Крахмал как разводить: «Как развести крахмал для киселя?» – Яндекс.Кью

Содержание

Кисель из крахмала — рецепты киселя из замороженных ягод или варенья. Рецепты киселя из варенья и крахмала – как нужно варить напиток

Кисель — это напиток, который обычно готовят из сока ягод. Но и некоторые фрукты, цитрусы и даже молоко с овощами могут быть очень вкусной и полезной основой для приготовления киселя. Кстати, многие вместо завтрака предпочитают кисель из варенья. Рецепт его очень прост и знаком многим, но все же не так популярен, как обычные варианты.

Итак, из варенья? Для начало необходимо само варенье. Подойдет любое. И из тыквы, и из ягод, и фруктовое, и даже такое, которое начало образовывать сахар. Если вы варите кисель из варенья, то сахар добавлять не обязательно, но все же во многих рецептах это встречается.

Кисель из варенья: рецепт ягодный

2/3 стакана варенья разводят с горячей водой (приблизительно 4 стакана). Доводят до кипения, процеживают через мелкое сито, а ягоды перетирают. В полученный отвар добавляют сахар (1 ст.

л.) и немного лимонной кислоты (она поможет сохранить цвет и добавит оттенок вкусу). В это время крахмал (4 чайные ложки) разводят в небольшом количестве холодной воды и процеживают. В получившийся кипящий компот из варенья тонкой струйкой вливают крахмальную воду. При этом смесь постоянно перемешивают. После того как получилась однородная жидкость, кисель из варенья разливают в порционные емкости и остужают.

Кстати, после того как крахмал разводят в воде, его обязательно необходимо процедить. Это предотвратит появление комков. Если крахмала добавить больше, то можно получить некое подобие пудинга, который можно резать и раскладывать порциями. Если картофельного крахмала добавить меньше, то выйдет густой компот. Именно необходим, т.к. он имеет свойства клейковины, помогающей загустеть жидкости. Эти правила действуют для любого варианта, если вы желаете приготовить кисель из варенья. Рецепт его не включает желатин. Для этих целей он не используется, т.к. он связывает жидкость и превращает ее в желе (даже если добавить немного, то необходимого эффекта киселя не получится).

Кисель из варенья: рецепт универсальный

Необходимо взять стакан любого варенья (около 150-250 мл) и развести его в 750 мл теплой воды. Довести эту смесь до кипения и процедить. Остатки фруктов, ягод, овощей протереть через сито или хорошо отжать. Далее необходимо добавить около 2 ст. л. сахарного песка и немного лимонной кислоты. Все это хорошо перемешать и снова довести до состояния кипения. Крахмал (приблизительно 2 ст. л.) обязательно развести в 250 мл холодной воды, процедить и тонкой струйкой добавить в кипящий компот. Далее кисель делят на порции либо остужают в большой емкости, например, в графине.

Как приготовить кисель из варенья мы уже выяснили, но не все секреты были раскрыты. Одним из важных ингредиентов киселя, приготовленного из сладкого сиропа либо варенья, является Она отлично помогает при слабом цвете жидкости или входящих в состав фруктов. Дело в том, что она прекрасно сохраняет и усиливает цвет. К тому же, сладкое не должно быть приторным и именно лимонная кислота придает оттенок и позволяет ярче выделяться вкусу самих ягод или фруктов.

Вместо лимонной кислоты можно использовать сок лимона. Желательно, чтоб он был свежевыжатым. Это поможет сохранить все полезные и вкусовые характеристики лимона до момента добавления его в напиток.

При процеживании лучше использовать мелкое сито либо несколько слоев марли. Этот поможет стать напитку более вкусным и однородным. При желании в готовый кисель, разлитый на порции, можно добавить свежие ягоды или дольку цитрусового. Так же, если вы любите ароматные и необычные вкусы, то при варке киселя из варенья можно добавить пряности. Только их выбирать стоит аккуратно, чтоб они сочетались не только с ингредиентами варенья, но и со сладостью киселя.

Желаем вам вкусных и необычных напитков!

Предлагаю приготовить вкусный кисель из варенья. Думаю, у каждого из нас в кладовке найдется баночка сладкого варенья. Кисель очень полезный напиток, как для детского, так и взрослого организма. В детском возрасте, конечно, я кисели не любила, зато сейчас готовлю очень часто.

Их можно употреблять и в телом и в холодном виде. Зимой больше хочется теплого напитка, а летом — холодненького. Итак, начинаем готовить.

Возьмём такие продукты: варенье, воду, крахмал, лимонную кислоту.

В сотейник наливаем любимое варенье, у меня сливовое. Добавляем горячую воду. Перемешиваем и отправляем на огонь. Кипятим, на маленьком огне около пяти минут. Если варенье сладкое, сахара совсем не нужно, но вы ориентируйтесь на свой вкус. Если нужно, добавляйте по вкусу лимонную кислоту. Я не добавляла, так как варенье кисло-сладкое.

А пока в 100 мл холодной кипяченой воды растворяем крахмал. Чем больше по количеству крахмала, тем кисель будет гуще. У нас получается немного вязкий.

В кипящую жидкость наливаем, тонкой струйкой, разведенный крахмал, при этом не перестаем помешивать, удобно кухонным венчиком. Доводим до кипения и выключаем.

Традиционно кисель варят из свежих или замороженных ягод, фруктов, но если этих ингредиентов под рукой не оказалось, а приготовить напиток очень хочется, вполне можно использовать домашние заготовки. Вкусный, ароматный и простой десерт непременно придется по вкусу вам и вашим близким.

Правила приготовления вкусного киселя из варенья

Раньше кисель сгущали не крахмалом, а сквашенными злаковыми культурами, настаивая блюдо в течение нескольких дней. Сегодня этот процесс проходит намного быстрее, легче, а чтобы блюдо получилось вкусным, ароматным и аппетитно выглядело, придерживайтесь следующих рекомендаций опытных поваров:

Варьируйте количество крахмала в зависимости от того, насколько густой напиток хотите получить. Для жидкого кладите 1 ст. л. крахмального порошка на 1 л воды, для полужидкого – 2 ст. л., для густого – 3 ст. л.
Разводить крахмал необходимо холодной водой перед добавлением во фруктовый сироп. Иначе порошок осядет на дно кастрюли, и размешать его будет сложно. Помимо воды можно использовать молоко, но тогда его нужно предварительно прокипятить с сахаром.
Сделать цвет жидкости более ярким, насыщенным поможет лимонная кислота, которая предварительно растворяется водой. Кроме того, она нивелирует приторный вкус напитка, если он получился слишком сладким. Можно заменить лимонную кислоту свежевыжатым соком лимона.
Для получения однородной консистенции жидкости, без комков, ее следует процедить через мелкое сито либо марлю, сложенную в несколько слоев.

Чтобы аромат киселя получился более насыщенным и даже необычным, добавляйте пряности. Подбирайте их так, чтоб они сочетались с главным ингредиентом.
Чтобы на поверхности готовой жидкости не появилась пленка или пенка, посыпьте ее корицей либо сахарной пудрой.

Рецепт киселя из варенья

Существует множество рецептов с фото приготовления киселя на основе варенья. Главный ингредиент может быть любым – неважно, из каких ягод или фруктов он сварен. Если вам хочется сделать десерт более ароматным, добавьте в конце варки цедру цитрусовых, ванилин или миндальную эссенцию. Подавать лакомство можно в стаканах, креманках с ломтиком лимона, апельсина, свежими ягодами, листиком мяты.

Кисель из варенья и крахмала

Время: 20 минут.
Количество порций: 12 персон.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Рецепт киселя с крахмалом из варенья – самый простой. Основной ингредиент можно использовать любой, который найдется в вашей кладовой. По консистенции напиток получается жидким, но вы можете добавить больше крахмального порошка. Если у вас не оказалось картофельного крахмала, его вполне можно заменить кукурузным, увеличив количество компонента в 1,5 раза.

Ингредиенты:

варенье – 0,6 кг;
вода (кипяченая) – 3 л;
крахмал – 6 ст. л.;

кислота лимонная – щепотка.

Способ приготовления:

Разведите ягодную основу в 2,5 л воды, процедите полученный морс через сито.
Поставьте на огонь, вскипятите, всыпьте лимонную кислоту.
Растворите крахмал в оставшейся воде, влейте тонкой струйкой в кипящий морс, непрерывно помешивая.
Прикрутите огонь, продолжайте варить кисель, не переставая мешать. Не давайте жидкости закипать. Через 5 минут снимите с плиты.

Время: 25 минут.
Количество порций: 5-6 персон.
Калорийность блюда: 33 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Кисель из вишневого варенья с яблоками получается очень вкусным, ароматным и сытным. Он отлично утоляет голод и даже способен улучшить работу поджелудочной железы. Теплый напиток благодаря своей густоте мягко обволакивает горло, снимая болевые ощущения, если таковые имеются. Употребление теплого киселя с вареньем способствует устранению кашля во время болезни.

Ингредиенты:

варенье (вишневое, без косточек) – 4 ст. л.;
яблоко – 3 шт.;
вода (холодная, кипяченая) – 1 л;
крахмал – 1 ст. л.;
сахар – по вкусу.

Способ приготовления:

Поставьте кастрюлю с водой на плиту. Добавьте после закипания очищенные от кожуры, сердцевины и порезанные кубиками яблоки.
Через 2-3 минуты добавьте ягодную основу, перемешайте, проварите 5–7 минут.
Влейте тонкой струйкой растворенный водой крахмал, всыпьте сахар. Варите, помешивая, еще 7 минут.

Время: 25 минут.
Количество порций: 4 персоны.
Калорийность блюда: 51 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.

Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Кисель с клубничным вареньем обладает красивым красным цветом, изумительным вкусом и ароматом. Его полезные свойства обусловлены присутствием клубники, которая содержит множество важных микро-, макроэлементов, антиоксиданты и способна предотвращать появление раковых опухолей. Кроме того, в ягодах присутствует калий, нормализующий глазное давление и витамин C, укрепляющий иммунитет.

Ингредиенты:

варенье клубничное – 4 ст. л.;
вода – 1 л;
крахмал – 1 ст. л.;
сахар – 3 ст. л.;
лимонная кислота – на кончике ножа.

Способ приготовления:

Воду вскипятите, разведите ею ягодную основу, поставьте на маленький огонь, проварите на протяжении 5–7 минут.
Процедите морс через сито, всыпьте сахар, лимонную кислоту, перемешайте.
Разведите небольшим количеством воды крахмал, введите смесь в сладкий клубничный сироп, постоянно помешивая.

Доведите кисель с вареньем до кипения, снимите с плиты.

С малиновым

Время: 25–30 минут.
Количество порций: 8 персон.
Калорийность блюда: 58 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Кисель из варенья из малины полезен при простудных заболеваниях, поскольку обладает лекарственными свойствами. Основной компонент способствует понижению температуры тела, снятию воспаления, оказывает потогонное воздействие и укрепляет иммунитет. Малина – природный антиоксидант, способствующий выведению из организма шлаков, токсинов, что улучшает работу внутренних органов, систем.

Ингредиенты:

варенье малиновое – по вкусу;
вода – 2 л;
крахмал – 4 ст. л.

Способ приготовления :

Выложите необходимое количество малиновой массы в марлю и выжмите, чтоб все косточки остались внутри.
Крахмал растворите в небольшом количестве воды.
Вскипятите заявленное количество воды, влейте тонкой струйкой малиновую основу, а через 5 минут – крахмальную смесь.
Мешайте жидкость постоянно, чтоб не было комочков.
После закипания снимите с плиты, остудите.

Со смородиновым

Время: 25 минут.
Количество порций: 12 персон.
Калорийность блюда: 49 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Даже после варки варенья в смородине сохраняются все полезные свойства. Ягоды содержат множество витаминов и микроэлементов. Кисель на основе этой сладкой массы поможет нормализовать обменные функции организма, укрепить иммунитет, повысить уровень гемоглобина в крови, справиться со склерозом, авитаминозом, улучшить состояние здоровья после радиационного воздействия.

Ингредиенты:

варенье (смородиновое) – по вкусу;
вода – 3 л;
крахмал – 5 ст. л.;
лимонная кислота – щепотка.

Способ приготовления :

Разведите варенье в 2,5 л воды, процедите через сито.
Поставьте полученный морс на плиту, вскипятите.
Добавьте лимонную кислоту, перемешайте.
Оставшейся водой разведите крахмал, влейте тонкой струйкой в кипящий кисель, не переставая мешать.
Убавьте огонь до минимального и варите еще 5 минут.

Время: 35 минут.
Количество порций: 6 персон.
Калорийность блюда: 44 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Кисель из абрикосового варенья варится точно так же просто, как и предыдущие варианты напитка. Он обладает красивым желто-оранжевым цветом и превосходным ароматом. Заготовку лучше использовать домашнего приготовления, поскольку она не содержит консервантов и наполнителей. Подавать абрикосовый кисель можно, как теплым, так и холодным. Такой напиток с вареньем полезен для пищеварения, очищает от шлаков, токсинов, поможет справиться с запором.

Ингредиенты:

варенье (абрикосовое) – 0,25 кг;
вода – 1,5 л;
сахар, крахмал – по 1 ст. л.;
корица – ½ ч. л.

Способ приготовления:

Разведите абрикосовую основу водой, поставьте на плиту, вскипятите. Огонь выключите, напиток остудите, процедите.
Крахмал соедините с корицей, разведите стаканом воды.
Процеженный кисель поставьте на плиту, всыпьте сахар, перемешайте.
Влейте после закипания тонкой струйкой крахмальную смесь.
Варите, непрерывно помешивая, 5 минут. Снимите с плиты, остудите.

Время: 25–30 минут.
Количество порций: 4 персоны.
Калорийность блюда: 39 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

В чистом виде клюква обладает кислым, немного горьковатым вкусом. Если же ее сварить с сахаром, то эти качества нивелируются. Ягоды дают легкий мочегонный эффект, устраняя отеки, способствуют укреплению сосудов, предотвращая варикоз, оказывают антиоксидантное воздействие. Клюкву и блюда с ней полезно есть (пить) в период обострения простудных заболеваний в качестве иммуномодулятора.

Ингредиенты:

варенье клюквенное – 2/3 ст.;
вода (холодная, кипяченая) – 4 ст.;
сахар – 1 ст. л.;
крахмал – 2 ст. л.;
лимонная кислота – ¼ ч. л.

Способ приготовления:

Подогрейте воду, разведите ею клюквенную массу. Поставьте на плиту, вскипятите.
Процедите морс через сито, перетрите ягоды до состояния пюре.
Всыпьте кислоту, сахар, размешайте, верните на плиту.
Разведите крахмал неполным стаканом воды, влейте тонкой струйкой в кисель с вареньем после его закипания, постоянно помешивая.
Проварите еще 5 минут, снимите с огня.

С вином

Время: 15 минут.
Количество порций: 2 персоны.
Калорийность блюда: 91 ккал/100 г.
Предназначение: десерт, напиток.
Кухня: русская.
Сложность: легкая.

Этот кисель с вареньем содержит алкоголь, поэтому может подаваться только взрослым. Он обладает терпким необычным привкусом. Кроме домашней консервации основным компонентом напитка могут выступать свежие либо замороженные ягоды, фрукты. Кисель с вином – средство, которое поможет согреться в холодную пору года и расслабиться после тяжелого трудового дня. При подаче винный напиток можно украсить взбитыми сливками.

Ингредиенты:

варенье (любое) – 60 г;
сахар – 20 г;
крахмал – 2 ч. л.;
вода (теплая, кипяченая) – 1 ст.;
вино красное – 0,15 л.

Способ приготовления:

Воду вскипятите, влейте вино. Прикрутите огонь до минимума.
Из домашней консервации удалите ягоды. Сироп и сахар добавьте в жидкость. Размешайте.
Разведите крахмал горячей водой и сразу же влейте в кисель. Доведите до кипения, проварите, постоянно помешивая, еще 5 минут.
Снимите с плиты, остудите.

Видео

Пошаговые рецепты приготовления вкусного и полезного киселя из варенья и крахмала

2018-04-09 Наталья Даньчишак

Оценка
рецепта

6023

Время
(мин)

Порций
(чел)

В 100 граммах готового блюда

0 гр.

Углеводов

16 гр.

61 ккал.

Вариант 1. Классический рецепт киселя из варенья и крахмала

Сегодня можно купить кисель в пакетиках, залить порошок кипятком и напиток готов. Однако такой продукт содержит консерванты и красители. Из варенья и крахмала можно в любое время года приготовить вкусный, а главное, полезный кисель.

Ингредиенты

3 г кислоты лимонной;
стак. варенья ягодного или фруктового;
20 г картофельного крахмала;
50 г сахара тростникового;
литр воды кипяченой.

Пошаговый рецепт киселя из варенья и крахмала

В литровую кастрюльку влейте указанное количество кипяченой воды. Выложите в нее варенье и тщательно размешайте.

Поставьте емкость на плиту и доведите до вскипания. Снимите кастрюльку с плиты и процедите через мелкое сито.

В полученный морс всыпьте сахар и добавьте кислоту лимонную. Перемешайте и вновь поставьте на плиту. В половине стакана воды разведите крахмал и введите смесь тонкой струей в сироп. Готовьте до загустения, постоянно размешивая.

Чтобы вкус напитка получился богаче, а цвет насыщеннее, добавьте лимонную кислоту. Крахмал и лимонную кислоту перед добавлением в напиток, разводят в небольшом количестве жидкости. Кисель можно сварить не только на воде, но и на молоке.

Вариант 2. Как быстро приготовить кисель из варенья и крахмала

Кисель по этому рецепту понравится и взрослым и детям. Такой напиток можно приготовить в будний день или на праздник. Варенье из клубники сделает кисель не просто вкусным, а невероятно ароматным.

Ингредиенты

100 г варенья клубничного;
20 г крахмала картофельного;
75 г белого сахара;
литр фильтрованной воды;
5 г кислоты лимонной.

Как быстро приготовить кисель из варенья и крахмала

Вливаем указанное количество фильтрованной воды в кастрюльку и подогреваем до горячего состояния. Снимаем с плиты. Выкладываем варенье и размешиваем. Возвращаем на медленный огонь и готовим еще минут пять.

Сироп процедите через мелкое сито. Морс возвращаем в кастрюльку и всыпаем сахарный песок и лимонную кислоту. Размешиваем до полного растворения кристаллов. Снимаем с плиты.

Крахмал растворяем в половине стакана холодной воды. Вводим тонкой струей крахмальную смесь, при этом интенсивно размешивая. Кастрюльку ставим на небольшой огонь и доводим до вскипания, постоянно размешивая. Выключаем огонь и остужаем.

От количества крахмала зависит консистенция киселя. Для получения густого напитка необходимо взять 30 г крахмала на литр жидкости. Жидкий кисель получается при добавлении 10 г крахмала на литр воды.

Вариант 3. Кисель из варенья с крахмалом и вином

Основа киселя для взрослых — варенье. Но летом вы можете добавить свежие ягоды или фрукты. Вино придаст напитку терпкости и пикантности.

Ингредиенты

вино красное — 150 мл;
тростниковый сахар — 20 г;
фильтрованная вода — стакан;
ягодное или фруктовое варенье — 60 г;
картофельный крахмал — 10 г.

Как приготовить

В небольшую кастрюльку влейте стакан воды и поставьте ее на плиту. Дождитесь вскипания. Теперь влейте вино и скрутите огонь до слабого. Введите варенье и всыпьте сахар.

Пока жидкость томится на слабом огне, разведите крахмал. Для этого крахмал высыпьте в чашку, залейте кипятком и перемешайте. Сироп процедите через мелкое сито или сложенную в несколько слоев марлю. Введите полученную смесь тонкой струей в кастрюльку, интенсивно при этом, размешивая, чтобы крахмал не взялся комками.

Варите кисель, регулярно размешивая, до первых признаков вскипания. Кастрюльку снимите с огня и охладите напиток.

Вкус киселя получится ярче, если в него добавить замороженные или свежие ягоды. Крахмал разводите непосредственно перед добавлением в сироп. Постоянно его размешивайте, чтобы он не осел на дно.

Вариант 4. Вишневый кисель из варенья с крахмалом

Вишневое варенье достаточно жидкое, кроме того, из него легко извлечь ягоды, а значит, сироп не нужно процеживать. Кисель с вареньем из вишни рекомендуют пить при разных заболеваниях горла.

Ингредиенты

свежевыжатый сок лимона — 20 мл;
белый сахар — 15 г;
кипяток — 750 мл;
картофельный крахмал — 30 г;
вишневое варенье — 70 г.

Пошаговый рецепт

Влейте указанное количество воды в кастрюльку. Поставьте ее на умеренный огонь и вскипятите. Добавьте варенье и хорошенько размешайте. Отлейте примерно стакан жидкости и отставьте его в сторону.

Пропустите сладкий сироп через мелкое сито. Всю осевшую мякоть удалите. В стакан с сиропом всыпьте крахмал и хорошенько размешивайте, пока он не растворится полностью.

В кастрюльку с сиропом введите крахмал, непрерывно интенсивно размешивая. Поставьте на медленный огонь и варите, постоянно помешивая. Как только смесь начнет кипеть, всыпьте сахар и выжмите сок лимона. Варите еще две минуты и снимите с плиты. Остудите напиток.

Если варенье слишком кислое, увеличьте количество сахара. В случае использования сладкого варенья сахара добавляйте совсем чуть-чуть, либо можете не класть вовсе. Для еще большего аромата в кисель можете добавить ванилин.

Вариант 5. Кисель из варенья с крахмалом и яблоками

Вкусный фруктовый кисель можно приготовить в любое время года. Зимой он согреет в холодную погоду, а летом кисель можно употреблять в качестве прохладительного напитка. Кисель с яблоками положительно влияет на работу поджелудочной железы.

Ингредиенты

70 г любого варенья;
1 литр фильтрованной воды;
20 г крахмала;
3 яблока;
40 г сахара тростникового.

Как приготовить

Наполняем кастрюльку указанным количеством воды. Ставим ее на плиту и доводим до вскипания.

Яблоки моем. Острым ножом срезаем тонкую кожуру, нарезаем фрукты небольшими ломтями и вырезаем семенные коробки.

Подготовленные фрукты погружаем в кипящую воду и варим несколько минут на слабом огне. Добавляем варенье. Тщательно размешиваем и скручиваем огонь до минимального. Во время приготовления постоянно помешиваем.

Растворяем в небольшом количестве жидкости крахмал. Вводим его тонкой струей в кастрюльку, интенсивно размешивая ложкой. Всыпаем сахар и продолжаем варить, помешивая, минут семь. Снимаем с огня, остужаем. Подаем прямо с фруктами, либо процеживаем через сито.

Чтобы на поверхности напитка не образовалась пленка, посыпьте его сахаром. Процедите разведенный крахмал через сито. Это позволит предотвратить образование комков. Для аромата можете добавить цедру цитрусовых или эссенцию разных орехов.

Вариант 6. Малиновый кисель из варенья с крахмалом

Кисель из малинового варенья — вкусный, полезный и ароматный напиток. Его рекомендуют пить при простудных заболеваниях.

Ингредиенты

кипяченая вода — два литра;
крахмал картофельный — 40 г;
варенье малиновое.

Как приготовить

Возьмите глубокую пиалу, накройте ее марлей и выложите в нее варенье. Соберите края ткани и хорошенько отожмите, постепенно скручивая их. В небольшом количестве жидкости разведите крахмал.

Влейте в кастрюльку нужное количество кипяченой воды. Поставьте ее на сильный огонь и вскипятите. Введите тонкой струйкой варенье, размешайте и готовьте минут пять.

В сироп введите крахмальную смесь, постоянно размешивая, чтобы не образовались комочки. Когда появятся первые признаки кипения, снимите кастрюльку с огня и остудите.

Напиток доведите до вскипания, но не кипятите, чтобы крахмал не потерял свои свойства. Для приготовления киселя можно использовать картофельный или кукурузный крахмал. Если вы используете кукурузный продукт, напиток нужно проварить минут пять.

