Повышение клейковины озимой пшеницы

Обновлено: 18.09.2024

Согласно ГОСТу 9353–90 показателями качества зерна озимой пшеницы, по которым определяются класс и закупочная стоимость являются — типовой состав, состояние, запах, цвет, массовая доля клейковины, качество клейковины, число падения, стекловидность, натура, наличие примесей и проросших зерен.

Содержание белка — это количество белка, выраженное в процентах. Оно должно быть на уровне 11–17%. При повышении содержания белка более 17–19% и при снижении менее 11% ухудшается качество хлеба. Содержание белка и клейковины находится в тесной связи — увеличение содержания белка в 1,4 раза соответствует увеличению клейковины в 2 раза (например, при увеличении содержания белка с 11 до 17%, содержание клейковины увеличивается с 16 до 32%). По данным НИИСХ Юго-Востока, увеличение гидротермического коэффициента в течение вегетации на 1 единицу приводит к снижению содержания белка на 3,78%, увеличение дозы удобрения на 1 ц/га способствует увеличению содержания белка на 0,63%. Вклад использования любого традиционного средства защиты оценивается в 0,44%. То есть, если применяется только одно средство (или гербицид, или инсектицид, или триазольный фунгицид) — содержание белка увеличивается на 0,44%, два средства — 0,88%, все три средства (гербицид, инсектицид и фунгицид) — 1,32%.

Содержание клейковины — рассчитывают как отношение количества сырой клейковины к суммарному белку. Наличие клейковины определяет хлебопекарное качество муки, полученной из зерна пшеницы. Так, в соответствии с ГОСТом 9353–90 зерно: высшего класса должно содержать 36% клейковины; 1-го — 32%; 2-го — 28%; 3-го — 23% и 4-го — 18%. По оценке НИИСХ Юго-Востока, увеличение гидротермического коэффициента на 1 единицу приводит к снижению содержания клейковины на 9,55%, увеличение дозы удобрения на 1 центнер способствует увеличению содержания белка на 2%. Вклад использования любого средства защиты оценивается в 1,04%. То есть, если применяется, к примеру, только гербицид — содержание белка увеличивается на 1,04%, гербицид и инсектицид — на 2,08%, гербицид, инсектицид и фунгицид — на 3,12%.

Кроме того, на содержание белка и клейковины существенно влияют и другие факторы, действующие как в период вегетации, так и в послеуборочный период. Качество зерна существенно ухудшается при поражении растений болезнями, повреждении клопом-черепашкой и при неблагоприятных погодных условиях (чередовании дождей и засух непосредственно перед уборкой). Отмечается существенное снижение содержания клейковины и белка при завышении температуры сушки влажного зерна.

Таким образом, подводя итог вышесказанному, можно констатировать, что качество зерна зависит от большого количества факторов. Их можно разделить на две группы: первая — факторы, на которые воздействовать не представляется возможным (погодно-климатические условия вегетационного сезона) и вторая — факторы, которыми можно управлять (питание растений, защита растений от вредителей, болезней и сорняков и качественная доработка зерна). Остановимся подробнее лишь на некоторых. Чтобы уровень содержания белка и клейковины в зерне были высокими, растения должны получать необходимое количество азота в критические фазы развития — кущение, рост стебля и непосредственно перед колошением. Согласно оценке немецких экспертов, болезни колоса (чернь, септориоз и фузариоз) приводят к снижению содержания белка и клейковины, уменьшению натуры и массы 1000 зерен и загрязнению микотоксинами. Поражение болезнями листьев (пятнистости, различные виды ржавчины и мучнистая роса) также снижает содержание белка и клейковины, уменьшает натуру, массу 1000 зерен и выход муки. Полегание приводит к прорастанию зерен, уменьшению числа падения и выхода муки.

Для предотвращения повреждения белка в период сушки температура должна быть безопасной и строго соответствовать влажности зерна. Для зерна с влажностью 18% безопасна температура 67°С, 20% — 65°С, 22% — 63°С, 24% — 61°С, 26% — 59°С, 28% — 57°С и 30% — 55°С.

