Влияние срока уборки и способа послеуборочной обработки на формирование пивоваренных качеств зерна ячменя и солода

УдК 633.16

Влияние срока уборки и способа послеуборочной обработки

на формирование пивоваренных качеств зерна ячменя и солода

М. Б. Хоконова,

д-р с.-х. наук, профессор Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова, г. Нальчик

С. Е. Терентьев,

канд. с.-х. наук, доцент Смоленская государственная сельскохозяйственная академия

звестно, что весь процесс зерноо-бразования делится на три фазы: формирование, налив и созревание. Формирование зерна начинается непосредственно после оплодотворения семяпочки и длится до начала молочной спелости; при этом содержание влаги в нем к концу данного периода снижается до 65%. Затем следует фаза налива зерна, в течение которой повышается масса сухого вещества, достигая максимума к концу фазы, когда содержание влаги в зерне снижается до 40%. Созревание зерна продолжается от начала восковой до полной спелости. В этих фазах зерно теряет влагу, в нем устанавливается окончательная консистенция эндосперма [1].

В период зернообразования в зерне происходят сложные биохимические изменения [2]. Процентное содержание воды в нем равномерно снижается, а масса воды на 1000 зерен до молочного состояния увеличивается. В дальнейшем последняя продолжает снижаться, причем количество свободной воды по мере созревания неизменно уменьшается, тогда как количество связанной воды — увеличивается [3].

Поздняя уборка может оправдать себя при значительной кустистости,

Таблица 1

Урожайность зерна, т/га Сорта

уборки озимые яровые

Мастер Михайло Козырь Добрыня 3 Приазовский 9 Гетьман Виконт Мамлюк

I 3,9 3,5 3,7 3,0 2,8 2,5 2,2 2,1

II 3,7 3,3 3,5 2,6 2,7 2,4 2,3 2,0

III 3,4 3,0 3,2 2,2 2,4 1,8 1,9 1,5

Среднее 3,4 3,0 3,5 2,2 2,4 1,8 1,9 1,5

НСР05 0,45 0,47 0,44 0,63 0,33 0,61 0,36 0,49

когда колосья более поздних побегов созревают несколько позже главного побега. Однако поздняя уборка, безусловно, связана с риском больших потерь зерна.

Цель исследований — изучение влияния различных сроков уборки и местоположения зерна в колосе на пивоваренные качества зерна ячменя и солода в условиях предгорий Северного Кавказа.

Исследования проводились в предгорной зоне Кабардино-Балкарской Республики: на ЗАО НП «Чегем» Че-гемского района, ООО «МЭЛТ» Урван-ского района, ОАО «Халвичный завод «Нальчикский» и на кафедре «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» КБГАУ им. В. М. Кокова.

Почва опытного участка — чернозем выщелоченный, реакция — нейтральная. Содержание гумуса — 3,1%, легко-гидролизуемого азота — 155-165мг/кг почвы (по Конфильду), подвижного фосфора — 85 (по Чирикову), обменного калия — 100 мг/кг почвы (по Чирикову). Агротехника — типичная для зоны.

Изучались сорта озимого ячменя — Мастер, Михайло, Козырь, Добрыня 3 и ярового — Приазовский 9, Гетьман, Виконт и Мамлюк с нормой высева 5,0 млн всхожих семян на гектар.

Испытания проводили при следующих сроках уборки:

I — конец восковой спелости зерна;

II — фаза полной спелости зерна;

III — конец фазы полной спелости зерна.

Посев производился рядовым способом в I декаде октября (апреля).

Осенью перед вспашкой вносили суперфосфат и калийную соль в коли-

ПИВО и НАПИТКИ

4 • 2016

Таблица 2

Срок уборки Крупность зерна, % Масса 1000 зерен, г Натура, г/л Способность прорастания, % Содержание белка, % Содержание крахмала, % Экстрактивность, %

Сорт Мастер 1

I 85 45,4 662 98,2 11,5 59,9 79,0

II 82 43,0 650 98,0 11,6 54,8 78,1

III 79 40,3 634 98,0 11,9 54,6 77,8

НСР05 3,71 0,24 1,03

Сорт Гетьман

I 90 45,0 675 98,8 10,6 60,5 80,5

II 85 44,2 667 98,7 10,6 59,2 79,0

III 83 43,2 645 96,3 11,5 57,8 78,2

НСР05 1,13 0,76 1,17

честве по 45 кг действующего вещества на гектар [3].

