Угрозы голове

Н.И. Бочарникова, д.с-х.н., отделение растениеводства Россельхозакадемии

Качество зерна является основой хозяйственной деятельности предприятий хлебопродуктового комплекса России, для ресурсного обеспечения которого ежегодно требуется 16,0 млн т зерна пшеницы и 2 млн т зерна ржи продовольственных кондиций. Качество определяет не только технологическую и потребительскую ценность зерна, но и экономическую эффективность зерноперерабатывающих предприятий.

Химия зерна

В настоящее время зерновые продукты являются наиболее доступными источниками питания населения, калорийный баланс питания россиян в большей степени формируется за счет потребления зерновых продуктов. В зерне злаковых культур содержится в 2—3 раза меньше белка, чем в зерне бобовых, особенно сои. Однако бобовые культуры отличаются от злаковых более низкой урожайностью.

Человек окультурил из 250 тыс. видов покрытосеменных растений, около 10 тысяч, широко распространил около 3 тысяч, но лишь 20—30 видов занимают свыше 90% земельной территории. Из общей площади свыше 778 млн. га посевных площадей, только 57% приходится на зерновые и зернобобовые культуры.

Химический состав зерна изменяется в зависимости от условий выращивания. Так, например, содержание белка в зерне мягкой пшеницы колеблется в пределах 9,8—25,8%. Суммарный белок зерна пшеницы содержит обычно 10—12% альбуминов, 8—10% глобулинов, 40—50% глиадинов и 30—40% глютенинов. Проламины и глютелины — запасные белки — в сумме составляют около 80% всех белков зерна. Именно эти два белка эндосперма зерна пшеницы образуют клейковину, от количества и свойств которой зависят хлебопекарные качества пшеницы. Извлеченные из муки зерна пшеницы и других злаков, они являются носителями таких ферментов, как амилаза, протеаза, полифенолоксидаза, фитаза и др. Следует учитывать большие различия по содержанию аминокислот в белках различных анатомических частей зерна. Это связано с тем, что белки крахмалистой части эндосперма представлены в основном запасными белками — глиадином и глютенином, входящими в состав клейковины. Поэтому аминокислотный состав белков мучнистой части эндосперма близок к таковому клейковины. Белки же алейронового слоя состоят в основном из растворимых белков, среди которых преобладают белки альбуминного типа.

Несмотря на то, что в эндосперме содержание белка значительно ниже, чем в алейроновом слое и зародыше, основное количество белка находится в эндосперме (свыше 70% к его содержанию в целой зерновке). С повышением сортности муки, то есть с уменьшением выхода, в ней снижается содержание белка, минеральных веществ и витаминов (в первую очередь тиамина, ниацина, пиридоксина).

Алейроновый слой и зародыш имеют примерно в два раза более высокое содержание белка, чем эндосперм. К алейроновому слою (со стороны семенной оболочки) тесно примыкают гиалиновый слой (нуцеллярный эпидермис), который содержит около 30% белка. При выделении алейронового слоя гиалиновый слой обычно попадает вместе с алейроновым слоем, и в этом случае алейроновый слой содержит значительно больше белка (30% и более).

Значение качества клейковины для технологической оценки муки особенно резко проявляется при низком содержании белка в зерне (9—10%). При одинаковом качестве клейковины повышение количества белка до 16—17% всегда сопровождается возрастанием объемного выхода хлеба. При содержании клейковины в 20,5% на контрольном варианте сила муки оказывалась очень низкой. Повышение же содержания клейковины до 32,5% благодаря азотной подкормке приводило к увеличению этого показателя почти вдвое.

Несмотря на то, что качество клейковины находится под генетическим контролем, условия выращивания растений оказывают на него большое влияние. Так, резко засушливые условия способствуют формированию более сильной клейковины, тогда как высокая влажность и орошение в большинстве случаев ее ослабляют. С увеличением содержания белка в зерне под влиянием повышения уровня азотного питания улучшаются качество клейковины и хлебопекарные свойства пшеницы. В тоже время под влиянием  повышенных доз азотных удобрений и в условиях достаточной водообеспеченности, наблюдается ухудшение качества клейковины, ее ослабление.

Хлеб — всему голова!

