logo CVRV
Centrum výskumu rastlinnej výroby - Výskumno-šľachtiteľská stanica Vígľaš-Pstruša

962 12 Detva
e-mail: hozlar@vurv.sk
 
 


Súčasné trendy vo výskume a šľachtení ovsa v Európe a vo svete

Ovos a raž sú dnes jedinými majoritnými svetovými plodinami, ktoré zaznamenali za posledných 50 rokov taký dramatický pokles produkcie (ovos -57%, raž -63%). Na nedávnej európskej konferencii ovsa v švédskom Ystade bola kompletne prebraná problematika ovsa. Situáciu v šľachtení a pestovaní ovsa ale dnes už aj iných obilnín najlepšie charakterizovali americkí šľachtitelia a výskumníci pri charakterizovaní najmasívnejšie sa rožširujúcej plodine kukurici. "Kukurica je všetkým dokáže byť mliekom, kuracím sendvičom, škrobom ale aj tukom".Pri súťaživosti druhov však v tomto smere zatiaľ v prospech kukurice vyznieva aj výrok Charlesa Darwina: Nie je to najsilnejší druh, ktorý prežije, ale najinteligenejší. Bude to ten, ktorý sa najlepšie adaptuje na zmeny. V súčasnosti jedinou firmou na Slovensku, zaoberajúcou sa šľachtením ale aj významnejším výskumom problematiky ovsa je Centrum výskumu rastlinnej výroby, VŠS Vígľaš-Pstruša. Odrody ovsa tejto firmy sa v súčasnosti uplatnňujú aj v Českej republike, Chorvátsku a Francúzsku.

Napriek týmto negatívnym tvrdeniam je produkcia ovsa za posledných 10 rokov vo svete stabilná a dokonca vykazuje mierny nárast. Najväčším svetovým producentom je EU, nasledovaná Ruskom, Kanadou, USA, Austráliou a Čínou (Agri-Food Canada, 2010). Hlavne Čína zaznamenala až 4 násobný nárast spotreby ovsa v cereálnych raňajkách za posledných 10 rokov. V súčasnosti 9 krajín zabezpečuje 80% svetového obchodu s ovsom. 85% exportu zabezpečuje Kanada, Švédsko, Fínsko a Austrália a 77% importu USA, Nemecko, Španielsko a Mexiko (Strychar, 2010). Hlavné trendy v produkcii ovsa sú nasledovné: najväčšie investície do produkčných a spracovateľských technológií mimo EU sú zaznamenávané v Kanade, USA a Austrálii. Vysoká a stabilná produkcia je v západnej Európe (Írsko, Veľká Británia, Francúzko, Nemecko), ale s vysokou konkurenciou ostatných plodín. Veľmi stabilná je produkcia v severnej Európe s pomaly klesajúcou tendenciou a dlho stagnujúcimi úrodami (Nórsko, Švédsko, Fínsko), ale masívnymi investíciami vo všetkých aspektoch produkcie ovsa. Stabilnú produkciu vykazuje východná Európa (Poľsko, Česko, Slovensko), ale s tendenciou poklesu úrod, čo vytvára predpoklad na vstup moderných produkčných a spracovateľských technológií. Stabilné pestovateľské plochy s tendenciou vyšších investícií do produkcie a spracovania ovsa vykazuje južná Európa (Španielsko,Turecko) (Beuch, 2010).