Режим солодоращения включал в себя очистку ячменя, сортирование, замачивание до влажности 45% при температуре воды 12...13 °С, проращивание при 18.19 °С в течение первых двух суток, в дальнейшем температуру ежесуточно снижали на 1.2 °С, доводя к концу процесса до 13.14 °С. Длительность проращивания ячменя составляла 6-7 сут, влажность готового солода доводили до 44-45%. В процессе сушки влажность солода понижалась с 45 до 3,5-4% [4]. Затем после отделения ростков солод отправляли на выдержку.

Для аналитических исследований использовали стандартные методики, принятые в пивоваренной промышленности [5]. Потери при солодоращении рассчитывали постадийно при производстве солода и суммировали данные.

В готовом солоде после сушки и 1 месяца отлежки определяли потери солодоращения, содержание белка, экстрактивность на абсолютно сухое вещество, твердость солода, число Кольбаха, цветность и кислотность сусла [6].

Как показали проведенные нами исследования, максимальная урожайность озимого и ярового ячменя достигается при уборке в конце восковой спелости зерна (срок уборки I) — соответственно 3,02 и 1,90 т/га. Перенесение этого срока до фазы полной спелости приводит к потере 7,1%, а к концу рассматриваемой фазы — 13,9% урожая зерна озимого ячменя. Сорта ярового ячменя слабее реагируют на срок уборки в пределах восковая — полная спелость, снижение урожайности зерна в этом случае наблюдается всего на 2,1%. Но дальнейшая задержка с уборкой — до конца полной спелости — приводит к резкому снижению урожайности этой культуры — до 20,5% (табл. 1).

Из сортов озимого ячменя резким снижением урожайности при задержке с уборкой отличается Добрыня 3. При втором (II) сроке уборки (фаза полной спелости) урожайность его зерна снижается на 13,3%, а у остальных трех сортов — на 5,1-5,7%, в конце этой фазы — соответственно на 26,7 и 14,3-12,8%.

Сорта ярового ячменя относительно ровно реагируют на срок уборки урожая в течение первых двух сроков. При проведении ее в фазе полной спелости сборы зерна сокращаются на 4,0-5,5%. Но на перенесение этого срока к концу полной спелости зерна (III) Гетьман и Мамлюк реагируют снижением урожайности на 27,6-28,0%, а Приазовский 9 и Виконт — на относительно меньшую величину — 14,3 и 18,2%.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что все сорта озимого и ярового ячменя обеспечивают получение максимальной урожайности при уборке в конце фазы восковой спелости зерна. Задержка с проведением этого важнейшего технологического приема до конца полной спелости зерна приводит к потерям в среднем по всем сортам 0,5 т/га зерна.

Неэффективность поздних сроков уборки подтверждается и данными о качестве зерна обеих форм ячменя (табл. 2). Так, по мере перехода от первого (I) ко второму (II) и третьему (III) срокам уборки крупность зерна озимого ячменя снижается соответственно до 3 и 6%, ярового — до 5 и 7%, масса 1000 зерен — до 1,6-5,1 и 0,8-1,8 г, натура — до 12-28 и 8-30 г/л, способность прорастания — до 0,2 и 0,12,5%, содержание крахмала — до 0,95,3 и 0,7-1,7%, экстрактивность — от 0,9-1,2 до 1,5-2,3%.

Содержание белка в зерне при поздних сроках уборки озимого ячменя увеличивается последовательно по срокам

уборки на 0,1 и 0,4%, ярового — в третьем сроке на 0,3 %.

Из приведенных данных видно, что перенесение срока уборки урожая от конца восковой спелости до полной и тем более до конца полной спелости зерна приводит к ухудшению качества пивоваренного ячменя по всем показателям. Причина ухудшения этих показателей заключается в оттоке пластических веществ из зерен в другие органы растения.

Изучение влияния сроков уборки ячменя на качество солода в этой части показали, что степень замачивания зерна не зависит от срока уборки (табл. 3). В зерне в фазе полной спелости и в конце этого же срока потери солодораще-ния увеличиваются на 0,8 и 2,3% в связи с более энергичным дыханием и прорастанием зерна еще до уборки. Кроме того, при этих же сроках отмечено увеличение диастатической силы солода на 16 и 35 ед. и кислотности — на 0,01 и 0,19 см3 р-ра №ОН /100 см3 сусла по сравнению с первым вариантом уборки (в конце восковой спелости зерна). Перенесение срока уборки ячменя до конца полной спелости зерна приводит к увеличению почти всех показателей качества солода по сравнению с показателями солода из зерна, убранного в конце восковой спелости: выхода муки грубого помола — на 2,3%, разницы в экстрактивности — на 0,8%, выхода муки грубого помола — на 2,3%, числа Кольбаха — на 2,5%, содержания белка — на 0,7%, цветности сусла — на 0,8 см3 р-ра йода/100 см3 воды.