Авторы: Гармашов В.М., к. с.-х. н, зав. отделом адаптивно-ландшафтного земледелия, Корнилов И.М., к. с.-х. н., Нужная Н.А., к. с.-х. н., Говоров В.Н., н.с., Крячкова М.П., н.с., НИИСХ Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева

В современных условиях важной проблемой, наряду с повышением урожайности сельскохозяйственных культур, является улучшение качества получаемой продукции. Приоритетное значение производства качественного зерна определяется его большой социальной значимостью в решении проблемы обеспечения населения продовольствием и, прежде всего, хлебом и хлебобулочными изделиями. Однако получение зерна пшеницы с высоким содержанием клейковины остается пока острой проблемой.

В последние годы отмечается уменьшение объемов производства качественного зерна пшеницы. Особенно остро стоит вопрос об улучшении качества зерна пшениц, идущих на изготовление хлебобулочных изделий. Несмотря на расширение посевных площадей сортов ≪сильных≫ пшениц, во многих случаях, получаемое зерно не соответствует установленным стандартам (Межгосударственный стандарт ГОСТ 9353-2016 Пшеница Технические условия).

Вырастить высокий урожай пшеницы не просто, а получить высококачественное зерно сложно вдвойне. Для этого надо обладать знаниями и опытом. Уметь учитывать особенности производства продовольственного зерна. Начиная с тщательного подбора всех элементов технологии, адаптированных к местным условиям, и заканчивая уборкой, необходимо помнить, что нарушение хотя бы одного элемента технологии в цепи последовательных технологических операций может привести к неоправданным экономическим затратам и, в конечном итоге, не получить качественное зерно.

Основными районами получения высококачественного зерна в России являются: Северный Кавказ, Поволжье, Центрально-Черноземный регион.

Современные сорта интенсивного типа особенно нуждаются в высоких агрофонах для формирования хорошего по качеству зерна. В природе существует такая закономерность – с ростом урожайности качество падает, то есть происходит так называемое ростовое разбавление. Но эта закономерность, как сейчас доказано, проявляется только в том случае, если нарушена агротехника. При обеспечении растений пшеницы азотом в доступной форме и достаточных количествах на протяжении всей вегетации можно получить, наряду с высокой урожайностью, и высокобелковое зерно.

Многочисленные работы научно-исследовательских учреждений в нашей стране и за рубежом показывают широкие возможности управления технологическими свойствами зерна пшеницы путем применения различных агротехнических приемов.

Исследования проводили в НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева на черноземе обыкновенном с целью разработки менее затратных приемов обработки почвы, обеспечивающих стабильно высокую урожайность культур с высоким качеством продукции.

В опыте в 2015-2017 годах изучали различные приемы и системы обработки почвы под озимую пшеницу в севообороте. В опыте высевали озимую пшеницу – сорт Черноземка 115, норма высева 5,0 млн всхожих зерен на 1 га. Исследования проводили на двух фонах – без удобрений и с внесением удобрений NPK по 60 кг д.в. на га. При выращивании озимой пшеницы использовались агротехнические приемы, рекомендованные в зоне. Наблюдения, анализы и учеты проводили согласно действующим методикам, принятым в полевых и лабораторных исследованиях согласно соответствующим ГОСТам. Экспериментальные данные обрабатывались с использованием дисперсионного метода математического анализа на персональном компьютере. В статье приводится анализ результатов исследований, выполненных в звене севооборота горох-озимая пшеница.

Озимая пшеница является культурой слабо реагирующей на приемы и способы обработки почвы, ввиду свойственной ей биологии развития.

Различные приемы поверхностной обработки почвы в различных системах обработки почвы в севообороте значительного влияния на урожайность озимой пшеницы не оказали. Урожайность озимой пшеницы по различным обработкам почвы находилась в пределах 4,21-4,48 т/га при НСР05=0,40 т/га, на фоне с применением удобрений N60P60K60 под основную обработку – 4,90-5,34 т/га при НСР05=0,78 т/га. Только нулевая обработка почвы привела к существенному снижению урожайности пшеницы до 3,40 т/га на фоне без применения удобрений и до 3,83 т/га при применении удобрений. Снижение сбора зерна озимой пшеницы по сравнению с контрольным вариантом (дисковая обработка на глубину 6-8 см в системе отвальной обработки на глубину 20-22 см) составило 0,81 т/га или 19,2%, а на фоне с применением удобрений – 1,09 т/га или 22,1%.

