Качеството на глутена зависи от условията на растеж и узряване на пшеницата
Като цяло може да се каже, че условията за натрупване на протеинови вещества в зърното, и по-специално на глутен, са проучени доста добре и понастоящем са известни практически методи за увеличаване на протеиновото съдържание в пшеницата чрез прилагане на определена система от агротехнически мерки, заедно с избора на подходящи сортове.
Всички тези различия обаче се проявяват рязко в екстремни случаи, докато за повечето култивирани сортове качеството на глутена може да варира в широк диапазон в зависимост от условията на отглеждане, особено по време на периода на зреене на зърното. Рационалното решение на въпроса за причините за образуването на глутен с едно или друго качество е възможно само чрез изясняване на физикохимичната същност на разликите между "силен" и "слаб" глутен. Само познаването на структурните характеристики на глутеновия протеин, които определят по-голяма или по-малка еластичност, кохерентност, разтегливост и други характерни свойства на глутена, ще позволи съзнателно да се контролира процеса на образуване на глутен с желаното качество в зреещото зърно. Понастоящем има само доста фрагментарни, чисто емпирични данни за условията, които допринасят за производството на по-силен или по-слаб глутен в реколтата.
Многократно е отбелязвано, че горещото, сухо време и недостатъчното снабдяване на растенията с влага, особено през периода на узряване на зърното, водят до образуването на по-силен, по-еластичен и съответно по-малко разтеглив глутен в него, отколкото глутена на същата пшеница, отглеждана при ниски температури и обилно водоснабдяване.
Като пример, нека цитираме резултатите от вегетативен опит на М. М. Стрелникова (1959) със зимна пшеница от сорта Харковская 4, която се характеризира със силен глутен.
Този експеримент ясно разкри връзката между действиетотемпературата и влажността на почвата върху качеството на глутена. Колкото по-висока е температурата, толкова по-малко е отслабването на глутена, причинено от обилната влага. В резултат на това в южните райони на Съветския съюз, въпреки напояването, се получава глутен с много по-високо качество, отколкото например слабият глутен на английската пшеница.
Ефектът на влагата върху глутена може да се прояви по различни начини, в зависимост от първоначалното му качество, тъй като в някои случаи намаляването на еластичността и увеличаването на разтегливостта и кохезията на глутена може да влоши качеството му, докато в други може да го подобри. Последното е наблюдавано от М. М. Стрелникова (1959) в експерименти с твърда пшеница, чийто късо разкъсващ се, нискокохезивен глутен се подобрява значително при отглеждане в условия на изобилна влага, по-специално при вегетативно напояване.
T. I. Usoltseva (1956) в климатичните условия на района на Омск потвърди зависимостта на качеството на глутена от количеството и разпределението на валежите по време на периода на зреене на пшеницата, особено през втората му половина. Колкото повече валежи падат през това време, толкова по-слаб е глутенът. Изкуственото напояване на пшеницата също отслабва глутена.
Що се отнася до влиянието на метеорологичните условия върху качеството на глутена в зреещата пшеница, трябва да се отбележи, че той е повреден от суховеи и ранни студове. Така нареченото "зърно от сух вятър" се характеризира с плътност и намалено абсолютно тегло.
Увреждането на зърното е толкова по-значително, колкото по-рано в процеса на зреене то е било изложено на действието на сух вятър и толкова по-неблагоприятна е комбинацията от метеорологични фактори, характеризиращи интензивността на суховея: температура на въздуха, относителна влажност и скорост на вятъра. Преди това се смяташе, че "сухото зърно" изобщо не съдържа глутен и не може да дадезадоволителен хляб. Изследвания на А. Б. Вакар и З. Б. Дроздова (1948 г.)
Показа погрешността на този възглед. Биохимичен анализ на зърно, увредено от сух вятър в различни фази на зреене, от ранна млечна до восъчна зрялост, убедително показа, че под въздействието на висока температура и бърза дехидратация в зърното, биохимичните процеси на зреене се ускоряват рязко с недостатъчен прием на въглехидрати, докато абсолютното количество протеини и глутен остава на нормално ниво.
