VLIV ODRŮDY A STANOVIŠTĚ NA OBSAH ß- GLUKANŮ V ZRNĚ NAHÉHO OVSA

Vliv odrůdy a stanoviště na obsah ß- glukanů v zrně nahého ovsa

The influence of variety and sites at ß-glucans content in naked oats grain

Zdeněk Štěrba, Jan Moudrý, Aleš Raus

Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta

Souhrn

Zrno ovsa a ječmene obsahuje vyšší obsah zdravotně významných ß-glukanů oproti zrnu ostatních obilovin. V příspěvku jsme se zaměřili na posouzení vlivu odrůdy, stanoviště a ročníku na obsah ß-glukanů v zrně nahého ovsa a zjištění závislostí mezi obsahem ß-glukanů a ostatních složek zrna. Odrůda Abel a novošlechtění SGK-7555 byly pěstovány v letech 1995-1997 na 4 stanovištích - Nechanice, Kujavy, Hradec nad Svitavou a Krukanice. Obsah ß-glukanů byl stanoven z průměrných vzorků zrna metodou FIA. Ve všech letech byly zjištěny statisticky nevýznamné rozdíly v obsahu mezi odrůdami resp. novošlechtěními. Statisticky významné rozdíly mezi některými stanovišti byly zjištěny v roce 1995. Mezi rokem 1996 a 1997 byly rozdíly rovněž statisticky významné. Korelační vztahy mezi obsahem ß-glukanů a ostatních látek vypovídají vesměs o méně těsných závislostech.

Klíčová slova: nahý oves, ß-glukany, odrůda, stanoviště, ročník.

Summary

The oats and barley grains have the higher ß-glucans content in comparison with other cereals. In this contribution we assessed the influence of variety, sites and years of cultivation on the content of ß-glucans in naked oat grains. We observed two varieties (Abel, SGK-7555) on four control sites (Nechanice, Kujavy, Hradec nad Svitavou, Krukanice) in 1995-1997. The statisticaly insignificant differences were investigated between varieties in all years and between sites in 1996 and 1997, but statisticaly significant differences between sites in 1995. Between years 1996-1997 statistically significant differences were found. The results of correlation analysis indicated relationship among content of ß-glucans and content of nitrogenous compounds, fat, fibre, non-nitrogenous compounds and ashes.

Keywords: naked oats, ß-glucans, variety, sites, years.

Úvod a literární přehled

b -glukany jsou polysacharidy vznikající štěpením hemicelulóz, které se podílejí na stavbě a pevnosti buněčných stěn. Byly nalezeny pouze u některých druhů a to jen z čeledi Poaceae (Mc Neil et al., 1984 cit. Wood, 1986). Jsou přítomny v mnoha obilninách, největší množství se jich však nachází v zrnech ječmene a ovsa, kde jsou hlavním komponentem endospermálních buněčných stěn, obklopeny složkami škrobu a proteinu. Obzvláště bohaté na b -glukany jsou hemicelulózy obsažené v endospermu. Chemicky se jedná o polysacharid (1-3)(1-4)-b -D-glukan (Dixon, 1985). Tento polymer je složen z glukózových jednotek vázaných vazbami 1,4-b a 1,3-b . b -glukany jsou někdy řazeny mezi tzv. rozpustnou vlákninu.

b -glukany u ovsa (Avena sativa L.) jsou přítomny především v buněčných stěnách subaleuronové vrstvy (Wood, 1986). Na b -glukany jsou bohaté zvláště ovesné otruby, které obsahují právě vnější vrstvu zrna. K podobným zjištěním dospěli i Bacic a Stone (1981) a Dixon (1985), kteří rovněž uvádějí, že b -glukany se nacházejí v buněčných stěnách zrna. Jejich zvýšený obsah je přítomen v ovesných otrubách (Wood, 1986; Frolich, Nyman, 1988). b -glukany tvoří asi 89% z celkové rozpustné vlákniny ovesných otrub. Podíl této rozpustné vlákniny na celkovém obsahu vlákniny ovesných otrub je 23% (Frolich, Nyman, 1988).

V krmné dávce monogastrických zvířat, především drůbeže, mají b -glukany škodlivý vliv, jelikož snižují využití živin a přírůstek (Peterson, Aman, 1992). To potvrzují i výzkumy, které uvádějí, že zařazení b -glukanázy (enzymu) do krmné dávky drůbeže zvyšuje váhový přírůstek, celkovou konverzi krmiva a využití živin následkem vyšší stravitelnosti škrobu a dusíkatých látek (Elwinger, Säterby, 1987).

