Előfizetés a lapra

Friss cikkek

2014/07/21

A búzakeményítő és az egészséges táplálkozás

biológia, bőza, keményítő, OTKA, táplálkozás

A búza- és kenyérminőség fő meghatározójának évtizedekig a sikérfehérjéket tartották, míg a keményítőt a búzaszem semleges töltetének tekintették. Ez a szemlélet megdőlt, amikor megjelentek a japán tésztafélékről szóló tanulmányok, melyek szerint a metélt tészta (noodle) minőségének elsődleges meghatározója a keményítő.

A keményítő olyan növényi szénhidrát, mely főként gumókban (burgonya) és magokban található meg nagyobb mennyiségben, például a hüvelyes növények (bab, borsó) vagy a gabonafélék (búza, rozs, zab, kukorica, rizs) magjaiban. Fő szerepe az, hogy a növények számára tartalék tápanyagforrást biztosítson, ugyanakkor ez a szénből, oxigénből és hidrogénből álló poliszacharid megfelelő szénhidrátforrást jelent az állatok és az ember számára is a növény elfogyasztásával.

 A szervezetbe bevitt energia mintegy 50–70 százaléka származik szénhidrátokból, melyek csak egyszerű cukrok formájában szívódnak fel, ezért az emésztés során az olyan, több molekulából felépülő szénhidrátokat, mint amilyen a keményítő is, le kell bontani előbb. Minél bonyolultabb és összetettebb a szénhidrát molekulája, annál lassabban bomlik le, minek következtében egyenletesebben nő a vércukorszint és ez segít megelőzni bizonyos betegségek kialakulását.

 A szénhidrátok fogyasztása tehát alapvető fontosságú, túlzott mértékben azonban káros hatásai lehetnek, hiszen az elhízáson keresztül számos olyan betegség kialakulásához is vezethet, mint például a 2. típusú cukorbetegség vagy a szívinfarktus.

 Az egészséges táplálkozásra törekvés megvalósításának egyik módja, hogy növeljük az ételek rost­anyag­tar­talmát. E cél eléréséhez a gabonanemesítőknek – és a vetőmagtermelőknek – megfelelő növényi alapanyagokat kell létrehozniuk.

Emésztésnek ellenálló

A búza az egyik legnagyobb mennyiségben használt és ezért az egyik legfontosabb keményítőt tartalmazó gabonaféle, melyből olyan alapvető élelmiszerek készülnek, mint a kenyér. Ennek ellenére a keményítő szerepe a lisztben hosszú ideig ismeretlen volt, a búza minőségét meghatározó összetevő, a sikérfehérje mellett. A japán tésztafélék (Japonese noodle) elsődleges sikeressége azonban épp a keményítő tulajdonságainak függvénye – derült ki az ázsiai búzafajták elemzése kapcsán. Az úgynevezett „waxy” vagy „részlegesen waxy” tulajdonságú, alacsony amilóztartalmú búzafajták, melyekből ez a tésztaféle készül, a nemesítési programok fontos részét képezik, elsősorban az ázsiai országokban. Az alacsony ami­lóz­tar­tal­mú genotípusokat emellett fagyasztott sütőipari termékek készítésére is használják, mivel az alacsony amilóztartalomnak pozitív hatása van az élelmiszerek eltarthatóságára: gátolja a romlási folyamatot.

 A búzaszem felépítése

 Az egészséges táplálkozás elérését szorgalmazó törekvések keretében ugyanakkor a magas amilóztartalmú búzafajták nemesítése lett a cél, vagyis a „rezisztens emésztésnek” ellenálló keményítő mennyiségi arányának növelése a búzaszemben. A tápláléknak ezek a nem emészthető szénhidrátjai energiát jószerivel nem szolgáltatnak. Ám mint élelmi rostok, fontos élettani szerepet töltenek be azáltal, hogy elősegítik a bélmozgást, kedvezően befolyásolják számos anyag felszívódását és növelik a telítettségi érzést. A nagy amilóztartalmú keményítőt széleskörűen használják sűrítő és gélképző anyagként is.

Keresztezési programok

A búzaszem szárazanyag-tartalmának 65–70 százalékát alkotja keményítő, ez az első megközelítésben egy megtévesztően egyszerű anyag és egyben a búzaliszt fő alkotóeleme is. A búzakeményítő egyszerű szénhidrát-molekulákból: a szőlőcukor néven is ismert glükózegységekből épül fel, az ezekből létrehozott komplex molekulákat – rendszerint a kötések gyakoriságától és a molekulamérettől függően – két nagy csoportba sorolhatjuk. Az ami­lo­pek­tin nagy molekulasúlyú, elágazó láncú óriásmolekula, míg a már említett amilóz alacsonyabb molekulasúlyú, spirális alakú, el nem ágazó molekulákból áll. Búzában e két polimer közül az amilóz a keményítő 20–30 százalékát alkotja, az amilopektin ennek megfelelően a többi, azaz 70–80 százalékban van jelen. Az amilóz és amilopektin létrehozásában számos enzim vesz részt, melyek működésének befolyásolásával elérhető, hogy a keményítőben megváltozzon az amilóz és az amilopektin aránya – és ezáltal a búza felhasználhatósága.

