Компирите се извор не само на диететски јаглехидрати за луѓето, туку и скроб за бројни индустриски намени. Научниците од Texas A&M AgriLife проучуваат како можат да го променат односот на две молекули на скроб во компирот - амилоза и амилопектин - за да ја зголемат кулинарската и индустриската употреба на културата.
На пример, восочни компири, кои се богати со амилопектин, се користат во производството на биопластика, адитиви за храна, лепила и алкохол.
Два труда неодамна објавени во International Journal of Molecular Sciences and Plant Cell, Tissue and Organ Culture прикажуваат како технологијата CRISPR може да ја подобри употребата на компири.
И двата труда ја вклучуваат работата направена од Стефани Тоинга, д-р, која била дипломиран студент во лабораторијата на д-р Кирти Раторе, биотехнолог за растенијата AgriLife во Тексас А&М Институтот за геномика и биотехнологија на растенијата и Одделот за почви . Исто така, коавтор на двата труда беше Изабел Вејлс, д-р, одгледувач на компири за истражување на АгриЛајф во Одделот за хортикултурни науки на Тексас А&М.
„Информациите и знаењето што ги добивме од овие две студии ќе ни помогнат да воведеме други пожелни особини во оваа многу важна култура“, рече Раторе.
Факти за компири
Компирите се одгледуваат во повеќе од 160 земји на 40,8 милиони хектари и служат како основна храна за повеќе од милијарда луѓе.
Според Раторе, компирот со средна големина содржи околу 160 калории, главно добиени од скроб, така што клубените се важен извор на енергија за многу луѓе ширум светот. Компирите содржат и други есенцијални хранливи материи, вклучувајќи витамини и минерали.
Скробот е од клучно значење и за диетална и за индустриска употреба.
Количината на скроб во клубени од компири е главниот фактор што ја одредува употребата на компирот.
Компирите со висок скроб често се користат за правење преработена храна како помфрит, чипс и дехидрирани компири, рече Вејлс.
Компирите со ниска до средна содржина на скроб често се користат свежи или како трпезни компири, рече таа. За свежа потрошувачка на клубени, дополнителни важни фактори се изгледот на клубенот, вклучувајќи ја текстурата на кожата, бојата на кожата, бојата на месото и обликот на клубенот. Неодамна се појавија посебни сорти на компири со различни форми, како што е бебе; со црвена, виолетова или жолта кожа и пулпа стануваат популарни поради нивната леснотија на подготовка и зголемената хранлива вредност.
Покрај тоа, компирниот скроб може да се користи за производство на етанол за гориво или алкохолни пијалоци; биоразградлива пластична замена; или лепила, врзива, текстурирачки агенси и полнила за фармацевтската, текстилната, дрвната и хартиената индустрија и други економски сектори.
За индустриски апликации, важно е да се земе предвид количината и видот на скроб во компирот.
Toinga верува дека скробот со висока содржина на амилопектин се пожелни за храна и други индустриски апликации поради нивните уникатни функционални својства. На пример, таквите скробови се најпосакувана форма за употреба како стабилизатор и згуснувач во храната и како емулгатор во преливи за салати. Поради неговата стабилност замрзнување-одмрзнување, амилопектинскиот скроб се користи во замрзната храна. Дополнително, компирите богати со амилопектин скроб произведуваат повисоки нивоа на етанол во споредба со компирите со други скроб.
Предности на одгледување компири со одбран скроб
Според Toinga, развојот на сорти на компир со модифициран скроб може да отвори нови можности. Компирите со висок амилопектин и ниска содржина на амилоза, како што е генски уреденото Yukon Gold што таа го опиша во International Journal of Molecular Sciences, имаат индустриска примена надвор од традиционалните намени.
Спротивно на тоа, компирите со високо ниво на амилоза и ниски нивоа на амилопектин би биле пожелни за човечка исхрана, рече Валес. Амилозата делува како влакна и не ослободува гликоза толку лесно како амилопектин, што резултира со понизок гликемиски индекс и го прави компирот повкусен за луѓето со дијабетес.
CRISPR/Cas9 создава нови можности
Како што забележува Валес, технологијата CRISPR/Cas9 ги прошири алатките достапни за одгледувачите на растенија и обезбедува подиректни и побрзи средства за инкорпорирање на посакуваните особини во популарните комерцијални сорти на култури. Традиционалното одгледување е долг процес кој може да потрае 10-15 години.
Дополнително, рече таа, поради сложената природа на геномот на компирот, создавањето нови сорти со вистинскиот сет на пожелни особини е предизвик за традиционалното одгледување. Молекуларните технологии ја зголемија ефикасноста на размножувањето, а уредувањето на гените со помош на технологијата CRISPR/Cas9 додава уште еден слој на сложеност.
Подобрена сорта Јукон Голд
Помеѓу различните сорти на компир оценети во првата студија, Јукон Голд го регенерира најдоброто, па затоа беше користен во втората студија. Резултатот беше компир со висока содржина на амилопектин и ниска содржина на амилоза скроб.
„Едно од нокаутните растенија, Т2-7, покажа нормален раст и карактеристики на принос, но имаше целосно недостаток на амилоза“, рече Тоинга.
Скробот од клубените, Т2-7, може да има индустриска примена во индустријата за хартија и текстил како лепило/врзивно средство, биопластика и производство на етанол. Клубениот скроб од овој експериментален примерок, поради неговата отпорност на замрзнување и одмрзнување без потреба од хемиски модификации, треба да биде корисен и во производството на замрзната храна. Компирите со амилопектин како единствена форма на скроб исто така треба да произведуваат повеќе етанол за индустриска употреба или за создавање на алкохолни пијалоци.
Како следен чекор во овие студии, пристапот Т2-7 беше самопробиен и вкрстен со донаторски вид Јукон Голд и други клонови на компир за да се елиминираат трансгенските елементи.