Роль показателя твердозерности и стекловидное в классификации хлебопекарных пшениц

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 20 страниц
В избранное:

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... 4
Хлебопекарные качества мягкой пшеницы и показатель твердо-
зерности ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... .. 7
1. Постановка задач в селекции на
качество ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.2. Твердозерность и стекловидность - характеристика качества
зерна ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... . 8
1.3. Твердозерность и методы ее
определения! ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11")
1.4. Твердозерность и образ жизни
пшеницы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
1.5. Твердозерность и окраска
зерен ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .. 16
1.6. Твердозерность и стандарты на качество
зернам ... ... ... ... ... ... .. 18
2. Материал и методы исследований
., ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 21
3. Индекс твердозерности мягких пшениц: определение на приборе 8КС8 4100 и
ИК-анализаторе ... ... ... ... ... . .. 22
3.1. Сорта яровой мягкой
пшеницы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
3.2. Сорта озимой мягкой
пшеницы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
3.3Построение калибровочного уравнения для ИК-спектроскопического
определения твердозерности ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
30
3.4. Роль показателя твердозерности и стекловидное в классифи-
кации хлебопекарных
пшениц ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
4. Исследование сортов яровой мягкой пшеницы на твердозерность.. 34
4.1. Районированные
сорта ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
34
4.2. Сорт Казахстанская раннеспелая и технологический тип его
использования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... . 37
4.3. Твердозерность сортов яровой мягкой пшеницы, находящихся
вГСИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... .. 43
5. Озимая мягкая пшеница Казахстан и твердозерность ... ... ... ... ... .
46
5.1. Районированные
сорта ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
46
5.2. Новые сорта озимой мягкой пшеницы и их дифференциация
по твердозерности и качеству зерна ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
51
5.3. Сорт озимой мягкой пшеницы Батыр и качество его зерна ... ... . 54
5.4. Мягко- и полумягкозерные сортообразцы озимой мягкой
пшеницы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... 56
5.5. Индекс твердозерности в прогнозе хлебопекарных свойств озимого
тритикале, как носителя двух пшеничных геномов ... .. 60
6. Конкурентоспособность генофонда мягкой пшеницы Казахстана
по качеству
зерна ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... . 63
6.1. Яровые и озимые сорта: сравнение по твердозерности, соотношению
мягкихтвердых
зерен ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 63
6.2. Твердозерность и показатели качества зерна, муки, хлеба:
яровые и озимые
сорта ... ... ... ... ... ... ... '. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
63
6.3. Твердозерность и конкурентоспособность казахстанских
сортов пшеницы по качеству
зерна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
6.4. Карта твердозерности Казахстана и зоны возделывания различных
технологических типов мягких пшениц ... ... ... ... .. 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... .. 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ... ... ... ... ... ... . ... 83
прикрепленного белка, а узкие промежутки заполнены белком промежуточным.
При помоле эндосперм мучнистых зерновок раскалывается на границе между
крахмальными зернами и промежуточным белком и разрушенные части крахмальных
зерен образуют пылевидную слипающуюся фракцию муки.
При подборе твердозерных сортов рекомендуется отдавать предпочтение оценке
не общей стекловидности, а учитывать только полностью стекловидные зерна,
как это делают в дальнем зарубежье (45).
Условия среды существенно варьируют стекловидность зерна. Орошение на фоне
полного удобрения повышает стекловидность, но не изменяет микроструктурных
свойств зерна.
Падение стекловидности может быть обусловлено односторонним
фосфорным удобрением, внесение полного удобрения 45 60 60 повышало
стекловидность зерна сорта Безостая 1 и качество клейковины. Азотные
подкормки повышали и урожай, и качество.
Желтобокость зерна возникает при поражении его клопом-черепашкой. Место
укуса клопа видно в виде черной точки на фоне желтого мучнистого пятна.
Н.С.Беркутова (4) отмечает, что уколы клопа-черепашки в стебель и колос в
конце фазы трубкования-начала колошения вызывает недоразвитость зерна и
белоколосость, а укол в зерно до восковой спелости обусловливает его
щуплость. Масса зерна снижается на 15-20%, при уколах в поздние фазы
снижается стекловидность, содержание белка, клейковины, объемный выход
хлеба и формоустойчивость.
Стекловидность существенно снижается при перестое зерна на корню и
перележке в валках, особенно при увлажнении, поэтому браковка зерна
вследствии низкой стекловидности вполне обоснована, однако, сэрта
твердозерные с высоким содержанием сырой клейковины и лучшим ее качеством
сохраняют свои преимущества более длительное время (4).
