U.S. Recommended Daily Allowance

Historycznie, hodowcy koncentrowali się na plonach, jakości bulw i odporności na choroby podczas rozwoju odmian. Postęp w kierunku rozwoju odmian odpornych na choroby został niedawno opisany, więc ten temat nie będzie tu omawiany (Jansky, 2000). Złożony zestaw zewnętrznych i wewnętrznych cech jakościowych jest wymagany dla świeżych ziemniaków rynkowych i przetworzonych. Zewnętrzne cechy jakościowe obejmują wielkość i kształt bulw, głębokość oczek, kolor skórki oraz brak skaz spowodowanych obiciami i chorobami. Cechy te są szczególnie ważne dla ziemniaków przeznaczonych na świeży rynek, ale mogą również wpływać na jakość w przetwórstwie. Jakość wewnętrzna obejmuje zawartość suchej masy, jakość odżywczą, smak, ilość i jakość skrobi oraz brak wad, takich jak puste serce i wewnętrzna nekroza. W ostatnich latach hodowcy są coraz bardziej zainteresowani poprawą jakości odżywczej i smaku. Ponieważ w wielu krajach konsumenci spożywają ziemniaki częściej i w większych ilościach niż inne warzywa, każda poprawa składu odżywczego prawdopodobnie przyniesie znaczące korzyści zdrowotne. W związku z tym istnieje znaczny potencjał rozwoju ziemniaka jako żywności funkcjonalnej o właściwościach promujących zdrowie lub zapobiegających chorobom, wykraczających poza podstawową funkcję dostarczania składników odżywczych. Cechy te wymagają złożonych analiz chemicznych, a czasem także oceny sensorycznej, co obecnie ogranicza możliwości hodowców w zakresie identyfikacji lepszych fenotypów. Poniżej omówiono przykładowe cechy jakościowe.

Gęstość właściwa. Ciężar właściwy bulw, który jest miarą zawartości suchej masy, jest krytyczną cechą jakości przetwórstwa. Odmiany o wysokiej zawartości suchej masy są niezbędne do produkcji frytek, chipsów i skrobi. Interakcja genotyp-środowisko dla ciężaru właściwego jest ogólnie niska, więc rankingi odmian nie zmieniają się w różnych latach i środowiskach produkcyjnych (Killick i Simmonds, 1974). Dziedziczność jest umiarkowana lub wysoka, co pozwala na osiągnięcie korzyści genetycznych poprzez selekcję klonów o wysokim ciężarze właściwym (Killick, 1977; Tai, 1976; Haynes i in., 1989). Wysoki ciężar właściwy jest często odnotowywany w klonach tetraploidalnych pochodzących z poliploidyzacji płciowej, w której diploidalny rodzic zawiera dzikie lub uprawne krewniaki ziemniaka (Tai i De Jong, 1991; Ortiz i in., 1997; Buso i in., 2000).

Kwas askorbinowy. Ziemniak jest znaczącym źródłem kwasu askorbinowego (witaminy C), który jest niezbędny do prawidłowego tworzenia kolagenu i działa jako antyoksydant. Ponadto kwas askorbinowy hamuje enzymatyczne brązowienie miąższu bulw, co zapobiega istotnemu problemowi w przemyśle przetwórstwa ziemniaków (Finlay i in., 2003). Stężenie kwasu askorbinowego w poszczególnych odmianach waha się od 11 do 36 mg na 100 g tkanki bulwy (Dale i in., 2003; Love i in., 2003). Zalecana w USA dawka dzienna wynosi 60 mg. Poziom kwasu askorbinowego obniża się z czasem podczas przechowywania, ale odnotowano różnice genotypowe w zdolności do utrzymania poziomu kwasu askorbinowego podczas przechowywania (Davies i in., 2002; Finlay i in., 2003). Ta cecha jest ważna, ponieważ wiele ziemniaków jest spożywanych po okresie przechowywania.

