आलू न केवल मनुष्यों के लिए आहार कार्बोहाइड्रेट का स्रोत है, बल्कि कई औद्योगिक उपयोगों के लिए स्टार्च का भी स्रोत है। ए एंड एम एग्रीलाइफ टेक्सास के वैज्ञानिक अध्ययन कर रहे हैं कि आलू में दो स्टार्च अणुओं के अनुपात को कैसे बदला जाए - एमाइलोज और एमाइलोपेक्टिन - फसल के पाक और औद्योगिक उपयोगों को बढ़ाने के लिए।
उदाहरण के लिए, उच्च एमाइलोपेक्टिन सामग्री वाले मोमी आलू का उपयोग बायोप्लास्टिक्स, खाद्य योजक, चिपकने वाले और अल्कोहल के उत्पादन में किया जाता है।
इंटरनेशनल जर्नल ऑफ मॉलिक्यूलर साइंसेज एंड प्लांट सेल, टिश्यू एंड ऑर्गन कल्चर में हाल ही में प्रकाशित दो पेपर इस बात का पता लगाते हैं कि कैसे CRISPR तकनीक आलू के उपयोग में सुधार कर सकती है।
दोनों पत्रों में स्टेफ़नी टोइंगा, पीएचडी द्वारा किए गए कार्य शामिल हैं, जो टेक्सास ए एंड एम प्लांट जीनोमिक्स एंड बायोटेक्नोलॉजी इंस्टीट्यूट और मिट्टी विभाग में कीर्ति राठौर, पीएचडी, एग्रीलाइफ प्लांट बायोटेक्नोलॉजिस्ट की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र थे। साथ ही दोनों पत्रों का सह-लेखक इसाबेल वेइल्स, पीएचडी, आलू ब्रीडर, टेक्सास ए एंड एम डिपार्टमेंट ऑफ हॉर्टिकल्चरल साइंस में एग्रीलाइफ रिसर्च में था।
राठौर ने कहा, "इन दो अध्ययनों से हमने जो जानकारी और ज्ञान प्राप्त किया है, वह हमें इस महत्वपूर्ण फसल में अन्य वांछनीय लक्षणों को पेश करने में मदद करेगा।"
आलू तथ्य
आलू 160 से अधिक देशों में 40,8 मिलियन एकड़ में उगाया जाता है और एक अरब से अधिक लोगों के लिए मुख्य भोजन है।
राठौर कहते हैं, एक मध्यम आकार के आलू में लगभग 160 कैलोरी होती है, जो ज्यादातर स्टार्च से प्राप्त होती है, यही वजह है कि कंद दुनिया भर के कई लोगों के लिए ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। आलू में विटामिन और खनिज सहित अन्य आवश्यक पोषक तत्व भी होते हैं।
आहार और औद्योगिक उपयोग दोनों के लिए स्टार्च का महत्वपूर्ण महत्व है।
आलू के कंदों में स्टार्च की मात्रा आलू के उपयोग का निर्धारण करने वाला मुख्य कारक है।
उच्च स्टार्च वाले आलू अक्सर फ्रेंच फ्राइज़, चिप्स और सूखे आलू जैसे प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थ बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं, वेल्स कहते हैं।
वह कहती हैं कि कम और मध्यम स्टार्च वाले आलू अक्सर ताजा या टेबल आलू के रूप में उपयोग किए जाते हैं। कंद की ताजा खपत के लिए, अतिरिक्त महत्वपूर्ण कारक कंद की उपस्थिति हैं, जिसमें त्वचा की बनावट, त्वचा का रंग, मांस का रंग और कंद का आकार शामिल है। हाल ही में, विभिन्न आकृतियों के आलू की विशेष किस्में दिखाई दी हैं, जैसे कि बेबी; लाल, बैंगनी या पीले रंग की त्वचा और मांस उनकी तैयारी में आसानी और पोषण मूल्य में वृद्धि के कारण लोकप्रिय हो रहे हैं।
इसके अलावा, ईंधन या मादक पेय के लिए आलू स्टार्च से इथेनॉल का उत्पादन किया जा सकता है; बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक विकल्प; या दवा, कपड़ा, लकड़ी और कागज उद्योग और अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों के लिए चिपकने वाले, बांधने वाले, बनावट एजेंट और भराव।
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, आलू में स्टार्च की मात्रा और प्रकार पर विचार करना महत्वपूर्ण है।
