✖


Jump to content

Восковая кукуруза

Клейкая кукуруза, приготовленная на пару

Восковая кукуруза или клейкая кукуруза — это разновидность полевой кукурузы, характеризующаяся липкой текстурой при приготовлении из-за большего количества амилопектина . Кукуруза была впервые описана по образцу из Китая в 1909 году. Поскольку это растение имело множество особенностей, американские селекционеры долгое время использовали его в качестве генетического маркера для выявления скрытых генов в других программах селекции кукурузы. В 1922 году исследователь обнаружил, что эндосперм восковой кукурузы содержит только амилопектин и не содержит молекул амилозного крахмала , в отличие от обычных сортов зубчатой ​​кукурузы , которые содержат и то, и другое. До Второй мировой войны основным источником крахмала в Соединенных Штатах была тапиока , но когда Япония перерезала линии поставок США, они вынудили переработчиков перейти на восковую кукурузу. [ нужна ссылка ] . Амилопектин или воскообразный крахмал в настоящее время используется в основном в пищевых продуктах, а также в текстильной, клеевой, гофрирующей и бумажной промышленности.

Когда последующие испытания по кормлению показали, что восковая кукуруза может давать более эффективные приросты корма, чем обычная зубчатая кукуруза, интерес к восковой кукурузе внезапно возрос. Генетики могли бы доказать, что восковая кукуруза имеет дефект метаболизма, препятствующий синтезу амилозы в эндосперме . Он кодируется одним рецессивным геном (wx). Урожайность восковой кукурузы примерно на 3,5% меньше, чем у обычной кукурузы, и ее необходимо изолировать от близлежащих полей обычной кукурузы на расстоянии не менее 200 метров.

История

[ редактировать ]

Точная история восковой кукурузы неизвестна. Первые упоминания о нем были найдены в архивах Министерства сельского хозяйства США ( USDA ). В 1908 году преподобный Дж. М. У. Фарнхэм, пресвитерианский миссионер из Шанхая , отправил образец семян в Управление по интродукции иностранных семян и растений США. В записке с семенами говорилось: «Особый сорт кукурузы. Есть несколько цветов, но говорят, что все они одного сорта. Насколько мне известно, кукуруза гораздо более клейкая, чем другие сорта, и может быть окажутся полезными, возможно, в виде каши». Эти семена были посажены 9 мая 1908 года недалеко от Вашингтона, округ Колумбия , ботаником по имени Гай Н. Коллинз . Ему удалось вырастить до зрелости 53 растения и дать подробную характеристику этих растений, включая фотографии, которые были опубликованы в бюллетене Министерства сельского хозяйства США, выпущенном в декабре 1909 года. [1]

В 1915 году растение было вновь открыто в Верхней Бирме , а в 1920 году — на Филиппинах . Кулешов, [2] при проверке распространения кукурузы в Азии обнаружил ее и во многих других местах. [ нужна ссылка ]

Открытие в Китае особого типа кукурузы ставит исторический вопрос, была ли кукуруза известна на Востоке до открытия Америки. Вопрос считал закрытым еще в конце XIX века Де Кандоль. [3] который заявил: «Кукуруза имеет американское происхождение и была завезена в старый мир только после открытия нового. Я считаю эти два утверждения положительными, несмотря на противоположное мнение некоторых авторов». [ нужна ссылка ]

Но обнаружение этого уникального сорта кукурузы заставило пересмотреть этот вопрос. Он также утверждает, что португальцы прибыли в Китай в 1516 году, одновременно завезя кукурузу. Коллинз предположил, что восковая кукуруза возникла в результате мутации в Верхней Бирме. [4] Некоторым ученым трудно было представить, что с 1516 года американское растение успело проникнуть в дикую, недоступную для иностранцев страну, произвести мутацию и в таком виде мутанта распространиться от Филиппин до Северной Маньчжурии и Приморья. в течение трех-четырехсот лет. [2]

В настоящее время существуют аналоги обоих этих аргументов. Во-первых, известно, что восковая мутация встречается довольно часто (см. #Генетика ). Во-вторых, тот факт, что кукуруза, если бы она была завезена в Азию в постколумбовые времена, должна была быть быстро принята, просто указывает на то, что, как и картофель в Ирландии, она удовлетворяла острую и насущную потребность. [5]

Гудрич [6] утверждает, что в настоящее время в Китае существует около 6000 местных исторических справочников, называемых географическими справочниками, написанных с 347 года нашей эры. Впервые кукуруза была точно описана в одной из них, опубликованной в шестнадцатом веке. Хо, [7] выдающийся китайский историк заявил: «Подводя итоги завоза кукурузы в Китай, мы можем сказать, что кукуруза была завезена в Китай за два или три десятилетия до 1550 года...» Возможно, как пришли к выводу различные исследователи, кукуруза достигла Азии раньше 1492 г., но в настоящее время физических доказательств этого нет. Поэтому к любому недокументированному утверждению о его появлении там в прежние времена следует относиться со скептицизмом, пока оно не будет обосновано. [5] [8] Таким образом, два утверждения Де Кандоля остаются в силе. [ нужна ссылка ]

