WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Хоконова Мадина Борисовна

Оптимизация технологии  пивоваренного производства и выращивания ячменя

в предгорьях СЕВЕРНОГО кавказа

05.18.01 –

технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

06.01.01 –

общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Махачкала – 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова»

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Кашукоев Мурат Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Гасанов Гасан Никуевич

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Манжесов Владимир Иванович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Блиев Станислав Григорьевич

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет

       

Защита состоится «____» ____________2012 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета ДМ.220.026.01 при ФГБОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия им. М.М. Джамбулатова», по адресу: 367032, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, 180.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при ФГБОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия им. М.М. Джамбулатова».

Автореферат разослан «____» ________________ 2012 г., размещен на сайте ВАК.

Ученый секретарь

диссертационного совета Т.А. Исригова

Общая ХАРАКТЕРИСТИКА работы



Актуальность работы. Около половины всех  площадей ячменя сосредоточены на Северном Кавказе, где  производство зерна исторически специализировалось в направлении использования на фуражные цели. В этом же направлении велась и селекционная работа. Были созданы высокоурожайные сорта с высокими кормовыми достоинствами – содержанием белка в зерне 12,5-14,0%,  и лизина 3,6-3,8%, отработаны технологии производства, позволяющие получать по 3,5-4,5 т/га зерна озимого и 3,0-3,5 т/га ярового ячменя.

Однако для пивоварения важно не столько количество, сколько качество зерна ячменя как сырья для этой отрасли. Пивоваренная промышленность РФ использует более 1,7 млн. тонн зерна ячменя в год. При этом качество его зачастую не соответствует требованиям ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный. Технические условия», следствием чего является уменьшение выхода готового солода и ухудшение его качества. Но этим вопросам до сих пор уделяется мало внимания не только в предприятиях, производящих зерно ячменя, но и в научных учреждениях, где при разработке технологии его выращивания нередко имеют в виду лишь величину урожая для использования на кормовые цели. Между тем, по данным ВНИИПБП (1988) повышение кондиции пивоваренного ячменя в РФ до уровня мировых стандартов позволило бы получить от этой отрасли 700 млн. рублей дополнительного чистого дохода в год.

Почвенно-климатические условия предгорий Северного Кавказа вполне благоприятны для возделывания и получения высоких урожаев зерна ячменя с хорошими технологическими и пивоваренными свойствами. Однако урожайность этой культуры остается на уровне 1,2-1,5т/га, полученное зерно в большинстве случаях не отвечает требованиям на пивоваренный ячмень. Одной из основных причин такого положения является нерешенность в научном плане многих вопросов, связанных с особенностями выращиваемых сортов озимого и ярового ячменя, рациональным размещением их на различных элементах рельефа и в севообороте, влиянием норм и способов внесения азотного удобрения на урожайность и пивоваренные качества зерна. Не установлена также роль сроков уборки, месторасположения зерна в колосе и применения ретардантов в улучшении этих же показателей, способов сушки зерна, применения биокатализаторов, несоложеного ячменя и гречихи на качество солода и выход экстракта при пивоварении.

Наши исследования были направлены на решение этих важнейших вопросов производства сырья и технологии пивоварения в условиях предгорьях Северного Кавказа, чем и определяется их актуальность.

Целью работы является агробиологическая оценка сортов, совершенствование агротехнологий по повышению урожайности, улучшению пивоваренных качеств зерна озимого и ярового ячменя и солода, разработка технологии производства пива лечебно-профилактической направленности в условиях предгорий Северного Кавказа.

Задачи исследований: определение агробиологических особенностей районированных и интродуцированных сортов озимого и ярового ячменя в предгорной зоне; изучение влияния предшественников, уклона местности, доз, сроков и способов внесения азотного удобрения, полегания посевов и использования ретардантов на урожайность и пивоваренные качества зерна, солода и сусла; установления роли различных режимов и способов сушки на пивоваренные качества зерна и солода; разработка технологии использования несоложеного сырья в производстве пива; разработка технологии производства пива лечебно-профилактической направленности; разработка системы обеспечения пивоваренного производства собственным солодом из ячменя, выращенного в условиях предгорий Северного Кавказа.

Научная новизна исследований. Дана комплексная оценка влиянию сортовых и агротехнических параметров на технологические и пивоваренные свойства зерна озимого и ярового ячменя, солода и сусла из него; разработан новый способ возделывания озимого ячменя на склоновых землях (патент на изобретение № 2426289 от 20.12.09 г.). Исследованы разные температурные режимы сушки зерна ячменя и солода и роль биокатализаторов в улучшении качества полученного солода; выявлена возможность замены части солода несоложеным сырьем, способствующим снижению себестоимости пива без ущерба его качеству. Впервые в условиях Кабардино-Балкарской республики разработана технология и рецептура производства специального пива лечебно-профилактической направленности.

Практическая значимость работы: Использование результатов исследований позволяет обеспечить получение стабильных урожаев зерна ячменя и высококачественного солода для пивоваренной промышленности. Они могут быть использованы в производстве высококачественного пива с лечебно-профилактическими свойствами, а также в учебном процессе в высших учебных заведениях при подготовке специалистов по курсам «Технология бродильного производства» и «Технология производства и переработки растениеводческой продукции».

Реализация результатов исследований осуществлялась путем производственной проверки технологии возделывания ячменя, переработки его в солод для целей пивоварения в хозяйстве ЗАО НП «Шэджэм», на предприятиях ООО «МЭЛТ», ОАО Халвичный завод «Нальчикский» и ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова».

Достоверность работы. Достоверность результатов исследований обеспечивается многолетними исследованиями, собранным большим экспериментальным материалом, а также применением дисперсионного, корреляционного, регрессионного анализов и современных методов математической статистики.

Личное участие автора в работах – непосредственное участие на всех этапах постановки задачи, проведения экспериментов, теоретического анализа и обобщения полученных результатов.

Основные положения, выносимые на защиту: теоретическое обоснование адаптивных свойств сортов озимого и ярового ячменя к условиям предгорий Северного Кавказа; научное обоснование влияния основных технологических элементов выращивания ячменя на формирование пивоваренных качеств зерна, солода и сусла; использование местного ячменя для выработки высококачественного солода как сырья для пивоваренного производства; технология производства специального пива с лечебно-профилактической направленностью.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международной («Современные проблемы теории и практики инновационного развития АПК, посвященной 30-летию КБГСХА им. В.М. Кокова», Нальчик, 2011), Всероссийских («Стратегия адаптивного ведения сельского хозяйства в условиях экологического кризиса», Магас, 2004; «Наука и устойчивое развитие, Нальчик, 2008), региональных и межрегиональных (посвященные: памяти профессора К.Н. Керефова», Нальчик, 2003; 95-летию со дня рождения профессора Керефова К.Н., Нальчик, 2007; 25-летию КБГСХА»; 120-летию со дня рождения Н.И. Вавилова», Нальчик, 2008; «Перспектива, Нальчик, 2006; «Эколого-географические проблемы развития РСО-Алания», Владикавказ, 2009) научно-практических конференциях и на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава КБГСХА в 2002-2010 гг.

Публикации результатов исследований. По теме диссертационной работы опубликовано 62 работы, 18 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 рекомендации производству, получен 1 патент на изобретение, зарегистрирована заявка на изобретение от 16.11.11г., 2 технологические инструкции и 2 технических условиях на «Солод пивоваренный» и «Пиво специальное». Материалы диссертации использованы при написании двух учебно-методических пособий.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 268 страницах машинописного текста, состоит из введения, 11 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы из 458 наименований, в т.ч. 202 на иностранных языках. Содержит 77 таблиц, 23 рисунка. Приложения на 83 страницах включают нормативно-техническую документацию, сводные таблицы, акты внедрения, протокола дегустации и т.д.

Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризованы научная новизна, теоретическая значимость и практическая ценность работы, основные положения, выносимые на защиту.

1. Объекты, методика и условия проведения исследований

Исследования проводились в 2002-2010 гг. в ЗАО НП «Шэджэм», ООО «МЭЛТ», ОАО «Халвичный завод «Нальчикский» и на кафедре «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» КБГСХА им. В.М. Кокова.

В качестве объектов исследования использованы шесть районированных и интродуцированных сортов озимого и ярового ячменя, производственный пивоваренный солод, несоложеный ячмень и гречиха, полупродукты на стадиях приготовления пивного сусла, его сбраживания и выдержки, готовое пиво.

Для выполнения поставленной цели были заложены и проведены полевые опыты, математическо-статистические и лабораторные анализы. Полевые опыты были заложены по следующей программе:

Опыт 1. «Влияние уклона местности на урожайность озимого и ярового ячменя и пивоваренные качества зерна и солода» (2005-2007 гг.). Схема опыта: 1. Вершина холма (10-12); 2. Склон холма (6-7); 3. Подножие холма (2-3).

Опыт 2. «Влияние биологических особенностей сортов озимого и ярового ячменя на урожайность и пивоваренные качества зерна и солода» (2005-2007 гг.). Исследуемые сорта озимого ячменя: Мастер, Михайло, Козырь, Добрыня 3; ярового ячменя: Приазовский 9, Гетьман, Виконт, Мамлюк.

Опыт 3. «Влияние предшественников на урожайность озимого и ярового ячменя и пивоваренные качества зерна и солода» (2008-2010 гг.). Предшественники: повторный посев на том же поле, горох, кукуруза на зерно, картофель ранний, сахарная свекла.

Опыт 4. «Влияние различных норм и способов внесения азотного удобрения на урожайность и пивоваренные качества зерна озимого и ярового ячменя и солода» (2002-2006 гг.). Опыт двухфакторный. На фоне трех доз азотного удобрения (аммиачная селитра) испытаны три способа (они же сроки внесения): перед посевом, в подкормку (фаза кущения), дробно (0,5 дозы перед посевом + 0,5 дозы в подкормку). Азотные удобрения вносились по фону P45K45.

Опыт 5. «Влияние полегания и обработки посевов озимого и ярового ячменя ретардантами на урожайность и пивоваренные качества зерна и солода» (2008-2010 гг.). Схема опыта: без обработки – контроль, обработка терпалом в начале фазы выхода растений в трубку, обработка сероном в фазе выхода в трубку.

Опыт 6. «Влияние срока уборки озимого и ярового ячменя на урожайность и пивоваренные качества зерна и солода» (2005-2007 гг.). Варианты: конец восковой спелости зерна, фаза полной спелости зерна, конец фазы полной спелости зерна.

Опыт 7. «Влияние местоположения в колосе на пивоваренные качества зерна и солода ярового ячменя», (2008-2010 гг.). Образцы зерна для исследования брались с: нижней трети колоса; средней части и верхней трети колоса.

Опыт 8. «Влияние способов сушки ярового ячменя на качество зерна и солода», (2005-2007 гг.). Схема опыта: естественная сушка (контроль); термическая сушка с использованием сушилок: стеллажной; пневматической; шахтной; барабанной.