Základne predpoklady na smerovanie výskumu a šľachtenia ovsa pre ľudskú výživu a spotrebu

V súčasnosti, keď kardiovaskulárne ochorenia sú na prvom mieste ochorení vo svete a spôsobujú až tretinu úmrtí, celkovo 17,5 mil. ročne (2005) už nikdo nespochybňuje úlohu betaglukánu v redukcii rizika srdcovocievnych chorôb. Po mnohých štúdiách potvrdzujúcich, že denný príjem 3g betaglukánu znižuje hladinu cholesterolu a súčasne upravuje aj krvnú glukózu boli tieto odporúčania potvrdené významnými autoritami v roku 1997 FDA (Food and Drug Administration, následne mnohými národnými autoritami a v roku 2006 aj EFSA (European Food Safety Autority). Mnohé štúdie v zahraničí ale aj nedávna štúdia pilotného experimentu v SR na OKL-VVÚCHP Nová Polianka v roku 2007 (Edenpharma, 2009) potvrdzujú vyššiu účinnosť cereálneho betaglukánu oproti fungálnemu. Takto sa vysoký obsah betaglukánu v odrodách ovsa stáva jedným zo základných šľachtiteľských cieľov pre ovos v humánnej výžive. V súčasnosti mnohé farmaceutické i potravinárske firmy ponúkajú výrobky s vyššími obsahmi betaglukánu, ktoré sú bežne dostupné hlavne v USA, Kanade a Škandinávskych krajinách.

Z hľadiska ľudskej výživy menej významnými ale nemenej dôležitými cieľmi sú možnosti zvýšenia obsahu fytosterolov (avenanthramidov), pri konzume ktorých EFSA (2009) konštatovala, rovnako signifikantné zníženia hladiny cholesterolu.

Ďalším cieľom v ľudskej výžive je tvorba materiálov s nižšími obsahmi avenínov, ktoré by sa uplatňovali v GF (gluten free) dietách. Po mnohých štúdiách bolo dokázané, že aveníny v ovse sú podstatne menej imunologicky aktívne a prevažná väčšina pacientov toleruje ovos vo výžive. Základným problémom bývajú len prímesy pšenice, raže a jačmeňa v týchto výrobkoch a na základe toho vyšlo aj nariadenie EU č. 41/2009, podľa ktorého musí byť ovos produkovaný podľa vybraných kritérií a nesmie obsahovať viac ako 20 mg.kg-1 gluténu pšenice, raže, jačmeňa alebo ich krížencov. Veľmi účinná metóda (R5 ELISA) na detekciu prolamínov bola vyvinutá už v roku 2000 Mendezom et al. , ktorá účinne detekovala prolamíny pšenice, raže a jačmeňa, ale nie aveníny (Salovaara, 2010).

Dôležitou problematikou v ľudskej výžive ale v tomto prípade aj výžive zvierat sú obsahy trichotecénov v ovse. Vieme, že tieto toxikogénne produkty húb, predovšetkým rodu Fusarium spôsobujú inhibíciu syntézy DNA, RNA, proteínov, sú vysoko cytotoxické, majú hemolytický efekt na erytrocyty, redukujú počty lymfocytov a účinnú imunologickú ochranu a majú ďalšie toxické účinky. Legislatíva EU v nespracovanom ovse udáva limity pre ľudskú spotrebu (2006) nasledovné: DON 1750 ppb, Zearalenon 100ppb, HT2 a T2 500ppb (odporúčaný limit). Väčšina európskych spracovateľov ovsa má podstatne prísnejšie interné limity a pri spracovaní ovsa používa technológie, ktoré pri ovse ako jednej z mála obilnín veľmi významne znižujú podiel napadnutých zŕn (samotné čistenie na sitách 2,1 mm znižuje významne HT2 a T2, nasledovné lúpanie znižuje podiel trichotecénov o 70-95% a väčšina spracovateľov má technológiu na vytriedenie olúpaných sfarbených zŕn, kde sa opäť významne zníži obsah HT2 a T2) (Pettersson,2010). Napriek týmto prednostiam pri spracovaní ovsa ostáva výskum a šľachtenie na rezistenciu proti hubám rodu Fusarium veľmi dôležitým smerom.

Minoritnou oblasťou je tvorba materiálov a spotreba pre kozmetický priemysel, kde táto predstavovala 33,159 mil EUR. (Lehtomäki, 2010). Ovsené zrno predstavuje jemný elastický produkt s vysokým obsahom vlákniny, proteínov a tukov. Zrno má výborné fyzikálne charakteristiky pre kozmetický priemysel, vysoký obsah malých čiastočiek škrobov a proteínov, vitamínu E, antioxidantov a vlákniny s imunostimulačnými, antidráždivymi účinkami, nevyvolávajúcimi alergické prejavy.

