Patatja nuk është vetëm një burim i karbohidrateve dietike për njerëzit, por edhe një burim niseshteje për përdorime të shumta industriale. Shkencëtarët e A&M AgriLife nga Teksasi po studiojnë se si të ndryshojnë raportin e dy molekulave të niseshtës në patate - amilozë dhe amilopektinë - për të rritur përdorimet e kuzhinës dhe industriale të kulturave.
Për shembull, patatet dyllore me përmbajtje të lartë amilopektine përdoren në prodhimin e bioplastikës, aditivëve ushqimorë, ngjitësve dhe alkoolit.
Dy punime të botuara së fundi në Revistën Ndërkombëtare të Shkencave Molekulare dhe Kulturën e Qelizës Bimore, Indeve dhe Organeve eksplorojnë se si teknologjia CRISPR mund të përmirësojë përdorimin e patates.
Të dy punimet përfshijnë punën e bërë nga Stephanie Toinga, Ph.D., e cila ishte studente e diplomuar në laboratorin e Kirti Rathor, Ph.D., Bioteknologu i bimëve AgriLife në Institutin e Gjenomikës dhe Bioteknologjisë Bimore të Teksasit A&M dhe Departamentit të Tokave. Gjithashtu bashkëautore e të dy punimeve ishte Isabelle Weils, PhD, kultivuese e patates së Kërkimit AgriLife në Departamentin e Shkencave Hortikulturore të Teksasit A&M.
"Informacioni dhe njohuritë që kemi marrë nga këto dy studime do të na ndihmojnë të prezantojmë tipare të tjera të dëshirueshme në këtë kulturë shumë të rëndësishme," tha Rathor.
Fakte për patate
Patatja rritet në mbi 160 vende në 40,8 milionë hektarë dhe është ushqimi kryesor për mbi një miliard njerëz.
Një patate e mesme përmban rreth 160 kalori, kryesisht të marra nga niseshteja, thotë Rathor, kjo është arsyeja pse zhardhokët janë një burim i rëndësishëm energjie për shumë njerëz në mbarë botën. Patatet përmbajnë edhe lëndë ushqyese të tjera thelbësore, duke përfshirë vitaminat dhe mineralet.
Niseshteja është e një rëndësie kyçe për përdorime dietike dhe industriale.
Sasia e niseshtës në zhardhokët e patates është faktori kryesor në përcaktimin e përdorimit të patateve.
Patatet me shumë niseshte përdoren shpesh për të bërë ushqime të përpunuara si patate të skuqura, patatina dhe patatet e thata, thotë Uellsi.
Patatet me niseshte të ulët dhe mesatare përdoren shpesh të freskëta ose si patate tavoline, thotë ajo. Për konsum të freskët të zhardhokëve, faktorë shtesë të rëndësishëm janë pamja e zhardhokëve, duke përfshirë strukturën e lëkurës, ngjyrën e lëkurës, ngjyrën e mishit dhe formën e zhardhokëve. Kohët e fundit janë shfaqur varietete të veçanta patatesh të formave të ndryshme, si bebe; me lëkurë dhe mish të kuqe, vjollcë ose të verdhë po bëhen të njohura për shkak të lehtësisë së përgatitjes dhe rritjes së vlerës ushqyese.
Përveç kësaj, etanoli mund të prodhohet nga niseshteja e patates për karburant ose pije alkoolike; zëvendësues plastik i biodegradueshëm; ose ngjitës, lidhës, agjentë teksturues dhe mbushës për industrinë farmaceutike, tekstile, druri dhe letre dhe sektorë të tjerë të ekonomisë.
Për aplikime industriale, është e rëndësishme të merret parasysh sasia dhe lloji i niseshtës në patate.
Toinga beson se niseshte me amilopektinë të lartë janë të dëshirueshme për ushqim dhe aplikime të tjera industriale për shkak të vetive të tyre unike funksionale. Për shembull, niseshte të tilla janë forma e preferuar për përdorim si stabilizues dhe trashës në ushqime dhe si emulsifikues në salcat e sallatave. Për shkak të qëndrueshmërisë së tij në ngrirje-shkrirje, niseshteja e amilopektinës përdoret në ushqimet e ngrira. Përveç kësaj, patatet e pasura me niseshte amilopektine prodhojnë nivele më të larta të etanolit në krahasim me patatet me niseshte të tjera.
Përfitimet e mbarështimit të patates me niseshte të zgjedhur
Toinga thotë se zhvillimi i varieteteve të patates me niseshte të modifikuar mund të hapë mundësi të reja. Patatet që janë të larta në amilopektinë dhe të ulëta në amilozë, siç është Yukon Gold i modifikuar nga gjenet që ajo përshkroi në International Journal of Molecular Sciences, kanë përdorime industriale përtej përdorimeve të tyre tradicionale.
Në të kundërt, patatet me nivele të larta amilozë dhe amilopektinë të ulët do të ishin të dëshirueshme për konsum njerëzor, tha Wales. Amyloza vepron si fibra dhe nuk çliron glukozën aq lehtë sa amilopektina, duke rezultuar në një indeks glicemik më të ulët dhe duke i bërë patatet më të shijshme për njerëzit me diabet.
CRISPR/Cas9 krijon mundësi të reja
Teknologjia CRISPR/Cas9 ka zgjeruar kutinë e mjeteve të disponueshme për mbarështuesit dhe ofron një mjet më të drejtpërdrejtë dhe më të shpejtë për të inkorporuar tiparet e dëshirueshme në varietetet e njohura komerciale të kulturave, vëren Weils. Mbarështimi tradicional është një proces i gjatë që mund të zgjasë 10-15 vjet.
Përveç kësaj, për shkak të natyrës komplekse të gjenomit të patates, krijimi i varieteteve të reja me grupin e duhur të tipareve të dëshiruara është një sfidë për mbarështimin konvencional, thotë ajo. Teknologjitë molekulare kanë rritur efikasitetin e përzgjedhjes dhe redaktimi i gjeneve duke përdorur teknologjinë CRISPR/Cas9 shton një shtresë tjetër kompleksiteti.
Shumëllojshmëri e përmirësuar Yukon Gold
Ndër varietetet e ndryshme të patateve të vlerësuara në studimin e parë, Yukon Gold rigjeneroi më të mirën, kështu që u përdor në studimin e dytë. Rezultati ishte një patate me një përmbajtje të lartë të amilopektinës dhe një përmbajtje të ulët të amilozës në niseshte.
"Një nga bimët e rrënuara, T2-7, tregoi karakteristika normale të rritjes dhe rendimentit, por ishte plotësisht i lirë nga amiloza," tha Toinga.
Niseshteja e zhardhokëve, T2-7, ka aplikime industriale në industrinë e letrës dhe tekstilit si një ngjitës/lidhës, bioplastik dhe prodhim etanol. Niseshteja e zhardhokëve të këtij kampioni eksperimental, për shkak të rezistencës ndaj ngrirjes dhe shkrirjes pa nevojën e modifikimeve kimike, duhet të jetë e dobishme edhe në prodhimin e ushqimeve të ngrira. Patatet me amilopektinë si formën e vetme të niseshtës duhet gjithashtu të prodhojnë më shumë etanol për përdorim industrial ose për të krijuar pije alkoolike.
Si hap tjetër në këto studime, aderimi T2-7 u vetë-polenizua dhe u kryqëzua me një lloj donatori të Yukon Gold dhe klone të tjera të patates për të eliminuar elementët transgjenikë.