A gabonafélék termesztésének és a gabona alapú élelmiszerek feldolgozásának egyik fő célja lett az elmúlt két évtizedben az egészséges táplálkozás feltételeinek javítása világszerte. Ez más feladatot jelent a fejlődő, valamint a fejlett országokban.
A fejlődő világban az éhezés megszüntetése mellett olyan alapvető gabona alapú élelmiszer előállítása kapott prioritást, amely többek között létfontosságú mikroelemekben, pl. vasban, cinkben vagy A-vitaminban gazdag, csökkenti vagy megszünteti az egyoldalú táplálkozásból eredő hiánybetegségeket. Az élelmiszer „biofortifikációs” programját a nemzetközi HarvestPlus program keretében a legszegényebb országokban a CIMMYT nemzetközi szervezet indította el, és értek el komoly sikereket.
A fejlett országokban az egészségtelen életmód és helytelen fogyasztási szokások okoznak egyre kritikusabb helyzetet a népegészségügy alakulásában. Általános törekvés, hogy a gyógyítás helyett a betegségek megelőzése, ebből adódóan a gabonaféléknél a biztonságos alapélelmiszer-ellátás mellett az egészségmegőrző élelmiszer fogyasztása került előtérbe. Az új irányzat a búza beltartalmi kutatásokban is változást okozott, mivel a hagyományos fehérjemennyiség és -minőség mellett egyre inkább a gabonaszemben található keményítő és bioaktív komponensek vizsgálata lett a súlyponti kérdés a betegségek megelőzését elősegítő funkcionális élelmiszerek előállítása során.
A funkcionális élelmiszerek olyan termékek, amelyek beltartalmi összetételük alapján a társadalomban napjainkban terjedő népbetegségek, egészségügyi kockázatok megelőzését szolgálják. Magyarországon pl. az érrendszeri és daganatos megbetegedések, valamint az emésztőrendszer betegségei kiemelkedő kockázati tényezőt jelentenek. Olyan megoldásokat kell keresni, amelyek mind szélesebb körben hozzáférhetők. A búza és más gabonafélék azért is fontosak ebben a megváltozott helyzetben, mivel alapélelmiszerként meghatározó jelentőségük van a lakosság táplálkozásában és az egészség megőrzésében.
Bioaktív komponensek a gabonákban
Az egészségmegőrző táplálkozás érdekében jelentős programok indultak világszerte, és a nemzetközi együttműködésben végzett kutatások egyértelműen bizonyították, hogy a búza és egyéb gabonák, illetve a belőlük készült termékek számos, az egészségre igazoltan jótékony hatású összetevőt tartalmaznak, melyek egészségtámogató, betegségmegelőző hatását nem, vagy csak részben és nem mindig tudatosan, használjuk ki. Ennek elsődleges oka, hogy a bioaktív komponensek, a vitaminok, a fontosabb mikroelemek nagyrészt a búza héjrészében, a korpában találhatók. Emiatt a teljes kiőrlésű gabonából készült élelmiszerek jelentős figyelmet kaptak az elmúlt időszakban.
A bioaktív komponensek közül fontos egészségvédő szerepe van a diétás rostoknak. A búzaszemben található rostanyagok fő komponensei a szénhidrátokhoz tartozó β-glükán és arabinoxilán. A rostanyagok a vékonybélben nem emésztődnek meg, a vastagbélben lassan szívódnak fel, ami jótékony hatással van az inzulinszabályozásra, csökkenti a koleszterinszintet. Rendszeres fogyasztásával csökkenthető a koronaér megbetegedések és 2-es típusú diabétesz kialakulásának kockázata (1. ábra).
1. ábra A búzaszem és főbb komponensei
A teljes kiőrlésű gabonák fontosságát az egészségmegőrzésben az is mutatja, hogy a gabonaszemek külső rétegei sokkal nagyobb mennyiségű fitokemikáliát tartamaznak, mint az endospermium. Ide tartoznak többek között a fenolsavak (folátok, tokolok és szterolok) a legnagyobb mennyiségben előforduló fenolos vegyületek a búzaszemben, ezért a gabonafélék igen fontos forrásai ezeknek az egészséget pozitívan befolyásoló komponenseknek. A szterolok koleszterincsökkentő hatásukról ismertek. A gabonában található folsav (B9 vitamin) az emberi szervezet számára könnyen elérhető, ezért különösen fontos, hogy a folsav-bevitel növelésére a korpát a liszthez keverjék. A búzaszem gazdag más B-vitaminokban is, mint például thiaminban (B1-vitamin), riboflavinban (B2-vitamin), niacinban (B3-vitamin) és piridoxinban (B6-vitamin).