Zdolność antyoksydacyjna. Obecnie obserwuje się duże zainteresowanie wartością odżywczą antyoksydantów w roślinach warzywnych. Związki karotenoidowe i fenolowe w ziemniaku są silnymi antyoksydantami (Brown, 2005). W ziemniaku zidentyfikowano główne geny odpowiedzialne za produkcję karotenoidów i flawonoidów (De Jong, 1991; Van Eck i in., 1994). Zawartość karotenoidów wzrasta wykładniczo wraz z intensywnością żółtego koloru miąższu (Lu i in., 2001), dlatego łatwo jest wizualnie wyselekcjonować odmiany o wyższej jakości odżywczej dzięki karotenoidom. Antocyjany są odpowiedzialne za purpurowe i czerwone kolory i można je znaleźć na wystarczająco wysokim poziomie, aby uznać bulwy ziemniaka za źródło naturalnych barwników (Jansen i Flamme, 2006). Antyoksydanty w ziemniakach o kolorowym miąższu przyczyniają się również do odporności ziemniaków na choroby (Wegener i Jansen, 2007). Wysoka zdolność przeciwutleniająca została odnotowana w ziemniakach o białym miąższu, co wskazuje, że bezbarwne flawonoidy lub fenole mogą również odgrywać ważną rolę (Hale, 2003). Na poziom przeciwutleniaczy duży wpływ ma środowisko produkcji i warunki przechowywania (Reyes i in., 2004; Rosenthal i Jansky, 2008). W związku z tym, ważne jest, aby rozróżnić genotypowe i środowiskowe źródła zmienności podczas hodowli w celu zwiększenia zdolności antyoksydacyjnej.

Zwiększony smak. Smak wynika z połączenia smaku, aromatu i tekstury. Surowe ziemniaki są mdłe, ale stają się bardziej aromatyczne po podgrzaniu, w wyniku zmian chemicznych (Maga, 1994). Chociaż ziemniaki nie są uważane za produkty o silnym smaku, składniki smaku są złożone (Coleman i in., 1981). Pirazyny są uważane za jedne z najważniejszych i najbardziej charakterystycznych składników smaku pieczonego ziemniaka (Buttery i in., 1973). Powstają one w wyniku nieenzymatycznej reakcji Maillarda, w której cukry oddziałują z aminokwasami w wysokiej temperaturze. Istnieje silna pozytywna zależność pomiędzy pirazynami a jakością organoleptyczną zarówno ziemniaków pieczonych (Maga i Holm, 1992), jak i chipsów ziemniaczanych (Maga i Sizer, 1973). Produkty rozpadu RNA, 5′ rybonukleotydy, działają jako prekursory wzmacniaczy smaku zwanych związkami umami. Bulwy gotowane lub gotowane na parze z odmian lądowych o wyższej zawartości glutaminianu i 5′-monofosforanu guanozyny (GMP) niż odmiany S. tuberosum miały wyższą ocenę akceptowalności w testach smakowych (Morris i in., 2007). Najważniejszymi rybonukleotydami wzmacniającymi smak są 5′-monofosforan inozyny (Marcel i in., 2003) i GMP. Są one obecne w niewielkich ilościach w surowych ziemniakach, ale ich poziom wzrasta podczas gotowania, ponieważ RNA ulega degradacji. Zarówno poziomy, jak i rodzaje rybonukleotydów różnią się między odmianami ziemniaka (Maga i McNeill, 1986). Wynika to prawdopodobnie z różnic w aktywności i rodzajach enzymów rozkładających RNA. Efekt synergistyczny jest wykrywany, gdy 5′ rybonukleotydy współdziałają z aminokwasami, zwłaszcza z glutaminianem.