Установлено широкое варьирование показателя стекловидности в зависимости от
факторов среды. Поэтому для целей селекции целесообразно пользоваться
методами непосредственного измерения твердости зерновок.
1.3. Твердозерность и методы ее определения
Показатель твердозерности не имеет четкого и универсального понятия,
соединяющего в себе 2 существующих к нему подхода: технологического, т.е.
пригодности для переработки и биологического - биохимической структуры
зерновки (46).
12 пригодности для переработки и биологического - биохимической структуры
зерновки (46).
К разряду технологических относится определение Н.Беркутовой (4) твердость
- это сопротивление твердого тела (зерна) изменению формы (деформированию)
либо разрушению силовых контактных взаимодействиях. Технологическое
понятие твердозерности связано с совокупностью методов, характеризующихся в
большей степени мукомольные свойства - это определение работы (силы)
помола, времени помола, индекса размера частиц, суммы различных фракций
муки и т.д.
Использовано 10 методов определения твердозерности:
1. Измерение силы для разрушения или разламывания зерен.
Pomeranz et al., (20) использовали инструмент сжатия для единичного зерна,
оснащенный полуавтоматическим механизмом для разрушения индивидуальных
зерен между двумя равными поверхностями. Они рассчитывают твердозерность из
плотности зерна, его разрушения и силы против разрушения зерна. Eckhoff et
al (19) оценивали твердозерность разрушением шщивидуальных зерен и
регистрацией в виде кривой сил, связанных с ломкостью.
2. Шлифование. Taylor et al (47), Stenvert (10), Kuhlman et al (48),
Obuehowski. Buchuk (24) определяли твердозерность пшеницы путем измерения
количества пшеницы, проходящей через шлифовальную машину, предназначенную
для перловой крупы. Появляющиеся отруби играют преобладающую роль в
определении отшлифованных (снятых от оболочки) зерен пшеницы.
3. Определение силы для помола зерен. Miller et al (49) определяли
твердозерность путем измерения работы, необходимой для помола пшениц по
модифицированному тесту Brabendera. Obuehowski, Buchuk (24); Greenway (50)
определяли твердозерность через индекс твердозерности, рассчитанного по
количеству максимального продукта, полученного в течение всего помола, как
процент выхода муки.
4. Измерение повреждения крахмала или оценка диастатической активности.
Stenvert (51) использовал экспериментальную мельницу Бюллера для получения
муки и он определял твердозерность по проценту повреждения крахмала или по
характеристике диастатической активности на поверхностной зоне.
5. Определение выхода муки или площади поверхности. Anderson et al (52)
продемонстрировали, что выход муки или выход поверхностной фракции,
13 определяемые по тесту Brabendera или помолом, могут быть полезны в
оценке пшеницы по твердозерности.
6. Измерение скорости удельного сокращения муки в процессе помола.
Williams et al (53) определил твердозерность путем измерения уменьшения
скорости на мельнице Циклон в течение помола.
7. Определение времени помола. Miller et al. (54, 55), Sampson et al (56)
и Kosmolak (57) определяли твердозерность пшеницы по температуре,
необходимой для помола пшеницы по микротестированию (Brabender) на Willy
лабораторной мельнице и мельнице Brabendera, соответственно.
8. Анализ продукта помолом зерна. Massie and Norris (цит. по Wu-16)
разработали и усовершенствовали метод электронной регистрации вибрации
зерна по мере помола. Твердые зерна мелятся громче при высокой частоте
звука, чем мягкозерные. Соединение инструмента с компьютером переводит
измерения в показатель твердозерности.
9. Ближайшая инфракрасная спектроскопия после помола. Williams (29),
Miller et al. (55), Sampson et al (56); Pomeranz et al (11), Williams,
Sobering (58); Gaines et al (59); Norris et al (60) связали NIR с индексом
размера частиц пшениц. который мог ранжировать пшеницы в соответствии с
твердозерностью. NIR-метод определения твердозерности базируется на
процедуре Williams, Sobering (58) появившейся соответственно как метод ААСС
39-70.
10. Измерение размера частиц. Количественное изучение размеров частиц
пшеницы Cutler and Brinson (61), используя мельницу Willy, оборудованную 1
mm размером отверстий сит для размола пшениц разделили муку на 60 сите (246
мм) и 270 (53 мм) на 3 фракции.
Worzella and Cutler (62) провели критическое изучение техники для измерения
гранул муки: 50 г пшеницы были размолоты в мельнице Labconco; 2,5 г
просеяны в течение 1 час через стандартные сита №60 и 270. Процент муки,
которая прошла через 270 сито определяли как индекс размера частиц. Низкий
индекс определяет - грубую муку, высокий - тонкую.