В своей публикации Коллинз охарактеризовал новые растения как обладающие рядом уникальных характеристик. Никаких указаний на эти характеристики ни в одной зарегистрированной форме Zea mays до сих пор обнаружено не было. Несколько уникальных особенностей позволяют растению противостоять высыханию шелковицы сухими горячими ветрами во время цветения. Хотя у растений были такие маленькие початки, что они не могли найти места в прямой конкуренции с улучшенными сортами, обладание этой адаптацией придавало новому типу экономический интерес, особенно в некоторых частях полузасушливого Юго-Запада. Следовательно, были предприняты усилия по объединению желаемых характеристик этого небольшого сорта с характеристиками более крупных и продуктивных сортов. [9]

И когда Коллинз обнаружил такую ​​явную разницу во внешнем виде эндосперма нормальной и восковой кукурузы, он заподозрил разницу в химическом составе, но анализ не дал каких-либо необычных результатов. Процентное содержание крахмала, масла и белка было в пределах нормы. Тем не менее, он был заинтригован физической природой крахмала и написал: «Ввиду недавнего развития специализированных продуктов из кукурузы в качестве пищи для человека, уникальный тип крахмала может иметь определенное экономическое значение». Фактически, на протяжении многих лет восковая кукуруза использовалась главным образом в качестве генетического маркера для других программ селекции кукурузы. Заводчики смогли использовать некоторые признаки, чтобы «пометить» существование скрытых генов и проследить за ними в программах разведения. Вполне возможно, что без этого специального применения в селекции восковая кукуруза в США снова вымерла бы. [ нужна ссылка ]

В 1922 году другой исследователь, Пол Уэзервакс из Университета Индианы в Блумингтоне, сообщил, что крахмал в восковой кукурузе полностью представляет собой «редкую» форму, называемую «эритродекстрин » , известную сегодня как амилопектин. [10] Он обнаружил, что этот редкий крахмал окрашивается йодом в красный цвет , в отличие от обычного крахмала, который окрашивается в синий цвет. Бейтс, Френч и др. [11] и Спрэг, Бримхолл и др. [12] подтвердили, что крахмал эндосперма восковой кукурузы состоит почти исключительно из амилопектина. Присутствие амилопектина в рисе ранее было продемонстрировано Парнеллом. [13]

В 1937 году, незадолго до Второй мировой войны, Г. Ф. Спрэг и другие селекционеры из колледжа штата Айова начали программу скрещивания, чтобы попытаться привнести восковой признак в обычный высокоурожайный гибрид кукурузы. К этому времени восковое растение уже не имело своеобразных структурных особенностей, отмеченных Коллинзом, вероятно, из-за многих лет скрещивания с различными генетическими группами. Сохранился только уникальный эндосперм. В то время восковая кукуруза не имела такого значения, поскольку основным источником чистого амилопектина все еще было растение маниоки, тропический кустарник с большим подземным клубнем. [14]

Во время Второй мировой войны, когда японцы перерезали пути снабжения Штатов, переработчики были вынуждены перейти на восковую кукурузу. [15] Восковая кукуруза оказалась особенно подходящей для этой цели, поскольку ее можно было измельчать с помощью того же оборудования, которое уже широко используется для обработки обычной кукурузы. [16] Х. Х. Шопмейер сообщил, что производство восковой кукурузы в Айове для промышленного использования составило примерно 356 метрических тонн в 1942 году и 2540 тонн в 1943 году. [17] В 1944 году для производства воскового крахмала существовало всего 5 сортов восковой кукурузы. В 1943 году для покрытия всех особых потребностей в амилопектине было произведено около 81650 тонн зерна. Со Второй мировой войны до 1971 года вся восковая кукуруза, производимая в США, выращивалась по контрактам с пищевыми или промышленными переработчиками. Фактически, большая часть кукурузы выращивалась лишь в нескольких округах Айовы , Иллинойса и Индианы . [18]

Но в 1970 году кукурузный пояс США охватила южная эпидемия фитофтороза листьев кукурузы (Helminthosporium maydis Nisik. и Miyake). В то же время, по крайней мере, 80% кукурузы, выращиваемой в США, были восприимчивы к фитофторозу, поскольку эта кукуруза содержала цитоплазму с мужской стерильностью «техасского типа», которая позволяла производить гибридные семена без механического или ручного удаления метелок. В результате в 1971 году началась борьба за поиск любого вида кукурузы с нормальной цитоплазмой – цитоплазмой, которая была бы устойчива к фитофторозу. В результате на рынок попало некоторое количество семян восковой кукурузы. Посредством обратного скрещивания он также широко использовался для переноса отдельных генов, таких как wx (восковый), o2 (непрозрачный 2), а ген Htl устойчивости к фитофторозу был перенесен на обычную зубчатую кукурузу. [19]