Това води до значително увеличение на процента на общия протеин, както и на глутена в сухото зърно спрямо нормалното. Под въздействието на сухия вятър глутенът става по-силен и по-малко разтеглив, но тези промени не са толкова големи, че да влошат значително качеството му и да повлияят на свойствата за печене на сухото зърно, които остават съвсем нормални. В същото време се забелязва значително намаляване на разтворимостта на суров глутен от сухо зърно в 12% воден разтвор на натриев салицилат. Например, суровият глутен от нормално зърно във фаза на ранна млечна зрялост се разтваря в натриев салицилат с 74,1% (по отношение на азот), а в средата на млечна зрялост - с 94,0%, докато за глутен от сухо зърно в същите фази на зрялост разтворимостта е съответно само 15,6 и 67,0%.
По този начин действието на ниската температура намалява добива на глутен само във фазата на ранна млечна зрялост.
В последваща работа В. Н. Илина (1955) увеличава времето за замразяване на пшеницата до 24 часа (при -5 ° C), но дори и при тези условия се наблюдава рязко намаляване на добива на глутен само във фазата на ранна млечна зрялост, при съдържание на влага в зърното 64%, докато в късна млечна и восъчна зрялост, забележимоне се наблюдават промени в количеството и качеството на глутена. Тъй като при естествени условия ранните сутрешни слани обикновено се характеризират с температури от -2 ° до -7 ° и продължителност от около 3 часа (Пружечников и Смирнов, 1948), а сланите рядко улавят пшеницата в самото начало на узряването на зърното и засягат най-вече зърното с късна млечна или восъчна зрялост, ниската температура очевидно няма пряк денатуриращ ефект върху глутеновия протеин. В резултат на това характерните особености на глутена на "мразовитата" пшеница трябва да се разглеждат като резултат от неговата незрялост, а не денатурирането на глутеновия протеин при ниска температура.
Влиянието на азотните и други минерални и органични торове върху качеството на глутена почти не е проучено, а наличните данни са противоречиви. T. I. Usoltseva (1956) отбелязва отслабването на глутена в резултат на торене на почвата със суперфосфат, оборски тор и смес от оборски тор и суперфосфат, а в различните сортове пшеница глутенът е отслабен в различна степен. Полевите експерименти на М. М. Стрелникова (19586, 1959) показват, че разпадащият се глутен на твърда пшеница, когато се захранва с азотни торове, значително подобрява кохезията и се отмива нормално. В същото време оценката на качеството на глутена в няколко сорта мека и твърда пшеница с пластометър и метод на микроферментация дава доста противоречиви резултати. В повечето случаи под въздействието на азотни торове пластометърът показва известно отслабване на глутена, а микроферментационният тест показва неговото укрепване. Стрелникова предполага, че тези методи оценяват различни свойства на глутеновия протеин: пластометърът, чрез определяне на вътрешното триене, дава представа за „плътността на опаковане“ на полипептидните вериги в протеинова макромолекула имикробродилният метод показва силата на връзките в протеиновата глобула.
Като цяло е необходимо да се отбележи недостатъчният брой опити за изясняване на ефекта на торовете върху качеството на глутена и изключителната сложност на този проблем поради многостранното влияние на условията на почвено хранене върху физиологичните функции на растителния организъм. Няма съмнение, че вътрешната структура на глутеновия протеин, която определя качеството на глутена, може да се промени под въздействието на много биохимични фактори, които от своя страна зависят от онези физиологични функции на растението, които се влияят от условията на почвено хранене. Ако добавим към това многостранното влияние на метеорологичните фактори върху биохимичните процеси в растенията, става ясно колко сложен е целият комплекс от условия, които в крайна сметка определят физикохимичните особености на структурата на тези протеини, от които зависи качеството на пшеничния глутен.