Наибольшая урожайность озимой пшеницы получена при отвальной, на глубину 25-27 см, системе обработки почвы в севообороте и дисковании на глубину 6-8 см непосредственно под озимую пшеницу – 4,48 т/га. На удобренном фоне при безотвальной системе обработки почвы в севообороте и непосредственно под пшеницу поверхностной КПЭ-3,8 на 6-8 см – 5,32 т/га, но разница – 0,40 т/га с урожайностью на контрольным варианте не превышала ошибки опыта.

Внесение удобрений NPK по 60 кг д.в. на га под основную обработку почвы приводит к повышению урожайности пшеницы в среднем по опыту независимо от приемов обработки почвы на 0,73 т/га. Однако изменение основных показателей плодородия чернозема обыкновенного отразилось на качестве зерна озимой пшеницы.

В последние годы качество зерна, его особенности и характерные свойства приобретают первостепенное значение, как для внутреннегопотребителя, так и для внешнего. Качество зерна важно, во-первых, при низком качестве открывается огромный рынок сбыта пищевых добавок без гарантии, что среди них нет опасных или потенциально опасных; расширение применения пищевых добавок в самом распространенном, традиционном и наиболее доступном всем слоям населения России продукте – хлебе, может иметь далеко идущие последствия для здоровья нации и биобезопасности страны в целом; хлебопекарные улучшители должны улучшать качество муки и хлеба, а не маскировать пониженное качество зерна и муки и тем самым вводить потребителя в заблуждение. Во-вторых, Россия имеет большие перспективы в зерновом производстве: имеется резерв для экстенсивного и интенсивного развития сельского хозяйства и, помимо этого (или к этому же), на фоне низкого уровня использования химикатов является потенциальным производителем экологически чистых зерновых продуктов. В-третьих, Россия имеет большой экспортный потенциал по зерну, который может успешно реализовывать, а ухудшение качества зерна снижает конкурентоспособность России на внешнем рынке.

Поэтому при выращивании озимой пшеницы важным является не только количественный рост урожая, но и повышение его качества за счет увеличения содержания белков и клейковины.

На сегодняшний день содержание белка в пшенице является одной из наиболее актуальных проблем аграриев, поскольку именно растительному белку принадлежит решающая роль в обеспечении полноценного питания человека. Белок является исключительно важным элементом, в том числе и для здоровья человека, поэтому вопрос повышения его содержания в зерновых культурах, и в частности в пшенице, является крайне актуальным.

Уровень его содержания в зерне зависит от множества факторов: климатических и погодных условий, сортовой принадлежности, а также в большой степени от своевременности и эффективности проведенных агротехнических мероприятий.

Наличие клейковины определяет хлебопекарное качество муки, полученной из зерна пшеницы. Так, в соответствии с ГОСТом 9353–90: зерно высшего класса должно содержать 36% клейковины; 1-го – 32%; 2-го – 28%; 3-го – 23% и 4-го – 18%. От содержания клейковины в зерне пшеницы зависит качество выпекаемого хлеба.

Существуют два основных способа увеличения производства растительного белка: методом непрерывной селекции растений; методом проведения эффективных агротехнических мероприятий.

Как показали результаты исследований, наибольшее содержание белка установлено в зерне, выращенном на фоне поверхностной обработки в отвальной системе обработки почвы в севообороте и нулевой обработках, в последнем случае при существенном снижении урожайности пшеницы. Кроме того, при этих обработках почвы было получено и наибольшее содержание клейковины высокого качества. При безотвальной и поверхностной системах обработки почвы в севообороте, а непосредственно под озимую пшеницу мелкой безотвальной КПЭ-3,8 на глубину 6-8 см, содержание белка и клейковины в зерне было ниже, чем в контрольном варианте (13,5 и 26,3% соответственно): белка – на 0,7 и 0,5%, клейковины – на 2,5 и 1,4%.

Эти значения могут показаться не столь существенными, но по данным А.М. Артюшина, В.П. Крищенко (1984) увеличение содержания белка в зерне на 1% равноценно (по сбору белка) повышению урожайности на 0,6-0,7 т/га.

