Autor: dipl. ing. Milena Marković

Vrste pšenice i njihova upotreba

Pšenica je najvažnija žitarica koja se proizvodi i prodaje u svetu, u cilju proizvodnje hleba i drugih pekarskih proizvoda. Pšenica je biljka iz porodice trava. Ona se uzgaja na više površina na Zemlji od bilo kog drugog useva, i predstavlja glavni izvor ljudske hrane. Svetska proizvodnja pšenice 2005. godine je procenjena na 626 miliona tona. To je malo više od proseka prethodnih pet godina, koji iznosi 588 miliona tona. Procenjuje se da se skoro dve trećine ukupne proizvodnje pšenice koristi za hranu; preostala jedna trećina se koristi kao semenje, stočnu hranu, i neprehrambene proizvode. Pšenica se gaji od arktičkog kruga u Finskoj, pa skoro do ekvatora u Africi. Međutim, glavna proizvodnja se odvija u umerenoj klimatskoj zoni. Glavne oblasti proizvodnje obuhvataju: Velike ravnice u SAD i Kanadi, Zapadnu i Istočnu Evropu, Rusku federaciju, Argentinu, Australiju, Kinu i Pandžab u Indiji. Postoje tri vrste pšenice koje se komercijalno uzgajaju. Triticum aestivum (obična pšenica), T. durum (tvrda pšenica) i T. compactum (valjkasta pšenica).

Pšenica može biti prolećna, ponekad nazvana letnja (jara), ili zimska (ozima). Prolećna pšenica se seje tokom ranog proleća, čim zemlja počne da se zagreva, a žanje se tokom kasnog leta. Ozima pšenica se seje u jesen. U SAD se ona žanje tokom ranog leta. U Evropi, gde su leta mnogo hladnija i vlažnija, žetva se ne dešava pre kasnog leta. Stoga, jara pšenica sa svojim nižim prinosom, će obično imati viši proteinski sadržaj. Pšenica može varirati u tvrdoći, tj. snaga potrebna da se smrve zrna je različita. U Severnoj Americi, i u pojedinim delovima sveta, obična (T. aestivum) pšenica se klasifikuje ili kao tvrda, ili kao meka, a T. durum se naziva tvrdom pšenicom. U Evropi i mnogim drugim delovima sveta, obična pšenica se naziva mekom, a tvrda pšenica – tvrdom. Sve ovo dovodi do prilične konfuzije. Kada Evropljanin kaže Amerikancu da koristi meku pšenicu za izradu hleba, Amerikanac stiče pogrešan utisak. Međutim, on ili ona nisu ništa više zbunjeni od Evropljanina kojem Amerikanac kaže da hleb pravi od tvrde pšenice (što je u umu Evropljana signal za durum vrstu).

Tvrdnoća pšenice se genetski kontroliše. Stoga će ukrštanje dve vrste tvrde pšenice dati “naslednike” koji su takođe tvrdi. Slično tome, ukrštanje dve vrste meke pšenice će dati naslednike koji su meki. Pored genetskog, i okruženje ima značajan uticaj na tvrdoću semena. Merenje tvrdoće pšenice je mnogo teže nego što to na prvi pogled izgleda. Pšenična zrna su različite veličine i oblika. Ona takođe imaju izražene nabore.

Ovi faktori čine teškim određivanje geometrije testnog uzorka, koji je smrvljen. Tvrdoća semena pšenice se može meriti za individualne primerke semena, ili na uzorku gomile. Postoji instrument koji meri pojedinačnu tvrdoću 300 zrna, i pokazuje vrednost sile potrebne da se smrvi pojedinačno seme. Ova tehnika je korisna u slučajevima kada se meri tvrdoće mešavine zrna različitih vrsta pšenice.

Najuobičajeniji način merenja tvrdoće uzorka gomile je da se uzorak samelje u mlinu tipa žrvnja, a da se dobijena smesa proseje. Tvrde vrste pšenice će dati mnogo “siroviju” smesu od mekih. Razlog za razliku u tvrdoći pšeničnog endosperma se pripisuje prisusustvu, odsustvu, ili sekvencionom polimorfizmu proteina puroindolina a, i puroindolina b.

Pšenica se takođe razlikuje po boji. Većina vrsta je crvena ili bela. Crvena boja dolazi od pigmenta koji se nalazi u jednom sloju ćelija perikarpa. Kod belih pšeničnih vrsta ovaj pigment nedostaje. Stoga “bela” pšenica zapravo nije bela, već samo depigmentisana. Ljubičaste i crne vrste pšenice su poznate, ali se ne uzgajaju komercijalno, osim u nekim delovima Kine. Nedostatak prisustva pigmentisanog sloja omotača se nalazi pod genetskom kontrolom, te stoga uzgajivači mogu lako promeniti boju pšenice. Što se tiče kvaliteta, boja nema skoro nikakav značaj. On se može javiti kod proizvoda koji su veoma svetle boje, na primer kod nekih kolača, pasta, ili biskvita, kod kojih se često koristi pšenica crvene boje. Proizvođači hrane za doručak vole da koriste bele vrste pšenice za izradu mekinja. Mekinje od belih vrsta pšenice ne dobijaju braon boju tako lako kao one od crvenih vrsta, pa su samim tim proizvodi od tih vrsta, privlačniji kupcima.