Некоторые фермеры, которые скармливали это восковое зерно своему мясному скоту, заметили, что животные на нем хорошо себя чувствуют. Были проведены испытания по кормлению, которые показали, что восковая кукуруза обеспечивает более эффективный прирост веса, чем обычная вмятина. Интерес к восковой кукурузе внезапно резко возрос, и этот тип кукурузы отказался от статуса ботанического диковина и специального продукта и стал предметом серьезного исследовательского значения. [18]

В 2002 году в США было произведено от 1 200 000 до 1 300 000 тонн восковой кукурузы на площади около 2 000 км2. 2 , что составляет лишь 0,5% от общего производства кукурузы. [20]

Биология

[ редактировать ]

Китайская кукуруза

[ редактировать ]

Коллинз отметил, среди прочего, следующие необычные черты китайской кукурузы:

  • Несколько уникальных структурных особенностей, которые позволили растениям противостоять высыханию листьев ветром во время цветения.
  • Необычное поведение роста: все четыре или пять верхних листьев появились на одной стороне основного стебля растения. Чрезвычайно прямостоячие листья верхних узлов, тогда как нижние листья более раскидистые и поникающие.
  • Одним из главных моментов, которые он отметил, был состав эндосперма зерен кукурузы . Он писал: «Текстура эндосперма — одна из уникальных особенностей этой кукурузы. Разрезанная в любом направлении, она разделяется с образованием своего рода расщепления, обнажая тусклую, гладкую поверхность. Текстура напоминает текстуру самых твердых восков, хотя это еще более твердый и кристаллический, из-за этого оптического сходства с воском был предложен термин цереозный или восковой эндосперм». Чтобы визуально можно было распознать восковой признак, влажность ядра должна составлять 16% или ниже. [21]

Крахмал кукурузы зубчатой ​​нормальной характеризуется содержанием амилозы около 25%, остальное составляет амилопектин и промежуточная фракция (см. 3.5 Биохимия). Но эти проценты варьируются в зависимости от сорта и развития ядра. Например, процентное содержание амилозы колебалось от 20 до 36% для 399 сортов обычной кукурузы. [22] [23] Собрана зародышевая плазма кукурузы , содержание амилопектина которой варьируется от менее 20 до 100%. [21] А восковая кукуруза содержит 100% амилопектина. [12]

Основной интерес представляет восковой крахмал, поскольку фракционирование нормального крахмала для получения чистой амилозы или амилопектина является очень дорогостоящим. [ нужна ссылка ]

Восковой эндосперм по своей сути является дефектом метаболизма, и его низкая частота в большинстве популяций кукурузы на фоне повторяющихся мутаций указывает на то, что против него действует естественный отбор. [5]

Генетический дрейф

[ редактировать ]

Эксперименты Спрэга [24] показали, что для адекватного представления генетического разнообразия открытоопыляемого сорта кукурузы требуется от десяти до двадцати растений. Поскольку число початков, оставленных для посева древними азиатскими возделывающими кукурузу, имевшими в своем распоряжении лишь небольшие участки земли, часто было меньше этого числа и, более того, поскольку новые популяции кукурузы иногда создаются путем выращивания потомства одного початка, из этого следует, что часто должен был иметь место генетический дрейф – изменения частот генов в результате создания небольших размножающихся популяций. [ нужна ссылка ]

Ярким примером генетического дрейфа кукурузы является появление в некоторых частях Азии сортов с восковым эндоспермом. У американских сортов кукурузы такая разновидность неизвестна, но сам восковой характер был обнаружен у невосковых сортов: у Новой Англии. кукурузы кремневой формы [25] и в южноамериканском варианте. [26] [27]

Тот факт, что восковая кукуруза так часто встречается в той части мира, где также имеются восковые разновидности воскового риса , сорго и проса, можно объяснить искусственным отбором. Народы Азии, знакомые с восковыми разновидностями этих злаков и привыкшие использовать их для специальных целей, признали восковой характер кукурузы после того, как она была завезена в Азию после открытия Америки, и намеренно выделили разновидности исключительно ради воскового эндосперма. Но тот факт, что восковой эндосперм привлек их внимание в первую очередь, вероятно, связан с генетическим дрейфом. Ген воскового эндосперма, который имеет низкую частоту у американской кукурузы, по-видимому, достиг высокой частоты у некоторых образцов азиатской кукурузы. [ нужна ссылка ]

Действительно, практика, о которой сообщили Стонор и Андерсон [28] выращивание кукурузы как одиночного растения среди других злаков привело бы к некоторой степени самоопыления и в любом подвойе, в котором присутствовал восковой ген, неизбежно привело бы за очень короткое время к созданию чистых восковых сортов с особыми свойствами, которые люди, привыкшие к восковому характеру других злаков, вряд ли могли не заметить этого. [5]

Генетика

[ редактировать ]

Генетические исследования этого генетического дрейфа начались с описания внешнего вида ( фенотипирования ) мутантной кукурузы. В дальнейшем эти фенотипы были соединены с мутантных генов генотипами . более 40 мутантных аллелей известно Для воскового локуса , составляющих лучшую коллекцию мутаций, обнаруженных среди высших растений. [29]

Некоторые из этих восковых мутантов очень стабильны, тогда как другие очень нестабильны. Генотип стабильных мутантов остается неизменным, тогда как генотип нестабильных мутантов меняется из-за вставки мобильных элементов (5-8). [29] Перечень всех этих мутаций можно найти в превосходной книге Neuffer, Coe et al. [30] настоятельно рекомендуется. [ нужна ссылка ]

Поскольку восковая мутация проявляется в легко идентифицируемом несмертельном фенотипе, она стала предметом крупных исследований в 20 веке. Нельсон [31] составил тонкую структурную генетическую карту большинства этих мутаций. [ нужна ссылка ]

  • У восковой кукурузы единственный рецессивный ген (wx) был расположен на коротком плече хромосомы 9 и кодировал восковой эндосперм ядра (Wx кодирует эндосперм с нормальным крахмалом). [30] Впервые это было показано Коллинзом. [1] и Кемптон. [32]
  • Структура воскового локуса дикого типа (wx+) была определена посредством секвенирования ДНК . [33] Ген имеет длину 3718 п.н. (14 экзонов и 13 интронов).
  • Восковидный эндосперм у кукурузы является аналогом «клейкого» характера риса. [34]
  • Существует широкий спектр видов, также имеющих восковую мутацию, включая рис, сорго, просо, ячмень и пшеницу, для которых характерны крахмальные гранулы, окрашивающиеся йодом в красный цвет. [ нужна ссылка ]
  • При скрещивании гетерозиготных растений по восковому признаку происходит небольшое, но значительное отклонение от ожидаемого менделевского коэффициента самоопыления. [19] [35] Медведь [36] из 71 сегрегированного початка на поколении F1 получено 23,77% восковых зерен и 76,23% невосковых зерен. Об этом свидетельствуют два гетерозиготных типа: Wx Wx wx и wx wx Wx.

Восковидный ген является эпистатическим. [37] [38] для всех известных других мутантных генов, образующих амилозу и амилопектин, таких как тупой (du), сахарный-1 (су1) и сахарный-2 (су2). [39] Ген wx, например, увеличивает содержание сахаров и водорастворимых полисахаридов (WSP) на фоне su1. [40] и это вызывает резкое увеличение содержания сахара и снижение содержания крахмала с мутированными генами ae или aedu. [ нужна ссылка ]

  • Мутация от Wx к wx нередка у сортов Кукурузного пояса, Bear [36] обнаружив три отдельные мутации восковидности в течение трех лет подряд в общей популяции около 100 000 самоопыленных ушей.
  • Мангельсдорф [41] также нашел много мутантов на своих опытных полях.
  • Аргентинская восковая (wx-a) кукуруза, аллель в восковом локусе, впервые описанная Андресом и Баскиалли, [26] известно, что он производит небольшое количество амилозы (< 5%) и дает промежуточную реакцию окрашивания йодом.
  • Сообщалось о других мутантных аллелях воскового локуса, которые обладают свойствами крахмала, аналогичными свойствам, наблюдаемым у wx. [30] [31] [36]

Генотип и характеристика с помощью йода

[ редактировать ]

Локус wx экспрессируется в эндосперме, в мужском гаметофите (пыльце). [10] [42] а также в женском гаметофите (зародышевом мешке). [43] Амилоза и амилопектин обладают разными свойствами связывания йода : амилоза и амилопектин кукурузы дают значения сродства к йоду (IA) примерно от 19 до 20 и 1% соответственно, в зависимости от источника. Уэзервакс открыл этот процесс в 1922 году. [10]

Количество кажущейся амилозы можно определить либо путем измерения поглощающей способности комплекса крахмал-йод (показатель синего цвета) и соотнесения этого значения со стандартами чистой амилозы и амилопектина. [44] или путем измерения количества связанного йода (мг) на 100 мг крахмала при потенциометрическом титровании и соотнесения этого значения с количеством связанного амилозного стандарта. [45]

Однако значения, используемые для связывания йода, являются лишь оценками содержания амилозы из-за различий в связывающих способностях (и структуре) амилозы и амилопектина среди типов крахмала. Например, молекулы амилопектина с длинными внешними разветвлениями связывают больше йода, чем молекулы с короткими разветвлениями. [46] [47] что приводит к небольшому количеству кажущейся амилозы. [ нужна ссылка ]

Однако хроматографические профили крахмалов, содержащих wx, не обнаруживают пика амилозы. Длина волны, при которой комплекс крахмал-йод имеет максимальную поглощающую способность, называется лямбда-макс. [39]

Растения, гетерозиготные по восковому гену (Wx:wx), можно охарактеризовать окрашиванием пыльцы йодом. Половина пыльцы будет синей, а половина коричневой, тогда как ядра останутся синими (очень полезно в программе обратного скрещивания). Если растение гомозиготно-рецессивное (wx:wx), вся пыльца и ядро ​​тоже будут коричневыми. Будучи гомозиготно-доминантным (Wx:Wx), йод будет иметь только синий цвет. [ нужна ссылка ]

Биохимия

[ редактировать ]

Нормальная зубчатая кукуруза имеет два разных пути образования крахмала: один ведет к образованию полисахаридов с разветвленной цепью (амилопектин), а другой - к полисахаридам с прямой цепью (амилоза). [48]

  • Амилопектин состоит из цепочки α-D-(1-4) и α-D-(1-6)-глюкозидных связей, образующих разветвленную молекулу.
  • Амилоза в основном линейна с α-D-(1-4)-связанными остатками глюкозы.

