Brambor je vytrvalá bylina z čeledi hluchavkovitých. Jeho plody jsou jedovaté, jedí se pouze hlízy – upravené podzemní výhonky. To, čemu říkáme brambory, obsahuje pouze zlomek své skutečné genetické rozmanitosti. Asi 200 jeho divokých druhů a poddruhů roste v Jižní Americe, ale všechny v současnosti známé kultivary (více než 5000) patří do stejného rodu Solanum. Tento rod je rozdělen do několika podsekcí a všechny hlízotvorné brambory jsou v podsekci brambor; nyní se má za to, že všechny pěstované brambory patří ke 4 druhům (dříve se dělily na 7-10): jedná se o Solanum tuberosum a tři hybridní druhy hořkých brambor. S.tuberosum se dělí na dva poddruhy, tuberosum a andigena. Prvním jsou stejné brambory, které se dnes jedí po celém světě, druhým jsou zemědělské plodiny, které se v omezené míře pěstují pouze ve Střední a Jižní Americe.
Pozadí
Škůdci
Domovinou brambor je Jižní Amerika, respektive peruánské Andy. Dlouho se věřilo, že brambory byly zavlečeny do plodiny na několika místech současně, že rané pěstované formy měly nezávislý původ z několika různých druhů, ale nedávné genetické studie ukázaly, že tomu tak není. K domestikaci brambor došlo na vysočině jižního Peru asi před 7-10 tisíci lety, poté se brambory staly základní potravinou Inků. V Peru existují stovky místních odrůd, kdysi téměř každá rodina pěstovala vlastní odrůdu brambor a znalosti o pěstování těchto jedinečných hlíz se předávaly z generace na generaci. Rolníci neustále prováděli selekci nových a nových odrůd, dosahovali odolnosti vůči různým škůdcům, chorobám a klimatickým změnám. Díky tomu rychle vzrostl počet odrůd brambor, které poskytují velmi vysokou biodiverzitu. Brambory jako hlavní jídlo andských rolníků hrály důležitou roli i v jejich kultuře: jejich časovou jednotkou bylo období potřebné k přípravě hrnce brambor a jednotkou plochy byl pozemek (topo), ze kterého se dalo nasbírat tolik, aby uživilo jednu rodinu během sezóny sklizně brambor.
V Evropě se brambory objevily ve druhé polovině 1840. století po španělském dobytí Inků. Z Nového světa se do Evropy dostala jen malá část andské odrůdy a zdaleka ne nejúspěšnější – není odolná proti plísni bramborové, mandelince bramborové a háďátku. Omezená genetická rozmanitost brambor dovezených do Evropy vedla k postupné degeneraci této plodiny a učinila ji velmi zranitelnou: paraziti a nemoci se rychle šíří z jedné rostliny na druhou. Ve 80. letech XNUMX. století prošla Evropou epidemie plísně bramborové, kterou nejvíce trpělo Irsko, kde se brambory do té doby staly základní potravinou (tvořily XNUMX % spotřebovaných kalorií).
V Rusku se brambory začaly pěstovat za Petra I., ale pouze za účelem použití jako léčivé rostliny. Pouze Catherine II se začala vážně zabývat bramborami. Pověřila Abrama Hannibala, který už měl obchod s bramborami, aby začal s jejich pěstováním. Catherine brzy nařídila, aby byly bramborové hlízy spolu s pokyny pro jejich pěstování rozeslány po provinciích. Sedláci se ale s novou úrodou nechtěli smířit (zejména proto, že jí byly přisuzovány ďábelské vlastnosti) a vítali ji bramborovými nepokoji. Od roku 1840 se však plocha bramborových polí v Rusku začala rychle zvětšovat a po několika desetiletích byly brambory nejen uznávány lidmi, ale také se jim začalo říkat „druhý chléb“.
Nyní se brambory pěstují v téměř 100 zemích a jsou čtvrtou největší potravinářskou plodinou na světě, po rýži, pšenici a kukuřici. Úspěšně roste v mírných, subtropických a tropických zeměpisných šířkách, přičemž preferuje chladné počasí: při teplotách pod 10 °C a nad 30 °C se růst hlíz prudce zpomaluje. V tropickém podnebí brambory rostou během chladnějších měsíců roku.
Nyní se většina brambor na hlavu vyprodukuje v Evropě (zejména ve východní a střední Evropě), ale na krk už jí dýchá jižní a východní Asie. Čína už pěstuje největší úrodu brambor na světě, na 2. místě je Rusko, které sklízí o polovinu méně, na 3. místě je Indie. V Rusku je průměrný výnos brambor 13 t/ha, v Číně – 14,5 t/ha a například v Holandsku – 45 t/ha. Rusko je daleko za světovým průměrem (17 t/ha). Ročně se u nás sklidí asi 30 milionů tun, z toho asi 100 tisíc tun se vyváží do zahraničí, zatímco asi 500 tisíc tun se dováží.
Proč potřebujeme brambory
Brambory se pěstují nejen pro čistě potravinářské účely. Používá se jako krmivo pro domácí zvířata, k výrobě alkoholických nápojů. Bramborový škrob lze použít v potravinářském průmyslu jako zahušťovadlo do polévek a omáček, v textilním průmyslu, při výrobě lepidel, papíru a lepenky. Studuje se možnost využití bramborového odpadu k výrobě kyseliny polymléčné, která se používá při výrobě plastových výrobků; probíhá výzkum s cílem najít způsoby, jak používat škrob jako základ pro udržitelné balení.
Studené brambory jsou zdravější
Nemoci a viry
Roční strava moderního člověka je asi 33 kg brambor. Středně velký brambor váží 150 g a obsahuje přibližně 27 mg vitaminu C (45 % denní hodnoty), 620 mg draslíku (18 % denní hodnoty), 0,2 mg vitaminu B6 (10 % denní hodnoty) a thiamin, riboflavin, kyselina listová, niacin, hořčík, fosfor, železo a zinek. Brambory jsou známé svým vysokým obsahem sacharidů (přibližně 26 gramů ve středně velké bramborě). Převládající formou sacharidů v bramborách je škrob (v průměru 17,5 % v čerstvých bramborách nebo 75-80 % na bázi sušiny).
Bramborový škrob se skládá z rozvětveného amylopektinu a lineární amylózy, jejich poměr závisí na odrůdě brambor. Amylóza, molekula s dlouhým řetězcem, je rozpustná ve vodě a při vaření ve vodě difunduje ze škrobových granulí. Amylopektin s vysoce rozvětvenými molekulami se skládá ze stejné amylózy a složitějšího sacharidu – pektinu. Odrůdy s vyšším obsahem amylopektinu se méně rozvařují a při vaření si zachovávají svůj tvar. Malá část tohoto škrobu je odolná vůči trávení a nevstřebává se v tenkém střevě – jedná se o rezistentní škrob. Navíc, čím vyšší je obsah amylózy, tím vyšší je podíl rezistentních škrobů v bramborách. Předpokládá se, že tento škrob, stejně jako celulózová vlákna, chrání tlusté střevo před rakovinou, snižuje hladinu cholesterolu v krvi, zvyšuje pocit sytosti a dokonce snižuje ukládání tuku. Množství rezistentního škrobu v bramborách závisí do značné míry na způsobu přípravy. Pokud například hotová brambora obsahuje asi 7 % rezistentního škrobu, pak po ochlazení bude asi o 13 % více.
Nenech se otrávit, onemocníš
Brambory obsahují stejně jako ostatní zástupci čeledi hluchavkovitých (libavka, droga, tabák, lilek) toxické sloučeniny – glykoalkaloidy, z nichž nejrozšířenější jsou solanin a chaconin. Solanin má fungicidní a insekticidní vlastnosti a chrání rostlinu před predátory. Pro člověka a zvířata je toxický i v malých dávkách. Toxické sloučeniny se zpravidla hromadí v listech, stoncích, výhoncích a plodech, ale vystavení světlu a fyzickému poškození vede ke zvýšení obsahu glykoalkaloidů v hlízách. Zejména hodně glykoalkaloidů je koncentrováno přímo pod slupkou, v zelených a naklíčených hlízách. V divokých bramborách je koncentrace toxinů dostatečně vysoká, aby otrávila člověka. Působí tlumivě na centrální nervový systém, mohou způsobit bolesti hlavy, průjem, dehydrataci, horečku, křeče, v těžkých případech i kóma a smrt, ve skutečnosti však k otravě bramborami dochází velmi zřídka. Některé odrůdy brambor mají zvláště vysoký obsah glykoalkaloidů; chovatelé je musí odmítnout, i když jsou v jiných ohledech perspektivní.
„Obsah alkaloidů v dužině hlíz je 10–50 mg/kg,“ říká profesor Viktor Starovoitov, zástupce ředitele pro vědu na Všeruském výzkumném ústavu bramborářství pojmenovaném po Lorchovi, „ve slupce hlízy jejich koncentrace je vyšší; obecně hlíza obsahuje od 20 do 100 mg/kg. Při vysokém obsahu alkaloidů (150-200 mg/kg čerstvé hmotnosti) brambory hořknou, při koncentraci 230-270 mg alkaloidů na kilogram čerstvé hmotnosti může dojít k otravě organismu. Při kulinářském zpracování se však množství glykoalkaloidů v hlízách tepelnou destrukcí snižuje na jednodušší sloučeniny, které se navíc částečně vyplavují a zůstávají v roztoku.“
V roce 2002 byla v bramborách objevena další škodlivá látka, akrylamid. Akrylamid se vyrábí vysokoteplotním zpracováním mnoha škrobových potravin (především brambor a obilovin) při smažení, fritování, pečení v troubě nebo grilování. Ve stejných syrových nebo vařených potravinách tomu tak není. Další studie ukázaly, že důvodem není škrob: brambory a obiloviny spolu se škrobem obsahují aminokyselinu asparagin a při zahřátí na 120 stupňů a více se asparagin při interakci s cukry mění na akrylamid. Pokud se výrobky nesmaží, ale vaří, akrylamid v nich nevzniká vůbec nebo je jeho obsah nepatrný.
„Ještě před 10 lety nikdo nevěděl, že akrylamid může být obsažen v potravinářských výrobcích,“ říká Sofya Lushchenitskaya, výzkumnice z Fakulty chemie Moskevské státní univerzity, „Bylo známo, že tato látka může být obsažena v plastových obalech. tabákový kouř se někdy v malých množstvích dostává do vody a že má mutagenní vlastnosti. A najednou v roce 2002 vědci ze Stockholmské univerzity zjistili, že mnoho produktů obsahuje akrylamid stokrát a tisíckrát vyšší než jakýkoli možný MPC. Byl nalezen v různých koncentracích v chipsech, smažených bramborách, knäckebrotu, pečivu, müsli a kukuřičných lupíncích.“ Autoři studie z roku 2009 publikované v American Journal of Clinical Nutrition zjistili, že konzumace 157 mg akrylamidu z bramborových lupínků denně po dobu dvou týdnů může spustit procesy, které nakonec vedou k onemocnění srdce. Ženy, které často používají akrylamidové produkty, mají dvakrát vyšší pravděpodobnost rakoviny prsu než ty, které se jim vyhýbají. Existují důkazy, že tato látka zvyšuje riziko rakoviny vaječníků o 2 %, rakoviny dělohy o 79 % a rakoviny ledvin o 28 %.
Genetika a výběr
V roce 2009 bylo dokončeno dekódování genomu bramboru. Genom brambor je pro rostliny středně velký, obsahuje 12 chromozomů a 860 milionů párů bází. Dekódování každého chromozomu bramboru bylo provedeno jedním nebo několika státy; Na dekódování 12. chromozomu se podíleli ruští vědci z Centra bioinženýrství Ruské akademie věd. Brambor S. tuberosum tuberosum je reprezentován diploidními (2n=24) nebo tetraploidními (4n=48) formami. Diploidi se vyskytují pouze v Chile, zatímco brambory pěstované po celém světě jsou tetraploidní. Původ tetraploidů je zajištěn díky fenoménu neredukovaných gamet, charakteristickým pro druhy rodu Solanum: u většiny z nich se kromě normálních haploidních gamet mohou vyskytovat gamety s neredukovaným (dvojitým) počtem chromozomů s frekvencí 2-10 %.
Pro zvýšení odolnosti brambor proti škůdcům a chorobám, zvýšení produktivity a zvýšení jejich hodnotných vlastností lidé pěstovali brambory po mnoho staletí v řadě. A jelikož se brambory rozmnožují převážně vegetativně, chovatelé je nevybírají pro schopnost květů přitahovat opylovače. V důsledku toho má většina odrůd brambor sníženou schopnost kvetení a pro zachování rozmanitosti je nezbytné přirozené křížové opylení. Kvetoucí odrůdy brambor, které dokážou přilákat opylovače, stále existují na malých farmách v Andách, ale i tam se již mnoho starých odrůd tradičně pěstovaných peruánskými farmáři ztratilo. Pro zachování a ochranu toho, co zbylo, založilo Peru největší banku světa, kde jsou ve sterilních podmínkách uchovávány vzorky genetického materiálu – asi 100 divokých druhů brambor z osmi latinskoamerických zemí a také 3800 tradičních andských odrůd.
