MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2010 ROMAN RAUŠ

2 Mendelova univerzita v Brně Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství Vztahy mezi velikostí obilek, obsahem škrobu a dusíkatých látek u odrůd jarního ječmene Bakalářská práce Vedoucí práce: Prof. Ing. Jaroslava Ehrenbergerová, CSc. Vypracoval: Roman Rauš Brno

3 2

4 3

5 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Vztahy mezi velikostí obilek, obsahem škrobu a dusíkatých látek u odrůd jarního ječmene vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne... 4 podpis studenta

6 PODĚKOVÁNÍ Tímto bych chtěl poděkovat vedoucí bakalářské práce paní Prof. Ing. Jaroslavě Ehrenbergerové, CSc. za ochotu při řešení jakéhokoliv problému. Dále bych chtěl poděkovat pracovníkům Výzkumného ústavu pivovarského a sladařského v Brně za cenné rady a pomoct při vypracování bakalářské práce. Na závěr bych poděkoval rodině, že mi byla oporou v krušných chvílích studia a dala mi možnost studovat vysokou školu. Bakalářská práce byla zpracována v rámci Výzkumného centra pro studium obsahových látek ječmene a chmele 1M

7 ABSTRAKT Vztahy mezi velikostí obilek, obsahem škrobu a dusíkatých látek u odrůd jarního ječmene Cílem této bakalářské práce bylo stanovení závislosti mezi jednotlivými znaky (velikostní frakce, obsah škrobu, dusíkatých látek) a posouzení vlivu odrůd a lokalit na tyto znaky. Byly použity čtyři odrůdy ječmene jarního (Bojos, Sebastian, Tocada, Xanadu) a tři odrůdy ječmene ozimého (Campanile, Amarena, Laverda) ze čtyř lokalit (Horažďovice, Hradec nad Svitavou, Jaroměřice nad Rokytnou, Kujavy). Stanovení velikostních frakcí jsem provedl na mechanické třídičce značky KAMAS WESTRUP. Pro třídění byla použita síta o velikosti 2,8; 2,5 a 2,2 mm. U vytříděných velikostních frakcí ječmene jsem měřil objemovou hmotnost, obsah škrobu a obsah dusíkatých látek. Získané výsledky byly následně statisticky zpracované analýzou variance a Tukey-testem. Bylo zjištěno, že všechny zdroje proměnlivosti (odrůdy, velikostní frakce, roky i lokality) měly u jarního ječmene statisticky významný vliv na obsah škrobu, dusíkatých látek a objemovou hmotnost (s vyjímkou odrůd u objemové hmotnosti). U ozimého ječmene měly na variabilitu sledovaných znaků statisticky významný vliv všechny faktory s vyjímkou faktoru frakce na obsah škrobu, dusíkatých látek a roků na objemovou hmotnost. Klíčová slova: ječmen, objemová hmotnost, škrob, dusíkaté látky, vztahy 6

8 ABSTRACT Relations between the size of grains, starch and protein in spring barley varieties The aim of this work was to determine the dependencies between different features (size fractions, starch, nitrogen compounds) and assess the impact of varieties and locations of these characters. Were used in four varieties of spring barley (Bojos, Sebastian, Tocada, Xanadu) and three varieties of winter barley (Campanile, Amarena, Laverda) from four localities (Horažďovice, Hradec nad Svitavou, Jaroměřice nad Rokytnou, Kujavy). Determination of the size fractions i made on mechanical device brand KAMAS WESTRUP. Was used for grading sieve size of 2.8, 2.5 and 2.2 mm. Sorted for size fractions of barley, I measured the volume density, starch content and crude protein content. The obtained results were then statistically processed analysis of variance and Tukey-test. It was found that all sources of variability (variety, size fractions, years and locations) in spring barley had a statistically significant effect on starch content, crude protein and specific weight (with the exception of the varieties of density). For winter barley were the variability of the monitored variables statistically significant effect of all factors except factor fraction of starch, protein, and years of volume weight. Keywords: barley, bulk density, starch, nitrogen compounds, relationships 7

9 OBSAH 1 ÚVOD Historie Pěstování ječmene v ČR Současné uplatnění ječmene CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Ječmen Botanika a systematika ječmene Morfologie a anatomie ječmene Chemické složení Sacharidy Dusíkaté látky Lipidy Vitaminy Hodnocení jakosti sladovnického ječmene Velikost zrna Obsah dusíkatých látek v ječmenu MATERIÁL A METODIKA Popis a charakteristika použitých odrůd Popis vybraných lokalit Třídění ječmene Měření obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti Zpracování výsledků VÝSLEDKY Vyhodnocení ječmene jarního

10 5.1.1 Vyhodnocení analýzy variance a odhadů komponent rozptylu Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle odrůd Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle velikostní frakce Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle roků Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle lokalit ÚKZÚZ Vyhodnocení ječmene ozimého Vyhodnocení analýzy variance a odhadů komponent rozptylu Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle odrůd Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle velikostní frakce Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle roků Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle lokalit ÚKZÚZ Vyhodnocení vztahů mezi sledovanými znaky DISKUSE ZÁVĚR POUŽITÁ LITERATURA SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK

11 1 ÚVOD 1.1 Historie Ječmen patří k nejstarším kulturním plodinám, které provází člověka téměř let (Dostálek, 2006). Pěstování ječmene v našich zemích je prokázáno v době asi 500 let př. n. l. četnými archeologickými nálezy. Historické studie prokazují jeho pěstování již od 5. stol. př. n. l., ale z literárních zdrojů jsou zmínky mnohem starší, např. z Iráku ze 7. stol. př. n. l. a z Egypta z 8. stol. př. n. l. Za původní oblast ječmene je považována Asie a zejména oblast tzv. úrodného půlměsíce. Ječmen v oblastech původu sloužil jako potravina, částečně jako krmivo (Zimolka, 2006). Známe je i využití ječmene jako potraviny k léčení nemocných a rekonvalescentů (Ehrenbergerová, 2006a) Pěstování ječmene v ČR Jarní ječmen je po ozimé pšenici druhou nejvýznamnější obilninou a jeho pěstování má v našem zemědělství dlouholetou tradici (Pařízek a Jurečka, 1995). První zmínka o ječmeni u nás je v roce 1227 v listině, kterou bylo rytířům řádu Johanitů povoleno na statku Hrádek u Znojma brát desátky mj. z pšenice, žita, ječmene, aj. (Lekeš et al., 1985). O vaření piva jsou první písemné záznamy v českých zemích uvedeny již v zakládací listině Vyšehradské kapituly z roku 1089 (Polák et al., 1998). Ječmen se používal na výrobu krup, v dobách nouze na chléb a sloužil jako vedlejší surovina na vaření piva,,červeného proti obvyklému pivu,,bílému pšeničnému (Kosař et al., 2000). Jak postupně vzrůstala v 17. století výroba piva, byla pšenice vytlačována ze sladovnictví a přešlo se na vaření piva z ječného sladu. K rozkvětu sladovnického průmyslu došlo až v 70. letech 19. století, kdy se datují počátky exportu sladu z našich zemí (Zimolka, 2006). Až od roku 1865 byl na Hané (v Čechách o něco později) pěstován původní dvouřadý ječmen s dlouhým, řídkým klasem, což na Moravě představoval typ starohanáckého ječmene a v Čechách staročeského. V 19. století určoval jakostní standard pro sladovny nejen na území Rakouska-Uherska, ale v celoevropském měřítku právě zmíněný starohanácký a staročeský ječmen. 10