Локус Wx кодирует специфический фермент, связанный с крахмальными гранулами, NDP-глюкозо-крахмальную глюкозилтрансферазу . Этот специфический фермент синтаза крахмала отвечает за биосинтез амилозы. [48] [49] Ген Wx катализирует связь 1–4 остатков глюкозы с синтезом амилозы в развивающемся эндосперме. Этот фермент расположен в амилопластах и ​​является основным компонентом связанного с крахмалом белка кукурузы. [50] активность , связанную с крахмальными гранулами Нельсон показал, что крахмальные гранулы из эндосперма wx wx wx имели очень низкую глюкозилтрансферазную . [ нужна ссылка ]

При измерении зависимости активности трансферазы от дозировки Wx у диплоидной и тетраплоидной кукурузы Акацука [51] заметил линейную пропорциональность между препаратом Wx Wx Wx и Wx Wx Wx Wx Wx Wx. Тем не менее, содержание амилозы было одинаковым в обоих типах, что позволяет предположить, что активность трансферазы не связана напрямую с содержанием амилозы. [ нужна ссылка ]

В кукурузе и некоторых других растениях обнаружены молекулы крахмала, промежуточные по размеру после амилозы и амилопектина. [39] Промежуточная фракция содержит цепи (1–4)-связанных остатков альфа-D-ангидроглюкозы, но средняя длина этих цепей и количество цепей на молекулу отличаются от таковых как в амилопектине, так и в амилозе. Несколько исследователей [37] [52] продемонстрировали наличие в нормальном кукурузном крахмале около 5–7% промежуточных полисахаридов , основывая свои выводы на косвенных данных ИА. [ нужна ссылка ]

Еще в 1956 г. было установлено, что амилопектин содержит три разных типа цепей. [53] В каждой макромолекуле имеется одна С-цепь, несущая единственную восстанавливающую группу. В-цепи связаны с макромолекулами, связанными их потенциально восстанавливающими группами, и могут содержать одну или несколько А-цепей, связанных аналогичным образом. Соотношение цепей АВ (от 1:1 до 1,5:1) является мерой степени множественного разветвления и является важным свойством, описывающим амилопектин. Тем не менее точное расположение цепей внутри молекулы амилопектина до сих пор не ясно. [39]

Комбинирование рецессивного мутантного варианта кукурузы (wx) с другими мутантами, такими как, например, кукуруза с удлинителем амилозы (ae) и тупая кукуруза (du), оказывает влияние на амилозу и амилопектин. [54] структура крахмала.

  • Крахмал с восковидным наполнителем амилозы (aewx) содержит 21% кажущейся амилозы и имеет лямбда макс. 580 для йод-крахмального комплекса. Внешние цепи aewx длиннее, чем у мутанта wx, и их меньше на массу крахмала. В целом крахмал aewx имел уникальную структуру, похожую на аномальный амилопектин (промежуточную фракцию), обнаруженный в крахмале ae.
  • Увеличение дозировки в локусе ae, независимо от генотипа в локусе wx, приводило к увеличению линейности амилопектина.
  • Короткоцепочечная амилоза (приблизительно 100 единиц глюкозы) наблюдалась во всех генотипах ae на гомозиготном фоне Wx. [37]
  • Амилопектин мутантов aewx имел увеличенную долю длинных B-цепей и уменьшенную долю коротких B-цепей по сравнению с амилопектином wx, тогда как амилопектин тупого воскового (duwx) мутанта имел уменьшенную долю длинных B-цепей и повышенную долю длинных B-цепей. долю коротких B-цепей, что подтверждает новую природу амилопектина aewx и duwx. [ нужна ссылка ]

Агрономические особенности

[ редактировать ]

Производство крахмала из восковой кукурузы в промышленных масштабах требует дополнительных мер по сравнению с производством стандартной зубчатой ​​кукурузы. [ нужна ссылка ]

Новые сорта с восковым локусом относительно легко вывести путем обратного скрещивания с сортами зубчатой ​​кукурузы, но их продуктивность примерно на 3–10% ниже, чем у зубчатой ​​кукурузы. [ нужна ссылка ]

Поскольку ген восковой кукурузы является рецессивным, восковую кукурузу необходимо изолировать от близлежащих полей кукурузы на расстоянии не менее 200 метров, чтобы предотвратить перекрестное опыление. Проблемой также являются растения кукурузы, прорастающие из прошлогодних остатков. Нескольких добровольцев зубчатой ​​кукурузы на восковом поле будет достаточно, чтобы загрязнить все поле, в результате чего вместо восковых зерен с амилопектиновым крахмалом появятся вмятины. [ нужна ссылка ]