Срок уборки в указанный период определяется не только биологическими, но и организационными факторами. При ранних сроках уборки снижаются потери зерна до поступления его на ток, но возрастают затраты труда и средств на его вентилирование и сушку, так как зерно в этом случае поступает более влажное.

4 • 2016 ПИВО и НАПИТКИ 39

Таблица 3

Срок уборки Степень замачивания, % Потери солодо- ращения, % Экстрактив-ность солода тонкого помола, % Разница в экстрактивности, % Выход муки грубого помола, % Твердость солода, ед. Брабендера Содержание белка, % Число Кольбаха, % Диастатическая сила, ед. Виндиша — Кольбаха Цветность, см3р-ра йода/ 100 см3 воды Кислотность, см3 р-ра №0Н/ 100см3 сусла

I 43,4 9,8 78,2 1,6 37,2 519 11,1 38,2 244 3,1 1,01

II 43,9 10,6 78,1 1,9 36,7 544 10,9 34,5 260 2,9 1,02

III 44,2 12,1 79,1 2,4 39,5 504 11,8 40,7 279 3,9 1,20

НСР05 0,55 0,73 3,21

Таблица 4

Местоположение зерна в колосе Крупность, % Масса 1000 зерен, г Натура, г/л Содержание, % белка крахмала Экстрактивность, %

Из нижней части 91 46,3 687 11,4 58,6 79,0

Из средней части 94 47,5 679 11,5 57,2 78,8

Из верхней части 87 40,3 666 11,4 50,8 76,6

НСР05 3,18 2,11

Уборка в фазе полной спелости облегчает послеуборочную обработку зерна, но связана с риском значительных потерь вследствие полегания и осыпания зерна еще в поле в случае непогоды. Поэтому пивоваренный ячмень можно убирать, начиная с восковой спелости зерна.

В наших исследованиях колосья ячменя сорта Гетьман были разделены на 3 части (нижнюю, среднюю и верхнюю), зерна из которых затем анализировали с точки зрения показателей пивоваренного качества и проращивали на солод. Результаты исследований приведены в табл. 4.

Зерно из средней части колоса отличалось самыми высокими показателями по крупности (94%) и массе 1000 зерен (47,5 г). Его аналог из нижней части колоса уступал по указанным показателям соответственно на 2,0% и 1,2 г. Зерно из этой части колоса имело большую натуру (на 1,2%), больше белка (на 0,1%) и крахмала (на 1,4%), чем из средней части, а экстрактивность отличалась незначительно (на 0,2%). В верхней части колоса формируется зерно, также значительно уступающее

своему аналогу из средней части. Оно имело меньшие крупность (на 7%) и массу 1000 зерен (на 7,2%), натуру (на 13 г/л), экстрактивность (на 2,2%), крахмала также содержало меньше — на 6,4%. Только белка в зерне из верхней части колоса содержалось на 0,1% меньше, чем из средней.

Солод, полученный из зерна с нижней части колоса ячменя, отличается наиболее высокими показателями по выходу муки грубого помола, числу Кольбаха, диастатической силе и цветности сусла по сравнению с его аналогами из зерен со средней и верхней частей колоса. При этом по содержанию белка и твердости солода здесь получены минимальные значения (табл. 5).

Солод из зерна ячменя со средней части колоса отличается тем, что при одинаковых показателях по степени замачивания, потерь при солодораще-нии, экстрактивности из муки тонкого и грубого помола твердость его увеличивается на 42 ед. Брабендера, содержание белка — на 0,1%, одновременно уменьшается выход муки грубого помола — на 2,4%, число Кольбаха — на 3,6%, диастатическая сила — на

47 ед. Виндиша — Кольбаха, время осахаривания — на 3 мин, цветность и кислотность сусла — соответственно на 0,5 см3 р-ра йода/100 см3 воды и 0,1 см3 р-ра №0Н/100 см3 сусла.

