на электронную версию
журнала и новости
О. Д. Цедик, Л. В. Рукшан, А. В. Гурская, Могилевский государственный университет продовольствия, г. Могилев, Республика Беларусь
Кукуруза – одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. Почти во всех кукурузосеющих странах кукурузу выращивают на зерно, которое используется на продовольственные, кормовые и технические цели. Для пищевой промышленности кукурузное зерно является сырьем для производства крупы, муки, масла, крахмала, спирта, сиропа, кукурузных хлопьев, патоки, глюкозы и многих других продуктов.
В зерне кукурузы содержится 9–12% белка, 4–5% жира, 2% сахара, 5 % пентозанов, 65–70 % безазотистых экстрактивных веществ и очень мало клетчатки. Зола кукурузы содержит соли кальция, магния, фосфора, алюминия, железа, натрия, калия и хлора. Калорийность зерна кукурузы выше, чем других зерновых (в 100 г зерна кукурузы содержится 1,382 МДж обменной энергии или 330 ккал) [1].
Технологические свойства зерна кукурузы лежат в основе перемещения, очистки, сортирования, влияют на построение всех технологических процессов его подготовки и переработки, а в результате на качество получаемой продукции. Они в основном определяются исходными показателями качества зерна. Хотя в Беларуси кукуруза на зерно стала выращиваться сравнительно недавно, селекционерами республики сельскохозяйственному производству предложено немало гибридов кукурузы, имеющих большое производственное значение (высокие урожаи, выравненность ряда признаков, облегчение уборки). Так, в настоящее время в Госреестр сортов республики внесены следующие гибриды кукурузы: Батурин 287, Брестселлер 287, Дарья, Залещицкий 191, Коло 280, Любава 279, Мара, Мрия, Полесский, Ружн, Союз и др.
Однако изучены недостаточно. Поэтому нами проведены подобные исследования в лабораториях кафедры технологии хлебопродуктов учреждения образования «Могилевский государственный университет продовольствия». Объектами исследований явилась кукуруза белорусской селекции родительской линии гибридов с названием «Полесский» (Полесский 212СВ, Полесский 175СВ, Полесский 101СВ, Полесский 103) из-за наибольшего его распространения в республике.
Гибрид Полесский 212СВ является стандартным сортом, который на протяжении 10 лет занимает 10 % в структуре посевных площадей кукурузы. Это двойной межлинейный гибрид с урожайностью зерна при влажности 14% 103,5 ц/га. Гибрид отличается хорошим стартовым ростом, стабильным семеноводством, высокой холодостойкостью и устойчивостью к полеганию. Тип зерна кремнисто-зубовидный, цвет зерна красный. Выход зерна 75,8%. Содержание белка в зерне 11,8%, крахмала 70,8% и жира 4,2%.
Гибрид Полесский 175СВ – трехлинейный гибрид зубовидного типа универсального направления. Зерно зубовидное, желтое. Выход зерна 78,1 %. Содержание белка в зерне 11,1 %, крахмала 70,4 и жира 4,0 %. При выращивании на силос урожайность сухого вещества – 194 ц/га.
Гибриды Полесский 101СВ и Полесский 103 имеют зубовидное, желтое зерно. По урожайности зерна превышают стандарт Полесский 212СВ соответственно на 34,7 и 42 ц/га. Обладают комплексом хозяйственно-полезных признаков: холодостойкостью, засухоустойчивостью, неполегаемостью, устойчивостью к болезням.
При оценке качества исследуемых гибридов кукурузы использовали стандартные методы и методики. Влажность определяли по ГОСТ 13586.5, натуру – по ГОСТ 20290, число падения – на приборе Хагберга – Пертена и т.д. Для определения всплываемости кукурузы выбран раствор нитрата натрия и по количеству всплывших зерен определяли относительное содержание мучнистого слоя в эндосперме [2].
Содержание сорной и зерновой примесей в исследуемых гибридах кукурузы было незначительным и изменялось соответственно от 0,1 до 0,2 % и от 0,9 до 1,6 %. Зараженность вредителями не обнаружена.
В процессе исследований были изучены внешний вид, цвет и запах исследуемых образцов (рисунок 1). Видно, что все компоненты имеют здоровый вид.