Tabuľka 1: Porovnanie vybraných znakov STN 46 1100-7: Zrno potravinárskeho ovsa a požiadavky spracovateľského priemyslu v EÚ.

Parameter
STN 46 1100-7
Mlynárske spracovanie EU
(Buhler, 2010)
Ovos siaty
trieda kvality
Ovos nahý
A
B
Vlhkosť max.(%)
14
14
13
13,5
Objemová hmotnosť min. (g/l )
530
-
650
550
HTZ min. (g)
-
-
-
30
HTZ (lúpaný alebo nahý ) min. (g)
-
-
-
22
Podiel plevy max. (%)
-
-
-
26
Podiel predného zrna nad sitom 2mm (%)
-
-
-
90
Nečistoty spolu hmot. (%) max.
6
9
6
-
Z toho: a/ zlomky zŕn max. (%)
3
5
3
-
              b/ zrnové nečistoty max. (%)
5
9
5
2
              c/ naklíčené semená max. (%)
2
3
2
2
              d/ ostatné nečistoty max. (%)
1
5
0,5
0,5

Základné šľachtiteľské požiadavky na zrno ovsa pre ľudskú výživu a kŕmenie

Pri zameraní výskumu a šľachtenia pre ľudskú výživu a kŕmenie pri ovse existujú v rámci tejto problematiky odlišné fyzikálne ale aj chemické atribúty na konečný produkt šľachtenia odrodu. Genotyp teda determinuje konečný účel požitia. Tabuľka 2 uvádza požiadavky niektorých znakov, ktoré sú požadované v humánnej výžive, versus požiadaviek pre animálnu výživu.

Tabuľka 2: Porovnanie šľachtiteľských kvalitatívnych cieľov pre humánnu a animálnu výživu

Znak
Humánna výživa
Animálna výživa
Fyzikálne atribúty
objemová hmotnosť
vysoká
vysoká
plevnatosť
nízka
nízka
výťažnosť čistého zrna
vysoká
vysoká
farba zrna
výrazná
výrazná
jas zrna
vysoký
vysoký
tvrdosť zrna
vysoká
-
jednoduchosť odplevenia
vysoká
-
podiel predného zrna sitá 2mm (%)
vysoký
vysoký
Chemické atribúty
obsah proteínov
vysoký
vysoký
obsah tukov
nízky
vysoký
obsah beta glukánov
vysoký
nízky
škrob želatitinizácia
vysoká
-
pleva obsah lignínu
-
nízka
chuť
nie horká
-

Základne predpoklady na smerovanie výskumu a šľachtenia ovsa pre animálnu výživu a spotrebu

Ovos predstavuje kŕmnu obilninu, ktorá sa vyrába s najnižšími energetickými a enviromentálne rizikovými vstupmi (chemická ochrana , hnojenie, použitie rastových regulátorov) spomedzi všetkých obilnín. Ovos vykazuje spomedzi všetkých obilnín najnižšiu "karbónovú stopu" a najmenší vplyv na oteplovanie. V súčasnosti až 70 % Európanov by rada videla na potravinárskych produktoch výšku "karbónovej stopy".

Kŕmna kvalita zrna: Plevnatý ovos má vždy nižšiu energetickú hodnotu ako iné obilniny s vysokým obsahom vlákniny a pre prežúvavce je pomalšie stráviteľný. Z toho vyplýva jeho podstatne nižšie riziko jedovatosti, ktoré sa môže prejaviť hlavne pri výžive koní a mladých prežúvavcov inými obilninami.