Опыт 9. «Влияние биокатализаторов на качество солода» (2008-2010 гг.). Схема опыта обработки – контроль, обработка солода: Ксилаком П10х; Ультрафло Л; Церемикс 6Х МГ; Амилосубтилин Г3х; Нейтраза 0,8 Л; Диэнзимная композиция (ДЭК: амилосубтилин ГЗх и церемикса 6Х МГ).

Опыт 10. «Влияние добавления несоложеного ячменя (в % к массе солода) на качество солода и выход экстракта», (2008-2010 гг.). Варианты: контроль (без добавления несоложеного ячменя), добавление 20%; 30%; 40%; 50% несоложеного ячменя.

Опыт 11. «Влияние добавления несоложеной гречихи (в % к массе солода на качество пива», (2008-2010 гг.) Схема опыта: контроль (без гречихи); добавление 10%; 3. 20%; 4. 30%; 5. 40%; 6. 50% несоложеной гречихи.

Структурная схема исследований приведена на рис. 1.

Сорта озимого
ячменя

Сорта ярового

ячменя
















Оценка районированных и интродуцированных сортов
















Возделывание

ячменя с учетом

уклона местности


Влияние

предшественников

Влияние

полегаемости











Дозревание, сушка и хранение зерна

Влияние азотных удобрений

Созревание и уборка
















Технология

производства и повышение качества пивоваренного солода








Разработка технологии предварительной обработки несоложеного ячменя


Разработка

технологии

специального пива









Разработка нормативно-технической документации, промышленная апробация

и внедрение

Рис. 1. Структурная схема исследований

Количество осадков в предгорьях республики составляет – 475-615 мм в год. Средняя годовая температура воздуха плюс 8,6-9,0°С. Высота снежного покрова колеблется от 40 до 70 см. Почвенный покров в предгорьях республики образуют черноземы типичные выщелоченные, серые и темно-серые лесные.

Исследования проводились в соответствии с ГОСТ 15.101.98 «Порядок выполнения научно-исследовательских работ»; «Справочник работника лаборатории пивоваренного производства (СПб., 2004); качество пивоваренного ячменя – ГОСТ 5060-86; солода – ГОСТ 29294-92; пива – ГОСТ 30060-93; влажность ячменя и солода – ГОСТ 13586.5-85; содержание белка  ГОСТ – 10846-74; определение засоренности, испорченных и поврежденных зерен, а также мелких зерен ячменя – ГОСТ 13586.5-81; экстрактивность сусла – ГОСТ 12787-81; кислотность – ГОСТ 12788-87; цветность – ГОСТ 12789-87; содержание спирта в пиве – 12787-81. Математическая обработка экспериментальных данных с применением регрессионного, корреляционного, дисперсионного анализа и математической статистики по Б.А. Доспехову (1985). Экономическая эффективность – по фактически сложившимся затратам, а также с использованием справочных данных по нормам расхода сырья.


Результаты исследований

2. Продуктивность и качество зерна ячменя в зависимости от уклона местности

Проведенные нами исследования показали, что рельеф поля оказывает значительное влияние на урожайность озимого и ярового ячменя (рис.2).

Урожайность, т/га

Рис. 2. Урожайность сортов ячменя на склонах различной крутизны (т/га)

Средняя величина ее по обеим формам (озимые и яровые) ячменей на вершине склона составила 2,8 т/га, на середине склоне – 3,0, на подножии – 3,6 т/га, т.е., по сравнению с урожаем, полученным на вершине склона, по нижележащим элементам рельефа увеличивается соответственно на 7,1 и 28,6%, что объясняется более высоким плодородием почвы в пониженных элементах рельефа.

Сорта озимого ячменя на всех элементах рельефа обеспечивают получение более высоких урожаев зерна (3,6 т/га), чем ярового (2,7 т/га), в среднем по годам исследований на 33,3%, в том числе: на вершине склона – на 43,5%, на склоне – на 34,6%, на подножии – на 25,0%. Следовательно, озимые формы ячменя более приспособлены к почвам с худшим плодородием почвы, чем яровые.

Рельеф поля оказывал влияние на абсолютную массу, крупность зерна и другие пивоваренные качества зерна ячменя (табл. 1).

1. Влияние рельефа поля на пивоваренные качества зерна ячменя (2005-2007 гг.)

Элемент рельефа и уклон

Сорта

Крупность зерна,

%

Масса 1000 зерен, г

Содержание белка,

%

Экстрактивность,

%

1

2

3

4

5

6

Озимые

Вершина склона

(10-12)

Михайло

77,0

36,7

11,6

78,8

Козырь

79,0

37,9

11,7

78,9

Добрыня 3

72,0

34,4

11,9

76,4

Середина склона

(6-7)

Михайло

79,0

38,5

12,0

76,2

Козырь

81,0

39,0

12,1

76,0

Добрыня 3

76,0

37,8

12,5

75,3

Подножие склона (2-3)

Михайло

81,0

40,0

13,5

75,7

Козырь

83,0

41,3

13,7

76,0

Добрыня 3

79,0

38,2

13,9

74,5

НСР05


4,59

Яровые

Вершина склона

(10-12)

Приазовский 9

82,0

42,0

10,2

79,4

Виконт

79,0

41,5

10,7

77,8

Мамлюк

77,0

40,8

11,1

76,9

Середина склона

(6-7)

Приазовский 9

84,0

43,4

10,8

79,1

Виконт

83,0

42,0

11,2

76,8

Мамлюк

80,0

41,9

11,8

75,4

Подножие склона (2-3)

Приазовский 9

86,0

43,5

11,7

78,0

Виконт

84,0

43,1

11,9

75,7

Мамлюк

82,0

42,6

12,5

75,1

НСР05

4,42

По мере перемещения с вершины к середине и подножию склона крупность зерен озимого ячменя в среднем по сортам и годам исследований (2005-2007) увеличивается с 76,0 до 81,5%, масса их – с 36,3 до 39,8г, содержание белка – с 11,3 до 13,7%, у яровых сортов – соответственно с 79,3 до 84,0%, с 41,9 до 43,0г, и с 10,6 до 12,0%. Экстрактивность зерна, наоборот, снижается с 78,0 до 75,4% и 78,0 до 76,2%.

Таким образом, по мере перемещения с вершины к подножию склона урожайность ячменя повышается, а пивоваренные качества зерна и солода значительно ухудшаются. Поэтому посевы пивоваренного ячменя следует приурочивать к вершинам склонов.

3. Оценка районированных и интродуцированных сортов ячменя по урожайности и качеству зерна

Сорта озимого ячменя эффективно используют осенние и ранневесенние осадки и успевает созреть до июльских засух. Среди них сорт Мастер занимает лидирующую позицию с урожайностью зерна 3,82 т/га. Ему присущ высокий коэффициент продуктивной кустистости (1,9), благодаря чему на 1га насчитывалось 3,42 млн. колосьев с 32 шт. зерен в колосе и их абсолютной массой 42,9 г. Остальные сорта уступают Мастеру по числу растений на 1 м2 на 3,4-13,3%, количеству продуктивных стеблей – на 4,4-17,8%, числу зерен в колосе – на 3,3 – 31,2%, их абсолютной массе – на 1,2-4,0%, урожайности зерна – на 0,30 –1,41 т/га

Среди сортов ярового ячменя наиболее продуктивным является Приазовский 9. Урожайность его в среднем за годы исследований составила 3,3т/га, что соответственно на 0,2 т/га, на 0,5 и 0,9 т/га больше, чем у Гетьмана, Виконта и Мамлюка.

Лучшие показатели по энергии прорастания (98%), натуре (47,2-47,6%), крупности зерна (94%) имеют Гетьман и Виконт, а по массе 1000 зерен (682-687 г/л) и содержанию белка в зерне (11,2-11,4%) – Приазовский 9 и Гетьман.

4. Роль предшественников в повышении продуктивности и улучшении качества пивоваренного ячменя и солода

Эффективность предшественников озимой пшеницы во многом определяется фитосанитарным состоянием почвы и сроком их уборки, от которых зависит возможность качественной подготовки почвы и проведения посева в оптимальные сроки. К лучшим предшественникам его относятся горох и ранний картофель. Полевая всхожесть семян ячменя после них оказывается более высокой (71,8-79,4%), чем по пропашным культурам (62,4-63,6%), урожайность зерна повышается по сравнению с повторным посевом (2,80 т/га) соответственно на 42,8 и 23,6%, с кукурузой на зерно - на 53,8 и 33,1%, сахарной свеклой – на 32,9 и 15,0%.

Размещение по сахарной свекле, картофелю и гороху обеспечивает получение практически одинакового урожая зерна ярового ячменя – 2,72-2,82 т/га в среднем по исследуемым сортам, или на 35,3 – 40,3% больше, чем на контроле (повторный посев ячменя на том же поле), после кукурузы на зерно прибавка урожая составила 22,4%.

Все предшественники одинаково влияют на степень замачивания зерна озимого ячменя –  39,5 – 40,5% (табл. 2). Потери солодоращения при его выращивании повторно на том же поле в среднем по сортам составляют 8,0%.

2. Влияние предшественников ячменя на качество солода сортов озимого и ярового ячменя (2008-2010 гг.)

Предшествен

ники

Степень замачивания,

%

Потери солодоращения, %

Экстрактивность, %

Разница

Выход муки в грубом помоле, %

Твердость, ед.

Брабендера

Содержание белка, %

Число Кольбаха,

%

Диастатическая сила, ед. Виндиша-Кольбаха

Цветность сусла,

ц. ед.

Кислотность сусла, мг-экв./

100 мл

тонкого помола

грубого помола

Сорт Мастер

Ячмень

39,1

8,1

81,3

79,3

2,0

42,9

430

10,4

38,0

251

3,2

0,96

Горох

39,7

10,0

77,9

76,3

1,6

43,8

428

10,7

35,6

243

2,2

0,92

Кукуруза на зерно

39,9

11,6

81,0

79,2

1,8

41,0

434

10,0

38,5

260

2,6

0,97

Картофель ранний

39,8

9,7

82,8

81,2

1,6

45,1

429

9,9

38,9

265

3,0

0,90

Сахарная свекла

40,2

6,8

81,4

79,6

1,8

40,9

444

10,3

37,2

267

2,7

0,94

Сорт Козырь

Ячмень

43,2

9,9

79,1

77,1

2,1

40,1

448

10,1

35,0

260

3,0

0,96

Горох

43,3

11,6

79,2

76,1

3,1

41,6

447

11,0

32,4

247

1,8

0,90

Кукуруза на зерно

43,5

12,0

78,5

76,7

2,5

39,8

450

10,6

36,5

264

2,0

0,92

Картофель ранний

43,5

10,5

80,1

76,0

3,2

43,8

448

9,5

35,6

268

3,7

0,88

Сахарная свекла

43,7

8,0

79,2

75,8

3,4

39,3

490

10,5

33,9

270

2,1

0,91

Сорт Приазовский 9

Ячмень

38,3

7,2

83,3

81,5

1,8

43,8

421

10,2

38,2

246

3,3

0,98

Горох

38,6

8,9

79,0

77,6

1,4





45,1

416

10,5

36,1

240

2,4

0,93

Кукуруза на зерно

39,0

9,8

82,8

81,2

1,6

42,4

427

10,1

37,7

256

2,8

0,98

Картофель ранний

38,9

8,1

83,9

82,6

1,3

46,3

420

9,8

39,8

259

3,2

0,92

Сахарная свекла

39,2

5,3

83,4

81,8

1,6

41,8

431

10,0

38,9

260

2,9

0,99

Сорт Гетьман

Ячмень

37,4

6,7

84,9

83,3

1,6

45,4

414

10,2

39,3

248

3,4

0,99

Горох

38,0

7,9

80,6

79,1

1,5

45,8

402

10,3

38,4

240

3,0

0,95

Кукуруза на зерно

38,6

8,3

83,2

81,8

1,4

44,1

420

9,9

38,5

253

2,9

0,97

Картофель ранний

38,2

8,0

85,3

84,1

1,2

47,6

418

10,0

40,7

260

3,2

0,94

Сахарная свекла

38,9

6,1

85,0

83,6

1,4

42,8

428

10,1

39,9

260

3,1

1,00

Снижение их до 6,5% наблюдается только по предшественнику сахарная свекла, а по остальным предшественникам отмечено увеличение ее на 1,1-2,4%. Экстрактивность муки тонкого помола из зерна ячменя на контрольном варианте (в среднем по сортам) составила 82,2%. Более высокие показатели в среднем по сортам и годам исследований получены по предшественникам кукуруза, картофель и сахарная свекла – соответственно 84,4; 83,0 и 82,2%. При посеве по гороху ее показатель снижается до 79,2%. Самая высокая экстрактивность муки отмечена у того же сорта Гетьман в случае размещения по сахарной свекле (85,0%) и картофелю (85,3%).

Наибольшее влияние на выход муки грубого помола, который достиг в среднем по всем исследуемым сортам 45,7%, получен при посеве озимого ячменя по картофелю. На втором месте оказался вариант с посевом по гороху – 44,1%, на третьем – контроль – 43,0%. Зерно, полученное при посеве ячменя по кукурузе на зерно и сахарной свекле имело минимальные показатели – 41,2 и 41,8%. Самый высокий выход такой муки обеспечивает сорт Гетьман, посеянный по раннему картофелю. На этом же варианте отмечена минимальная разница в экстрактивности муки тонкого и грубого помола – 1,2%. Но твердость солода по всем вариантам имела одинаковые значения 423-429 единиц Брабендера, исключение составляет сусло, полученное из зерна ячменя, выращенного по сахарной свекле, где величина ее в среднем по сортам этой культуры составила 453 единицы.

Сусло с самым низким содержанием белка получено из зерна, выращенного по предшественнику картофель – 9,8%. Более высоким (10,2%) было оно в зерне, полученном при посеве по трем предшественникам: кукурузе, сахарной свекле и на контроле, и еще большим – по гороху – 10,4%.

По влиянию на растворимость белка солода (число Кольбаха), предшественники озимого ячменя можно разделить на следующие группы: с высокой степенью воздействия (38,8%) – картофель ранний, средней (37,5-37,7%) – сахарная свекла, сам озимый ячмень и кукуруза, слабой степенью воздействия (35,6%) – горох. На такие же три группы подразделяются предшественники озимого ячменя и по диастатической силе сусла: первая – картофель ранний и сахарная свекла с показателями 263-264 единиц Виндиша-Кольбаха, вторая – кукуруза и сам ячмень – 258-251 единица, третья – горох – 242 единицы в среднем по четырем рассматриваемым сортам. По этому же предшественнику получено зерно, цветность сусла из которого имеет минимальное значение – 2,4 единицы. По другим предшественникам ее показатели были выше: по кукурузе и сахарной свекле – 2,6-2,7, по ячменю и картофелю – 3,2-3,3 цветовых единиц.

Лучшие показатели по кислотности сусла получены при выращивании озимого ячменя после картофеля и гороха – 0,91-0,92 мг⋅экв/100 мл. Остальные три предшественника позволяют получать зерно с кислотностью 0,96-0,97 мг⋅экв/100 мл. Минимальное значение – 0,88 мг⋅экв/100 мл – имело зерно озимого ячменя сорта Козырь, выращенное по раннему картофелю.

5. Оптимизация норм и способов внесения азотного удобрения как факторов повышения урожайности ячменя и сохранения пивоваренных качеств зерна и солода

Азотное удобрение, в зависимости от доз и способов внесения, способствует повышению урожайности зерна озимого ячменя на 10,5-25,9%. Прибавка урожайности от внесения 34 кг/га азота в среднем по сортам, годам исследований и срокам внесения составила 0,36 т/га (3,68 т/га против 3,32 т/га на контроле). Увеличение дозы азота до 68 кг/га обеспечивает повышение урожайности на 0,78 т/га (23,5%), дальнейшее увеличение до 102 кг/га – на 0,86 т/га (25,9%) зерна по отношению к контролю.

Эффективность испытываемых доз удобрений в значительной степени определяется сроком и способом их внесения. В этом отношении наименее оправданным является предпосевное внесение азотного удобрения под культивацию. Урожайность зерна озимого ячменя в среднем по сортам, годам исследований и дозам удобрений при этом составила 3,84 т/га, а в том случае, когда эта же доза вносилась весной в подкормку в фазе кущения растений –на 7,6% больше. Дробное внесение позволяет повысить урожайность озимого ячменя по сравнению с предпосевным способом (4,10 т/га) на 0,16 т/га, с подкормкой – на 0,08 т/га. Урожайность ярового ячменя с 3,81 т/га при предпосевном внесении азотного удобрения увеличивается при подкормке на 9,0%, при дробном внесении – на 15,2%.

Внесение азотного удобрения, в целом, является фактором, ухудшающим пивоваренные качества зерна ячменя (табл. 3). Даже минимальная доза его в среднем по сортам, способам внесения и годам исследований способствует снижению крупности зерна озимого ячменя по сравнению с контролем, где удобрение не вносилось (86,9%), на 2,7%, при дозе 68 кг/га – на 5,8%, 102 кг/га – на 7,3%. Натурная масса зерна при этом с 690 г/л снижается соответственно на 9,1; 12,2 и 16,9 г/л; энергия прорастания с 97,6% на 0,8; 1,4 и 2,5%; содержания белка с 11,2% увеличивается на 0,6; 1,2 и 2,1%; крахмала с 59,1% снижается на 1,3; 1,9 и 2,7%; экстрактивность зерна – с 77,5% на 0,5; 1,3 и 1,8%. Поскольку внесение азотного удобрения способствует повышению урожайности зерна этой культуры, отказываться от его применения нет смысла, но при этом надо учесть, что для получения сырья для пивоваренной промышленности из способов внесения более предпочтительным является предпосевное удобрение ячменя. Согласно обобщенным нами данным, при этом способе натура зерна повышается по сравнению с подкормкой и дробным внесением на 2,8 и 3,5% и составляет 679,1 г/л, энергия прорастания - соответственно 1,9; 3,4 и 97,6%, по другим показателям получены аналогичные данные.

Сказанное в полной мере относится и к качеству зерна ярового ячменя. Так, крупность зерна с 86,2% на контрольном варианте снижается до 85,4%, до 82,4% – при N68 и 78,0% при N34, масса 100 зерен – соответственно с 45,1 г до 43,6 и 42,4 и 41,0 г, содержания крахмала – с 58,4% до 58,0 и 55,0%, экстрактивность – с 78,7% до 78,4 и 74,0%, содержание белка в зерне, наоборот, увеличилось с 11,0% до 11,7; 12,7 и 13,4%.

3. Влияние азотного питания ячменя на качество солода (2002-2006 гг.)

Варианты опыта

Степень замачивания, %

Потери солодоращения, %

Экстрактивность тонкого помола, %

Разница в экстрактивности, %

Твердость солода, ед. Брабендера

Выход муки грубого помола, %

Диастатическая сила, ед. Виндиша-Кольбаха

Время осахаривания, мин.

Содержание белка, %

Число Кольбаха,

%

Цветность сусла, ц. ед.

Кислоность сусла

мг⋅экв./

100 мл

Сорт Мастер

N0

42,5

11,1

80,2

2,9

467

42,3

305

8

10,1

36,3

2,8

1,0

N34 перед посевом

42,8

10,4

79,2

3,4

495

38,6

313

9

11,0

34,2

2,8

1,0

N68 –//–

43,1

10,2

78,4

3,6

516

36,0

350

9

12,4

32,6

2,9

1,0

N102 –//–

43,4

8,0

76,9

3,6

529

33,2

378

8

13,3

30,4

2,8

1,0

N34 в подкормку

42,9

9,5

78,6

3,2

497

37,1

324

8

11,6

33,0

2,6

1,0

N68 –//–

43,0

9,7

77,9

3,5

502

36,5

340

8

11,9

33,0

2,5

1,0

N102 –//–

43,1

10,4

77,2

3,5

535

34,0

400

8

13,5

30,6

2,7

1,0

N68 дробно

42,8

11,3

78,3

3,5

514

36,1

353

8

12,1

32,9

2,4

1,0

N102 –//–

42,7

10,8

77,0

3,4

538

33,9

385

8

13,3

30,7

2,7

1,0

НСР05

5,11

2,11


Сорт Гетьман

N0

40,6

9,5

82,0

1,2

452

40,1

252

5

10,0

38,9

3,0

1,0

N34 перед посевом

40,9

8,8

81,3

1,5

474

37,4

255

7

10,6

38,7

3,0

1,1

N68 –//–

41,8

8,5

80,8

1,8

491

35,2

259

8

11,0

38,2

3,2

1,3

N102 –//–

42,2

8,9

79,5

1,9

498

33,0

260

9

11,4

36,9

3,1

1,4

N34 в подкормку

41,0

8,6

81,2

1,4

472

36,3

252

7

10,9

38,4

3,6

1,0

N68 –//–

41,3

8,9

80,3

1,6

488

35,8

256

8

11,6

37,5

3,4

1,0

N102 –//–

41,5

8,8

79,1

1,8

496

35,0

260

9

12,2

36,9

3,2

1,1

N68 дробно

40,9

9,4

80,9

1,8

490

34,6

251

8

11,7

36,3

2,8

1,0

N102 –//–

40,8

8,9

79,0

1,9

499

30,8

262

9

12,0

34,9

2,9

1,1

НСР05

3,78

1,55


Под влиянием азотного удобрения уменьшалось процентное содержание лизина, гистидина и аргинина, а аспарагиновой и глутаминовой кислот в общей сумме аминокислот увеличилось, что свидетельствует о снижении биологически ценной части белка в зерне ячменя при азотном удобрении (рис.3).

Рис. 3. Влияние норм азотного удобрения на содержание аминокислот

в зерне ячменя (% на сухое вещество)

Как показали результаты исследований, внесение возрастающих доз азотного удобрения под ячмень обусловливают существенное снижение пивоваренных качеств зерна ячменя и солода. По озимому ячменю степень замачивания зерна с 42,5% на контроле повышается до 43,0 – 43,1% и соответственно с 40,6% до 41,3 – 41,5% по яровому потери солодоращения снижаются по сравнению с контрольным ва­риантом (11,1%) соответственно по формам ячменей от 0,3 до 3,0% и от 0,1 до 1,0% и коррелируют с экстрактивностью муки тонкого помола, с разницей в экстрактивности муки тонкого и грубого помола, с твер­достью солода и с числом Кольбаха (соответственно r = + 0,74, –0,98, –0,46, и +0,65). Экстрактивность солода тонкого помола коррелирует с содержа­нием белка в зерне, с числом Кольбаха и с величиной диастатической силы (соответственно r = – 0,79, +0,73 и –0,59). Разница в экстрактивности солода этих двух видов помола коррелирует с выходом грубого помола, твердостью солода, содержанием белка в солоде и числом Кольбаха (соответственно r = – 0,72, +0,76, +0,77 и –0,79). Твер­дость солода коррелирует с содержанием белка и крахмала в зер­не, аминного азота в солоде и с числом Кольбаха (соответственно r = +0,74, –0,87, +0,67 и –0,63), показатель осахаривания соответствует диастатической силе солода.

Таким образом, азотное удобрение ячменя снижает качество солода: уменьшает экстрактивность, растворимость солода и бел­ка, увеличивает содержание белка и аминного азота. Положитель­ное влияние азотного удобрения проявляется в сокращении потерь солодоращения и в увеличении диастатической силы солода, но не оказывает существенного влияния на цвет­ность и кислотность сусла.

6. Влияние полегания посевов на урожайность ячменя, качества зерна и солода

У растений полегших сортов ячменя при одинаковом количестве их на единице площади средний показатель продуктивной кустистости составил 1,27, число зерен в колосе – 15,2 шт., урожайность зерна – 2,75 т/га. По сравнению с ними средний показатель продуктивной кустистости у неполегших сортов увеличивается на 7,8% (1,38), число зерен в колосе – на 57,9%, урожайность зерна – на 36,4% (3,75 т/га против 2,75 т/га).

В результате полегания крупность зерна с 85% в среднем по неполегшим сортам снижается до 61%, абсолютная масса зерна – соответственно с 41,1 до 37,6 г, натура – с 670 до 616 г/л, экстрактивность – с 79,8 до 75,7%, содержание крахмала не меняется (с 57,4 до 57,2%). При этом наблюдается увеличение белковости – с 10,3 до 13,5% и пленчатости зерна с 9,0 до 9,9% у полегших растений этой культуры, что также следует отнести к факторам, ухудшающим его пивоваренные качества. Резкое снижение этих показателей обусловлено нарушением обмена веществ в результате затемнения и наклона стеблей растений в период вегетации.

Среднее (по сортам и годам исследований) содержание водорастворимых фракций белка в зерне неполегших сортов ячменя составило 7,55 % к сумме извлеченного азота, солерастворимых – 12,9%, спирторастворимых – 20,3%, доля небелкового азота – 9,8%. У полегших сортов эти показатели увеличились соответственно до 8,1%; 13,0; 33,0 и 10,2%. Под влиянием полегания существенно уменьшилось содержание щелочерастворимой фракции белка в зерне: с 49,5% до 38,8%, что является следствием торможения перехода низкомолекулярных белков в высокомолекулярные фракции в растениях.

Полегание вызывают повышение степени замачивания зерна по сравнению с неполегшими растениями с 43,2 до 44,6% в среднем по сортам ячменя, потери при солодоращении – с 11,8 до 12,8%, разницу в экстрактивности солода из муки тонкого и грубого помола - с 2,2 до 4,0%, твердость солода – с 399,2 до 490,5 единиц Брабендера, время осахаривания солода – с 6,6 до 7,5 мин, содержание белка в солоде – с 9,8 до 14,6%, аминного азота – с 126 до 226 мг на 100 г солода,  кислотность  – с 0,94  до 1,02 мг.экв/100 мл  (табл. 4).

4. Влияние полегания ячменя на качество солода (2008-2010 гг.)

Вариант опыта

Сорт

Степень замачивания,

%

Потери солодоращения,

%

Экстрактивность

солода

Содержание муки в грубом помоле, %

Твердость солода, ед. Брабендера

Время осахаривания, мин.

Диастатическая сила,

единицы Виндиша-Кольбаха

Содержание белка в солоде, %

Аминный азот, мг на 100 г солода

Число Кольбаха,

%

Цветность сусла, ц.ед.

Кислотность сусла, мг⋅экв/

100 мл

тонкого помола

разница в экстрактивности

Неполегшие

Михайло

43,7

11,2

80,1

2,5

43,0

380

7

260

10,8

193

36,5

3,7

1,00

Козырь

43,5

10,3

78,0

1,9

39,6

448

6

256

10,5

109

38,4

2,5

0,91

Приазовский 9

42,3

13,9

81,4

1,8

49,9

370

7

247

8,1

112

39,9

2,0

0,90

Виконт

43,2

11,8

79,8

2,4

44,2

399

6,7

265

9,8

188

36,6

2,7

0,94

Полегшие

Добрыня 3

45,1

14,1

76,4

4,3

42,8

445

7

283

15,2

225

26,1

1,9

1,00

Мамлюк

44,1

11,6

73,2

3,8

29,8

53

8

236

14,2

226

31,0

2,4

1,04

Но существенно снижается экстрактивность солода из муки тонкого помола - с 79,8 до 749%, содержание муки в грубом помоле – с 44,2 до 36,3%, число Кольбаха – 37,8 до 28,6%, цветность сусла – с 2,7 до 2,2 ц.ед. Все эти факторы вызывают ухудшения качества солода и сусла из зерна полегшего ячменя.

Обработка посевов ячменя ретардантом терпал повышает стойкость к полеганию растений сорта Добрыня 3 с 2,9 баллов на контроле до 3,4 баллов, Мамлюка – с 3,9 до 4,0 баллов, при обработке сероном – с 3,9 до 4,0 баллов. Применение ретардантов в посевах ячменя не оказывает существенного влияния на число растений на 1 м2 ко времени уборки и на их кустистость. Но озерненность колоса в этом случае увеличивается с 17,9 шт. до 18,9 шт.

Более отзывчивы на обработку указанными средствами озимые формы ячменя. Прибавка урожайности зерна при их использовании составляет 8,4% к контролю (3,25 против 3,0 т/га), по яровым формам – 6,6% (2,45 против 2,3 т/га) Из исследованных ретардантов более эффективным является серон, прибавка урожайности зерна ячменя в среднем по обеим группам сортов от его применения составляет 9,5% (в том числе озимых форм 10,%, яровых – 8,9%), а терпала – 5,5%. Он же оказывает положительное влияние на качество полученного зерна. В среднем по исследуемым сортам крупность зерна в этом варианте составила 80%, против 75% на контроле, масса 1000 зерен – соответственно 40,6 и 40,2 г, натура – 672 и 667 г/л, экстрактивность – 78,7 и 77,3%, содержание белка – 11,4 и 12,0%, крахмала – 58,8 и 57,0% Терпал дает незначительное превышение по сравнению с контролем по экстрактивности (с 77,3 до 77,5%), массе 1000 зерен (с 40,2 до 40,4 г), или способствует снижению этих показателей (по крупности с 75 до 74%, натуре с 667 до 665 г/л), или же не оказывает никакого влияния (содержание белка и крахмала соответственно по 12,0% и 57,0%).

Обработка ячменя препаратом серон снижает содержание почти всех аминокислот (кроме аспарагиновой и гистидина) в сухом веществе зерна, а также относительное содержание их в общем количестве белка. Уменьшаются также потери солодоращения зерна до 8,0%, при 9,3% на контроле, разница в экстрактивности солода из муки грубого и тонкого помола до 2,5%, выхода муки твердого помола – до 38,5%, твердости солода до 443 ед. Брабендера, содержания белка и аминного азота соответственно до 11,2% и  176 г/100 г солода, диастатическая сила до 253 ед., кислотность до 0,80 мг.экв./100мл против соответственно 9,3%; 3,6%; 40,2%; 477 ед.; 13,3%; 190 г/100 г и 0,85 мг.экв./100 мл на контроле. Одновременно увеличивается число Кольбаха с 27,7 до 38,1%, время осахаривания – с 6 до 8 мин., цветность сусла – с 2,0 до 2,1 ц.ед. Аналогичные данные, подтверждающие целесообразность использования ретардантов для улучшения солода получены и по яровому ячменю.

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

7.1. Урожайность, качество зерна и солода в зависимости от срока уборки ячменя

Максимальная урожайность озимого и ярового ячменя достигается при уборке в конце восковой спелости зерна – 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 зерна, снижение урожайности 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%.

Неэффективность поздних сроков уборки подтверждается данными по качеству зерна обеих форм ячменя. При первом сроке ее проведения крупность зерна озимого ячменя составляет 85%, по мере перехода ко второму и третьему срокам она снижается соответственно на 3 и 6 %, ярового – с 90% на 5 и 7 %, масса 1000 зерен – соответственно с 45,4 г на 1,6 и 5,1 г и с 45,0 г на 0,8 – 1,8 г, натура – с 662  г/л на 12 и 28 г/л и с 675 г/л на 8 и 30 г/л, способность прорастания – с 98,2% на 0,2 % и с 98,8% на 0,1 и 2,5%, содержание крахмала – с 59,9% на 5,1 и 5,3% и с 60,5,1% на 0,7 и 1,7%, экстрактивность – с 79,0% на 0,9 и 1,2 % и с 80,5% на 1,5 и 2,3%. Содержание белка в зерне при поздних сроках уборки озимого ячменя увеличивается последовательно по срокам уборки с 11,5 на 0,1 и 0,4%, ярового – в третьем сроке с 10,6 на 0,3%. Отмечена тенденция снижения содержания солерастворимой и небелковой фракций и повышения водо- и спирторастворимой фракций белка в зерне ячменя при втором сроке уборки урожая.

Наши исследования показали, что степень замачивания зерна не зависит от срока уборки (43,4-44,2%). В зерне II-го и III-го сроков уборки потери солодоращения увеличиваются до 10,6-12,1% при 9,8% на контроле. Существенное увеличение по сравнению с оптимальным сроком (конец восковой спелости зерна) отмечено в случае уборки ячменя в конце полной спелости зерна по содержанию белка – с 11,1 до 11,8%, аминного азота – с 227 до 317мг/100г солода, и кислотности солода – с 1,01 до 1,20мг.экв. По остальным показателям качества солода отклонений от контроля в связи с применяемыми сроками уборки урожая ячменя не наблюдается.

7.2. Качество зерна и солода с различных частей колоса

Зерно с различных частей колоса и солод из него существенно отличаются между собой (табл. 5).

5. Влияние местоположения зерна в колосе на пивоваренные качества ячменя (2005-2007 гг.)

Местоположение зерна в колосе

Крупность,

%

Масса 1000 зерен, г

Натура, г/л

Содержание, %

Экстрактивность, %

белка

крахмала

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

3,71

1,17

В средней части колоса формируется зерно с самыми высокими показателями по крупности и массе 1000 зерен, но уступает аналогу из нижней его части по натуре (на 8 г/л), экстрактивности (0,2%) и содержанию крахмала (на 1,4%), а азота в нем накапливается больше на 0,1%. 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 по экстрактивности отличалось 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%, белка – на 0,1%, чем из средней.

Фракционный состав белка зависел от местоположения зерна в колосе В среднем наибольшее содержание водо- и спирторастворимых фракций отмечалось в зерне из верхней части колоса, тогда как солерастворимой фракции, а также небелкового азота – из средней его части. Последнее обстоятельство свидетельствует о более раннем созревании зерна в средней части колоса, чем в верхней и нижней его частях.

На степень замачивания и кислотность сусла, местоположения зерна в колосе ячменя не оказывает влияния, но зерну из верхней части колоса характерны большие потери солодоращения – 10,4% при 9,2% на остальных частях, разница в экстрактивности солода тонкого и грубого помола – 2,8% против 1,9 и 1,8% на нижней и средней частях, твердость солода – соответственно 655; 591 и 633 единиц Брабендера, содержание белка в солоде – 11,0% и 10,5 – 10,6%, содержание аминного азота – 205 мг и 191-213 мг/ 100 г солода. Вместе с тем, в зерне из верхней части колоса уменьшается выход муки твердого помола до 33,9% при 38,7% с нижней и 36,3% средней части колоса, число Кольбаха – соответственно до 31,6% с 39,3 и 35,7%, диастатическая сила – до 205 единиц Виндиша-Кольбаха с 260 и 213 ед., время осахаривания – до 7 с 10 мин., цветность сусла – до 2,3 ед. с 2,8 цветовых единицах в нижней и средней частях колоса.

8. Влияние способа сушки на качество зерна и солода

Согласно проведенным нами исследованиям способ сушки не оказывает существенного влияния на степень замачивания зерна. Но под влиянием термической обработки потери солодоращения снижаются на 2,1%, содержание белка в зерне на 0,2%, диастатическая сила – на 47 ед. Виндиша – Кольбаха. Экстрактивность сусла в тонком и грубом помоле, а также выход муки в твердом помоле, твердость солода, содержание аминного азота, число Кольбаха и цветность сусла остается без изменения. Однако продолжительность осахаривания при термической обработке в среднем по всем четырем испытываемым способам увеличивается на 0,5% по сравнению с вариантом с естественной сушкой зерна (табл. 6).

Потери при солодоращении исключаются только при сушке зерна ячменя в пневматической сушилке, а при остальных способах они увеличиваются на 2,6-3,0% по отношению к естественной сушке. При этом же способе и при барабанной сушке отмечается  увеличение  разницы  в экстрактивности

6. Влияние способов сушки зерна ячменя на качество солода (2005-2007 гг.)

Показатели

качества солода

Естественная сушка

Сушка в стеллажной сушилке

Естественная сушка

Сушка в пневматической сушилке

Естественная сушка

Сушка в барабанной сушилке

Естественная сушка

Сушка в шахтной сушилке

В среднем

естественная сушка

термическая

сушка

Степень замачивания, %

43,8

44,0

43,6

44,2

43,5

43,0

43,1

43,2

43,5

43,6

Потери солодоращения, %

9,7

6,7

13,1

13,2

10,5

7,9

10,2

7,4

10,9

8,8

Экстрактивность солода, %











в тонком помоле

78,3

78,1

78,6

78,6

76,2

77,2

78,8

78,9

78,0

78,2

в грубом помоле

74,2

74,5

75,7

74,0

74,2

73,4

74,8

77,0

74,6

74,6

разница

4,1

3,6

2,9

4,6

2,0

3,8

4,0

1,9

3,4

3,6

Выход муки в грубом помоле, %

37,0

37,1

41,0

40,2

36,0

37,1

37,0

35,9

37,8

37,6

Твердость солода, единица Брабендера

479

447

480

495

497

545

492

469

487

489

Продолжительность осахаривания, мин.

8

8

5

6

7

7

5

6

6,2

6,7

Диастатическая сила, ед. Виндиша-Кольбаха

248

227

296

257

244

299

221

270

285

238

Содержание белка, %

10,4

10,9

12,0

11,8

11,8

10,0

11,0

10,2

11,3

11,1

Содержание аминного азота, мг на 100 г солода

201

228

336

351

211

170

198

190

237

235

Число Кольбаха, %

35,1

35,1

41,6

33,2

30,5

30,3

32,0

43,2

34,9

35,4

Цветность сусла, ц. ед.

3,7

3,9

5,3

2,5

1,7

1,7

3,0

5,5

3,4

3,4

Кислотность сусла

мг⋅экв/100 мл

1,00

1,10

1,26

1,10

0,94

0,75

1,10

1,20

1,08

1,04

солода между тонким и грубым помолом на 1,7-1,8%, выхода муки в грубом помоле на 0,8-11,1% по отношению к контролю.

В барабанной сушилке также отмечено снижение содержания белка на 1,8%, в пневматической – на 0,2%, по сравнению с естественной сушкой зерна, что связано с перегревом зерна (только при стеллажной сушке отмечено увеличение на 0,5%). Это явление связано с уменьшением содержания ферментов, регулирующих распад углеводов, и с вынужденным расходованием белков на дыхание, поскольку протеолитические ферменты более термостойки. Содержание аминного азота в барабанной сушилке уменьшилось на 51 мг/100 г, кислотности солода – на 0,19 мг.экв/100 мл, что так же больше, чем по другим вариантам естественной и термической сушки.

Во избежание порчи от самосогревания перед сушкой в течение 3-4 суток свежеубранное зерно подвергалось активному вентилированию подогретым наружным воздухом, обеспечивая отдачу образующегося тепла и сохранение почти постоянной температуры в партии зерна (около 20°). Влияние этого приема на качество солода в значительной мере зависело от сорта ячменя (табл. 7).

7. Влияние активного вентилирования на качество солода зерна различных сортов ячменя (2005-2007 гг.)

Показатели

качества солода

Мастер

Приазовский 9

Гетьман

невентилированное

вентилированное

невентилированное

вентилированное

невентилированное

вентилированное

Степень замачивания, %

43,3

43,0

43,5

43,1

42,2

42,0

Потери солодоращения, %

10,9

11,7

11,3

10,2

9,5

10,3

Экстрактивность солода, % в тонком помоле

78,0

77,8

78,2

78,8

77,8

76,8

в грубом помоле

74,1

74,2

73,3

74,8

76,0

74,7

разница

3,9

3,6

4,9

4,0

1,8

2,1

Выход муки в грубом помоле, %

38,6

36,3

37,2

37,0

40,1

35,7

Твердость солода, единицы Брабендера

461

481

473

492

449

470

Продолжительность осахаривания, мин.

7,5

7,5

5

5

10

10

Диастатическая сила, ед. Виндиша-Кольбаха

289

245

271

221

242

250

Содержание белка, %

11,7

12,2

11,9

12,0

10,5

11,4

Содержание аминного азота, мг на 100 г солода

198

208

206

198

190

219

Число Кольбаха, %

32,4

31,8

32,6

32,0

39,2

34,6

Цветность сусла, ц. ед.

2,6

2,6

3,0

3,0

2,2

2,2

Кислотность сусла,

мг-экв/100 мл

0,90

1,00

1,0

1,10

0,70

0,91

Рассматриваемый прием не оказал влияние на цветность, продолжительность осахаривания, степень замачивания зерна рассматриваемых сортов. Он способствовал увеличению потерь солодоращения зерна сортов мастер и Гетьман на 0,8%, а по Приазовскому 9 – наоборот, снижению на 1,1%. Выход муки грубого помола у последнего был самым высоким – 4,4%, в то время как по другим сортам наблюдалось его снижение на 0,3-0,9% по сравнению с зерном из невентилированной партии. Отмечено также увеличение кислотности сусла на 0,1-0,21 мг⋅экв/100 мл, твердости солода на 19-21 единицы Брабендера, содержания белка – на 0,1-0,9%, аминного азота – на 10-19 мг/100г солода в результате вентилирования зерна, а по сорту Приазовский 9 – наоборот – снижение на 8 мг/100 г, числа Кольбаха 0,6-4,6%.

9. Разработка технологии улучшения качества пивоваренного солода

В целях активизации ферментов и обеспечения с их помощью определенных биохимических изменений при солодоращении в наших исследованиях проводилась при следующих температурах: в первые сутки поддерживалась температура 14-150С, вторые – 15-16; третьи – 16-18; четвертые и пятые – 18-19; шестые сутки снижалась постепенно до 17-18; седьмые – до 16-170С. Регулировка температуры в зеленом солоде производилась подачей кон­диционированного воздуха с определенной температурой и интенсивностью его подачи в подстилаемое пространство ящика путем регулировки шиберами. Сушка солода производилась на вертикальной сушилке (рис. 4).

Рис. 4. Режим сушки солода (светлого) на вертикальной солодосушилке

Одной из актуальных задач пивоваренной промышленности Кабардино-Балкарии является организация солодовенного производства на базе отечественных сортов пивоваренного ячменя. Ячмень, выращенный в засушливых зонах, трудно растворяется, поэтому для улучшения качества солода нами использованы ферментные препараты (рис. 5).

Михайло (контроль)

Мастер (контроль)



ДЭК Михайло (опыт)

ДЭК Мастер (опыт)


Рис. 5. Показатели качества солода, обработанного ДЭК

Применение диэнзимной композиции ДЭК привело к возрастанию числа Кольбаха в солоде, полученном из зерна ячменя сорта Михайло на 8,5%, Мастер на 8,3%. За счет накопления активных ферментов увеличилась кислотность лабораторного сусла в солоде из ячменя Михайло на 7,4%, Мастер на 7,2%. Вязкость снизилась соответственно на 4,9 и 5,9 по сравнению с контролем.

10. Разработка технологии предварительной обработки несоложеного ячменя при подготовке его к гидролизу при затирании

При исследованиях использован производственный солод и ячмень, качественные характеристики которых приведены в табл. 8. Они удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к сырью для приготовления пива. Оценка влияния температуры обработки несоложеного ячменя и его доли в заторе на продолжительность осахаривания, фильтрации и выхода экстракта заторов представлена в табл. 8.

8. Качественные характеристики несоложеного ячменя и солода  (2008-2010 гг.)

Основные показатели

Норма, %

ячмень

солод

по ГОСТ 5060-86

в исследуемой партии

по ГОСТ 29294-92

в исследуемой партии

Влажность, не более

15,5

11,8

6,0

5,7

Сорная примесь, не более

2,0

1,1

0,5

0,2

Зерновая примесь, не более

5,0

2,0

Мелкие зерна, не более

7,0

2,2

Крупность, не менее

60,0

92

Белок, не более

12,0

11,1

12,0

10,9

Способность прорастания, не менее

90,0

96

Жизнеспособность, не менее

95,0

98

Зараженность вредителями

допускается только клещом

Массовая доля экстракта, не менее

76,0

78,8

Продолжительность осахаривания, мин., не более

25

10

Термическая обработка несоложеного ячменя при повышенных температурах способствует сокращению процесса осахаривания крахмала.

После соединения несоложеной части с солодовой, затора осахариваются быстрее. Продолжительность осахаривания уменьшается с повышением температуры термической обработки несоложеного ячменя (табл. 9).

Из сравнения полученных данных видно, что термическая обработка несоложеного ячменя при повышенных температурах способствует сокращению процесса осахаривания крахмала. Заторы, после соединения несоложеной части затора с солодовой, осахариваются быстрее. Продолжительность осахаривания уменьшается с повышением температуры термической обработки несоложеного ячменя.

В связи с этим, в наших исследованиях, термическую обработку несоложеного ячменя при температуре 138°С проводили в течение 15, 30 и 60 мин. (табл. 10).

9. Продолжительность осахаривания, фильтрации заторов и выход экстракта в зависимости от температуры термической обработки несоложеного ячменя при его содержании в заторе 20, 30, 40 и 50 %, продолжительность обработки 30 минут (2008-2010 гг.)

Режим термической обработки

несоложеного ячменя

Количество несоложеного ячменя

20%

30%

40%

50%

t С

продолжительность

осахаривания затора,

мин.

продолжительность фильтрации затора,

мин.

Выход экстракта

продолжительность

осахаривания затора,

мин.

продолжительность фильтрации затора,

мин.

Выход экстракта

продолжительность

осахаривания затора,

мин.

продолжительность фильтрации затора,

мин.

Выход экстракта

продолжительность

осахаривания затора,

мин.

продолжительность фильтрации затора,

мин.

Выход экстракта

на абс. сухое вещество,

%

% к контро­лю

на абс. сухое вещество,

%

% к контро­лю

на абс. сухое вещество,

%

% к контро­лю

на абс. сухое вещество,

%

% к контро­лю

100

15

80

78,63

100,00

19

90

78,35

100,00

28

100

77,85

100,00

34

105

77,46

100,00

110

15

78

78,74

100,14

18

88

78,45

100,13

27

100

77,99

100,19

32

103

77,61

100,20

120

15

76

78,85

100,28

17

85

78,58

100,29

27

97

78,15

100,39

30

103

77,79

100,43

127

14

74

78,98

100,38

17

82

78,71

100,45

25

95

78,34

100,63

30

101

77,98

100,67

133

14

72

79,09

100,58

15

80

78,85

100,64

23

92

78,57

100,91

28

98

78,21

100,97

138

13

70

79,15

100,68

14

75

78,93

100,71

22

90

78,65

101,00

26

97

78,35

101,15

143

12

70

79,20

100,78

14

75

78,96

100,85

20

90

78,72

101,12

25

96

78,47

101,30

НСР05

0,25

0,05

0,10

0,13

10. Изменение показателей качества пивного сусла в зависимости от продолжительности термической обработки несоложеной части затора, t = 138С (2008-2010 гг.)

Содер­жание несоло­женого ячменя в заторе,

%

Продолжительность обра­ботки, мин.

Массовая доля су­хих ве­ществ ла­боратор­ного сус­ла,

%

Редуцирующие вещест­ва, % мальто­зы

Относительная вяз­кость

рН

Кислот­ность, см3

1 моль/дм3

р-ра NaOH на 100 см3

Цвет, см3

0,1

моль/дм

р-ра йода

на

100 см3

Конеч­ная сте­пень сбражи­вания,

%

Общий азот, мг/100

см3

Аминный азот, мг/100 см3

20

15

8,176

5,29

1,52

5,75

0,90

0,23

71,50

77,80

18,2

30

8,190

5,36

1,47

5,75

0,98

0,29

73,00

80,50

18,1

60

8,193

5,36

1,45

5,70

1,15

0,31

72,80

81,60

17,8

30

15

8,127

5,21

1,58

5,85

0,98

0,26

72,00

76,00

16,9

30

8,136

5,26

1,54

5,80

0,98

0,30

73,00

79,00

16,8

60

8,139

5,27

1,52

5,80

1,10

0,32

73,00

79,60

16,5

40

15

8,071

4,60

1,64

5,85

1,00

0,30

73,20

63,70

15,6

30

8,080

4,65

1,59

5,80

1,00

0,35

74,00

65,10

15,2

60

8,088

4,67

1,58

5,80

1,04

0,40

73,70

67,00

15,0

50

15

8,005

4,30

1,79

5,90

1,00

0,32

73,00

60,20

13,5

30

8,017

4,34

1,72

5,88

1,04

0,38

73,80

61,60

13,1

60

8,024

4,37

1,73

5,80

1,18

0,42

73,60

63,70

12,8

По результатам исследований предварительной обработки несоложеного ячменя нами был проведен корреляционно-регрессионный анализ, который выявил сильную прямую зависимость между продолжительностью обработки несоложеного ячменя и его содержанием в заторе.

       

А

Б

В

Г

Рис. 6. Корреляционно-регрессионная зависимость между продолжительностью обработки несоложеного ячменя и содержание несоложеного ячменя 20% (А), 30% (Б), 40% (В) и 50% (Г)

Увеличение продолжительности термической обработки несоложеного затора с 15 до 30 мин. способствует повышению содержания в сусле редуцирующих ве­ществ за счет сбраживаемых сахаров, конечная степень сбраживания сусла возрастает. При удлинении продолжительности термической обработки до 60 мин. незначительный рост редуцирующих веществ происходит за счет несбраживаемых углеводов, конечная степень сбраживания сусла практически оста­ется неизменной. Повышение температуры обработки несоложеного ячменя от 100 до 143°С оказывает незначительное влияние на изменение содержания свободных аминокислот в пивном сусле как при применении при затирании одного солода, так и при добавлении повышенного количества (до 40%) несоложеного ячменя Только при температуре обработки несоложеного ячменя свыше 138° С наблюдается снижение содержания ряда аминокислот.

Данные количественного содержания свободных аминокислот в анализируемых образцах пивного сусла приведены в табл. 11, из которых видно, что повышение температуры термической обработки несоложеного ячменя оказывает незначительное влияние на изменение содержания свободных аминокислот в пивном сусле применением при затирании как одного солода, так и повышенного количества (до 40%) несоложеного ячменя.

11. Состав аминокислот сусла с использованием 20, 30, 40 % несоложеного ячменя в зависимости от температуры обработки несоложеного затора (2008-2010 гг.)

Наименование

аминокислоты

Количество, мг/100 см3

Температура обработки несоложеного затора, °С

100

110

120

127

133

138

143

1

2

3

4

5

6

7

8

20 % несоложеного ячменя

Заменимые

Аланин

18,5

17,5

17,0

17,0

17,0

17,0

17,0

Аспарагин

10,0

10,0

11,5

11,5

11,5

10,0

11,5

Глицин

3,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

1,0

Глутамин

6,5

5,5

5,5

6,0

5,5

4,0

5,0

Пролин

14,0

15,0

15,0

15,0

14,0

14,0

14,0

Серин

1,0

2,0

2,0

3,0

3,0

3,0

2,0

Тирозин

21,5

21,5

22,0

21,5

21,0

21,0

20,5

Незаменимые

Аргинин

4,0

4,0

4,0

2,5

4,0

4,0

4,0

Валин + метионин

9,5

9,0

9,0

9,0

9,5

9,0

9,0

Гистидин

2,0

2,0

2,5

2,0

2,5

2,0

2,5

Лейцин

18,5

17,0

17,0

15,0

15,0

17,0

15,0

Лизин

11,0

12,0

11,0

10,0

10,0

10,0

11,0

Треонин

5,0

6,5

7,0

7,5

7,0

6,0

5,0

Фенилаланин

13,5

13,5

14,5

16,0

16,0

14,5

14,5

Всего:

138,5

138,0

140,5

138,5

138,5

134,0

132,0

В т.ч. незаменимых

63,5

64,0

65,0

62,0

64,0

62,5

61,0

Доля незаменимых аминокислот, %

45,8

46,3

46,3

44,7

46,2

46,6

46,2

30 % несоложеного ячменя

Заменимые

Аланин

17,0

16,5

17,0

17,0

17,0

16,5

16,5

Аспарагин

13,0

11,5

11,5

11,0

13,0

11,0

11,5

Глицин

2,5

2,5

2,5

2,0

1,0

2,0

1,0

Глутамин

5,5

5,0

5,0

4,5

5,5

4,5

5,0

Пролин

13,5

13,5

13,0

13,0

12,0

12,0

12,0

Серин

2,0

2,0

2,0

2,0

1,5

1,5

19,5

Тирозин

20,0

19,5

19,5

20,0

19,5

19,5


Незаменимые

Аргинин

2,5

2,5

2,5

2,5

4,0

2,5

4,0

Валин + метионин

9,0

9,0

8,5

8,5

8,5

9,0

8,5

Гистидин

2,5

2,5

2,0

2,0

2,0

2,5

2,5

Лейцин

13,0

12,0

12,0

12,0

12,0

13,0

12,0

Лизин

10,0

11,0

11,0

12,0

10,0

11,0

10,0

Продолжение таблицы  11

1

2

3

4

5

6

7

8

Треонин

5,5

6,5

6,5

6,5

6,0

6,5

6,0

Фенилаланин

11,0

11,0

12,5

11,0

11,0

11,0

11,0

Всего:

127,0

125,0

125,5

124,0

123,0

122,5

121,0

В т.ч. незаменимых

53,5

54,5

55,0

54,5

53,5

55,5

54,0

Доля незаменимых аминокислот, %

42,1

43,6

43,8

43,9

43,3

45,3

44,6

40 % несоложеного ячменя

Заменимые

Аланин

16,0

16,5

16,0

16,0

16,0

16,0

15,5

Аспарагин

11,0

11,0

11,5

10,0

10,0

11,0

10,0

Глицин

2,0

2,0

1,0

1,0

1,0

2,0

1,0

Глутамин

4,5

4,5

5,0

4,5

4,0

4,0

4,0

Пролин

12,0

11,0

12,0

11,0

11,0

12,0

11,0

Серин

1,5

1,5

2,0

1,5

1,5

1,5

1,5

Тирозин

19,0

19,0

18,5

18,5

18,5

18,5

18,0

Незаменимые

Аргинин

4,0

4,0

2,5

4,0

4,0

2,5

4,0

Валин + метионин

7,0

8,5

8,5

7,5

8,0

8,0

7,5

Гистидин

2,5

2,0

2,5

2,5

2,5

2,0

2,0

Лейцин

11,5

12,0

13,0

12,0

12,0

13,0

10,0

Лизин

8,0

8,5

11,0

10,0

10,0

11,0

10,0

Треонин

4,5

5,0

5,0

5,0

5,5

5,5

5,5

Фенилаланин

7,5

8,5

7,5

7,5

8,5

8,5

7,5

Всего:

115,0

114,0

116,0

111,0

112,5

115,5

107,5

В т.ч. незаменимых

45,0

48,5

50,0

48,5

47,5

50,5

46,5

Доля незаменимых аминокислот, %

39,1

42,5

43,1

43,6

42,2

43,7

43,2

В случае использования вместо солода 40 % несоложеного ячменя с обработкой его при температуре 143 °С в сусле содержание глицина снижается с 2,0 до 1,0 мг/100 см3; аланина – с 16,0 до 15,5; тирозина – с 19,0 до 18,0; лейцина – с 13,0 до 10,0 мг/100 см3. Увеличение содержания несоложеного ячменя в заторе сопровождается уменьшением содержания в образцах сусла всех аминокислот. Наибольшее их количество содержится в солодовом сусле.

Во всех образцах сусла, находится больше всего тирозина, аланина, пролина, лейцина, фенилаланина, лизина, аспарагин, треонина. Среди этих аминокислот, такие как аспарагиновая кислота, треонин – наиболее полно усваиваются дрожжами при их размножении.

11. Разработка технологии специального пива (лечебно-профилактического)

Результаты определения показателей лабораторного сусла (табл. 12) свидетельствуют, что с увеличением содержания несоложеной гречихи в заторе показатели конечной степени сбраживания, общего и аминного азота, кислотности, содержания мальтозы снижаются, а показатели вязкости, цвета и рН увеличиваются.

12. Показатели качества сусла (2008-2010 гг.)

Количество несоложеной гречихи в заторе, %

Редуцирующие вещества, % мальтозы

рН

Относительная вязкость

Кислотность, е.ед.

Цветность, ц.ед.

Общий азот, г/100см3

Аминный азот,

г/100см3

Конечная степень сбраживания, %

0

75,17

5,81

1,42

1,23

0,40

53,60

21,15

78,53

10

72,25

5,86

1,58

1,21

0,70

52,30

19,55

77,42

20

69,31

5,91

1,60

1,19

0,75

49,80

17,81

76,30

30

66,21

5,91

1,78

1,18

0,75

48,60

15,99

75,21

40

63,18

5,93

2,00

1,17

0,80

46,90

14,20

74,18

50

59,57

5,96

2,20

1,15

0,90

45,30

12,60

73,29

Увеличение показателя цвета связано с наличием в лузге гречихи коричневого пигмента порфирита и меланинового красителя.

Корреляционно-регрессионная зависимость между количеством несоложеной гречихи в заторе и редуцирующими веществами выявила сильную обратную зависимость, выражающуюся уравнением регрессии  у = -0,300 х + 75,22 при R2 = 0,999.

Использование при затирании свыше 20% несоложеной гречихи в образцах сусла резко снижает содержание аминного азота, что отрицательно влияет на развитие дрожжей, так как пивное сусло будет беднее низкомолекулярными формами азота, необходимого для питания дрожжей.

Физико-химические показатели специального и традиционного пива представлены в табл. 13.

13. Физико-химические характеристики различных сортов пива (2008-2010 гг.)

Показатель

Пиво

традиционное

специальное

100% светлый

солод

80% солод + 20% несоложеная гречиха

Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %

11

11

Содержание видимого экстракта, %

2,9

3,0

Содержание действительного экстракта, %

3,2

3,5

Массовая доля спирта, %

3,4

3,3

Кислотность, к. ед.

1,62

1,61

Цветность, ц. ед.

0,67

0,84

рН

4,16

4,21

Приготовленное нами пиво «специальное» соответствует СТБ-395-2005 на светлые сорта пива. Оно имеет начальную долю сухих веществ сусла 11,0%, обладает лечебно-профилактическими свойствами благодаря использованию вместо части солода безглютенового сырья – несоложеной гречихи.

12. Экономическая эффективность производства зерна ячменя, солода и пива

Озимый ячмень в среднем по четырем приведенным технологическим приемам: предшественникам, нормам азотного удобрения, использованию ретардантов и срокам уборки урожая обеспечивает получение 14,81 тыс. руб. чистого дохода в расчете на 1 га, или больше, чем яровой ячмень на 4,82 тыс. руб. Из предшественников озимого ячменя лучшим является горох. Чистого дохода при этом получено почти в 2,2 раза больше по сравнению с повторным его выращивании на том же поле и соответственно в 2,4 и 3,1 раза – чем после наиболее распространенных пропашных предшественников – сахарной свеклы и кукурузы на зерно. Ранний картофель, как предшественник озимого ячменя, находится на второй позиции, уступая гороху по полученному чистому доходу на 32,6%. Для ярового ячменя ранний картофель является таким же эффективным предшественником для этой культуры, как и горох и обеспечивают получение соответственно 15,00 и 15,22 тыс. руб./га чистого дохода и наиболее высокую рентабельность – 130,2 и 125,3%.

При предпосевном сроке внесения азотного удобрения более выгодным в экономическом отношении является доза 68 кг/га как под озимый, так и под яровой ячмень. Чистого дохода в случае при внесении удобрения под озимую форму составила 18,40 тыс. руб./га, под яровую – 15,30 тыс. руб./га. Уменьшение дозы удобрения до 34 кг/га или увеличение до 102 кг/га приводит к снижению получаемого чистого дохода соответственно на 1,87 и 0,85 тыс. руб./га при выращивании озимого ячменя и на 1,06 и 0,87 тыс. руб./га – ярового ячменя.

При использовании ретардантов под озимый ячмень чистого дохода получено 1,62 тыс. руб./га, под яровой ячмень – 1,06 тыс. руб./га. Наибольший чистый доход можно получить при уборке ячменя в конце фазы восковой спелости зерна. Причем это касается обеих форм этой культуры. Перенесение этого срока до фазы полной спелости зерна приводит к потере 1,10 тыс. руб./га прибыли от выращивания озимого и 1,17 тыс. руб./га – ярового ячменя. Дальнейшее запаздывание с уборкой до конца полной спелости зерна связано со снижением этих показателей до 3,43 тыс. и 2,62 тыс. руб./га чистого дохода по сравнению с оптимальным сроком уборки.

Сорт Гетьман имеет больший выход солода с урожая – 3,5 т/га, а Мастер уступает ему 0,3 т/га. С учетом средней реализационной цены (22,5 тыс. рублей за 1 тонну) стоимость продукции одного гектара равна, соответственно, 78,7 тыс. и  72,0 тыс. руб., чистая прибыль – 42,0 тыс. и 33,2 тыс. руб./га.

При производстве пива чистый доход составляет 6,46 руб. на 1 бутылку при уровне рентабельности 29,0%.

Выводы:

1. При выборе элемента рельефа для производства пивоваренного ячменя в условиях предгорий Северного Кавказа предпочтение следует давать вершине склона. Хотя при этом урожайность зерна (2,8 т/га) по сравнению с серединой и подножием склона снижается соответственно на 7,1 и 28,6%, содержание белка в нем также снижается у сортов озимого ячменя с 13,7% у подножия до 11,7%, ярового – с 12,0 до 10,3%.

Озимые формы ячменя лучше приспособлены к почвам с худшим плодородием, чем яровые и на всех элементах рельефа обеспечивают получение более высоких урожаев зерна (3,6 т/га), в среднем на 33,3%, в том числе: на вершине склона – на 43,5%, на середине – на 34,6%, на подножии – на 25,0%. Крупность зерна озимых сортов при этом увеличивается с 76,0% соответственно до 78,6 и 81,5%, яровых сортов – с 79,3 до 74,0%, соответственно увеличивается и масса 1000 зерен и их экстрактивность.

2. По мере перехода от вершины к середине и подножию склона увеличивается среднее содержание в зерне наиболее ценных в биологическом отношении фракций белка: спирторастворимых фракций – с 23,2% до 26,2 и 28,2%, щелочерастворимых – с 25,2% до 29,8 и 32,4%. Но доля водорастворимых фракций снижается соответственно с 9,2% до 7,9 и 6,8%, солерастворимых – с 16,4% до 15,2 и 14,2%, небелкового азота с 21,8 до 19,9 и 16,4%.

3. Из сортов озимого ячменя наибольшей зимостойкостью (95%), коэффициентом продуктивной кустистости (1,9), числом зерен в колосе (32 шт.) и урожайностью (3,82 т/га) отличается Мастер. Козырь и Михайло уступают ему по последнему показателю соответственно 0,30 и 0,40 т/га, Добрыня 3 –1,41 т/га.

Сорта ярового ячменя отличаются друг от друга по абсолютной массе и числу зерен в колосе. Лучшие показатели по ним имеет Приазовский 9 – 45,2 г при 21 зерне в колосе. Только по этой причине урожайность зерна его (3,3 т/га) оказалась выше, чем по сорту Гетьман – на 0,2 т/га, Виконт – на 0,5 т/га, Мамлюк – на 0,9 т/га.

4. Лучшим предшественником озимого ячменя в условиях предгорий
является горох, который обеспечивает получение 4,0 т/га зерна в среднем по
исследуемым сортам. Из пропашных предшественников наибольшая урожайность обеспечивается по раннему картофелю – 3,46 т/га. После кукурузы и сахарной свеклы, из-за поздних сроков уборки и невозможности качественной подготовки почвы к посеву этой культуры, урожайность ячменя снижается до 2,60 и 3,01 т/га.

Яровой ячмень обеспечивает получение практически одинаковую урожайность – 2,72-2,82 т/га при посеве по сахарной свекле, картофелю и гороху, после кукурузы на зерно продуктивность растений снижается на 9,6-12,8%, при повторном посеве – на 26,1-28,7 %.

5. Внесение азотного удобрения способствует повышению урожайности зерна озимого ячменя в среднем по исследуемым вариантам на 10,5-25,9%. Прибавка урожайности по отношению к контролю от 34 кг/га азота составляет 0,36 т/га (3,68 т/га против 3,32 т/га), 68 кг/га – 0,78 т/га (23,5%), 102 кг/га – 0,86 т/га (25,9%). Наименее оправданным является предпосевное внесение азотного удобрения. Урожайность зерна (3,84 т/га) по сравнению с подкормкой той же дозой снижается на 7,6%.  Дробное внесение удобрений оправдано при дозах N68 и N102.

6. При полегании ячменя коэффициент продуктивной кустистости растений увеличивается на 7,8% (до 1,38), но число зерен в колосе снижается на 57,9%, урожайность зерна – на 36,4%. Обработка посевов ретардантами способствует повышению стойкости к полеганию растений озимого ячменя на 0,5 балла, урожайности зерна на 8,4% к контролю (3,25 против 3,0 т/га), ярового – соответственно на 0,2 балла и 6,6% (2,45 против 2,3 т/га).

7. Максимальная урожайность озимого и ярового ячменя достигается при уборке в конце восковой спелости зерна – 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 и соответственно на 2,1 и 20,5% – ярового ячменя. Резким снижением продуктивности при задержке с уборкой отличается сорт озимого ячменя Добрыня 3. При втором сроке уборки (фаза полной спелости) урожайность зерна ее снижается на 13,3%, остальных сортов – на 5,1-5,7%, в конце этой фазы – соответственно на 26,7 и 14,3-12,8%.

8. Термическая сушка зерна ячменя, при соблюдении оптимального температурного режима, значительно повышает энергию и способность прорастания, содержание в белке водо- и солерастворимой фракций, а также небелкового азота. Термически высушенное зерно имеет пониженные потери солодоращения, а качество его солода зависит от типа сушилки.

9. Определены оптимальные режимы солодоращения с последующей сушкой с максимальным сохранением химического состава.

10. Установлено, что лучшим растворением обладал солод, полученный использовании диэнзимной композиции (ДЭК). Об этом можно судить по увеличению экстрактивности, содержанию редуцирующих веществ и аминного азота, которые в свою очередь, увеличились на 9; 10; 10,9 % по сравнению с контролем. Кислотность и цветность увеличилась на 14,8 и 18,5 % соответственно по сравнению с контролем, вязкость снизилась на 12,4 %.

11. Для приготовления затора с заменой части солода несоложеным ячменем, выявлена оптимальная температура термической обработки несоложеного ячменя, обеспечивающая повышение выхода экстракта при затирании на 1,1 %, сокращение продолжительности фильтрации и получение сусла нормального состава.

12. Установлено, что снижение рН несоложеного затора с 5,4 до 4,7 перед термической обработкой и последующая термическая обработка при повышенной температуре (138С) ведет к увеличению в сусле несбраживаемых углеводов. Необходимо снижать рН несоложеного затора перед его термической обработкой до значения 5,4. Это обеспечивает создание в общем заторе величины рН 5,50 – 5,58, благоприятной для действия ферментов солода, что в конечном итоге позволяет достичь повышения выхода экстракта на 1,0 – 1,3 % при использовании 40 % несоложеного ячменя в заторе.

13. Установлено, что содержание аминокислот в образцах с повышением температуры обработки несоложеного ячменя со 100 до 138С изменяется незначительно. Дальнейшее повышение температуры обработки несоложеного ячменя сопровождается снижением содержания в сусле отдельных аминокислот, что связано с усилением реакции меланоидинообразования.

14. Разработан способ производства пива, основанный на использовании несоложеной гречихи, обладающей свойствами лечебно-профилактического и диабетического напитка с массой долей сухих веществ начального сусла 11,0 %.

15. Все предлагаемые производству технологии являются экономически выгодными. Прибыль от реализации озимого и ярового ячменя с 1 га составила соответственно 17,73 и 15,27 тыс. рублей при уровне рентабельности 98,6 и 99, 6 %. При внесении различных доз азотных удобрений у озимого и ярового ячменя наиболее высокая прибыль отмечалась на варианте N68 (перед посевом), что составило соответственно 17,49 и 15,95 тыс. рублей при уровне рентабельности 100,7 и 102,9 %. Применение ретардантов на посевах озимого (при обработке терпалом) и ярового (при обработке сероном) ячменя дало чистой прибыли соответственно 15,00 и 13,68 тыс. рублей при уровне рентабельности 101,6 и 101,1 %. При уборке в конце восковой спелости, как у озимого, так и у ярового ячменя, прибыль составила соответственно 15,95 и 12,20 тыс. рублей при уровне рентабельности 102,9 и 105,1 %. При производстве солода из зерна озимого и ярового ячменя чистая прибыль составила соответственно 33,2 и 42,0 тыс. рублей при уровне рентабельности 85,5 и 114,4 %. При производстве пива прибыль составила 3,23 рубля при уровне рентабельности 29,0 % на 1 бутылку.

Рекомендации производству

1. Для производства пивоваренного ячменя в условиях Кабардино-Балкарии следует использовать сорта ячменя: озимого - Мастер, ярового - Приазовский 9, Гетьман, Виконт, дающие зерно, отвечающие требованиям ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный. Технические условия».

2. При размещении ячменя на склоновых землях предпочтение надо давать верхним элементам рельефа, а в севооборотах сорта озимого ячменя надо размещать после раннего картофеля и сахарной свеклы, ярового ячменя - еще и после кукурузы с внесением N34 в подкормку или перед посевом на фоне Р45К45. Уборку урожая ячменя следует проводить в конце фазы восковой спелости зерна с использованием ретардантов (серон) при наличии полегших посевов.

3. Для улучшения качества солода надо использовать ферментные препараты в количестве 0,1 % к массе замоченного ячменя и применять диэнзимные композиции ДЭК (Амилосубтилин Г3х + Церемикс 6Х МГ) в соотношении 1:1.

3. Для снижения себестоимости пива, не ухудшая его качества, часть солода можно заменить несоложеным ячменем в количестве 20 % от общей массы при температуре обработки 138С.

4. С целью создания пива лечебно-профилактической направленности на стадии затирания взамен пивоваренного ячменного солода необходимо использовать 20 % несоложеной гречихи.

5. Производить продукты пивоваренного производства следует по разработанным нами технологическим инструкциям. Готовая продукция должна соответствовать ТУ 9184-001-00485500-11, ТУ 9184-002-00485500-11.

Содержание диссертационной работы отражено в 62 работах, основные из которых опубликованы:

в изданиях из перечня ВАК РФ:

  1. Князев Б.М., Хоконова М.Б. Удобрение, урожай и качество зерна ярового ячменя //Зерновое качество. – 2004. – № 3. – С. 21.
  2. Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Свойства ярового ячменя в зависимости от приемов агротехники //Земледелие. – 2009. – № 3. – С. 45.
  3. Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Сохранность озимого ячменя при перезимовке //Земледелие. – 2009. – № 5. – С. 42-43.
  4. Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Зависимость качества пива от вида тары //Пиво и напитки. – 2009. – № 3. – С. 44.
  5. Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Эффективность производства зерна ячменя для пивоваренной промышленности //Аграрная наука. – 2009. – № 6. – С. 3-5.
  6. Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Продуктивность и технологические свойства ярового ячменя //Аграрная наука. – 2009. – № 7. – С. 13-15.
  7. Кагермазов Ц.Б., Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Технология возделывания озимого пивоваренного ячменя //Аграрная Россия. – 2009. – № 3. – С. 45-46.
  8. Хоконова М.Б. Влияние термической обработки несоложеного ячменя на выход экстракта и состав пивного сусла //Пиво и напитки. – 2009. – № 4. – С. 14-15.
  9. Хоконова М.Б., Кашукоев М.В. Влияние способов сушки ячменя на качество зерна, солода и пивного сусла //Хранение и переработка сельхозсырья. – 2009. – № 9. – С. 21-23.
  10. Кашукоев М.В., Хоконова М.Б. Влияние предшественников ячменя на формирование пивоваренных качеств зерна и солода //Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2009. – № 5. – С. 49-50.
  11. Хоконова М.Б., Кашукоев М.В. Хранение пивоваренного ячменя //Пиво и напитки. – 2010. – № 3. – С. 6-7.
  12. Хоконова М.Б., Гетажеева А.Ч. Технология специального пива //Пиво и напитки. – 2010. – № 4. – С. 22-23.
  13. Хоконова М.Б. Применение несоложеного ячменя в производстве пива //Известия Горского государственного аграрного университета. Научно-теоретический журнал. – 2010. – Ч. 1. – Т. 47. – С. 44-47.
  14. Хоконова М.Б., Кашукоев М.В., Бекузарова С.А. Изменение показателей пивного сусла в зависимости от величины рН несоложеного затора //Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). – 2010. – Т. 15. – № 4. – С. 69-72.
  15. Хоконова М.Б. Влияние ирлита 1 на фотосинтез посевов ярового ячменя //Хранение и переработка сельхозсырья. – 2011. – № 2. – С. 35-36.
  16. Хоконова М.Б. Сравнительная характеристика солода, полученного из пивоваренного ячменя, выращенного в Северо-Кавказском регионе// Известия вузов: Пищевая технология. –2011. – № 2-3. – С. 117-118.
  17. Хоконова М.Б. Влияние густоты посева на формирование пивоваренных качеств зерна ячменя и солода //Проблемы развития АПК региона. – 2011. – № 2(6). – С. 67-70.
  18. Хоконова М.Б. Влияние глубины заделки семян на пивоваренные качества зерна ячменя и солода //Доклады РАСХН. – 2011. – № 5. – С. 60-62.

в материалах международных, всероссийских и региональных конференций:

  1. Хоконова М.Б., Кумахов Т.Р. Продуктивность и качество зерна ячменя в зависимости от сроков посева //Материалы НПК. – Нальчик: КБГСХА, 2003. – С. 42-44.
  2. Князев Б.М., Хоконова М.Б. Эффективность возделывания ячменя для пивоварения в КБР //Межвузовский сборник научных трудов ученых, аспирантов, соискателей и их научных руководителей «Аграрные реформы: этап третий (опыт, проблемы, перспективы)». – Нальчик, 2003. – Вып. 403. – № 3. – С. 68-69.
  3. Князев Б.М., Хоконова М.Б. Пивоваренный ячмень в предгорной зоне КБР //Материалы НПК «Стратегия адаптивного ведения сельского хозяйства в условиях экономического кризиса». Сб. статей. – Магас, 2004. – Вып. 2. – Ч. 1. – С. 101-102.
  4. Иванова З.А.. Хоконова М.Б., Нагудова Ф.Х. Эффективность применения минеральных удобрений на посевах озимого ячменя //Межвузовский сборник научных трудов. Перспектива. – Нальчик: КБГУ, 2006. – Ч. 2. – С. 141-143.
  5. Надгагов А.А., Хоконова М.Б. Особенности технологии производства пива из зерна многорядного ячменя //Материалы НПК, посвященной 95летию со дня рождения профессора К.Н. Керефова. – Нальчик: КБГСХА, 2007. – С. 102-105.
  6. Хоконова М.Б. Влияние погодных условий на содержание белка в зерне ярового ячменя //Сб. статей II Всероссийской научной конференции. – Нальчик, 2008. – С. 257-259.
  7. Иванова М.З., Хоконова М.Б. Пивоваренное производство в КБР //Материалы НПК. – Нальчик: КБГСХА, 2008. – С. 33-34.
  8. Хоконова М.Б. Как улучшить плодородие почвы? Эколого-географические проблемы развития РСО – Алания //Тезисы докладов республиканской межвузовской студенческой научно-практической конференции. – Владикавказ, 2009. –С. 31-32.
  9. Хоконова М.Б. Влияние биокатализаторов на качество пивоваренного солода //Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы теории и практики инновационного развития АПК», посвященной 30-летию КБГСХА им. В.М. Кокова 12-14 октября 2011 г. – Нальчик: ООО «Полиграфсервис и Т», 2011. – С. 70-72.
  10. Хоконова М.Б. Технология диабетического пива.//Литературная Кабардино-Балкария. – Нальчик, 2011, №6. – С. 152-155.

в рекомендациях производству, утвержденных МСХ КБР:

  1. Хоконова М.Б., Кашукоев М.В. Повышение продуктивности зерна ячменя в предгорьях Кабардино-Балкарии. – Нальчик, 2011. – 28 с.
  2. Хоконова М.Б., Кашукоев М.В. Улучшение качества зерна ячменя и солода для пивоваренной промышленности. – Нальчик, 2011. – 29 с.

в изобретениях:

  1. Хоконова М.Б., Кашукоев М.В. Способ возделывания озимого ячменя на склоновых землях //Патент на изобретение № 2426289, от 20.12.2009 г.

в нормативно-технической документации:

Технологические инструкции: «Технология предварительной обработки несоложеного ячменя», «Пивоваренный солод».

Технические условия:

ТУ 9184-001-00485500-11 «Солод пивоваренный с применением биокатализаторов»;

ТУ 9184-002-00485500-11 «Пиво специальное».






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.