12 První světová válka přerušila na čas období rozkvětu našeho ječmenářství, ale bezprostředně po vzniku samostatné ČSR vzrostl zájem o jeho povznesení a obnovení slávy našeho sladovnického ječmene. V roce 1926 bylo v ČSR již 21 šlechtitelských podniků, které šlechtily sladovnický ječmen. Negativně se projevil růst počtu nových odrůd a vedl tak k roztříštěnosti, neschopnosti výroby velkých partií sladovnického ječmene. Proto byly učiněny pokusy o omezení počtu pěstovaných odrůd a jejich rajonizaci. Rovněž druhá světová válka znamenala celkový úpadek pěstování sladovnického ječmene na našem území. Byly u nás zaváděny méně kvalitní odrůdy z Německa a sladovnický průmysl byl postupně likvidován. V roce 1945 byla značná část našeho sladařského a pivovarského průmyslu zničena a poškozena válkou. Pěstování ječmene se velmi rychle zotavilo a v roce 1946 působilo již na území našeho státu celkem 45 šlechtitelských ječmenářských stanic. Byly opět obnoveny ječmenářské přehlídky, soutěže a s nimi spojená bonitace sladovnického ječmene (Zimolka, 2006) Současné uplatnění ječmene Současné uplatnění ječmene v České republice nelze posuzovat jenom z hlediska suroviny k výrobě sladu, i když se tato role považuje za prvořadou z hlediska pěstitelského a šlechtitelského i ječmenářského výzkumu. Zrno ječmene tradičně slouží jako kvalitní surovina pro výrobu krmných směsí. Ke krmným účelům se využívá okolo 70 % z celkové produkce. S rostoucími informacemi týkajících se cereální výživy obyvatelstva, se zvyšuje poptávka po ječmeni potravinářském. Výzkum přináší řadu důkazů o jeho významu pro racionální a zdravou výživu. Jde o hypocholesterolemický účinek ječmene zásluhou vyššího obsahu β-glukanů, podílu vlákniny a obsahu antioxidantů. Vedle tradiční výroby speciálních lihovin, škrobu, detergentů, kosmetických a farmaceutických preparátů, se počítá i s průmyslovým využitím ječmene k výrobě etanolu v energetickém (lihobenzinovém) programu. Další formy využití ječmene v medicíně, nových druhů potravinářských výrobků a potravinových doplňků. V současné době rozlišujeme u ječmene následující užitkové směry: sladovnický, krmný, průmyslový, pícninářský, potravinářský (Zimolka, 2006a). 11

13 2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo stanovení závislosti mezi jednotlivými znaky: velikost obilky, obsah škrobu, dusíkatých látek a posouzení vlivu odrůd a lokalit na tyto znaky. 12

14 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Ječmen Botanika a systematika ječmene Ječmen (Hordeum L.) taxonomicky patří do říše rostlin, oddělení semenných (Spermatophyta), pododdělení krytosemenných (Angiospermae), botanické třídy jednoděložných (Monocotyledonae), čeledi lipnicovité (Poaceae) (Kosař et al., 2000; Vaculová, 2006). Podle způsobu růstu se ječmeny dělí: Divoce rostoucí plané ječmeny - patří sem, u nás nejrozšířenější ječmen myší. Ječmeny seté (Hordeum sativum) - jedná se o kulturní ječmeny, jsou to jednoleté jarní nebo ozimé trávy (Kosař et al., 2000). Kulturní ječmeny se ještě dělí na ječmeny dvouřadé a víceřadé. Dvouřadé ječmeny se dělí do tří skupin: 1. Ječmeny nící (Hordeum nutans) dlouhé, přiléhající osiny, klas se v době zralosti ohýbá. 2. Ječmeny vzpřímené (Hordeum erectum) kratší klas a hustý, do plné zralosti vzpřímený. 3. Ječmeny paví (Hordeum zeocrithon) tvoří krátký klas, velmi hustý, k vrcholu se zužuje (Kosař et al., 2000; Zimolka a Milotová, 2006). U ječmene dvouřadého jsou postranní klásky na klasovém vřeténku na rozdíl od víceřadých neplodné, plně vyvinuté má jen klásky prostřední (Benada et al., 2001). Nejdůležitější varietou jsou ječmeny nící (Zimolka a Milotová, 2006). Ječmeny nící tvoří hlavní skupinu sladovnických ječmenů (Kosař et al., 2000). U ječmene víceřadého se rozlišují dva typy: Typ šestiřadý má všechny tři (jednokvěté) klásky plodné, tvoří klas se šesti podélnými řadami obilek, rozmístěnými kolem klasového vřetene stejnoměrně v podobě šestičlenného přeslenu. Typ čtyřřadý rovněž se všemi klásky plodnými; vytváří řidší klas se šesti řadami, střední řadou obilek těsně přilehlou ke klasovému vřetenu a dvěma řadami postranních 13

15 obilek. Ty se částečně překrývají. Do tohoto typu patří většina kultivarů krmného ječmene (Zimolka a Milotová, 2006). Podle slupky zrna se dělí: a) Pluchaté ječmeny b) Bezpluché, označované také jako nahé ječmeny Podle ostnatosti jsou ječmeny převážně osinaté a jen zřídka jsou bezosinné, popřípadě jsou osiny opadavé (Šimon, 1962) Morfologie a anatomie ječmene Rostlina ječmen (obrázek 1) je tvořena z následujících částí: Kořenová soustava z našich obilovin ječmen vytváří nejvyšší počet zárodečných kořínků: 4 10, častěji 5 6. Stéblo - je složené ze 4 8 článků (internodií) oddělených kolénky, dorůstající délky cm (Kosař et al., 2000). Listy ječmen má listy pravotočivé (Zimolka a Milotová, 2006), postavené ve dvou řadách nad sebou. Na velikosti plochy listů a stébla je závislý výnos (Kosař et al., 2000). Květ nevětvený klas tvořící se z vřetena klasu porostlého na hranách chloupky (Kosař et al., 2000). Květ se skládá ze tří tyčinek a pestíku tvořeného dvěma bliznami a dole semeníkem (Novák in Psota a Šebánek, 1999). Květenství ječmene je složený klas. Klásek objímají dvě drobné plevy, které jsou na horním konci zakončeny osinkou. Květ je chráněn pluchou a pluškou. Na vrcholu pluchy vyrůstá křehká draslavá osina dlouhá 150 mm (Psota a Šebánek, 1999; Kosař et al., 2000). 14

