Os investigadores de Texas A&M AgriLife buscan aprender a cambiar a proporción das dúas moléculas de amidón que se atopan nas patacas, amilosa e amilopectina, para aumentar o consumo industrial aplicacións.
As patacas cerosas, por exemplo, teñen aplicacións nas liñas de produción de bioplásticos, aditivos alimentarios, adhesivos e alcohol debido ao seu alto contido en amilopectina.
Dous artigos publicados recentemente no International Journal of Molecular Sciences and Plant Cell, Tissue, and Organ Culture describen como a tecnoloxía CRISPR/Cas9 pode avanzar no uso do cultivo vexetal máis grande do mundo.
A tecnoloxía CRISPR/Cas9 ampliou o conxunto de ferramentas dos criadores e representa un xeito máis directo e rápido de incorporar os trazos desexados nas variedades populares de cultivos comerciais de pataca.
No primeiro estudo, destacado no artigo Plant Cell, Tissue and Organ Culture, unha liña de patacas que contén catro copias de gfp, un xene de medusa que permite unha visualización baseada na fluorescencia da actividade do xene, foi obxecto de mutación mediante o CRISPR/Cas9. sistema. En esencia, este proxecto proporcionou un trazo fácil de ver que permitiu aos investigadores optimizar a metodoloxía.
Entre os distintos cultivares de pataca avaliados no primeiro estudo, a cepa Yukon Gold rexenerouse mellor, polo que se utilizou para o segundo estudo. No segundo estudo eliminatorio, descrito no International Journal of Molecular Sciences, o xene nativo gbss da cepa tetraploide Yukon Gold foi o obxectivo de eliminar eficazmente a amilosa. O resultado foi unha pataca con almidón rica en amilopectina e baixa en amilosa.
"A información e o coñecemento que obtivemos a partir destes dous estudos axudaranos a introducir outros trazos desexables neste cultivo tan importante", Keerti Rathore, Ph.D., biotecnólogo vexetal de AgriLife Research no Texas A&M Institute for Plant Genomics and Biotechnology e Departamento de Ciencias do Solo e dos Cultivos, dixo, citado por Eurekalert.
Isabel Vales, Ph.D., unha criadora de patacas de AgriLife Research no Departamento de Ciencias Hortícolas de Texas A&M, observou que as patacas con niveis de amidón baixos ou medios úsanse con frecuencia para o stock fresco ou de mesa. Outras consideracións importantes para o mercado fresco inclúen o aspecto do tubérculo, que inclúe a textura da pel, a cor da pel, a cor da carne e a forma do tubérculo. Variedades especiais de pataca con diferentes formas, como alevines, tamaños máis pequenos e cores de pel e carne vermellas, moradas ou amarelas, gañaron popularidade recentemente debido á súa facilidade de cociñar e ao seu maior valor nutricional.
"A forma do tubérculo da pataca é menos importante para fins industriais que para o consumo humano. Os tubérculos de pataca con deformidades externas causadas polo estrés pola calor ou a seca ou outros factores poden ser redirixidos a infinidade de usos, incluíndo alimentos para cans e gando. Ademais, a fécula de pataca pode producir etanol como combustible ou en bebidas como o vodka; un substituto biodegradable dos plásticos; adhesivos, aglutinantes, axentes de textura e recheos para a industria farmacéutica, téxtil, da madeira e do papel, e outros sectores. Para as aplicacións industriais, a cantidade e o tipo de amidón nunha pataca son consideracións importantes”, mencionou Vales.
Os amidóns máis altos en amilopectina son desexables para os alimentos procesados
Stephany Toinga, Ph.D., un asociado posdoutoral de Texas A&M AgriLife Research con Vales, dixo que os amidóns máis ricos en amilopectina son desexables para alimentos procesados e outras aplicacións industriais debido ás súas propiedades funcionais únicas. Tales amidóns, por exemplo, son preferidos para o seu uso como estabilizador e espesante en produtos alimenticios, así como como emulsionante en aderezos para ensaladas. O amidón de amilopectina úsase en alimentos conxelados debido á súa estabilidade no conxelación e desconxelación. Ademais, as patacas ricas en amidón de amilopectina producen máis etanol que as que conteñen outros amidóns.
Segundo os expertos mencionados anteriormente, o desenvolvemento de cultivares de pataca con amidón modificado podería abrir novas posibilidades. As patacas con alta proporción de amilopectina a amilosa, como a cepa Yukon Gold editada por xenes, teñen aplicacións industriais ademais dos usos tradicionais. As patacas con altos niveis de amilosa e baixos niveis de amilopectina, pola contra, serían preferidas para o consumo humano.
A amilosa actúa como a fibra e non libera a glicosa con tanta facilidade como a amilopectina, o que resulta nun índice glicémico máis baixo e fai que as patacas sexan máis aceptables para os diabéticos.
O amidón de tubérculo T2-7 podería atopar aplicacións industriais nos sectores do papel e téxtiles, como adhesivos/aglutinantes, bioplásticos e industrias de etanol. O amidón de tubérculos desta cepa experimental, debido á súa estabilidade á conxelación-descongelación sen necesidade de modificacións químicas, tamén debería ser útil na produción de alimentos conxelados. As patacas con amilopectina como forma exclusiva de amidón tamén deberían producir máis etanol para uso industrial ou para crear bebidas alcohólicas.
Como seguinte paso para estes estudos, a cepa T2-7 foi autopolinizada e cruzada coa doadora da cepa Yukon Gold e outros clons de pataca para eliminar os elementos transxénicos.