Symes (63) использовал мягкую фракцию с мельницы Labconco для помола 10 г
пшеницы и просеивания муки на №15 шелкового сита (отверстие 75 мм) в
течение 5 минут. Процент муки, прошедший через шелковое сито был определен
как индекс размера частиц. Miller et al (55) мололи пшеницу на мельнице
микро Brabender и рассчитывали % муки, прошедшей через 140 сито (106 мм.).
Более высокий % мягкозерной пшеницы муки проходит через №140, чем
твердозерных.
14
Obuchowski, Buchuk (24) мололи пшеницу на Brabender Qudrumat Junior и
просеивали через 125 мм. Williams and Sobering (58) использовали Falling
Number КТ-30 с N2 для помола пшениц. Муку просеивали через 200 сито (74 мм)
в течении 10 минут в Ro-Tap мельнице. Процент муки, который прошел через
сито (индекс размера частиц) четко дифференцировал сорта по разной
твердозерности. Метод определяется по индексу размера частиц твердозерности
пшеницы и базируется на методе Williams, Sobering (58) соответственно как
метод ААСС 55-30.
Yamazaki, Donelson (36) мололи пшеницу в тяжелой мельнице Labconco со
специальным ситом. Мука была разделена 425 мм ситом просеиванием в течении
30 сек. Индекс размера части был определен как процент муки, прошедшей
через сито.
Эти исследования определяют твердозерность пшеницы по размеру частиц муки
из различных помолов и обычно отдельным помолом (на различных отверстиях);
они не определяют распределение муки по размерам частиц. Некоторые
исследователи определяют твердозерность как сумму различных фракций муки.
Изменения в стратегии растениеводства (включая публикации о сортах, имеющих
множество биотипов, раннюю селекцию и скрещивания между твердой и мягкой
пшеницы) делают традиционные различия между твердой и мягкой вполне
объяснимыми. Для примера, Brule - твердозерная озимая пшеница, но имеет
несколько мягкозерных родителей в потомстве содержит твердозерные и
полутвердозерные зерна. Arkan - твердозерная озимая пшеница от скрещивания
между твердозерной и мягкозерной пшеницей (64).
Некоторые пшеницы невозможно отнести к категории твердозерных или
мягкозерных по критериям традиционной визуальной классификации: размер,
форма, цвет. Объективность определения твердозерности пшеницы по
распределению размера частиц муки выше и при попытках различения HRS (hard
red spring) от HRW (hard red winter).
Согласно биологическому подходу, этот же признак (твердозерность)
характеризуется как уровень сил сцепления внутри белкового крахмального или
белкового матрикса. В связи с чем применяются методы ближней инфракрасной
(БИК)-спектроскопии, ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), элетронной
мироксопии позволяющие устанавливать структуру эндосперма, не разрушая
зерновок (60, 65, 43).
Но наиболее простым и надежным методом выявления твердозерных генотипов и
оценки мукомольных качеств является определение индекса
15 размера частиц муки: 1) высокотвердозерные - 31.4-25.0 ммк: Саратовская
29, Краснодарская 39; 2) среднетвердозерные - 24.9-20.0 ммк: Безостая 1,
Мироновская 808; 3) мягкозерные - менее 16.0 ммк: Лютесценс 62, Ульяновка,
Альбидум 114.
Все описанные выше методы, особенно технологические, требуют значительного
объема анализируемого зерна. В конце 80-х - начале 90-х начали
разрабатываться методики определения твердозерности по единичным зернам
(19, 66, 61). В результате таких исследования была разработана база для
измерения и характеристики отдельных зерен и технически реализована фирмой
Perten Instrument в виде SKCS 4100 (Single Kernl Characterization System).
Хорошие результаты по разделению мягких и твердых зерен на минимальной, но
репрезентативной выборке были получены для американских, канадских,
австралийских, марокканских и других сортов (68, 69, 18).
Резюмируя, можно отметить, что длительное время существует интерес к
определению твердозерности пшеницы. Измерения относительной твердозерности,
которые чаще всего используются включают 6-7 физических методов, таких как
индекс размера частиц и NIR-методы.
Все остальные методы - это или их модификации, или их дальнейшее развитие.
При создании инструментальных методов используются в основном 2 принципа:
индекс размера частиц и спектроскопия в ближней инфракрасной области. Оба
подхода требуют стандартизации и калибровки для специфичных наборов пшениц,
что позволяет сделать определение на них независимыми от влажности зерна.
Каждый из этих методов имеет как недостатки, так и преимущества. Так,
выборка в 300 зерен SKCS 4100 вполне достаточная, но может для некоторых
образцов давать очень высокую ошибку для среднего (по 300 зернам) значения
индекса твердозерности за счет невыравненности зерен.