16 Obrázek 1 Rostlina ječmene na počátku odnožování (Skládal et al., 1967) a zárodeční kořínky, b adventivní kořínky, c odnožovací kolénko, d oddenkový článek, e koleptile, f hlavní stéblo, g odnož, h klas Obilka plod trav, u kterého je osemení srostlé s oplodím v jednotný obal z několika vrstev (Prugar et al., 2008). Obilka ječmene (obrázek 2) je složena ze tří základních částí: obalových vrstev (plucha, pluška, oplodí a osemení), embrya (plumula, radikula, hypokotyl, štítek), endospermu (aleuronová vrstva, škrobový endosperm) (Psota a Šebánek, 1999). Obalovou vrstvou na hřbetní straně je plucha, na břišní straně pluška, dále následují oplodí a osemení (Kosař et al., 2000). U odrůd ječmene pěstovaných u nás je barva obilky světle žlutá, může být i oranžová, hnědá (Zimolka a Milotová, 2006). Embryo je tvořeno tenkostěnnými buňkami (Psota a Šebánek, 1999) a je umístěn na spodu obilky a svou vnější částí přiléhá k plušce. Je základem budoucí rostliny (Zimolka a Milotová, 2006). Endosperm pletivo uvnitř semen s obsahem sacharidů, bílkovin a tuků tvořících zásobu pro klíčící rostlinu (Prugar et al., 2008). Tvoří největší část obilky. Svrchní vrstva, tzv. aleuronová je umístěná hned pod osemením, složena z hranolových buněk, uspořádaných v řadách. Tyto buňky obsahují bílkoviny (prolaminy a gluteliny) (Kosař et al., 2000). Při klíčení produkují buňky aleuronové vrstvy hydrolytické enzymy rozkládající škrobový endosperm (Prugar et al., 2008). Vnitřní endosperm tvoří 15

17 tenkostěnné buňky, ve kterých je uložen zásobní škrob. Poměr obsahu škrobu k obsahu dusíkatých látek určuje povahu endospermu tzv. moučnatost nebo sklovitost endospermu (Kosař et al., 2000). Obrázek 2 Podélný řez zralou obilkou (MacGregor, Bhatty 1993, upraveno Psota, Šebánek, 1999) 16

18 3.2 Chemické složení Ječmen obsahuje 80 až 88 % sušiny a zbytek vody (12 až 20 %). Sušinu tvoří organické a anorganické látky (tabulka 1) (Kosař et al., 2000). Tabulka 1 Chemické složení obilky ječmene v % (MacGregor et al., 1993) Sacharidy Skupinu organických látek v zrnu ječmene představují sacharidy, které tvoří kolem 80 % hmotnosti ječného zrna (Kosař et al., 2000). Z chemického hlediska se sacharidy označují jako polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony (Velíšek, 1999). Nejvíce zastoupenou složkou je škrob, představující více než 65 %. Důležité jsou i polysacharidy buněčné stěny (celulosa, β-glukany, lignin), které mohou obsahovat více jak 10 % hmotnosti zrna. Škrob je rezervní polysacharidem a zásobárnou živin pro klíček v době klíčení. Vzniká enzymaticky při fotosyntéze z jednoduchých sacharidů v procesu asimilace CO 2. Škrob je uložen v cytoplazmě rostlinných buněk ve formě nerozpustných granulí, jejichž velikost a tvar závisí na původu rostliny. Ve zralém zrnu je škrob zastoupen v endospermu. V endospermu ječmene se nacházejí dvě 17

19 velikosti škrobových granulí velké, které se označují jako typ A, a malé, označené jako typ B. Většina ječmenných škrobů obsahují dvě základní složky: amylosu a amylopektin (Kosař et al., 2000). α-amylosa je složkou, která je méně zastoupena u většiny obilných škrobů a skládá se z relativně dlouhých řetězců (1 4) D-glukosových zbytků (obrázek 3). Molekulová hmotnost amylosy je až Amylosy se jodem barví modře. Ve vodě se rozpouští bez vzniku mazu. Obrázek 3 α-amylosa. D glukosou zbytky jsou spojeny (1 4) vazbami (červeně) Amylopektin složky škrobu, které tvoří v horké vodě viskózní gel (Prugar et al., 2008). Je také složen z řetězců (1 4) vzájemně spojených glukosových zbytků přes (1 6) vazby (obrázek 4). Molekulová hmotnost při 6000 až glukosových jednotkách je desetkrát větší než u amylosy. Amylopektin se barví jodem červeně až červenofialově (Kosař et al., 2000). 18

20 Obrázek 4 Amylopektin. Primární struktura v blízkosti (1 6) větvení (červeně) Zrno obsahuje ve srovnání s polysacharidy podstatně méně nízkomolekulárních sacharidů. Sacharosa (1 2 %) a rafinosa (0,3 0,5 %) jsou zastoupeny nejvíce v klíčcích. Maltosa, glukosa a fruktosa jsou přítomny ve stopovém množství (0,1 %) a to hlavně v endospermu. Ječmeny obsahují 10 až 14 % neškrobnatých polysacharidů: celulosy, hemicelulosy, ligninu a gumovitých látek. Celulosa tvoří 4 7 % ječného zrna. Je hlavní stavební složkou pluchy. Celulosa je složena z glukosových zbytků, které jsou vázany 1,4-β-glykosidickými vazbami. Hlavní stavební jednotkou je disacharid celobiosa. Je ve vodě nerozpustná a chemicky i enzymově těžko štěpitelná. Hemicelulosy se podílejí na pevnosti stavbě a buněčných stěn. Buněčné stěny ječmene obsahují kolem 75 % β-glukanů a 20 % pentosanů. V plušce ječmene je tomu naopak, obsahuje z hemicelulos vice pentosany, méně β-glukany a nepatrné množství glukoronové kyseliny. β-glukan je polysacharid, který je tvořen z glukosových jednotek vázaných vazbami β-1,3 a β-1,4. Zastoupení β-glukanů v ječném zrnu se nachází v rozmezí od 2 do 11 % hmotnosti zrna v závislosti na odrůdě a na půdně klimatických podmínkách (Kosař et al., 2000). Z hlediska výroby piva se preferuje jejich nízký obsah ve sladině (Prugar et al., 2008). Z hlediska humánní výživy je vyšší obsah β-glukanů naopak žádoucí, neboť bylo zjištěno, že mají význam v prevenci kardiovaskulárních a dalších civilizačních onemocnění (Ehrenbergerová et al., 2008). Pentosany (arabinoxylany) jsou dalšími necelulosovými polysacharidy v ječmeni (Kosař et al., 2000). Jedná se o slizovité, gumovité, bobtnající látky, částečně rozpustné 19

21 ve vodě (Prugar et al., 2008). Hojně se vyskytují v buněčných stěnách aleuronových buněk a v buňkách endospermu. Tyto polysacharidy jsou složeny především z pentos: arabinosy a xylosy (Kosař et al., 2000). Lignin se vyskytuje v malém množství (okolo 2 %) jako složka celulosy v obalových částech zrna. Jedná se o fenolový polymer, který vyztužuje a zpevňuje buněčné stěny rostlinných buněk. Gumovité látky jsou hemicelulosy rozpustné ve vodě s vysokou viskozitou. Skládají se z β-glukanů a pentosanů (Kosař et al., 2000) Dusíkaté látky Dusíkaté látky tvoří další významnou složkou organických látek. Jejich obsah je variabilní vlivem vnějších podmínek (závislost na odrůdě, složení půdy, hnojení, předplodině, atd.). Za optimální hodnotu pro sladovnický ječmen se pokládá obsah dusíkatých látek vyjádřených jako obsah bílkovin (N x 6,25), pohybující se v rozmezí 10 až 11,5 %. Tvorba bílkovin v ječmeni je založena na příjmu amoniaku a obsahu organických kyselin, které vznikají jako meziprodukty štěpení sacharidů. Bílkoviny v ječném zrnu jsou uloženy v aleuronové vrstvě ve formě lepkových bílkovin. Pod aleuronovou vrstvou na vnější straně endospermu jsou tvořeny tzv. rezervní bílkoviny. Při klíčení jsou ty bílkoviny přednostně štěpeny a dodávají hlavní množství rozpustných bílkovin. Ovlivňují celkový obsah bílkovin ječmene. Tkáňové bílkoviny se nalézají v membránách buněk endospermu (Kosař et al., 2000). Celkově lze dusíkaté látky rozdělit do dvou základních skupin: - Dusíkaté látky typu bílkovin a jejich štěpných produktů (aminokyseliny, peptidy, peptony, albumosy a pravé bílkoviny proteiny). - Dusíkaté látky nebílkovinné povahy (některé dusíkaté báze, složky fosfatidů, malé množství amidů a amonných solí). Aminokyseliny jsou nejjednodušší dusíkaté sloučeniny (Kosař et al., 2000). Pro výživu lidí jsou důležité tzv. esenciální aminokyseliny (valin, leucin, izoleucin, treonin, metionin, lyzin, fenylalanin, tryptofan), které není schopen syntetizovat a musí je přijímat z rostlinné a živočišné potravy. Většina cereálních bílkovin je chudá na lyzin a proto je u nich limitující aminokyselinou (Ehrenbergerová, 2006). Peptidy jsou řetězce aminokyselin, které jsou spojené peptidovými vazbami mezi aminoskupinou jedné 20