Применение удобрений NPK по 60 кг д.в. на га под основную обработку почвы способствует увеличению содержания белка в зерне озимой пшеницы в среднем по опыту на 1,31% или почти на 10 относительных %, клейковины – на 5% или 20,1% соответственно.

Эффект от применения удобрений зависел от обработки почвы. Наибольшее содержание белка и клейковины было в зерне пшеницы, выращенной при отвальной системе обработки почвы в севообороте и поверхностной под озимую пшеницу и при нулевой обработке почвы – 14,7 и 31,3 и 15,6 и 30,1% соответственно.

Таким образом, наиболее качественное зерно озимой пшеницы и наибольший выход зерна и белка с гектара пашни, в почвенно-климатических условиях юго-востока ЦЧР по непаровым предшественникам, получается при применении поверхностной обработки в системе отвальной обработки почвы в севообороте. При такой обработке почвы отмечается и наибольшая эффективность вносимых удобрений.

Общеизвестно, что содержание клейковины в зерне пшеницы и физические свойства, характеризующие ее качество, могут варьировать в весьма широких пределах. Содержание клейковины в общем хорошо коррелирует с количеством белка в зерне, что и понятно, поскольку клейковина представляет в своей основе белковое вещество. Исключение составляют те случаи, когда под влиянием определенных воздействий клейковинный белок резко изменяет свои физико — химические свойства и в силу этого лишается в большей или меньшей степени способности образовать слитную гидратированную массу сырой клейковины, что приводит к уменьшению выхода отмываемой клейковины при достаточном содержании в зерне общего белка. Примером может служить пшеница, поврежденная клопом-черепашкой, ранними заморозками, проросшая на корню или испорченная неправильными приемами подработки и хранения (пересушенное, самосогревшееся зерно и т. п.).

Для пшеницы с клейковиной хорошего и среднего качества содержание последней в зерне определяется теми же факторами, что и содержание общего белка. Сортовые особенности пшеницы, метеорологические условия вегетационного периода и особенно периода созревания, агротехнические мероприятия — подготовка почвы, севооборот, удобрения, орошение и т. д. — все это влияет на содержание клейковины в том же направлении, как и на содержание белка в зерне. О связи между количеством белка в пшенице и условиями ее выращивания имеется огромная литература и потому рассматривать здесь этот вопрос нет возможности. Сводку и критический анализ соответствующих Данных можно найти в ряде монографий сборников и статей (Княгиничев, 1951, 1958; Петров, 1938; Петинов, 1959). Вкратце отметим только, что содержание в зерне клейковины, как и общего белка, увеличивается при выращивании растений в условиях повышенных температур и недостаточной обеспеченности влагой. Улучшение условий азотного питания путем внесения удобрений или применения бобовых в севообороте повышает содержание клейковины в пшенице. Орошение при недостатке азотного питания может снизить процент общего белка и клейковины в зерне за счет значительного повышения урожая, однако одновременное внесение удобрений позволяет не только сохранить исходное содержание белка и клейковины, но и заметно повысить его.

В общем можно сказать, что условия накопления белковых веществ в зерне и, в частности, клейковины изучены достаточно полно и в настоящее время известны практические способы повышения, содержания белка в пшенице путем применения определенной системы агротехнических мероприятий, наряду с подбором соответствующих сортов.

Неоднократно отмечалось, что жаркая, сухая погода и недостаточная обеспеченность растений влагой, особенно в период созревания зерна, приводят к образованию в нем более крепкой, упругой и соответственно менее растяжимой клейковины, чем клейковина такой же пшеницы, выращенной при пониженных температурах и обильном снабжении водой.

В качестве примера приведем результаты вегетационного опыта М. М. Стрельниковой (1959) с озимой пшеницей сорта Харьковская 4, характеризующейся крепкой клейковиной.

В этом опыте четко выявилась взаимосвязь между действием температуры и влажности почвы на качество клейковины. Чем выше температура, тем меньше ослабление клейковины, вызываемое обильным увлажнением. Вследствие этого в южных районах Советского Союза, несмотря на орошение, клейковина получается гораздо более высокого качества, чем, например, слабая клейковина пшениц Англии.

