на электронную версию
журнала и новости
Л. В. Рукшан, Е. С. Новожилова, Д. А. Кудин
1. Могилевский государственный университет продовольствия, Могилев, Республика Беларусь
2. ОАО «Минский комбинат хлебопродуктов», Минск, Республика Беларусь
Люпин (Lupinus) относится к семейству бобовых, имеет облиственный стебель до 150 см высотой, листья очередные, пальчато-сложные на длинных черешках. Цветы различной окраски (синие, белые, желтые) собраны в вертикально стоящие кисти. Плод – боб, содержащий 4–6 семян. Размножается семенами.
Род включает около 200 видов однолетних и многолетних растений. Почти все они произрастают в Америке. В Европе встречается 10 видов, все однолетние, кроме одного (люпин многолетний) [1–4].
Из однолетних культурных видов наибольшее значение имеют люпин желтый (L. luteus), люпин узколистный (L. anqustifolis), люпин белый (L. аlbus), изменчивый (L. mutabilis), а из многолетних – люпин многолетний (L. polyphyllus).
Люпин желтый широко распространен в Беларуси, Прибалтийских республиках, в лесостепной части Украины и в центральных областях России. В Республике Беларусь выращиваются следующие сорта желтого люпина: Жемчуг, Кастрычник, Пава, Юлита, Ранний, Адраджэнне, Регале, Владко, Алтын [3–7].
Люпин узколистный возделывают в Прибалтийских республиках, Беларуси, западных областях РФ и в Полесье Украины. В Республике Беларусь выращиваются следующие сорта узколистного люпина: Миртан, Першацвет, Митан, Ашчадны, Метель, Глатко, Пралеска, Данко, Гулливер, Альянс, Гусляр, Ванюша [3–7].
Люпин белый теплолюбивый и засухоустойчивый, поэтому его выращивают в Закавказских республиках, а также в Полесье Украины. В Республике Беларусь выращивается сорт люпина белого Сож [3–7].
Перечисленные однолетние люпины имеют много общего, как в биологии, так и в агротехнике.
Люпин многолетний представляет интерес как культура для использования на зеленое удобрение. Он легче других видов люпина переносит суровые зимы, отличается холодостойкостью, рано созревает, образует большую зеленую массу и является хорошим сидератом (фиксирующим в почве азот); на 1 га площади может накапливать в своей массе 150–200 кг азота, фосфор, калий и другие химические соединения [1–4].
Сорта люпина, занесенные в Государственный реестр Республики Беларусь, подразделяются на три группы: зернового направления (используются только на зерно); отличаются ультрараннеспелостью (Першацвет, Ян, Жодинский) и раннеспелостью (Василёк); универсального направления (используются как на зерно, так и зеленую массу) и характеризуются среднеспелостью (Миртан, Михал, Хвалько); зеленоукосного направления (используются преимущественно на зеленую массу) и отличаются позднеспелостью (Гулливер, Геркулес, Кармавы) [3–7].
По устойчивости к антракнозу все сорта подразделяются на толерантные к антракнозу (Першацвет, Миртан, Хвалько, Михал) и среднетолерантные (Митан, Ян, Жодинский, Василёк, Кармавы). Однако авторами [5, 6] отмечается, что абсолютно устойчивого к антракнозу сорта пока нет.
Зерно люпина содержит 35 % и более белка, а в зеленой массе его свыше 15 %. Несмотря на это, долгое время широкому использованию для пищевых и кормовых целей препятствовало содержание в люпине алкалоидов. Поэтому для использования люпинов в пищевых и кормовых целях селекционерами республики выведены малоалкалоидные и безалкалоидные сорта люпинов, безвредные для людей и животных.
В настоящее время в таких странах, как Австралия, США, Германия, Австрия, Испания, Португалия, Великобритания, Франция, Чили, Египет, Польша, Венгрия ведутся многочисленные научные исследования, направленные на детальное изучение химического состава белка семян люпина различных видовых сортов, на разработку методов его выделения и получения готовых белковых препаратов (концентратов, изолятов), на изучение функциональных свойств последних, возможностей их использования в производстве различных пищевых продуктов.