Odporność na słodzenie na zimno. Większość bulw ziemniaka przed przetworzeniem jest przechowywana przez pewien okres czasu. Gdy są przechowywane w niskich temperaturach (<10°C), aby zapobiec stratom z powodu kurczenia się i chorób oraz aby zapobiec kiełkowaniu, ulegają zjawisku zwanemu słodzeniem w niskich temperaturach. Wynika to przede wszystkim z gromadzenia się cukrów redukujących (glukozy i fruktozy) w miarę rozkładu skrobi. Cukry te wchodzą w interakcję z aminokwasami w reakcji Maillarda, powodując powstawanie niedopuszczalnie ciemnych produktów smażonych (Coffin i in., 1987). Często możliwe jest zredukowanie skutków przechowywania w niskiej temperaturze poprzez ponowne przygotowanie bulw przechowywanych w niskiej temperaturze w cieplejszych temperaturach przed przetwarzaniem. Powoduje to, że część cukrów jest przekształcana z powrotem w skrobię. Jednakże, rekondycjonowanie nie zawsze jest skuteczne (Coffin i in., 1987). Wykorzystując dzikie gatunki spokrewnione z Solanum, hodowcy byli w stanie poprawić poziom odporności na słodzenie na zimno w klonach hodowlanych i odmianach (Thill i Peloquin, 1994; Hayes i Thill, 2002a, c; Domański i in., 2004; Hamernik i in., 2009). Zidentyfikowano loci cech ilościowych, które są powiązane z genami kodującymi enzymy w szlakach metabolicznych węglowodanów (inwertaza, syntaza sacharozy 3, syntaza fosforanu sacharozy, pirofosforylaza ADP-glukozy, transporter sacharozy 1 oraz putatywny sensor sacharozy) (Menendez i in., 2002). Interesujący jest fakt, że większość QTL dla zawartości glukozy zmapowano na tych samych pozycjach, co dla zawartości fruktozy. Ostatnie obawy konsumentów dotyczące poziomu akrylamidu w smażonych produktach ziemniaczanych mogą zostać złagodzone poprzez hodowlę dla niskich poziomów cukrów redukujących. Akrylamidy powstają w wyniku interakcji asparaginy i cukrów redukujących podczas reakcji Maillarda. Stężenie cukrów redukujących jest czynnikiem ograniczającym w tej reakcji, dlatego oczekuje się, że minimalizacja cukrów redukujących w bulwach zmniejszy poziom akrylamidów w produktach gotowych (Silva i Simon, 2005). Wybór odmian o niskim poziomie prekursorów akrylamidu może zmniejszyć obawy o ziemniaki jako znaczące źródło akrylamidów (Vivanti i in., 2006).

Zawartość i jakość skrobi. Zawartość suchej masy w bulwach ziemniaka jest w dużej mierze determinowana przez zawartość skrobi. Zawartość skrobi jest szczególnie ważna dla przemysłu przetwórczego, ale jest również interesująca w przypadku świeżych ziemniaków rynkowych, ponieważ wpływa na teksturę. Wcześnie dojrzewające odmiany zazwyczaj nie produkują tak dużo suchej masy jak późno dojrzewające klony, które mają więcej czasu na akumulację fotosyntezy. Zgodnie z oczekiwaniami, zawartość skrobi w bulwach wydaje się być cechą poligeniczną. Ilościowe loci cech wpływające na zawartość skrobi zostały zidentyfikowane na każdym z 12 chromosomów ziemniaka (Chen i in., 2001; Gebhardt i in., 2005). Obecnie istnieje zainteresowanie hodowlą w celu zwiększenia poziomu amylozy w skrobi ziemniaczanej, ponieważ skrobia o wysokiej zawartości amylozy ma lepsze właściwości odżywcze. Po ugotowaniu część skrobi o wysokiej zawartości amylozy rekrystalizuje się, tworząc tzw. skrobię oporną, która działa jako forma błonnika pokarmowego (Karlsson i in., 2007). W badaniach nad dzikimi gatunkami Solanum stwierdzono dużą zmienność pod względem zawartości suchej masy, zawartości skrobi, zawartości białka, procentowej zawartości amylozy w skrobi i średnicy granulek skrobi (Jansen i in., 2001). Te dzikie gatunki mogą być wprowadzone do ziemniaka uprawnego, jak opisano powyżej, zapewniając środki do poprawy ważnych cech jakości bulw.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *