1. Úvod 3 2. Literární rešerše 5

1. Úvod

3

2. Literární rešerše

5

2.1. Ječmen – historie pěstování, biologická charakteristika 2.2. Nutriční látky v obilkách

5 10

2.2.1. Sacharidy

11

2.2.2. Tuky

12

2.2.3. Bílkoviny

12

2.2.4. Vláknina

13

2.2.5. Dusíkaté látky

14

2.2.6. Vitamíny

15

2.2.7. Popeloviny

16

2.2.8. Enzymy

16

2.2.8.1.Katalasa

17

2.3. Klíčivost a vitalita

18

2.4. Ječmen – zelené části mladých rostlin

20

2.4.1. Historie využívání

21

2.4.2. Pěstování a zpracování zelené hmoty

22

2.4.3. Obsah významných látek v extraktu

23

2.4.4. Možnosti využití zeleného ječmene

25

3. Cíl práce

26

4. Materiál a metody

27

4.1. Charakteristika sledovaných odrůd

27

4.2. Charakteristiky klíčivosti

29

4.2.1. Energie klíčení

29

4.2.2. Rychlost klíčení

29

4.2.3. Index klíčení

29

4.2.4. Průměrný čas klíčení

30

4.2.5. Homogenita klíčení

30

4.2.6. Klíčivost

31

4.3. Stanovení enzymu katalasy

31 33

5. Výsledky 5.1. Parametry klíčení

33

1

5.1.1. Tab č.2 LSD-test energii klíčení

33

5.1.2. Tab č.3 LSD-test pro rychlost klíčení

34

5.1.3. Tab č.4 LSD- test pro index klíčení

34

5.1.4. Tab č.5 LSD- test pro průměrný čas klíčení

35

5.1.5. Tab č.6 LSD- test pro homogenitu klíčení

35

5.1.6. Tab č.7 LSD- test pro celkovou klíčivost

36

5.2. Stanovení enzymu katalázy

36

5.2.1. Tab č.9 LSD-test pro lokality

37

5.2.2. Tab č.10 LSD-test pro odběry

37

5.2.3. Tab č.11 LSD-test pro odrůdy

38

5.2.4. Tab č.12 LSD-test interakce lokality a odběru

38

5.2.5. Tab č.13 LSD-test interakce lokality a odrůdy

39

5.2.6. Tab č.14 LSD-test interakce odběru a odrůdy

39

6. Diskuse

41

7. Závěr

43

8. Seznam použité literatury

45

9. Seznam příloh

49

9.1. Fáze růstu ječmene 9.2. Obr. fáze optimální sklizně zeleného ječmene 9.3. Tab. hodnot charakteristik klíčení 9.4. Osevní plochy ječmene za roky 1993-2005 9.5. Grafy hodnot charakteristik klíčení 9.5.1. Graf č.1 Energie klíčení 9.5.2. Graf č.2 Rychlost klíčení 9.5.3. Graf č.3 Index klíčení 9.5.4. Graf č.4 Průměrný čas klíčení 9.5.5. Graf č.5 Homogenita klíčení 9.6. Graf aktivity katalasy – interakce odběry x odrůdy

2

1. Úvod Životní tempo dnešního přetechnizovaného světa přináší pro naši populaci na jedné straně nepřebernou škálu možností uplatnění jak v osobní, tak i v profesionální pozici, ale na druhé straně se snaha o zisky a úspěchy promítá zpět do rovnováhy existence. Nejlépe lze tento stav sledovat na statistikách zdravotního stavu. Češi, a nejenom oni, se potýkají s obezitou, depresemi, kardiovaskulárními poruchami a různými typy nádorových onemocnění. Poslední roky je zaznamenáván i stoupající počet lidí trpícími různými alergiemi. Ať je to celiakie, nesnášenlivost laktózy nebo alergie na mléčnou bílkovinu, konče obecně sníženou obranyschopností organismu. Chůzi a jízdu na kole většina vyměnila za rychlou dopravu autem, pohybu se brání slovy „nemám čas“. Víkendy jsou věnovány komerční zábavě „výlet po hypermarketu“. A samozřejmě styl stravování. Jednak se na tomto jevu podílí typické „české pokrmy“, mnoho tuků a obecně kalorií, téměř žádná vláknina, malý podíl ovoce a zeleniny a celková nevyváženost složení živin. Druhým vstupem je způsob úpravy potravin. Pokud už zelenina, tak bývá tepelnou úpravou zničen obsah významných látek, výskyt zdraví škodlivých látek vznikajících při smažení, grilování, atd. Obliba mnoha konzumentů tzv. stánkových pokrmů a „fast foodů“ k celé situaci též nepřispívá. Na tento stav poukazuje Společnost pro výživu, která vydává a inovuje výživová doporučení pro obyvatelstvo České republiky. Zatím na této situaci těží především farmaceutické společnosti prodejem nejrůznější preparátů na depresi, spánek, aktivitu, obezitu, což může mít za následek zatěžování organismu syntetickými látkami. A lidé s vidinou snadné náhrady zdravého životního stylu je kupují a platí za ně, zatímco by nepochybně fyzicky i psychicky pomohla „obyčejná procházka“. Na obranu lidí je třeba říci, že poslední dobou se stále více dostává do povědomí termín zdravé výživy a zdravého životního stylu. Poměrně dost lidí se zajímá o alternativní potraviny a též mnoho z nich zaregistrovalo nutriční údaje na potravinách a do obliby se dostávají výrobky typu BIO. I na trhu můžeme sledovat vzestup nabídky a rozšíření sortimentu výrobků podporujících ozdravení organismu. Jsou to jak zmiňované BIO výrobky produkované ekologickým způsobem, tedy tak, aby neobsahovaly žádné negativní látky z „uměle“ vyrobených hnojiv, pesticidů, léčiv, atd. Další skupinou jsou výrobky ze zelených rostlin komerčně označované jako tzv. „zelené

3

rostliny“. Domnívám se, že v našich podmínkách tato skupina ještě není příliš rozšířena a pokud se vyskytuje, jedná se o import. Jsou tím myšleny rostliny pěstované šetrným a „zdravým“ způsobem, přinášející organismu pozitivní látky a celkově ozdravující účinky. Z těchto fortifikovaných doplňků jsou nejrozšířenější Aloe Vera, řasa Chlorella a „zelený ječmen“. Proč tedy nevyužít živiny, které jsou přirozenou cestou syntetizovány rostlinami. Nejrozšířenějšími druhy pěstovanými v naší republice, ale i jinde v Evropě a ve světě na orné půdě jsou právě traviny - obiloviny.

4

2. Literární rešerše

2.1. Ječmen - historie pěstování, biologická charakteristika

Obilniny jsou nejdůležitější kulturní rostliny pěstované od nejstarších dob. Z velké části slouží převážně k výživě lidstva. V Evropě je to zejména pšenice a žito jako chlebové obilniny, v Asii i ječmen a oves. V zemích s velmi hustým osídlením tuto úlohu plní především rýže. V malé míře nachází uplatnění i proso a pohanka. Obilniny jsou pro nás cenné pro svojí výživovou hodnotu, možností pěstování na velkých plochách, poměrně dobrou a nenáročnou skladovatelností a možností používat osivo po více let. Ječmen, patřící do rodu Hordeum, lze zařadit mezi jednu z nejstarších obilnin, historie pěstování je pravděpodobně starší ještě než pěstování pšenice. Za oblast původu divoké formy ječmene se považuje Asie. Víceřadé formy divokého druhu Hordeum Agriocrithon pravděpodobně pocházejí z východoasijských oblastí, Habeše a Etiopie. Představitel dvouřadých ječmenů, pocházejí z divoké formy Hordeum spontaneum, rostoucí pod Kavkazem, v Iránu a Etiopii z Přední Asie, Palestiny. Odtud se šířily přes Řecko, Balkán, dále od Černého moře přes Karpaty k Baltskému moři do Evropy (Petr, 1997). Kultura ječmene byla doložena už ve staré Babylónii, Číně a Indii. Četné nálezy v hrobkách faraónů dokládají fakt, že ječmen byl ve Starém Egyptě pěstován častěji než pšenice. Historicky je doloženo používání k lidské výživě, kdy již 3000 let př.n.l. při stavbě Cheopsovy pyramidy dostával stavební dělník tři bochníčky ječného chleba a měřici piva (Petr, 1997). Dále archeologické nálezy z mladší doby kamenné ukazují výskyt ječmene v oblasti severní Evropy a nálezy z doby bronzové a železné i v celé střední Evropě. „Římanům, Řekům a Germánům sloužilo ječné zrno jako nejmenší míra váhy a délky. Ječmen byl často zobrazován na řeckých mincích“ (Šašková, 1993). Ve staré Číně byl ječmen považován za symbol mužské potence a patřil mezi pět posvátných rostlin, které symbolicky vyséval sám císař (Rathouský, 2004). Z pravlasti původu k nám byl ječmen importován asi před čtyřmi až sedmi tisíci lety stěhovavými národy. Ačkoliv je jeho pěstování starší než pěstování pšenice, jsou dnes plochy menší než osevní plocha pšenice. Ale i tak zůstává ječmen značně rozšířenou plodinou. Pěstuje se