Napriek tomu hlavným šľachtiteľským cieľom pri nahom aj plevnatom ovse zostáva množstvo metabolizovateľnej energie v MJ.kg-1, ktoré je možné získať z jednotky krmiva. Tu sa však cesty uplatnenia šľachtenia pri nahom a plevnatom ovse rozchádzajú. Zvyšovanie metabolizovateľnej energie pri plevnatých ovsoch pre prežúvavce sa uplatňuje cez genetické a šľachtiteľské metódy znižovania lignínu v nových odrodách plevnatého ovsa. Lignín je po celulóze druhý najrožšírenejší polysacharid. Hemicelulózu a čiastočne aj celulózu dokážu prežúvavce stráviť ale lignín nie. Medzi súčasnými odrodami plevnatého ovsa sú veľmi veľké rozdiely v obsahoch lignínu a tým aj metabolizovateľnej energie, ktoré predstavujú až 2 MJ.kg-1 (Valentine et al., 2004). Zaujimavosťou je, že čiernoplevnaté ovsy vykazujú nižšie obsahy lignínu a tým viac metabolizovateľnej energie. Druhú nemenej významnú cestu vo výskume a šľachtení ovsa predstavuje tvorba línií a odrôd vysokoolejnatého nahého ovsa s nižšími obsahmi betaglukánu, ktorý vykazuje jednoznačne najvyššiu metabolizovateľnú energiu spomedzi všetkých obilnín. Použitie takýchto odrôd sa už začína masívnejšie uplatňovať vo Veľkej Británii v hydinárskom priemysle ale aj výkrme ošípaných. Tieto odrody dosahujú podiel tuku až do 14 % a metabolizovatelná energiia je napríklad oproti pšenici vyššia až o 2,5 MJ.kg-1. (Marshall,2010). Pre porovnanie môže slúžiť genotyp nahého ovsa 100026CN, ktorý vykazoval najvyšší obsah tuku zo slovenskej kolekcie Avena, v slovenských podmienkych kde tento dosahoval len úroveň 9 % obsahu tuku. Pritom prevažné obsahy tukov pri nahých ovsoch zo slovenskej kolekcie Avena sa pohybovali od 4,5-8 %. (Čertík.et al., 2007)

Menší dôraz pri šľachtení ovsa na kŕmne účely sa kladie na kvalitu sena a na tvorbu materiálov s vysokými úrodami zelenej hmoty. V Číne sú napríklad preferované veľmi skoré odrody ovsa, ktoré po zbere na zrno, vytvoria ešte do zimy dostatočné množstvo zelenej hmoty na kŕmenie. (Changzhong,2010).

Iné smery v šľachtení ovsa

Hlavnou výzvou pri tvorbe nových materiálov však stále zostáva rentabilita produkcie, ktorá je životne závisla od výšky úrod. S týmto znakom súvisí aj ďaľší znak : šľachtenie na odolnosť proti hubovým a vírusovým patogénom. Preto, ak aj dosiahneme všetky horeuvedené vlastnosti pri tvorbe nových odrôd, tieto by mali mať aj požadovaný úrodový potenciál, v ktorom ovos v porovnaní hlavne ozimných obilnín výraznejšie zaostáva. Zimovzdornosť ovsa a s ním súvisiace zvýšenie úrodového potenciálu preto tvorí podstatnú čast šľachtiteľských programov. Pozoruhodné v tomto smere sú medzidruhové hybridy Avena sativa x Avena macrostachya (Lapinski, 2010) vykazujúce vysoký stupeň zimuvzdornosti v podmienkach Kanady aj Európy.