Почти все восковое зерно производится по контракту с компаниями, производящими крахмал (мокрый помол). Премия выплачивается в качестве компенсации дополнительных затрат, понесенных из-за более низкого урожая и дополнительной обработки, например, процедур контроля качества, чтобы гарантировать, что крахмал в зерне не загрязнен. [ нужна ссылка ]

Использование

[ редактировать ]

Амилопектин или воскообразный кукурузный крахмал относительно легко желатинизировать , образуя прозрачную вязкую пасту с липкой или клейкой поверхностью. пасты Реология напоминает пасты из корневых или клубневых крахмалов, таких как картофельный крахмал или крахмал тапиоки (изготавливаемый из маниоки ). Амилопектин [54] крахмал также имеет меньшую тенденцию к ретроградации и, следовательно, его вязкость более стабильна. Эти свойства, отличные от обычного кукурузного крахмала, содержащего также амилозу , используются в основном в следующих различных областях. [ нужна ссылка ]

Продукты питания

[ редактировать ]
Корник , приготовленный из замоченной и обжаренной во фритюре клейкой кукурузы ( mais pilit ) на Филиппинах.
Замоченные восковые кукурузные зерна для огок-бапа (пятизернового риса)

Модифицированные крахмалы восковой кукурузы используются для улучшения однородности, стабильности и текстуры различных пищевых продуктов. Прозрачность и вязкостная стабильность амилопектинового крахмала делают его особенно подходящим для загущения фруктовых пирогов. Улучшает гладкость и кремообразность консервов и молочных продуктов, а также стабильность замороженных продуктов при замораживании и оттаивании. Он придает более желательную текстуру и внешний вид сухим продуктам и смесям [24]. Крахмал восковой кукурузы также является предпочтительным исходным материалом для производства мальтодекстринов из-за улучшенной растворимости в воде после сушки, а также большей стабильности и прозрачности раствора. [ нужна ссылка ]

Восковая кукуруза в початках популярна в Китае и Юго-Восточной Азии, ее можно найти в замороженном или приготовленном виде в китайских кварталах. Восковая кукуруза — самая популярная кукуруза в Китае для потребления в свежем виде. Восковая текстура знакома и предпочитается жителями Восточной Азии, поскольку такие предметы, как жемчуг тапиоки , клейкий рис и моти , имеют схожую текстуру. [ нужна ссылка ]

Клеевая промышленность

[ редактировать ]

Крахмал из восковой кукурузы отличается от обычного кукурузного крахмала как по молекулярной структуре, так и по клеящим свойствам. Паштеты из воскового крахмала длинные и липкие, тогда как пасты из обычного кукурузного крахмала короткие и тяжелые. Крахмал восковой кукурузы является основным компонентом крахмала в клеях, используемых для изготовления этикеток для бутылок. Этот восковой клей на основе крахмала придает этикеткам устойчивость к рассасыванию, что предотвращает их размокание с бутылки при погружении в воду или в условиях очень высокой влажности. Крахмалы восковой кукурузы обычно используются в США для производства клейких лент и клеев для конвертов. [ нужна ссылка ]

Исследования в области кормления скота, молочных продуктов и птицы

[ редактировать ]

Исследования по кормлению восковой кукурузы начались в 1940-х годах. [ нужна ссылка ] . Начиная с исследовательского отчета в 1944 году. [ указать ] , восковая кукуруза, по-видимому, обладает потенциалом повышения эффективности переработки корма по сравнению с зубчатой ​​кукурузой. Было начато множество других испытаний по кормлению, которые в целом показали небольшое или явное положительное преимущество скармливания воскового зерна. Увеличение молочной продуктивности и содержания молочного жира у лактирующего молочного скота, увеличение суточных привесов у ягнят на откорме и при скармливании мясному скоту на откорме. [ нужна ссылка ]

Тем не менее, обширные (грибные) агроисследования не привели к сколько-нибудь масштабному использованию в кормовой промышленности благодаря аналитическим исследованиям, анализирующим усвояемость поджелудочной железой крахмалов нескольких генотипов. Восковой крахмал геномного типа ae, а также геномного типа du и su2 для крахмалов с высоким содержанием амилозы демонстрирует отличную усвояемость. Таким образом, амилопектин, то есть восковые крахмалы, не может быть связан с хорошей усвояемостью. Сандстед предполагает, что усвояемость может зависеть в большей степени от структуры крахмальных гранул, от различий в связывании молекул крахмала и возможных аномальных связей между молекулами. [ нужна ссылка ]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Коллинз, Дж. Н. (1909). «Новый сорт индийской кукурузы из Китая». Бюро растениеводства (Бюллетень) 161: 1-30.
  2. ^ Jump up to: а б Кулешов, Н. Н. (1954). «Некоторые особенности кукурузы в Азии». (оригинал на русском языке, Санкт-Петербург, 1928) Анналы Ботанического сада Миссури 41(3):271-299.
  3. ^ Де Кандоль, А. (1883). Происхождение культурных растений. Марсель, Editions Jeanne Laffitte (переиздано в 1984 г.).
  4. ^ Коллинз, Дж. Н. (1920). «Восковидная кукуруза из верхней Бирмы». Наука 52 (1333): 48-51.
  5. ^ Jump up to: а б с д Мангельсдорф, ПК (1974). Кукуруза, ее происхождение, эволюция и улучшение . Кембридж, Массачусетс, издательство Belknap Press Гарвардского университета. ISBN   0-674-17175-6
  6. ^ Гудрич, LC (1938). «Первое знание Китая об Америке». Геог. Откр. 27: 400-411.
  7. ^ Хо, PT (1956). «Внедрение американских пищевых предприятий в Китай». Являюсь. Антроп. 57: 191-201.
  8. ^ Уэзервакс, П. (1950). «История кукурузы». Научный ежемесячник 71(1): 50-60.
  9. ^ Коллинз, Дж. Н. (1914). «Наследование текстуры эндосперма у сладких и восковых гибридов кукурузы». Американский натуралист 48 (574): 584–594.
  10. ^ Jump up to: а б с Уэзервакс, П. (1922). «Редкий углевод в восковой кукурузе». Жене. 7: 568-572.
  11. ^ Бейтс, Л.Л., Д. Френч и др. (1943). «Содержание амилозы и амилопектина в крахмалах определяется образованием в них йодных комплексов». J. Am Chem. Соц. 65.
  12. ^ Jump up to: а б Спрэг, Г.Ф., Б. Бримхолл и др. (1943). «Некоторые эффекты воскового гена кукурузы на свойства крахмала эндосперма». Дж. Ам. Соц. Агрон. 35: 817-822.
  13. ^ Парнелл, Франция (1921). «Обратите внимание на обнаружение расслоения при исследовании пыльцы риса». Ж. Жене. 11: 209-212.
  14. ^ ФАО (2004). «Исследование мирового рынка маниоки». http://www.fao.org/docrep/007/y5287e/y5287e00.htm (14 января 2006 г.).
  15. ^ Шопмейер, HH (1943). «Восковидный кукурузный крахмал как замена тапиоке ». Индийский англ. хим. 35: 1168-1172.
  16. ^ Киссельбах, Т.А. и Н.Ф. Петерсен (1926). «Расщепление углеводов при скрещивании восковых и крахмалистых сортов кукурузы». Жене. 11(5): 407–422.
  17. ^ Шопмейер, HH (1943). «Восковидный кукурузный крахмал как замена тапиоке». Индийский англ. хим. 35: 1168-1172.
  18. ^ Jump up to: а б Крукстон, РК (1979). «История сортов восковой кукурузы, их использования и истории». Культуры и почвы 32(9): 11-13.
  19. ^ Jump up to: а б Уолден, Д.Б. (1978). Селекция и генетика кукурузы. США, издание Wiley-Interscience.
  20. ^ Зерновой совет США (2002). «Отчет о качестве кукурузы с повышенной стоимостью (VEC) за 2001–2002 годы». http://www.vegrains.org/documents/2002veg_report/toc/tablecont.html (30.01.06).
  21. ^ Jump up to: а б Фергасон, В. (2001). Мозоли с высоким содержанием амилозы и восковые мозоли (стр. 63–84). Специализированные кукурузы. А.Р. Халлауэр, Бока-Ратон, CRC Press: 479 стр.
  22. ^ Deatherage, WL, MM Macmasters и др. (1955). «Частичное исследование содержания амилозы в крахмале отечественных и зарубежных сортов кукурузы, пшеницы и сорго, а также некоторых других крахмалоносных растений». Пер. Являюсь. доц. Зерновая химия. 13(31).
  23. ^ Уистлер, РЛ (1984). История и будущие ожидания использования крахмала. Крахмал: химия и технология, Р.Л. Уистлер, Дж.Н. Бемиллер, Э.Ф. Пашелл, Academic Press, Орландо, Флорида.
  24. ^ Спрэг, Г. Ф. (1939). «Оценка количества верхних скрещенных растений, необходимых для адекватного представления сорта кукурузы». Дж. Ам. Соц. Агрон. 31:11-16.
  25. ^ Мангельсдорф, ПК (1924). «Восковидный эндосперм кукурузы Новой Англии». Наука 60 (1549): 222-3.
  26. ^ Jump up to: а б Андрес, Ж. М. и ПК Баскиалли (1941). «Наследственные признаки, выделенные у кукурузы, выращенной в Аргентине». унив. Буэнос-Айресский институт. Жене. 2:1.