22 aminokyseliny a karboxy-skupinou druhé při odštěpení vody. Podle počtu aminokyselin v řetězci rozeznáváme dipeptidy, tripeptidy, tetrapeptidy atd. Největší podíl dusíkatých látek tvoří pravé bílkoviny neboli proteiny, které rozdělujeme podle fyzikálně- chemických vlastností do čtyř skupin: 1. Albuminy (leukosiny) jsou rozpustné ve vodě a ve zředěných roztocích solí, kyselin a hydroxidů. Albuminy představují 4 % všech bílkovin v ječmeni. 2. Globuliny (edestiny) podílejí se z 18 % na celkovém obsahu bílkovin. Jsou rozpustné v roztocích elektrolytů. 3. Prolaminy (u ječmene nazývané hordeiny) jsou rozpustné v 70 % alkoholu a nerozpustné ve vodě a v roztocích solí. Tvoří největší podíl z celkového obsahu bílkovin (kolem 37 %) a jsou uloženy hlavně v aleuronové vrstvě. Jedná se o zásobní bílkoviny, jejichž množství je ovlivněno zásobou přijatelného dusíku v půdě. 4. Gluteliny (gluteniny) jsou lehce rozpustné v alkalických nebo zalkalizovaných rozpouštědlech, v neutrálních rozpouštědlech jsou nerozpustné. V celkovém množství bílkovin jsou zastoupeny z 32 % a nacházejí se převážně v aleuronové vrstvě. V zrnu se rovněž nacházejí složené (konjugované) bílkoviny neboli proteidy. Jsou to organické dusíkaté látky, které jsou složené z bílkovinné a nebílkovinné části. Rozdělují s do pěti skupin (Kosař et al., 2000): 1. Fosfoproteiny obsahují vázanou kyselinu fosforečnou. 2. Glykoproteiny obsahující vázané sacharidy. 3. Lipoproteiny proteiny konjugované s neutrálními lipidy, fosfolipidy, steroly (např. cholesterol). 4. Chromoproteiny obsahující vázané deriváty porfyrinu nebo flavinu. 5. Nukleoproteiny obsahují esterově vázané nukleové kyseliny (Velíšek et al., 1999) Lipidy Jsou to organické látky tukové povahy, které jsou odvozené od vyšších mastných kyselin (Prugar et al., 2008). Lipidy jsou zastoupeny v zrnu pouze 2 až 3 %. Jsou obsaženy především v aleuronové vrstvě, v pluchách a jedna třetina z celého množství je v klíčku. Lipidy jsou složeny hlavně z triglyceridů. Nepatrné množství 21

23 přechází do mladiny při rmutování a může ovlivnit chuťové vlastnosti a pěnivost piva. Pravé tuky neboli glyceridy jsou estery glycerolu a karboxylových kyselin. Z nich jsou přítomny ve volné formě kyseliny linolová, olejová a palmitová (Kosař et al., 2000) Vitaminy Vitaminy jsou látky patřící k základním složkám lidské potravy, které mají funkci katalyzátorů biochemických reakcí a podílejí se na metabolismu bílkovin, sacharidů a tuků. Podle struktury lze vitaminy rozdělit na skupinu vitaminů rozpustných v tucích (A, D, E, F, K) a vitaminů rozpustných ve vodě (B, C, H) (Lachman et al., 2008). V zrnu ječmene jsou obsaženy různé vitaminy, které se nacházejí především v zárodku a v aleuronové vrstvě zrna. Jejich obsah závisí na odrůdě a půdněklimatických podmínkách. Z vitaminů komplexu B jsou v ječmeni přítomny: vitamin B 1 thiamin (0,12 0,74 mg/100 g suš.), vitamin B 2 riboflavin (0,10 0,37 mg/100 g suš.), vitamin B 3 nikotinová kyselina (8,0 15,0 mg/100 g suš.), vitamin B 6 (0,30 0,40 mg/ 100 g suš.). V ječmeni je dále přítomný vitamin C, vitamin H (biotin), kyselina pantotenová, α- aminobenzoová, listová a provitamin A (karotenoidy) (Kosař et al., 2000). Vitamin E (α-, β-, γ-, δ- tokoferoly) je přítomen v zárodečné části zrna a patří mezi důležité antioxidanty. Antioxidanty hrají významnou roli v organismu a jsou schopny zabránit oxidaci organických molekul a potlačit škodlivé účinky volných radikálů (Březinová Belcredi et al., 2006; Kosař et al., 2000; Ehrenbergerová et al., 2006). Nejvýznamnějším zdrojem vitaminu E jsou rostlinné oleje, především oleje z obilných klíčků, a ztužené pokrmové tuky vyrobené z olejů (Kalač, 2003). Jako druhým nejbohatší zdroj vitaminu jsou uváděny obiloviny (Vavreinová et al., 1998; Vaculová et al., 2001) a jeho zvýšeným obsahem vyniká právě ječmen (Vaculová et al., 2001). 22

24 3.3 Hodnocení jakosti sladovnického ječmene Jakost sladovnického ječmene se posuzuje podle řady vlastností a znaků určovaných subjektivně i různými instrumentálními metodami (Dudáš, 1992). Znaky sladovnické jakosti můžeme u ječmene rozdělit na: a) subjektivní b) objektivní, které členíme na: - mechanické - fyziologické - chemické a) Subjektivní hodnocení Barva a charakter pluchy patří k tradičním vzhledovým znakům. U ječmene se požaduje vyrovnaná, světlá, slámově žlutá barva. Podíl pluchy z celé hmotnosti obilky u našich odrůd jarních ječmenů se pohybuje v rozmezí 7 9 %. Jemně zvrásněná plucha je typická pro české ječmeny a je považována za kvalitní znak sladovnického ječmene, který příznivě ovlivňuje chuť piva. Přirozený lesk a zdravá vůně doplňují pohled na kvalitní sladovnický ječmen. Zdravý ječmen má přirozený lesk a čistou vůni slámy. Zlomky a mechanicky poškozená zrna upozorňují na nesprávně provedenou sklizeň nebo nevhodnou manipulaci se zrnem po sklizni. b) Objektivní hodnocení Ze skupiny mechanických znaků je důležitá vyrovnanost a plnost zrn, charakterizovaná podílem (dle současné ČSN se jedná o přepad na sítě) zrna nad sítem 2,5 mm, související s objemovou hmotností a hmotností tisíce zrn (HTZ). Vysoký podíl zrna nad 2,5 mm signalizuje dobrý ročník, dlouhou vegetační dobu při dozrávání. Předpokládá se, že přijatý dusík byl využit pro tvorbu výnosu a nebyl uložen do zrna. Zvýšení objemové hmotnosti ovlivňuje pozitivně obsah extraktu ve sladu a rovněž HTZ. Dobrý sladovnický ječmen má objemovou hmotnost mít v rozmezí g a HTZ by neměla klesnout pod 40 g. Z chemických znaků je nevýznamnějším kriteriem sladovnické hodnoty obsah dusíkatých látek. V praxi označujeme jako obsah bílkovin, které patří mezi rozhodující kriteria při nákupu sladovnického ječmene. Množství bílkovin je ovlivněno 23