Az egészséges gabonaalapú élelmiszer fogyasztása során nemcsak a kenyérbúza, hanem más kalászos gabonafajok is jelentős forrásai a bioaktív komponenseknek. Így a fitokemikáliákhoz tartozó tokolok (E-vitamin) fontos zsírban oldódó antioxidánsok, mennyiségük különösen az alakor és a tönke búzában nagy. A rozs arabinoxilánban, és összes diétás rosttartalomban, míg az árpa és a zab β-glükánban gazdag. Az alkilrezorcinolok nagyobb arányban a búza- és a rozsszemek külső rétegeiben találhatók, és szintén jó hatással vannak az egészségre.
A keményítőtartalom szerepe az egészséges táplálkozásban
A búzaminőség fő meghatározójának a múlt század végéig a sikérfehérjéket tartották, míg a keményítőt a búzaendospermium semleges töltetének tekintették, amely mintegy 75 %-ban amilopektinből és 25 %-ban amilózból áll (2. ábra).
2. ábra A búzakeményítő összetétele és a kialakításában résztvevő enzimek
Az amilóz és az amilopektin relatív mennyisége befolyásolja mind a keményítő táplálkozástani, mind a technológiai minőségét. Korábban már ismertek voltak az amilózt nem tartalmazó, vagy más néven waxy búzák. A mélyhűtött sütőipari termékek, kenyerek, péksütemények gyártásában van jelentősége a csökkent amilóz-tartalmú ún. részleges waxy búzák lisztjének. Felhasználásával a fagyasztott tészták minőségüket jobban megőrzik a fagyasztás-felengedés során, valamint az élelmiszerek jobb eltarthatóságát is eredményezi.
A keményítő egészséges táplálkozásban betöltött szerepe az utóbbi években került előtérbe. A nagy amilóztartalmú keményítő jó gélképző tulajdonsággal rendelkezik, és emellett növeli a liszt rostanyagtartalmát, mivel mennyiségével nő az emberi emésztésnek ellenálló rezisztens keményítő mennyisége is az élelmiszerben, melynek fogyasztása egészségesebb táplálkozáshoz vezet. Ennek keretében a nagy amilóz-tartalmú búzafajták nemesítése lett a cél, az úgynevezett ’rezisztens’, emésztésnek ellenálló keményítő mennyiségi arányának növelése érdekében.
Nemesítési és élelmiszeripari kutatások
A funkcionális élelmiszerek alapanyagának előállítása jelentős fejlesztést tesz szükségessé a növénynemesítésben, a gabonakémia területén, valamint az élelmiszeriparban. A malomipari technológiák fejlődésével sikerült elérni a szép fehér liszt előállítását, ugyanakkor ezen lisztek a malomipari technológiák fejlődésével egyre kevesebb rostot tartalmaznak. Ezt a tendenciát kell megfordítani az egészséges sütőipari alapanyagok előállítása érdekében a malmi feldolgozási műveletek fejlesztésével.
Ez magába foglalja a funkcionális komponenseket tartalmazó őrlemények, malmi frakciók, illetve a funkcionális élelmiszerek alapanyagául szolgáló lisztek előállítását. Így a gabonaszem külső rétegei közül a bioaktív anyagokat leginkább tartalmazó ún. aleuron réteget lehet hasznosítani elválasztva azt a korpa többi komponensétől, hogy bioaktív komponensekben gazdag liszthez juthassunk.
A gabonanemesítés eszköztárát azért kell bővíteni, mivel a bioaktív komponensek tudatos felhasználása eddig nem volt napirenden a nemesítési programokban. A hagyományos szelekcióval akkor érhetünk el célt, ha a bioaktív komponensekben talált variabilitás széles, és kiválaszthatók azok a genetikai források, melyek felhasználásával nemcsak hogy jó sütőipari minőségű búza nemesíthető, de egyúttal diétás rostokban és bioaktív komponensekben gazdag termékek készíthetők. Ez az ideális helyzet azonban nem mindig áll fenn, és a szűk genetikai variabilitás nem teszi lehetővé a hagyományos módszerek alkalmazását a nemesítésben.