5

nejenom jako průmyslová plodina především na výrobu sladu, ale zejména pro krmné účely, kdy se nepřímo podílí na výživě obyvatelstva. Lze jej pěstovat až za polárním kruhem a v nejvyšších nadmořských výškách. Pro představu se v Tibetu pěstuje ve výšce 4500m, ve Švýcarsku ve výšce přes 2000m (Šašková, 1993). Zásluhu na šlechtění našich odrůd ječmene má Emanuel Proskowetz. Shromáždil na Moravě 20 místních proveniencí ječmene a porovnával je s tehdy pěstovanou zahraniční odrůdou Chevalier. Roku 1882 získal první známou šlechtěnou domácí odrůdu Kvasnický hanácký, která se proslavila u nás, ale i v celé západní a severní Evropě, především v Dánsku a Švédsku (Ehrenbergerová, 1996).

Rod Hordeum L. se podle počtu chromozómů rozděluje na diploidní, tetraploidní a hexaploidní. Patří do botanické třídy jednoděložných, čeledi lipnicovitých. (Benda, 2001). Všechny kulturní ječmeny představují kulturní diploidní (n=12) druh Hordeum vulgare L., ječmen setý (Petr, 1997). Ječmen setý je kulturní jednoletá jarní nebo ozimá obilnina mající tři formy. Ječmen setý, víceřadý, který má tři plodné klásky a zralý ječmen má tedy šest řad obilek. Podle uspořádání obilek je klas čtyřhranný nebo hvězdicovitý. U nás se pěstuje především forma ozimý šestiřadý pro krmné účely. Druhou formou je ječmen setý, dvouřadý jarní, který se pěstuje pro sladovnické účely i když 2/3 jeho produkce je zkrmováno, neboť na slad se vybírají jen nejkvalitnější odrůdy a partie zrna. Dvouřadý ječmen lze rozdělit na nící, paví, vzpřímený pluchatý a nahý. Nejčastěji pěstovaný je forma dvouřadá nící. Klas rostliny je tvořen dvěma řadami pluchatých obilek zakončených dlouhou osinou. Je mělce kořenící, s dutým stéblem velikosti 50-100cm z 5-8 hladkých článků. Jedna rostlina mívá 2-6 stébel. Listy jsou úzké, rostoucí střídavě u každého kolénka a pravotočivé. Charakteristickým znakem je krátký rovný jazýček končící dlouhými překrývajícími se oušky. Květenstvím je klas tvořený pevným vřetenem dělícím se na jednotlivé články, ke kterým přisedají tři jednokvěté klásky. V případě dvouřadých ječmenů je plodným jej jeden klásek. Rostlina je to samosprašná, obilky jsou u pluchatých forem obaleny dvěma trvalými obaly, pluchou a pluškou. Výjimkou jsou nahé odrůdy. Klasy se při dozrávání ohýbají, tzv. „háčkují“ (Šašková, 1993). Jarní ječmen je plodina s nejkratší vegetační dobou (110-125 dnů). Během tohoto období dokáže vytvořit vysoký biologický i hospodářský výnos. Podstatou je vysoká rychlost fotosyntézy v období velké periody růstu (období sloupkování) (Benda, 2001). 6

Má poměrně menší nároky na vláhu než ostatní obiloviny, je ale náročný na půdu. To je způsobeno jeho kořenovým systémem, který je jemný a proniká méně do hloubky. Vyhovují půdy v dobrém strukturním stavu, propustné pro vzduch a vodu. Významným faktorem je kyselost půdy, opt. rozsah Ph 5,8 – 7,2 (Bezděk, 1994).

Semenem (plodem) obilovin je obilné zrno (obilka), ve kterém je uložen zárodek příští rostliny (Černý, 1951). Obilka patří mezi plody suché, nepukavé. U ječmene je podlouhlého, vejčitého na obou koncích zašpičatělého tvaru. Skládá se ze čtyř hlavních částí : pluch, které nejsou morfologickou součástí plodu (jedná-li se o pluchatou odrůdu), obalů (oplodí a osemení), zárodku a endospermu (Kosař, 2005). a) U pluchatých ječmenů kryje obilku na hřbetní straně plucha, která svými okraji překrývá plušku. Pluška kryje protější, tedy břišní část zrna. Jemnost, resp. hrubost zrna udává zvrásnění pluchy a plušky. b) Zárodek (klíček, embryo) se nachází na spodku obilky. Vytváří živý základ (v latentní formě) příští rostlinky. Z tohoto základu při klíčení prostřednictvím fytohormonů giberelinů vycházejí podněty k aktivaci enzymů v aleuronové vrstvě, štítku a endospermu. c) Endosperm (škrobnatý bílek) zaujímá největší část obilky. Pod osemením je aleuronová vrstva,

v případě ječmene, tvořena čtyřmi řadami hranolovitých

buněk. Buňky této vrstvy obsahují zásobní bílkoviny, tuk a v menším množství škrobová zrna. Vytváří prostředí pro aktivaci enzymatické činnosti na začátku klíčení a jsou oblastí odkud se působnost enzymů šíří do celého endospermu. Vnitřní endosperm je tvořen tenkostěnnými buňkami, ve kterých je uložen převážně zásobní škrob. Vzájemný poměr škrobu k ostatním látkám (hlavně dusíkaté látky), udává moučnatost, resp. sklovitost endospermu. Sklovitost je znakem většího množství bílkovinných látek (Moštek, 1975).

7

morfologie ječného zrna (zdroj Moštek,1975)

V České republice je ječmen druhou nejpěstovanější obilninou. Využívá se ke krmení hospodářských zvířat, na výrobu sladu, dále na kroupy, vločky, mouku, líh a kávové náhražky. Slad z naklíčeného ječmene má široké použití v potravinářském průmyslu a to nejenom při výrobě piva, ačkoliv zde má nejširší uplatnění. Při klíčení se škrob přeměňuje na maltózu, která neškodí zubům a je přirozenějším sladidlem než sacharóza (Hemmung, 2002). Další hodnotnou surovinou je zužitkovatelný odpad při výrobě sladu, kterým je sladový květ, což jsou suché odrolené kořínky z naklíčených obilek zůstávající po výrobě. Tento sladový květ obsahuje řadu vitamínů a začíná se dostávat do povědomí ve výrobcích zdravé výživy. Ječný slad, respektive výtažky z ječného sladu se používají na farmaceutické výrobky obsahující především vitamíny skupiny B- komplexu, železa a enzymů (peptidáz). Z dalších možností ječmene je použití ve škrobárenství a výroba vloček. V současné době dochází k vzestupu využívání ječmene v lidské výživě, neboť se prokázalo, že ječná dieta snižuje hladinu cholesterolu v krvi. Nárůst civilizačních chorob způsobených nevhodnými stravovacími

8

zvyklosti a varování v podobě

intenzivní zdravotnické osvěty přiměl dnešní spotřebitele k tomu, aby začali vyhledávat výrobky s příznivým vlivem na zdraví. Potřeba celkového zvýšení příjmu potravinové vlákniny obrátila ječmen mezi perspektivní suroviny pro výrobu potravin se zdravotně preventivním účinkem (Vaculová, 1999). V souvislosti se zdravou výživou má ječmen možnost užití jako mladá vitální rostlina, ze které se získává lisováním hodnotná šťávu. V celosvětovém měřítku převládají odrůdy pluchaté v důsledku hlavního směru užití zrna do oblasti výroby sladu a krmiv pro hospodářská zvířata. Jen malá část se zužitkuje k přímé spotřebě nebo nalézá uplatnění v průmyslu. Výrobní plochy bezpluchého ječmene se v tomto století zachovaly jen několika málo zemích. v současné době se ale začíná

díky nově

vyšlechtěným

potravinářským

odrůdám

znovu

rozšiřovat.