Keményítőszemcse szerkezete

A keményítő tulajdonságainak vizsgálatát először egy régi magyar búzafajta, a Bánkúti 1201 genetikailag kevert, nem homogén vonalain kezdtük meg. Korábban megállapítottuk, hogy ez a populáció különböző fehérje-összetételű testvérvonalakat tartalmaz. A különböző fehérje-összetételű vonalak kalászait külön-külön elvetettük, majd egyenként megvizsgáltuk a keményítőtartalmukat, és megállapítottuk, hogy a testvérvonalak keményítő tulajdonságai is igen változatosak.

 Bioaktív komponensekkel – például vitaminokkal, rost­­anya­gok­kal (és így a keményítővel) – kapcsolatos kutatásaink 2005-ben folytatódtak, amikor csatlakoztunk egy EU-FP6 projekthez. Ennek egyik célkitűzése volt a bioaktív komponensek mennyiségi variabilitásának vizsgálata európai búzafajták felhasználásával, valamint olyan génforrások azonosítása, melyek hatékonyan felhasználhatók a nemesítési programokban.

 A keresztezésekhez a diverzitás-vizsgálatok eredményei alapján számos nagy rostanyag- és vitamintartalmú búzafajtát sikerült kiválasztani. A projekt keretében alternatív módszerként mutagenezissel is létrehoztak és azonosítottak olyan mutáns genotípusokat, melyekben nem működtek bizonyos keményítők szintéziséért felelős gének. Ezeket további funkcionális és genetikai vizsgálatokra, valamint nemesítési célokra használtuk fel. Így például jó agronómiai adottságú és nagy amilóz­tar­talmú genotípusok nemesítése céljából úgynevezett Sgp-allélekre (amilo­pek­tin szintézisében részt vevő génekre) nézve mutáns genotípust hoztak létre Olaszországban. Ennek magját felszaporítottuk és kereszteztük öt búzafajtával (Solstice, Lona, Koreli, Ukrainka, Yumai-34). Az utódnemzedékben a mutáns allélt hordozó genotípusok azonosítását DNS-szinten, molekuláris markerszelekcióval végeztük el. A markerezési munkát részben egy korábbi OTKA-pályázat is támogatta, melynek keretében a Bánkúti 1201 fajtával, valamint a világ különböző génbankjaiból rendelt waxy tulajdonságú vagy éppen nagy amilóztartalmú genotípusokkal végzett keresztezések utódait is vizsgáltuk a keményítő tulajdonságaira nézve.

 Keresztezési programjaink fő célja, hogy olyan búza-genotípusokat hozzunk létre, melyek felhasználása és fogyasztása várhatóan pozitív hatással lesz az emberi egészségre mindamellett, hogy jó agronómiai tulajdonságúak Magyarországon. Ezentúl keressük a lehetőségeket speciális feldolgozóipari igények kielégítésére is (például speciális, megnövelt rostanyagtartalmú vagy keleti tésztafélék). Mindemellett pedig törekszünk annak megállapítására, hogy az egyes bioaktív komponensek mennyisége, így a rezisztens keményítőé is, milyen összefüggésben áll a búza adaptációs és terméskomponenseivel, valamint beltartalmi és feldolgozóipari tulajdonságaival.

Sokféle ipari alapanyag

A búzakeményítő végső tulajdonságaihoz számos tényező járul hozzá. Alapvetően meghatározza e tulajdonságokat a búza genotípusa, de a környezeti hatások és a feldolgozási folyamatok is befolyásolják – így az őrlés, főzés és egyéb hőkezelés, valamint a tárolás ideje és hőmérséklete. Hatásukra ugyanis változhat a szemcseméret, a keményítősérülés mértéke, a liszt vízfelvétele, a tészta dagasztási tulajdonságai, a keményítő gélesedése és duzzadása, a viszkozitása vagy a rezisztens keményítő mennyisége.

 A száraz búzaszemben a keményítőszemcse-típusok tulajdonságai és mennyiségi arányai, a keményítőtartalom, a keményítőszemcsék méreteloszlása és alakja, az amilopektin szerkezete, az amilóz és az amilopektin aránya, valamint a szemkeménység, a lipidek jelenléte, sőt a keményítőmátrixot közrefogó más komponensek jellemző tulajdonságai is mind-mind meghatározzák a keményítő funkcionális tulajdonságait, melyek megszabják magának a keményítőnek a gyakorlati felhasználási lehetőségeit, hasznosíthatóságát. A gabonafélék keményítőjének módosítását adott ipari célból, leginkább termofizikai és kémiai módszerekkel végzik. Ezek a módosulások a keményítő szerkezetében és funkciójában jelennek meg.

 Az élelmiszeriparban leginkább ételek sűrítésére vagy tésztafélék készítésére használják a waxy tulajdonságú búzát, illetve nagy amilóztartalmú és változó amilopektin-szerkezetű keményítővel növelik az emésztésnek ellenálló, rezisztens keményítő mennyiségét az élelmiszerek glikémiás indexének (GI) csökkentése céljából.

 Állati takarmányozás esetében éppen a nagyobb energia bevitele és így a jól emészthető nyersanyag termesztése a cél. A gyógyszergyártás folyamán olyan speciális változások következnek be a keményítő szerkezetében, melynek felhasználásával például különböző gyógyszerkomponensekre lassú áteresztőképességű kapszulák készíthetők. Egyéb iparágakban bioetanolt, biológiailag lebontható műanyagokat, filmeket és ragasztóanyagokat (csiríz), alkoholt és szőlőcukrot hoznak létre belőle. Emellett a keményítőt felhasználják textíliák keményítésére, valamint papír- és kozmetikai célokra is.

 A rendelkezésünkre álló, speciális keményítőtulajdonságú genotípusokkal indított keresztezési programok – a hazai feldolgozóipar igényeinek felmérése után – olyan meghatározott tulajdonságú búzafajták létrehozását teszik lehetővé, melyek a felmerült igényeknek megfelelnek. A létrehozott genotípusok további génforrásként is szolgálnak a keményítőszintézis enzimeinek vagy a keményítő szerkezetének részletesebb feltárásához.

RAKSZEGI MARIANNA,

NÉMETHNÉ KISGYÖRGY BOGLÁRKA,

LÁNG LÁSZLÓ, BEDŐ ZOLTÁN

 

A keményítővel kapcsolatos kutatásainkat az OTKA F68099 számú, A keményítő tulajdonságainak és jelentőségének vizsgálata a búzanemesítésben című (2007–2010) pályázat támogatta. Korábban a Bólyai János Kutatási Ösztöndíj (2005–2008), míg jelenleg a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 Nemzeti Kiválóság Program című kiemelt projekt keretében zajlik a kutatás (2013–2014), az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával.

 

268
2014/07/17

Beavatástól a csoportelméletig

A hét kutatója, élettelen, interjú, matematika

Sok ember fél a matematikától, gyakran valamilyen negatív iskolai élmény is kötődik hozzá. Ráadásul a matematikát sok tanár fegyelmezési eszköznek használja: könnyű olyan unalmas feladatot kitalálni, amelyet nehéz megoldani. Abért Miklós, az MTA Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet kutatója gimnáziumi tanárától, Surányi Lászlótól azt tanulta, hogy a matematikai érzékenység ugyanúgy alapérzékenység, mint a zenei vagy a költői érzékenység, és hasonló módon átszövi az emberek életét.

267
2014/07/16

Álmosság nappal, nyugtalanság éjjel

álmatlanság, betegség, biológia, dosz, inszomnia, orvosbiológia, pályázat, vese, vesebetegség

A nem megfelelő éjszakai pihenésnek sokszor biológiai okai vannak, és ha ezeket nem vesszük eléggé komolyan, egyre súlyosbodó panaszokat okozhatnak. Különösen igaz ez a veseelégtelenségben szenvedő betegekre, akiknél nagyobb az alvászavar kockázata, és súlyosabb következményekkel kell számolni. Megfelelő vizsgálatokkal azonban ez idejében diagnosztizálható. A Semmelweis Egyetem Magatartástudományi Intézetének Alvásmedicina és Pszichonefrológia Munkacsoportja kutatásai felhívják a figyelmet a krónikus vesebetegek életét befolyásoló alvászavarok gyakori előfordulására és ezek jelentőségére. Kutatásuk eredményeként az orvosi ellátás során ezen problémák kezelése remélhetőleg megvalósul a közeljövőben.