Качество хлеба, естественно, зависит от качества зерна и определяется многими показателями. При этом считается, что аромат хлеба имеет не меньшее значение, чем его вкус (сладкий, кислый, соленый и пр.). Обнаружено свыше 200 ароматообразующих соединений, участвующих в формировании аромата хлеба (аромат корки и мякиша ржаного и пшеничного, свежевыпеченного и подвергшегося хранению хлеба и т.д.). При этом ароматообразующие вещества включают углеводороды и эфиры, спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, кислоты, эфиры, амины и пр. Основную роль в формировании аромата хлеба играют процессы приготовления теста (фаза брожения) и выпечка, то есть биохимические ферментативные и химико-термические реакции и те вещества, которые стимулируют аппетит и секрецию ферментов пищеварения.

Важным фактором, определяющим качество зерна, является фитосанитарное состояние посевов. В настоящее время потери урожая пшеницы, ячменя, кукурузы в результате поражения посевов вредными видами составляют 20—100%. Только от болезней потери составляют 2,1—10,5 ц/га, изменяясь по регионам и культурам. Идет нарастание неинфицированного поражения зерновых агроценозов. Химзащита окупается лишь при получении дополнительно 1—1,5 ц/га. Протравливание семян дает прибавку в 4—5 ц/га.

Мониторинг и своевременный прогноз фитосанитарной ситуации позволяет в 2—3 раза снизить затраты на биологическую или химическую защиту.

О болезнях и причинах

Наиболее распространенными и вредоносными заболеваниями зерновых культур в России являются ржавчинные болезни, септориозы, мучнистая роса, корневые гнили, снежная плесень, фузариоз колоса, гельминтоспориозы серых хлебов. Прогрессирует развитие головни, вирусных и бактериальных болезней, спорыньи, пиренофороза пшеницы, ринхоспориоза ржи и ячменя и других. К числу наиболее опасных вредителей зерновых культур относятся мышевидные грызуны, клоп вредная черепашка, хлебная жужелица, стеблевой пилильщик, пьявица, шведская муха, злаковые трипсы и тли и др. Серьезную фитосанитарную проблему представляет возрастающая засоренность посевов корневищными и корнеотпрысковыми сорняками.

Болезни и вредители не только снижают урожай зерна, но и существенно ухудшают его качество. Так, фузариоз колоса и спорынья при сильном и умеренном развитии делают зерно непригодным для использования в пищевых и фуражных целях. Повреждение посевов клопом вредная черепашка снижает содержание клейковины и тем самым ухудшает хлебопекарные качества муки. Болезни колоса ячменя (фузариоз, септориоз, альтернириоз и др.) отрицательно влияют на пивоваренные качества зерна. Таким образом, к ежегодным потерям урожая в количественном выражении следует присовокупить и ущерб, причиненный качеству сельскохозяйственной продукции.

Качество зерна является основой хозяйственной деятельности предприятий хлебопродуктового комплекса России, для ресурсного обеспечения которого ежегодно требуется 16,0 млн т зерна пшеницы и 2 млн т зерна ржи продовольственных кондиций. Качество определяет не только технологическую и потребительскую ценность зерна, но и экономическую эффективность зерноперерабатывающих предприятий. Считается, что вопросы устойчивости производства зерна продовольственных кондиций в современных условиях можно объединить в несколько групп причин.

К ним относятся почвенно-климатические причины, связанные с высоким уровнем дифференциации территории основных зернопроизводящих регионов по показателям плодородия почв, обеспеченности климатическими факторами (влагообеспеченность, сумма активных температур и т.д.). Прослеживаются и биологические причины, связанные с состоянием сортовых посевов и реализацией генетического потенциала современных сортов при их хозяйственном использовании (сортовые и посевные качества семян, предшественники, фитосанитарное состояние посевов и т.д.). Присутствуют также ресурсные факторы, обусловленные степенью обеспеченности технологий производства зерна ресурсными факторами производства (удобрения, химические средства защиты растений, обеспеченность сельхозмашинами и орудиями и т.д.). Не обходится без экономических предпосылок, определяющих уровень воспроизводства зернового комплекса (цены, кредиты, инвестиции и т.д.).