25 klimatickými poměry a agrotechnikou. Optimální obsah bílkovin v ječmeni se pohybuje v rozmezí 10,7 11,2 %. Obsah bílkovin ovlivňuje výrazně i ostatní sledované parametry jakosti sladu. S obsahem bílkovin je v nepřímé korelaci obsah škrobu v ječmeni, který by se měl pohybovat kolem %. Škrob je nositelem extraktivnosti sladu a při jeho nedostatku nelze zvýšit obsah extraktu (Prokeš, et al., 1997). 3.4 Velikost zrna Po mnoho let byla velikost zrna běžným měřítkem vyjádřena jako HTZ v gramech na sušinu (Wainwright and Buckee, 1977; EBC, 1987). U dvouřadého sladovnického ječmene jsou časté hodnoty HTZ g, ale některé vzorky mohou poskytovat nižší hodnoty HTZ g. Z důvodu malého počtu zrn je důležité správně odebírat vzorky, aby se zabránilo osobnímu zkreslení při vážení vzorku a stanovení HTZ (Hudson in Briggs et al., 1998). Používáním starších metod docházelo ke 12 % chybám, kdy se zvážili vzorky o 1000 zrnech. Vážené vzorky o 5000 zrnech dávají častokrát chybu menší 4 %. IoB (1993) používalo dva 20g vzorky, zatímco EBC (1987) používalo dva 40g vzorky. Polovina zrna a cizí hmota byly odstraněny. U zbývajícího zrna se stanoví obsah vlhkosti a vypočítá se hodnota HTZ. Stanovení HTZ je nutné pro mnoho účelů a je doplněn o prosévací test. V zásadě zrna o dané hmotnosti umístíme na horní síto. Jde o soubor tří sít (v Evropě) s otvory o velikosti 2,8, 2,5 a 2,2 mm. V ASBC metodice (1992) je soustava otvorů o velikosti (2,78 mm), (2,38 mm) a (1,98 mm). Po 5 minutovém třepání jsou určeny podíly třídění zrna (podle hmotnosti), které spadají do velikostních podílů (frakcí) > 2,8 mm, 2,8 2,5 mm, 2,5 2,2 mm a < 2,2 mm. Sladovny odstraňují tenká zrna a obvykle je nezpracovávají. V důsledku přítomnosti většího počtu zrn se stanoví maximální procentní podíl tenkých zrn. V USA tvoří tenká zrna obvykle 5 až 15 % z netříděného zrna. Baculatá zrna jsou přednostně užívána některými sladovnami pro snadné mletí. Tenká zrna bývají v dávce bohatší na dusík než baculatá zrna. (Briggs et al., 1998). Eckhardt zařízení (Anonym in Briggs et al., 1998) umožňuje vizuální rozdělení zrna podle velikosti, které mají být získány. Zrno klesá z horní části do zúženého otvoru, který se tvoří mezi přední skleněnou deskou a zadní kalibrovanou kovovou 24

26 deskou. Zrna padají do klínu. Užší dále padají mezi deskami. Padající zrna jsou zařazena do tříd podle velikosti (Briggs et al., 1998). 3.5 Obsah dusíkatých látek v ječmenu V této subkapitole se věnuji popisu metod, kterými je obsah dusíkatých látek možné stanovit. V Británii je často označován obsah dusíku v ječmenu (celkový dusík v % na sušinu), zatímco jinde (u ČR také) je hodnota dusíku často vynásobena empirickým faktorem 6,25 a výsledná hodnota se uvádí jako,,bílkovina, která je obsažena v zrnu. Zatímco dlouhodobě užívaná zvyklost je termín obsah dusíkatých látek v zrně než bílkovina. Dusík obsažený v různých bílkovinách se mění, takže faktor 6,25 je pouze přibližný faktor. Obsah dusíku v zrnu je významný, např. když se srovnává různé množství odrůd jednoho druhu ječmene. U sladu, který je vyroben ze zrna s vyšším % dusíku se zvyšuje diastatická mohutnost a celkový rozpustný dusík. Vzorky s vyšším obsahem dusíku jsou více sklovité, pomalu se máčí a dochází k méně snadné úpravě než u vzorků s nižším obsahem dusíku. Často vzorky ječmene mají dusík obsažen v rozsahu 1,5 2,2 % = 9,38 13,75 % bílkovin a v krajní mezi 1,3 3,0 % = 8,13 18,75 % bílkovin. Evropští sládkové dávají přednost sladu vyrobenému z ječmene s obsahem dusíku 1,4 1,76 % = 8,75 11,0 % bílkovin. Tradiční britské světlé pivo bylo vyráběno z ječmene, který měl obsah dusíku 1,3 1,4 %. Zrno ječmene pro výrobu sladů s vysokým obsahem enzymů může mít celkový dusík vysoký až 2,5 % = 15,63 % bílkovin. Pivovary v Severní Americe používají slad vyrobený z ječmene s hodnotou celkového dusíku 2,0 2,2 % = 12,5 13,75 % bílkovin (Briggs et al., 1998). Určování obsahu dusíku zrna se pro svou důležitost provádí s velkou péčí, často na replikovaných vzorcích, spolu se stanovením blanku. Každý systém analýzy určuje jeden nebo více referenčních metod. Většina z nich byla založena na základě Kjeldahla v roce Díky rozdílům mezi jednotlivými zrny a následným problémům při odběru vzorků, nesmí být analyzované vzorky příliš malé. Jedná se o skutečnost, která způsobuje to, že mikroanalytické techniky jsou podstatně méně spolehlivé. Základem Kjeldahlovy metody je rozklad za horka v koncentrované kyselině sírové obsahující směs katalyzátoru, jako je síran měďnatý, rtuť, soli a selenu uhličitého, často obsahuje síran draselný, který zvyšuje bod varu směsi. Během rozkladu organických látek 25

