Effects of Three Fusarium Species on the Quality of Barley and Malt

Abstract

In this study, field-grown barley was artificially infected during the heading stage with three Fusarium species, F. culmorum, F. graminearum, and F. poae. The objective was to investigate possible differences among Fusarium species in terms of how severely they affect the quality of barley under Finnish field conditions. Moreover, we studied the effects of heavy infection on corresponding malt quality. Field trials were carried out with two different barley cultivars at two experimental farms. Spike samples collected during the growing period were analyzed for Fusarium infection and moisture content. Total precipitation and temperature data were collected daily. In addition, the harvested barley samples were analyzed for overall microbial flora and for mycotoxins. The infection rate and the amount of mycotoxins produced in the barley samples differed among species. F. graminearum was found to have the most negative effects on barley quality in terms of the studied parameters. Samples were malted in laboratory scale. All three Fusarium species increased the gushing potential of malt. Heavy fungal infection increased the enzyme activities in malt resulting in darker wort color and increased soluble nitrogen and free amino nitrogen content. However, high Fusarium contamination reduced lautering performance.

RESUMEN

En este estudio, cebada cultivada en campos fue artificialmente infectada durante la etapa de espiga con tres especies de Fusarium, F. culmorum, F. graminearum, y F. poae. El objetivo era investigar diferencias posibles entre las especies de Fusarium en términos de que severamente afectan la calidad de cebada bajo condiciones de campo Finlandesas. Mas a fondo, estudiamos los efectos de infección pesada en la calidad correspondiente de malta. Pruebas de campo fueron realizadas con dos diversas variedades de cebada en dos granjas experimentales. Muestras de espiguillas recogidas durante el período de desarrollo fueron analizadas de infección de Fusarium y contenido de humedad. Datos de precipitación total y temperatura fueron tomados diario. Adicionalmente, las muestras cosechadas de cebada fueron analizadas de flora microbiana y micotoxinas totales. El índice de infección y la cantidad de micotoxinas producidas en las muestras de cebada diferenciaron entre especies. F. graminearum se descubrió tener los efectos más negativos en la calidad de cebada en términos de los parámetros estudiados. Las muestras fueron malteadas en escala laboratorio. Las tres especies de Fusarium aumentaron el potencial de gushing de la malta. La infección pesad de hongos aumentó las actividades de enzimas en la malta dando por resultado un color más oscuro de mosto y aumentó el contenido de nitrógeno soluble y nitrógeno amino. Sin embargo, la alta contaminación de Fusarium redujo el funcionamiento del proceso de lauter.

• Artificial inoculation
• Field trials
• Gushing
• Malting
• Mycotoxins

Palabras clave:

• Inoculación artificial
• Gushing
• Malteado
• Micotoxinas
• Pruebas de campo