Avšak u lidí byl na mnoha pracech dokázán pozitivní vliv b -glukanů a to převážně na snížení hladiny cholesterolu v krvi (Anderson et al., 1984; Klopfenstein, 1988) a krevní glukózy (Klopfenstein, 1988; Davidson et al., 1991). Produkty s vysokým obsahem rozpustné vlákniny snižují hladinu krevního cholesterolu u lidí (Anderson, Chen, 1979 cit. Saastamoinen et al., 1992), zvláště pak ovesné otruby, které jsou na b -glukany bohaté (Kirby et al., 1981 cit. Saastamoinen et al., 1992). Tyto účinky byly jednoznačně prokázány při podávání pečiva obohaceného o b -glukany na krysách (Klopfenstein, Hoseney, 1987 cit. Saastamoinen et al., 1992). Podobnými výzkumy jak u krys (Ranhotra et al., 1990), tak křečků (Kahlon et al., 1990), ale i lidí (Anderson, Gustafson, 1988) byly zjištěny obdobné výsledky.

Proto se jako perspektivní jeví vývoj nových odrůd s vyšší hladinou b -glukanů, než je tomu u odrůd běžně pěstovaných. Tím by se zmenšilo potřebné množství ovesných otrub. Vývoj těchto odrůd ovsa pro lidskou spotřebu je jedním z cílů několika šlechtitelských programů. Úspěch ve šlechtění nových odrůd s touto vyšší hladinou je silně ovlivněn šířkou genetického materiálu, dědivostí tohoto znaku, jeho stabilitou vůči podmínkám prostředí a spojením čili korelací tohoto znaku s ostatními žádoucími resp. nežádoucími znaky. Mnoho autorů nalezlo rozdíly v obsahu b -glukanů mezi jednotlivými odrůdami a genotypy (Welch, Lloyd, 1989; Peterson, 1991; Lim et al., 1992; Miller et al., 1993).

Materiál a metody

Nahý oves, odrůda Abel a novošlechtění SGK-7555 byly pěstovány v letech 1995-1997 na 4 stanovištích (Nechanice, Kujavy, Hradec nad Svitavou, Krukanice). Cílem bylo zjistit obsah ß-glukanů u uvedených genotypů bezpluchého ovsa a posoudit vliv odrůdy a prostředí na jejich obsah a závislosti mezi obsahem ß-glukanů a ostatních složek zrna. Obsah ß-glukanů byl stanoven z průměrných vzorků zrna metodou FIA.

Tab. 1: Charakteristika pokusných stanovišť (The characterization of experimental sites)

Výsledky a diskuse

Tab. 2: Obsah ß-glukanů ( % ) na jednotlivých stanovištích v letech 1995,1996 a 1997 (The content of ß-glucans in 1995,1996 and 1997)

Statisticky byl vyhodnocen vliv odrůdy resp. novošlechtění, stanoviště a ročníku na obsah ß-glukanů. V žádném sledovaném roce se dle analýzy rozptylu statisticky významně nepotvrdil vliv odrůdy resp. novošlechtění. Hubík, Tichý (1996) uvádí vysokou průkaznost ovlivnění obsahu ß-glukanů odrůdou a poté lokalitou. V našem případě však byly použity genotypy pouze dva a navíc částečně příbuzné, proto obdobný obsah ß-glukanů je pochopitelný. Co se týče vlivu stanoviště lze konstatovat, že v roce 1995 byly rozdíly v obsahu ß-glukanů statisticky významné mezi některými stanovišti (Nechanice a Hradec, Nechanice a Krukanice, Kujavy a Hradec a Kujavy a Krukanice). V roce 1996 i 1997 byly rozdíly mezi všemi stanovišti statisticky nevýznamné. Saastamoinen, Plaami, Kumpulainen (1992) uvádí statisticky významné rozdíly mezi stanovišti a ročníky. V našem případě není vliv stanoviště jednoznačný, ale statisticky významný vliv ročníku se potvrdil. Projevil se statisticky významný rozdíl v obsahu ß-glukanů mezi rokem 1996 a 1997. V roce 1996, který byl teplotně nejchladnější a srážkově bohatší, byl obsah nejnižší. Těmto výsledkům odpovídají závěry Saastamoinena (1995), který uvádí vyšší obsah ß-glukanů v letech s vyššími teplotami a nižšími srážkami. Rovněž Givens, Davies, Laverick (2000) tvrdí, že nejvíce odpovědné za rozdílné obsahy ß-glukanů v ročníku jsou teploty, srážky a sluneční svit.