На полках магазинов представлен огромный выбор соков и напитков. Но, зачем «травить» детей и родных химией, если дома можно приготовить не менее вкусный напиток. Кисель возможно сварить в любое время года. Кроме того, для этого не надо больших финансовых затрат.

Кисель из варенья и крахмала

Кисель — это не только любимый, но и весьма полезный напиток. Его советуют употреблять при боли в горле и кашле, так как он окутывает горло изнутри и уменьшает боль.

Простой пошаговый рецепт:

В небольшую емкость налить нужное количество воды;
Развести необходимое количество варенье. Для этого рецепта можно взять любой джем;
Емкость поместить на конфорку и оставить до закипания жидкости;
После закипания сиропа, выключить огонь и пропустить через мелкое сито. Должен получиться морс;
Сито можно заменить марлей, Её необходимо сложить пару раз;
В полученную жидкость ввести сахар, лимонную кислоту;
Все перемешать и обратно вернуть на конфорку;
Довести до кипения;
В отдельную посуду набрать немного воды и развести крахмал;
Полученный раствор ввести в морс;
Оставить до закипания, после снять с огня.

Вкусный напиток с яблоками

С приходом лета так и хочется порадовать родных вкусным фруктовым киселем. Кроме того таким напитком можно баловать домочадцев и зимой. Обратите внимание, что кисель на основе яблок поддерживает деятельность поджелудочной железы.

Нужные продукты:

Вода – 1 л;
Крахмал – 1 ст. л.;
Сахар – 2 ст. л.;
Яблоки – 3 шт.;
Варенье – 2-3 ст. л..

Затраченное время: 45 минут.

Ценность: 60 минут.

Как сварить кисель из крахмала и варенья с яблоками:

Кисель из абрикосового варенья

Данный рецепт позволяет приготовить достаточно жидкий напиток. Консистенцию напитка можно регулировать при помощи крахмала.

Нужные продукты:

Вода – 1 л;
Крахмал – 3 ст. л.;
Варенье – по вкусу.

Затраченное время: 30 минут.

Ценность: 64 ккал.

Как варить кисель из абрикосового варенья и крахмала:

В небольшой емкости заблаговременно (перед началом приготовления) растворить крахмал;
В емкость набрать воды и поместить на огонь;
Дать время для закипания;
После закипания тонкой струйкой, не переставая мешать ввести варенье;
Оставить вариться пять минут;
После ввести крахмал, его необходимо вводить таким же образом, как и варенье, и перемешиваю крахмальную смесь;
Продолжать мешать до закипания. В другом случае образуются комки;
После закипания выключить огонь и дать время остыть.

Кисель из клубничного варенья

По данному рецепту получается кисель, который приходиться по вкусу практически каждому человеку, не зависимо от его возраста. Таким напитком можно удивить и порадовать как гостей на празднике, так и родных в обыденный день.

Нужные продукты:

Крахмал – 1 ст. л.;
Сахар – 3 ст. л.;
Лимонная кислота – 1 ч. л.;
Вода – 1 л;
Варенье – 4 ст. л..

Затраченное время:30 минут.

Ценность: 63 ккал.

Как приготовить кисель из клубничного варенья и крахмала:

Необходимое количество воды подогреть;
В горячей воде развести соответствующее количество варенья;
Поставить емкость на маленький огонь;
Оставить вариться еще 5 минут;
После данный сироп пропустить через мельчайшее сито;
В напиток добавить лимонную кислоту и сахар;
Помешивать, до полного растворения сахара;
Крахмал смешать с холодной водой;
В сироп ввести данную смесь и перемешать;
Поставить емкость с сиропом на огонь и продолжить готовить;
Смесь должна закипеть;
Как только кисель вскипит – снять с огня;
Дать время для остывания и настаивания.

Как сделать полезный и вкусный кисель из крахмала и варенья? На этот счет есть несколько рекомендаций:

Консистенция напитка зависит от количества крахмала. Для густого на литр воды необходимо взять 3 столовых ложки, для среднего 2 столовых ложки, и для жидкого – 1 столовая ложка;
Лимонная кислота делает вкус напитка более богаче, а так же влияет на цвет. Он становиться более насыщенный;
Лимонная кислота и крахмал прежде чем вводить в напиток следует растворить в жидкости;
Крахмал разводят исключительно в холодной воде и добавляют в кипящий сироп;
Растворять его следует непосредственно перед добавлением в сироп. При этом его следует постоянно помешивать, иначе он осядет на дно;
В зависимости от рецепта, крахмал можно разводить как водой, так и молоком;
Чтоб улучшить вкусовые качества киселя на молоке добавляют корицу;
Если кисель готовиться на молоке, то молоко изначально кипятят с сахаром, и только после добавляют варенье;
Если варенье очень сладкое – сахар можно исключить;
В зависимости от вкусовых предпочтений количество подсластителя возможно именять;
Во избежание появления пленки, кисель посыпают сверху сахаром;
Из-за крахмала могут образовываться комочки. Чтоб этого избежать, порошок, растворенный в воде, можно процедить через сито;
В качестве добавки очень хорошо выступает цедра цитрусовых, ваниль, эссенция различных орехов;
После введения картофельного крахмала, запрещено кипятить напиток, его следует только довести до кипения. Иначе порошок потеряет все свои свойства;
Для приготовления можно использовать различные виды крахмала;
Для молочного киселя лучше использовать кукурузный крахмал, а для киселя на воде – картофельный;
В зависимости от вида крахмала меняется его количество и время приготовления;
Напиток на основе кукурузного крахмала после закипания надо проварить еще пять минут;
Кисель можно готовить не только на джеме, но и на соках и ягодных пюре;
Для приготовления лучше использовать именно эмалированную кастрюлю и деревянную ложку;
Если вы готовите кисель-десерт, то форму для десерта смачивают водой и посыпают сахарной пудрой. В таком случае не возникнет проблем с изъятием десерта из формы;
Густой кисель нужно варить на минимальном огне;
Кисель готовится на разных видах варенья. Его вид особо не влияет на вкус полученного напитка. При этом можно использовать любые фрукты и я годы.

Кисель – «Еда»

Что такое кисель?

Павел Сюткин, историк:

«Раньше кисель был совсем другим блюдом, непохожим на то, что мы пьем сегодня. Кисель ели, а не пили. Он был плотной консистенции, отсюда и кисельные берега в сказках. Кроме того, кисель был несладким, и, что важно, его название действительно происходит от слова «кислый». Сырьем для таких киселей выступали отруби, овес, рожь, горох. Их заливали водой, все это настаивалось, крахмал высвобождался, разбухал, слегка заквашивался, осаживался на дне. Воду для замачивания меняли несколько раз — отсюда и поговорка «Седьмая вода на киселе». В случае с мучной основой образовывался так называемый сулой — густое сусло, из которого уже варили кисель. Этот сулой был фактически загустителем, в который можно было добавить молоко, сварить и разлить в формы, где он застынет.

В случае же с гороховым киселем гороховую муку просто варили до загустения. В нее можно было добавить жареный лук, шкварки, грибы. После застывания получалось слегка студенистое, кисловатое блюдо, напоминавшее холодец.

Первое упоминание о нем относится к XII–XIII векам. Но кисель явно древнее. Он упоминается в Лаврентьевской летописи, в которой описывается осада печенегами города Белгорода в 997 году. Князь Владимир обратился к голодающим жителям города: «Послушайте меня, не сдавайтесь еще три дня, соберите хоть по горсти овса, пшеницы и отрубей». Велел женщинам сделать болтушку для киселя, велел выкопать колодец, поставить в него кадь с этой болтушкой и налить в воды. Когда пришли печенежские переговорщики, эту кадь специально подняли из колодца, чтобы показать, что киселя в городе сколько угодно. И тогда печенеги ушли, осознав, что русские не умрут с голоду в крепости, питаясь одним киселем. Это, конечно, былинные времена.

Один из первых рецептов киселя встречается в «Словаре поваренном, приспешничьем, кандиторском и дистиллаторском» Василия Левшина, это 1795 год: «Отнять ржаного теста, когда пекут хлебы, развести водой, процедив сквозь сито, сварить, пока не начнет садиться, остудив, подавать с молоком». Или «Намочить на ночь овсяной муки, поутру процедить, развести водой и сварить по вышесказанному. Остудить и подавать с молоком».

Такой кисель занимал важное место в русском быту. К сожалению, вся эта традиция, церемониал, который крутился вокруг него, ушли. О них напоминают лишь названия московских улиц: до сих пор у нас есть Кисельные переулки, Нижний, Большой, Малый, даже Кисельный тупики. Там жили кисельники, или кисельщики, готовившие это блюдо в основном для расположенных вокруг монастырей. Вот и Гиляровский упоминает, что «повсюду стояли лотки с всенародно любимым овсяным и гороховым киселями». Его беспрерывно подавали в трактирах, гости кричали: «Киселька горохового, да пусть пожирнее маслицем попостнит!»

А привычные нам жидкие кисели из ягод и фруктов появились в России позже, где-то в середине XIX века. Готовили их на основе соков, отваров, добавляли сахар, а заваривали уже крахмалом из картофеля или кукурузы. На рубеже XIX и XX веков был популярен шоколадный кисель, его рецепт в своей поваренной книге приводит Софья Андреевна Толстая: «Истереть дощечку шоколаду, взять две чашки картофельной муки, одну чашку сахара, развести холодным молоком понемногу, потом вскипятить 1,5 бутылки молока, влить потихоньку разведенный шоколад, мешать до тех пор, пока будет отставать от кастрюльки, влить в соусник и подавать со сливками».

Зачем использовать крахмал при приготовлении блюд

Некоторые растения в своих клубнях и зернах содержат сложный углевод, представляющий собой белый порошок – крахмал, который очень быстро переваривается, а затем превращается в глюкозу, главный источник энергии. К крахмалосодержащим растениям относятся картофель, рис, кукуруза, хлебные и крупяные культуры. В некоторых странах крахмал делают из ячменя, ржи, гороха, тропических фруктов и батата.

Картофельный крахмал в кулинарии

Крахмал обладает высокой питательной ценностью и быстрой усвояемостью, а его способность образовывать вязкую массу используется для приготовления соусов и киселей.

Кисели обычно готовят из фруктов, ягод, овощей и круп, хотя встречаются рецепты орехового, горохового, чайного и шоколадного напитка. Крахмал разводят в холодной воде, отваре или соке, и лишь потом добавляют в кисель, при этом следует помнить, что кипятить крахмал нельзя, поскольку он сразу же теряет свою вязкость.

Для соусов крахмал можно разводить не только в воде, но и в масле, а в некоторых рецептах его обжаривают с маслом на сковороде и затем разбавляют жидкостью.

Из китайской кухни к нам пришла традиция панировать в смешанном со специями крахмале мясо, рыбу, овощи, котлеты, сырники – он дает приятный вкус, тонкую хрустящую корочку и сохраняет сочность продукта. Крахмал добавляется в десерты и выпечку, поскольку он отлично впитывает влагу и придает бисквиту легкость, рыхлость и воздушность. Существует еще одна тонкость — если в тесто добавляется крахмал, оно должно замешиваться только на молочных продуктах, а поскольку крахмал придает выпечке невыразительный вкус, не стоит забывать о специях.

Зачем нужен кукурузный и рисовый крахмал

Кукурузный и рисовый крахмал не содержат глютен, поэтому их активно используют в диетическом и лечебном питании. Из кукурузного крахмала готовят соусы, сиропы, пудинги, желе, супы-пюре и кисели. Выпечка из кукурузного крахмала получается нежной, ароматной и рассыпчатой, отличаясь особенным вкусом, красивым цветом и румяной корочкой. Из этой муки получаются отличные кексы, запеканки, лепешки, маффины, оладьи и блины, и при этом изделия лишены традиционного мучнистого привкуса.

Рисовый крахмал используется в качестве загустителя белых соусов, для выпечки пирогов, булочек, кекса, запеканок, муссов и для панировки.

Чем можно заменить крахмал?

Поскольку крахмал выполняет функцию загустителя, его можно заменить любым продуктом, который обладает подобными свойствами. В кулинарии такими продуктами являются гречневая, ржаная, льняная мука, желатин, агар-агар, манка, кокосовая стружка. В некоторых случаях крахмал заменяется яйцами – 2 ст. л. кукурузного или картофельного крахмала соответствуют одному яйцу. В котлетах в качестве загустителя можно использовать тертый сырой картофель, а крахмалу в составе киселя вряд ли можно найти замену, хотя в некоторых рецептах для вязкости используется овсяная крупа или льняное семя.

В производстве сладостей, кондитерских изделий, мороженого, консервов и колбас также используется крахмал. Этот уникальный продукт содержит столько витаминов, минералов и микроэлементов, что о перенасыщенности пищевых продуктов крахмалом можно не беспокоиться. Благодаря крахмалу блюда становятся полезными, сытными и красивыми…

Кисели. Сладкие блюда

весной и осенью. Как разводить картофельный крахмал для удобрения кустов черной и красной смородины? Пропорции

Чтобы смородина смогла дать полноценный урожай, нормально росла и развивалась, следует использовать для нее различные питательные подкормки. В настоящее время существует большое разнообразие данных составов для такой культуры. Нередко садоводы применяют для этого крахмал.

Свойства крахмала

Крахмальные смеси позволяют оказывать на плодовые кустарники положительные действия:

способствуют активному развитию зеленой массы весной;
вызывают налив гроздей;
препятствуют осыпанию цвета;
делают ягоды более сладкими;
предупреждают увядание, а также осыпание гроздей.

Положительный эффект получается за счет наличия в таком компоненте большого количества полезного калия, который отвечает в том числе и за правильное развитие растений. Элемент необходим для обеспечения фотосинтеза.

Вместе с тем необходимое количество калия позволит сделать стебли растений гораздо более прочными. Вещество также повысит морозостойкость и засухоустойчивость растительности.

Нередко крахмальные питательные удобрения позволяют значительно увеличить воздухопроницаемость и водопроницаемость почвы. Крахмал может отпугивать и различных вредоносных насекомых, повышать плодородность земли.

Стоит отметить, что крахмальные удобрения являются наиболее бюджетным вариантом. Они обойдутся гораздо дешевле по сравнению с готовыми питательными составами из магазина. Кроме того, их можно легко и быстро приготовить в дома.

Сроки

Чаще всего подобные удобрения применяются весной. Причем первый раз процедуру проводят до начала цветения, а вторую – в момент налива гроздей. Иногда крахмал применяют и осенью, после окончания периода плодоношения. Осенняя подкормка направлена в первую очередь на будущий урожай. Она также будет способствовать легкому восстановлению кустарников.

Как приготовить?

Чтобы такая подкормка смогла оказать положительное действие, следует правильно ее приготовить. Чаще всего для этого используют простые картофельные очистки, которые остаются после приготовления еды. В холодное время такие продукты рекомендуется оставлять на морозе, так как под действием низких температур в них легко сохранятся все важные минеральные компоненты.

Когда наступит теплое время года, картофельные очистки достают, их надо будет использовать до того момента, как начнутся гнилостные процессы. Нередко очистки сушат – это позволяет сохранить подкормку в течение максимально длительного времени.

Чтобы высушить заготовки, можно отправить их ненадолго в духовку при небольшой температуре или просто положить на горячую батарею. После такой процедуры их следует тщательно растереть на терке.

Перед применением подготовленные крахмальные очистки помещают в объемную чистую емкость. Их полностью заливают крутым кипятком. На 1 килограмм данного продукта приходится около 10 литров жидкости.

В этом виде все нужно оставить на несколько суток для тщательного размокания. При этом массу необходимо будет регулярно помешивать. Перед самим применением полученную смесь надо пропустить через сито – это позволит избавиться от твердых частиц.

Применяется и другой простой способ приготовления данной питательной подкормки. Для этого берется 250 граммов готового картофельного крахмала. Его разводят в 3-х литрах чистой воды. Всю смесь ставят на огонь и доводят до кипения. Приготовленную массу разводят еще в 10 литрах жидкости.

Такой состав отлично сможет подойти для обработки кустарников во время наращивания ими зеленой массы, а также в периоды цветения и плодоношения.

При приготовлении подобных настоек важно соблюдать все пропорции, чтобы в итоге получилась питательная и эффективная подкормка для смородины.

Многие огородники избегают использования покупного картофельного крахмала для приготовления таких подкормок, потому что, по их мнению, в процессе промышленной обработки такой продукт может легко потерять многие свои полезные свойства, и в результате удобрение получится неэффективным.

Некоторые садоводы отметили, что именно картофельные очистки являются наиболее предпочтительным продуктом для приготовления домашних удобрений с крахмалом. Они богаты полезными полисахаридами, углеводами, жирами, витаминами А, С, В, различными аминокислотами. Помимо кальция, очистки содержат в себе и марганец, железо, натрий, цинк и серу, которые также нужны для нормального развития садовых растений.

Иногда готовят такие подкормки с картофельным соком. В данном случае нужно предварительно натереть овощи на мелкой терке. После этого образуется большое количество натурального сока, богатого крахмалом.

Картофельную жидкость из емкости выливают в ведро с 10 литрами обычной воды. Из-за крахмала смесь должна будет стать немного вспененной. После этого все содержимое ведра небольшими порциями выливается под плодовые кустарники.

Некоторые садоводы просто берут несколько картофелин, все они пропускаются через мясорубку, в результате чего формируется однородная густая кашица. Такой полученный состав можно сложить в пакет и убрать в морозильную камеру. С наступление тепла картофельную кашицу достают, размораживают и небольшими порциями просто раскладывают под кустарники. При этом массу следует немного перемешать с небольшим количеством земли.

Чтобы добиться максимально эффективного результата, следует сочетать сразу несколько подкормок. Можно применять и готовые магазинные составы. Причем они могут использоваться как для внешнего, так и для корневого удобрения плодовой растительности.

Схема внесения

Схемы внесения крахмальных подкормок могут быть различными. Далее мы рассмотрим, как правильно их использовать для красной и для черной смородины.

Для черной смородины. Такие плодовые кустарники являются очень чувствительными к заморозкам, поэтому в данном случае вносить подкормки с крахмалом следует ранней весной. При этом под большой взрослый куст надо будет налить около 5 литров крахмального раствора.
Для красной смородины. Эти плодовые растения нужно поливать и одновременно подкормить 3 раза за год. Первый раз это делают во время цветения, а затем при наливании ягод и перед наступлением морозов.

В любом случае перед внесением подкормок стоит внимательно осмотреть сами растения на наличие вредителей и повреждений. Сначала кустарники лечат, а только потом вносят удобрения. В противном случае внесенные составы могут еще больше навредить смородине.

Непосредственно перед внесением подкормок землю рекомендуется увлажнить, чтобы избежать ожогов.

Кисели

Кисель можно приготовить из ягод или фруктов — свежих, замороженных, сушеных, из ревеня и молока. Приготовление киселя очень облегчается, если вместо ягод и фруктов использовать фруктово-ягодные сиропы и соки. Взяв большее или меньшее количество картофельного крахмала, можно получить кисели из ягод и фруктов различной густоты. Обычно готовят кисель средней густоты. На 4 стакана такого киселя достаточно взять 2 ст. ложки картофельного крахмала. Если количество картофельного крахмала увеличить до 3 ст. ложек на 4 стакана, можно получить густой кисель. Картофельный крахмал при приготовлении киселя разводят в охлажденной кипяченой воде (на 2 ст. ложки муки 1 стакан воды). Разводить муку нужно в момент варки сиропа, так как, если ее развести заблаговременно, она осядет на дно. Разведенный картофельный крахмал надо процедить сквозь сито и влить в горячий сироп сразу, а не частями, и быстро размешать. Кипятить долго не следует, так как кисель при этом делается жидким. Кисели подают на стол холодными; кисель средней густоты можно подать и горячим. Густой кисель нужно разлить в формы и хорошо охладить. Предварительно форму смачивают внутри холодной водой, тогда охлажденный кисель легко отделяется от нее. Чтобы на поверхности киселя не образовалась пленка, надо посыпать его тонким слоем сахарного песка. К киселю можно подать сахар, холодное молоко или сливки.

КИСЕЛЬ КЛЮКВЕННЫЙ ИЛИ СМОРОДИНОВЫЙ

Ягоды перебрать, промыть горячей водой и хорошо размять пестиком или ложкой, добавить 1/2 стакана кипяченой холодной воды, протереть ягоды сквозь сито или отжать через марлю. Выжимки от ягод залить 2 стаканами воды, поставить на огонь и кипятить в течение 5 мин, после чего процедить. В процеженный отвар положить сахар, вскипятить, влить разведенный картофельный крахмал и, размешивая, дать закипеть еще раз. В готовый кисель влить отжатый сок и хорошо размешать. На 1 стакан клюквы или смородины — 3/4 стакана сахару, 2 ст. ложки картофельного крахмала.

КИСЕЛЬ ИЗ КЛУБНИКИ, ЗЕМЛЯНИКИ И ДРУГИХ ЯГОД

Клубнику перебрать, очистить, промыть и протереть сквозь сито. В кастрюлю влить 2,5 стакана горячей воды, положить сахар и размешать. Полученный сироп вскипятить, заварить разведенным картофельным крахмалом и дать еще раз вскипеть. В горячий кисель положить ягодное пюре и хорошо размешать. Так же приготовляют кисели из малины, черники.
На 1 стакан клубники — 3/4 стакана сахару, 2 ст. ложки картофельного крахмала.

ВИШНЕВЫЙ КИСЕЛЬ

Вишню промыть в холодной воде, очистить от косточек, пересыпать сахаром и в таком виде оставить на 1/2 ч. В течение этого времени несколько раз перемешать ягоды, чтобы образовалось больше сока, который надо слить и затем добавить в готовый кисель. Косточки ягод истолочь, залить 2,5 стаканами горячей воды, вскипятить и процедить. Полученным отваром залить ягоды и еще раз вскипятить. В кипящий отвар с ягодами влить разведенный картофельный крахмал, снова довести до кипения, снять с огня, влить сок ягод и перемешать. На 1 стакан вишни — 3/4 стакана сахару, 2 ст. ложки картофельного крахмала.

ЯБЛОЧНЫЙ КИСЕЛЬ

Хорошо промытые яблоки нарезать тонкими ломтиками, положить в кастрюлю, залить 2 стаканами воды и поставить варить. Когда яблоки разварятся, откинуть их на волосяное сито, положенное на кастрюлю, полученное пюре протереть и смешать с отваром. После этого положить сахар, вскипятить и заварить разведенным картофельным крахмалом. На 500 г яблок — 3/4 стакана сахару, 1,5 ст. ложки картофельного крахмала.

КИСЕЛЬ ИЗ СУШЕНЫХ ЯБЛОК ИЛИ КУРАГИ

Перебранные и промытые сушеные яблоки положить в кастрюлю, залить 3,5 стаканами горячей воды и в таком виде оставить на 2—3 ч. Затем в этой же кастрюле яблоки поставить на огонь и при медленном кипении варить 30 мин. Отвар процедить сквозь сито в другую кастрюлю, а яблоки протереть, положить в отвар, добавить сахар, все это перемешать и вскипятить. Полученный яблочный сироп заварить разведенным картофельным крахмалом. Кисель из кураги приготовляется таким же способом, но сахара нужно взять только 1/2 стакана. На 100 г сушеных яблок — 1/4 стакана сахару, 2 ст. ложки картофельного крахмала.

КИСЕЛЬ ИЗ СУШЕНОЙ ЧЕРНИКИ ИЛИ СУХИХ ЯГОД ШИПОВНИКА

Промытую в горячей воде сушеную чернику (или сухие ягоды шиповника) залить 2 стаканами холодной воды и поставить варить на 15—20 мин. Когда черника станет мягкой, отвар процедить в другую кастрюлю, а ягоды хорошо размять деревянным пестиком или ложкой, вновь залить 1 стаканом воды, вскипятить и, отжимая, процедить в кастрюлю с отваром. Затем добавить сахар, еще раз вскипятить и влить разведенный картофельный крахмал. На 50 г сушеной черники или сухих ягод шиповника — 3/4 стакана сахару, 2 ст. ложки картофельного крахмала.

МОЛОЧНЫЙ КИСЕЛЬ

В кастрюлю влить 3 стакана молока, вскипятить и прибавить сахар. Кукурузный или картофельный крахмал развести в 1 стакане холодного молока или кипяченой воды, влить в кипящее молоко и, все время помешивая, кипятить кисель в течение 5 мин на слабом огне. Для аромата в кисель, пока он горячий, можно прибавить ванилин, 4—5 капель миндальной эссенции или снятую теркой цедру с лимона или апельсина и хорошо перемешать. Разлить горячий кисель в чашки и охладить. Перед подачей на стол кисель можно выложить из чашек на небольшие тарелки. Кисель из соевого или солодового молока приготовляется таким же способом. Кисель можно приготовить из сухого молока. В этом случае стакан сухого молока развести 2 стаканами холодной воды и оставить на 30 мин для набухания. После этого добавить еще 2 стакана воды, размешать и довести до кипения. В кипящее молоко положить сахар, после чего влить крахмал, разведенный в стакане воды, и снова довести до кипения. На 4 стакана молока — 1/2 стакана сахару и 2 ст. ложки кукурузного крахмала.

КИСЕЛЬ ИЗ РЕВЕНЯ

Зачистить, промыть в холодной воде и нарезать мелкими кусочками черешки ревеня. Вскипятить воду с сахаром и проварить в ней до мягкости ревень (5—7 мин), после чего процедить. В процеженный отвар влить разведенную картофельную муку и, размешивая, дать закипеть еще раз. На 250г ревеня — 100—120 г сахару, 2 ст. ложки картофельного крахмала.

КИСЕЛЬ ИЗ ВИШНЕВОГО СИРОПА

Взять 2 стакана горячей воды, влить в нее вишневый сироп, добавить сахар и маленький кристалл лимонной кислоты, разведенный в небольшом количестве воды. Все это, хорошо перемешав, вскипятить, влить разведенный в 1 стакане воды картофельный крахмал и снова дать вскипеть. Кисели из сиропов других ягод приготовляются таким же способом. На 1 стакан вишневого сиропа — по 2 ст. ложки сахару и картофельного крахмала.

Кисель – универсальное очищающее средство

Польза киселей для организма не подлежит сомнению. Достоинством киселей является то, что они питательны, дешевы и легки в приготовлении.

Кисели фруктовые, ягодные или овощные считаются прекрасным средством восстановления сил для людей, ослабленных хроническими болезнями, перенесших серьезные хирургические операции. Защищают слизистую, улучшают пищеварение и предупреждают развитие дисбактериоза, полезны при гастритах с повышенной кислотностью, воспалительных процессах ЖКТ, болезнях печени, оказывают желчегонное, мочегонное и лёгкое слабительное действие – это не все достоинства киселей, а только их малый перечень.

Лечебные кисели заряжают энергией

Основа киселя определяет его витаминные качества. Полезен не только ягодный, овощной или фруктовый кисели, но и овсяный, рисовый, кукурузный илишоколадно-молочный и др. Например, в широко известном всему миру овсяном киселе много органических кислот, аминокислот, микроэлементов и витаминов, которые оказывают благоприятное воздействие на желудок и работу сердца, улучшают обмен веществ и укрепляют иммунитет. Овсяный кисель должен присутствовать обязательно в рационе тех, кто хочет похудеть. Он насыщает, заряжает энергией и при этом содержит немного калорий. Широкими целебными возможностями обладает овсяный кисель, приготовленный по рецепту В.К.Изотова. Лечебный кисель, приготовленный по рецепту В.К.Изотова, не имеет противопоказаний.

Что касается яблочных киселей, то их пьют при нарушениях пищеварения, анемии и гиповитаминозе. Для облегчения заболеваний печени пить такой кисель надо минимум месяц – по стакану 2 раза в день.

Ягодные кисели показаны при инфекционных заболеваниях, расстройствах ЖКТ и плохом зрении. В данном случае речь идет о черничном киселе. Для достижения положительных результатов такой кисель употреблять желательно не менее 2-х недель.

Кисель из рябины и корней аира способствует отхождению мокроты, а рябиновые ягоды помогают восстановить слизистые оболочки лёгких и бронхов. При болезнях лёгких также полезен клюквенный кисель. Такими же свойствами обладает вишнёвый и калиновый кисели, которые улучшают состав крови, укрепляют иммунитет, мобилизуют защитные силы организма.

Готовим кисель по правилам

Кисели в старину варили густыми – они были больше похожи на желе, вкус был кислым, цвет – коричневатым или сероватым. Со временем в кисели стали добавлять мёд и варенье, сок и сиропы из ягод и фруктов и овощей, а позже, когда появился картофель, кисельщики открыли для себя крахмал. Сегодня это блюдо обязательно должно присутствовать в меню детей и взрослых. А чтобы кисель, как говорится, пошел на пользу организму — нужно знать и применять некоторые правила его приготовления.

Готовить кисели для лечения нужно густыми или средней густоты. После добавления крахмала процеженные кисели можно не кипятить повторно. Кисель следует снимать с огня сразу после того, как только начнётся процесс загустения. Усваиваются лечебные кисели лучше всего в холодном виде. Противопоказаний к употреблению киселей нет, разве что индивидуальная непереносимость их компонентов: фруктов, ягод, мёда и т.д.

Кисель может быть жидким, полужидким или густым. Для приготовления жидкого киселя крахмала достаточно взять 1/2 ч.л. на стакан холодной воды, для полужидкого – 1 ч.л., а для густого киселя – 1/2 ст.л. крахмала на стакан воды. Картофельный крахмал для приготовления киселей разводят чистой холодной водой или остывшим сладким сиропом; кукурузный крахмал лучше разводить молоком, а потом процеживать. Размешав крахмал в стакане с жидкостью, его тонкой струйкой выливают в кастрюлю, где уже кипит «кисельный» сироп – при этом смесь постоянно помешивают, пока она не закипит снова. Готовый кисель снимают с огня. Употребляют готовый кисель в тёплом или холодном виде.

Рецепты полезных киселей

Несколько популярных рецептов приготовления киселя из ягод, фруктов, овощей и других ингредиентов.

Овсяный кисель. Овсяный кисель можно приготовить из обычного геркулеса: его надо смолоть в кофемолке (0.5-1 стакан), потом залить тёплой водой (2-4 стакана), размешать до однородной массы и оставить для набухания на 8-10 часов. Набухшую смесь процедить, геркулес отжать, добавить немного соли и поставить на огонь – варить, пока не загустеет. В готовый кисель добавляют мёд или сахар, чернослив или курагу, можно добавить сливочное масло. Затем кисель разливают в формы и охлаждают. Кисель, сваренный по этому рецепту, похож на густое желе – его можно нарезать кусочками, есть с холодным молоком, простоквашей или сливками.

Есть совсем простой рецепт приготовления киселя – овсяные хлопья измельчить в кофемолке, залить горячей водой и поставить варить на медленный огонь постоянно помешивая. Проварить 2-3 минуты до загустения. Пропорции количества хлопьев и воды определить по желанию, в зависимости от того, какой густоты нужно приготовить кисель. Сахар или мед – по вкусу.

Овсяно-молочный кисель. Овсяные хлопья «геркулес» развести в холодном молоке и оставить для набухания (на 100 г «геркулеса» взять 2 стакана молока). Когда крупа разбухнет, молоко отфильтровать через сито и поставить на огонь. В закипевшее молоко помешивая добавить 1 ст. ложку крахмала и сахар по вкусу.

Кисель с черемухой. Свежие или сухие ягоды залить водой (300 мл), и 10 минут варить на медленном огне под крышкой, процедить и при помешивании добавить ½ стакана тёплой кипячёной воды, в которой размешаны сахар и крахмал (1 ст.л.).

Яблочный кисель. Нарезать дольками несколько яблок, залить 2 стаканами кипятка, проварить 5-7 минут. Разварившиеся яблоки вынуть, протереть через сито и положить в отвар. Затем тщательно смешать яблочный отвар с предварительно разведенным небольшим количеством холодной воды крахмалом.

Кисель из айвы. Нарезанную дольками айву — 2 шт. залить 4 стаканами горячей воды и варить 20-25 минут. Когда айва разварится, протереть ее вместе с отваром. В отвар добавить сахар (2 ст ложки), лимонную кислоту на кончике ножа, размешать и довести до кипения. Затем ввести крахмал, разведенный холодной водой (1.5 ст ложки), снова довести до кипенния.

Кисель с рябиной и корнем аира. Высушенные ягоды рябины (2 ст.л.) смешать с измельчённым корнем аира (1/2 ч.л.), залить кипятком (2 стакана), и 8-10 минут варить на малом огне. Затем процедить и помешивая, влить растворённый в воде крахмал. Довести до слабого кипения при помешивании. По желанию добавить сахар и мёд.

Молочный кисель. Молоко – 150 мл, песок сахарный – 15 г, крахмал – 10 г, молоко для раз ведения крахмала – 40 мл, ванилин по вкусу. В кипящее молоко добавить сахарный песок. Влить разведенный в холодном молоке крахмал, непрерывно помешивая, довести до кипения. Проварить 5-10 минут. В конце варки добавить ванилин. Употреблять охлажденным.

Кисель из шиповника. Измельченные сухие ягоды шиповника — 2 ст. ложки залить 3 стаканами воды, кипятить на медленном огне 10-15 минут (под крышкой). Затем охладить и процедить через двойной слой марли. В небольшом количестве теплой воды развести 2 ст. ложки крахмала и сахар или мед по вкусу. Влить в отвар шиповника, тщательно размешивая. Снять кастрюлю с огня, как только на поверхности киселя появятся пузырьки.

Калиновый кисель. Развести 1 ст. ложку крахмала в небольшом количестве холодной кипяченой воды. Смешать ¼ стакана сока калины с медом (или сахаром) по вкусу и залить 2 стаканами горячей воды. В смесь калинового сока и воды влить подготовленный крахмал и все перемешать.

Шоколадный кисель на молоке. В 1 литр молока добавить 3 ст. ложки сахара, 3 ст. ложки порошка какао, 3 ст. ложки кукурузного крахмала, щепотку ванилина. Порошок какао смешать с сахаром, разбавить стаканом кипящего молока. В стакане холодного молока развести крахмал. В кастрюле вскипятить остальное молоко, влить молоко с какао, добавить ванилин, разведенный крахмал, размешать, прогреть и снять с огня. Кисель разлить в порционную посуду, посыпать сахаром. Подавать со сливками или ванильным соусом.

«Путь крахмала»: что нужно для создания нового сорта картофеля

Из 10 ведущих мировых продовольственных культур картофель занимает третье место, а также является незерновым пищевым продуктом номер один. Первоначально выращенный в Андах, испанцы завезли картофель в Европу в 16 веке, и, несмотря на ухабистое начало, картофель стал очень популярным источником пищи в последние два столетия. Картофель представляет собой полезную низкокалорийную пищу с высоким содержанием клетчатки, которая обеспечивает значительную защиту от сердечно-сосудистых заболеваний и рака.Кроме того, клубни картофеля являются очень хорошим источником витамина B6 и хорошим источником калия, меди, витамина C, марганца, фосфора, ниацина, пищевых волокон и пантотеновой кислоты. Они также содержат множество фитонутриентов, обладающих антиоксидантной активностью. Неудивительно, что это такая любимая культура во всем мире. European Seed встретился с некоторыми из крупнейших компаний по селекции картофеля в Европе, чтобы узнать больше о проблемах и возможностях селекции новых сортов картофеля. Пит Сминге, директор Kweekbedrijf Smeenge-Research, Ванесса Пригге, менеджер проекта по улучшению урожая в Solana, Джерард Бэккс, генеральный директор HZPC, Ян-Пол Бандсма, менеджер по продукту в de Nijs Potatoes, и Гуус Хесельманс, менеджер по исследованиям и разработкам C.Meijer B.V. предоставил информацию об этой пользующейся большим спросом культуре.

Селекция картофеля по сравнению с селекцией семенных культур

Сминге заявляет, что выращивание картофеля занимает много времени, так как может быть только один отбор в год. По его словам, в общей сложности до защиты и листинга требуется 10-12 лет. «С семенными культурами возможна гибридная селекция, так что вам понадобится всего несколько лет для создания новых сортов. В картофеле гибридная селекция (все еще) невозможна, однако над этим работают KWS, Solynta, HZPC и Bejo.Так что, возможно, это станет возможным в ближайшие 10 лет ».

Джерард Бэкс, генеральный директор HZPC

Backx соглашается, указывая на то, что скорость размножения вегетативно размножаемой культуры намного ниже, что замедляет процесс отбора и увеличивает продолжительность фазы интродукции. «Следовательно, требуется гораздо больше лет». С другой стороны, он говорит, что поддерживать генетику просто, поскольку генетика не меняется. В целом, вегетативно размножаемые культуры имеют гораздо более сложный геном, что является самым большим препятствием.«Картофель тетраплоидный и чрезвычайно неоднородный. Возможна работа с диплоидными растениями, но пока это только на стадии исследования. Кроме того, двойные гаплоиды могут быть вариантом, но не простым путем ».

Бандсма соглашается: «Когда у вас есть хороший сорт, полученный вегетативным способом, вы знаете, какой сорт вы получите после размножения (всегда один и тот же). У культур, размножаемых семенами, всегда есть различия в потомстве. Хотя картофель размножается вегетативно, можно улучшить сорт традиционным отбором стеблей.Например, вы можете улучшить количество клубней, форму клубней и другие параметры ».

Основными проблемами, связанными с вегетативным характером выращивания картофеля, являются низкий коэффициент размножения и высокий риск передачи болезней, передаваемых через клубни.

Пригге говорит, что на кукурузе, например, с семенами одного тест-кросса вы можете посеять испытания урожайности в нескольких местах, даже в повторных проектах, уже в первый год поля. В отличие от картофеля, для надежной оценки урожайности клубней в аналогичной экспериментальной схеме легко уходит после четвертого полевого года из-за низкого коэффициента размножения — менее 15 клубней на растение, что означает, что первые годы посвящены выращиванию клубней для тестирования. целей.«Это явно удлиняет цикл разведения, а также влияет на решения о выборе: во время первых испытаний урожайности, по необходимости из-за ограниченной емкости для хранения этой крупногабаритной культуры, более 99% исходного материала, возможно, уже было выброшено. по визуально оцениваемым признакам, таким как черты клубней и визуальные предпочтения селекционера. Кроме того, каждый цикл размножения несет в себе риск заражения клубневыми заболеваниями, особенно вирусами, поэтому проводится обширное тестирование образцов клубней каждого выбранного генотипа.Она говорит, что еще одним серьезным недостатком вегетативного размножения является легкость выращивания семян, сохраненных на фермах, которые в некоторых сегментах рынка, например, в европейских странах, легко составляют 50%, в то время как в развивающихся странах нередко наблюдается 90% FSS без компенсации. . «Учитывая, что доходы от продажи семян и роялти являются основным источником дохода селекционеров, теряется много того, что в противном случае можно было бы реинвестировать в НИОКР», — добавляет она.

Основным недостатком вегетативного размножения картофеля является легкость получения семян, сохраненных на фермах, которые в некоторых сегментах рынка и некоторых странах могут составлять более 50% без компенсации селекционеру.

Heselmans разделяет, что в принципе цель такая же, как и у любой культуры: объединить положительные черты для получения генетического преимущества.В случае, если картофель продается как вегетативная культура, нет никаких препятствий, таких как инбридинг, для достижения гомозиготности. Это препятствие необходимо преодолевать в случае выбора пути разведения F1-гибрида истинного картофеля (TPS). «Клональное размножение картофеля требует больше времени (в 8-10 раз) по сравнению с настоящими семенными гибридами F1. В целом сложность генетики выращиваемого в настоящее время картофеля представляет собой проблему из-за его тетраплоидной и гетерозиготной природы, это относится ко всей области селекции картофеля », — говорит он.

Источник: HZPC

Важные селекционные цели в программах селекции картофеля

Картофельный рынок — это не один рынок, говорит Backx. Картофель для переработки (крахмал, чипсы, картофель фри) требует других характеристик, чем картофель для потребления в свежем виде. Для обработки важны такие элементы, как цвет, успех обработки и эффективность на заводе. Кроме того, вкус, длина и т. Д. «Эти слова легко переводятся в длинном списке характеристик, которые нужно искать.Кроме того, для производителя необходимы урожайность, устойчивость к болезням / толерантность и т. Д. Можете ли вы хранить и обрабатывать разнообразие или нет?

Можно ли собрать сорт механическим способом? Можете ли вы выращивать семенной картофель такого сорта? Все эти пункты важны », — заявляет он. «С другой стороны, для рынка свежих продуктов важны вкус, кожица, цвет, привлекательность и т. Д. Рынок свежих продуктов очень разнообразен. В разных регионах разные предпочтения, и потребители любят есть картофель для твердого приготовления, или для приготовления пюре, или домашнего картофеля фри.Все эти виды использования требуют других характеристик. Поэтому мы четко определили, для каких рынков нам нравится создавать разновидности и по каким критериям отбора нам нужно набирать баллы. Для каждого подсегмента рынка это длинный список характеристик ».

Вкратце, по словам Пригге, к ним относятся качество, агрономические показатели и устойчивость к болезням. «На самом деле существует более 50 признаков, которые наши картофелеводы учитывают в процессе отбора, а это означает, что интенсивность отбора по признаку довольно низкая.Мы разрабатываем улучшенные сорта картофеля для многих секторов картофеля, в основном для производства чипсов и картофеля фри, производства крахмала и розничной торговли, и все это в глобальном масштабе. Следовательно, помимо набора общих целей, таких как ранняя зрелость или урожайность для всех сегментов, всегда есть дополнительные цели, специфичные для потребностей определенного сегмента рынка », — добавляет она.

Гуус Хесельманс, руководитель отдела исследований и разработок C. Meijer B.V.

Согласно Хезельмансу, урожайность, стабильность, устойчивость и качество урожая и обработки являются наиболее важными.Посевы картофеля растут в течение 80-150 дней, подверженных климатическим потрясениям и болезням. Тогда во многих регионах часть урожая приходится долго хранить. «Чтобы получить надежный результат урожая картофеля по всей цепочке, сложно объединить все эти факторы. Экологичность — ключевой фактор при принятии решений в области селекции картофеля ».

Для Bandsma наиболее важными целями являются подводный вес (высокое содержание сухого вещества), ранняя и среднеранняя зрелость (раннее клубнеобразование также в порядке), высокая устойчивость к жаре и засухе, а также пригодность для картофеля фри, чипсов, экспортных сортов и т. картофель столовый (желтая мякоть).«Картофель поражен несколькими болезнями, такими как фитофтороз, парша обыкновенная, серебряный налет, ризоктония и многие другие, поэтому нам нужна хорошая сопротивляемость этим болезням».

Smeenge перечисляет урожайность, приемлемость для потребителей, устойчивость к болезням, адаптацию к различным климатическим условиям и полезность для стола, чипсов и картофеля фри как наиболее важные цели селекции для своей компании.

Определение генетического разнообразия устойчивости к болезням

«Мы акционеры племенной компании ФОБЕК, и они делают кроссы, исходя из наших пожеланий.У них довольно большое генетическое разнообразие устойчивости. Они получают свое генетическое разнообразие от своих собственных линий / разновидностей семян, делая свои собственные скрещивания, обратные скрещивания и сотрудничая между различными компаниями », — говорит Бандсма. «Во-вторых, мы работаем со свободными заводчиками-любителями. У них также есть генетическое разнообразие генов. Они получают свою генетику от своих собственных линий / сортов семян, делают свои собственные скрещивания, работают вместе с другими селекционерами-любителями и пытаются получить линии / сорта семян от картофельных компаний.Наши цели в отношении устойчивости — это нематоды картофельных кист (PCN), бородавки, вирусы, парша и фитофтороз ».

Для Пригге актуальность болезни для программы селекции картофеля зависит от ожидаемого рынка. «Например, на данный момент устойчивость к белой нематоде Globodera pallida пользуется большим спросом у европейских фермеров, независимо от сегмента рынка. Были обнаружены новые высоковирулентные штаммы нематод, которые преодолели устойчивость обычно используемых устойчивых разновидностей.В этом случае мы возвращаемся к обширной коллекции родственников картофеля, хранящейся в коллекциях генного банка, чтобы идентифицировать генотипы, устойчивые к этим более вирулентным штаммам G. pallida , и пытаемся внедрить эти локусы в наши улучшенные племенные популяции. Мы сделали то же самое в отношении устойчивости к фитофторозу или нематодам с корневыми узелками, потому что у европейских сортов картофеля было мало генетических вариаций устойчивости к этим болезням ». Она говорит, что при других заболеваниях, таких как черная ножка, размножение вряд ли возможно, потому что «нам не хватает предпосылок для прогресса селекции: генетической изменчивости и эффективной и надежной системы фенотипирования.”

Резистентное разведение — важный раздел в программе разведения Meijer, говорит Хезельманс. В районах с интенсивным выращиванием почвенные болезни, такие как бородавки и нематоды, создают огромные проблемы, тогда как фитофтороз в глобальном масштабе представляет собой серьезную угрозу. Кроме того, для многих других болезней, таких как серебристая чешуя, парша обыкновенная и вирус, требуется минимальный уровень устойчивости. «Чтобы вернуть устойчивость к болезням в нашу коммерческую программу селекции картофеля, Meijer сотрудничает с университетами и генными банками, чтобы внедрить новые гены устойчивости диких видов.Сохранение генетического разнообразия имеет огромное значение. По этой причине недавно группа голландских селекционеров картофеля решила активно поддержать Голландский генобанк (CGN) для поддержки и выпуска нового материала ».

Источник: Solana

По словам Сминге, нематоды, а затем, особенно, два вида Globodera rostochiensis и G. pallida являются наиболее важными вредителями. Он черпает свое генетическое разнообразие из сортов крахмала, из генного банка Университета Вагенингена (WUR) и из своих собственных линий разведения.«Во-вторых, фитофтороз, и мы получаем наше разнообразие от Института Луи Болка через программу« Bio-Impuls »и его собственного селекционного материала. И третье: парша обыкновенная и вирус. Разнообразие проистекает из его собственной селекционной программы, которая существует уже более 45 лет ».

В селекции картофеля огромное значение имеет сохранение генетического разнообразия.

Backx говорит, что наиболее важные заболевания частично зависят от того, для чего сорт будет использоваться и на какой территории он будет расти.Фитофтороз — это болезнь, которую можно найти повсюду, поэтому очень важна устойчивость к ней. Однако единичное сопротивление быстро преодолевается. Итак, вам нужно работать со сложными множественными сопротивлениями, что непросто. «Мы не должны забывать, что парша обыкновенная является проблемой не для всех производителей. Другие факторы, такие как устойчивость к нематодам, являются наиболее важными. Генетическое разнообразие резистентностей он находит в генном банке, но также использует другие типы Solanum и существующие разновидности. Это обычный способ создания генофонда », — говорит он.

Фитофтороз, цисгенез и дальнейшее размножение

Согласно Backx, сопротивление может быть эффективным только в том случае, если это множественное сопротивление, основанное на разных системах. Грибок так быстро приспосабливается. При классическом разведении это вряд ли возможно. С цисгенезом это было реализовано. «Здесь возникает вопрос, следует ли допустить на рынок продукт, созданный посредством цисгенезиса. Это одна из «новых технологий селекции», о которой уже сообщалось в предыдущих выпусках European Seed .Если бы мы могли использовать эти методы, это очень помогло бы селекционерам, а вместе с ними и фермерам, и окружающей среде. Лично я был бы за то, чтобы разрешить использование надлежащего продукта цисгенеза, если вы докажете, что в нем нет «странной ДНК» (= совершенно другого вида) ».