Z významných producentů bezpluchých ječmenů jsou Kanada a USA (Vaculová, 1996). V zemích Severní Ameriky a v Austrálii jsou užívány samostatně či jako přídavky v potravinách a speciálních výrobcích pro diabetiky a hypercholesterolemiky separované ječné β - glukany (Ehrenbergerová, 2000). Ječmen je výživné a snadno stravitelné zrní, je dobrým zdrojem vlákniny, bílkovin, železa a vápníku. Je kašovitou obilovinou, lehce stravitelnou, s močopudným účinkem. Má pozitivní vliv na trávicí soustavu, působí protizánětlivě a pomáhá léčit otoky. Snižuje hladinu cholesterolu, má protivirové a protirakovinné účinky. Je vhodný pro lidi s onemocněním žaludku a střev, neboť vytváří sliz. Lze jej také využít pro jeho mírně projímavé účinky a tlumení bolesti močových cest. Značný význam má naklíčený ječmen, který je vhodný při poruchách trávení a nadýmání. V obilkách ječmene je vysoký obsah křemíku, který slouží k posílení vaziva, plic, pomáhá při degeneraci meziobratlových plotének a má podíl na zlepšování držení těla. Účinky ječmene jsou na Středním východě již dlouho známy jako „lék na srdce“ (Hemmung, 2002). Vzhledem k rozložení požadovaných živin zrna má svůj význam i zvýšený příjem klasických mlýnských výrobků ječných krup nebo mouky. Bylo prokázáno, že konzumací ječných výroků vyrobených z celého zrna se zabrání karcinomu tlustého střeva (Ehrenbergerová, 1996).

Současné způsobů zpracování a možnosti využití ječmene pro lidskou výživu (Vaculová 1999, Bhatty 1999, Němejc 2001, McGregor 1993) : Mouka včetně celozrnné : chléb, dia pečivo, čajové pečivo, koláče, kaše, sušenky, těstoviny, placky, extrudované výrobky. 9

Otruby : cereální výrobky, pečivo, křehké chlebíčky, sušenky. Vločky : koláče, pečivo, kaše, cereální směsi. Modifikované škroby : mléčné výrobky, sladidla. Celé zrno : náhražka rýže, ovocné a zeleninové saláty. Kroupy : masné výrobky, hlavně typu zabijačkových výrobků (jelita), polévky, dětská výživa. Krupky : doplněk rýže, k výrobě sojové omáčky. Krupice : pečivo, instantní kaše Naklíčené obilky : koláčky, kaše, dětská výživa, saláty Pražený ječmen : koláče, sušenky, náhražky čaje a kávy. Získané β-glukany : tukové a sacharózní náhražky do mléčných a masných výrobků, také lze jako přísada do cereálních výrobků. Potravinové doplňky : extrakt zeleného ječmene, který lze dále využívat pro další technologické výrobní postupy (přimíchávat do výrobků, samostatně užívat jako nápoj). Nápoje z nezralých zrn ječmene (v tzv. mléčné zralosti) : využívá se ve směsi s nápoji mléčného typu.

Celková sklizeň se k 15. 8. 2004 pohybovala na úrovni 2 356,5 tis tun. Z toho činilo 589,6 tis tun (25%) ječmene ozimého a 1 767 tis tun (75%) ječmene jarního. Oproti roku 2003 produkce ječmene vzrostla o 13,9 %. Nárůst byl způsoben navýšením produkce ozimého ječmene. Na sklizeň roku 2004 mělo svůj podíl počasí. Rok 2003 byl charakterizován podprůměrnými srážkami, spadlo 55-80% srážek oproti dlouhodobému průměru. To zkomplikovalo přípravu půdy pro setí ozimů. Selo se do suché, nedostatečně zpracované půdy. A porosty ozimů vzcházely pomalu. Zásadní vliv měl průběh klimatických podmínek v měsíci květnu a červnu 2004. Převládalo počasí velmi chladné s dostatkem srážek, což ukazovalo na kvalitní sklizeň. Chladný charakter počasí o dva týdny posunul žňové práce (Kůst, 2004).

2.2. Nutriční látky v obilkách

Obilka ječmene je sacharidoproteinový komplex doplněný mnoha složitějšími i jednoduchými látkami organickými i anorganickými. Látky anorganické v zrnu (popeloviny) tvoří menší podíl, jejich obsah je asi 2-3%. Množství je ovlivněno 10

zásobením rostliny živinami během růstu a zrání. Význam mají v regulaci biosyntézy vysokomolekulárních organických sloučenin (škrob, bílkoviny, nukleové kyseliny, aj.) a jsou důležité pro enzymatickou aktivitu (Lekeš, 1985). Obilky ječmene mají kvalitnější bílkoviny z hlediska lidské výživy než obilky pšenice a žita. Neobsahují rovněž lepkové bílkoviny, které celialici nemohou konzumovat. Tvoří ji řada nutričně cenných látek. Ječmen průměrně obsahuje 85 % sušiny 69 % škrobu, 11 % proteinu, 2,3 % tuku, 5,4 % vlákniny a 2,6 % minerálních látek v sušině obilek (K, P, Mg, Ca, Na, Fe, Zn, Mn, Cu) (Chloupek, 2005). U potravinářských ječmenů se preferuje vysoký obsah esenciální mastné kyseliny lysinu. Z polysacharidů to jsou kromě škrobu arabinoxylany, celulosa a β-glukany (rozpustná dietní vláknina). Bylo zjištěno, že tato látka v lidské dietě snižuje hladinu cholesterolu (Petr, 1997). V obilkách, resp. v obalových částech zrna a aleuronové vrstvě jsou tříslovinné látky (polyfenoly), které mají v pivovarnictví vliv na tvorbu bílkovinných zákalů u piva (Lekeš, 1985). Složení ječmene je oproti ostatním cereáliím pro dietu vhodnější, má vliv na snížení hladiny cholesterolu v játrech a krevní plazmě, inhibuje hepetitický enzym pro syntézu cholesterolu (β-hydroxy-β-methylglukaryl CoA reduktáza) (Ehrenbergerová, 1996).

2.2.1. Sacharidy

Skupinu látek organických představují v zrnu ječmene především polysacharidy, z nichž má největší význam škrob. V zrnu je dále celulóza (3,5-7 %) a lignin (2 %), arabinoxylany,

β-D-glukany.

Z nízkomolekulárních

sacharidů

jsou

zastoupeny

především sacharóza (do 1,8 %), rafinóza (0,5 %) a invertní cukr (0,3-0,4 %). Hlavní komponenty většiny přírodních škrobů jsou amylóza a amylopektiny. Amylóza je nevětvený polymer mající jako základní stavební jednotku maltózu. Amylopektin se skládá ze 40-70 krátkých řetězců α-D–glukózových jednotek. Zastoupení je u většiny přírodních škrobů skoro stejné, tj. 75 % amylopektinu a 25 % amylózy.

Značný

význam mají vedle škrobu β-D-glukany, což jsou neškrobové polysacharidy rozpustné ve vodě nebo kyselém prostředí (Lekeš, 1985).

11

2.2.2. Tuky

Jejich obsah činní asi 2-3%, nalézáme je především v aleuronové vrstvě a embryu. Přítomny jsou jak „pravé“ volné tuky, tak sloučeniny mající tuk navázán na bílkovinu a sacharid (Lekeš, 1985). Dle Vaculové (1999a) kolísá obsah tuku v závislosti na odrůdě a pěstebních podmínkách mezi 1,9-7 %. Koncentrace v obilkách není rovnoměrná. Údaje o této složce se do jisté míry liší. Je to způsobeno tím, že se v obilce kromě tuků volných vyskytují v poměrně vysokém množství i tuky vázané. Uvádí se, že skladbou mastných kyselin se ječný tuk podobá olivovému oleji. Významně jsou zastoupeny kyselina palmitová (16,4-20,5 %), z nenasycených mastných kyselin pak kyselina olejová (16,6-22,- %), kyselina linolová (51,9-56,8 %) a kyselina linolenová (3-7 %). Kyselina linolová a linolenová jsou prekurzory tzv. omega-3-mastných kyselin, známých jako preventivní faktor některých kardiovaskulárních chorob (Vaculová, 1999).

2.2.3. Bílkoviny

Bílkoviny (proteiny) tvoří největší podíl dusíkatých látek. Lze je podle chemických vlastností rozdělit do čtyř skupin na albuminy, globuliny, prolaminy a gluteliny. Jsou zastoupeny také složené (konjugované) bílkoviny. Tyto dusíkaté látky hydrolýzou poskytují bílkoviny a jejich štěpné produkty a látky nebílkovinné jako sacharidy, lipidy (Lekeš, 1985). Albuminy, u ječmene nazývané leukosiny, jsou rozpustné ve vodě při neutrální a kyselé reakci. V ječném zrně je jich asi 2,8 % z celkového množství bílkovin a jsou součástí fermentů. Globuliny (edestiny) nejsou ve vodě rozpustné, zatímco v solných roztocích a elektrolytech ano. Uloženy jsou v aleuronové vrstvě a zastoupeny jsou asi z 18 % celkového množství. Prolaminy, u ječmene hordeiny, jsou zastoupeny z 50 % z celkových bílkovin a nachází se převážně v aleuronové vrstvě. Jejich množství je v nepřímé závislosti s obsahem antokyanogenů. Tvoří frakci zásobních bílkovin, během skladování se z 50 % štěpí. Rozpustné jsou v alkoholu. Gluteliny (gluteniny) jsou rozpustné v roztocích louhů a kyselin. Představují 32 % celkových bílkovin ječmene. Uloženy jsou taktéž v aleuronové vrstvě. Složené bílkoviny (nepravé, konjugované bílkoviny) se podle nebílkovinné složky dále dělí na glykoproteiny (bílkovina se sacharidickou složkou), lecithinproteiny 12

(bílkovina se složkou lecitinu), fosfoproteiny, kaseiny (podíl fosforu), nukleoproteiny (vázán nukleotid) a chromoproteiny (vázány chlorofyl, antokyany a jiná barviva). V obilce se nejvíce proteinů nachází v aleuronové vrstvě, méně v zárodku a nejméně v endospermu (Ehrenbergerová, 1996). Hlavními zásobními proteiny ječmene jsou prolaminy, hordeiny. Jejich frakce mají klíčový vliv na technologické charakteristiky zrna. Z hlediska krmné výživy jsou ale

prolaminy

(hordein)

a

gluteliny

ve

vyšším

zastoupení

nežádoucí.

U

monogastrických zvířat mohou pro svojí nerozpustnost ve vodě procházet zažívacím traktem ve formě shluků. Albuminy a globuliny jsou součástí enzymů, inhibitorů a mají funkci metabolickou a strukturální. Pro krmné účely se cení nejvíce (Němec, 1996).

Tabulka podílu dusíkatých frakcí z celkového dusíku v ječmeni (%)

zdroj : Petr, 1997

2.2.4. Vláknina

Jako vlákninu označujeme všechny polysacharidy, které nejsou využitelné v trávicím traktu člověka. Dle rozpustnosti rozdělujeme na vlákninu rozpustnou a vlákninu nerozpustnou. Rozpustná vláknina je tvořena částí hemicelulos, β-glukanů, pektinů, rostlinných slizů. Váže značné množství vody, bobtná a tvoří rosolovité roztoky. Nerozpustná vláknina je tvořena celulosou, částí hemicelulos a ligninem. Vláknina má účinek v prevenci vzniku rakoviny (např. tlustého střeva) a ovlivňuje řadu dalších pochodů v lidském organismu (snížení přijímané energie, žádoucí fermentace v tlustém střevu, snížení hladiny cholesterolu). Doporučený denní příjem činní pro dospělé osoby 30-40g v poměru nerozpustná : rozpustná 3:1. Reálně se příjem pohybuje 10-15g/den (Kalač, 2003). Neoddiskutovatelná je důležitost hrubé vlákniny, která patří v humánní výživě do nestravitelných látek rostlinného původu. Do tzv. dietní vlákniny bývají zahrnovány

13

i ve vodě rozpustné nestravitelné hydrokoloidy jako β-D-glukany a arabinoxylany. Například celozrnné potraviny mají okolo 2 % hrubé vlákniny a asi 11 % dietní vlákniny. Dietní vláknina je tedy faktor redukující dobu průchodu potraviny trávicím traktem. Má schopnost zvýšení hydratace a vliv na koloidní poměry ve výměšcích. Hladina β-D-glukanů v ječmeni se u sledovaného souboru odrůd pohybovala okolo 4,58 % (Ehrenbergerová, 1996). Rozpustná vláknina zvyšuje viskozitu obsahu žaludku a střev, zpomaluje promíchávání jejich obsahu a omezuje přístup pankreatických amylas a lipas k substrátu. Tím snižuje absorpci živin střevní stěnou (Velíšek, 1999). Dietní vláknina s vyšším obsahem β-glukanů je významná pro konzumenty cereálních snídaní. Nejvíce β-glukanů z obilovin obsahuje zrno ovsa, ale i obilky ječmene jsou na ně bohaté. Z ječných potravinářských výrobků nejvyššího obsahu dosahují ječné vločky (Plaami, 1993). Vláknina je protektivním materiálem při zácpě, gastrických a duodenálních vředech, hemeroidech, rakovině střev, konečníku aj. Je doporučována konzumace potravin s vysokým obsahem vlákniny pro modulaci hladiny glukosy v krevním séru a při některých formách diabetu. Příjmem vlákniny lze také snižovat hladinu cholesterolu v séru a význam má jako prevence kardiovaskulárních chorob. K štěpení rozpustné vlákniny částečně dochází již v horní části zažívacího traktu. Oproti tomu nerozpustná vláknina odolává působení enzymů v tenkém střevě a je spolu s rozpustnou vlákninou více či méně metabolizována pouze mikroorganismy tlustého a slepého střeva (Velíšek, 1999).

2.2.5. Dusíkaté látky

Jsou významnou složkou organických sloučenin. Jejich obsah je variabilní, určuje vhodnost zrna pro sladovnické účely. Optimum pro tyto účely se udává 8,5-10,5 %. Dusíkaté látky lze rozdělit na látky typu bílkovin a jejich štěpných produktů (aminokyseliny, peptidy, peptony, albumózy a proteiny) a látky nebílkovinné povahy (některé dusíkaté báze, složky fosfatidů, amidy a amonné soli) (Lekeš, 1985). Celkový obsah dusíkatých látek v různých typech ječného zrna kolísá 8,1-18 %. Bezpluché ječmeny mají oproti standardním pluchatým odrůdám vyšší obsah dusíkatých látek o 1-2 %. Jejich aminokyselinové složení se však výrazně neliší. Co se

14

týče zabezpečení požadavků na obsah esenciálních aminokyselin pro vývoj dospělých osob, je množství v obilce ječmene obsažené dostatečné. Horší situace je však ve výživě dětí. Zde dle doporučované hodnoty FAO/WHO (1973) nejsou většinou dosaženy. Běžně pěstované odrůdy málokdy překonávají hranici 4g lysinu/100g proteinu (6,6g/100g pro výživu dětí). Zatím jen u několika málo mutantů byly deklarovány genetické změny, které vyústily ve zvýšený podíl lysinu (Vaculová, 1999).