Obrázok 1: Zóny zimovzdornosti v Európe

Základné požiadavky pre registráciu odrôd ovsa v Európe

Tabuľka 3: Základné podmienky pre testovanie a registráciu odrôd ovsa v Európe 2009 (Beuch, 2010)

Štát
Počet lokalít
Počet ošetrení
Počet rokov testovania
Počet hodnotených znakov
Irsko
5
2
3
15
Rakúsko
8
2
2
16
Nemecko
14
2
3
84
Česko
8
4
3
24
Slovensko
4
1
2
20
Nórsko
8
1
3
24
Francúzko
8/9
2
2
32
Estónsko
4
1
2
8
Maďarsko
5
1
2
10
Litva
4
1
2
8
Švédsko
6
2
2
24
Veľká Británia
4/3
2
2
16
Dánsko
4
1
2
8
Lotyšsko
3
1
2
6
Fínsko
8
1
2
24
Poľsko
14
1
2
28

Obrázok 2: Preferovaná farba plevy odrôd ovsa v Európe (Beuch, 2010)

Závery:

  1. Zvýšenie produkcie ovsa znamená viac investícií do európskych produkčných technológií (hlavne v Severnej a Východnej Európe).
  2. Pestovaniu ovsa v Európe dominuje lokálne podmienené pestovanie odrôd (preferuje sa farba plevy, pestovanie bez rastových regulátorov, pestovanie ozimných odrôd atď.). Šance pre jasný a vyšší šľachtiteľský pokrok prostredníctvom nových odrôd existujú vo všetkých regiónoch.
  3. V Európe je príjem súkromných šľachtiteľských firiem financujúcich šľachtenie ovsa podstatne nižší ako pri iných obilninách. Napriek tejto negatívnej špirále šľachtitelia zohrávajú kľúčovú úlohu pri zvyšovaní kvality a kvantity ovsa. Preto treba tieto obmedzené prostriedky na výskum a šľachtenie využívať veľmi rozumne.
  4. Hlavným cieľom by mala byť tvorba odrôd s vysokou kvalitou pre humánnu a animálnu spotrebu s vysokou ekostabilitou pre všetky hlavné produkčné zóny v Európe.
  5. Klimatické zmeny môžu podmieniť zvýšenie tlaku na pestovanie ovsa. Dlhšie vegetačné obdobie môže byť v budúcnosti využité na zvýšenie úrod a lepšiu kvalitu zrna.
  6. Biotechnologické metódy, medzinárodná spolupráca a čiastočné financovanie spracovateľským priemyslom môžu zlepšiť potenciál praktického šľachtenia.

Literatúra:

AGRI-FOOD CANADA: Market outlook report. Oats: Situation and outluook. August 3, 2010.
BEUCH, S.: Oat breeding for Europe-Impossibility or Challenge ? In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
ČERTÍK, M. a kol.: Štúdium vybraných biochemických parametrov vo vzťahu k agronomicko-morfologickým znakom v súbore ovsa. In: Nové poznatky z genetiky a šľachtenia rastlín. Piešťany, 2007, s. 49-51.
EDENPHARMA: Betaglukány a ich pôsobenie na organizmus. Edenpharma 1/2009, s.4-5.
EFSA: Scientific option on the substantion of health claims related to bete glucans and maitenance of normal blood cholesterol concentrations and maitenance or achievement of a normal body weight pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006.
EFSA: Blood cholesterol reduction health claims on phytosterols can now be judged against EFSA new scientific advice, July 31, 2009.
CHANGZHONG, R.: The development of oats in China. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
LAHTOMAKI,I.: Oat characteristics as a base for product and process development. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
LAPINSKI, B.: Octoploids with Avena macrostachya Bal. Genome as an alternative option for winter oat improvment. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
MARSHALL, A.: Progress in breeding oats as a high quality animal feed with enviromental benefits. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
PETTERSSON,H: Trichotecenes in Oats-Occurrence, Toxicity and Risks. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
SAALOVAARA, H.: Oat products in gluten-free diet. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
SANTSHI, U.: Oat milling proces-Technological update. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
STRYCHAR, R.: Food and feed markets for oat. In: More Oats . Ystad. Sweeden , 2010.
VALENTINE, J.et al.: Breeding oats for milling, feed and possible new food and industrial market. IGER, Aberystwyth, UK, 2004).

Vystavené 7 7.2011

Autori textu: Ing. Peter Hozlár PhD.; Ing. Daniela Dvončová