NIR-спектроскопия использует линейную регрессионную модель, позволяющую
предсказать (определить) твердозерность в рамках калибровочного файла. С
этой точки зрения необходимо (обязательно) наличие эталонов, например, 5
твердозерных пшениц и 5 мягкозерных, как это выбрано Федеральной зерновой
инспекционной службой для ранжирования пшениц в США.
Казахстанский сортовой генофонд изучался ранее по твердозерности,
определяемой по коэффициенту набухания грубой и мелкой фракции муки, в том
числе и на NIR-основе (70). Однако, сравнительно низкая разрешающая
16
способность метода, отсутствие важной для селекции информации о
выравненное™ образца по соотношению мягкихтвердых зерен не позволили
широко распространить этот метод.
Таким образом, развитие методической и лабораторной базы для определения
индекса твердозерности перспективно при использовании 2-ух инструментальных
типов: SKCS 4100 и NTR. При этом обязательным условием их функционирования
является калибрование приборов на местном генофонде или корректировка для
существующих.
1.4 Твердозерность и образ жизни пшеницы
В литературе отмечено устойчивое мнение о преимуществе яровых форм над
озимыми по твердозерности (16, 20, 68, 71), а следовательно и по выходу
муки за единицу времени (72). Большое количество исследований посвящено как
яровым (9, 73, 74) так и озимым формам (18) и самыми различными методами
(29, 60, 68), включая NIR, а также методы маркирования по присутствию 15 kd
субъединицы в крахмальном DDC-экстракте и отсутствию 145 kd субъединицы
глютенина (75, 76).
По коэффициенту набухания мягкой и грубой фракции муки яровые и озимые
формы (сорта, линии, биотипы) мягкой пшеницы имели весьма близкие значения:
при этом у яровых не были обнаружены образцы, выходящие за рамки требования
к твердозерным пшеницам (0,76-1,12), тогда как у озимых такие примеры
наблюдались (70).
1.5. Твердозерность и окраска зерен Окраска
В международных стандартах и ГОСТ стран СНГ не случайно отдают предпочтение
первому (1) подтипу первого и четвертого типов пшеницы продовольственной -
яровая тёмнокрасная стекловидная и озимая тёмнокрасная стекловидная. Это
надежный показатель твердозерности, т.к. твердозерные пшеницы слабее
реагируют потерей цвета и стекловидности на временное подмачивание,
поскольку у них заторможена ферментативная активность (4).
Окраска зерна обусловлена накоплением антоциана в семенной и плодовой
оболочках и контролируется тремя генами: Ri R2 R3, наследуемыми независимо
и действующими кумулятивно, т.е. окраска усиливается по мере накопления
генов R (Нильсон-Эле, цит. по 77).
18 слабоокрашенных форм. Интенсивность красной окраски четче проявляется
при намачивании семян (цит. по 5).
1.6. Твердозерность и стандарты на качество зерна Заготовительный стандарт
на хлебопекарную пшеницу
В странах СНГ в основном продолжает действовать государственный стандарт
ГОСТ9353 Пшеница, регламентирующий классификацию зерна пшеницы по типам,
учитывающим видовые признаки (мягкая, твердая), ботанические особенности
(яровая, озимая), цвет (белая, красная) и интенсивность (темно-красная,
желтая) окраски (4). Для хлебопекарных целей используют 1 тип (яровая) и 4
тип (озимая).
Названные типы подразделяют на 5 подтипов:
- 1 подтип - яровая (озимая) темно-красная, общая стекловидность не менее
75%;
- 2 подтип - яровая (озимая) красная, стекловидность не менее 60%;
- 3 подтип - яровая (озимая), светло-красная, стекловидность не менее
40%;
- 4 подтип - яровая (озимая) желто-красная, стекловидность не менее 50%;
- 5 подтип - яровая (озимая) желтая, стекловидность не менее 40%.
Технологические условия стандарта
Для заготовляемой пшеницы предусматривается деление на две группы: первая -
показатели качества соответствуют базисным кондициям; вторая - с
отклонениями от базисных кондиций и сторону ухудшения по влажности, натуре,
увеличения содержания сорной и зерновой примесей. Для пшеницы озимой и
яровой мягкой базисные кондиции: влажность 14-17%, натурная масса 730-770
гл, содержание сорной примеси 2-3%. Стандарт на пшеницу сильную (ГОСТ 9353-
85) распространяется на зерно 1,2,3 подтипов I и I типов. Он устанавливает
следующие требования к качеству зерна сильной пшеницы (79):
- натура - не менее 750 гл; влажность - ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.