Из зерна ячменя с верхней части колоса получен солод, значительно уступающий по указанным показателям своему аналогу из зерна с нижней и средней частей колоса. Так, потери зерна при солодоращении в первом случае увеличиваются по сравнению с данными, полученными по солоду с нижней части колоса, на 1,2%, разница в его экстрактивности — на 0,9%, твердость — на 64 ед. Брабендера, содержание белка на 0,5%. Экстрактив-ность солода из муки тонкого помола при этом снижается на 0,8%, грубого помола — на 1,7%, выход муки грубого — 4,8%, число Кольбаха — на 7,7%, диастатическая сила — на 55 ед. Виндиша — Кольбаха, время осахаривания — на 3 мин, цветность сусла — на 0,8 см3 р-ра йода/100 см3 воды. Только два показателя качества солода из зерна с различных частей колоса ячменя — степень замачивания (42,6-42,7%) и кислотность сусла (1,1-1,2 см3 р-ра №0Н/100 см3 сусла) — остаются неизменными в исследованных нами вариантах.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод, что наблюдается тенденция к ухудшению качества солода по мере расположения зерна в колосе с нижних частей к вершине. Существенные

Таблица 5

Местоположение зерна в колосе Степень замачи- Потери солодо- ращения, % Экстрактивность солода, % Выход муки грубого помола Твердость Содержание Число Диастатическая Время осахари-вания, мин Цветность, см3 р-ра Кислотность, см3р-ра

вания, % тонкого помола грубого помола разница солода, ед. Брабендера белка в солоде, % Кольбаха, % сила, ед. Виндиша— Кольбаха йода/ 100 см3 воды №0Н/ 100 см3 сусла

Из нижней части 42,7 9,2 78,5 76,6 1,9 38,7 591 10,5 39,3 260 10 2,8 1,2

Из средней части 42,6 9,2 78,3 76,5 1,8 36,3 633 10,6 35,7 213 7 2,3 1,1

Из верхней части 42,7 10,4 77,7 74,9 2,8 33,9 655 11,0 31,6 205 7 2,3 1,2

НСР05 0,41 0,45 2,28 |

40 ПИВО и НАПИТКИ 4 • 2016

отклонения от среднего отмечаются лишь у нижних зерен в колосе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хоконова, М. Б. Роль предшественников в повышении продуктивности ячменя / М. Б. Хоконова. — СПб.: Санкт-Петербургский институт проектного менеджмента, 2015. — С. 231—233.

2. Тихонов, Н. И. Совершенствование элементов технологии возделывания ярового ячменя Ергенинский 2 на пивоваренные цели в степной зоне черноземных почв Волгоградской области. Дис. ... канд. с.-х. наук. — Волгоград, ВГАУ, 2005. — 208 с.

3. Khokonova M. B., Karashaeva A. S., Zava-lin A. A. Quality of brewing malt depending on the storage conditions of barley. Russian Agricultural Sciences, 2015, Vol. 41, № 6,

рр. 488-491. ф01: 10.3103/51068367415060099).

4. Меледина, Т. В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении / Т.В. Меледина. — СПб.: Профессия, 2003. — 304 с.

5. Ермолаева, Г.А Справочник работникалабора-тории пивоваренного предприятия / Г. А. Ермолаева. — СПб.: Профессия, 2004. — 176 с.

6. Кунце, В. Технология солода и пива / В. Кун-це. — СПб.: Профессия, 2009. — 1064 с. <В

Влияние срока уборки и способа послеуборочной обработки на формирование пивоваренных качеств зерна ячменя и солода

Ключевые слова

качество; местоположение зерна в колосе; солод; срок уборки; урожайность; ячмень.