27 dochází k degradaci a většina dusíku je převedena na amonné ionty. Když je proces kompletní, amoniak je izolován přidáním zásady k směsi a vodní parou destilovaná do roztoku kyseliny borité. Kde jeho množství stanoveno titrací. Je dobře známo, že organický dusík v heterocyklických sloučeninách se uvolňuje snadněji během rozkladu, než z jednoduchých aminokyselin. Proto byly předepsány následující analytické metody. Proto také byla Dumasova metod pro stanovení dusíku v zrně uznána jako standardní metoda. Vzorky zrna se oxidují a vyrobený oxid dusíku se redukuje na plynný dusík, který stanovíme. Metoda zjistí více dusíku, než při Kjeldhalově metodě. Dumasova metoda je bezpečnější. Jedovatá činidla jsou odjímána a všechny toxické zbytky katalyzátoru jsou zlikvidovány. Vybavení je však drahé pro analýzu menšího množství vzorků (Briggs et al., 1998). Kjeldahlova metoda je poměrně pomalá a namáhavá na četnost pokusů. Byla provedena její automatizace, která dává výsledky rychleji. Automatický rozklad může následovat po automatické destilaci a titrace destilátu amoniaku může být určena kolorimetricky (ručně nebo automaticky přes analytické přístroje) nebo amonnoselektivní elektrodou. Další skupina sekundárních metod je založena na principu přímé destilace. Rozemletý ječmen se smíchá se zásadou a zahřátím se uvolnění amoniak. Obsah dusíku lze stanovit kvantitativně za předpokladu, že určitá část dusíku je propuštěna za určitých podmínek na zahřátí. Některá barviva (např. Orange G) se za určitých podmínek silně vážou na proteiny. Proto byla vyvinuta řada komerčních nástrojů, které poskytují odhad obsahu dusíku z kapacit vázajících barvivo šrotu ječmene. Použití metod, které váží barvivo poslední dobou značně pokleslo. (Briggs et al., 1998). V poslední době se staly populární přístroje NIR využívající absorbanci. Variance odrazu nebo propustnosti NIR v různých vlnových délkách může být v korelaci s obsahem celkového dusíku v zrnu. Výkonnost přístroje NIR vzrostla díky sofistikovanějšímu zařízení a zlepšily se i kalibrační metody. K dispozici jsou on-line kalibrace z mezinárodní databáze, které jsou denně aktualizovány. Tyto přístroje jsou drahé a poskytují výsledky velmi rychle. Měří obsah dusíku a současně vlhkost vzorku. Obsah vzorku zrna je stanoven v několika minutách. Je třeba mít na paměti, že všechny alternativní, sekundární metody analýzy musí být kalibrovány proti primární metodě a kalibrace musí být pravidelně kontrolována. V některých případech mohou být odlišné kalibrace pro různé odrůdy ječmene nebo jiné obiloviny. V případě sporu je vždy doporučena základní standardní metoda. Obsah dusíku zrna se považuje za tak důležitý, 26

28 že zde došlo k nerealistickým diskusím nad odlišnostmi mezi 1,65 a 1,6 % dusíku. Tento rozdíl je tak malý, že ji není možné spolehlivě stanovit v heterogenním materiálu jako je zrno (Briggs et al., 1998). 27

29 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Popis a charakteristika použitých odrůd Pro studium znaků sledovaných v této bakalářské práci byly použity odrůdy uvedené v následující tabulce 2. Tabulka 2 Seznam odrůd jarního a ozimého ječmene sledovaných v letech Název odrůdy Udržovatel Zástupce v ČR Registrace od roku v ČR Bojos Limagrain Central Europe Cereals, s.r.o Sebastian Sejet Plantbreeding SELGEN, a.s Tocada KWS LOCHOW GMBH, D SOUFFLET AGRO a.s Xanadu NORDSAAT Saatzucht GmbH, D SAATEN - UNION CZ s.r.o Campanile Nickerson (UK) Ltd., GB SELGEN, a.s Amarena Saaten Union Recherche SARL, F SAATEN - UNION CZ s.r.o Laverda NORDSAAT Saatzucht GmbH, D SAATEN - UNION CZ s.r.o JEČMEN JARNÍ Bojos Bojos je sladovnická polopozdní odrůda. Rostliny středně vysoké až vysoké, odrůda středně odolná proti poléhání, středně odolná proti lámání stébla. Zrno středně velké, výtěžnost předního zrna středně vysoká. Odolná proti napadení padlím travním, středně odolná proti napadení rzí ječmene, středně až méně odolná proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně až méně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí. Výnos zrna ve všech zemědělských výrobních oblastech vysoký. Hodnota ukazatele sladovnické kvality (USJ) 6,7 bodu. Odrůda vhodná pro výrobu piva Českého typu. Sebastian Sebastian je sladovnická polopozdní odrůda. Rostliny nízké, odrůda středně odolná proti poléhání, středně odolná až odolná proti lámání stébla. Zrno středně velké, výtěžnost předního zrna středně vysoká až vysoká. Středně odolná proti napadení padlím travním, středně odolná až odolná proti napadení rzí ječmene, středně odolná 28

30 proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí. Výnos zrna ve všech zemědělských výrobních oblastech vysoký. Hodnota ukazatele sladovnické kvality (USJ) 8,2 bodu. Tocada Tocada je nesladovnická polopozdní odrůda. Rostliny středně vysoké až vysoké, odrůda středně odolná proti poléhání, středně odolná proti lámání stébla. Zrno velmi velké, podíl předního zrna středně vysoký. Středně odolná proti napadení padlím travním, středně odolná proti napadení rzí ječmene, středně až méně odolná proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí. Výnos zrna ve všech zemědělských výrobních oblastech velmi vysoký. Xanadu Xanadu je sladovnická středně raná odrůda. Rostliny středně vysoké, odrůda středně odolná proti poléhání, středně odolná proti lámání stébla. Zrno středně velké až velké, podíl předního zrna vysoký. Odolná proti napadení padlím travním, středně odolná proti napadení rzí ječmene, středně odolná proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí. Výnos zrna ve všech zemědělských výrobních oblastech vysoký. Hodnota ukazatele sladovnické kvality (USJ) 6,5 bodu ( JEČMEN OZIMÝ Campanile Campanile je dvouřadá polopozdní až pozdní odrůda. Rostliny středně vysoké, odrůda středně odolná až odolná proti poléhání, odolná proti lámání stébla. Zrno velké, podíl předního zrna středně vysoký. Středně odolná proti napadení padlím travním na listu, středně až méně odolná proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí, odolná proti napadení rzí ječnou. Výnos zrna v rámci sortimentu dvouřadých odrůd velmi vysoký. 29

31 Amarena Amarena je nesladovnická víceřadá polopozdní až pozdní odrůda. Rostliny středě vysoké, odrůda odolná proti poléhání, středně odolná proti lámání stébla. Zrno středně velké, podíl předního zrna nízký. Středně odolná až odolná proti napadení padlím travním na listu, středně až méně odolná proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí. Odolnost proti napadení rzí ječmene nemohla být hodnocena vzhledem k nízkému výskytu patogena v době zkoušení. Výnos zrna ve srovnání s víceřadými odrůdami středně vysoký. Laverda Laverda je víceřadá poloraná odrůda. Rostliny nízké, odrůda středně odolná proti poléhání, méně odolná proti lámání stébla. Zrno středně velké až velké, podíl předního zrna vysoký. Odolná proti napadení padlím travním na listu, středně odolná proti napadení komplexem hnědých skvrnitostí, středně odolná proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí, odolná proti napadení rzí ječnou. Výnos zrna v rámci sortimentu víceřadých odrůd vysoký ( 30