Heselmans разделяет мнение Meijer, что он поддерживает позицию Plantum по этому вопросу, что указывает на то, что цисгенез — это новый метод селекции растений, который не приводит к образованию чужеродной ДНК в конечном продукте, поэтому никакие видовые барьеры не пересекаются и должны, по мнению правительства Нидерландов. , не регулируется как GMO

Ян-Пол Бандсма, менеджер по продукции de Nijs Potatoes

Bandsma считает, что существует достаточно генов против фитофтороза.«Единственное, что очень важно, — это то, что нам нужно добавить больше генов фитофтороза в сорт / семенную линию картофеля. Мы думаем, что без цисгенеза можно получить хороший сорт, очень устойчивый к фитофторозу. Это займет некоторое время! Мы знаем, что FOBEK имеет хорошее генетическое разнообразие генов фитофтороза. Мы не любим ГМО, но считаем, что цисгенез может стать хорошим дополнением к выращиванию картофеля. Использование генов против фитофтороза из другого семейства Solanum может быть хорошей возможностью решить эту проблему.С другой стороны, как быстро фитофтороз сможет отрегулировать / сломать сопротивление? »

Сминге говорит, что, по его мнению, с помощью цисгенеза они трансплантируют гены внутри вида Solanum tuberosum (картофель). «Фактически, это то же самое, что мы делаем при обычных переходах. Преимущество цисгенеза в том, что он может привести к появлению нового сорта за очень короткое время! Поэтому я считаю, что его нужно выпускать в производство и специально для дальнейшего разведения. Однако я против трансплантации генов между разными видами (напр.грамм. картофель и сахарная свекла). У меня этическая проблема: мы будем играть в Бога! »

С помощью цисгенеза вы можете более эффективно развивать стабильную резистентность при селекции картофеля.

В последнее время коммерциализировано несколько устойчивых к фитофторозу сортов, выведенных классическими методами рекомбинации и селекции, — говорит Пригге, «включая наш сорт Connect». Так что можно. Эти сорта возникли в результате обширных исследований и предварительных селекционных работ как в государственном, так и в частном секторе картофеля, направленных на использование локусов устойчивости неадаптированных видов Solanum для программ интрогрессивной селекции картофеля.Хотя эти предварительные селекционные мероприятия отнимают очень много времени, устойчивое управление генами R требует объединения нескольких генов R, и именно в этом мы видим большое преимущество новых методов разведения, потому что, например, с cisgenesis, вы можете более эффективно развивать стабильную резистентность ».

Селекция на устойчивость к абиотическому стрессу

Хезельманс говорит, что они активно отбирают и разводят на устойчивость к соли, засухе и жаре. Он добавляет, что найти места для надежного и последовательного испытания этих нагрузок непросто, но в Европейском союзе им удалось найти места для этих специфических черт.«Более сложная задача — найти генетические ключи к разгадке этих черт», — добавляет он.

Сминге рассказывает о том, что он разводит для устойчивости к абиотическим стрессам, которые возникают в разных частях мира, таким как сильный ветер, жара, засуха, короткий день, солеустойчивость и т. Д.

Пригге говорит, что они участвуют в исследовательских проектах по устойчивости к абиотическим стрессам, таким как засуха и засоление, но пока у них нет специальных программ разведения для этого. «Скорее, мы испытываем наши передовые материалы в органических условиях выращивания и в различных климатических условиях, где они подвергаются нескольким абиотическим стрессам, естественным образом возникающим в этих средах.Определенная толерантность к абиотическому стрессу является обязательным условием для каждого успешного сорта ».

По словам Backx, большая часть картофеля в мире выращивается в засушливых условиях в Азии и Африке. Таким образом, несколько факторов, вызывающих абиотический стресс, очень важны для сортов на этих рынках. Важны стрессовые факторы, такие как засуха или жара. Соль важна, так как орошаемые земли становятся все более солеными. Я бы сказал, что тепло — это самое главное. Также важна эффективность использования воды. Однако мы должны понимать, что картофель — это культура, которая уже как культура очень водосберегающая.”

Бандсма указывает, что его компания действительно занимается селекцией сортов, устойчивых к засухе, жаре и соленым условиям. «Жара и засуха — проблема не только в Средиземноморье, Африке и других регионах, в которые мы экспортируем наши семена. Погода в Европе также становится все более суровой. Итак, нам нужен картофель, устойчивый к жаре и засухе (или обладающий хорошей переносимостью) в сочетании со скороспелым — среднераннеспелым. Когда семенной картофель будет иметь хороший урожай, мы надеемся начать сбор урожая раньше, до того, как пойдет дождь.”

Сосредоточение внимания на улучшении питательных и оздоровительных характеристик ваших новых сортов картофеля

Баккс говорит, что картофель в целом очень полезен, и можно целыми днями есть только картофель в течение нескольких недель, и при этом получать сбалансированное питание. Но сделать картошку еще полезнее можно. «Фактически, в нашей программе разведения мы работаем над характеристиками здоровья, такими как картофель с низким гликемическим индексом или низкокалорийный картофель фри, чтобы обслуживать тех, кто просит эти типы продуктов.”

Человек мог целыми днями есть только картошку в течение нескольких недель и при этом получать сбалансированное питание.

Bandsma говорит, что они пытаются это сделать, но сосредоточение внимания на здоровье — не их первая цель. «Наш самый большой рынок сбыта семенного картофеля на экспорт. Мы расширяем наши возможности, поэтому в сегменте небольшого столового картофеля мы стараемся сосредоточиться на нем ».

Ванесса Пригге, руководитель проекта по улучшению сельскохозяйственных культур в Solana

Пригге говорит, что многие из сортов хрустящей корочки и картофеля фри Solana имеют очень низкое содержание редуцирующего сахара после длительного хранения в холодильнике, что является признаком, на котором они специально сосредотачиваются в своей программе селекции, чтобы получить сорта с пониженным образованием акриламида во время жарки.Это сложный признак, требующий корректировки как углеводного, так и аминокислотного метаболизма, который сложно улучшить с помощью классических методов разведения.

Картофель считается полезной культурой, особенно по сравнению с такими основными продуктами питания, как рис и злаки, — говорит Хесельманс. «Мы не принуждаем к тому, чтобы в картофеле были все положительные питательные элементы, зная, что они могут быть добавлены другими продуктами здорового питания. Однако мы стараемся увеличивать количество положительных элементов, таких как антиоксиданты, и уменьшать количество отрицательных элементов, таких как гликоль-алкалоиды и акриламиды.”

Smeenge говорит, что в своей программе разведения они не уделяют особого внимания этим аспектам, за исключением разведения с низким уровнем SGA (стероидные гликоалкалоиды).

Другие цели разведения (например, повышение качества?), На которые нужно потратить ресурсы

«Мы уделяем основное внимание низкому содержанию сахара, хорошему качеству картофеля фри и чипсов, а также красным сортам для« красного рынка », а также приятному внешнему виду при фасовке и отсутствию зеленого цвета клубней в дневное время. свет », — говорит Сминге.

Селекционеры согласны с тем, что для перерабатывающей промышленности важно знать требования клиентов перерабатывающей промышленности. Эти клиенты частично определяют разнообразие, которое им необходимо обработать, где цвет и длина являются важными элементами.

Backx заявляет, что для столовых разновидностей важна форма. Сорт должен иметь гладкую кожицу (без глубоких глазков), чтобы вы могли легко очистить их, если хотите, или они будут красиво выглядеть, если вы отварите их вместе с кожицей.«Кроме того, наша компания работает над различными концепциями, такими как цветной картофель, концепция Perupas, концепция Sunita, концепция Pommonde и т. Д. Вы можете найти более подробную информацию на наших веб-сайтах. Все это для того, чтобы предложить альтернативу супермаркетам ».

Bandsma заявляет, что в Европе они специализируются в первую очередь на сортах, пригодных для переработки.

По мнению Хезельманса, сорт должен был создавать добавленную стоимость в картофельной цепочке, начиная с потребителя. «Цель состоит в том, чтобы объединить признаки таким образом, чтобы сумма признаков приводила к улучшенному сорту, в то время как ни один из признаков не был ниже минимального уровня.”

Пригге считает, что качество действительно является главной целью селекции картофеля, но, опять же, конкретные требования зависят от сегмента рынка. «Например, в настоящее время существует высокий спрос на снижение уровня акриламида в продуктах из жареного картофеля из-за официальных рекомендаций, сделанных после недавнего анализа рисков Европейским управлением по безопасности пищевых продуктов», — говорит Пригге. «Это означает, что может быть недостаточно чисто визуально оценивать обрабатываемые сорта по цвету жарки, что является предпочтительным в настоящее время методом, но может потребоваться измерение фактических уровней акриламида, что потребует сложного оборудования и будет более дорогостоящим.Кроме того, у картофеля есть серьезные проблемы с болезнями, особенно в условиях интенсивных систем возделывания в Европе, поэтому мы тратим немало ресурсов на тестирование устойчивости, как с помощью молекулярных инструментов, так и с помощью биологических анализов ».

Основной источник разнообразия

Backx говорит, что они много работают над нашим собственным генофондом, чтобы создать родительские растения. «Используются коммерческие сорта, но особенно материал из генных банков. Но мы также возвращаемся к материалам, происходящим из Анд. Мы поддерживаем фермеров-хранителей в Андах в поддержании огромной коллекции старых сортов картофеля.Сминге говорит, что основным источником разнообразия в его селекционной программе являются выведенные им сорта (более 20) и саженцы (собственная гермоплазма). «Я также использую сорта / саженцы от коллег-селекционеров или картофельных компаний».

Мы поддерживаем фермеров-хранителей в Андах в поддержании огромной коллекции старых сортов картофеля.

Heselmans заявляют, что они действительно используют сорта от коллег-селекционеров со всего мира, а мы также используем новые генетические источники, как описано выше.«Помимо этой части родителей, мы используем родителей, которые были предварительно выведены в нашей собственной программе».

Пригге соглашается, что основным источником вариаций является совокупность коммерческих сортов. Однако из-за чрезвычайно большого числа селекционных признаков у картофеля выбор родителей-скрещивателей никогда не бывает по типу «лучшие-за-лучшие», а всегда является компромиссом. «Что касается конкретных признаков, которых нет в пуле сортов, нам повезло иметь обширную коллекцию диких и неадаптированных родственников картофеля в государственных генных банках, и мы используем их в программах интрогрессивной селекции.Задача состоит в том, чтобы избавиться от нежелательных характеристик этих диких видов, которые проявляются в качестве сцепления во время интрогрессии, таких как поздняя зрелость, длинные столоны, глубокие глаза, низкая урожайность, плохая форма клубней и так далее », — отмечает Пригге.

Бандсма указывает, что его компания не занимается поиском необходимой зародышевой плазмы, поскольку это работа их племенной компании FOBEK. «Когда мы думаем, что определенный материал может быть интересной зародышевой плазмой, мы спрашиваем селекционера или картофельную компанию, которая владеет материалом, и отправляем его в FOBEK.Таким образом, необходимая зародышевая плазма может быть коммерческим сортом, семенной линией, которая просто недостаточно хороша, семенной линией, содержащей гены устойчивости (например, BIO-impuls) или другими ».

Доступ к новой зародышевой плазме, новые правила доступа и совместного использования выгод

Пригге говорит, что у картофеля есть тысячи образцов, доступных из генных банков. «Имея это генетическое разнообразие под рукой и с тетраплоидной культурой, во всяком случае, нам нужно найти ресурсы, чтобы лучше охарактеризовать доступную зародышевую плазму, чтобы лучше использовать ее в селекции и найти способы исправления желаемых комбинаций аллелей.Кроме того, за исключением Solanum phureja , картофель включен в Приложение 1 к Международному договору о генетических ресурсах растений для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства и, следовательно, протокол Нагоя не применяется. Мы полностью поддерживаем ITPGRFA и текущий процесс улучшения функционирования многосторонней системы доступа к генетическим ресурсам и совместного использования выгод ».

Хесельманс говорит, что до сих пор у них не было особых трудностей с рассмотрением новых правил доступа и совместного использования выгод, однако они предвидят много бюрократии в будущем, когда в нашу программу будут включены новые материалы.«Мы считаем, что селекционеры и законодательство о ЧВП сами по себе уже играют важную роль в распределении (генетических) выгод, выпуская сорта и позволяя другим селекционерам свободно использовать эти сорта для скрещивания. Освобождение заводчиков способствует инновациям ».

Селекционеры и законодательство о ЧВП играют важную роль в распределении (генетических) выгод, выпуская сорта, чтобы их могли свободно использовать другие для скрещивания. Освобождение заводчиков способствует инновациям.

Bandsma считает, что у них есть достаточный доступ к новой зародышевой плазме, потому что FOBEK несет ответственность за их селекционную программу.И Сминге считает, что есть достаточно доступа к новой зародышевой плазме, например. через генный банк в Вагенингене.

Backx не согласен: «Да, эти правила затрудняют получение материала и, возможно, делают его очень дорогим. Мы не против принципа. Но мы не должны блокировать селекцию растений и улучшение сортов ».

Инвестиции в развитие: время и деньги

Хезельманс говорит, что выведение сорта от скрещивания до выпуска займет 8-9 лет, после чего последует первая коммерциализация и размножение, что также сопряжено с большими финансовыми рисками.

Bandsma указывает, что для разведения и вывода нового сорта требуется около 15 лет. «В этой селекции самое время начать скрещивание, селекцию и все опытные поля в Нидерландах и за рубежом. Когда сорт находится в процессе регистрации, мы налаживаем традиционный отбор стеблей и производство мини-клубней. Этот материал идет одному или нескольким производителям. По нашим оценкам, для создания нового сорта потребуется около 150 000 евро ».

Пригге указывает, что от первоначального скрещивания до проникновения на рынок сорта картофеля проходит около 15 лет.«Одним из основных факторов этого длительного процесса является низкая скорость производства клубней как на начальном этапе селекции, так и на более позднем этапе производства семенного картофеля, необходимого для вывода на рынок. Если необходимо интрогрессировать локусы особых признаков из неадаптированной зародышевой плазмы, фазе разработки сорта могут предшествовать десятилетия исследований и предварительных селекционных мероприятий ».

Backx сообщает, что для правильного выбора нового сорта требуется 10 лет, «а после этого нам определенно понадобится пять лет, чтобы вывести сорт и создать посадочный материал.Это медленный процесс. Выведение нового сорта для интродукции, безусловно, стоит около 3 миллионов евро ».

Пит Сминге, директор Kweekbedrijf Smeenge-Research

Smeenge приходит к аналогичным цифрам: «Нам нужно 10-14 лет и от 2 до 3 миллионов евро на каждый новый сорт».

Продукция будущего: удовлетворение потребностей производителей

«Мы стараемся думать и говорить о пожеланиях на будущее со всеми клиентами: производителями, упаковщиками, потребителями, производителями и т. Д.Трудно заглядывать в будущее на 14 лет », — говорит Сминге.

Backx говорит, что они должны убедиться, что сорта соответствуют тому, что хотят клиенты. «И это не в первую очередь производитель. Я бы сказал, что производитель второй или третий. Нам нужно предсказать, каковы, по нашему мнению, предпочтения потребителей. Поэтому нам нужно общаться с ними, нам нужно анализировать рыночные тенденции и т. Д. На это тратится много маркетинговой работы ».

Пригге говорит, что Solana имеет свои корни в сельском хозяйстве и всегда имела очень тесные связи с производителями.«Тем не менее, в отношении картофеля нам необходимо учитывать не только потребности производителей, но и конечных потребителей, которые в равной степени важны, и это отдельные потребители на супермаркете, а также упаковщики и перерабатывающая промышленность. В Solana-Group селекционеры очень тесно работают с менеджерами по продуктам и региональными менеджерами по продажам, и обратная связь идет в обоих направлениях, тем самым влияя на весь процесс селекции, от выбора родителей-скрещивателей до окончательных решений по отбору и соответствующих рынков для внедрения », — добавляет она. .

Источник: HZPC

Bandsma упоминает, что сначала они смотрят на то, чего хотят их клиенты / клиенты. «Когда они довольны, в основном благодаря результатам из-за границы, мы настраиваем умножение. Производители смотрят на количество клубней, устойчивость к болезням, устойчивость к жаре и засухе, стойкость к повреждению, но наиболее важно то, сколько денег они получают за гектар. Кроме того, очень важна зрелость всех выращиваемых ими сортов (в зависимости от того, сколько гектаров выращивает производитель).”

Heselmans говорит, что как селекционная компания они активны во всей цепочке, как для внедрения, так и для поддержки своих сортов, чтобы учиться новым стратегиям разведения. Затем важно, чтобы программа отбора была разработана таким образом, чтобы практическое развитие кандидатов предсказывалось надлежащим образом, как для общей практики, так и для различных ситуаций, таких как стресс от засухи и высокое давление болезней.

Самые большие проблемы для селекционера при создании нового сорта картофеля?

Backx говорит, что самая большая проблема — найти правильный компромисс.«Вы никогда не найдете сорта со всеми необходимыми характеристиками. Но общий пакет должен быть близок к тому, что требуется для этого сегмента рынка. Понимание потребностей клиентов очень важно ».

Bandsma также соглашается с тем, что самая большая проблема для заводчика — смотреть в будущее. «Вам нужен сорт для конкретного рынка, и на его выращивание уходит около 15 лет. Когда вы собираетесь представить разнообразие, рынок все еще хочет этого? »

Prigge выделяет три основных проблемы.«Во-первых, мы имеем дело с (слишком) многими коммерчески значимыми селекционными признаками, что ограничивает интенсивность селекции по признаку менее 50% и требует постоянных компромиссов при выборе родительских комбинаций. Во-вторых, низкий коэффициент размножения клубней (<15 для картофеля против, например, 1000 для семян рапса) приводит к длительному циклу размножения и позволяет оценивать сложные признаки только на более поздних стадиях, в то время как решения о раннем выборе основываются на визуальной оценке одного или нескольких растения и признаки с низкой наследуемостью.В-третьих, тетраплоидная и высокогетерозиготная природа культуры делает утомительной работу с рецессивными признаками и практически невозможной фиксацию благоприятных комбинаций аллелей, одновременно создавая высокую генетическую нагрузку из-за сокрытия вредоносных аллелей в тетраплоидном геноме ».

Сминге соглашается, заявляя, что его самая большая задача — представить правильный сорт в нужный момент для нужного рынка (так, не слишком рано и не слишком поздно).

Хезельманс подчеркивает, что это , а не разработка самого сорта, что это , а не , имеющий сорт, зарегистрированный для PVP / VCU, но это означает, что сорт вырос до серьезной коммерческой ценности.По его словам, это не племенная работа, а работа компании.

Инновации (технологические, генетические, молекулярные и т. Д.) В разработке

Пригге говорит, что конвейерные инновации — это селекция на основе гаплотипов; геномный отбор; редактирование генов; и, вероятно, гибрид F1 с диплоидными инбредными родителями.

Smeenge соглашается: «В разработке находятся гибридное разведение (см. Также Q1), генетическая модификация (цисгенез), Crispr-CAS и молекулярный отбор (требуется меньше времени).”

Bandsma говорит, что FOBEK (и другие акционеры) разрабатывают маркерные технологии для отслеживания наличия определенного гена / устойчивости в семенной линии / сорте. «Этим нововведением мы исключаем больше семенных линий, у которых нет определенного гена / устойчивости. Кроме того, это может быть преимуществом при выборе линий / сортов семян для создания новых скрещиваний ».

Источник: Smeenge

По словам Хезельманса, инновации сами по себе не являются целью, но использование инноваций для ускорения вашей селекционной программы по скорости, размеру и качеству является ключевым.«Действительно, у заводчиков сегодня есть целый ряд возможностей в этой области. Можно получить все больше и больше знаний о генетике картофеля, в том числе внутри компании, с использованием всех доступных платформ и подходов к ДНК. Однако мы должны понимать, что у картофеля есть 40 000 генов во многих аллельных вариантах с до сих пор неизвестными взаимодействиями. Лучшее нововведение — это сделать лучший выбор в отношении инвестиций людей, времени и денег в подход, ориентированный на ДНК, в сочетании с эффективным, надежным и быстрым полевым отбором; баланс между генотипированием и фенотипированием! »

По словам Бэккса, большой вопрос заключается в том, приведут ли гибридные сорта к лучшим и рыночным сортам в ближайшее десятилетие.«Как только это сработает, сможем ли мы производить настоящие семена картофеля этих сортов? Это приведет к возможности выхода на рынки, на которые в данный момент невозможно войти. Из 19 миллионов гектаров картофеля в мире большинство производителей не получают надлежащего семенного картофеля или подходящих сортов. Это связано с фитосанитарными, политическими или логистическими барьерами ».

Из 19 миллионов гектаров картофеля в мире большинство производителей не получают надлежащий семенной картофель или подходящие сорта из-за фитосанитарных, политических или логистических барьеров.

Препятствия при выведении и реализации сорта картофеля

Backx определяет ряд препятствий: «Прежде всего, новые технологии разведения и невозможность их использовать. Во-вторых, ограничение на транспортировку клубней из одного региона мира в другой. В-третьих, количество стран, не имеющих прав селекционеров или не уважающих права селекционеров, и, наконец, сложные процедуры, требующие регистрации сорта ».

Сминге соглашается.«Очень жаль, что защита прав селекционеров еще недостаточно регулируется в некоторых частях мира (например, в Азии, Китае и Индии). Большинство стран мира являются членами УПОВ, но во многих странах нет организации, которая бы контролировала права селекционеров ».

Хезельманс говорит, что правила PVP в большинстве случаев хорошо организованы, но как селекционер вегетативно размноженных культур незаконное размножение является самым большим препятствием. «Это сокращение доходов оказывает давление на бюджет исследований, а значит, и на дальнейшее развитие», — говорит он.

Защита прав селекционеров еще не регулируется должным образом в некоторых частях мира, а во многих странах нет организации по контролю за правами селекционеров.

Бандсма упоминает, что у него не было никаких препятствий в разведении. «Препятствием для коммерциализации может быть конкуренция с сортами, которые продаются на одном рынке. Кроме того, проблема коммерциализации может заключаться в том, что выражения внезапно появляются в новом многообещающем разнообразии, чего мы не ожидали.Эти вещи чаще всего появляются, когда сорт выращивается в больших масштабах ».

Пригге считает, что самым большим препятствием является отсутствие законодательной безопасности в отношении новых технологий разведения, таких как редактирование генов. «Мы почти готовы применить эти новые инструменты для создания индивидуальных сортов, приносящих пользу производителям, потребителям и окружающей среде, но прежде чем даже думать о коммерциализации, нам нужна гарантия того, что эти новые продукты не будут регулироваться как ГМО».

__________________________________________________________________

Гуус Хесельманс, руководитель отдела исследований и разработок C.Meijer BV
Гуус Хесельманс изучал селекцию растений (T13) в Вагенингене, Нидерланды, в период с 1983 по 1989 год. После военной службы в Fanfarekorps Limburgse Jagers и трех лет работы селекционером на заводе Pothos в Монстре, Хесельманс начал в 1993 году как картофель. заводчик в C. Meijer BV в Рилланде, Нидерланды. Почти 25 лет Хезельманс активно участвовал в непрерывном развитии селекционной программы в направлении современной глобальной программы исследований и разработок, как сейчас.

Ян-Пол Бандсма, менеджер по продукции de Nijs Potatoes
Бандсма изучал садоводство и сельское хозяйство, специализируясь на «растениеводстве» в Институте Ван Холла в Леувардене, Нидерланды. Опыт работы Бандсмы включает в себя Генеральную инспекционную службу Нидерландов (NAK), семь лет в селекции картофеля и зерновых, три года в качестве учителя растениеводства и с 2002 года селекционером в FOBEK.

Ванесса Пригге, менеджер проекта по улучшению сельскохозяйственных культур в Солане
Пригге получила докторскую степень в области селекции растений и прикладной генетики в Университете Хоэнхайма, Германия, и CIMMYT, Мексика.В течение пяти лет она руководила программой предварительного селекции картофеля Solana-Group и теперь отвечает за управление проектами исследований и разработок в Solana.

Пит Сминге, директор Kweekbedrijf Smeenge-Research
Смеенге занимается селекцией с 1972 года. Сначала в сочетании с селекционной и селекционной компанией, затем вместе со своим отцом. С 1992 года он самостоятельно занимается селекцией. Его образование включает трехлетнее высшее профессиональное образование и диплом Высшей сельскохозяйственной школы в Дронтене, Нидерланды.Затем последовало обучение по преподаванию сельскохозяйственных культур и сельскохозяйственных технологий. Смеенге также успешно закончил курс биотехнологии в Вагенингене.

Джерард Баккс, генеральный директор HZPC
Джерард Баккс изучал селекцию растений и маркетинг в университете Вагенингена и всю свою жизнь проработал в семеноводческой отрасли, работая с различными полевыми культурами. С 2001 года он возглавляет HZPC, специализирующийся на картофеле. HZPC начала свою деятельность в 2000 году после слияния двух компаний, существующих почти 100 лет назад.

Селекция трехстрочных комбинаций гибридного риса японская с высоким содержанием резистентного крахмала с использованием селекции с помощью молекулярных маркеров

Breed Sci. 2020 июн; 70 (3): 409–414.

, ^1, ^†, ^1, ^†, ¹, ², ³ и ^1, ^*

Ruifang Yang

¹ Научно-исследовательский институт селекции и выращивания сельскохозяйственных культур Шанхайской академии сельскохозяйственных наук, 1000 Jinqi Road, Fengxian District, Shanghai 201403, China

Zhongze Piao

Changzhao Wan

¹ Научно-исследовательский институт селекции и выращивания сельскохозяйственных культур Шанхайской академии сельскохозяйственных наук, 1000 Jinqi Road, район Фэнсянь, Шанхай 201403, Китай

Gangseob Lee

² Национальная академия сельскохозяйственных наук (Южная Корея), город Сувон, Корея 441-857

Xinmin Ruan

³ Научно-исследовательский институт риса Аньхойской академии сельскохозяйственных наук, Аньхой, Китай

Цзяньцзян Бай

¹ Научно-исследовательский институт селекции и выращивания сельскохозяйственных культур Шанхайской академии сельскохозяйственных наук, улица Цзиньци, 1000, район Фэнсянь, Шанхай 201403, Китай

² Национальная академия сельскохозяйственных наук (Южная Корея), город Сувон, Корея 441-857

³ Научно-исследовательский институт риса Аньхойской академии сельскохозяйственных наук, Аньхой, Китай

Сообщение: Санг-Наг Ан

^† Эти авторы внесли равный вклад в эту работу

Получено 14 января 2020 г .; Принята в печать 11 марта 2020 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Резистентный крахмал (RS) полезен для здоровья человека, особенно для диабетиков. Принимая во внимание высокую стоимость и низкую продуктивность сорта риса Цзянтандао 1 с высоким содержанием RS, крайне важно вывести сорта риса с высоким RS и высокой урожайностью.Стратегию отбора с помощью молекулярных маркеров применяли для увеличения содержания RS в трехлинейном гибридном сорте риса. Функциональный сорт риса Jiangtangdao 1, содержащий sbe3-rs (на chr2), который контролирует содержание RS, был использован в качестве родительского донора с высоким содержанием RS. Впоследствии линии поддержания и восстановления мужской стерильности, содержащие гомозиготные sbe3-rs , были выведены с использованием селекции с помощью молекулярных маркеров в сочетании с традиционными методами разведения. Линию с мужской стерильностью скрещивали с линиями-восстановителями для определения оптимальной гибридной комбинации с высоким содержанием RS.Мы получили четыре комбинации, для которых урожайность была> 50% выше, чем у контрольного сорта Jiangtangdao 1. Кроме того, не было существенной разницы в содержании RS между комбинациями и Jiangtangdao 1. Гибридные растения риса с высоким содержанием RS показали благоприятные результаты. агрономические признаки и поэтому имеют широкие перспективы коммерческого применения.

Ключевые слова: гибридный рис, Jiangtangdao 1, селекция с помощью молекулярных маркеров, резистентный крахмал, sbe3-rs

Введение

С ростом осведомленности о здоровой и питательной пище потребители начали обращать внимание на продукты, полезные для здоровья преимущества.В последние годы исследователи сосредоточили свое внимание на свойствах биологически активных соединений в функциональных продуктах питания для контроля различных аспектов диабета (Rudkowska 2009). Присутствию резистентного крахмала (RS) уделялось большое внимание. RS определяется как сумма крахмала и продуктов его распада, которые не всасываются в тонком кишечнике здоровых людей и могут быть полностью или частично ферментированы в короткоцепочечные жирные кислоты микроорганизмами в толстой кишке (Ma et al. 2018, Topping и Клифтон 2001).Обладает рядом физиологических эффектов; например, это приводит к более медленному высвобождению глюкозы, более низкому гликемическому ответу и лучшей чувствительности к инсулину. Кроме того, он может облегчить управление массой тела, предотвратить сердечные заболевания, рак, диабет и сердечно-сосудистые заболевания, а также улучшить всасывание кальция и железа в кишечнике (Kwak et al. 2012, Maki et al. 2012, Sajilata et al. 2006, Шу и др. 2009).

Сахарный диабет II типа (СД) — это нарушение обмена веществ, характеризующееся гипергликемией, инсулинорезистентностью, дисфункцией β-клеток и нарушением секреции инсулина (Zhang and Zhang 2012).От него страдает примерно 321 миллион человек во всем мире, из которых сердечно-сосудистые осложнения, как ожидается, станут причиной смерти для половины из них (Weidman-Evans et al. 2014). По оценкам, к 2030 году во всем мире 552 миллиона человек будут болеть диабетом (Zeng et al. 2016). В Китае примерно 114,4 миллиона человек либо имеют диагноз СД, либо считаются преддиабетическими. В Китае самое большое количество пациентов с диабетом в мире, и, следовательно, диабет оказывает значительное давление на систему здравоохранения из-за связанных с ним медицинских расходов (Jiang et al. 2019).

Рис — важная продовольственная культура во всем мире. Это основной источник питательных веществ и углеводов в Азии, а крахмал — главный компонент риса (Bao et al. 2017). Ферменты пищеварительного тракта гидролизуют рисовый крахмал и превращают его в глюкозу. После удовлетворения энергетических потребностей организма дополнительные калории из крахмала сохраняются в виде гликогена или жира для последующего использования. Высокий уровень потребления риса может привести к таким проблемам со здоровьем, как ожирение, сахарный диабет и заболевания толстой кишки (Hu et al. 2012). И наоборот, употребление риса с высоким содержанием RS может облегчить диабет в Азии, особенно в Китае. Таким образом, селекция новых сортов риса с высоким содержанием RS привлекла внимание селекционеров. Были идентифицированы сорта риса или многие мутанты с высоким содержанием RS, такие как Goami No. 2, Goami No. 3 (Zeng et al. 2016), RS111 (Yang et al. 2006) и Jiangangdao 1 (Yang и др. 2012). Jiangangdao 1, выведенный Шанхайской академией сельскохозяйственных наук (SAAS), богат RS (приблизительно 13%).Ранее мы показали, что концентрация глюкозы после приема пищи у пациентов с диабетом типа II, потребляющих Jiangtangdao 1 (Youtian), была значительно ниже, чем у тех, кто потреблял обычный рис (Shi et al. 2014).

Предполагаемый ген, sbe3-rs (GenBank: {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «JQ937272.1», «term_id»: «394309540», «term_text «:» JQ937272.1 «}} JQ937272.1), который контролирует содержание RS в Jiangtangdao 1, сообщалось (Yang et al. 2012), и мутировавший аллель высокого RS рецессивен по отношению к обычному локусу низкого RS. .Ян и др. (2012) разработал маркер расщепленной амплифицированной полиморфной последовательности (CAPS), который можно использовать в селекции с помощью маркеров (MAS) для селекции сортов риса с высоким RS. MAS широко используется для передачи благоприятных аллелей от донора к элитному сорту (Chen et al. 2011, Yang et al. 2015, Zhai et al. 2002) и рекламируется как высокоэффективный метод селекции, поскольку он может способствовать быстрому и точному выбору целевого гена (Bai et al. 2018). Принимая во внимание высокую стоимость и низкую продуктивность Jiangtangdao 1, выращивание гибридных сортов риса с высоким RS и высокой урожайностью с помощью методов MAS имеет важное значение. Создание гибридного риса на основе гетерозиса или гибридной силы — это практический подход к увеличению производства риса с урожайностью примерно на 20–30% выше, чем у инбредных сортов риса (Bai et al. 2018). В Китае более половины всех посевных площадей риса возделывается с использованием гибридных сортов риса (Bai et al. 2018). Селекция гибридного риса повысила качество и урожайность риса, а также улучшила ряд других агрономических характеристик (Jiang et al. 2015, Zhai et al. 2002). Это исследование было направлено на выведение линии с мужской стерильностью (MS) и линии восстановителя риса с высоким содержанием RS с использованием sbe3-rs на основе системы MAS. Впоследствии мы определили оптимальную трехлинейную гибридную комбинацию с высоким содержанием RS, высокой урожайностью и хорошим качеством на основе MAS и селекции родословных.

Материалы и методы

Растительные материалы

Трехстрочная гибридная система включала линию MS (линия A), обслуживающего агента (линия B) и восстановителя (линия R). Для получения трехлинейных комбинаций гибридного риса японская с высоким содержанием RS, Jiangtangdao 1, несущий sbe3-rs , использовали в качестве родительского донора гена с высоким содержанием RS. 49A (линия Boro II типа (BT) MS) и 49B (поддерживающая линия 49A) с хорошими агрономическими признаками, которые сохраняются в нашей лаборатории, были использованы в качестве родительских линий рецепторов, тогда как линии-восстановители R1 japonica высокого качества и с хорошими агрономическими признаками были использованы в качестве родителей-реципиентов для улучшения содержания RS.

Экстракция ДНК и MAS sbe3-rs

Полную ДНК экстрагировали из свежих листьев с использованием метода бромида цетилтриметиламмония, как сообщалось ранее (Murray and Thompson 1980). Маркер CAPS, разработанный для высокого RS, был использован для скрининга родителей и популяций интрогрессивных линий (Yang et al. 2012). Фрагмент длиной 571 п.н. амплифицировали с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием геномной ДНК в качестве матрицы. Последовательности праймеров для PCR- Spe I были следующими: F: 5ʹ-ATGTGATGTGCTGGATTTGG-3ʹ и R: 5ʹ-TGTGGTTTTCATACCGTTCTTA-3ʹ.Продукты ПЦР расщепляли Spe I (TaKaRa, Далянь, Китай). Реакционная смесь общим объемом 20 мкл содержала 17,5 мкл продукта ПЦР, 2 мкл 10 М буфера и 0,5 мкл Spe I. Инкубировали при 37 ° C в течение 2 ч. Расщепленные продукты разделяли на 1% агарозном геле для генотипирования индивидуумов. Точечная мутация привела к потере сайта рестрикционного фермента Spe I; мутантный ген sbe3-rs не расщеплялся Spe I, тогда как ген дикого типа расщеплялся.

Оценка фертильности пыльцы

Во время обратного скрещивания линии MS были исследованы на стерильность пыльцы и самосев в пакетированных метелках. Колоски собирали за один или два дня до цветения и фиксировали в жидкости Карнуа. Пыльцевые зерна собирали с верхней, средней и нижней части 10 метелок, окрашивали 1% (мас. / Об.) Раствором йода и йодида калия (I ₂ -KI), а затем наблюдали под световым микроскопом для определения пыльцы. бесплодие. Все пыльцевые зерна неправильной формы, желтоватые или неокрашенные считались стерильными, а круглые и темно-коричневые пыльцевые зерна считались фертильными.Фертильность пыльцы оценивалась как процент фертильных пыльцевых зерен среди всех исследованных пыльцевых зерен.

Оценка восстанавливающей способности, продуктивности и качества гибридных рисовых комбинаций

Линия MS и недавно разработанная линия восстановителя были скрещены. Растения F ₁ выращивали на экспериментальной ферме SAAS для оценки фертильности и продуктивности колосков. Во всех случаях, используя Jiangtangdao 1 в качестве контроля, оценивали следующие агрономические признаки: высоту растения, длину метелки, количество зерен на метелку, плодовитость колосков и массу 1000 зерен.Мы полностью собрали четыре гибридных комбинации, чтобы оценить теоретическую урожайность с гектара. Данные анализировали с помощью SPSS 17.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Средние значения и стандартные отклонения перечислены в.

Таблица 1.

Агрономические признаки и содержание RS гибридов F1 в различных гибридных комбинациях

49 Оплодотворение
49 Колосок % 5170 5170 22,2 ± 0,3 измеряли с помощью набора для анализа Megazyme RS (Megazyme, Co., Wicklow, Ирландия), который широко используется для определения RS в сельскохозяйственных культурах в соответствии с инструкциями производителя. Образцы зерна обрабатывали 10 мг / мл панкреатической α-амилазы и 3 ед / мл фермента амилоглюкозидазы (AMG) для гидролиза и солюбилизации не-RS. После прекращения ферментативной реакции добавлением 99% раствора этанола RS выделяли в виде осадка центрифугированием при 1500 g в течение 10 мин и супернатант декантировали. RS в осадке растворяли в 2 моль / л КОН перед тем, как осадок дважды промывали 50% -ным раствором этанола.Впоследствии крахмал в растворе количественно гидролизовали до глюкозы с помощью AMG. D-глюкозу измеряли с помощью реагента глюкозооксидаза / пероксидаза при 510 нм относительно холостого опыта. Процент RS рассчитывали по формуле, предоставленной производителем. Все анализы были выполнены в трех экземплярах.

Результаты

Выработка поддерживающих и восстанавливающих линий, несущих sbe3-rs через MAS

Растения F ₁, несущие целевой ген устойчивости sbe3-rs , полученные от скрещивания поддерживающей MS линии 49B (с хорошими агрономическими признаками) с Jiangtangdao 1 (несущий sbe3-rs в качестве родителя-донора) были отобраны с использованием маркера CAPS для идентификации растений с гетерозиготным sbe3-rs для обратного скрещивания с линией поддержки MS 49B ().Линия 49B использовалась в качестве рекуррентного родителя для непрерывного обратного скрещивания в течение шести поколений, а растения BC _n F ₁, несущие гетерозиготные sbe3-rs , были отобраны MAS. Шесть из 12 BC ₇ F ₁ отдельных растений были идентифицированы как содержащие sbe3-rs (). Гомозиготные растения в популяции BC ₇ F ₂ были получены в генерации самокрещения с помощью MAS (8 из 100 растений). Наконец, мы разработали линию поддержки MS с содержанием крахмала RS, RS49B (BC ₇ F ₃), посредством интрогрессии sbe3-rs (родитель-донор: Jiangtagndao 1) в 49B через MAS ().Селекция реставрационной линии с высоким RS проводилась аналогично RS49B. В популяции BC ₇ F ₂ мы разработали восемь линий-реставраторов, которые несли гомозиготные sbe3-rs . RS49A был скрещен с восемью реставрационными линиями. Гибриды F ₁ были выращены для оценки фертильности и продуктивности колосков. Наконец, мы разработали четыре стабильные линии восстановителей в BC ₇ F ₃ с восстанавливающей способностью и назвали их RSR307, RSR308, RSR309 и RSR286.

Процесс выбора линий сопровождающего и реставратора с высоким содержанием RS посредством интрогрессии sbe3-rs (родитель-донор: Jiangtangdao 1) в линию сопровождения 49B и линию реставратора R1 с использованием подходов MAS. MAS: выбор помощи маркера; RS: резистентный крахмал.

Выбор маркера для sbe3-rs в популяции обслуживающего персонала BC ₇ F ₁ с использованием маркера CAPS. Поскольку точечная мутация привела к потере сайта фермента рестрикции Spe I, растения BC ₇ F ₁, несущие sbe3-rs , имели три полосы.M: maker DL2000, 1–12: 12 растений популяции BC ₇ F ₁. 2, 4–8 — гетерозиготные генотипы. CAPS: отщепленная амплифицированная полиморфная последовательность.

Отбор линии RS49A с мужской стерильностью с помощью MAS и обычной фенотипической селекции

Линия 49A с мужской стерильностью была скрещена с RS49B, а затем растения F ₁ были скрещены с RS49B в качестве рекуррентного родителя для получения BC ₁ F ₁. MAS для sbe3-rs проводили в BC ₁ F ₁ для идентификации гомозиготного растения sbe3-rs , которое одновременно тестировали на фертильность пыльцы.Наконец, мы получили линию MS с гомозиготным генотипом с высоким RS и обозначили ее как RS49A (). RS49A был бесплоден, когда зацвел в августе в Шанхае. Светлая пыльца RS49A с наполнением крахмальных зерен была прервана на стадии трех ядер. RS49A принадлежал к линейке MS Boro II type (BT) (). Посев семян в пакетированных метелках был очень низким, и у RS49A наблюдался типичный аборт или круглый аборт.

Схема выбора линии MS, несущей гомозиготную sbe3-rs (A), и анализа фертильности пыльцы путем окрашивания йодидом калия (B: полный контроль фертильности пыльцы; C: RS49A).МС: мужская стерильность. Полная пыльца RS49A, показывающая стерильность с наполнением крахмальных зерен и светлой окраской, прервана.

Оценка восстанавливающей способности и агрономических признаков гибридного риса

Разработка трехстрочной линии MS (RS49A), вспомогательной линии (RS49B) и четырех линий восстановителя (RSR307, RSR308, RSR309 и RSR286) с Гомозиготный ген с высоким RS sbe3-rs верифицировали с помощью маркера CAPS. показывает, что sbe3-rs во всех строках MS, линиях сопровождающего и четырех строках восстановителя не может быть обработан Spe I ().Чтобы определить наиболее благоприятную гибридную комбинацию с высоким RS, RS49A скрещивали с линиями восстановления RS307, RSR308, RSR309 и RSR286. Оценивали агрономические признаки гибридов F ₁. Как и ожидалось, фертильность колосков превысила 90%. Вес 1000 зерен комбинаций увеличился по сравнению с контрольным Jiangtangdao 1. Теоретическая урожайность всех этих комбинаций была близка или> 8000 кг / га, что примерно на 50% выше, чем у Jiangtangdao 1.В частности, урожайность комбинации RS49A / RSR308 (9000,01 кг / га) была на 72,1% выше, чем у контроля (). Содержание RS в комбинациях RS49A / RSR307, RS49A / RSR308, RS49A / RSR309 и RS49A / RSR286 было более 13%, что в 10 раз выше, чем в 49B или R1 (). Не было значительных различий в содержании RS между гибридными комбинациями и Jiangtangdao 1.

Проверка линий, полученных с гомозиготными sbe3-rs , с использованием маркера CAPS.М: маркер DL2000; L: контроль растений с низким RS; H: sbe3-rs гомозиготный генотип; 1: RS49A; 2: RS49B; 3–6: RSR307, RSR308, RSR309 и RSR286.

Таблица 2.

Содержание RS в различных разновидностях

Гибрид комбинация	Высота растений / см	Длина метелки / см	зерен / метелка	Масса 1000 зерен / г	Теоретическая урожайность кг / га	Повышение урожайности по сравнению с контрольным сортом (Цзянтандао 1)
Цзянтангдао 1	98.6 ± 4,3	20,6 ± 0,8	99,4 ± 20,8	95,5 ± 3,5	19,7 ± 0,2	5230,74	—
RS49Ax RS307	111 ± 4,8		20,3	90,9 ± 3,1	22,6 ± 0,3	8076,76 **	54,4
RS49Ax RS308	96,5 ± 3,4	22,9 ± 0,8	156,3 ± 25,8		156,3 ± 25,8			2	9000,01 **	72,1
RS49Ax RS309	101 ± 2,9	24,0 ± 0,6	168,3 ± 26,4	90,7 ± 2,9	22,2 ± 0,3
RS49AxRSR286	107,5 ± 3,2	21,7 ± 0,7	149,6 ± 23,1	90,2 ± 4,1	22,3 ± 0,4	8307,65 **	58,8	Содержание крахмала Измерение содержания крахмала

49B 0,49 905

Гибридная комбинация	Содержание RS (%)
Jiangtangdao 1	13,60 ± 1,23
R1	0,52 ± 0,13
RSR1	12.89 ± 1,15
RS49Ax RS307	13,51 ± 1,23
RS49Ax RS308	13,56 ± 1,25
RS49Ax RS309	14,2 ± 1,64 9064 RS49Ax RS309	14.2 ± 1.64

Обсуждение

Повышение качества риса, включая качество послеуборочной обработки, качество варки и приема пищи, а также пищевую ценность, является одной из ключевых целей селекции риса (Butardo et al. 2019). Были клонированы многочисленные гены и локусы количественных признаков, связанные с качеством риса, и некоторые из них применяются в селекционной практике. Например, Waxy , который кодирует связанный с гранулами крахмал-синтазу, влияет на качество крахмала, влияя на содержание амилозы риса (Larkin and Park 2003, Wang et al. 1995). RS привлек значительное внимание как из-за его потенциальной пользы для здоровья, так и функциональных свойств (Bao et al. 2017, Maki et al. 2012 г., Саджилата и др. 2006).

В нашем предыдущем исследовании мы сопоставили sbe3-rs , контролирующих высокий RS, в Цзянтандао 1 (Ян и др. 2012). Это новый рецессивный аллель OsSBEIIb , ответственный за биосинтез RS (Yang et al. 2016). Содержание RS в пропаренном рисе с мутантом OsSBEIIb высокое (Tsuiki et al. 2016). Кроме того, Tanaka et al. (2018) сообщил, что крахмал-синтаза IIIa и мутантный рис с дефицитом SBEIIb могут улучшать секрецию панкреатического инсулина у крыс.Эти результаты согласуются с нашими предыдущими исследованиями Jiangtangdao 1 с sbe3-rs . Однако из-за низкой урожайности сорта риса с высоким RS с sbe3-rs не нашли широкого применения. Трехстрочная гибридная рисовая система широко используется в Китае для увеличения урожайности рисового зерна. Согласно статистике Министерства сельского хозяйства и по делам сельских районов Китайской Народной Республики, посевная площадь трехстрочного гибридного риса в Китае в 2015 году достигла 4,9 млн га, что составляет примерно 55% от общего производства гибридного риса в Китае. Китай (Bai et al. 2018). Пространство для развития гибридного риса японского в Китае огромно, что станет важной точкой роста урожайности зерна в будущем. Однако о трехлинейном гибридном сорте риса японика с высоким содержанием RS не сообщалось. В настоящем исследовании нашей целью было создание сортов с высоким RS для выведения трехлинейных гибридных сортов риса японская впервые с использованием MAS.

Гибридный рис, полученный на основе гетерозиса, может значительно повысить урожайность риса, улучшить качество и повысить устойчивость к болезням и вредителям по сравнению с инбредным рисом.Многочисленные исследования по повышению устойчивости гибридного риса к бактериальному ожогу, пестициде риса и коричневой цикадке были проведены с использованием MAS (Jiang et al. 2015, Luo et al. 2012, Wang et al. 2016). В настоящем исследовании мы впервые попытались перевести sbe3-rs в высокоурожайный гибридный сорт риса с высоким содержанием RS. Определение содержания RS — трудоемкий и трудоемкий процесс. Мы использовали MAS в сочетании с традиционным методом разведения для получения гибридных комбинаций, что снизило стоимость и значительно повысило эффективность разведения.Мы выбрали комбинацию с хорошей комбинационной способностью для улучшения содержания RS. Стратегия гибридного разведения с высоким RS была разработана на основе скрещивания, обратного скрещивания, самоопыления и MAS. Учитывая, что sbe3-rs является рецессивным геном, для получения гибридного риса с высоким содержанием RS все линии с мужской стерильностью, поддерживающие линии и восстановительные линии должны содержать гомозиготный sbe3-rs . Содержание RS в гибридах было относительно низким, когда только линия MS или линия-восстановитель имели sbe3-rs (данные не показаны).На основе генной инженерии и MAS мы получили четыре гибридные комбинации, урожайность которых была на> 50% выше, чем у обычного риса с высоким содержанием RS, Jiangtangdao 1, а их комплексные агрономические характеристики также превосходили таковые в контроле (). Содержание RS в четырех гибридных комбинациях составляло более 13%, что незначительно отличалось от содержания RS в Jiangtangdao 1.