Имеются сведения об использовании в хлебопечении муки из сладкого люпина. При этом содержание белка в готовом продукте увеличивается на 25–80 % при лучшей сбалансированности незаменимых аминокислот [1. 2, 8]. Люпиновая мука и белковая паста используются для приготовления кондитерских изделий [9], пудингов, заменителей молока, соусов. Пудинги и мармелад с 10 %-ным содержанием муки из люпина способствуют снижению содержания сахара в крови больных диабетом. Метионин как основная лимитирующая аминокислота в белке люпина может компенсироваться за счет подбора определенного соотношения люпина с пшеницей [1, 2].
Анализ литературных данных показывает [1–9], что потенциальными сферами применения семян люпина, их белка в виде изолятов, концентратов и муки могут служить производство колбасных изделий; хлебопечение, производство макаронных, мучных и мучных кондитерских изделий, функциональных и биологически ценных пищевых продуктов, являющихся аналогами традиционных. Однако физические и другие свойства новых сортов люпина изучены недостаточно. Поэтому целью настоящих исследований явилось изучение физических свойств и анатомического состава семян сортового люпина белорусской селекции.
В течение шести лет нами изучены физические свойства разных сортов семян люпина белорусской селекции, выращенных на сортоучастке НПЦ НАН Беларуси по земледелию (Республика Беларусь, г. Жодино) [7]. При исследова-ниях использовали стандартные методики.
Объектом исследования явились семена такие сорта люпина белорусской селекции, как Владлен, Дзивный, Митан, Миртан, Першацвет, Прывабны, Хвалько, Гулливер, Ян. На рисунке 1 представлен внешний вид некоторых семян исследуемых сортов люпина.
Замечено, что в пределах одного и того же сорта люпина урожая разных лет и в пределах разных сортов урожая одного года наблюдаются различия как по форме, так и по окраске семян, вследствие неодинаковой степени физио-логической зрелости и других причин. Это впоследствии должно отразиться на значениях идентичных показателей качества семян.
Следует также отметить, что все исследуемые сорта имели всхожесть 100 %, а энергия прорастания колебалась от 96 до 98 %. В связи с отсутствием данных по анатомическим частям семян люпина ввиду не изученности, на первом этапе проведены исследования в этом направлении. Выявлено, что пределы вариации содержания семядолей, семенных оболочек и корня в семенах люпина независимо от сорта и года урожая семян люпина были соответственно равны 72,43±3,54 %; 25,49±3,41 и 1,75±1,17 %.
В качестве примера в таблице 1 представлено соотношение анатомических частей у семян люпина разных сортов за один год урожая.
Анализ результатов, приведенных в таблице 1, свидетельствует о влиянии сорта на соотношение анатомических частей семян люпина.
Отмечено также, что даже в пределах одного сорта соотношение анатомических частей семян люпина зависит от года урожая. Так, пределы вариации содержания семядолей за все годы исследований у таких сортов люпина, как Першацвет, Прывабный, Дзивный, Миртан и Ян, были соответственно равны 76,50±2,20 %; 73,20±2,00; 71,16±2,27; 75,12±0,12 и 74,88±1,09 %.%. При этом отмечено, что наибольшее процентное содержание семядолей имеет сорт Першацвет.
Пределы вариации содержания семенных оболочек за все годы исследований у таких сортов люпина, как Першацвет, Прывабный, Дзивный, Миртан и Ян были соответственно равны 21,29±3,41 %; 27,04±0,96; 26,28±2,62; 23,45±0,45 и 22,86±0,78 %. При этом отмечено, что наибольшее процентное содержание оболочек имеют сорта Прывабный и Дзивный. Выявлено влияние климатических условий выращивания на соотношение анатомических частей у семян люпина разных сортов. Шаг вариации значений содержания семядолей и семенных оболочек за все годы исследований был практически одинаков (в среднем ±2,24%).