Реферат

Весь процесс зернообразования делится на три фазы: формирование, налив и созревание. В этих фазах в зерне происходят сложные биохимические превращения, теряется влага и устанавливается окончательная консистенция эндосперма, что подтверждается полученными результатами исследований. Поздняя уборка может оправдать себя при значительной кустистости, когда колосья более поздних побегов созревают несколько позже главного побега. Однако поздняя уборка, безусловно, связана с риском больших потерь зерна. Целью исследований явилось изучение влияния различных сроков уборки и местоположения зерна в колосе на пивоваренные качества зерна ячменя и солода в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарии. Исследования проводились в предгорной зоне КБР: на ЗАО НП «Чегем» Чегемского района КБР, ООО «МЭЛТ» Урванского района, ОАО «Халвичный завод «Нальчикский» и на кафедре «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» КБГАУ им. В. М. Кокова. Изучались сорта озимого ячменя — Мастер, Михайло, Козырь, Добрыня 3 и ярового — Приазовский 9, Гетьман, Виконт и Мамлюк. Результаты исследований свидетельствуют о том, что все сорта озимого и ярового ячменя обеспечивают получение максимальной урожайности при уборке в конце фазы восковой спелости зерна. Задержка с проведением этого важнейшего технологического приема до конца полной спелости зерна приводит к потерям в среднем по всем сортам 0,5 т/га зерна. Определено, что зерно из средней части колоса отличалось самыми высокими показателями по крупности и массе 1000 зерен. Зерно из нижней части колоса имело большую натуру, больше белка и крахмала, чем из средней части, а экстрактивность отличалась незначительно. В верхней части колоса формируется зерно, также значительно уступающее своему аналогу из средней части. Солод, полученный из зерна с нижней части колоса ячменя, отличается наиболее высокими показателями по выходу муки грубого помола, числу Кольбаха, диастатической силы и цветности сусла, по сравнению с его аналогами из зерна со средней и верхней части колоса. Таким образом, на основании приведенных исследований можно сделать вывод, что наблюдается тенденция к ухудшению качества солода по мере расположения зерна в колосе с нижних частей к вершине. Существенные отклонения от среднего отмечаются лишь у нижних зерен в колосе.

Авторы

Хоконова Мадина Борисовна, д-р с.-х. наук, профессор Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова,

360030, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, пр-т Ленина, д. 1в, dinakbgsha77@mail.ru

Терентьев Сергей Евгеньевич, канд. с.-х. наук, доцент Смоленская государственная сельскохозяйственная академия, 214000, г. Смоленск, ул. Б. Советская, д. 10/2, serg_pivo@mail.ru

Effect of Harvesting Date and Method Postharvest Treatment on the Formation of Brewing Quality of Barley Grain and Malt

Key words

quality; the location of the grain in the ear; malt; harvesting period; productivity; barley.

Abstract

The entire pricing process is divided into three phases: forming, filling and ripening. In these phases in the grain are complex biochemical transformations, moisture loss and set the final texture of the endosperm, which is confirmed by the results of research. Late cleaning can justify himself with considerable tillering when ears later shoots ripen later the main shoot. However, later cleaning is definitely associated with greater risk of loss of grain. The aim of research was to study the effect of different harvest dates and locations of grain in the ear in the brewing quality of barley and malt in the conditions of a foothill zone of Kabardino-Balkaria. The investigations were carried out in the pre-mountain zone of KBR on the factory «Chegem» Chegem region of KBR, in SLR «Malt» of Urvan region of KBR, and in SLR «Khalvichny» Nalchic and on the chair of Technology of production and processing of agricultural products KBSAU named after V. M. Kokov. We studied the varieties of winter barley — Master, Mihailo, Kozir, Dobrynia 3 and spring — Priazov 9, Getman, Viscount and Mamluk. The research results indicate that all the varieties of winter and spring barley provides maximum yield at harvest at the end of the phase of wax ripeness. The delay in carrying out this important process of reception till the end of the full maturity of grain leads to losses of the average for all grades of 0.5 t/ha of grain. It was determined that grain from the middle part of the ear differ the highest rates by size and weight of 1000 grains. Grain from bottom part of the ear had a large nature, more protein and starch than from the middle part, and the extract differed slightly. At the top of the ear is formed grains, significantly inferior to its analog from the middle part. Malt produced from the grain from the bottom of barley ear, characterized by the highest rates of output whole meal, Kolbaha number, and diastatic force chrominance wort, compared with its analogues with an average grain and upper ear. Thus, on the basis of these studies we can conclude that there is a tendency to deterioration as malt grain arrangement in the ear with the lower parts of the top. Significant deviations from the mean observed only in the lower grain in the ear.

Authors

Hokonova Madina Borisovna, Doctor of Agriculture Science, Professor

Cabardino-Balcarian Agriculture University by V. M. Kokov

1v, pr. Lenina, Nalchik, CBR, 360030, Russia, dinakbgsha77@mail.ru

Terentjev Seregey Evgenjevich,

Candidate of Agriculture Science, Associate Professor

Smolensk State Agriculture Academy,

10/2 B. Sovetskaya St., Smolensk, 214000, Russia, serg_pivo@mail.ru

4 • 2016 ПИВО и НАПИТКИ 41