Toinga का मानना है कि उच्च एमाइलोपेक्टिन स्टार्च उनके अद्वितीय कार्यात्मक गुणों के कारण भोजन और अन्य औद्योगिक उपयोगों के लिए वांछनीय हैं। उदाहरण के लिए, ऐसे स्टार्च खाद्य पदार्थों में स्टेबलाइजर और थिकनेस के रूप में और सलाद ड्रेसिंग में इमल्सीफायर के रूप में उपयोग के लिए पसंदीदा रूप हैं। इसकी फ्रीज-पिघलना स्थिरता के कारण, जमे हुए खाद्य पदार्थों में एमाइलोपेक्टिन स्टार्च का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, एमाइलोपेक्टिन स्टार्च से भरपूर आलू अन्य स्टार्च वाले आलू की तुलना में उच्च स्तर के इथेनॉल का उत्पादन करते हैं।
चयनित स्टार्च के साथ आलू प्रजनन के लाभ
टोइंगा का कहना है कि स्टार्च-संशोधित आलू की किस्मों को विकसित करने से नई संभावनाएं खुल सकती हैं। आलू जो अमाइलोपेक्टिन में उच्च और एमाइलोज में कम होते हैं, जैसे कि जीन-संपादित युकोन गोल्ड, जिसका उन्होंने इंटरनेशनल जर्नल ऑफ मॉलिक्यूलर साइंसेज में वर्णन किया है, उनके पारंपरिक उपयोगों से परे औद्योगिक उपयोग हैं।
इसके विपरीत, उच्च एमाइलोज स्तर और कम एमाइलोपेक्टिन वाले आलू मानव उपभोग के लिए वांछनीय होंगे, वेल्स ने कहा। एमाइलोज फाइबर की तरह काम करता है और ग्लूकोज को एमाइलोपेक्टिन की तरह आसानी से नहीं छोड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप कम ग्लाइसेमिक इंडेक्स होता है और मधुमेह वाले लोगों के लिए आलू को अधिक स्वादिष्ट बनाता है।
CRISPR/Cas9 नए अवसर पैदा करता है
CRISPR/Cas9 तकनीक ने प्रजनकों के लिए उपलब्ध टूलबॉक्स का विस्तार किया है और लोकप्रिय व्यावसायिक फसल किस्मों, Weils नोट्स में वांछनीय लक्षणों को शामिल करने का एक अधिक प्रत्यक्ष और तेज़ साधन प्रदान करता है। पारंपरिक प्रजनन एक लंबी प्रक्रिया है जिसमें 10-15 साल लग सकते हैं।
इसके अलावा, आलू जीनोम की जटिल प्रकृति के कारण, वांछनीय लक्षणों के सही सेट के साथ नई किस्में बनाना पारंपरिक प्रजनन के लिए एक चुनौती है, उसने कहा। आणविक प्रौद्योगिकियों ने चयन की दक्षता में वृद्धि की है, और CRISPR/Cas9 तकनीक का उपयोग करके जीन संपादन जटिलता की एक और परत जोड़ता है।
उन्नत किस्म युकोन गोल्ड
पहले अध्ययन में मूल्यांकन की गई विभिन्न आलू किस्मों में, युकोन गोल्ड ने सबसे अच्छा पुन: उत्पन्न किया, इसलिए दूसरे अध्ययन में इसका इस्तेमाल किया गया। परिणाम एक आलू था जिसमें एमाइलोपेक्टिन की उच्च सामग्री और स्टार्च में एमाइलोज की कम सामग्री थी।
टोंगा ने कहा, "नॉक-आउट पौधों में से एक, टी 2-7, ने सामान्य वृद्धि और उपज विशेषताओं को दिखाया, लेकिन पूरी तरह से एमाइलोज से रहित था।"
कंद स्टार्च, T2-7, का कागज और कपड़ा उद्योगों में एक चिपकने / बांधने की मशीन, बायोप्लास्टिक और इथेनॉल उत्पादन के रूप में औद्योगिक अनुप्रयोग हैं। इस प्रायोगिक नमूने का कंद स्टार्च, रासायनिक संशोधनों की आवश्यकता के बिना ठंड और विगलन के प्रतिरोध के कारण, जमे हुए खाद्य पदार्थों के उत्पादन में भी उपयोगी होना चाहिए। स्टार्च के एकमात्र रूप के रूप में एमाइलोपेक्टिन वाले आलू को औद्योगिक उपयोग के लिए या मादक पेय बनाने के लिए अधिक इथेनॉल का उत्पादन करना चाहिए।
इन अध्ययनों में अगले चरण के रूप में, परिग्रहण T2-7 को स्व-परागण किया गया था और ट्रांसजेनिक तत्वों को खत्म करने के लिए युकोन गोल्ड और अन्य आलू क्लोन के डोनर स्ट्रेन के साथ पार किया गया था।