Genová modifikace
Na počátku 1990. let nadnárodní korporace Monsanto, lídr v oblasti špičkových technologií v zemědělství, komercializovala transgenní odrůdy brambor odolné vůči mandelince bramborové a virovým chorobám. Odolnosti vůči škůdcům bylo dosaženo zahrnutím genů z bakterie Bacillus thuringiensis, která produkuje specifický protein endoxin, který má insekticidní účinek. Německá chemická společnost BASF vytvořila upravený brambor (odrůda Amflora), který byl přeformulován (obsahuje pouze amylopektin) tak, aby byl nepoživatelný, ale vhodnější pro výrobu škrobu. Po dlouhých debatách Evropská komise loni povolila pěstování této odrůdy v EU pro průmyslové účely. Minulý rok skupina indických vědců oznámila, že vyvinula geneticky modifikovaný brambor, který obsahuje dvakrát více bílkovin než běžný (díky přidání genu AmA1 amarantu).
Transgenní odrůdy brambor mohou výrazně zvýšit její výnos, dosáhnout vzniku zásadně nových vlastností a otevřít velké možnosti pro její využití v průmyslu. Společnost je však vůči geneticky modifikovaným potravinám opatrná a mnoho velkých společností (McDonald’s, Burger King, Frito-Lay a Procter & Gamble) od GM brambor ustupuje. Vědci však doufají, že rozvojové země, kde chronickou podvýživou trpí více než miliarda lidí, to přijmou s velkým zájmem.
GM brambory v Rusku
V Rusku je situace s geneticky modifikovanými bramborami zvláštní. Máme certifikované 4 odrůdy GM brambor, z nichž dvě byly vyvinuty společností Monsanto a dvě („Elizaveta Plus“ a „Lugovskoy Plus“) Ruským centrem pro bioinženýrství Ruské akademie věd, ale jsou certifikovány pouze pro potraviny. spotřeba: v Rusku je můžete jíst, ale nelze je pěstovat.
Rusko je jednou z hlavních zemí pěstujících brambory na světě, ale kvůli mandelince bramborové dochází zejména v jižních oblastech země k obrovským ztrátám na úrodě. Roční ztráty z mandelinky bramborové se odhadují na 2-2,5 miliardy dolarů. Tento problém by mohly vyřešit geneticky modifikované brambory, které jsou vůči němu odolné. Snadno se pěstuje a nevyžaduje použití insekticidů. „Vyvinuli jsme 2 odrůdy geneticky modifikovaných brambor, které jsou odolné vůči mandelince bramborové,“ říká Nikolai Ravin, doktor biologických věd, zástupce ředitele pro výzkum Centra pro bioinženýrství Ruské akademie věd. — Brouk tyto odrůdy nežere. Provedli jsme polní testy: zasadili jsme dva záhony brambor, na jeden naši odrůdu (odolná), na druhý – původní, ze kterého pochází. Výsledkem bylo, že jedno lůžko brouk zcela sežral, zatímco druhé zůstalo nepoškozené. Existují i americké odrůdy (vytvořené Monsanto), ale nejsou přizpůsobeny našim klimatickým podmínkám. Vzali jsme odrůdy, které se již dlouhou dobu úspěšně pěstují v Rusku, a vnesli do nich další vlastnost – odolnost vůči mandelince bramborové.“
„V tuto chvíli nemáme povolení prodávat semenný materiál pro pěstování na polích: můžete ho jíst, můžete ho dovážet, ale nemůžete ho pěstovat,“ pokračuje Ravin. — Lidé se bojí geneticky modifikovaných produktů, podle mého názoru zcela neopodstatněně. V televizi se jim vyprávějí hororové historky, že vzali gen nějakého děsivého organismu (například štíra), vložili ho do brambory, a když tuto bramboru sníte, sami se proměníte ve škorpióna. Pro tyto hororové příběhy neexistuje žádný vědecký základ. Dalším problémem je, že existuje nebezpečí úniku modifikovaného genetického materiálu do životního prostředí – nebezpečí přenosu nových genů na divoké příbuzné. Geneticky modifikované odrůdy by proto měly být vysazovány odděleně, mělo by se zabránit jejich kontaktu s příbuznými; ale to už je otázka zemědělské techniky. V případě brambor není tento problém vůbec aktuální: množí se převážně vegetativním způsobem.“
- Časopis “Kommersant Science” č. 8 ze dne 31.10.2011. října 56, strana XNUMX