2.2.6. Vitamíny

Vitamíny, které jsou zastoupeny v obilce obecně dělíme na rozpustné ve vodě a rozpustné v tucích. Z vitamínů rozpustných ve vodě jsou v malém množství obsaženy vitamíny skupiny B (thiamin, riboflavin, niacin, pyridoxin a kys. pantothenová), vitamín C a vitamín H (biotin). Zatímco vitamíny rozpustné v tucích jsou obsaženy ve větším množství, především vitamín K a E (tokoferoly a tokotrienoly), který je považován za antioxidant (Ehrenbergerová, 1996). Antioxidanty mají pro lidský organismus velký význam. Jedním ze základních prvků nezbytných pro udržení života je kyslík. Je to však prvek, který může mít i škodlivé účinky a to ve formě volných radikálů. Volné radikály jsou nestálé reaktivní částice s oxidační účinností. Jsou vytvářeny při metabolických pochodech, vznikají jako součást přirozené ochrany proti mikrobům a virům. Buňky mají jako ochranu proti těmto radikálům určité getoxikační a antioxidační mechanismy. Hlavními

antioxidanty jsou

vitaminy E,

C,

tripeptid

glutathion

a

enzym

superoxiddismutasa (Kalač, 2003). V obilkách je i provitamín A (karotenoidy). Obsah vitamínů je závislý na odrůdě a klimatických podmínkách. Mnohé tvoří součást aktivních skupin enzymů a tím působí na enzymatickou aktivitu klíčícího zrna (Lekeš, 1985). Vitamín E je tvořen řadou čtyř izomerů tokoferolů a tokotrienolů (α−,β−,γ−,δ−). Nejhojnější a nejaktivnější je α-tokoferol. Doporučený denní příjem pro dospělého člověka činní 10-15 mg. Pro účinnou ochranu proti srdečně cévním chorobám je potřeba navýšena na 40-60 mg. (např. pšeničné klíčky-olej obsah 1650-3000 mg/l). Zvýšený příjem vitamínu E zpomaluje pokles imunity v pokročilejším věku (Kalač, 2003). Podle Youngstona (1995) patří v současné době vitamín E mezi nejběžnější látky přidávané do potravin jako antioxidant. Nejvýznamnějším zdrojem vitamínu E jsou právě obiloviny (Ehrenbergerová, 1996). Vitamín C, resp. kyselina askorbová má rovněž antioxidační účinky (Kalač, 2003). 15

2.2.7. Popeloviny

Jak bylo zmíněno, zrno ječmene obsahuje 2-3 % popelovin. Největší podíl připadá na fosfor, křemík, draslík a hořčík. V menším množství jsou přítomny vápník, sodík, železo, zinek, měď, mangan, hliník, molybden a podle podmínek pěstování a zásobení půdy živinami i jiné popeloviny (Ehrenbergerová, 1996). Podle Prugara (1989) mohou obilky také obsahovat v závislosti na půdních podmínkách a imisích v ovzduší i určité množství těžkých kovů olova, rtuti a kadmia. Zimolka et al (1996) uvádí, že nebyly překročeny v různých podmínkách limity těchto těžkých kovů.

2.2.8. Enzymy

Enzymy obecně jsou bílkovinné makromolekuly obdařené katalytickými funkcemi. Tedy proteiny specializované na katalýzu chemických reakcí v organizmu (Zehnálek, 2003). Enzymy můžeme nalézt ve všech živých systémech, počet existujících se pro jejich druhovou specifitu odhaduje na miliardy. Principem jejich funkce je zajišťování specifického průběhu reakcí bez vzniku vedlejších produktů a také návaznost a koordinace. Podle typu katalyzované reakce rozdělujeme enzymy do šesti tříd : •

oxidoreduktasy – jejichž úkolem je katalyzovat oxidačně redukční přeměny

•

transferasy – přenáší skupiny (amino, zbytek glukózy, ...) z donoru na akceptor

•

hydrolasy – hydrolytické štěpení vazeb vzniklých kondenzací

•

lyasy – tyto katalyzují nehydrolytické štěpení

•

izomerasy – účast na vnitromolekulových přesunech atomů a jejich skupin

•

ligasy – katalyzují vznik energeticky náročných vazeb

Ječmen obsahuje velké množství enzymů, prekurzorů enzymů, enzymových stimulátorů a inhibitorů, jak v aktivní tak i v latentní formě. Enzymy zajišťují hlavní metabolismus zrna v průběhu vegetace a život zrna při posklizňovém uskladnění (Havlová, 1999).

16

2.2.8.1. Katalasa

Enzym katalasa patří do skupiny oxidoreduktas (Zehnálek, 2003). Zajišťuje štěpení pro buňky škodlivého peroxidu vodíku na vodu a kyslík. Byl izolován z rostlinných, živočišných materiálů i mikroorganismů a je jedním z nejaktivnějších enzymů (Havlová, 1999). 2H2O 2 -> 2H2O + O2 Jedná se o tetramerní hemoprotein o molekulové hmotnosti 240 kDa, obsahující 4 molekuly NADPH. Nejvyšší aktivitu v lidském těle vykazuje v mitochondriích a peroxizomech hepatocytů a v cytoplazmě enterocytů. V organismu chrání buňky před toxickým vlivem vyšší koncentrace peroxidu vodíku (Racek, 1999) a to odstraňováním peroxidu vodíku produkovaného v peroxizomech oxidasami β-oxidace mastných kyselin, glyoxalátového cyklu nebo při katabolismu purinů. Katalyzuje přímý rozpad peroxidu vodíku nebo oxidaci některých substrátů peroxidem vodíku (Piterková, 2005). Inhibitory katalázy jsou H2S, HCN, CO, NaN, Cu2+, Pb2+, HCOOH. Optimální pH pro činnost katalasy je 6,8-7,5. Obsah katalasy v ječmeni se mění během klíčení, při klíčení stoupá aktivita 40-70krát. S počtem dnů klíčení dochází ke zvýšení aktivity enzymu až od pátého dne klíčení (Havlová, 1999).

Enzymy jsou zvlášť důležité z hlediska sladovnického a to zejména amylázy, cytasy, proteasy, fytasy a oxidoreduktasy (Lekeš, 1985).

17

Tabulka chemické složení ječmene a sladu

zdroj – Moštek ,1975

2.3. Klíčivost a vitalita

Oba tyto znaky jsou důležité z hlediska schopnosti poskytnout nové jedince. Klíčivost je základní požadavek pro další možnost použití obilek ječmene (Petr, 1997). A to ať pro sladovnictví (slad je naklíčený ječmen), osivo nebo zisk zelené hmoty ječmene. Klíčení ve fyziologickém pojetí začíná přijetím vody semene a končí začátkem prodlužovacího růstu radikuly v embryu. Růst klíční rostliny tedy není klíčení ve fyziologickém smyslu. Klíčení v agronomickém pojetí je spojeno s vynořením klíční rostliny nad povrch půdy, zatímco fyziologické klíčení končí před tímto vynořením (Procházka, 1999).

Klíčení je spojeno se zvýšenou respirací, hydratací proteinů, strukturálními změnami a počátkem prodlužování buněk radikuly. Signál pro mobilizaci zásob, což je proces následující po začátku růstu radikuly, vychází z embrya. U ječmene má giberelinovou povahu, kdy se gibereliny uvolňují do aleuronové vrstvy endospermu. Dochází k aktivaci enzymů pro syntézu hydrolytických enzymů (Procházka, 1999).

18

Klíčivost vyjadřujeme jako procentický počet klíčících semen schopných dalšího vývoje. Zjišťuje se laboratorní zkouškou na lůžku (zvlhčeném filtračním papíře, vatě, písku) (Procházka, 1999). Klíčivost vzorku osiva ječmene by měla dosahovat nejméně 88 % u základního i certifikovaného rozmnožovacího materiálu (Vyhláška MZe ČR č. 191/1996 Sb.). Klíčivost je vlastnost důležitá pro pěstitele i pro sladaře. Ovlivňuje produkci a ekonomii výroby a to jak výnosem zrna, vzešlostí a zapojením porostu, či výnosu sladu. Klíčivost by tedy měla být maximální, tedy 100 %, norma (ČSN 4611005 pro potravinářský ječmen) určuje minimální klíčivost 98 %. Klíčivostí se vyjadřuje podíl semen poskytujících životaschopné rostliny. Negativem je způsob stanovování. Klíčivost se hodnotí za relativně optimálních podmínek (laboratorní teplota 20°C, dostatek vody a vzduchu). Ječmen ale tyto podmínky ani pří klíčení na poli ani při skladování nemá. Klíčivost pak nemusí semenářskou hodnotu charakterizovat spolehlivě, může se lišit od polní vzcházivosti. Proto byla asi před dvaceti lety v ITSA (International Seed Teasting Association) definována vitalita osiva (Chloupek, 2000). Vitální mohou být jen zdravá semena. Vitalitu lze definovat jako potenciál semene pro rychlé a uniformní vzejití a pro vývoj normálního semenáčku za širokého spektra polních podmínek. Vitalita je vlastnost technologická, zatímco klíčivost je vlastnost biologická. Protože z fyziologického hlediska je klíčivé každé semeno u něhož kořínek embrya prorazí osemení, bez ohledu schopnosti vytvořit normální kořen a normální stonek. V polních podmínkách je málokdy dosaženo optimálních podmínek pro klíčení, proto nelze standardní parametry klíčivosti považovat za zcela směrodatný ukazatel polní vzcházivosti. Pak je klíčivost maximum dosažitelného, zatímco vitalita představuje reálnou hodnotu (Chloupek, 2000). U obilovin působí vitalita na rychlost vzcházení a na průběh a intenzitu odnožování. Což následně znamená počet stébel a výnos. Při množení osiva je vitalita ovlivněna převážně pěstebními podmínkami a prostředím v období zrání, sklizně, ošetření, uskladnění a zdravotním stavem porostu. Při dozrávání je závisí hlavně na vyváženosti teplotních a vlhkostních podmínkách (Hosnedl, 2002). Vitalitu osiva ovlivňují růstové faktory již v období, kdy se ještě netvoří ani pylová zrna. Je tedy kódovaná geneticky a je kvantitativní povahy. Semena mají nejvyšší potenciální vitalitu v období fyziologické zralosti, tedy v době oddělování semena od mateřské rostliny. K výraznému snižování dochází při napadení chorobami a škůdci. U obilek obilnin to jsou především patogeny Fusarium a Drechslera. Ztráta vitality začíná degradací buněčných membrán, snižuje se 19

ATP (adenosin-tri-fosfatáza) a respirace. Hlavní příčinou je poškození těchto buněčných membrán, dané biochemickými změnami nebo mechanickým poškozením (Chloupek, 2002).

2.4. Ječmen - zelené části mladých rostlin („zelený ječmen“)

Jak jsem výše zmínila, ječmen skutečně má svůj význam v lidské výživě. A to buď přímo nebo prostřednictvím krmení pro hospodářská zvířata. Ale v současné době se tato rostlina dostává do povědomí i v jiné formě. Dle shromážděných informací mohu usuzovat na fakt, že tato forma je v ČR teprve v „rozkvětu“. Jedná se o užívání šťávy lisované z této rostliny. Je to jakási obdoba užívání například Aloe Vera, kterou je také možno přijímat formou nápoje. Lidé se v poslední době často poohlížejí po přírodních preparátech, které by jim pomohly od různých zdravotních obtíží, případně ozdravily organizmus nebo posílily imunitu. Právě tyto požadavky má šťáva ječmene splňovat. Mladá rostlinka ječmene je přírodou vybavena pro svůj „život“ tím nejlepším, nabita energií a sluncem a my se snažíme tuto „zelenou mízu“ využít. Je třeba si uvědomit, že stav těla je do velké míry nepochybně spjat s kvalitou a typem stravy, kterou přijímáme. Účinnost šťáv se odůvodňuje tím, že se tekutá potrava, která vznikne oddělením látek a vody od vlákniny rychle stráví (N.W.Walker, 2002). Pro lidský organismus má příznivý vliv chlorofyl obsažený ve výhoncích ječmene. Projevuje detoxikační účinky, urychluje léčbu ran, bojuje proti infekcím a podporuje trávení a imunitní systém. Chlorofyl má schopnost stimulovat růst nových buněk v hojících se ranách a omezení množení mikroorganismů. Příznivě ovlivňuje množení a regeneraci červených krvinek v lidském těle. Osemení ječmene obsahuje ve vylisované šťávě chlorofylu velké množství, obsahuje jej 66krát více než špenát (Jablonský, 2005). Dle Jablonského (2005) obsahové látky v ječmeni brání tvorbě trombů, koronárních chorob srdečních a infarktů. A dále jsou ve šťávě obsaženy látky podporující uvolňování hormonu prolactinu (úloha při udržování imunitního systému a rovnováhy v organizmu) (Jablonský, 2005).

20

2.4.1. Historie využívání

V travách se skrývá obrovský potenciál „zdraví“. Jedním z prvních objevitelů této úžasné síly v travách byl v roce 1928 Schnabel z Kansas City. Tento zemědělec a chemik se zelenými listy obilovin zabýval vědecky poté, kdy u slepic krmených zeleným krmivem zaznamenal větší snášku vajec a dožívání větší délky života. Současně se zlepšil vzhled a kvalita vajec. Na základě těchto zkušeností připravil sušený výtažek, který podával své rodině. Výsledkem pak bylo pevné zdraví jeho rodiny. Schnabel v tom dokonce viděl řešení pro hladovějící národy. Při svém bádání se zeleným obilím prohlásil : „Hlad nemusí existovat. Tráva je totiž nejlevnějším komerčním zdrojem vitamínů a minerálů na světě.“ Dalším z průkopníků „zeleného léku“ byla Ann Wigmoreové. Prvně se setkala s zelenou šťávou jako malé děvče, když její babička takto ošetřovala raněné vojáky v první světové válce. Vlastní zkušenost získala po automobilové nehodě, kdy ji z důvodu gangrény hrozila amputace nohy. Toto řešení odmítla a aplikovala léčbu zeleným ječmenem. Skutečně se uzdravila a na vlastních nohách běžela maraton. Roku 1968 založila v Bostonu léčebnu, kde pacienty, přicházející jako nevyléčitelní, léčila rostlinnými šťávami a syrovou stravou. Také Mary Ruth Swopeová se zasadila o propagaci a nové poznatky. Je autorkou knihy „Zelené rostlinky ječmene“ a působí v oblasti poradenství a výchovy ve výživě. Prosazuje zdravou rostlinnou enzymaticky hodnotnou výživu a léčbu šťávou ječmene s tím, že : „buňky, které jsou takto živeny jsou odolnější a imunitní systém se lépe brání civilizačním nemocem.“ Nejvýznamnějším badatelem v přínosu zelené šťávy je Yoshihide Hagiwara. Již od útlého věku se pohyboval v prostředí zamořeném radioaktivitou, později se jako majitel společnosti věnoval experimentům s organickou rtutí. To brzy přineslo následky, zdraví bylo značně poškozeno, vypadaly mu zuby, šedivěly vlasy. Jako lékař prodělal veškerou možnou léčbu. Poté se rozhodl hledat v přírodních zdrojích a vyvinul zelený nápoj, nyní ve světě známý pod značkou Green Magma. V roce 1982 získal za tento produkt vyznamenání za farmaceutické zásluhy a v roce 1987 obdržel cenu japonského ministerstva vědy a techniky. Poté byl roku 1995 oceněn cenou vlády Brazílie za přínosy zdraví lidstva celého světa (Rathouský, 2004). Dle Rona Seibolda lidé znali obilné trávy jako kvalitní zdroj potravy už od pradávna. Před objevením a masovou výrobou synteticky připravených vitamínů na 21

počátku 50. let byly obilné trávy dostání ve většině tehdejších lékáren (ve světě). Po 2. světové válce došlo k útlumu zelených potravin, které ustoupily syntetickým látkám. Během 60. let se stávají zelené potraviny velkým hitem, zvláště mezi příslušníky hippies a mezi zastánci zdravé výživy. Dá se říci, že již v minulých letech tento produkt zachvátil americký i japonský trh, k nám teprve proniká, avšak už i na našem trhu je možno koupit sušenou šťávu mladého ječmene, zatímco ve světě je běžné, že v jídelnách zdravé výživy vylisuje personál strávníkovi šťávu přímo před očima (Rathouský, 2004).