Хотя мы впервые получили трехстрочные гибридные комбинации с высоким содержанием RS, высокой стоимостью и низкой производительностью. семян гибридного риса остаются основными ограничивающими факторами для широкомасштабного внедрения гибридного риса.У риса существуют различные типы цитоплазматической мужской стерильности, такие как дикий абортивный тип (WA), тип Honglian (HL), BT и тип Dian 1 (Bai et al. 2018). RS49A — это мужское бесплодие типа BT и гаметофитное бесплодие, которое не так стабильно, как стерильность типа WA или HL. Его легко скрещивать при высокой температуре, и он дает нечистые гибридные семена. Чтобы способствовать развитию гибридного риса с высоким содержанием RS, в будущем мы планируем разводить больше видов японского риса с цитоплазматической стерильностью, таких как тип HL.Кроме того, у двухлинейной системы разведения гибридов есть несколько преимуществ. Например, поддерживающая линия не требуется, и почти все нормальные сорта могут восстанавливать мужскую фертильность чувствительной к фотопериоду генной линии MS (Bai et al. 2018, Si et al. 2011). Поэтому мы также попытаемся вывести двухлинейные гибриды с высоким содержанием RS.

Заявление об участии автора

RY, JB и ZP разработали и разработали эксперименты. JB и RY провели эксперименты и подготовили рукопись.RY написал статью. CW, GL и XR участвовали в анализе данных и помогали в составлении рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант.

Благодарности

Эта работа была поддержана Шанхайской программой развития прикладных сельскохозяйственных технологий, Китай (грант № T20180201), Национальной программой ключевых исследований и разработок (2017YFD0301304), Проектом международного сотрудничества Китая и Южной Кореи (PJ013647) и Отличная исследовательская группа SAAS (№ NKC2017A05).

Цитированная литература

Бай С.В., Ю Х., Ван Б. и Ли Дж. (2018) Ретроспектива и перспективы селекции риса в Китае. J. Genet. Геномика 45: 603–612. [PubMed] [Google Scholar]
Бао Дж.С., Чжоу X., Сюй Ф.Ф., Хе К. и Парк Ю.Дж. (2017) Полногеномное ассоциативное исследование содержания резистентного крахмала в рисовых зернах. Starch-Stärke 69: 1–7. [Google Scholar]
Butardo, V.M., N. Sreenivasulu, B.O. Джулиано (2019) Повышение качества рисового зерна: современное состояние и перспективы на будущее. In : Sreenivasulu, N. (ed.) Качество рисового зерна: методы молекулярной биологии 1892, Humana Press, Нью-Йорк. [Google Scholar]
Chen L., Zhao Z., Liu X., Liu L., Jiang L., Liu S., Zhang W., Wang Y., Liu Y. и Wan J. (2011) Marker- вспомогательная селекция чувствительного к фотопериоду мужского стерильного риса японской с высокой перекрестной совместимостью с рисом индика. Мол. Порода. 27: 247–258. [Google Scholar]
Hu E.A., Pan A., Malik V. and Sun Q. (2012) Потребление белого риса и риск диабета 2 типа: метаанализ и систематический обзор.BMJ 344: 1–9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Jiang J.F., Mou T.M., Yu H.H. and Zhou F.S. (2015) Молекулярная селекция термочувствительных линий риса с генной мужской стерильностью (TGMS) на устойчивость к взрывам с использованием гена Pi2. Рис (N Y) 8:11 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Jiang Y.Y., Liu M., Ji N., Zeng X.Y., Dong W.L., Mao F., Liu S.W., Dong J.Q. и Чжоу М. (2019) Бремя диабета, связанное с высоким индексом массы тела в Китае, 1990–2016 гг. Китайский журнал эпидемиологии 40: 46–51.[PubMed] [Google Scholar]
Квак Дж. Х., Пайк Дж. К., Ким Х. И., Ким О. Ю., Шин Д. Ю., Ким Х.-Дж., Ли Дж. Х. и Ли Дж. (2012) Диетическое лечение с использованием риса, содержащего резистентный крахмал, улучшает маркеры эндотелиальной функции за счет снижения постпрандиального уровня глюкозы в крови и окислительного стресса у пациентов с преддиабетом или впервые диагностированным диабетом 2 типа. Атеросклероз 224: 457–464. [PubMed] [Google Scholar]
Ларкин П.Д. и Park W.D. (2003) Ассоциация однонуклеотидных полиморфизмов восковых генов с характеристиками крахмала в рисе ( Oryza sativa L.). Мол. Порода. 12: 335–339. [Google Scholar]
Луо Й., Санга Дж. С., Ван С., Ли З., Ян Дж. И Инь З. (2012) Маркерное разведение Xa4, Xa21 и Xa27 в линиях восстановителей гибридного риса для широкого -спектральная и повышенная сопротивляемость болезням к бактериальному ожогу. Мол. Порода. 30: 1601–1610. [Google Scholar]
Ma Z., Yin X., Hu X., Li X., Liu L. и Boye J.I. (2018) Структурная характеристика резистентного крахмала, выделенного из семян чечевицы Laird ( Lens culinaris ), подвергнутых различным обработкам.Food Chem. 263: 163–170. [PubMed] [Google Scholar]
Маки К.С., Пелкман К.Л., Финоккиаро Э.Т., Келли К.М., Лоулесс А.Л., Шильд А.Л. и Рейнс Т.М. (2012) Резистентный крахмал кукурузы с высоким содержанием амилозы повышает чувствительность к инсулину у мужчин с избыточным весом и ожирением. J. Nutr. 142: 717–723. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Мюррей М. и Томпсон В.Ф. (1980) Быстрое выделение ДНК растений с высоким молекулярным весом. Nucleic Acids Res. 8: 4321–4326. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Rudkowska I.(2009) Функциональные продукты для здоровья: акцент на диабете. Maturitas 62: 263–269. [PubMed] [Google Scholar]
Саджилата М.Г., Сингхал Р.С. и Kulkarni P.R. (2006) Устойчивый крахмал — обзор. Компр. Rev. Food Sci. Food Saf. 5: 1–17. [Google Scholar]
Ши Б., Сунь З.М., Бай Дж.Дж., Ян Р.Ф., Чжан Х.Ф. и Пяо З.З. (2014) Влияние риса «Youtang» на уровень глюкозы в крови после приема пищи у диабетиков II типа. Журнал Китайской ассоциации зерновых и масел 29: 1–5. [Google Scholar]
Шу X.L., Jia L.M., Ye H.X., Li C.D. и Wu D.X. (2009) Свойства риса, отличающиеся устойчивым крахмалом, к медленному перевариванию. J. Agric. Food Chem. 57: 7552–7559. [PubMed] [Google Scholar]
Si H.M., Liu W.Z., Fu Y.P., Sun Z.X. и Ху Г. (2011) Текущая ситуация и предложения по развитию двухстрочного гибридного риса в Китае. Подбородок. J. Rice Sci. 25: 544–552. [Google Scholar]
Танака Ю., Такахаши К., Като Дж. И., Савадзаки А., Акасака Т., Фудзита Н., Кумамару Т., Сайто Ю., Широучи Б. и Сато М.(2018) Крахмал-синтаза IIIa и мутантная линия риса, дефицитная по ферменту крахмала IIb, улучшают секрецию инсулина поджелудочной железы у крыс: скрининг и оценка мутантных линий риса с антидиабетическими функциями. Br. J. Nutr. 119: 970–980. [PubMed] [Google Scholar]
Топпинг Д.Л. и Клифтон П. (2001) Короткоцепочечные жирные кислоты и функция толстой кишки человека: роль резистентных крахмальных и некрахмальных полисахаридов. Physiol. Ред. 81: 1031–1064. [PubMed] [Google Scholar]
Цуйки К., Fujisawa H., Itoh A., Sato M. и Fujita N. (2016) Изменения структуры крахмала приводят к повышению устойчивости крахмала пропаренного риса: идентификация линий риса с высокой устойчивостью к крахмалу. J. Cereal Sci. 68: 88–92. [Google Scholar]
Wang H.B., Ye S.T. и Mou T.M. (2016) Молекулярное разведение линий и гибридов восстановителей риса на устойчивость к бурой кулике (ДГПЖ) с использованием генов Bph24 и Bph25 . Рис (N Y) 9: 53. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ван З.Y., Zheng F.Q., Shen G.Z., Gao J.P., Snustad D.P., Li M.G., Zhang J.L. и Hong M.M. (1995) Содержание амилозы в эндосперме риса связано с посттранскрипционной регуляцией воскового гена. Завод Дж. 7: 613–622. [PubMed] [Google Scholar]
Weidman-Evans E., Metz S.M. и Evans J.D. (2014) Сердечно-сосудистые риски и преимущества пероральных препаратов при сахарном диабете 2 типа. Эксперт Rev. Clin. Pharmacol. 7: 225–233. [PubMed] [Google Scholar]
Ян Ч.З., Шу X.L., Чжан Л.Л., Ван X.Ю., Чжао Х. Дж., Ма С. X. и Wu D.X. (2006) Крахмальные свойства мутантного риса с высоким содержанием резистентного крахмала. J. Agric. Food Chem. 54: 523–528. [PubMed] [Google Scholar]
Ян Р.Ф., Сунь К.Л., Бай Дж.Дж., Ло З.Х., Ши Б., Чжан Дж.М., Ян В.Г. и Пяо З.З. (2012) Предполагаемый ген sbe3-rs резистентного крахмала, мутировавший из SBE3 для фермента разветвления крахмала в рисе ( Oryza sativa L.). PLoS ONE 7: e43026. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ян Р.Ф., Бай Дж.J., Fang J., Zeng W., Piao Z.Z. и Lee G.S. (2015) Создание системы селекции с использованием маркеров для селекции сортов риса с высоким содержанием резистентного крахмала. Журнал ядерных сельскохозяйственных наук 29: 2259–2267. [Google Scholar]
Ян Р.Ф., Бай Дж.Дж., Фанг Дж., Ван Ю., Ли Г.С. и Пяо З.З. (2016) Одна аминокислотная мутация OsSBEIIb способствует накоплению устойчивого крахмала в рисе. Порода. Sci. 66: 481–489. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Цзэн Ю.W., Sun D., Du J., Pu X.Y., Yang S.M., Yang X.M., Yang T. и Yang J.Z. (2016) Идентификация QTL для устойчивого крахмала и общего содержания алкалоидов в коричневом и полированном рисе. Genet. Мол. Res. 15: 15037268. [PubMed] [Google Scholar]
Zhai W., Wang W., Zhou Y., Li X., Zheng X., Zhang Q., Wang G. and Zhu L. (2002) Разведение бактериального ожога -резистентный гибридный рис с клонированным геном устойчивости к бактериальным болезням Xa21 . Мол. Порода. 8: 285–293. [Google Scholar]
Чжан X.Б. и Чжан К.З. (2012) Образование липидных капель, вызванное стрессом эндоплазматического ретикулума, и диабет II типа. Biochem. Res. Int. 2012: 247275. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Ускоренное разведение модифицированного крахмала маниока, отредактированного GBSS и PTST1,

Целевой мутагенез

GBSS и PTST1 в трансгенных растениях маниока растений маниоки, несущих кассеты трансгенов ( pCas9-sgGBSS-FT или pCas9-sgPTST -FT; рис.1B), необходимые для редактирования генома GBSS или PTST1 (рис. 1C), и ускоренное цветение были успешно получены с использованием стабильной трансформации эмбриогенных каллусов (рис. S1, A в D) ( 38 ). Мы подтвердили экспрессию трансгенов in vivo (рис. S2A), а также локализацию Cas9, слитого с усиленным зеленым флуоресцентным белком (eGFP), в ядрах протопластов (в временном анализе; рис. S2B) и стабильно трансформированных, регенерирующих соматических клеток. эмбрионы (рис. S2C). Анализ расщепления предоставил доказательства того, что разработанные комплексы рибонуклеопротеидов, кодируемые в кассетах, способны расщеплять ДНК in vitro (рис.S2D). Вставки / делеции нуклеотидов (инделки) в результате Cas9-опосредованного расщепления и негомологичного соединения концов (NHEJ) также были успешно идентифицированы после секвенирования ДНК растений (рис. 2, A и B).

Рис. 2 Анализ последовательности инделек и прогнозируемая трансляция чтений в строках gbss и ptst .

( A и B ) PacBio SMRT-секвенирование ампликонов, полученных из линий gbss и ptst соответственно. Последовательность WT показана вверху каждого выравнивания с мотивом, примыкающим к протоспейсеру (PAM; синий шрифт и подчеркнут) и сайтом-мишенью sgRNA (зеленый шрифт).Нуклеотидные делеции обозначены красными штрихами, а нуклеотидные вставки — красным шрифтом в верхнем регистре. Показано количество считываний на строку вместе с процентом считываний, сгруппированных в соответствии с последовательностью indel в области целевого сайта. Показаны наиболее многочисленные кластеры последовательностей для каждой линии. Кластеры с низким содержанием (<5% от общего числа считываний) здесь не показаны, поскольку они могут быть артефактами. Данные о последовательности для WT также показаны в качестве контроля для определения сохранения последовательности после культивирования ткани и регенерации из каллуса.( C и D ) Предсказанные полипептиды из линий gbss и ptst соответственно. Позиции мутаций сдвига рамки считывания указаны красными стрелками, а заштрихованные области представляют потенциально транслируемые области до следующего предсказанного кодона терминации. Прогнозируемые аминокислотные замены (белый клещ) и делеции (белый крест) указаны в gbss -TAB и gbss -TAO.

В большинстве линий gbss большинство считываний последовательностей имели только два типа отредактированных последовательностей, которые предположительно являются результатом независимого расщепления и репарации аллелей GBSS в диплоидном геноме (рис.2А). Линия gbss -TAH, по-видимому, имела гомозиготный аллель gbss , тогда как линия gbss -TAB казалась химерной на основании процента прочтений для каждой последовательности indel (фиг. 2A). Предсказания трансляции отредактированных последовательностей выявили мутации сдвига рамки считывания, которые вводили кодоны преждевременной терминации (рис. 2C). В то время как делеции в большинстве линий имели длину от 1 до 9 пар оснований (п.н.), 40% считываний в строке gbss -TAB имели делецию 56 п.н. (рис.2А). Большая часть этого инделя находилась в нижележащем интроне (рис. 1C), и предсказанная трансляция этого чтения привела к аминокислотным делециям (Val ¹³⁶, Ser ¹³⁷, Val ¹³⁸ и Glu ¹³⁹) в сайт расщепления, но за ним следует нативная аминокислотная последовательность. Таким образом, предполагается, что примерно 40% секвенированной популяции могут генерировать более короткий, но, возможно, функциональный GBSS. Два мутировавших аллеля gbss -TAO привели к предполагаемым внутрикадровым модификациям (аллель 1, замена Asp ¹³³ на Glu ¹³³, а затем делеции Ser ¹³⁵ и Val ¹³⁶; аллель 2 , делеции Thr ¹³⁴, Ser ¹³⁵ и Val ¹³⁶).Таким образом, несмотря на успешный направленный мутагенез, потенциально функциональный белок GBSS также может быть синтезирован в линии gbss -TAO (рис. 2С). Индели не были обнаружены в gbss -TAQ (фиг. 2A), и, таким образом, был предсказан интактный полипептид GBSS (фиг. 2C). Индели среди линий ptst были менее вариабельными, чем в линиях gbss , с наиболее распространенной последовательностью indel в нескольких линиях является вставка из 1 п.н. (рис. 2B). Линии ptst -TAC, ptst -TAI и ptst -TAK оказались гомозиготными, в то время как ptst -TE и ptst -TBC были химерными на основе их более разнообразной популяции последовательностей.56%, 32% и 6,6% считываний из ptst -TAQ, ptst -TE и ptst -TBC, соответственно, были последовательностями дикого типа (WT) (рис. 2B), предсказание присутствия полноразмерного белка PTST1 в этих линиях (рис. 2D). Причина, по которой популяция инделя в линиях ptst была менее разнообразной, чем в линиях gbss , неясна, но, возможно, отражает природу NHEJ и / или последовательности в этих разных геномных локусах.

Непреднамеренное («нецелевое») расщепление и мутагенез геномной ДНК комплексом Cas9-sgRNA может иметь пагубное влияние на морфологию, физиологию и агрономические признаки растений.Поэтому мы исследовали, могут ли sgRNAs, предназначенные для нацеливания на GBSS и PTST1 , запускать расщепление вне мишени в геномах трансгенных линий. Были выполнены анализы Surveyor и секвенирование по Сэнгеру нескольких предсказанных нецелевых сайтов, но на основе результатов не удалось идентифицировать продукты расщепления или индели. В некоторых данных последовательности наблюдались аллельные различия, что типично для гетерозиготного генома маниоки, но индели не были идентифицированы в предполагаемом сайте расщепления гаплотипов (рис.S3).

gbss и ptst трансгенные линии культивировали в теплице до зрелости и, по-видимому, имели фенотип, сходный с растениями WT. Ожидались некоторые различия в росте между особями внутри одной линии и между независимыми линиями, что видно здесь как увеличение высоты растения (рис. S4A) и уменьшение массы свежих корней (рис. S4B). В целом, эти результаты показывают успешный целевой мутагенез GBSS и PTST1 , и эти растения сформировали запасающие корни в теплице.

Редактирование генома

GBSS и PTST1 предоставляет каталог мутантов крахмала Гранулы крахмала, очищенные из собранных запасных корней линий gbss , выращенных в теплице, показали, что крахмал gbss -TAH, окрашенный йодом, дал отчетливый коричневый цвет это характерно для крахмала, не содержащего амилозы, в отличие от сине-черного пятна крахмала WT. gbss -TAB имел фенотип промежуточного окрашивания (предполагающий, что содержание амилозы было снижено, но не отсутствовало), в то время как gbss -TAO был неотличим от WT (рис.3А). Отсутствие амилозы в крахмале gbss -TAH также было очевидно после окрашивания срезанного запасающего корня (фиг. 3B). Количественный анализ содержания амилозы в крахмале из всех линий gbss показал, что несколько линий gbss ( gbss -TB, gbss -TW, gbss -TAH и gbss -TAU) не продуцировали амилозу. (Рис. 3C). Крахмал из линии gbss -TAQ содержал в среднем 17% амилозы, что было аналогично 18.5% измеряется в крахмале WT. Этот результат согласуется с анализом независимого профилирования (рис. 2, A и C), который не показал заметного редактирования GBSS в этой строке. Два аллельных мутанта в линии gbss -TAO (фиг. 2A), как и предполагалось, предположительно дали начало мутантному GBSS с пониженной функцией, так как в среднем в этой линии продуцировалось только 9,4% амилозы. Несмотря на значительно сниженное содержание амилозы, визуально отличить этот окрашенный йодом крахмал от WT с помощью световой микроскопии не удалось (рис.3А). Предсказанные аминокислоты, модифицированные в этой линии (рис. 2C), могут быть полезны для фундаментального анализа структуры и функции GBSS и образования мутантов крахмала в других культурах. Несмотря на большую делецию 56 п.н. в gbss -TAB и предсказанные делеции аминокислот (рис. 2, A и C), похоже, что эта аллельная форма была способна продуцировать функциональный GBSS, позволяющий биосинтез амилозы, но на пониженных уровнях. (1,8% амилозы; рис. 3C) в запасающих корнях этой линии.

Рис. 3. Содержание амилозы и иммунодетекция GBSS в корнях хранения gbss и ptst .

( A ) Изображения световой микроскопии окрашенных йодом гранул очищенного крахмала отобранных линий gbss и ptst . Сине-черное окрашивание указывает на крахмал, содержащий амилозу, в то время как крахмал, не содержащий амилозы, окрашивается в красно-коричневый цвет. Видимое промежуточное окрашивание наблюдали в линии gbss -TAB (приблизительно 1,8% амилозы), в то время как более высокий процент амилозы (приблизительно 9,4%) в линии gbss -TAO давал WT-подобный фенотип. Масштабная линейка 20 мкм является репрезентативной для всех панелей.( B ) Запасные корни двух растений WT, gbss -TAH и ptst -TAK, собирали с 6-месячного материала, выращенного в теплице. Срезы корней окрашивали раствором йода и сразу же фотографировали. Описанное выше окрашивание очевидно в линиях, не содержащих амилозу и содержащих амилозу. ( C ) Процентное содержание амилозы для линий gbss (слева) и ptst (справа) с использованием йодной колориметрии, как описано для картофельного крахмала ( 66 ). n = от 6 до 8 растений; показаны средства ± SD. Статистический анализ с использованием теста множественных сравнений Тьюки (**** P P P D ) Иммунодетекция GBSS в гранулированных белках, экстрагированных из выбранных растений gbss (вверху) и ptst (внизу). ) линий. Эквивалентная загрузка белка, экстрагированного из 0,5 мг крахмала и обнаруженного с использованием поликлональных антител, индуцированных против Arabidopsis GBSS. Связанные с гранулами белки из мутанта Arabidopsis gbss (отрицательный контроль, дорожки -) и из маниоки WT (положительный контроль, дорожки +).Мы провели аналогичные анализы с запасным корневым крахмалом, извлеченным из линий ptst . Большинство этих линий продуцировали крахмал с пониженным содержанием амилозы, в среднем 13,3% амилозы по сравнению с 18,5% в WT (фиг. 3C). В отличие от некоторых линий gbss , ни одна из линий ptst не продуцировала крахмал, не содержащий амилозы. Более того, не наблюдали значительных различий в содержании амилозы в линии ptst -TAQ, которая, согласно данным о последовательности, имела только 33% отредактированных аллелей PTST1 .Однако значительная разница в содержании амилозы наблюдалась в химерной линии ptst -TE (в среднем 15,6% амилозы), которая имела 62% отредактированного PTST1 и имела сравнительно широкий разброс по содержанию амилозы (от 10,5 до 19,1%). между растениями по сравнению с другими линиями. Изменчивая природа NHEJ в некоторых линиях подчеркивает потенциальные осложнения, связанные с ассоциацией геномного профилирования и фенотипического признака у растений, редактируемых Cas9. Эти результаты также предполагают, что инактивация обоих аллелей PTST1 необходима для значительного снижения количества амилозы в крахмале корня маниоки.Более умеренное снижение амилозы в крахмале линий ptst по сравнению с линиями gbss невозможно было визуально отличить от крахмала WT после окрашивания йодом (рис. 3, A и B). Иммуноблоттинг экстрагированных белков, связанных с гранулами крахмала. из очищенного крахмала подтвердили, что в четырех линиях gbss , не содержащих амилозу, также не было обнаруживаемого белка GBSS (фиг. 3D). Количество GBSS в крахмале из gbss -TAO было значительно снижено по сравнению с WT, что позволяет предположить, что стабильность GBSS может быть поставлена под угрозу из-за предсказанных аминокислотных изменений в этой линии (рис.2Б). Это также коррелирует с пониженным, но не полностью отсутствующим содержанием амилозы в этой строке. Еще большее снижение GBSS наблюдалось в gbss -TAB, подтверждая открытие, что амилоза также значительно снижена в этой линии (фиг. 3C) и что, по-видимому, существует только одна функциональная, но мутированная аллельная форма (фиг. 2B). Как и ожидалось, никаких изменений в количестве GBSS не наблюдалось в gbss -TAQ (рис. 3D). Следовательно, содержание амилозы в крахмале в этих линиях сильно коррелировало с количеством GBSS, присутствующего в гранулах крахмала.Линии ptst , которые имели пониженное содержание амилозы, также имели пониженное количество GBSS из очищенного крахмала (фиг. 3D). Таким образом, мутация домена CBM48 PTST1 влияет на количество GBSS и, следовательно, амилозы в запасных корнях маниоки, но не в такой степени, как ранее наблюдалось у мутанта Arabidopsis ptst1 ( 35 ). Эти данные предполагают ассоциацию между мутированными аллелями, возникающими в результате расщепления, опосредованного Cas9, уровнями GBSS и содержанием амилозы в запасных корнях маниоки.Были предприняты многочисленные попытки обнаружить PTST1 с помощью антисыворотки, индуцированной против рекомбинантного белка PTST1 маниоки, но низкая специфичность антисыворотки затрудняла интерпретацию результатов.Чтобы определить, изменил ли целевой мутагенез GBSS или PTST1 структуру амилопектина, мы проанализировали распределения длины цепи (CLD) очищенного крахмала. CLD были почти идентичны между линиями gbss и ptst и WT (фиг. S5), что позволяет предположить, что мутация GBSS и PTST1 , влияющая на накопление амилозы в трансгенных линиях маниоки, не изменяет CLD амилопектина.Кроме того, мы также исследовали, повлиял ли размер гранул крахмала. По сравнению с крахмалом WT две линии без амилозы gbss -TB и gbss -TAU имели значительное увеличение количества крупных (> 15 мкм) гранул (фиг. S6). gbss -TAQ, который имеет такое же содержание амилозы, что и WT, и gbss -TAO (9,4% амилозы) не претерпели значительных изменений ни в одной размерной категории. Не было существенной разницы в размере гранул gbss -TW, несмотря на то, что крахмал не содержал амилозы.Не наблюдалось значительного увеличения размера гранул среди мутантов ptst (фиг. S6), которые имели большее содержание амилозы по сравнению с мутантами gbss (фиг. 3C). Эти данные требуют более всестороннего анализа, чтобы определить, в какой степени содержание амилозы или другие физиологические факторы влияют на размер гранул в корнях кассавы. Анализ морфологии очищенного крахмала из запасных корней, выращиваемых в теплице, с помощью сканирующей электронной микроскопии не выявил заметных различий в гранулах крахмала между линиями gbss , линиями ptst и крахмалом WT (рис.S7).