Замечено, что с понижением среднесуточной температуры окружающей среды в период созревания семян возросла доля семенных оболочек и уменьшилась доля семядолей в 1,2 и 1,1 раза соответственно.
Отмечено, что отношение массовой доли семядолей к массовой доле оболочек с корнем у семян люпина за все годы исследований находилось в пределах 2,7–3,0; 2,5–2,8 и 2,2–3,2 соответственно. Замечено, что наибольшая разница
этого отношения характерна для семян, выращенных в годы с повышенными значениями температуры окружающей среды в период созревания семян, и поэтому не каждый сорт люпина оказался засухоустойчивым. Лучшим в этом случае явился сорт зернового направления Ян со средним периодом вегетации 94 дня и средней урожайностью 32,9 ц/га, отличавшийся ранним и дружным созреванием семян [4].
Отмечено, что толщина оболочек всех исследуемых сортов люпина находилась в пределах 0,019–0,024 мм. Однако из-за низких значений толщины оболочек закономерность их изменения в зависимости от сорта и года урожая выявить не удалось.
В таблице 2 приведены показатели физических свойств семян изучаемых сортов люпина.
Отмечено, что сорта Владлен и Миртан схожи по своим линейным размерам. Значительных различий по крупности семян между остальными исследуемыми сортами также не наблюдалось, однако они более крупные, чем сорта Владлен и Миртан.
Линейные размеры, также, как форма и состояние поверхности семян, влияют на скважистость и сыпучесть зерновой массы. Размер и форма скважин оказывают влияние на воздухо- и газопроницаемость зерновой массы, ее сор-бционные свойства. Некоторые показатели, оценивающие физические и физико-химические свойства люпина, представлены в таблице 2.
Сыпучесть также немало важный показатель. Хорошая сыпучесть позволяет довольно легко перемещать их при помощи норий, конвейеров и пневмотранспорта, загружать в различные по размерам и формам хранилища и транспортные средства. Сыпучесть характеризуется углом естественного откоса и временем истекания из воронки (таблица 2). Видно, что все исследуемые сорта имеют достаточно хорошую сыпучесть. Помимо сыпучести люпин всех исследуемых сортов характеризуются высокой натурой и массой 1000 семян.
Одним из важных показателей качества семян является его плотность. Она указывает на их степень зрелости и выполненности. На плотность большое влияние оказывают анатомическое строение и химический состав семян. Плотность исследуемых сортов люпина имела следующие значения: Владлен – 1,31 г/см3, Митан – 1,23, Миртан – 1,27, Прывабны – 1,14, Хвалько – 1,33, Гулливер – 1,22 г/см3.
Отмечено, что наибольшую натуру имеет люпин сорта Миртан, а наименьшую – Владлен. Это объясняется тем, что Миртан имеет наименьшую скважистость и более округловатую форму, а Владлен, наоборот, имеет самое большое значение скважистости. Однако если посмотреть на значения массы 1000 семян, то мы наблюдаем иную картину: сорт Миртан имеет самое наименьшее значение массы 1000 семян. Это возможно связано с химическим составом, структурой, соотношением оболочек и ядра, а также тем, что Миртан имеет самые наименьшие линейные размеры.
Наилучшими физико-химическими показателями (натура, плотность, масса 1000 семян) обладает сорт Митан и сорт Хвалько, низкими показателями отличается сорт Владлен (натура, масса 1000 семян и плотность). При этом отме-чено, что сорт Миртан имеет самые низкие значения массы 1000 семян (118 г) при самых высоких значениях натуры. Это связано с тем, сорт Миртан имеет самые наименьшие линейные размеры. У остальных сортов различия в физико-химических показателях и по гранулометрической характеристике незначительны.
В качестве примера в таблице 3 представлены данные по фракционному составу таких сортов люпина, как Першацвет, Прывабный, Дивный, Миртан и Ян.