Tab. 3: Závislost mezi obsahem b -glukanů a obsahem dusíkatých látek (NL), obsahem tuku, vlákniny, BNLV a popelovin (The dependence among content of ß-glucans and content of nitrogenous compounds, content of fat, fibre, non-nitrogenous compounds and ashes)

r-korelační koeficient, r2-čtverec korel koeficientu

Závislost mezi obsahem ß-glukanů a NL byla ve všech letech pozitivní, v roce 1995 mírná a v roce 1996 i 1997 střední. To je v rozporu s výsledky Saastamoinena et al. (1992), který uvádí korelaci negativní, avšak v souladu s pozitivní korelací, kterou mezi těmito látkami zjistil Brunner a Freed (1994) či Peterson, Wesenberg a Burrup (1995). Co se týče závislosti mezi obsahem ß-glukanů a obsahem tuku i vlákniny nejsou výsledky jednoznačné. Závislost mezi obsahem ß-glukanů a BNLV byla naopak ve všech třech letech negativní, v roce 1995 střední a v roce 1996 i 1997 mírná. To koresponduje s již výše uvedenou opačnou závislostí mezi obsahem ß-glukanů a NL. Hodnoty závislosti mezi obsahem ß-glukanů a popelovin jsou ve všech třech letech opět negativní a pohybují se v oblasti závislosti nízké. Welch a Lloyd (1989) tvrdí, že obsah ß-glukanů není úzce spojen s obsahy ostatních látek, což se částečně projevilo i v našem případě.

Závěr

Variabilita obsahu ß-glukanů je nejvíce ovlivněna ročníkem a stanovištěm, nejméně pak genotypem. Korelační vztahy mezi obsahem ß-glukanů a ostatních látek vypovídají vesměs o méně těsných závislostech.

Příspěvek byl zpracován za podpory výzkumného záměru J06/98:122200002/2.

Použitá literatura

Anderson, J.W., Story, L., Sieling, B., Chen, W.-J.L, Petro, M.S., Story, J. (1984): Am. J. Clin. Nutr. 40, 1146-1155.

Anderson, J.W., Gustafson, N.J. (1988): American Journal Clinic Nutrition 48, pp. 749-753.

Bacic, A., Stone, B.A. (1981): J. Plant Physiol. 8, 475-495.

Brunner, B.R., Freed, R.D. (1994): Crop Science, 34, 473-476.

Davidson, M.H., Dugan, L.D., Burns, J.H., Bova, J., Story, K., Drennan, K.B. (1991): J. Am. Med. Assn. 265, 1833-1839.

Dixon, R.A. (1985): . In: Dey, P.M., Dixon, A. (eds) Biochemistry of Storage Carbohydrates in Green Plants. Academic Press, London, 229-264.

Elwinger, K., Saterby, B. (1987): Swedish J. Agric. Res. 17, 133-140.

Frolich, W., Nyman, M. (1988): Journal of Cereal Science, 7, 73-82.

Givens, D.lan, Davies, T.W., Laverick, R.M. (2000) : Journal of the Science of Food and Agriculture, 80, 491-496.

Hubík, K., Tichý, F. (1996): Rostlinná výroba, 42, (1), 29-33.

Kahlon, T.S., Saunders, R.M., Chow, F.I., Chiu, M.M., Betschart, A.A. (1990): Cereal Chemistry 67, 439-443.

Klopfenstein, C.F. (1988): Cereal Food World 33, 865-869.

Lim, H.S., White, P.J., Frey, K.J. (1992): Cereal Chemistry, 69, 262-265.

Miller, S.S., Vincent, D.J., Weisz, J., Fulcher, R.G. (1993): : Can. J. Plant. Sci. 73, 429-436.

Peterson, D.M. (1991): Crop Science, 31, 1517-1520.

Pettersson, D., Aman, P. (1992): J. Sci. Food Agric. 58, 569-576.

Peterson, M. D., Wesenberg, M. D., Burrup, E. D. (1995): Crop Sci. 35, 965-970.

Ranhotra, G.S., Gelroth J.A., Astroth, K., Rao, C.S. (1990): Cereal Chemistry 67, 509-511.

Saastamoinen, M., Plaami, S., Kumpulainen, J. (1992): Acta Agric. Scand., Sect. B, Soil and Plant Sci. 42, 6-11.

Saastamoinen, M. (1995): Acta Agric. Scand., Sect. B, Soil and Plant Sci. 45, 181-187.

Welch, W.R., Lloyd, J.D. (1989): J. Cereal Sci. 9, 35-40.

Wood, P.J. (1986): In: Webster, F.H. (ed.) Oats: Chemistry and Technology, American Association of Cereal Chemists, St Paul, Minnesota, 121-152.

Wood, P.J., Braaten, J.T., Scott, F.W., Riedel, D., Poste, L.M. (1990): J. Agric. Food Chem. 38, 753-757.

Kontaktní adresa

Ing. Zdeněk Štěrba, ZF JU, katedra RV, Studentská 13, 370 05 České Budějovice, tel.: 038/7772715, e-mail: zdenda25@email.cz