а – Полесский 101СВ; б – Полесский 175СВ;
в – Полесский 103; б – Полесский 212СВ
Рисунок 1. Внешний вид исследуемых гибридов кукурузы
Замечено, что зерно исследуемых гибридов кукурузы имеет различный цвет и форму зерновок. Видно, что кукуруза сорта Полесский 101СВ имеет желтый цвет, форма зубовидная, удлиненная. Кукуруза сорта Полесский 175 имеет ярко-желтый цвет зерна со светлой немного вдавленной верхушкой, форма зерна зубовидная. Кукуруза сорта Полесский 103 имеет темно-желтый цвет зерна зубовидной, удлиненной формы со светлой вдавленной верхушкой. Кукуруза сорта Полесский 212СВ имеет темно-оранжевый, янтарный цвет зерен с желтой верхушкой, форма зерна округлая, четко выражен чехлик.
При оценке технологических свойств зерна немаловажное значение имеет количественное соотношение анатомических частей – зародыша, оболочек и эндосперма. Однако в литературе отсутствуют данные о морфологоанатомическом строении зерна белорусских гибридов кукурузы. Поэтому нами проводились исследования в этом направлении.
Несмотря на то, что содержание оболочек варьирует от 5,9 до 9,7 %, эндосперма – от 79,2 до 81,8 %, зародыша – от 10,1 до 14,9 %, пределы вариации содержания анатомических частей исследуемых сортов гибридов кукурузы незначительные. При этом количество эндосперма у исследуемых образцов гибридов кукурузы достаточно высокое, что говорит о ценности такого зерна в перспективном использовании при изготовлении комбикормов. Следует отметить, что гибриды кукурузы сортов Полесский 175СВ и Полесский 212СВ имеют высокое содержание зародыша, а самое большое количество оболочек содержится у гибрида Полесский 101СВ.
Данные по соотношению анатомических частей исследуемых гибридов кукурузы свидетельствуют об их перспективной кормовой ценности.
Форма и линейные размеры зерна влияют на выбор номеров сит в воздушно-ситовых сепараторах, характеристику рабочих органов измельчающих машин. Геометрическая характеристика зерна определяет плотность укладки его при формировании слоя (скважистость) и особенности перемещения зерна при транспортировании. От крупности зерна, его геометрической характеристики зависят технологические свойства зерна. Поэтому на последующем этапе исследований нами определены линейные размеры (длина, ширина, толщина) зерна (таблица 2). Видно, что наиболее крупные зерна у гибридов Полесский 175СВ и Полесский 212СВ. Длина зерновок кукурузы изменяется от 8 до 14 мм. Больше всего длина варьирует у образцов Полесский 212СВ, Полесский 103 и Полесский 101СВ. Наи-более выравненное зерно по длине у гибрида Полесский 175СВ. Ширина зерновок кукурузы изменяется от 7 до 11,5 мм. При этом наибольшая вариация ширины отмечена у гибридов кукурузы Полесский 101СВ, Полесский 175СВ и Полесский 103.
Наибольшей шириной характеризуется зерно гибрида Полесский 212СВ. Значения толщины у образцов изменяются от 3 до 7,8 мм. Толщина варьирует у всех образцов в широких пределах. При этом более высокими значениями толщины характеризуется зерно гибридов Полесский 212 СВ, Полесский 175СВ. Это наглядно представлено на рисунке 2.
Рисунок 2. Вариационные кривые линейных размеров гибридов кукурузы
Среди исследуемых гибридов кукурузы следует выделить как более крупные и выровненные по линейным размерам такие сорта, как Полесский 175СВ и Полесский 212СВ.
Видно, что объем зерновок и плотность исследуемых гибридов кукурузы изменяется соответственно от 2,27 до 3,45 см3 и от 1,26 до 1,37 г/см3. Наибольшим значением объема и плотности обладает гибрид Полесский 175СВ, а наименьшим – гибрид Полесский 101СВ.
Масса 1000 зерен показывает количество вещества, содержащегося в зерне, его крупность. Более крупное зерно имеет и более высокую массу 1000 зерен. Из таблицы 3 видно, что наибольшей массой 1000 зерен обладают гибриды кукурузы Полесский 175СВ и Полесский 212СВ. Эти гибриды характеризуются также наибольшим значением натуры, а высоконатурное зерно хорошо развито и выполнено, в нем содержится больше эндосперма и меньше оболочек. Гибрид кукурузы Полесский 101СВ обладает наименьшей массой 1000 зерен и натурой, что объясняется небольшим объемом зерна, низкой плотностью и большим содержанием оболочек.
Физико-химические свойства оказывают большое влияние на принципы размещения, хранения и переработки. Они лежат в основе перемещения, очистки, сортирования, влияют на построение всех технологических процессов подготовки и переработки. Охарактеризовать физико-химические свойства зерна кукурузы можно посредством таких показателей, как влажность, кислотность, адсорбци-онная способность и др.