Ilyen esettel állunk szemben a keményítőtartalom módosításakor is nagy amilóz-tartalmú jó agronómiai tulajdonsággal rendelkező búza szelekciója során. Világszerte nagy erőfeszítéseket tesznek az amilóz és amilopektin arányának az amilóz javára történő módosítása érdekében. Géntechnológiai módszerrel ez már sikerre vezetett, de a GMO-ellenes közhangulat miatt ezek a búzák nem kerültek köztermesztésbe. Így a nemesítők egy másik módszerrel, többek között mutációs nemesítéssel kívánják megoldani ezt a feladatot, és a molekuláris markerszelekciót is felhasználják új genetikai források kiválasztására.
A nosztalgia és a valóság
Az egészséges élelmiszer alapanyag iránti igény abból is fakad, hogy a lakosságban kialakult egy bizonyos nosztalgia a régi növényfajták hagyományos minősége iránt. A fejlett országokban ez indokolja részben a biotermesztés elterjedését, ahol számos esetben régi, hagyományos fajtákat használnak fel a termesztési gyakorlatban. A jobb minőség, íz, aroma, a nagyobb vitamintartalom azonban legtöbb esetben szubjektív alapon kerül megállapításra. A szakmai hitelesség fenntartása, a korrekt, tényeken alapuló fogyasztói tájékoztatás érdekében, szükség van egyrészt az élelmiszer-alapanyagok pontos beltartalmi vizsgálatára, másrészt az élelmiszerek tudományos alapokon nyugvó, táplálkozástani elemzésének elvégzésére.
A régi és a modern búzafajták beltartalmi összehasonlítását több kutató elvégezte tudományos alapokon. Shewry és munkatársai szerint 150 különböző régióban és korszakban nemesített búzafajta vizsgálata alapján megállapították, hogy a bioaktív komponensek mennyisége nem változott a modern nemesítési gyakorlat következtében. Ez érvényes a táplálkozásban fontos diétásrost-tartalomra is. Vizsgálataik eredményei alapján a legtöbb fitokemikáliát tartalmazó búzafajták többségét 1960 után nemesítették. Minden vizsgált bioaktív komponenst figyelembe véve a legjobbnak bizonyultak a nyugat-európai modern búzafajták, nevezetesen az 1992-ben regisztrált Lynx, a 2003-ban elismert Campari és az 1995-ben minősített Moulin fajta.
Nem minden vizsgálat igazolja ilyen egyértelműen a modern fajták előnyét. Így Sands és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a búza keményítő-összetétele megváltozott a modern fajtákban, és nagyobb arányban fordul elő az amilopektin, mint az amilóz. Ennek táplálkozás-egészségügyi következménye, hogy az ilyen típusú kenyér fogyasztásakor nagyobb az inzulin inszenzitivitás kifejlődésnek veszélye, valamint nőhet a 2-es típusú diabétesz előfordulása. Garvin és munkatársai (2006) szerint a modern fajtákban csökkent az esszenciális ásványi nyomelemek – cink, vas – mennyisége.
Fontos beltartalmi tulajdonság a gabona-fehérjetartalom és annak összetételének változása, hiszen fehérje bevitelünk 20 %-a a gabonafélékből származik világszerte. Több összehasonlító elemzésből az derül ki, hogy a régi és a modern fajták között nincs jelentős különbség e tulajdonságban, de számos olyan tanulmány is napvilágot látott az Egyesült Államokban miszerint a modern fajtáknak kisebb a fehérjetartalmuk a régiekhez képest a megnövekedett produktivitásra történt szelekció eredményeként (Calderini 1995, Fufa et al 2005). Shewry et al (2011) ugyanerre a következtetésre jutott, miszerint hosszú távon némileg csökkent a fehérjetartalom a keményítőmennyiség javára. Martonvásári vizsgálatok szintén ezt a véleményt támasztják alá azzal a különbséggel, hogy a modern fajták sikérminősége jobb, mint a régi búzafajtáknak több reológiai és más minőségi paraméter alapján.
A fenti, sokszor egymásnak ellentmondó megállapítások arra ösztönzik a kutatókat, hogy az egészséges táplálkozáshoz nélkülözhetetlen gabonafélék vizsgálatát, a nemesítő munkát még inkább felgyorsítsák az egészséges gabona alapú táplálkozás fejlesztése érdekében.
Dr. Bedő Zoltán, Dr. Rakszegi Mariann, Dr. Láng László
MTA Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézet, Martonvásár