Влияние влажности на клейковину может проявиться по-разному, в зависимости от ее исходного качества, поскольку в одних случаях уменьшение упругости и увеличение растяжимости и связности клейковины может ухудшать ее качество, а в других — улучшать. Последнее наблюдалось М. М. Стрельниковой (1959) в опытах с твердыми пшеницами, короткорвущаяся, малосвязная клейковина которых заметно улучшалась при выращивании их в условиях обильного увлажнения, в частности при вегетационных поливах.

Т. И. Усольцева (1956) в климатических условиях Омской области подтвердила зависимость качества клейковины от количества и распределения осадков в период созревания пшеницы, особенно во второй его половине. Чем больше выпадет в это время осадков, тем слабее клейковина. Искусственный полив пшеницы также ослабляет клейковину.

Показало ошибочность этого представления. Биохимический анализ зерна, поврежденного суховеем на разных фазах созревания, начиная с ранней молочной и кончая восковой спелостью, убедительно показал, что под влиянием высокой температуры и быстрого обезвоживания в зерне резко ускоряются биохимические процессы созревания при недостаточном поступлении углеводов, тогда как абсолютное количество белковых веществ и клейковины остается, на нормальном уровне.

Это приводит к значительному повышению процентного содержания общего белка, а также клейковины в суховейном зерне по сравнению с нормальным. Под влиянием суховея клейковина становится более крепкой и менее растяжимой, однако эти изменения не настолько велики, чтобы заметно ухудшить ее качество и повлиять на хлебопекарные свойства суховейного зерна, которые остаются вполне нормальными. В то же время отмечено значительное снижение растворимости сырой клейковины суховейного зерна в 12%-ном водном растворе салицилата натрия. Например, сырая клейковина из нормального зерна в фазе ранней молочной спелости растворялась в салицилате натрия на 74,1% (по азоту), а в середине молочной спелости — на 94,0%, тогда как для клейковины суховейного зерна в те же фазы спелости растворимость составляла соответственно только 15,6 и 67,0%.

Низкое содержание сырой и сухой клейковины в пшенице, поврежденной морозом, можно видеть из следующих данных В. Л. Кретовича и Р. Р. Токаревой.

Таким образом, действие низкой температуры уменьшает выход клейковины только в фазе ранней молочной спелости.

Помимо метеорологических факторов, на содержание и качество клейковины в зерне большое влияние оказывают условия почвенного питания растений. Внесение в почву азотных удобрений увеличивает содержание общего белка и клейковины в зерне.

В целом необходимо отметить недостаточное число экспериментов по выяснению влияния удобрений на качество клейковины и исключительную сложность этой проблемы вследствие многостороннего действия условий почвенного питания на физиологические функции растительного организма. Несомненно, что внутреннее строение клейковинного белка, определяющее качество клейковины, может изменяться под влиянием многих биохимических факторов, зависящих в свою очередь от тех физиологических функций растения, на которые влияют условия почвенного питания. Если добавить к этому то многостороннее влияние, которое оказывают на биохимические процессы в растениях метеорологические факторы, то становится понятным, насколько сложен весь комплекс условий, определяющих в конечном счете физико-химические особенности строения тех белков, от которых зависит качество клейковины пшеницы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Клейковину впервые обнаружил ученый Черазе Беккариа Бонесано в 1728 году. Сегодня, при определении качества зерновых, уровень клейковины играет одну из важнейших ролей. Она оказывает важнейшее действие на свойства муки, поэтому этим значением нельзя пренебрегать. Ниже в статье будет описано, что такое клейковина пшеницы, показатель ИДК и что именно влияет на уровень клейковины в зерне.

Что такое клейковина пшеницы?

Клейковина создает эластичное, липкое тесто

Клейковина пшеницы – это не растворимое в воде химическое вещество из белковой группы. Оно имеет серый или светло-желтый цвет. Данное вещество очень важно при производстве хлеба и выпечки. И хоть оно имеется в любых злаковых культурах, именно в зернах пшеницы его больше всего. Это одна из причин, почему именно пшеница чаще всего используется для производства хлеба по всему миру.

Глютен – английское наименование клейковины, а клебер – немецкое. Сухой глютен состоит из водорода, азота, углерода и кислорода, а также серы и фосфорных компонентов.