2.4.2. Pěstování a zpracování zelené hmoty

Průmyslové pěstování probíhá většinou organickou a šetrnou cestou na polích. Pěstební metody se do určité míry liší dle pěstitelské společnosti. Každá společnost hledá určité specifické postupy pro zvýšení kvality plodin. Většinou platí, že se rostlina mladého ječmene sklízí při dosažení výšky 20-25 cm. V této fázi růstu byl zjištěn nejvyšší obsah aktivních látek. Při vyšší fázi růstu rostlina již postupně přechází do růstu reprodukčního a obsah významných látek rychle klesá (již při délce kolem 40 cm). Časté je pěstování společně s kulturou vojtěšky v souběžných polích z důvodu dodání dusíku ječmenu. Dochází tak k přirozenému navýšení chlorofylu v ječných listech. Snahou je pěstování na půdách bohatých na minerály, aby tyto látky přešly do rostlin. Mladé rostliny ječmene si lze pěstovat i v „domácích“ podmínkách. Klíčící osivo se vyseje do vhodné nádoby a zemina se udržuje dostatečně vlhká, aby rostliny nebyly bledé v důsledku vodního stresu. Sklízí se od 8. dne po proniknutí klíčící obilky nad povrch půdy. Listy se vylisují odšťavňovačem nebo mlýnkem. Dnes se pro tyto účely již vyrábí odšťavňovače se speciální funkcí na lisování obilné šťávy. K dostání jsou i na českém trhu (např. fi Juice Life) (Rathouský, 2004).

Průmyslové zpracování zelené hmoty využívá tři způsoby. Prvním je po sklizni a oplachu rychlé vysušení a nadrcení suché hmoty. Takto zpracovaný ječmen – prášek obsahuje i vlákninu, která je tělu prospěšná mimo jiné jako „kartáč střev“. Negativem je snížená stravitelnost, resp. využitelnost. Proces je poměrně méně energeticky náročný, tedy „levný“. Druhou možností zpracování je zamrazení. Sklizené a omyté osení je zamrazeno a forma úpravy je na spotřebiteli. Třetím a energeticky nejnáročnějším způsobem je po sklizni a oplachu vylisování. Šťáva se po vylisování při teplotách do 22

31°C ve speciálních přístrojích rychle suší (2 minuty). Vznikne tak nepasterizovaný prášek o 100% čistotě. Proces musí být rychlý. Do několika hodin je prášek pro přípravu šťávy připraven na cestu ke spotřebiteli. Balení je vakuové a prášek nesmí být vystaven světlu. Jinak by hrozilo znehodnocení hlavně obsaženého chlorofylu (Rathouský, 2004).

2.4.3. Obsah významných látek v extraktu

Ze studií prováděných firmou Green Ways vyplývá, že mladé rostliny ječmene jsou především značným zdrojem antioxidantů zajišťujících vychytávání volných radikálů. Je to např. 2-O glykosylisovitexin (GIV), který má dle údajů fi GREEN WAYS antioxidační aktivitu proti oxidačnímu poškození lipidů pokožky způsobenému UV zářením asi 500x vyšší než je aktivita vitamínu E. Také jeho aktivita převyšuje aktivitu vitamínu C ve funkci podpory tlumení aktivity aterosklerózy měřené v krevní plasmě. Dále je zdrojem vitamínů, minerálních a stopových prvků, aminokyselin, nukleových kyselin, enzymů, a dalších fytolátek. Šetrné zpracování zachovává obsah enzymů, kterých bylo izolováno 20, jako superoxid dismutasa (SOD-likvidátor volných radikálů), katalasa, cytochrom oxidasa (enzym urychlující oxidaci a redukci), peroxidasa (rozklad peroxidu vodíku na kyslík a vodu pro snadnější vylučování z těla), oxidasa (zpracování mastných kyselin), transhydrogenasa (význam pro srdeční tkáň), atd. Oproti pšenici má 25x vyšší obsah draslíku, dvakrát více hořčíku, 37x více vápníku, 5x více železa, ale o polovinu méně fosforu. Pozitivní je obsah chlorofylu (Green Ways-firemní materiály).

23

Tabulka složení preparátu MLADÝ JEČMEN (GREEN MAGMA) fi GREEN WAYS (v suché hmotě extraktu)

Nutriční analýza

obsah

Minerály obsah

Aminokyseliny

obsah

chlorofyl

300 mg/100g

vápník

6,79 mg/g

alanin

16,9 mg/g

bílkoviny

280 mg/g

draslík

40,5 mg/g

methionin

3,6 mg/g

cukry

500 mg/g

hořčík

0,03 mg/g

arginin

13,4 mg/g

železo

0,37 mg/g

fenylalanin

13 mg/g

Vitamíny

obsah

křemík

0,04 mg/g

prolin

14,8 mg/g

β-karoten

1370 IU/g

sodík

6,41 mg/g

serin

11,4 mg/g

vitamín A

50 IU/100g

fosfor

3,94 mg/g

glycin

12,4 mg/g

vitamín B

0,43 mg/100g

bór

58 mcg/g

treonin

11,5 mg/g

vitamín B

2,41 mg/100g

mangan 0,14 mg/g

histidin

5,22 mg/g

niacin

3,63 mg/100g

měď

0,09 mg/g

tyrosin

8,29 mg/g

vitamín B

5,1 mg/100g

stříbro

0,50 mcg/g

isoleucin

18,2 mg/g

vitamín B

17,8 mg/100g

chróm

1,09 mcg/g

valin

13 mg/g

biotin

0,8 mg/100g

leucin

18,2 mg/g

vitamín C

457 mg/100g

lysin

14,6 mg/g

vitamín E

22,5 IU/100g

kaselina asparagová 19,7 mg/g

vitamín K

0,776 mg/100g

kyselina glutamová 26,1 mg/g

kyselina listová

1,5 mg/100g

(www.qw-int.net)

Preparát této firmy neobsahuje lepek, je tedy vhodný i pro lidi s alergií na lepek. Je zásadotvornou stravou obnovující acido-alkalickou rovnováhu. a vyznačuje se silnou antioxidační aktivitou. Výrobek

splňuje

mezinárodní

parametry

(INTERNATIONAL

QUALITY

ASSURANCE), v USA je uznán jako bezpečná a užitečná potravina pro diabetiky a je uznán jako košer (Green Ways-firemní materiály).

Šťávu, resp. extrakt listů zeleného ječmene podrobil analýzám A. Goldstain (1999). Tento extrakt ve formě prášku přidávali do různých vzorků v laboratoři. Některé z nich byly kultury bílých krvinek a kultury hlenových (mozkových) buněk, které byly schopny reakce na hormony nebo růstové faktory. Extrakt stimuloval funkci imunity, podpořil uvolňování růstového hormonu a prolaktinu ve výši v jaké se to předtím bez použití specifických faktorů nepodařilo. Tyto hormony jsou důležité pro celkový růst,

24

schopnost zdravé reprodukce a pro další fyziologické funkce. Goldstain a jeho tým určil za molekulu odpovědnou ze stimulaci sukcinát-α-tokoferol, což je forma vitamínu E (Goldstain, 1999).

2.4.4. Možnosti využití zeleného ječmene

Poměrně málo známou možností využívání ječmene, ale i dalších obilovin je jejich konzumace v naklíčeném stavu. Během klíčení dochází k procesům přeměny škrobů, tuků, bílkovin a enzymů. Čerstvé výhonky klíčících semen jsou součástí stravy Číňanů již po tisíce let. Klíčky se považují za „nejživější a nejpřírodnější“ součást stravy, neboť se konzumují čerstvé v době, kdy ještě rostou. Dle Hemmunga (2002) pravidelní konzumenti pociťují nárůst vitality a energie. Další alternativou využití ječmene jak jsem již dříve zmínila jsou obilné výhonky (osení). Mimo zmiňované látky (vitamíny, chlorofyl, enzymy, aj.) jsou ve výhoncích a později v dietetickém nápoji obsaženy také mukopolysacharidy s protizánětlivými účinky a až 20 % bílkovin. Šťáva z mladých rostlin ječmene čistí krev, má omlazující účinky a zvyšuje odolnost proti chorobám. Lze ji také využívat pro povzbudivé účinky při léčbě chronické únavy, chudokrevnosti, bakteriálních infekcí. Je silným detoxikačním činidlem, které podporuje zvyšování hladiny enzymů v buňkách, má vliv na potlačení stárnutí a současně prospívá trávení (Hemmung, 2002).