Физико-химические свойства модифицированной маниоки, необходимые для некоторых отраслей промышленности

Физико-химические свойства очищенного крахмала, которые являются критическими факторами при промышленной переработке, были проанализированы для линий gbss и ptst (рис. 4 и рис. S8). Линии gbss без амилозы ( gbss -TB, gbss -TW, gbss -TAH и gbss -TAU) имели другой профиль склеивания по сравнению с WT, с более низкой пиковой температурой ( температура, при которой достигается максимальная вязкость), более высокая пиковая вязкость (максимальная вязкость пасты при нагревании) и более высокая конечная вязкость (вязкость, измеренная после охлаждения).Линии gbss с пониженным содержанием амилозы имели профили вязкости, которые были промежуточными между крахмалом WT и крахмалом без амилозы, хотя эти линии ( gbss -TAO и gbss -TAQ) также имели более высокие биологические вариации (рис.4 и рис. . S8). Все крахмалы имели одинаковую температуру начала склеивания (~ 65 ° C). Крахмал из линий ptst имел профиль склеивания, более похожий на крахмал WT. Однако немного более высокая пиковая вязкость наблюдалась в линиях ptst -TAC, ptst -TAI, ptst -TAK и ptst -TAX (10.От 5 до 13,3% содержания амилозы) по сравнению с крахмалом WT. Исключением в линиях ptst был крахмал из ptst -TAQ, который имел аналогичное содержание амилозы (18,9%) по сравнению с WT (18,5%), но имел гораздо более низкий пик и конечную вязкость, чем все другие протестированные образцы ( Рис.4 и Рис. S8). Непонятно, почему образцы из этой линии вели себя по-другому, но это могло быть следствием меньшей собираемой массы корней (рис. S4B). Это реологическое профилирование демонстрирует, что мы достигли желаемых изменений в желатинизации крахмала посредством редактирования генома, что представляет интерес для промышленного применения.

Рис. 4 Физико-химические свойства крахмала gbss и ptst .

Измерения вязкости очищенного крахмала по выбранным линиям gbss и ptst . Содержание амилозы для каждой строки указано в легенде графика. Температурный градиент изображен серой пунктирной линией против вторичной (правой) оси — . На графике нанесены средние значения ( n = от 3 до 4 растений).

Ускоренное разведение ex situ потомства без трансгена с модифицированными генами крахмала

Создание маниоки с наследственными аллельными изменениями, но без чужеродной ДНК (то есть Т-ДНК, кодирующей инструменты редактирования генома) требует создания сегрегированной популяции, в которой Т-ДНК можно вычеркнуть.Маниока редко цветет в условиях теплицы, но экспрессия AtFT в трансгенной маниоке, выращенной в теплице (рис. 1B и рис. S2A) ( 17 ), обеспечивает быстрое цветение и наследственность отредактированных линий. Растения из нескольких линий gbss и ptst зацвели в течение 12 недель выращивания в теплице и продолжали цвести по мере роста растений в течение следующих месяцев (фиг. 5A). Напротив, растения WT не зацвели. Несмотря на асинхронное созревание пестичных и тычиночных цветков, мы успешно скрестили две пары растений gbss -TAH, получив пять семян (рис.5Б). Два независимых скрещивания между растениями gbss -TAO также дали пять семян. Собранные семена высевали в почву, и прорастающие проростки (рис. 5С) проверяли на наличие Т-ДНК, а также наследование мутировавших аллелей GBSS . Анализ амплификации с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) подтвердил, что два потомства (названные gbss -TAH S1-2 и gbss -TAO S1-2) не содержали трансгенов (фиг. 5D). Кроме того, секвенирование по Сэнгеру выявило делецию 2 п.н. во всех секвенированных аллелях в двух потомках gbss -TAH (рис.5E), что указывает на сохранение гомозиготных мутаций gbss в потомстве S1. Два растения-потомка S1 от скрещивания gbss -TAO были гетерозиготными по делециям 6 и 9 пар оснований (фиг. 5E). Все растения-потомки S1 имеют индели, идентичные тем, которые идентифицированы в их соответствующих родительских популяциях (рис. 2А). Эти данные демонстрируют успешное и быстрое наследование генов, редактируемых Cas9, в сегрегированной кассаве, не содержащей трансгенов.

Рис. 5 Раннее цветение у выращиваемых в теплицах линий gbss и молекулярная характеристика потомства S1.

( A ) Соцветие на растении gbss -TAB. ( B ) Развивающиеся плоды после ручного опыления (самоопыления) на растении gbss -TAH. ( C ) Ростки потомства S1 после ручного опыления (самоопыления) и прорастания семян между gbss растениями. ( D ) Продукты ПЦР-амплификации hptII , Cas9-eGFP , AtFT и эндогенного MePP2A . Реакции содержали матрицу геномной ДНК из образцов потомства S1, родительский контроль ( gbss -TAH), векторный контроль (бинарный вектор) и WT.( E ) Последовательность клонированных ампликонов, полученных из геномной целевой последовательности GBSSsgRNA4 в линиях S1. Последовательность WT показана в верхней части выравнивания и включает PAM (синий шрифт и подчеркнут) и целевой сайт sgRNA (зеленый шрифт). Нуклеотидные делеции показаны красными штрихами. Приведено количество считываний и процентное распределение между инделками из секвенированной популяции.

Картофель селекционный с улучшенными свойствами

Картофель можно разводить таким образом, чтобы он производил новые виды крахмала для использования в качестве нового и улучшенного растительного сырья в строительной, бумажной, клеевой, кормовой и пищевой промышленности.Эти результаты описаны в докторской диссертации Синфэн Хуанга, которую он защитит 29 ноября 2010 года для получения докторской степени в университете Вагенингена. Используя генетическую модификацию, Хуангу удалось вывести картофель с более крупными гранулами крахмала, более высокой способностью удерживать воду после нескольких циклов замораживания / оттаивания (что интересно, например, с замороженными блюдами) и более высокой способностью образовывать гели (полезно при приготовлении соусов. ). Клетки клубней картофеля содержат крахмал в виде крахмальных гранул.Растение производит эти гранулы, потому что ферменты прилипают к внешней стороне гранулы, создавая гранулу крахмала. Ферменты прилипают к гранулам, потому что определенная часть фермента, так называемый домен связывания крахмала, способна распознавать крахмал. Ферментное сотрудничество Способ образования гранул зависит от активности остальных ферментов. Взаимодействие между ферментами, участвующими в биосинтезе крахмала, влияет на форму и размер гранул крахмала, а также на другие свойства крахмала, такие как способность «связывать» воду, что требуется при приготовлении соусов и супов.Есть бактерии, которые содержат ферменты, участвующие в расщеплении крахмала, и эти ферменты также имеют домен связывания крахмала. Часто они выполняют несколько иную функцию, чем ферменты, уже присутствующие в картофеле. Если бы картофель мог производить эти ферменты, это, вероятно, привело бы к гранулам крахмала с новыми характеристиками. Это может сделать картофель еще лучшим источником растительного сырья; материалы, которые устойчиво производятся на заводах. Новый крахмал через новые ферменты Путем генетической модификации Хуанг ввел в картофель гены, которые кодируют белки, которые объединяют домен связывания крахмала с различными бактериальными ферментами, участвующими в модификации крахмала.Хуанг обнаружил, что новые «ферменты слияния» часто заставляли растения картофеля производить гранулы крахмала с совершенно другим внешним видом, чем гранулы, обычно встречающиеся в клетках картофеля. Когда Хуанг использовал ген фермента амилосахаразы бактерий Neisseria polysaccharea, он также изменил другие важные характеристики гранул крахмала. Например, гранулы были в среднем вдвое больше, и крахмал был более способен «связывать» жидкости. Это означает, что меньшее количество крахмала может обеспечить такую же вязкость, например, в соусах и десертах.Также было показано, что новые гранулы крахмала лучше удерживают воду, что очень важно для замороженных пищевых продуктов. Когда крахмал в этих продуктах выводит слишком много воды, их часто уже нельзя использовать после разморозки. Исследования Хуанга показывают, что действительно можно выращивать картофель, который дает новое, более экологически чистое сырье. Картофельный крахмал уже используется в производстве строительной бумаги, клея, кормов и пищевой промышленности. Новые типы крахмала могут принести пользу этим и другим возможным применениям.

Свойства муки и крахмала, выделенных из местных сортов, старых и современных генотипов — Корейский университет

@article {43a06d719800476fa5f8c4ff40fd6d97,

title = «Взгляд на столетие селекции твердой пшеницы в Тунисе: свойства муки и крахмалов, выделенных из староместные сорта, старые и современные генотипы «,

abstract =» Настоящая работа преследовала двойную цель: оценить, повлияла ли эволюция твердой пшеницы от староместных сортов до современных генотипов в зависимости от программ селекции на белки и фракции крахмала, а также на свойства крахмала .Мука и крахмалы, выделенные из тунисских староместных сортов твердой пшеницы, старых и современных линий, были тщательно охарактеризованы по их составу, морфологии и свойствам геля. Статистические результаты показали достоверные (p ≤ 0,05) различия между исследуемой выборкой. Оценка фракций белка и крахмала показала, что современные генотипы имеют самое высокое содержание общего крахмала и альбумина, старые генотипы имеют самое высокое содержание амилозы и глютенина, а местные сорта имеют самое высокое содержание белка и глиадина.Скрининг свойств крахмала позволил сделать несколько выводов: не было обнаружено значимых (p> 0,05) различий между морфологией крахмальных гранул, значимые (p ≤ 0,05) различия были зарегистрированы с точки зрения технологических свойств, и старые генотипы имели самую высокую твердость геля крахмала. В целом, эти результаты показали, что влияние генотипа на свойства муки и крахмала было более актуальным, чем история разведения. «,

keywords =» Разведение, состав, морфология, качество, текстура «,

author =» Фатьма Букид и Елена Виттадини и Барбара Пранди, Моника Маттароцци, Миа Марчини, Стефано Сфорца, Рума Саяр и Со, {Йонг Веон}, Инес Якуби и Мондхер Меджри »,

note =« Финансовая информация: эта работа была поддержана L’Oreal-Unesco для женщин. в программе научных исследований (Pan Arab Fellowship 2013) и Министерством высшего образования и научных исследований Туниса (грант: TK / 08/2012) в рамках совместной исследовательской программы между Тунисом (Министерство высшего образования и научных исследований) и Кореей (Национальный исследовательский фонд).Авторы также чрезвычайно благодарны Barilla G. e R. Fratelli SpA (Парма, Италия) за помощь в сборе данных. «,

год =» 2018 «,

месяц = ноя,

doi =» 10.1016 /j.lwt.2018.08.014 «,

language =» English «,

volume =» 97 «,

pages =» 743-751 «,

journal =» LWT — Food Science and Technology «,

issn = «0023-6438»,

publisher = «Academic Press Inc.»,

}

Общие сведения о функциях крахмала | Натуральные продукты INSIDER

Общие сведения о функциях крахмала

Январь 1996 г. — История на обложке

Автор: Скотт Хегенбарт
Редактор *

* (Апрель 1991 г. — июль 1996 г.)

Кукурузный крахмал — это основной ингредиент крахмала, используемый пищевыми компаниями США. Но крахмалы из разных источников и даже крахмалы, полученные из менее распространенных сортов кукурузы, обладают рядом функциональных свойств еще до модификации.Изучение уникальной функциональности различных природных крахмалов дает несколько потенциальных преимуществ.

Расширенный функционал

Многие крахмалы обладают свойствами, которые не так легко воспроизвести путем модификации другого крахмала. Кроме того, при модификации даже желательно начинать с сырья, близкого к желаемым функциональным свойствам. Менее обширная модификация означает …

Сниженная стоимость

Дизайнеры постоянно требуют, чтобы текстурные ингредиенты были более функциональными, но все же ограничения по стоимости все еще жестче.Во многих случаях, чем меньше обрабатывается крахмал, тем он экономичнее. На рынке уже представлены высокофункциональные нативные кукурузные крахмалы, полученные из специально разработанных гибридов кукурузы. Они могут предложить большую экономию двумя способами.

«У вас будет крахмал, который не будет подвергаться модификациям, что позволит сэкономить средства», — говорит Ибрагим Аббас, доктор философии, менеджер по разработке продуктов American Maize-Products Co., Хаммонд, Индиана. «Когда они модифицируются, в некоторых случаях гибриды становятся более реактивными по отношению к химическим веществам, поэтому мы можем использовать меньше.Это более эффективно, и вы можете сэкономить деньги ».

Маркировка

Хотя это не оказалось большой проблемой, о которой когда-то думали, модифицированные крахмалы по-прежнему должны иметь в Европе номера E. Более функциональный нативный крахмал не будет иметь числа E и будет казаться более естественным для европейских потребителей — проблема постоянно расширяющегося глобального рынка.

Связанная структура и функции

По химическому составу крахмалы представляют собой полисахариды, состоящие из повторяющихся единиц глюкозы.Молекулы крахмала имеют одну из двух молекулярных структур: линейную структуру, известную как амилоза; и разветвленная структура, известная как амилопектин. Амилоза и амилопектин связываются посредством водородных связей и располагаются радиально слоями, образуя гранулы. Крахмалы из разных источников отличаются друг от друга следующим образом, каждый из которых может влиять на производительность:

Размер и форма гранул

Гранулы крахмала бывают самых разных размеров: от 3 микрон до более 100 микрон.У некоторых крахмалов размер гранул полимодален, то есть гранулы можно сгруппировать в более чем один размерный диапазон. Например, пшеничный крахмал имеет распределение как больших, так и маленьких гранул. Форма гранул также может быть разнообразной. Формы гранул включают симметричные сферы, асимметричные сферы, симметричные диски и асимметричные диски. Некоторые гранулы имеют плавную форму, а другие представляют собой многогранники с граненой поверхностью.

Соотношение амилоза: амилопектин

Все крахмалы состоят из амилозы и амилопектина в различных пропорциях.Это соотношение варьируется не только между различными типами крахмала, но и между многими разновидностями растений одного типа. Восковые крахмалы содержат не более 10% амилопектина.

Структура молекул амилозы и амилопектина

Длина молекул амилозы в крахмале — известная как степень полимеризации — может сильно различаться. В амилопектине длина и количество разветвлений в молекуле также варьируются.

«Длина молекулы амилозы зависит от типа и сорта», — говорит Дэниел Патнэм, старший научный сотрудник Grain Processing Corp., Мускатин, ИА. «Я видел от 200 до 2000 как степень полимеризации крахмала».

Существуют также другие варианты крахмала

Их нельзя объединить в одну категорию, поскольку они могут быть уникальными для одного конкретного крахмала. В целом, однако, большинство таких вариантов состоит из присутствия в грануле некрахмальных компонентов.

Бесчисленные разновидности многих типов крахмала невозможно охватить исчерпывающе в одной статье.Следовательно, в этой статье будут обсуждаться некоторые общие тенденции среди основных типов крахмала, используемых в пищевой промышленности.

Кукуруза

Существует четыре класса кукурузного крахмала. Обычный кукурузный крахмал содержит 25% амилозы, а кукуруза восковой спелости почти полностью состоит из амилопектина. Два оставшихся кукурузных крахмала представляют собой кукурузные крахмалы с высоким содержанием амилозы; один содержит от 55% до 55% амилозы, а второй — от 70% до 75%.

Джей-Лин Джейн, доктор философии, профессор кафедры пищевых наук и питания человека в Университете штата Айова, Эймс, в рамках своего постоянного исследования изучает размер и форму гранул многих типов крахмала.С помощью сканирующей электронной микроскопии Джейн и ее исследовательская группа обнаружили, что кукурузный крахмал имеет неправильную форму многогранников. Их размер колеблется от 5 до 20 микрон.

Крахмал восковой кукурузы также имеет гранулы неправильной формы, аналогичные по размеру гранулам обычной кукурузы. Однако отдельные лица не так отчетливы. Крахмалы с высоким содержанием амилозы также имеют неправильную форму, но имеют тенденцию быть гладкими. Некоторые из них даже имеют форму стержня. Крахмалы с высоким содержанием амилозы имеют более узкий диапазон размеров: от 5 до 15 микрон или даже от 10 до 15 микрон, в зависимости от разновидности.

Картофель

Картофельный крахмал содержит около 20% амилозы. Гранулы картофельного крахмала, как и многие клубни, большие, гладкие, округло-овальной формы. Из крахмалов, обычно используемых в пищу, самым большим является картофельный крахмал; размер его гранул составляет от 15 до 75 микрон.

Рис

Обычный рисовый крахмал имеет соотношение амилоза: амилопектин около 20:80, в то время как восковидный рисовый крахмал содержит только около 2% амилозы. Обе разновидности имеют небольшие размеры гранул от 3 до 8 мкм.По словам Джейн, это многоугольники неправильной формы с восковым рисом, имеющим несколько сложных гранул.

Тапиока

Крахмал тапиоки содержит от 15% до 18% амилозы. Гранулы тапиоки представляют собой гладкие сферы неправильной формы размером от 5 до 25 микрон.

Пшеница

Пшеничный крахмал содержит около 25% амилозы. Его гранулы имеют относительно толщину от 5 до 15 микрон и гладкую круглую форму от 22 до 36 микрон в диаметре.Пшеничный крахмал является бимодальным в том смысле, что он также содержит группу гранул крахмала разного размера. В этом случае эти другие гранулы очень маленькие, их диаметр составляет всего 2–3 микрона.

Укладка крахмала соперников

Имея представление о том, чем отличаются крахмалы, обсуждение того, как работают эти же крахмалы, должно легко раскрыть, как различные элементы структуры крахмала влияют на производительность, верно? Отнюдь не. Химики крахмала единодушны в том, что структура и состав крахмала влияют на производительность.Однако прямая корреляция не всегда очевидна, и изменения в одной характеристике не обязательно переводятся в руководящие принципы.

Далее следует обзор того, что в настоящее время известно о том, как структура и состав влияют на производительность. Имейте в виду, что это обсуждение может вызвать больше вопросов, чем ответов. Но сначала, вот краткий обзор того, что происходит во время клейстеризации крахмала:

Когда крахмал диспергируется в воде и нагревается, вода проникает в гранулы крахмала снаружи внутрь до тех пор, пока гранула не станет полностью гидратированной.После гидратации водородная связь между амилозой и амилопектином поддерживает целостность гранулы, и она начинает набухать от ворот (центр). После желатинизации набухшие гранулы могут увеличивать вязкость дисперсии и / или связываться с образованием гелей и пленок.

Размер и структура гранул

Согласно многим источникам, размер гранул сам по себе не оказывает сильного влияния на характеристики крахмала. Однако считается, что это фактор, влияющий на скорость клейстеризации крахмала и температуру его клейстеризации.Например, рисовый крахмал и крахмал тапиоки имеют одинаковое содержание амилозы, но гранулы крахмала тапиоки намного больше и, как следствие, легче набухают.

«Чем больше гранула, тем меньше у нас молекулярных связей, поэтому они быстрее набухают», — говорит Пол Смит, президент Paul Smith Associates, Норт-Плейнфилд, штат Нью-Джерси. «Но они также быстрее ломаются».

Крупные гранулы крахмала имеют тенденцию к увеличению вязкости, но вязкость низкая, поскольку физический размер гранул делает их более чувствительными к сдвигу.Несмотря на такие различия, более компактная структура меньшей молекулы не всегда означает значительную разницу в желатинизации. Например, пшеничный крахмал имеет бимодальное распределение как мелких, так и крупных гранул. Помимо размера, эти гранулы имеют практически одинаковый состав амилозы, амилопектина и так далее. Однако свойства желатинизации больших и малых гранул не показывают значительных различий в характеристиках.

«Один тест показал, что маленькие гранулы имеют на 3 ° более высокую температуру клейстеризации, чем большие, но начальные температуры были аналогичными», — говорит Аббас.«Я бы сказал, что в пшеничном крахмале (размер гранул) не главный фактор».

Соотношение амилоза: амилопектин

Восковая кукуруза и кукурузный крахмал имеют одинаковый размер гранул, но восковая кукуруза набухает в большей степени, и каждый из них желатинизируется при разных температурах. Это во многом связано с их разным составом амилоза: амилопектин.

«Молекулы амилозы из-за своей линейности более легко выстраиваются в линию и имеют более обширные водородные связи», — говорит Аббас.«Следовательно, требуется больше энергии, чтобы разорвать эти связи и клейстеризовать крахмал».

Как правило, чем выше содержание амилозы, тем выше температура желатинизации. Это наиболее заметно для двух кукурузных крахмалов с высоким содержанием амилозы, которые требуют таких высоких температур для желатинизации, что их нужно готовить под давлением. Соотношение амилоза: амилопектин также определяет вид текстуры, которую будет создавать желатинизированный крахмал.

«Вообще говоря, амилоза придает прочность гелю, а амилопектин — высокую вязкость», — говорит Аббас.«Таким образом, крахмалы с высоким содержанием амилозы придадут вам желирующие свойства, а восковые крахмалы — высокую вязкость».

Линейная структура амилозы также способствует прочности геля. В растворе линейные молекулы амилозы могут легче выравниваться друг с другом и связываться посредством водородных связей с образованием гелей. Разветвленные молекулы амилопектина не могут так легко выравниваться и, таким образом, дают более слабые водородные связи и прочность геля.

С другой стороны, вязкость зависит исключительно от молекулярной массы.Разветвленная структура амилопектина со всеми присоединенными к нему цепями дает молекулу гораздо большего размера, чем амилоза. Следовательно, амилопектин лучше создает вязкость, чем амилоза.

Итак, если разработчик продукта хочет гелеобразующих свойств, следует выбрать крахмал с высоким содержанием амилопектина (воскообразный), если требуется вязкость, верно? Не совсем. Прочность и вязкость чистого геля часто бывают полезны, но не всегда они нужны дизайнерам. Крахмал с высоким содержанием амилозы может сделать пудинг слишком твердым.Тот, который слишком богат амилопектином, может придать правильную вязкость диетическому коктейлю, но при употреблении он может выглядеть тягучим и «слизистым». Следовательно, соотношение амилоза: амилопектин определяет не только основную текстуру, но и природу этой текстуры.

Использование крахмала в экструдированных продуктах показывает, насколько тонким может быть баланс между этим соотношением. Как и в случае образования геля, образование пленки является функцией ассоциации линейных молекул амилозы. Чем выше содержание амилозы, тем лучше пленкообразующие свойства.В экструдированной закуске желательны пленкообразующие свойства для получения хрустящей текстуры конечного продукта. Но сама по себе хрустящая корочка не делает и не ломает закуску.