Отмечено, что фракционный состав люпина значительно варьирует как по годам урожая, так и по сортам. Особенно это характерно для фракций, получаемых сходом с сит диаметром 5,0 мм; 5,5; 6,0 и 6,5 мм. Выявлено, что фракционный состав всех исследуемых сортов люпина значительно изменялся. Так, пределы вариации сходовых фракций с сит с отверстиями диаметром 4,0 мм; 4,5; 5,00; 5,5; 6,0; 6,5 мм при пределе вариации среднего диаметра семян 6,06±0,46 мм были соответственно равны 0,33±0,32 %; 3,88±3,78; 31,68±27,84; 29,84±24,30; 32,82±32,65; 25,24±25,19 %. Более выравненным в данном случае является люпин сорта Ян. Шаг варьирования увеличивается в 1,5–4,5 раза при игнорировании сорта люпина.
Таким образом, сортовые особенности семян люпина и климатические условия их выращивания оказывают значительное влияние на соотношение анатомических частей и показатели физических свойств. Это следует учитывать при приемке семян и формировании партий, направляемых на хранение и переработку. Следует отметить также, что семена исследуемых сортов люпина, разработанных белорусскими селекционерами и выращенных в Республике Беларусь, характеризуясь высокой натурой, массой 1000 семян, крупностью, соответствуют Техническим условиям «Люпин продовольственный, заготовляемый и поставляемый» (ТУ BY 600013186.008-2012) и по комплексу свойств [8, 9] могут быть рекомендованы к использованию в качестве сырья для мукомольной и кондитерской промышленности. Среди исследуемых сортов люпина наиболее перспективными в этом плане являются сорта люпина Першацвет и Ян.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вовнянко, Е.К. Семена люпина – новый перспективный источник пищевого белка. / Е.К. Вовнянко, В.Н. Красильников // Обзорная информация. Выпуск 4. – М.: Агро-НИИТЭИПП, 1991. – 30 с.
2. Сизенко, Е.И. Пищевая ценность люпина и направления использования продуктов его переработки / Е.И. Сизенко, А.Б. Лисицын, Л.С. Кудряшов. − Все о мясе. – 2004. – № 4. – С. 34-37.
3. Гринь, В. В. Белорусский люпин в Европейском Союзе /В. В. Гринь // Белорусское сельское хозяйство, 2003. – № 4. – С. 34–35.
4. Сорта и гибриды сельскохозяйственных культур РНИУП «Институт земледелия и селекции НАН Беларуси» (зерновые, зернобобовые, крупяные, масличные). − Белорусское сельское хозяйство. – 2006. – № 3(47). – С. 2-13.
5. Привалов, Ф. И. Перспективы возделывания, селекции и семеноводства люпина в Беларуси / Ф. И. Привалов, В. Ч. Шор // Вести НАН Беларуси: Серия аграрных наук – № 2 – 2015 – С. 47–53.
6. Крицкий, М. Люпин на полях Беларуси: гость или хозяин?/ М. Крицкий, М. Евсеенко, В. Гринь [и др.] // Белорусское сельское хозяйство. – 2019. – № 2. – С. 94–97.
7. РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию»: Новинки селекции / https://izis.by/selectionnovelty/
8. Рукшан, Л. В. Исследование технологических свойств люпина / Л. В. Рукшан, Д. А. Кудин // Вестник Могилевского государственного университета продовольствия. – 2010. – № 2(9). – С. 50–55.
9. Рукшан, Л. В. Технологические свойства семян зернобобовых культур как сырья для мучных кондитерских изделий / Л. В. Рукшан, Е. С. Новожилова, Д. А. Кудин //Вестник Могилевского государственного университета продовольствия. – 2017. – № 2. – С. 38–43.
ОБ АВТОРАХ
Рукшан Людмила Викторовна, доцент, к.т.н., профессор, кафедра технологии хлебопродуктов, учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», Могилев, Беларусь.
E-mail: rukshanludmila@mgup.by
Новожилова Елена Сергеевна, доцент, к.т.н., доцент, кафедра технологии хлебопродуктов, учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», Могилев, Беларусь.
Кудин Дмитрий Александрович, начальник мукомольно-макаронного производства, ОАО «Минский комбинат хлебопродуктов», Минск, Беларусь.
Смотрите также