Выявлено, что зерно исследуемых гибридов кукурузы по влажности согласно требованиям ТНПА относилось к категории «сухое».
Кислотность зерна исследуемых гибридов кукурузы варьировала в незначительных пределах от 3,4 до 3,7 град. Несмотря на высокие значения, объясняемые большим содержанием зародыша (жира) в зерне кукурузы, кислотность соответствовала требованиям, предъявляемым к качеству комбикормового сырья.
Большое значение для технологии переработки кукурузы имеет консистенция эндосперма, в котором сочетаются стекловидный (кремнистый) и мучнистый слой. Стекловидный эндосперм в виде сплошного слоя занимает периферийные части зерна на большей или меньшей глубине. Прочность и крупность продуктов, получаемых при одинаковом режиме дробления, зависит от соотношения стекловидной и мучнистой частей.
Непосредственное определение соотношения кремнистого и мучнистого слоев в эндосперме кукурузы представляет значительные затруднения. Поэтому разработан косвенный метод определения всплываемости и кремнистости кукурузы, основанный на различии плотности мучнистого и кремнистого слоев. Чем более развит у зерна кремнистый слой, тем выше его плотность.
Образцы зерна кукурузы, взятые для исследований, относятся к кремнисто-зубовидным. Гибриды Полесский 101СВ, Полесский 103 имеют, в основном, мучнистый эндосперм, показатель кремнистости для них значительно ниже, чем для гибридов Полесский 175СВ, Полесский 212. Наибольшим значением кремнистости характеризуется зерно гибрида Полесский 175СВ – 91,3 %.
Отмечена положительная взаимосвязь показателя кремнистости X и натуры Y зерна кукурузы, выражаемая уравнением Y = 1,227X + 710,29 при коэффициенте детерминации R² = 0,954. Это свидетельствует о том, что у более кремнистого зерна более плотная структура эндосперма, больше крахмала и белка, прочно связанных между собой, и это в результате положительно скажется на переработке такого зерна.
Одним из важных факторов, характеризующих свойства зерна, является активность амилолитических ферментов, показателем которой служит число падения. Увеличение активности амилолитических ферментов и снижение при этом числа падения говорит о начавшихся процессах прорастания зерна, в результате которого будет уменьшаться количество крахмала, кормовая ценность такого зерна по-нижается. Нами предпринята попытка оценить показатель числа падения в зерне кукурузы. Установлено, что число падения находится на очень высоком уровне и варьирует от 325 до 544 с. Наибольшие значения числа падения у образцов Полесский 175 СВ, Полесский 212 СВ.
Установлено также, что число падения и кремнистость зерна связаны. Так, с увеличением кремнистости растет и показатель числа падения.
Таким образом, зерно исследуемых гибридов кукурузы, разработанных белорусскими селекционерами и выращенных в Республике Беларусь, по показателям, оценивающим технологические свойства, соответствует требованиям ГОСТ 13634 «Кукуруза. Требования при заготовках и поставках» и по комплексу свойств может быть рекомендовано к использованию в качестве сырья для комбикормовой промышленности. Среди исследуемых гибридов кукурузы наиболее перспективными являются гибриды Полесский 175СВ и Полесский 212СВ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шиндин, А. П. Кукуруза. Современная технология возделывания. / А. П. Шиндин, В. Н. Багринцева, А. Г. Горбачева [и др.]. – Москва, 2009. – 127 с.
2. Гончарова, З. Оценка технологических свойств зерна кукурузы по показателю всплываемости / З. Гончарова, Г. Егоров, З. Загородникова // Мукомольно-элеваторная промышленность, 1968. – № 2. – С. 16–17.
3. Цедик, О. Д. Физические свойства зерна кукурузы, выращенной в Республике Беларусь / О. Д. Цедик, Е. А. Ковалева, В. И. Кравцов // Техника и технология пищевых производств: тезисы докладов IX Международной научно-технической конференции, Могилев, 25–26 апреля 2013 г. В 2 ч. / Учреждение образования «Могилёвский государственный университет продовольствия»; редкол.: А.В. Акулич (отв. ред.) [и др.]. – Могилев, 2013. – Ч.1. – С. 122.
ОБ АВТОРАХ:
Цедик Ольга Дмитриевна, доцент, к.т.н., доцент, кафедра технологии хлебопродуктов, учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», Могилев, Беларусь
Рукшан Людмила Викторовна, доцент, к.т.н., профессор, кафедра технологии хлебопродуктов, учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», Могилев, Беларусь
E-mail: rukshanludmila@mgup.by
Гурская Анна Валентиновна, студентка технологического факультета, учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», Могилев, Беларусь
Смотрите также