  27. ^ Бреггар, Т. (1928). «Восковидный эндосперм аргентинской кукурузы». Дж. Херед. 19: 111.
  28. ^ Стонор, Ч.Р. и Э. Андерсон (1949). «Кукуруза среди горцев Ассама». Энн. Миссури Бот. Гард. 36: 355-404.
  29. ^ Jump up to: а б Весслер, С.Р. и М.Дж. Варагона (1985). «Молекулярная основа мутаций воскового локуса кукурузы: корреляция с генетической картой тонкой структуры». Жене. 82: 4177-4181.
  30. ^ Jump up to: а б с Нойффер, М.Г., Э.Х. Коу и др. (1997). Мутанты кукурузы. Нью-Йорк, Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор.
  31. ^ Jump up to: а б Нельсон, О.Э. (1968). «Восковидный локус кукурузы. II. Расположение аллелей контролирующего элемента». Жене. 60: 507-524.
  32. ^ Кемптон, Дж. Х. (1919). «Наследование воскового эндосперма кукурузы». Бюллетень Министерства сельского хозяйства США. 754.
  33. ^ Клёсген (1986). Молекулярный анализ воскового гена Zea mays. Кельн, Кельнский университет: 55 стр.
  34. ^ Мангельсдорф, ПК (1974). Кукуруза, ее происхождение, эволюция и совершенствование. Кембридж, Массачусетс, издательство Belknap Press Гарвардского университета
  35. ^ Киссельбах, Т.А. (1944). «Характер, полевые характеристики и коммерческое производство восковой кукурузы». Дж. Ам. Соц. Агр. 36(8): 668-682.
  36. ^ Jump up to: а б с Медведь, РП (1944). «Мутации воскового и сахаристого эндосперма у инбредных линий зубчатой ​​кукурузы». Дж. Ам. Соц. Агрон. 36: 89-91.
  37. ^ Jump up to: а б с Бойер, К.Д., Д.Л. Гарвуд и др. (1976). «Взаимодействие удлинителя амилозы и восковых мутантов кукурузы (Zea Mays L.)». Крахмал 28: 405-410.
  38. ^ Крич, Р.Г. (1968). «Синтез углеводов в кукурузе». Адв. Агрон. 20: 275.
  39. ^ Jump up to: а б с д Уайт, Пи Джей (1994). Свойства кукурузного крахмала (с. 29-54). Специальная кукуруза, Бока-Ратон, CRC Press: 410 стр.
  40. ^ Эндрю, Р.Х., Р.А. Бринк и др. (1944). «Некоторые эффекты восковых и сахаристых генов на развитие эндосперма кукурузы». Дж. Агр. Рез. 69: 355-371.
  41. ^ Мангельсдорф, ПК (1947). «Наследование крахмалистого сахаристого эндосперма и его производных у кукурузы». Жене. 32: 448-458.
  42. ^ Демерец, М. (1924). «Случай диморфизма пыльцы у кукурузы». Являюсь. Журнал ботаники 11 (7): 461-464.
  43. ^ Бринк, РА (1925). «Менделевские соотношения и генерация гаметофитов у покрытосеменных». Генетика 10: 359-388.
  44. ^ Шеннон, Дж. К. и Д. Л. Гарвуд (1984). Генетика и физиология развития крахмала. Крахмал: химия и технология, Р.Л. Уистлер, Дж.Н. Бе-Миллер, Э.Ф. Пашелл, Academic Press, Орландо, Флорида: 25.
  45. ^ Бэнкс, В., К. Т. Гринвуд и др. (1974). «Характеристика крахмала и его компонентов. Часть VI. Критическое сравнение оценки содержания амилозы путем колориметрического определения и потенциометрического титрования йодного комплекса». Крахмал 26:73-78.
  46. ^ Бэнкс, В. и К. Т. Гринвуд (1975). Реакция крахмала и его компонентов с йодом. Крахмал и его компоненты. Эдинбург, Университетское издательство: 67.
  47. ^ Бэнкс, В., К. Т. Гринвуд и др. (1970). «Свойства синтетического амилопектина с длинными внешними цепями». Крахмал 22: 292-296.
  48. ^ Jump up to: а б Нельсон (1962). «Восковидный локус кукурузы. I. Оценка частоты внутрилокусной рекомбинации по пыльце и с помощью обычного анализа». Жене. 47: 737-742.
  49. ^ Эхт, К.С. и Д. Шварц (1981). «Доказательства включения контролирующих элементов в структурный ген воскового локуса кукурузы». Жене. 99: 275-284.
  50. ^ Цай, CY (1974). «Функция воскового локуса в синтезе крахмала в эндосперме кукурузы». Биохим. Жене. 11(2): 83-96.
  51. ^ Акацука, Т. и О.Э. Нельсон (1969). «Исследование синтеза крахмала у мутантов кукурузы». Дж. Яп. Крахмал Науч. 17:99-115.
  52. ^ Лански, С., С. Кули и др. (1949). «Свойства фракций и линейных подфракций различных крахмалов». Дж. Ам. хим. Соц. 71: 4066.
  53. ^ Пит, С., У. Дж. Уилан и др. (1956). «Ферментативный синтез и разложение крахмала. XXII. Доказательства множественного разветвления крахмала восковой кукурузы». Дж. Хим. Соц.: 3025-3030
  54. ^ Jump up to: а б «Амилопектин — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 31 августа 2023 г.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Waxy_corn&oldid=1223118043"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 21ff4bc5c51cd0a24114aa8588d742f2__1715291040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/21/f2/21ff4bc5c51cd0a24114aa8588d742f2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Waxy corn - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)