Patates sadece insanlar için diyet karbonhidrat kaynağı değil, aynı zamanda çok sayıda endüstriyel kullanım için bir nişasta kaynağıdır. A&M AgriLife Texas bilim adamları, mahsulün mutfak ve endüstriyel kullanımlarını artırmak için patateslerdeki iki nişasta molekülünün - amiloz ve amilopektin - oranını nasıl değiştireceklerini araştırıyorlar.
Örneğin, yüksek amilopektin içeriğine sahip mumsu patatesler biyoplastik, gıda katkı maddeleri, yapıştırıcılar ve alkol üretiminde kullanılır.
Uluslararası Moleküler Bilimler ve Bitki Hücresi, Doku ve Organ Kültürü Dergisi'nde yakın zamanda yayınlanan iki makale, CRISPR teknolojisinin patates kullanımını nasıl iyileştirebileceğini araştırıyor.
Her iki makale de Texas A&M Bitki Genomik ve Biyoteknoloji Enstitüsü ve Toprak Bölümü'nde AgriLife Bitki Biyoteknoloji uzmanı olan Kirti Rathor'un laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Ph.D. Stephanie Toinga tarafından yapılan çalışmaları içermektedir. Ayrıca Texas A&M Bahçe Bitkileri Bilimi Bölümü'ndeki AgriLife Research'te patates yetiştiricisi olan Isabelle Weils, Ph.D., her iki makalenin ortak yazarlarındandı.
Rathor, "Bu iki çalışmadan edindiğimiz bilgi ve bilgiler, bu çok önemli ürüne diğer arzu edilen özellikleri tanıtmamıza yardımcı olacak." Dedi.
Patates Gerçekleri
Patates, 160'tan fazla ülkede 40,8 milyon akrelik alanda yetiştiriliyor ve bir milyardan fazla insanın temel gıda maddesi.
Rathor, orta boy bir patatesin, çoğunlukla nişastadan elde edilen yaklaşık 160 kalori içerdiğini ve bu nedenle yumruların dünyadaki birçok insan için önemli bir enerji kaynağı olduğunu söylüyor. Patates ayrıca vitaminler ve mineraller de dahil olmak üzere diğer temel besinleri içerir.
Nişasta, hem diyet hem de endüstriyel kullanımlar için kilit öneme sahiptir.
Patates yumrularının içindeki nişasta miktarı, patates kullanımının belirlenmesinde temel faktördür.
Galler, yüksek nişastalı patateslerin genellikle patates kızartması, cips ve kuru patates gibi işlenmiş gıdalar yapmak için kullanıldığını söylüyor.
Düşük ve orta nişastalı patatesler genellikle taze veya sofralık patates olarak kullanılır, diyor. Yumruların taze tüketimi için, deri dokusu, deri rengi, et rengi ve yumru şekli de dahil olmak üzere yumrunun görünümü ek önemli faktörlerdir. Son zamanlarda, bebek gibi çeşitli şekillerde özel patates çeşitleri ortaya çıktı; kırmızı, mor veya sarı tenli ve etli olanlar, hazırlama kolaylığı ve artan besin değeri nedeniyle popüler hale geliyor.
Ayrıca patates nişastasından yakıt veya alkollü içecekler için etanol üretilebilir; biyolojik olarak parçalanabilen plastik ikame; veya ilaç, tekstil, ağaç ve kağıt endüstrileri ve ekonominin diğer sektörleri için yapıştırıcılar, bağlayıcılar, tekstüre ajanları ve dolgu maddeleri.
Endüstriyel uygulamalar için patateslerdeki nişasta miktarını ve türünü dikkate almak önemlidir.
Toinga, benzersiz fonksiyonel özelliklerinden dolayı yüksek amilopektin nişastalarının gıda ve diğer endüstriyel kullanımlar için arzu edilir olduğuna inanmaktadır. Örneğin, bu tür nişastalar, gıdalarda stabilizatör ve koyulaştırıcı olarak ve salata soslarında bir emülgatör olarak kullanım için tercih edilen formdur. Amilopektin nişastası, donma-çözülme stabilitesi nedeniyle dondurulmuş gıdalarda kullanılır. Ek olarak, amilopektin nişastası bakımından zengin patatesler, diğer nişastalı patateslere kıyasla daha yüksek seviyelerde etanol üretir.
Seçilmiş Nişasta İle Patates Yetiştiriciliğinin Faydaları
Toinga, nişasta modifiyeli patates çeşitleri geliştirmenin yeni olasılıklar açabileceğini söylüyor. Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi'nde tanımladığı gene-düzenlenmiş Yukon Gold gibi yüksek amilopektin ve düşük amiloz içeren patateslerin, geleneksel kullanımlarının ötesinde endüstriyel kullanımları vardır.
Galler, aksine, yüksek amiloz seviyelerine ve düşük amilopektine sahip patateslerin insan tüketimi için arzu edileceğini söyledi. Amiloz lif gibi davranır ve glikozu amilopektin kadar kolay salmaz, bu da daha düşük bir glisemik indeks ile sonuçlanır ve patatesleri diyabetli kişiler için daha lezzetli hale getirir.
CRISPR/Cas9 yeni fırsatlar yaratıyor
Weils, CRISPR/Cas9 teknolojisinin yetiştiricilere sunulan araç kutusunu genişlettiğini ve istenen özellikleri popüler ticari mahsul çeşitlerine dahil etmek için daha doğrudan ve daha hızlı bir yol sağladığını belirtiyor. Geleneksel ıslah, 10-15 yıl sürebilen uzun bir süreçtir.
Buna ek olarak, patates genomunun karmaşık yapısı nedeniyle, doğru istenen özelliklere sahip yeni çeşitler yaratmak, geleneksel ıslah için bir zorluktur, dedi. Moleküler teknolojiler, seçimin verimliliğini artırdı ve CRISPR/Cas9 teknolojisini kullanan gen düzenleme, başka bir karmaşıklık katmanı ekliyor.
Geliştirilmiş çeşitlilik Yukon Gold
İlk çalışmada değerlendirilen çeşitli patates çeşitleri arasında en iyi rejenere olan Yukon Gold, ikinci çalışmada kullanıldı. Sonuç, nişastada yüksek oranda amilopektin ve düşük amiloz içeriğine sahip bir patatesti.
Toinga, "Dönen bitkilerden biri olan T2-7, normal büyüme ve verim özellikleri gösterdi, ancak tamamen amilozdan yoksundu" dedi.
Yumru nişastası, T2-7, kağıt ve tekstil endüstrilerinde yapıştırıcı/bağlayıcı, biyoplastik ve etanol üretimi olarak endüstriyel uygulamalara sahiptir. Bu deneysel numunenin yumru nişastası, kimyasal modifikasyonlara ihtiyaç duymadan donma ve çözülmeye karşı direnci nedeniyle, dondurulmuş gıdaların üretiminde de faydalı olmalıdır. Tek nişasta şekli olarak amilopektinli patatesler, endüstriyel kullanım veya alkollü içecekler oluşturmak için daha fazla etanol üretmelidir.
Bu çalışmalarda bir sonraki adım olarak, erişim T2-7 kendi kendine tozlaştı ve transgenik elementleri ortadan kaldırmak için Yukon Gold ve diğer patates klonlarının donör suşu ile çaprazlandı.