32 4.2 Popis vybraných lokalit Odrůdy jarního a ozimého ječmene byly pěstovány na vybraných lokalitách Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského (ÚKZÚZ) a jejich charakteristika půdních i povětrnostních podmínek je uvedena v tabulce 3. Tabulka 3 Popis lokalit Lokalita Kód lokality Výrobní oblast Půdní typ a druh Nadmořská výška (m) Dlouhodobá průměrná teplota t30 ( C) Dlouhodobý průměrný úhrn srážek s30 (mm) Horažďovice HOR 4 KMm - ph 475 7,8 585 Hradec nad Svitavou HRA 4 HMm - jh 450 7,4 616 Jaroměřice nad Rokytnou JAR 3 HMm - jh Kujavy KUJ 3 LMm - h 260 8,2 604 Dlouhodobá průměrná teplota t30 a dlouhodobý průměrný úhrn srážek s30 ( ) Kód Výrobní oblasti 3 obilnářská výrobní oblast 4 bramborářská výrobní oblast ph jh h KMm HMm LMm Půdní druh písčitohlinitá půda (střední) jílovitohlinitá půda (těžká) hlinitá půda (střední) Genetický půdní typ a subtyp Kambizem typická Hnědozem typická Luvizem typická 4.3 Třídění ječmene Třídění sklizeného zrna jednotlivých odrůd (tabulka 2) bylo provedeno na mechanické třídičce značky KAMAS WESTRUP (obrázek 5) v Ústředním kontrolním a zkušebním ústavu zemědělském (ÚKZÚZ) Chrlice. 31

33 Obrázek 5 Mechanická třídička značky KAMAS WESTRUP Princip: Ječmen se na třídičce rozdělí podle velikosti zrn. Přístroje a zařízení: Třídička se třemi síty s podlouhlými zakulacenými otvory 2,8 x 20 (síto I); 2,5 x 20 (síto II) a 2,2 x 20 mm (síto II) (Analytica-EBC, 1998). Postup: 1. Vložíme do třídičky síta o velikosti 2,2 a 2,5 mm. Nasypeme vzorek o hmotnosti 3 kg do násypky. 2. Třepáním se množství vzorku posunuje a propadá příslušnými síty (2,5 a 2,2 mm). Třepeme přibližně 45 minut. Každý velikostní podíl padá zvlášť do svého zásobníku. 32

34 3. Po vytřídění vzorku na sítech 2,2 a 2,5 mm přístroj zastavíme a uschováme si vzorek s velikostí zrna nad 2,2 mm, který použijeme pro další měření. Vzorek o velikosti zrna nad 2,5 a větší použijeme znovu. 4. Poté vyměníme síta za 2,8 a 2,5 mm. Vzorek o velikosti zrna nad 2,5 a větší nasypeme do násypky a třepeme přibližně 45 minut. 5. Vzorek se nám rozdělí na dva velikostní podíly. Zrno o velikosti nad 2,5 a zrno o velikosti nad 2,8 mm. Tyto dva vzorky si uchováme pro další měření. Tento postup opakujeme stejně pro všechny další vzorky. Vyhodnocení: Podíly jednotlivých frakcí na sítech (I, II, III) zvážíme samostatně, protože byly potřebné pro další měření. Pozn.: Podíl frakce, který propadl pod sítem III, se uvádí jako propad, nebyl již potřebný k dalšímu měření. 4.4 Měření obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti Měření jsem prováděl ve Výzkumném ústavě pivovarské a sladařském (VÚPS) v Brně a k měření byly použity přístroje NIR analyzátor značky AgriCheck a vlhkoměr pro obchodní styk s označením GAC 2100 BI (obrázek 6). Vlhkoměr GAC 2100 BI jsem používal k měření vlhkosti jednotlivých velikostních frakcí (2,8; 2,5 a 2,2 mm). Kromě toho měřil přístroj i objemovou hmotnost příslušných velikostních frakcí. Z důvodu velkého množství vzorků nebyla použita klasická metoda pro měření objemové hmotnosti, která se měří kalibrovaným odměrným válcem o obsahu 1 litr. Přístroj jsem používal podle přiložené uživatelské příručky. Přístroj AgriCheck firmy BRUINS INSTRUMENTS je NIR spektrometr, který se používá pro analýzu vzorku s využitím absorpce a vyhodnocení charakteristických vlastností spektra daného vzorku. Přístroj je určen pro rychlou analýzu vzorku. NIR analyzátor AgriCheck jsem používal ke stanovování obsahu škrobu a dusíkatých látek u jednotlivých velikostních frakcí (2,8; 2,5 a 2,2 mm), podle přiložené uživatelské příručky. 33

35 Obrázek 6 Zleva: Vlhkoměr GAC 2100 BI a NIR analyzátor AgriCheck ( &Itemid=147) 4.5 Zpracování výsledků Výsledky byly statisticky zpracovány pomocí analýzy rozptylu dvojného třídění. Pro vícenásobné porovnání středních hodnot ze stejného počtu opakování bylo použito minimální průkazné diference (Tukey-test) při P = 0,05. 34

36 5 VÝSLEDKY 5.1 Vyhodnocení ječmene jarního Vyhodnocení analýzy variance a odhadů komponent rozptylu Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) je patrné, že všechny zdroje proměnlivosti (odrůdy, velikostní frakce, roky i lokality) byly statisticky významným zdrojem variability u všech sledovaných znaků (s vyjímkou odrůd u objemové hmotnosti). Tabulka 4 Analýza variance a odhady komponent rozptylu Zdroj Průměrný Odhad komponent rozptylu d.f. proměnlivosti čtverec abs. rel. (%) s.e. Obsah škrobu Odrůdy 3 2,56** 0,06 3,18 0,06 Frakce 2 9,15*** 0,18 10,24 0,19 Roky 2 33,09*** 0,68 38,78 0,69 Lokality 3 10,55*** 0,28 15,89 0,24 Chyba 133 0,56 0,56 31,92 0,07 Obsah dusíkatých látek Odrůdy 3 7,88*** 0,20 12,52 0,18 Frakce 2 9,87*** 0,19 12,04 0,21 Roky 2 3,48* 0,05 3,51 0,07 Lokality 3 10,54*** 0,27 17,24 0,24 Chyba 133 0,85 0,85 54,70 0,10 Objemovou hmotnost Odrůdy 3 21,68 0,34 1,32 0,49 Frakce 2 742,99*** 15,29 58,72 15,48 Roky 2 29,92* 0,43 1,65 0,62 Lokality 3 33,66* 0,68 2,60 0,76 Chyba 133 9,29 9,29 35,71 1,14 35

37 Vysvětlivky: Hladina významnosti d.f. = stupně volnosti * P = 0,05 rel. = relativní hodnota ** P = 0,01 abs. = původní hodnota *** P = 0,001 s.e. = chyba odhadu lokality = místo pěstování frakce = velikostní podíly na sítech 2,2; 2,5 a 2,8 mm Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle odrůd Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) vyplývá, že na obsah škrobu měly statisticky vysoce významný vliv všechny faktory (odrůdy, velikostní frakce, roky i lokality). Přičemž roky zaujímaly největší vliv (38,78 %). Proto bylo provedeno porovnání průměrných hodnot odrůd Tukey-testem. Statisticky významně vyšší obsah škrobu (tabulka 5) měla pouze odrůda Xanadu (63,59 %) ve srovnání s odrůdou Bojos. Statisticky významně se nelišila od odrůdy Sebastian a Tocada (63,54; 63,45 %). Nejnižší obsah škrobu měla odrůda Bojos (63,01 %), která se statisticky významně nelišila od odrůdy Tocada (63,45 %). Tabulka 5 Průměrné hodnoty obsahu škrobu z odrůd Odrůda n průměr (%) významnost rozdílu Bojos 36 63,01 a Tocada 36 63,45 ab Sebastian 36 63,54 b Xanadu 36 63,59 b MD (0,05) 0,46 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) vyplývá, že na obsah dusíkatých látek měly statisticky velmi vysoce významný a poměrně stejný vliv faktory: odrůdy, velikostní frakce i lokality a statisticky významný vliv měly i roky (3,51 %). Nejnižší obsah dusíkatých látek (tabulka 6) měla odrůda Tocada (11,49 %), která se tak 36

