Utfordringer med proteinegenskaper i hvete Anne Kjersti Uhlen, Bernt Hoel, Ellen Færgestad Mosleth og Anette Moldestad
Proteininnhold, % 15 14 13 12 11 Gjennomsnittlig proteininnhold i klasser 2001 12 Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse 4 Klasse 5 10 9 8 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 www.umb.no (Data fra SLF)
Fagfourum Korn 2013 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 www.umb.no 4
Fagfourum Korn 2013 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 www.umb.no 5
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.
Resultater fra feltforsøk 2011 i vårhvete: Basisgjødsling gitt ved såing, og basis + 4 kg N rett før aksskyt. Proteininnholdet økte i gjennomsnitt fra 11,7 12,9% www.umb.no
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.
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) www.umb.no
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) www.umb.no
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.» www.umb.no
Prisgradering kl 3, protein i hvete. Utvalgte år. 30 øre pr. kg hvete, sammenlignet med basis proteininnhold (= 12 %) 20 10 0 10 20 30 40 9 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 1999/2000 2003/2004 2004/2005 2012/2013 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: Vårgjødsling + 1 delgj. (z 49-60) Fra 2004: Vårgjødsling + 1 delgj (z 31- z49) Høsthvete: Fram til 2003: Vår + 2 delgj. (z 31 og z 55) Fra 2004: 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
Proteininnhold, % 15 14 13 12 11 Gjennomsnittlig proteininnhold i klasser 2001 12 Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse 4 Klasse 5 10 9 8 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 www.umb.no (Data fra SLF)
Hvorfor lavere protein? Andre forhold av betydning? - Foran sesongen 2009 ble gjødselprisen doblet, økonomisk optimal N-gjødsling gikk ned. Beregninger tydet på at endret optimal N-gjødsling kunne medføre ca 0,5 %- enheter lavere proteininnhold i hvete (Jord- og Plantekultur 2009, Hoel m fl). - Seinere har gjødselprisen variert, men det kan tenkes at gjødslingsreduksjonen som ble gjort i 2009 har blitt videreført hos mange hvetedyrkere. - Flere av de seinere vekstsesongene har hatt mye nedbør. Mer N enn normalt kan ha gått tapt til omgivelsene og usikkert i hvilken grad dette har blitt kompensert for gjennom tilleggsgjødsling. www.umb.no
Forbruk av N, P og K i norsk marked Kilde: Mattilsynet
Østfold 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 N P K Akershus 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Vestfold
0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 2 2008 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 3 2008 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 3 2012 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 2 2012 Variasjon i proteininnhold
Variasjon i proteinkvalitet? (Data fra kvalitetsprognoser)
Proteinkvalitet i norske sorter sammenlignet med HRS I Norge, mean Rmax 0,60, i MN www.umb.no mean Rmax 0,77
Dersom ønskelig med økt proteininnhold: Økt premiering for høyt proteininnhold vil stimulere til at grep tas Stimulerere til å løfte de lavere protein nivåene (10 12,5%)? Heve 10% grensen for mathvete? Gjødslingsstrategi: Vårgjødsling kombinert med ei delgjødsling anbefales fortsatt, både i vår- og høsthvete. Tidspunkt: Delgjødsling i tidsrommet flaggblad til aksskyting, framfor i tidsrommet stråstrekning til flaggblad fremmer proteininnholdet. N-mengde: Gjennom anbefalinger og rådgivningsverktøy motivere til at delgjødsling/tilleggsgjødsling brukes aktivt for å tilpasse gjødslinga til vær, vekst og bestandets behov. www.umb.no
0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 2 2008 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 3 2008 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 3 2012 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 Klasse 2 2012 Variasjon i proteininnhold
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 Erfaringsvis har et industrien vært fornøyd med proteininnhold på ca 13,5% (klasse 1, 2 og 3)? Det må gjøres grundigere analyser før man eventuelt gjør nye, større justeringer av prisgradering og gjødslingsstrategier Forskning og arbeid for å fremme stabil og riktig proteinkvalitet er fortsatt like aktuelt og nødvendig www.umb.no