Лекция 23. Качество продукции
• Для видов с-х. растений характерен определенный обмен веществ. Накопление важных групп веществ закреплено генетически и может быть усилено с помощью селекции. • Накопление в растениях максимального количества важных веществ стимулируется условиями среды и различными агротехническими приемами.
ЗЕРНОВЫЕ ЗЛАКИ В семенах при созревании накапливаются: – углеводы – 50 -80% (в зависимости от вида) в эндосперме - крахмал (амилоза и амилопектин) + небольшое количество низкомолекулярных сахаров. – липиды, – витамины группы В, РР, Е. – запасные белки.
Состав белков определяют пищевые (кормовые) и хлебопекарные свойства зерна. Наибольшее количество белка в зерне пшеницы – 12 -25%, рис и кукуруза – 6 -10%. Запасные белки по растворимости делятся на группы: – альбумины – в воде, – глобулины – в солевых растворах, – проламины – в спирте, – глютелины – в щелочи.
Фракции отличаются по содержанию незаменимых аминокислот. Особенно важны лизин, триптофан. Оптимальное количество незаменимых а-кислот в альбуминах и глобулинах, мало – в проламинах, в них 40 -55% глутаминовой к-ты и пролина. Созданы урожайные высокобелковые мутанты кукурузы с мутантными генами Опейк-2 и Флаури-2. У них сокращена доля спирторастворимых зеинов, увеличена доля сбалансированных белков. Уровень лизина выше на 50 -80%, триптофана – на 30 -50%.
Проламины и глютелины – уникальные белки злаков, определяют хлебопекарные и макаронные свойства, составляют основную часть клейковины. Сырая клейковина – сгусток, который получается после промывки теста. Клейковина отличается по упругости и эластичности, их определяют на приборах. По хлебопекарным свойствам мягкую пшеницу делят на 3 группы: – сильную – клейковина не менее 28%, – среднюю (ценную) – 25 -27% сырой клейковины качества, – слабую – клейковина низкого качества менее 25%. Из муки сильной и ценной пшеницы получают хороший хлеб и макароны. Сильную можно добавлять к слабой пшенице для улучшения качества хлеба. Ценная не улучшает.
Влияние внешних факторов на качество семян Качество семян важно для семеноводство и производства продукции. • У злаков сухая теплая солнечная погода способствует накоплению белка и улучшению хлебопекарных свойств муки, • низкая Т и высокая влажность – большее накопление крахмала. Содержание белка может снижаться в 1, 5 -2 раза. Сходные различия в разных географических зонах. Хлебопекарные свойства выше в степных и лесостепных зонах, ниже – в подтаежной зоне и на северо-западе. • При сильной засухе и суховеях нарушаются все синтетические процессы, зерно формируется щуплое с высоким содержанием белка. • При длительных дождях в зернах активируются гидролазы, в результате зерно уменьшается в массе – «стекание» зерна.
Агротехнические приемы • Поливы желательно проводить в первой половине вегетации. Оптимальные дозы и сроки внесения N, P, K. • При низких Т умеренные внекорневые подкормки мочевиной во второй половине вегетации могут повысить белок на 1 -3%. Это можно использовать для получения высоко белкового зерна в северных зонах.
ЗЕРНОБОБОВЫЕ КУЛЬТУРЫ Соя, бобы, фасоль, люпин, горох Отличаются высоким содержание белков, в основном глобулины (60 -70%) с высоким содержанием незаменимых а-кислот. • Зерно сои и др. культур может быть использовано в качестве добавок для обогащения кормов. • Белки накапливаются при высокой Т и низкой влажности, при низких Т и высокой влажности усиливается синтез крахмала. • Накопление усиливается при внесении штаммов азотфиксаторов и создании условий для их активности – орошение, известкование почвы, Мо.
МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ Подсолнечник, соя, рапс, хлопчатник. • В семенах накапливаются растительные жиры – масла. • Особенность растительных жиров – высокое содержание незаменимых полиненасыщенных жирных кислот – линолевой и линоленовой. • Их характеризуют с помощью йодного числа – количества I (г), которое может связаться со 100 г жира. Для пищевых масел йодное число 90 -140.
• Кислотное число характеризует качество масла – показывает количество свободных жирных кислот, которые образуются при прогоркании - количество КОН (мг), которое может связаться с 1 г жира По мере созревания семян кислотное число снижается, растет йодное число. • Масло используется для пищевой промышленности, для производства олиф, лаков, красок. Если насыщенных кислот более 50%, то масла твердые (пальмовое, кокосовое) – используются в парфюмерии. • После отжима масла получаются жмых – отходы, богатые белком. Белки представлены в основном глобулинами. Из жмыха после экстракции и сушки получают высокобелковые шроты для приготовления комбикормов. • Накопление белка в семенах усиливается при высокой Т и низкой влажности. При умеренной Т и достаточной влажности усиливается синтез масла. Р. и К усиливают накопление масла.
КОРНЕПЛОДЫ Сахарная, столовая и кормовая свекла, морковь, репа и др. Характерные запасные питательные в-ва углеводы. В сахарной свекле – 16 -20%, в столовой свекле и моркови – 6 -12% сахаров, из них 70 -80% сахароза. + клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые в-ва. Углеводы поступают из листьев, накапливаются в вакуолях паренхимных клеток. У сахарной свеклы при созревании количество сахаров увеличивается в 2, 5 -3, 0 раза.
Азотистые вещества – белки, амиды, и др. Белки – альбумины и глобулины хорошо сбалансированы по незаменимым а-к. Проводят селекцию на повышение белковости кормовой свеклы, турнепса. В сахарной свекле увеличение белка нежелательно, поскольку снижает выход сахара. Витамины – высокое количество вит. С, группы В, РР. В моркови много каротина – провитамин А. Влияние внешних условий • При высоких и низких Т, засухе накапливаются белки, снижается количество сахаров. • Усиливает накопление сахаров подкормка Р и К, В. • Избыточные N-удобрения усиливают накопление белков, могут накапливаться нитраты.
КАРТОФЕЛЬ Дает высокий урожай. • Основное запасное вещество в клубнях – крахмал - 12 -18%, состоит из амилозы и амилопектина. Крахмал интенсивно синтезируется в период клубнеобразования из растворимых углеводов, откладывается в виде крахмальных зерен в клетках запасающей паренхимы. • Белки достаточно хорошо сбалансированы по а-к составу. Накопление белков усиливается на стадии созревания. • Если крахмальные зерна мелкие – клубни при варке клейкие. Оптимальные кулинарные свойства при соотношении углеводы: белки = 12 -16.
• Для получения хороших урожаев необходимо умеренное N-питание, внесение Р и К. Не переносит Cl. • Лучшие качества при средних Т и влажности. • Содержание крахмала и белков может меняться в 1, 5 -2 раза. • Хранить нужно при Т 4 -10 о. При более высоких Т, поранении усиливается дыхание, теряются углеводы. При хранении крахмал превращается в сахара, особенно при низких Т – сладкие клубни.
ПЛОДОВО-ЯГОДНЫЕ КУЛЬТУРЫ Плоды формируются из разросшихся околоплодников. Паренхимные ткани формируют плодовую мякоть. Семена и плодовые оболочки в пищу не используются. • Образование плодов стимулируется гормонами развивающихся семян. • На первых этапах в плодах много структурных веществ – клетчатки, пектинов, гемицеллюлоз, у некоторых накапливается крахмал (бананы, яблоки, груши). • Созревание контролируется синтезом этилена. При созревании происходят превращения в-в, Сопровождается временным усилением дыхания – климактерическое, затем начинается старение плодов.
• При созревании происходят процессы: - плотность мякоти снижается за счет гидролиза пектиновых и дубильных веществ, клеточной стенки, крахмала. - накапливаются простые сахара (в плодах, ягодах 520%, виноград – до 26%), - накапливаются душистые вещества, - снижается кол-во органических кислот. - Разрушается хлорофилл, проявляются каротины, ксантофиллы – формируется окраска. Формируется воск для защитного покрытия плодов. • Лучшие плоды формируются в теплых условиях в южных районах – высокое кол-во сахаров. . • Для формирования обильного высоко качественного урожая необходимо хорошее минеральное + органическое питание и полив.