38 statisticky významně lišila od odrůd Xanadu a Bojos. Nejvyšší obsah dusíkatých látek měla odrůda Bojos (12,49 %), která se statisticky významně nelišila od odrůdy Xanadu (12,20 %). Odrůda Xanadu se statisticky významně nelišila také od odrůdy Sebastian (11,65 %). Tabulka 6 Průměrné hodnoty obsahu dusíkatých látek (NL) z odrůd Odrůda n průměr (%) významnost rozdílu Tocada 36 11,49 a Sebastian 36 11,65 ab Xanadu 36 12,20 bc Bojos 36 12,49 c MD (0,05) 0,57 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Jak vyplývá z tabulky analýzy variance (tabulka 4) na objemovou hmotnost měly statisticky velmi vysoce významný vliv velikostní frakce (58,72%) a statisticky významný vliv měly roky a lokality. Odrůdy se nepodílely statisticky významně. Nejvyšší Objemová hmotnost (tabulka 7) byla stanovena u odrůdy Bojos (65,59 kg.hl -1 ), která se statisticky významně nelišila od odrůdy Sebastian, Tocada a Xanadu (64,80; 64,08; 63,89 kg.hl -1 ) a ani mezi těmito třemi odrůdami nebyly stanoveny významné rozdíly. Tabulka 7 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti z odrůd Odrůda n průměr (kg.hl -1 ) významnost rozdílu Xanadu 36 63,89 a Tocada 36 64,08 a Sebastian 36 64,80 a Bojos 36 65,59 a MD (0,05) 1,87 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference 37

39 5.1.3 Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle velikostní frakce Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) vyplývá, že na obsah škrobu měly statisticky velmi vysoce významný vliv velikostní frakce (10,24 %). Statisticky významně vyšší obsah škrobu (tabulka 8) měly v průměru vzorky z velikostní frakce 2,5 mm (63,69 %), které se statisticky významně nelišily od průměru vzorků z velikostní frakce 2,8 mm (63,61 %). Nejnižší obsah škrobu měly v průměru vzorky z velikostní frakce 2,2 mm (62,89 %), které se tak statisticky významně lišily od průměru vzorků z velikostní frakce 2,8 mm a 2,5 mm. Tabulka 8 Průměrné hodnoty obsahu škrobu z velikostních frakcí Frakce n průměr (%) významnost rozdílu 2,2 mm 48 62,89 a 2,8 mm 48 63,61 b 2,5 mm 48 63,69 b MD (0,05) 0,36 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) vyplývá, že na obsah dusíkatých látek měly statisticky velmi vysoce významný vliv velikostní frakce (12,04 %). Následným testováním pak bylo zjištěno, že nejvyšší obsah dusíkatých látek (tabulka 9) měly v průměru vzorky z velikostní frakce 2,2 mm (12,48 %), které se statisticky významně lišily od průměru vzorků z velikostní frakce 2,5 mm (11,70 %) a velikostní frakce 2,8 mm (11,70 %), které měly obsah dusíkatých látek nižší. Tabulka 9 Průměrné hodnoty obsahu dusíkatých látek (NL) z velikostních frakcí Frakce n průměr (%) významnost rozdílu 2,8 mm 48 11,70 a 2,5 mm 48 11,70 a 2,2 mm 48 12,48 b MD (0,05) 0,45 38

40 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Jak vyplývá z analýzy variance (tabulka 4) měly i na objemovou hmotnost statisticky velmi vysoce významný vliv velikostní frakce a zaujímaly největší podíl na celkové variabilitě (58,72 %). Statisticky významně vyšší objemovou hmotnost (tabulka 10) měly v průměru vzorky z velikostní frakce 2,8 mm (67,87 kg.hl -1 ), oproti průměru vzorků z obou menších velikostních frakcí 2,5 mm a 2,2 mm (65,68; 60,23 kg.hl -1 ). Tabulka 10 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti z velikostních frakcí Frakce n průměr (kg.hl -1 ) významnost rozdílu 2,2 mm 48 60,23 a 2,5 mm 48 65,68 b 2,8 mm 48 67,87 c MD (0,05) 1,48 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Vyhodnocení průměrných hodnot obsahu škrobu, dusíkatých látek a objemové hmotnosti podle roků Jak vyplývá z analýzy variance (tabulka 4) na obsah škrobu měly statisticky velmi vysoce významný a největší ze všech faktorů vliv roky (38,78 %). Statisticky významně vyšší obsah škrobu (tabulka 11) byl stanoven v průměru vzorků z roku 2009 (64,18 %), které se statisticky významně lišily od průměru vzorků z roku 2008 (63,48 %) a roku 2007 (62,53 %). Tabulka 11 Průměrné hodnoty obsahu škrobu z roku Rok n průměr (%) významnost rozdílu ,53 a ,48 b ,18 c MD (0,05) 0,36 39

41 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) vyplývá, že na obsah dusíkatých látek měly statisticky významný vliv roky, ale zaujímaly pouze 3,51 %. Nejnižší obsah dusíkatých látek (tabulka 12) měly v průměru vzorky z roku 2008 (11,67 %), které se tak statisticky významně lišily od průměrných vzorků z roku 2007 (12,20 %). Nejvyšší obsah dusíkatých látek byl stanoven v průměru vzorků z roku 2007 (12,20 %), které se obsahem dusíkatých látek statisticky významně nelišily od průměru vzorků z roku 2009 (12,01 %). Tabulka 12 Průměrné hodnoty obsahu dusíkatých látek (NL) z roku Rok n průměr (%) významnost rozdílu ,67 a ,01 ab ,20 b MD (0,05) 0,45 Vysvětlivky: Průměrné hodnoty označení různými písmeny jsou od sebe významně odlišné při P = 0,05; MD = minimální průkazná diference Z tabulky analýzy variance (tabulka 4) vyplývá, že na objemovou hmotnost měly sice statisticky významný vliv roky, avšak další testováním průměrů vzorků (přes odrůdy, velikostní podíly, lokality) nebyl statistický významný rozdíl prokázán, jejich podíl činil pouze 1,65 %. Vyšší objemová hmotnost (tabulka 13) byla stanovena u průměru vzorků v roce 2008 (65,50 kg.hl -1 ), následoval průměr vzorků z roku 2007 (64,20 kg.hl -1 ). Nejnižší objemovou hmotnost měly v průměru vzorky z roku 2009 (64,07 kg.hl -1 ). Tabulka 13 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti z roku Rok n průměr (kg.hl -1 ) významnost rozdílu ,07 a ,20 a ,50 a MD (0,05) 1,48 40