«Плотно связанная природа полимера амилозы влияет на хрусткость, — говорит Джим Залли, директор по пищевой технологии, National Starch and Chemical Co., Бриджуотер, штат Нью-Джерси. — Но это материал с более низкой молекулярной массой, который не может захватывать воздух. это происходит из-за превращения воды в пар во время выпуска воздуха «.

Использование крахмала с повышенным уровнем амилопектина соответственно увеличивает расширение за счет хрусткости.В результате необходимо тщательно выбирать соотношение амилоза: амилопектин. В некоторых случаях требования к текстуре продукта требуют комбинирования крахмалов из разных источников.

«Некоторые люди используют комбинации различных базовых крахмалов для получения более короткой или более длинной текстуры», — говорит Майк Августин, менеджер по применению пищевых ингредиентов, A.E. Staley Manufacturing Co., Декейтер, Иллинойс. «Мы пытались собрать смеси, чтобы получить конкретную текстуру или качество готового продукта».

Помимо строительной текстуры, крахмалы используются для обеспечения стабильности пищевых продуктов.Это часто принимает форму удержания воды. Как упоминалось ранее, молекулы желатинизированного крахмала имеют тенденцию повторно связываться друг с другом. Эта повторная ассоциация вытесняет воду из молекулы, вызывая перекристаллизацию крахмала. Склонность крахмала к рекристаллизации или ретроградности таким образом определяет его пригодность для долгосрочной стабильности.

«Разветвленный амилопектин создает стерические препятствия», — говорит Патнэм. «Это не позволяет молекулам повторно связываться, поэтому не так легко ретроградно.»

Молекулярная структура амилозы и амилопектина

Более длинные молекулы амилозы имеют тенденцию делать текстуру продукта тягучей из-за того, как они связываются. Молекулярная масса амилозы также влияет на эластичность геля. Более длинные молекулы имеют тенденцию к более прочному соединению и образованию более прочных и хрупких гелей, но у этого эффекта есть предел.

«Тапиока и картофельный крахмал содержат амилозу, но они образуют когезионную массу, а не гель, как кукурузный крахмал», — говорит Питер Трзаско, старший научный сотрудник National Starch and Chemical Co.«Теория, лежащая в основе этого, основана на молекулярной массе. Картофель и тапиока имеют молекулярную массу намного выше, чем у кукурузы, что на самом деле затрудняет связывание молекул».

Молекулярный вес не всегда обеспечивает прямую зависимость производительности. В 1992 году Джейн из штата Айова сообщила об исследовании влияния размера молекулы амилозы и длины разветвленной цепи амилопектина на пастообразные свойства крахмала. Джейн обнаружила, что молекулы амилопектина с более длинными разветвлениями не только имеют тенденцию к гелеобразованию, но и что прочность геля увеличивается с увеличением длины разветвлений.Однако вязкость амилоз различной длины также не коррелировала. Фактически, лучшая вязкость была получена с амилозой средней длины, в то время как самые большие и самые маленькие молекулы амилозы давали одинаково низкие вязкости.

Можно установить более четкую связь между размером молекул и стабильностью. Более длинная молекула амилозы до некоторой степени будет иметь большую прочность геля из-за ее повышенной способности связываться посредством водородных связей. Эта повышенная способность связываться увеличивает тенденцию молекулы к ретроградному движению.Меньшие молекулы амилозы демонстрируют более слабую ассоциацию и, таким образом, более устойчивы к ретроградации. Недавняя информация указывает на то, что молекулы амилопектина с более длинными ответвлениями также более восприимчивы к ретроградации. Это вызывает особую озабоченность у исследователей, пытающихся удлинить молекулы амилозы путем скрещивания.

«Когда вы вставляете ген-удлинитель амилозы, вы также в конечном итоге удлиняете ответвленные цепи амилопектина», — говорит Памела Дж. Уайт, доктор философии, исполняющая обязанности директора департамента пищевых наук и питания человека Университета штата Айова.

фосфор

Крахмалы в той или иной форме содержат фосфор. Природа фосфора влияет на характеристики крахмала. В большинстве зерновых крахмалов фосфор в основном содержится в виде лизофосфолипидов, которые будут иметь тенденцию образовывать комплекс с амилозой крахмала и снижать его способность связывать воду. Эти комплексы также способствуют непрозрачности крахмальной пасты.

Фосфор в клубневых крахмалах, таких как картофель, находится в форме сложных моноэфиров фосфата, которые присутствуют в молекуле крахмала в виде отрицательно заряженных групп.Ионное отталкивание, создаваемое этими группами, ослабляет связь между молекулами и увеличивает способность связывать воду, способность набухать и прозрачность пасты.

Раскрывая тайны

Понимание функциональности нативного крахмала не только делает работу дизайнера более эффективной, но и является важным звеном в расширении функциональности крахмала за счет модификации. Это верно независимо от того, модифицируется ли крахмал химическими / ферментативными методами, традиционным селекционированием или биотехнологией.

Как указывалось ранее, изучение взаимосвязи структура / функция крахмала порождает больше вопросов, чем дает ответов. В результате у исследователей, работающих в этой области, есть чем заняться. Университет штата Айова — одно из мест, где продолжается изучение крахмала.

С 1987 года исследователи ISU Уайт и Джейн занимаются поиском крахмалов с уникальными функциональными свойствами для использования в разработке новых гибридов кукурузы. С ними работает Линда Поллак, к.D., генетик-генетик Департамента сельского хозяйства и сельскохозяйственных исследований США, работающий с Департаментом агрономии ISU.

Используя доступ Поллака к североамериканской библиотеке мутантных генотипов кукурузы, команда провела скрининг экзотических типов кукурузы, чтобы определить природу вариаций функциональных свойств.

«Прямое структурное исследование сложно и требует много времени», — говорит Уайт. «Таким образом, наш подход заключался в том, чтобы начать с быстрого скрининга крахмала путем его извлечения в лаборатории всего с одним ядром.»

Этот первоначальный скрининг выполняется с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Образец крахмала наклеивается, затем сканируется на ДСК. После хранения наклеенного образца в течение семи дней при 4 ° C (оптимальная температура для ретроградации крахмала) образец повторно сканируется.

«Сканирование, которое мы получаем на свежем и хранящемся образце, говорит нам, может ли крахмал обладать уникальными функциональными свойствами, — говорит Уайт. — Как только мы обнаруживаем что-то необычное, мы проверяем, что это действительно дает нам другой DSC в другой раз.»

Другая информация, полученная с помощью этого анализа DSC, включает температуру желатинизации и диапазон желатинизации. Низкая температура желатинизации может обеспечить экономию энергии при крупном производственном процессе. Узкий диапазон желатинизации также сделает производство более эффективным за счет ускорения желатинизации.

«Это ключевые вещи, на которые мы начинаем смотреть, — говорит Уайт. — Когда мы видим вещи, которые сильно отличаются от нормы при измерении с помощью DSC, мы затем проводим структурный анализ, чтобы определить, почему они это делают, и соотносим структуру с функция.»

Первый шаг в этом требует выращивания мутантной кукурузы в больших количествах для дальнейшего анализа. Тесты включают определение процентного содержания амилозы с помощью йодного потенциометрического титрования и / или гельпроникающей хроматографии; молекулярно-массового распределения с использованием гельпроникающей хроматографии; и длину разветвленной цепи амилопектина, рассчитанную по восстановительному значению, определенному с помощью влажной химии или с помощью гель-проникающей хроматографии.

Если доступно достаточное количество крахмала, также проводятся функциональные испытания, такие как испытания на вязкость и прочность геля.

«Еще одна вещь, которую мы часто делаем, — это измерение размера гранул с помощью электронной микроскопии», — говорит Уайт. «Было показано, что мелкие гранулы крахмала хороши для гладкого вкуса, что является полезным свойством для заменителей жира, позволяющим избежать зернистой текстуры».

В конечном итоге устанавливается связь между желаемыми функциональными свойствами и структурой крахмала. Затем генетики растений берут на себя ответственность и пытаются вывести желаемые качества в сорт, который можно культивировать.

Расширение понимания функций нативного крахмала полезно как для дизайнеров продуктов, так и для создателей новых ингредиентов крахмала.Однако иногда кажется, что каждый шаг на пути к этому пониманию только добавляет расстояние к дороге. Тем не менее, эти усилия должны продолжаться, потому что — хотя путешествие может никогда не закончиться — каждый шаг вперед приносит новые достижения, которые помогают улучшать продукты питания.

К началу

3400 Dundee Rd. Люкс №100
Нортбрук, Иллинойс 60062
Телефон: 847 / 559-0385
Факс: 847 / 559-0389
Электронная почта: [адрес электронной почты защищен]
Сайт: www.foodproductdesign.com

Амилозный крахмал без детектируемого разветвления, полученный в результате не содержащего ДНК CRISPR-Cas9 мутагенеза двух ферментов ветвления крахмала в картофеле

Дизайн мишеней

Геномная ДНК была экстрагирована из ткани листа Дезире с использованием геномной ДНК Gene Jet Plant мини-набор для очистки (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс) и секвенировали с помощью препарата библиотеки Illumina TruSeq без ПЦР (средний размер фрагмента 350 п.н.) и Illumina HiSeqX (PE 2 × 150 п.н.) (National Genomics Infrastructure, Стокгольм, Швеция).Мишени были выбраны в областях экзона 5 в Sbe1 (номер доступа GenBank NW_006238958.1: c2098376-20

) и в экзоне 3 в

Sbe2 (номер доступа GenBank NW_006238947.1: c2592132-2611729EN) с использованием инструментов CRISPR. (http://www.rgenome.net/cas-designer) и ранее доступный инструмент для создания руководств (http://crispr.mit.edu/). Двойные мишени sgRNA были выбраны для каждого гена и названы BE1T3 и BE1T4, а также BE2T3 и BE2T4 (рис. S1). Все sgRNA были сконструированы так, чтобы нацеливаться на аллельные гомологичные области, за исключением BE2T4, который имел несовпадение в первом bp до PAM в одном из четырех аллелей.

Мутагенез и генотипирование

Мутации были индуцированы в Solanum tuberosum L . сорт Desiree посредством ПЭГ-опосредованной трансфекции протопластами РНП. Размножение in vitro, выделение протопластов, регенерацию и скрининг мутаций и характеризацию выполняли, как описано в Andersson et al. ¹¹. Трансфекцию РНП в изолированные протопласты проводили, в основном, как описано у Andersson et al. ³⁵ с использованием 5 мкг транскрибированной in vitro РНК, предварительно собранной с 5 мкг Cas9 на мишень (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA) для линий, названных 82- или 0.1 нмоль синтетически полученной крРНК, предварительно собранной с 5 мкг Cas9 на мишень (IDT, Coralville, IA, USA), для линий, названных 104-.

Условия трансфекции: 40% ПЭГ и время инкубации 30 мин. Были приняты меры, чтобы отобрать только один росток от каждого каллуса. Фрагментный анализ высокого разрешения (HRFA) выполняли, как описано ранее ¹¹, путем мультиплексирования праймеров SBE1f.-HEX и SBE1_r с SBE2_3f.-FAM и stbe2exonr и одновременного скрининга мутаций в обоих генах. Секвенирование по Сэнгеру (Eurofins Genomics, Эберсберг, Германия) проводили с использованием немеченых праймеров SBE1f.-HEX и SBE1_r, SBE2_3f.-FAM и stbe2exonr, а также stbe2exonr и Stbe2exonf (дополнительная таблица S1).

Выращивание в теплице

Тринадцать линий с редактированием генома, родительский сорт Desiree и одна линия РНКи, T-2012 от родительского сорта Dinamo, разработанная в предыдущем исследовании ⁷, выращивались в теплице. I n vitro черенков линий высаживали в почву (Yrkesplantjord, SW Horto, Hammenhög, Швеция) в трех-пяти биологических повторностях в 7.Горшки объемом 5 л и выращивание в контролируемых тепличных условиях: длина дня 16 часов, дневная / ночная температура 18/15 ° C, дополнительная интенсивность света примерно до 200 мкмоль с ^-1 м ^-2 фотонов, относительная влажность 60% . Линии выращивались в течение 5 месяцев с 13 декабря по 21 мая и регулярно удобрялись SW Bouyant RikaS 7-1-5 + mikro (SWHorto, Hammenhög, Швеция).

Выделение крахмала, измерение сухого вещества и амилозы

Крахмал был экстрагирован из клубней, собранных после старения, согласно Larsson et al.³⁴ с незначительной модификацией, в которой время осаждения после экстракции и каждая стадия промывки буфера выполнялись в течение ночи, чтобы гарантировать сохранение небольших гранул. Содержание сухого вещества измеряли на свежесобранных клубнях, как описано ранее ³⁵. Содержание амилозы измеряли на изолированном крахмале с использованием как ферментативного анализа, так и колориметрического анализа. Ферментативный анализ проводили с использованием набора амилоза / амилопектин (Megazyme, Bray, Co, Ирландия) в соответствии с инструкциями поставщика.Колориметрический метод основан на образовании комплекса йода, стабилизированного трихлоруксусной кислотой. Содержание амилозы анализировали согласно Chrastil ³⁶ с незначительной модификацией. После солюбилизации крахмала диметилсульфоксидом мочевины (UDMSO) согласно Morrison and Laignelet ³⁷, 25 мкл образца переносили в каждую из двух пробирок. 5 мл 0,5% трихлоруксусной кислоты и 50 мкл 0,01 N раствора KI-I ₂ добавляли непосредственно в течение 30 мин инкубации при 25 ° C перед измерением оптической плотности.Стандартная кривая (R ² = 0,999) была построена с использованием восковидного картофельного крахмала (Lyckeby starch AB, Кристианстад, Швеция) и стандарта картофельной амилозы (тип III, Sigma Chemical Co., Миссури, США) с различным содержанием амилозы 0%. , 25%, 50%, 75% и 100%. Все образцы были проанализированы в двух экземплярах, и результаты представлены в виде средних значений со стандартным отклонением (SD) на основе общего содержания крахмала.

Структурный анализ крахмала

Образцы крахмала, солюбилизированные в UDMSO (0,6 M мочевина в 90% DMSO), использовали для анализа распределения длин цепей с помощью высокоэффективной эксклюзионной хроматографии (HPSEC) и высокоэффективной анионообменной хроматографии (HPAEC) как ранее описано ^38,39,40.Образцы крахмала были расщеплены изоамилазой из Pseudomonas sp (EC 3.2.1.68, 500 Ед / мл, Megazyme, Wicklow, Ирландия) и пуллуланазой M1 из Klebsiella planticola (EC 3.2.1.41, 700 Ед / мл, Megazyme, Уиклоу, Ирландия) перед обоими анализами. Ферменты обессоливали и разбавляли в десять раз ацетатным буфером (0,01 М, pH 5,0) перед применением для удаления разветвлений.

Для HPSEC 300 мкл каждого фермента и 400 мкл дистиллированной воды смешивали с 500 мкл образца солюбилизированного крахмала для удаления разветвлений в течение ночи при 40 ° C.Для HPAEC 60 мкл каждого фермента и 880 мкл дистиллированной воды и 400 мкл натрий-ацетатного буфера (0,01 M, pH 5,0) смешивали с 100 мкл образца солюбилизированного крахмала для удаления разветвлений в течение ночи при 40 ° C. Как для HPSEC, так и для HPAEC образцы кипятили в течение 10 минут после удаления ветвей, чтобы прекратить ферментативную реакцию, а затем фильтровали через нейлоновый фильтр 0,45 мкм перед анализом.

HPSEC выполняли, как описано у Andersson et al. ⁴¹ с небольшими изменениями. Система HPSEC имеет два последовательно соединенных OHpak SB-802.5 колонок HQ с защитной колонкой (Shodex, Showa Denko KK, Miniato, Япония), поддерживаемых при 35 ° C. Элюент — 0,1 М NaNO ₃, содержащий 0,02% NaN ₃, со скоростью потока 0,5 мл / мин. HPSEC оснащен детектором показателя преломления (RI) (Wyatt Technology Corp., Санта-Барбара, Калифорния) и детектором многоуглового лазерного светорассеяния (MALLS; Dawn DSP, оснащенным гелий-неоновым лазером на 632,8 нм, Wyatt Technology Corp. , Санта-Барбара, Калифорния). Данные для определения молекулярной массы анализировали с использованием программного обеспечения ASTRA версии 4.70,07 (wyatt.com/products/software/astra.html, Wyatt Technology Corp., Санта-Барбара, Калифорния) на основе dn / dc 0,147 ⁴¹. Угловая подгонка была основана на методике Дебая ⁴¹. Колонки HPSEC были откалиброваны с декстраном T2000, декстраном T500, мальтогептаозой, мальтопентаозой, мальтотриозой и глюкозой (дополнительный рисунок S9). Результаты представлены как среднее значение для двух повторов, а общая площадь хроматограмм HPSEC была нормализована между объемом элюирования 10 мл и 17 мл, после чего были элюированы мальтопентаоза, мальтотриоза и глюкоза (дополнительный рис.S9).

В этом исследовании использовался HPAEC (серия 4500i, Dionex Corp., Саннивейл, Калифорния, США) в сочетании с градиентным насосом BioLC и импульсным амперометрическим детектором (PAD). Разделение проводили на аналитической колонке CarboPac PA-100 (4 × 250 мм) (Dionex, Саннивейл, США), снабженной защитной колонкой. Элюирование проводили при 25 ° C со скоростью потока 1 мл / мин и объемом впрыска 25 мкл с использованием 0,15 М NaOH (A) и 0,50 М NaOAc + 0,15 М NaOH (B) со следующим градиентом: 0–15 мин. , 15–28% элюент B; 15–45 мин, 28–55% B; 45–75 мин, 55–70% B; и 75–80 мин. 70–15% B (возврат к исходной смеси).Колонку уравновешивали 15% элюентом В в течение 15 мин между прогонами. Ответ PAD был преобразован в молярный процент и нормализован ³⁸. Все результаты даны как среднее значение двух повторов.

ЯМР-спектроскопия

Крахмал родительского сорта и линии группы 3 анализировали с помощью ЯМР на степень разветвления согласно Tizzotti, et al. ⁴². Образцы крахмала (10 мг) растворяли нагреванием в дейтерированном диметилсульфоксиде (ДМСО- d ₆; 600 мкл) с добавлением дейтерированной трифторуксусной кислоты (TFA- d ₁; 10 мкл) перед ЯМР. анализ, чтобы избежать спектральной интерференции с гидроксильными протонами.^{1 Спектры ЯМР} H регистрировали на спектрометре Bruker Avance III 600 МГц с использованием 5-миллиметрового широкополосного детектора SmartProbe. Спектры получали при 50 ° C с использованием 128 сканирований и задержки релаксации 12 с и обрабатывали с помощью TopSpin 3.6. Степень разветвления измерялась как отношение I _1-6 / ( I _1-6 + I _1-4), где I _1-6 — интегрированная сигнал при 4,77 ppm и I _1-4 — интегрированный сигнал на 5.2 см ² Si-пластины. Область сканирования угла дифракции (2θ) составляла от 5 ° до 40 °.

Микроскопический анализ гранул крахмала в поляризованном свете

Дисперсии крахмала (0,5 мл, 50 мг / мл) в дистиллированной воде были свежеприготовлены. Одна капля (25 мкл) каждой дисперсии крахмала была взята для микроструктурного анализа ⁵ с использованием светового микроскопа (Leica DMLB, Wetzlar, Германия), оснащенного цифровой камерой Infinity X-32 (DeltaPix, Samourn, Дания). Изображения гранул крахмала были получены с помощью объектива с 20-кратным увеличением в поляризованном свете для сравнения двойного лучепреломления гранул крахмала из линий из группы 3, 104016 (из группы 2) и родительского сорта.

Фенотипирование гранул крахмала

Распределение гранул крахмала и фенотип изучали путем окрашивания тонких дисков клубней и очищенных гранул крахмала раствором Люголя. Результаты визуализировали с помощью светового микроскопа (LeicaDMLB, Leica Microsystems, Wetzlar, Германия) и документировали с помощью собранной камеры (Leica DFC450C, Leica Microsystems, Wetzlar, Германия).

Фенотипирование зеленой биомассы

Зеленая биомасса пяти мутировавших линий, 82079, 104006, 104018, 104010, 104023, а также Desiree и T-2012, изучалась в теплице.Растения выращивали в период с 7 октября по 22 января в тех же условиях роста, что описаны выше.

Зеленая биомасса была измерена через четыре, десять и пятнадцать недель после посадки с использованием недорогой лаборатории фенотипирования изображений RGB, опубликованной Armoniene et al. ³⁵. Растения были помещены на вращающийся диск, и изображения были получены в виде боковых проекций с помощью стандартной камеры (Canon 1300D, Canon, США), подключенной к программному обеспечению digiCamControl v2,1,2 (http://www.

Крахмал как разводить: «Как развести крахмал для киселя?» – Яндекс.Кью

Кисель из крахмала — рецепты киселя из замороженных ягод или варенья. Рецепты киселя из варенья и крахмала – как нужно варить напиток

Правила приготовления вкусного киселя из варенья

Рецепт киселя из варенья

Кисель из варенья и крахмала

С малиновым

Со смородиновым

С вином

Видео

Вариант 1. Классический рецепт киселя из варенья и крахмала

Вариант 2. Как быстро приготовить кисель из варенья и крахмала

Вариант 3. Кисель из варенья с крахмалом и вином

Вариант 4. Вишневый кисель из варенья с крахмалом

Вариант 5. Кисель из варенья с крахмалом и яблоками

Вариант 6. Малиновый кисель из варенья с крахмалом

Вкусный напиток с яблоками

Кисель из абрикосового варенья

Кисель из клубничного варенья

Кисель – «Еда»

Что такое кисель?

Зачем использовать крахмал при приготовлении блюд

Картофельный крахмал в кулинарии

Зачем нужен кукурузный и рисовый крахмал

Чем можно заменить крахмал?

Кисели. Сладкие блюда

Читайте также

Кисели

Кисели

Кисели

КИСЕЛИ

Кисели

КИСЕЛИ

Кисели

Кисели

КИСЕЛИ

Кисели

ЯГОДНЫЕ КИСЕЛИ

ЯГОДНЫЕ КИСЕЛИ

весной и осенью. Как разводить картофельный крахмал для удобрения кустов черной и красной смородины? Пропорции

Свойства крахмала

Сроки

Как приготовить?

Схема внесения

Кисели

Кисель – универсальное очищающее средство

«Путь крахмала»: что нужно для создания нового сорта картофеля

Ruifang Yang

Zhongze Piao

Changzhao Wan

Gangseob Lee

Xinmin Ruan

Цзяньцзян Бай

Abstract

Введение

Материалы и методы

Растительные материалы

Экстракция ДНК и MAS sbe3-rs

Оценка фертильности пыльцы

Оценка восстанавливающей способности, продуктивности и качества гибридных рисовых комбинаций

Таблица 1.

Содержание крахмала

Измерение содержания крахмала

Результаты

Выработка поддерживающих и восстанавливающих линий, несущих sbe3-rs через MAS

Отбор линии RS49A с мужской стерильностью с помощью MAS и обычной фенотипической селекции

Оценка восстанавливающей способности и агрономических признаков гибридного риса

Таблица 2.

Обсуждение

Заявление об участии автора

Благодарности

Цитированная литература

Ускоренное разведение модифицированного крахмала маниока, отредактированного GBSS и PTST1,

Целевой мутагенез

Редактирование генома

Физико-химические свойства модифицированной маниоки, необходимые для некоторых отраслей промышленности

Ускоренное разведение ex situ потомства без трансгена с модифицированными генами крахмала

Картофель селекционный с улучшенными свойствами

Свойства муки и крахмала, выделенных из местных сортов, старых и современных генотипов — Корейский университет

Общие сведения о функциях крахмала | Натуральные продукты INSIDER

Связанная структура и функции