Mengde og sammensetninger av proteiner i
korn, kan vi påvirke det i vekstsesongen
Anne Kjersti Uhlen (UMB/Nofima), Bernt Hoel (BIOFORSK)
og Anette Moldestad (Nofima)
Utfordringer med proteinegeskaper i hvete
• Hvorfor er proteinegenskaper viktig?
– Glutenprotein - struktur i mel og deig
– Effekt av proteininnhold og proteinkvalitet
• Historisk utvikling i Norge (fra 1988):
– Prisgradering og klasser
– Sorter og proteininnhold
•
•
•
•
Variasjon i proteininnhold 2001 - 2012 (data fra SLF)
Variasjon i proteinkvalitet (data fra kvalitetsprognoser)
Hva er optimalt proteinninnhold og optimal glutenkvalitet?
Konklusjon og tiltak
Fagfourum Korn 2013
3
Egenskaper ved glutenproteiner
• Proteinegenskaper i korn og mel
• Gliadin og glutenin
• Polymeriseringsgrad
• Viktige gener
• Miljøforhold
• Utvikling av glutennettverk i deig
• De-polymerisering
• Endring i proteinstrukturer
• Re-polymerisering
• Viskoelastiske egenskaper
• Egenskaper under deigføring
• Heveegenskaper
Fagfourum Korn 2013
4
Effekt av proteininnhold og proteinkvalitet på
brødvolum og brødform. Resultater fra prosjektet Norsk
hveteproduksjon (2001-2003).
Resultater er fra 20 sorter, dyrket ved to N-nivå (moderat og høyt
proteininnhold), og gruppert i sterk og svak proteinkvalitet.
Proteininnhold og proteinkvalitet - forskjellig
effekt
•Svak proteinkvalitet
•Sterk proteinkvalitet
– Mer elastisk gluten
– Tåler/krever lengre eltetid
og rasketid
– Mer robust
– Større potensiale (form, volum)
– Mer ekstensibel gluten
– Flyter lettere ut – dårligere
form
– Mer utsatt for overelting
– Mindre toleranse for
innblanding av kli/sammalt mel
• Proteininnhold: Høyere proteininnhold kan gi større volum, men gir også en
mer ekstensibel deig som flyter mer. Dette kan gi dårligere form av rundstekt
brød, og krever kortere rasketid (som kan gi lavere volum). For brød stekt i
form vil prosessen være mer robust for variasjoner i proteinkvalitet, og høyere
proteininnhold vil normalt gi større volum.
Hva påvirker proteininnholdet?
Samspill mellom næringsforsyning, avlingsoppbygging
og miljøforholdene gjennom sesongen
Vårhvete
Ledd
BBCH 30- BBCH
31
37-39
BBCH
49-51
1
Totalt
(vår + del)
9
2
2
11
3
4
13
4
6
15
5
8
17
6
2
11
7
4
13
8
6
15
9
8
17
10
2
11
11
4
13
12
6
15
13
8
17
Ved såing: 9 kg N pr daa
Alle delgjødlingsledd (ledd 213) ga økt avling, protein og
N-opptak i korn sammenlignet
med ledd 1.
Vårhvete
Ledd
BBCH 30- BBCH
31
37-39
BBCH
49-51
Totalt
(vår + del)
2
2
11
3
4
13
4
6
15
5
8
17
6
2
11
7
4
13
8
6
15
9
8
17
10
2
11
11
4
13
12
6
15
13
8
17
Ved såing: 9 kg N pr daa
Alle delgjødslingsledd (ledd
2-13) ga økt avling, protein og
N-opptak i korn sammenlignet
med ledd 1.
Faktoriell plan med:
A: 4 N-nivå ved
delgjødsling
B: 3 Tidspunkt for
delgjødsling
Vårhvete, resultater (2008-2010)
Middel for 23 felt
Avling
Protein
Legde
(4 felt)
1000kv
Faktor A, N ved delgj
2 kg N
582 (100)
12,5
2
37,5
4 kg N
598 (103)
13,4
6
38,2
6 kg N
615 (106)
14,2
16
38,3
8 kg N
624 (107)
14,8
15
38,0
(9,3)
<0,01
1,2
i.s
-
0,5
9
-
P%
LSD-5%
Faktor B, tidspkt delgj
Vårhvete, resultater (2008-2010)
Middel for 23 felt
Avling
Protein
Legde
(4 felt)
1000kv
Faktor A, N ved delgj
2 kg N
582 (100)
12,5
2
37,5
4 kg N
598 (103)
13,4
6
38,2
6 kg N
615 (106)
14,2
16
38,3
8 kg N
624 (107)
14,8
15
38,0
(9,3)
<0,01
1,2
i.s
-
0,5
9
-
BBCH 30-31
610 (100)
13,5
17
37,2
BBCH 37-39
606 (99)
13,7
8
37,9
BBCH 49-51
598 (98)
14,1
5
38,9
i.s
0,9
1,1
0,7
-
0,4
8
1,1
P%
LSD-5%
Faktor B, tidspkt delgj
P%
LSD-5%
Avling og protein ved ulik delgjødsling, høsthvete
(25 felt, 2007-2009)
800
14,0
700
13,0
12,0
500
400
8
300
6
200
100
0
4
4
4 2+2
6
6 3+3
8
8 4+4
11,0
10,0
9,0
8,0
% protein
Avling kg per daa
600
Hva påvirker glutenkvaliteten?
•
•
•
Gener for glutenproteiner
Sortsvalg
Vekstforhold – vær!
Gjødsling
5+10
2+12
Utvikling av norsk mathveteproduskjon
fra slutten av 80-tallet til idag:
• Prisgradering etter proteininnhold
innført fra 1988
«For å stimulere til foredling og dyrking av
hvete med en kvalitet som samsvarer
best mulig med de krav som stilles fra
mølle- og bakeindustrien»
«De nye prisgraderings-reglene vil
sannsynligvis stimulere til en noe endret
N-gjødslingspraksis»
(Skorge & Sogn, Statens Kornforretning, 1988)
Prisgradering etter proteininnhold og
proteinkvalitet
• Fra 1998: 2 klasser (sterk og svak) –
prisdifferensiering
• Klasseinndeling etter høst – og vårhvete
• Fra 2001: 4 klasser (sterk 1, 2 og 3 samt svak),
seinere 5 klasser (som i dag)
I 2004 skjer en betydelig justering:
Godt dokumentert at veldig høyt proteininnhold er
unødvendig i mathvete. Riktig proteinkvalitet derimot er
meget avgjørende for bakeegenskapene.
Endringer før sesongen 2004:
• Sterkere vektlegging av proteinkvaliteten
• Tillegg for høyt proteininnhold justeres noe ned
«Endringene i proteinavregningen i mathvete gjør det aktuelt
med justeringer av gjødslingsstrategiene. Mindre lønnsomt med
delgjødsling omkring aksskyting, heller tidligere gjødsling for å
stimulere avling mer.»
Prisgradering kl 3, protein i hvete. Utvalgte år.
øre pr. kg hvete, sammenlignet med basis
proteininnhold (= 12 %)
30
20
10
0
9
10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15
-10
1999/2000
2003/2004
2004/2005
-20
2012/2013
-30
-40
-50
proteininnhold i hvete, %
Med endra prisgradering (2004) viste forsøk at det var grunnlag for
justering av anbefalte gjødslingsstrategier i hvete:
Nye gjødslingsstrategier i hvete
Vårhvete:
 Fram til 2003:
 Fra 2004:
Høsthvete:
 Fram til 2003:
 Fra 2004:
Vårgjødsling + 1 delgj. (z 49-60)
Vårgjødsling + 1 delgj (z 31- z49)
Vår + 2 delgj. (z 31 og z 55)
Svak proteinkvalitet: vår + 1 delgj. (z31-37)
Sterk proteinkvalitet: vår + 2 delgj. (z 31 og z49)
 Seinere anbefalt kun ei delgjødsling også ved sterk proteinkvalitet
Gjennomsnittlig proteininnhold i klasser
2001-12
15
14
Proteininnhold, %
13
Klasse 1
12
Klasse 2
Klasse 3
11
Klasse 4
Klasse 5
10
9
8
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
(Data fra SLF)
Variasjon i proteininnhold
15
15,5
16
16,5
17
17,5
18
15
15,5
16
16,5
17
17,5
18
14,5
14
13,5
13
12,5
12
11,5
10
0
18
0
17,5
2000000
17
2000000
16,5
4000000
16
4000000
15,5
6000000
15
6000000
14,5
8000000
14
8000000
13,5
10000000
13
10000000
12,5
12000000
12
12000000
11,5
14000000
11
14000000
10,5
16000000
10
16000000
11
Klasse 3 2008
10,5
Klasse 2 2008
Klasse 3 2012
Klasse 2 2012
16000000
16000000
14000000
14000000
12000000
12000000
10000000
10000000
8000000
8000000
6000000
6000000
4000000
4000000
2000000
2000000
14,5
14
13,5
13
12,5
12
11,5
11
10,5
18
17,5
17
16,5
16
15,5
15
14,5
14
13,5
13
12,5
12
11,5
11
10,5
10
10
0
0
Hvorfor lavere protein ?
Andre forhold av betydning?
-
Pris gjødsel
-
Været i vekstsesongen?
mye nedbør – tap av N? I hvilken grad dette har blitt
kompensert for gjennom tilleggsgjødsling?
Variasjon i proteinkvalitet? (Data fra kvalitetsprognoser)
Proteinkvalitet i norske sorter sammenlignet med HRS
I Norge, mean Rmax 0,60, i MN mean Rmax 0,77
Hvordan oppnå optimalt proteininnhold og
kvalitet gjennom vekstsesongen?
• Proteininnhold: Gjødselplanlegging – og strategi
– Vårgjødsling, delgjødsling – Mengde og tidspunkt
– Tilpassninger i forhold til lokale variasjoner – vær, vekst,
plantebestandets behov
– Prisgradering og premiering etter proteininnhold grep tas
• Glutenkvalitet:
– Sortsvalg – tilgang på sorter med optimal glutenkvalitet
• Stabile sorter?
– Sortering etter kvalitet
– Økt forståeles av miljøfaktorer som gir varierende glutenkvalitet
Avsluttende kommentarer
• For å sikre en stor andel norsk vare i mjølblandingene er
det viktig å levere korn som i størst mulig grad
tilfredsstiller kundenes ønsker
– Utfordringer både mhp proteininnhold og
glutenkvalitet
• Hva er optimalt?
– Avhengig av prosess og produkt
– Grovhet og innblanding av andre kornarter
– Tilsetting av gluten?
• Forskning og arbeid for å fremme stabil og riktig
proteinkvalitet er fortsatt like aktuelt og nødvendig