266
2014/07/14

A művész ujja

kéz, könyv, könyvtermés, lélektani lelemények, művész, pszichológia, ujj

Tapasztalati tény, hogy a művészek között több a férfi, mint a nő. Ezt a különbséget társadalmi hatásokkal szokták magyarázni, vagyis azzal, hogy a művészi – és a tudományos – pálya hosszú-hosszú évszázadokon át gyakorlatilag el volt zárva a nők elől, és még ma is sokkal elfogadottabb, ha egy férfi dönt úgy, hogy hivatásszerűen művészettel foglalkozik, mintha egy nő teszi ugyanezt. Ez a magyarázat annál is inkább kézenfekvő, mert az a felvetés, mely szerint a nők kevésbé tehetségesek volnának, nyilvánvalóan téves, hiszen a férfi és női művészek alkotásai között semmiféle színvonalbeli különbség nincsen. A társadalmi hatásokról szóló magyarázat megnyugtató, méltányos és „politikailag korrekt”, ám ettől még korántsem biztos, hogy teljes mértékben igaz. Az újabb kutatások szerint lehet, hogy biológiai tényezők is hozzájárulnak ahhoz, hogy a férfiak közül sokkal többen állnak művésznek.

265
2014/07/14

Születésnapi kötet

könyv, könyvtermés, Magyar Nyugat Könyvkiadó, születésnap, Weöres

A költő 100. születésnapjára emlékező események sorában jelent meg a Weöres mozaik című könyv, amely számos adalékkal egészíti ki az eddig róla megismert képet. A bevezető írások egyikében azt javasolja a szerző, Lőcsei Péter, hogy alakítsanak ki Weöres-sétautat a Szombathelyhez sok szállal kötődő költő emlékének ébrentartására.

264
2014/07/14

Szenvedély és analízis

Alexandra Kiadó, Freud, könyv, könyvtermés, pszichiátria

Freud korában egy középosztálybeli nő vagy férjhez ment, majd gyerekeket szült, cselédeket tartott és társasági eseményeken vett részt, vagy – ha nem volt ilyen „szerencsés”, akkor – maga is cselédnek állt. A magasabb társadalmi osztályokból származó hölgyek társalkodónőként, a gyerekek mellett „kisasszony”-ként dolgoztak, de a munkaadójuk soha nem felejtette el éreztetni velük, hogy ők is alkalmazottak: sem a munkaadóik, sem a többi cseléd nem tartották maguk közé tartozónak.

263
2014/07/10

Emberi segítséggel

biológia, dosz, ökológia, pályázat, visszatelepítés

A világ legtöbb táján sorra indulnak visszatelepítési programok – ezek egy adott területről kipusztult állatok és növények újrahonosítását célozzák meg. A programok nagyjából egynegyede nevezhető egyértelműen sikeresnek, másik egynegyede pedig sikertelennek. Egyes esetekben igen nagy összegeket költenek a programokra. Magyarországon 1970 óta 24 állatfajt próbáltak visszatelepíteni – változó sikerrel. Két friss példa a hód és a lápi póc esete.

262
2014/07/09

Ki mennyit alszik?

adatok és tények, alvás, biológia, statisztika

Életünk mintegy egyharmadát alvással töltjük. A hétköznapi tapasztalat mellett a különböző kutatások is igazolják, hogy az alvás alapvető fontosságú a testi és lelki egészségünk, valamint a munkahelyi produktivitás szem­pontjából. Ám nem csak a túl kevés (hét óránál kevesebb), a túl sok (nyolc óránál több) alvás sem ideális, hiszen az utóbbi különféle betegségkockázatokkal való ös­sze­füg­gése statisztikailag szintén igazolható. Az alvás időtartama mellett annak minősége is meghatározó az egészség szempontjából és úgy tűnik, az utóbbi legalább olyan fontos, mint az előbbi. Míg azonban az alvás minősége hagyományos mérési eszközökkel nehezen vizsgálható, addig az alváshossz a statisztika módszerével – így az időmérleg-vizsgálatokkal – jól nyomon követhető.

258
2014/07/08

Új utakon a gombakutatás

biológia, dosz, gomba, gyógyászat, mikológia, pályázat

A mikroszkopikus méretű gombák hatóanyagairól számos cikk található, ám az ehető gombák jótékony hatóanyagainak tanulmányozása viszonylag friss tudományterületnek számít. Utóbbiak specifikus anyagainak megismerése érdemben csak 75 éve kezdődött el, míg a mérgező gombák vizsgálatairól már 200 évvel korábbról is vannak írásos anyagok.

257
2014/07/04

Úton a vezető nélküli közlekedési eszközök felé

A hét kutatója, drón, fizika, interjú, műszaki, repülés, UAV

Drónok, a Google „önmagát irányító" autói, az új vezető nélküli négyes metróvonal Budapesten: a vezető nélküli közlekedési eszközökről egyre többet lehet hallani manapság. A pilóta nélküli légieszközökkel, vagyis az UAV-okkal kapcsolatban itthon többek között az MTA SZTAKI-ban és a Műegyetemen is folynak kutatások. Mindkét kutatócsoport tagja Bauer Péter, akivel az eredményekről és azok tudományos, illetve gyakorlati hasznosításáról beszélgettünk.