Prosjektet HveteKvalitet - Norsk mathvete med god og riktig baketeknisk kvalitet. Hvetekvaliteten 2014 Andre forskningsaktiviteter i prosjektet

Transkript

1 Prosjektet HveteKvalitet - Norsk mathvete med god og riktig baketeknisk kvalitet. Hvetekvaliteten 2014 Andre forskningsaktiviteter i prosjektet Møte Yara 3. Desember 2014 Anne Kjersti Uhlen, IPV-NMBU/Nofima Hvetekvalitet Norges miljø- og biovitskaplige universitet 1

2 Norsk mathvete med god og riktig baketeknisk kvalitet Tilbakeblikk på norsk hveteproduksjon Hvilke kvalitet trenger vi? Proteininnhold, glutenkvalitet, falltall Variasjoner i hvetekvalitet Utfordringer! Kvalitet i 2014 et godt år! Kvalitetsprognoser Prosjektet «HveteKvalitet» Andre forskningsaktiviteter Hvetekvalitet Noregs miljø- og biovitskaplege universitet 2

3 Andel norsk hvete, % 1960/ / / / / / / / / / / / / / / / / /12 Tilbakeblikk og utfordringer Utviklingen i norsk hveteproduksjon - Andel norsk hvete i mel - Målretta arbeid for kvalitet 2014 et godt år! Prognose 70% norsk? % norsk hvete i norsk mel Variasjoner i været Kjølige, fuktige somre Groskade Nedbør høst - vanskelig å så høsthvete Sesong Synkende proteininnhold (!) Mål om økt kornproduksjon! Høy andel mathvete Stigende import av bakevarer Tittel på presentasjon Noregs miljø- og biovitskaplege universitet 3

4 Hvilken kvalitet trenger vi? Groskade og falltall Proteininnhold Glutenkvalitet Påvirker heveegenskaper i deigen Viktig for brødvolum og brødets form Mykotoksiner, DON Hl-vekt Hvetekvalitet Noregs miljø- og biovitskaplege universitet 4

5 Gluten proteiner Mel + vann + elting 3-D nettverk Viskoelastiske egenskaper GLUTEN Vaske med vann Gliadiner intramolecular S-S monomere viscous Gluteniner intermolecular S-S polymere elastic Gluten Gliadin Glutenin (Hoseney 1994)

6 Proteininnhold og glutenkvalitet Glutenkvalitet Gliadin og glutenin - viskoelastiske egenskaper Bestemt av genene (sorten) Modifiseres av dyrkingsmiljø Proteininnhold Virker på brødvolumet Mest bestemt av dyrkingsmiljøet N-tilgjengelighet Vanlig sammenheng mellom proteininnhold og brødvolum Hvetekvalitet 6

7 Prisgradering sortering Klassifikasjon av norsk hvete etter proteinkvalitet Sterk proteinkvalitet Svak proteinkvalitet Sterk klasse 1 Sterk klasse 2 Sterk klasse 3 Sterk klasse 4 Svak klasse 5 Bastian Bjarne Zebra Bjørke Mjølner Mirakel Berserk Demonstrant Magnifik Finans Rabagast Krabat Olivin Kuban Ellvis Skagen Institutt for plante- og miljøvitenskap

8 Foredling for glutenkvalitet i hvete 5+10 Vi kjenner mange av genene som gir en sterk glutenkvalitet. Men påvirkningen av dyrkingsmiljøet er fortsatt lite forstått!

9 Proteininnhold og proteinkvalitet - forskjellig effekt Sterk proteinkvalitet Mer elastisk gluten Tåler/krever lengre eltetid og rasketid Mer robust Større potensiale (form, volum) Svak proteinkvalitet 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.

10 2005_1 2005_2 2005_3 2005_4 2005_5 2005_6 2005_7 2006_8 2006_9 2006_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _53 Rmax (N) Utfordring: Store variasjoner i glutenkvalitet i Norge Høsthvete Motstand mot strekking (Rmax) År_Felt

11 2013: 11,6 %

12 Hva påvirker proteininnholdet? Samspill mellom næringsforsyning, avlingsoppbygging og miljøforholdene gjennom sesongen

13 2005_1 2005_2 2005_3 2005_4 2005_5 2005_6 2005_7 2006_8 2006_9 2006_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _37 Rmax (N) Noen resultater fra 2011, høsthvete: 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Rmax, gjennomsnitt av tre felt og to rep i ,00 Ellvis Finans Magnifik Mjølner Olivin Høsthvete Motstand mot strekking (Rmax) 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 År_Felt

14 Nytt prosjekt: Hvetekvalitet Norsk hvete med optimalt proteininnhold og god bakekvalitet Hovedmål: Bedre kvalitet og bedre utnyttelse av norsk hvete for å møte nasjonale mål om økt matproduksjon

15 Samarbidspartnere: Nofima AS Bioforsk Øst Bioforsk plantehelse IPV, NMBU Felleskjøpet Agri Lantmännen Cerealia Stabburet StrandUnikorn Graminor Bakers Bayer A/S Yara Norge Norske Felleskjøp Varighet: Finansiering: fra FFL/JA 2640 fra industri Utenlandsk partner: Rothamsted Research, UK

16 Arbeidspakker: 1. «Årets kvalitet» Kartlegge glutenkvalitet i årets høst, og utarbeide prognose. Leder: Nofima AS 2. «Optimalt proteininnhold og glutenkvalitet gjennom presisjonsgjødsling» Yara N- sensor optimalt og jevnt proteininnhold Strategi for delgjødsling effekt på proteininnhold og glutenkvalitet Leder: Bioforsk Øst 3. «Sammenheng mellom soppangrep og redusert glutenkvalitet» Undersøke om angrep av Fusarium (eller andre sopper) kan gi nedbrutt gluten Betydning av sprøyting mot Fusarium for bakekvalitet Leder: Bioforsk plantehelse 4. «Proteaser som ødelegger glutenkvalitet» Identifisere proteaser som kan bryte ned glutenproteiner - variasjoner mellom sorter Leder: Nofima AS Hvetekvalitet 16

17 1. Årets kvalitet Arbeidspakkeledelse: Nofima AS Materiale og metoder 2014 Høsthvete hentet fra serien NAPE1106 (soppbehandla del (B), VIPS) 7 felt: Østfold(1), Viken (2), Østafjells (3), Romerike (4), Oppland (5), Rød (7), Staur (8) Sortene: Olivin, Kuban, Magnifik, Finans, Ellvis, Skagen Vårhvete hentet fra serien NAPE1405, VIPS - vårhvete 4 felt: Apelsvoll (1), Romerike (3), Østafjells (4), Viken (5) Sortene: Bjarne, Zebra, Rabagast, Demonstrant, Krabat, Mirakel Prognosen skal si noe om proteinkvalitet og testen som er brukt for dette er Kieffer ekstensograf på gluten vasket fra sammalt mel. Proteininnholdet brukes i tolkningen av resultatene fra kvalitetstesten og er ikke ment som en prognose på proteininnhold.

18 R max (N) Rmax (N) 0.80 Høsthvete Motstand mot strekking- Rmax År Høsthvete 2014 Snitt over felt: Motstand mot strekking Ellvis Finans Kuban Magnifik Olivin Skagen Felt nummer

19 2005_1 2005_2 2005_3 2005_4 2005_5 2005_6 2005_7 2006_8 2006_9 2006_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _53 Rmax (N) Høsthvete Motstand mot strekking (Rmax) År_Felt

20 R max (N) R max (N) Vårhvete : Motstand mot strekking (R max ) År Vårhvete 2014 Snitt over felt: Motstand mot strekking

21 2005_1 2005_2 2005_3 2005_4 2005_5 2006_6 2006_7 2006_8 2006_9 2007_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _39 R max (N) Vårhvete Motstand mot strekking (R max ) År_Sted

22 WP2: Stedsspesifikk dyrkingsteknikk- Proteininnhold og kvalitet Arbeidspakkeledelse: Bioforsk Øst Apelsvoll Delmål 2: Optimalt proteininnhold og mindre variasjon gjennom stedsspesifikk gjødsling og målrettet høsting basert på «pre-harvest»-prediksjoner Undersøke og dokumentere i hvilken grad og hvordan dette kan oppnås. Task 1: Evaluere forskjeller i innhold og kvalitet av protein i hvete, mellom hvete dyrket med uniform vs stedsspesifikk (variabel) N-gjødsling Task 2: Avgrensing av «protein targeted harvesting zones» ved bruk av optisk refleksjonssensor Task 3: Analysere effekten av N-gjødseltype, -mengde og tildelingstidspunkt på avling, proteininnhold og -kvalitet

23 tramline tramline WP2: Stedsspesifikk dyrkingsteknikk- Proteininnhold og kvalitet Arbeidspakkeledelse: Bioforsk Øst Apelsvoll Task 1: Evaluere forskjeller i innhold og kvalitet av protein i hvete, mellom hvete dyrket med uniform vs stedsspesifikk (variabel) N- gjødsling, ansv: K. Kusnierek, Bioforsk Øst Uniform Variable Uniform Variable 2. dressing fertilization 2. dressing fertilization 2. dressing fertilization 2. dressing fertilization 8m 3m 8m 8m 8m 3m Ett felt (Apelsvoll) Vårhvete N-sensor GS Anlegge gjødselruter Uniform vs variert Plante- og jordprøver Avling, kvalitet 100m 40m

24 3. Effekt av mikroorganismer på bakekvalitet Arbeidspakkeledelse: Bioforsk plantehelse, Bakgrunn: Studier i utlandet har vist at angrep av Fusarium kan gi svekking av glutenkvalitet Fusarium, men også andre sopper er I søkelyset (Penicillium spp. etc.) and Microdochium spp. Effekt av proteaser som soppene produserer? Bedre bakekvalitet etter behandling med proline er rapportert i noen forsøk

25 Fusarium infeksjon vs. bakekvalitet?

26 WP3, Tasks: T3.1: Obtain wheat material with optimal and reduced gluten functionality to identify microorganisms associated with reduced gluten functionality using metagenomics and qpcr. T3.2: Reveal whether the infection by selected microorganisms affects gluten functionality in wheat under controlled conditions (greenhouse) T3.3: Assess whether fungicide treatments affecting the levels of specific microorganisms also influence the gluten functionality in wheat.

27 Takk for oppmerksomheten!

28 WP2: Stedsspesifikk dyrkingsteknikk- Proteininnhold og kvalitet Arbeidspakkeledelse: Bioforsk Øst Apelsvoll Task 2: Avgrensing av «protein targeted harvesting zones» ved bruk av optisk refleksjonssensor, ansv: K. Kusnierek, Bioforsk Øst Vårhvete GS 65 m.fl Spectrometers: - N sensor (a) - ASD Fieldspec 3 (c) Thermal camera: - FLIR TAU 320 (b) (c)