Если говорить про полезные свойства, то у клейковины их несколько:

в ней присутствует более 15 незаменимых для организма человека аминокислот;
она содержит витамины группы B, A, E и некоторые минералы;
после приготовления, клейковина обеспечивает высокий показатель растительных белков в продукте;
это натуральный консервант;
она делает тесто более воздушным и упругим.

Все эти качества говорят в пользу продукта. Именно поэтому при выращивании пшеницы, ее сборе и хранении, аграрии стараются делать так, чтобы клейковина в итоговом продукте была на высоком, а не на низком уровне.

Сухая пшеничная клейковина

Фото сухой пшеничной клейковины

Большим спросом пользуется сухая клейковина пшеницы на производстве, которую используют на пищевых фабриках и в хлебобулочной промышленности. Это простая добавка для повышения нормы и качества глютена в мучных изделиях. Используется сухое вещество для производства:

хлеба и выпечки;
макаронных изделий;
замороженных полуфабрикатов (манты, пельмени, хинкали и прочее);
замороженного теста;
фарша, колбас и сосисок.

Что такое ИДК клейковины пшеницы?

Фото прибора ИДК-1М для измерения качества клейковины

Качественные показатели хлебных изделий зависят от ИДК (измеритель деформации клейковины). ИДК – это аппарат, измеряющий индекс деформирования глютена.

Чтобы измерить ИДК нужно для начала очистить продукт от крахмала в воде и положить полученную липкообразную массу на платформу аппарата ИДК. Теперь аппарат включают, и он начинает давить грузом мякиш клейковины в течение 10 минут. После этого стрелка на аппарате указывает на уровень ИДК этого глютена.

Не всем людям можно употреблять глютен и содержащие его продукты. При заболевании целиакии, организм распознает это вещество как инородное и реагирует на него разнообразными аллергическими реакциями.

Существует три группы ИДК клейковины и два вида без группы, но они тоже иногда встречаются, если зерно выращивалось, сушилось или хранилось не правильно. Ниже в таблице приведены типы ИДК и их особенности.

Группа ИДК	Качество глютена	Показатель единиц ИДК	Цвет клейковины
I группа	Хорошая	45-75 ед.	Сероватый или светло-желтый
II группа	Удовлетворительно-слабая	80-100 ед.	Светло-серый или светло-желтый
III группа	Неудовлетворительно-слабая	105-120 ед.	Светло-серый или светло-желтый
Без группы	Неудовлетворительное	0-15 ед.	Крепкая клейковина, темного цвета
Без группы	Неудовлетворительное	20-40 ед.	Удовлетворительно крепкая, темного цвета

Количество клейковины пшеницы по классам

Качество глютена обычно определяется обилием азота в сухом веществе. Максимальный его показатель 16%. Качество клейковины делится на 5 классов. Первый – это очень слабая, а пятый класс – очень сильная. В зависимости от качества и количества клейковины в зерне, пшеницу делят на пять классов.

Таблица клейковины пшеницы по классам зерна:

Существует также шестой класс – это фуражный тип зерна низкого качества, которое применяют при приготовлении комбикормов и смесей для сельскохозяйственной живности.

От чего зависит уровень клейковины?

Многие факторы определяют уровень клейковины в зерне пшеницы. Но по сути – чем больше белка, тем больше и глютена. Ниже представлены факторы, влияющие на уровень глютена в зернах пшеницы.

Сорт пшеницы.
Условия выращивания – тип земли, уход за посевами, полив, тип подкормок, их количество и тому подобное.
Сбор и хранение зерна, а именно химические вещества, которыми зерно обрабатывают, место хранения или обработки итогового продукта.

Чем выше влажность воздуха на поле, где выращивается культура, тем ниже будет количество белка в пшенице!

Но самыми важными факторами, что отражаются на показателе глютена являются:

климат;
тип и качество грунта;
подкормка пшеницы;
обработка от сорняков и вредителей;
влажность воздуха и земли.

Ученые уверяют, что при правильном выборе сорта и подкормок, применяемых для выращивания пшеницы, а также условиях выращивания, можно добиться высокого уровня клейковины в итоговом продукте.

Читайте также: