Введение к работе
-Г'"
Актуальность темы. Рост производства зерновых культур в сочетании с улучшением их биохимических показателей и технологических достоинств является наиболее актуальной проблемой.
Одним из факторов, во многом определяющим химический состав зерна, его биохимические особенности и технологические показатели качества, является внешняя среда - состояние почвы, степень ее окультуренности, дозы вносимых удобрений.
Известно, что внесение минеральных удобрений влияет на плодородие почвы, увеличивая урожайность зерновых культур. Увеличение урожайности, как правило, сопровождается биохимическими игмвненияии. Направленность биохимических изменений может носить разный характер; в одних случаях эти изменения приводят к улучшению технологических достоинств, в других. -возможно их ухудшение.
Программирование урожайности зерновых культур, направленное формирование биохимических показателей и технологических достоинств зерна особо важное значение приобретают в зонах
РИСКОВаННОГО Земледелия, К ЧИСЛУ КОТОРЫХ ОТНОСИТСЯ И IfcCKOB-
ская область. К культурам, занимающим важное место в зерновом хозяйстве Нечерноземья, относятся: пшеница, являющаяся основным сырьем МУКОМОЛЬНОЙ и хлебопекарной промышленности, и ячмень, служащий сырьем для производства солода в пивоваренной промышленности.. Изучение влияния степени окультуренности почвы, доз вносимых удобрений, их взаимосвязь с физическими показателями качества выращиваемого зерна, исследование активности протеолитических ферментов зерна и их ингибиторов имеет боль-
шое значение для решения вопросов, связанных с получением зерна пшеницы и ячменя, отвечающего качественным треЪованиям перерабатывающей промышленности. Это особенно важно в настоящее время, когда значительная часть посевных площадей, отведенных под зерновые культуры, оказались в зоне рискованного земледелия.
Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение влияния степени окультуренностя почвы, доз вносимых удобрений на качество сортового зерна мягкой озимой пшеницы и пивоваренного ячменя, их биохимические свойства и технологические показатели.
В соответствии с темой исследования были поставлены сле
дующие задачи: .
изучение физических показателей качества зерна пивоваренного ячменя сорта "Заэерский 85" и мягкой озимой пшеницы сорта "Мироновская 80S", выращенного на различных агрофонах в условиях Нечерноземной зоны;
характеристика биохимических и технологических показателей качества исследуемого верна пшеницы и ячменя;
характеристика нейтральных и кислых протеиназ и ингибиторов протеинаэ, выделенных из исследуемых образцов зерна, в том числе, выращенных на различных агрофонах;
изучение белкового комплекса исследуемых образцов верна с использованием методов гель-хроматографии;
исследование активности нейтральных протеинаэ, белковых ингибиторов собственных протеиназ и трипсина в процессах хранения и ускоренного старения верна пвэницы, выращенного на различных агрофонах;
характеристика мукомольных свойств исследуемого верна
пшеницы; . - исследование изменений хлебопекарного достоинства зерна пшеницы, выращенного на почвах с различной степенью окультуренности;
- исследование белково-протеиназного комплекса в процессе
прорастания ячменя, его солодоращения и затирания.
Научная новизна. Проведено комплексное исследование влияния агрофонов на качество зерна пшеницы и ячменя, в том числе:
физических показателей качества исследуемого зерна, выращиваемого на почвах, различающихся степенью окульту-ренности и дозами вносимых удобрений ;
морфологической и. геометрической характеристик зерна мягкой озимой пшеницы, выращиваемой на различных агрофонах.
Исследована зависимость активности прогеолитических ферментов ячменя и пшеницы, а также активность белковых ингибиторов, выделенных из исследуемого зерна, от состояния агрофонов.
Показано, что. протеолитическая активность в ячмене и солоде в кислой зоне рН обусловлена действием одного фермента кислой протеинаэы, а не комплекса протеаз. Для этого фермента была предложена схема очистки. На очищенном ферменте исследованы его свойства, определена молекулярная масса. Выявлена определяющая роль кислой протеинаэы при приготовлении пивного сусла.
Установлена взаимосвязь между активностью кислых и нейтральных протеиназ солода и степенью окультуренности почвы и доз вносимых удобрений.
Изучено взаимодействие нейтральных прогеинаэ исследуемого зерна пиеницы и ячменя с белковыми ингибиторами, выделенными
из этого зерна. С помощью корреляционного анализа показано, что определяющим фактором в формировании системы "протеиназы-ингибиторы" является степень окультуренности почвы.
Выявлено влияние агрофона на состояние белкового комплекса исследуемого зерна. Установлено, что повышение степени окультуренности почвы и внесение удобрений влияют на молекулярную массу водорастворимых белков ячменя.
С помощью ускоренного старения зерна пшеницы установлено влияние агрофона на сохранность зерна.
Показано наличие взаимосвязи между активностью нейтральных протеиназ и удельным объемом хлеба, что подтверждает роль нейтральных протеиназ, как одного из факторов, определяющих хлебопекарное достоинство зерна.
Практическая значимость работы. Полученные в ходе проведенных экспериментов данные расширяют представление о влиянии степени,окультуренности почвы и доз вносимых удобрений на физические свойства, биохимические показатели качества и технологические достоинства исследуемого зерна ячменя и пшеницы.
Данные о поведении протеолитических ферментов и их ингибиторов при прорастании и о зависимости активности ингибиторов, блокирующих действие протеаз в период покоя от агрофо-нов, позволяют получить Солее глубокие представления о биохимических процессах, протекающих в созревающем и прорастающем зерне, механизмах их регуляции и влиянии на эти процессы окружающей среда
Результаты исследований открывают качественно новый подход к формированию технологических свойств зерновых культур путей агротехнических приемов и открывают новые возможности получения зернового сырья требуемого качества путем направлен-
ного воздействия на растения в период вегетации.
Апробации работы, Материалы работы докладывались на ІУ Бахою-кои коллоквиуме (Москва, 1971); III и У Всесоюзных биохимических съездах (1974, 1986); У.Всесоюзном сиипозиуые по инкенериой знзимологии (Кобулеги, 1985); III Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания" (Москва, 1988); Всесоюзной научной конференции "Пути повышения качества зерна и зернопродуктов, улучиение аосортииента крупы, нуки и хлеба" (Москва,' 1989); зональной конференции "Молекулярная сорбция биологически активных веществ" (Пенза, 1990); Всесоюзной конференции "Хлиия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах" (Могилев, 1990); Всесоюзной научно-практической конференции "Основные направления научно-технического прогресса в иукоиольной промышленности" (Москва, 1990); Всесоюзной конференции по пищевой химии (Москва, 1990); УІІІ конференции иолод'ых ученых и специалистов, посвященной 6Облетим образования ЦТИПП (Нес-ква, 1991); научной конференции, посвященной 60-летию ІШПП (Москва, 1991).
Публикации. По иатериалаи работы ииеется 41 публикация, статі:! в журналах, тезиоы докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит'из введения, обзора литературы, экслерииентальной части, выводов и библиографии. Работа изложена на 279 страницах основного текста, содержит 56 таблиц и 43 риоунка. Список литературы включает 376 источников, из которых 205 иностранных.. Количество приложений I.