický potenciál pěstitelských oblastí, má vysokou konstitutivní odolnost vůči působení abiotických a biotických stresorů. Z hlediska potravinářství, chuti, nutriční hodnoty a stravitelnosti zaujímá jedno z předních míst mezi ostatními obilovinami.

Kovtun V.I. měkká odrůda ozimé pšenice Morets

Metodologie výzkumu

Hlavní metodou je vnitrodruhová, komplexní, postupná hybridizace odrůd, forem, odrůdových vzorků, linií a genetických zdrojů. V prvních fázích selekce byly do křížení zapojeny genotypy vzdálené z ekologického a geografického hlediska. V dalších fázích se takto získané genetické zdroje kříží navzájem nebo s cizími odrůdami, odrůdovými vzorky, liniemi, které mají jednotlivé nebo komplexní nejdůležitější ekonomické a biologické charakteristiky a vlastnosti.

Při výběru rodičovských párů pro křížení používáme odrůdy, jejichž genomy obsahují jasně vyjádřené markery hlavních charakteristik a vlastností: výnos, vysoká kvalita zrna, vysoká mrazuvzdornost a odolnost vůči suchu, odolnost vůči poléhání a hlavním chorobám, neopadávání a neklíčení zrna na kořeni a další.

Ve všech fázích selekčního procesu probíhá průběžný cílený výběr agroekologických modelů nových odrůd univerzálního typu.

Odhady, pozorování a vyúčtování výnosů obilí byly provedeny v souladu s „Metodikou státního zkoušení odrůd zemědělských plodin (1985) [6].

Kvalita obilí a chleba byla stanovena pomocí metod uvedených v publikaci „Metodická doporučení pro hodnocení jakosti obilí“ (1977) [7].

Statistické zpracování výsledků výzkumu bylo provedeno dle metodiky B. A. Dospechova „Metodika polního experimentu“ (1985) [8].

Před setím byla aplikována komplexní minerální hnojiva v dávce N.₄₀P₆₀K₄₀Aby se vytvořil jemně hrudkovitý půdní stav, byla provedena předseťová kultivace do hloubky 5-6 cm.

Výsev odrůd měkké ozimé pšenice byl proveden po úhorem osevním předchůdci s výsevkem 500 klíčivých zrn na 1 m 2. V závislosti na půdní vlhkosti v letech výzkumu byl výsev odrůd proveden v optimálních nebo na konci optimálních termínů setí. Brzy na jaře byly rostliny hnojeny dusičnanem amonným v dávce N.₃₀-N₄₀ kg na 1 ha.

Výsledky výzkumu

Šlechtění ozimé pšenice v Severokavkazském federálním vědeckém agrárním centru probíhá pomocí klasické, haploidní a markerové selekce. Zde se studuje obrovský genetický materiál, který ročně dosahuje 100 tisíc odrůd, linií (genotypů).

Ve všech fázích selekčního procesu se provádí přísný, nepřetržitý výběr genotypů odrůd pšenice odpovídajících agroekologickým modelům. Každoročně se do Státního testování Ruska předkládají 3–4 nové odrůdy, jejichž genotyp má na optimální úrovni celý komplex nejdůležitějších ekonomicky cenných znaků a vlastností.

Za účelem identifikace odrůd pšenice, které jsou adaptivní na půdní, klimatické a agroekologické podmínky jihovýchodního Ruska, provádí Severokavkazské federální vědecké centrum od roku 2016 společný vědecký a výrobní výzkum v oblasti zemědělství, šlechtění a osiva s holdingem Sodružstvo Region ve Volgogradské oblasti, zejména se zemědělským podnikem Bolshoy Morets LLC (obec Jelan, Jelanský okres, Volgogradská oblast).

Hlavní směr naší společné práce je následující: slibné odrůdy ozimé pšenice měkké (v množství 20-30 kusů) se souborem hlavních hospodářsky cenných znaků a vlastností výběru Severokavkazského federálního vědeckého centra jsou studovány po dobu dvou až tří let formou soutěžního odrůdového testování v drsných půdně-klimatických podmínkách Volgogradské oblasti (OOO Bolšoj Morec). Veškerá hodnocení, pozorování, výpočty výnosů plodin a další jsou prováděny na vysoké vědecké a metodologické úrovni a jsou potvrzeny vysokou spolehlivostí získaných výsledků. Nové odrůdy, které v těchto podmínkách vynikají zimní mrazuvzdorností a dalšími důležitými znaky a vlastnostmi po dobu tří let, jsou předkládány ke státnímu testování Ruské federace.

Společnost Bolshoy Morets LLC se v současné době aktivně zabývá produkcí osiv nových odrůd měkké ozimé pšenice Victoria 11, Olimp a Stavka.

V roce 2018 byla v šestém severokavkazském a osmém dolnovolžském regionu předložena ke státnímu testování nová společná odrůda univerzálního typu měkké ozimé pšenice Morets ze Severokavkazského federálního vědeckého agrárního centra a regionu Sodružstvo.

Byla vytvořena metodou vnitrodruhové, komplexní, postupné hybridizace a přísného cíleného výběru z hybridní populace, kde jako mateřská rostlina byla použita odrůda Rostovčanka 7 a jako otcovská rostlina odrůda Governor of the Don. Křížení rodičovských odrůd bylo provedeno v roce 2009, elitní rostlina byla izolována v F3 v roce 2012. Studium typem kompetitivních odrůdových pokusů v Severokavkazském federálním vědeckém agrárním centru probíhalo v letech 2016-2018, v Bolshoy Morets LLC v letech 2017, respektive 2018. Kovtun V.I., šlechtitel, doktor zemědělských věd. Měkká ozimá pšenice Morets, selekční číslo (synonymum 930/14), patří do stepní, jižní, severokavkazské ekologické skupiny pšenic. Má vysokou adaptabilitu na pěstování v půdně-klimatických a agroekologických podmínkách jihu a jihovýchodu Ruska. Jedná se o univerzální odrůdu a doporučuje se ji pěstovat na hnojených neležících předchůdcích, pololežících úhorem, ležících úhorem, v intenzivních a středně intenzivních technologiích.

Odrůda Erythrospermum. Klas je bílý, osinatý, vřetenovitý, střední délky (8-9 cm), střední hustoty. Tvar keře je vzpřímený, plst je vejčitý, střední délky (9-10 mm), nervace je dobře vyjádřená. Rameno plsti je zkosené, středně široké, kýlový zub je ostrý, střední délky. Kýl je silně vyjádřený. Zrno je střední velikosti a objemu (7-8 mm), jeho báze je mírně pýřitá, červená, poloprodloužená, rýha není hluboká, fenolové barvení je slabé. Hmotnost 1000 zrn je 42,4-48,6 g. Nízkostonná odrůda, výška rostliny (80 – 91 cm).

Morets je vysoce výnosná odrůda. V průměru za dva roky studia v podniku Bolshoy Morets LLC byl její výnos zrna 93,4 c/ha.

Nárůst výnosu u odrůdy Morts oproti standardní odrůdě Don 93 dosáhl 8,7 c/ha a u nejlepší odrůdy Ermak, která zabírá hlavní oblasti pěstování ozimé pšenice ve Volgogradské oblasti, to bylo 3,8 c/ha (tabulka 1).