Obična (T. aestivum) pšenica je heksaploid, i potiče od preistorijske kombinacije tri vrste trava, od kojih je svaka imala po 14 hromozoma. Obična pšenica stoga ima 42 hromozoma. Pšenica se sastoji od tri genoma, nazvanih A, B, i D. Tvrda (durum) pšenica je tetraploid, is toga ima 28 hromozoma. Ona ima A i B genome, ali ne i D. Pošto su geni koji određuju tvrdoću obične pšenice na D genomu, očigledno je da oni nedostaju kod durum vrsta. Možda je rezultat toga da je durum pšenica veoma tvrda, mnogo tvrđa od tvrdih običnih vrsta pšenice.
Tvrde (T. durum) pšenice koje se komercijalno gaje su uglavnom jare vrste. To su bele pšenične vrste, koje nemaju pigment u perikarpu. Zbog tvrde, poluprovidne teksture endosperma one izgledaju kao da su ćilibarne boje, a ne kreda bele, kao što se može videti kod mekih vrsta pšenice. Crvene vrste tvrde pšenice su poznate, i koriste se kao stočna hrana. Bele durum pšenice su takođe poznate, ali se ne gaje.

Poslednja vrsta pšenice je valjkasta pšenica (T. compactum). Pšenice ove vrste su uglavnom veoma meke, i u Severnoj Americi se uglavnom koriste za kolače i brašno za kolače.
Pšenica se koristi u nebrojenim prehrambenim proizvodima. Na primer u fermentisanom (ukiseljenom) hlebu, pecivima, kolačima, krekerima, tortama, pastama, cerealijama za doručak, rezancima, i skrobu/ gluteinu.

Genetska modifikacija pšenice

Primarni napori uzgajanja cerealija su usmereni ka povećanju prinosa useva, povećanju otpora ili tolerancije na gljivice, bakterije, insekte, viruse, itd. i poboljšanju kvaliteta žita (npr. mogućnost pravljenja hleba).

Obična pšenica predstavlja komplikovanu cerealiju. Ona ima 42 para hromozoma, u poređenju sa 14 hromozoma kod kukuruza ili raži. To takođe znači da ima tri seta gena za svaku funkciju biljke. Međutim, ne mogu sva tri seta gena biti aktivna. Ova složenost čini teškim održavanje bilo koju željenu funkciju prilikom konvencionalnog uzgajanja. Dobar primer ovoga predstavlja proizvodnja “voskaste” pšenice (pšenica kod koje je skrob sačinjen samo od amilopektina, praktično bez amiloza).

Postoje tri seta gena koji kontrolišu proizvodnju amiloze. Kako bi se “voskani” varijetet održao, sva tri seta gena moraju biti neaktivni. Šansa da se ovo slučajno dogodi je veoma mala. Tek kada su genski proizvodi (proteini) identifikovani, tada su ukrštanja između linija koje sadrže različite mutirane gene dovela do nastanka “voskanih” žita.

Brzi razvoj biotehnologije biljaka je doveo do mogućnosti da se u biljkama transformiše, ili ubaci novi DNK. Rani proizvodi tehnologije genetskog inžinjeringa uključuju biljke sa poboljšanom zaštitom od bolesti, kao i poboljšanim otporom na napade insekata i pojačanom tolerancijom na herbicide. Kako broj stanovnika na Zemlji neprestano raste velikom brzinom, problem proizvodnje dovoljne količine hrane postaje sve ozbiljniji.

Kako bi se suočili sa ovim problem, potreban je održiv napredak u proizvodnji hrane. Biotehnologija biljaka je izgleda odgovor na održavanje održivog povećanja proizvodnje hrane. Zaista se tako može povećati prinos, i poboljšati kvalitet finalnih proizvoda. Posebni ciljevi kvaliteta genetski napravljene pšenice je uključio modifikovanje gluten proteinskih delova, pogotovo onih velike molekulske težine gluteninskih podjedinica, u cilju poboljšanja kvaliteta napravljenog hleba. Sadržaj i struktura skroba mogu biti promenjeni, na primer, kako bi se optimizovao kvalitet izrade rezanaca od pšeničnog brašna, ili kako bi se produžio rok trajanja pekarskih proizvoda. Pored toga, nutritivna vrednost žita se može poboljšati promenom profila amino kiselina, npr. povećanjem količine esencijalne amino kiseline, lizina. Međutim, izgleda da će proći nekoliko godina pre nego što nova pšenica, poboljšana putem biotehnologije, postane komercijalno dostupna uzgajivačima pšenice, mlinarima i obrađivačima prehrambenih proizvoda.

Prihvatanje hrane dobijene biotehnološkim procesima, od strane kupaca, ostaje veoma značajno pitanje. Oblast u kojoj poboljšanje pšenice korišćenjem biotehnologije, kao što je pšenica sa povećanim sadržajem skroba, može postati prihvatljiva je oblast upotrebe sirovih materijala za proizvodnju bioetanola.