25

3. Cíl práce Podat přehled o možnostech využití zelených částí mladých rostlin ječmene pro potravinové doplňky. Stanovit některé charakteristiky (klíčivost, vitalita) rostlin souboru odrůd ječmene k výše uvedenému využití.

26

zelených

4. Materiál a metody K pokusům bylo použito 7 odrůd ječmene. Použité byly jarní dvouřadé odrůdy ječmenů (Bojos, Sebastian, Kompakt, Malz, Merlin a linie KM1910, KM1057). Obilky byly získány ze sklizně 2004 na pokusných pozemcích školního statku Žabčice. Školní podnik Žabčice, kde byly pokusy realizovány se nachází v kukuřičné výrobní oblasti v subtypu ječném. Je okrajovou oblastí pro pěstování sladovnického ječmene. Nadmořská výška 184 m n m. Půdy leží v nivní poloze řeky Svratky a patří k vývojově mladým půdám glejovým. Ornice je těžká, jílovitá až jílovohlinitá. Hladina pH mírně kolísá a půdní reakce je neutrální až slabě alkakická. Obsah humusu je zde střední (Krejsa, 2003).

4.1. Charakteristika zkoušených odrůd

Bojos Sladovnická polopozdní odrůda ječmene jarního dvouředého, registrovaná 2005. Původu Madona x Nordus. Rostlina středně vysoká až vysoká se střední odolností proti poléhání a lámání stébla. Zrno také střední velikosti s výtěžností předního zrna středně vysokou. Odrůda je odolná proti napadení padlí travní, středně odolná proti rzi ječmene a středně až mírně odolná proti hnědé skvrnitosti a rhynchosporidové skvrnitosti. Výnos zrna je ve všech zemědělských oblastech vysoký. Ukazatel sladovnické kvality činí 6,7 bodu. (www.ukzuz.cz).

Sebastian Taktéž polopozdní sladovnická odrůda ječmene jarního dvouřadého s registrací 2005. Původu Lux x Viskosa. Rostliny jsou nízké se střední odolností proti poléhání a střední odolností proti lámání stébla. Odrůda má středně velké zrno o výtěžnosti předního zrna středně vysoké až vysoké. Odolnost proti napadení padlí travním je střední, proti rzi ječmene střední až odolná, proti hnědé skvrnitosti střední a proti rhynchosporidové skvrnitosti taktéž střední odolnost. Výnos zrna ve všech zemědělských oblastech bývá vysoký. (www.ukzuz.cz).

27

Kompakt Sladovnická poloranná odrůda ječmene jarního dvouřadého, registrovaná 1995. Rostlina je nízká se střední velikostí zrna. Velikost přední zrna je také středně vysoká až vysoká. Tato odrůda je náchylná k napadení padlím travním. Vhodnost do všech poloh, kde se pěstují sladovnické ječmeny. Udržovatelem této odrůdy je HORDEUM s.r.o., SK. (Jurečka, 2004).

Malz Je polopozdní sladovnická odrůda jarního ječmene dvouřadého, registrovaného 2002. Rostliny jsou nízké se zrnem střední velikosti a vysokou výtěžností předního zrna. Odrůda je též vhodná do všech oblastí, kde se pěstuje ječmen. Udržovatelem odrůdy je PLANT SELECT, spol. s r.o.Tato odrůda nemá výrazná pěstitelská rizika. (Jurečka, 2004).

Merlin Je pozdní dvouřadá bezpluchá odrůda ječmene jarního typu Waxy. Rostliny jsou polozakrslé, vhodné pro vyšší, vlhčí polohy. Je odolný proti poléhání, odolný proti snětím středně odolný vůči napadení listovou skvrnitostí. Odrůda má vysoké procento plného zrna a její produkce je určena pro specifické využití na trhu.

KM 1910 Bezpluchá linie ječmene jarního vyšlechtěná ZVU Kroměříž. Linie je krmného typu s prokázaným vyšším obsahem vitamínu E, nižší HTS (hmotnost tisíce semen), vyšším obsahem škrobu (68,80 %) a nižším výnosem zrna (drobnější zrno) oproti standardním pluchatým odrůdám.

KM 1057 Je bezpluchá linie vyšlechtěná ZVU Kroměříž. Má významný obsah N-látek a vysokým podílem lysinu v nich. Vznikla křížením vysoko lysinových forem HIPROLI a následnou selekcí. Odrůda je potravinářského typu.

28

4.2. Charakteristiky klíčivosti

Ke zkouškám byly použity obilky z pokusů na školních pozemcích Žabčice ze sklizně z roku 2004. Od každé odrůdy bylo napočítáno 100 ks obilek a provádělo ve čtyřech paralelních opakováních. Celkový počet obilek od každé odrůdy byl tedy 400. Klíční charakteristiky byly prováděny v laboratoři na ÚPŠRR MZLU. Pro vyhodnocení bylo třeba alespoň dvou časových opakování pokusu. Sto obilek se vloží vždy na jednu Petriho misku (d=8,5 mm) na filtrační papír, rýhou dolů. Přikryjí se dalším filtračním papíren a zalijí 4 ml destilované vody. Vloží se na temné místo. U všech pokusů probíhal odečet klíčenců stejným způsobem. Odečítaly se obilky, u kterých byl patrný klíček vždy po 24h, 48h, 72h a pro celkovou klíčivost po 7 dnech. Naklíčená obilka byla z Petriho misky odstraněna a zbylé neklíčící ponechány dalšímu klíčení. Byly sledovány následující charakteristiky klíčivosti dle metodik popsaných v odborné literatuře (Basařová, 1992, EBC, 1998, Psota, Šebánek, 1999) :

4.2.1. Energie klíčení (EK)

Je procento vyklíčených zrn v daném čase (Basařová, 1992). Výsledek je průměrem čtyř stanovení (paralelní opakování). EK = (n 24 + n 48 + n72 ) (%) n 24 , n48 , n72 − počet vyklíčených obilek po 24, 48, 72 h

4.2.2. Rychlost klíčení (RK)

Rychlost klíčení se vypočítá z výsledků získaných při energii klíčení. RK =

5n 24 + 3n 48 + n72 5

n 24 , n48 , n72 − počet vyklíčených obilek po 24, 48, 72 h

4.2.3. Index klíčení (IK)

Index klíčení se získá z výsledků získaných při stanovení energie klíčení. Vyjadřuje intenzitu klíčení. Bezrozměrné číslo.

29

IK =

10(n24 + n48 + n72 ) n24 + 2n48 + 3n72

n 24 , n48 , n72 − počet vyklíčených obilek po 24, 48, 72 h

4.2.4. Průměrný čas klíčení (MGT)

Průměrný čas klíčení se vypočte dle :

MGT =

n24 + 2n48 + 3n72 n24 + n48 + n72

n 24 , n48 , n72 − počet vyklíčených obilek po 24, 48, 72 h

4.2.5. Homogenita klíčení (HK)

Partie ječmene často vykazují různou životnost (danou energií klíčení). Abychom dosáhli optimální hodnoty energie klíčení, partie ječmene mícháme. To ale může vést k nízké homogenitě klíčení (Riis, Bang-Olsen, 1991).

 SD   HK = 100 ⋅ 1 −  SDmax  5

SD =

Σ n (i − MGT ) i =1

2

i

5

Σ i =1

ni = počet vyklíčených obilek v jednotlivých dnech sledování (po 24, 48, 72 h) i = dny klíčení (1,2,3) SDmax =

imax − i min 3 − 1 = =1 2 2

imax − počet dní klíčení (3)

i min − nejmenší počet dní klíčení (1)

30

4.2.6. Klíčivost

Celkovou klíčivost zjistíme odečtem po sedmém dnu klíčení. Klíčivost vyjadřujeme jako procentický počet klíčících semen schopných dalšího vývoje. Zjišťuje se laboratorní zkouškou na lůžku (zvlhčeném filtračním papíře, vatě, písku). (Procházka, 1999). Klíčivost vzorku osiva ječmene by měla dosahovat nejméně 88 % u základního i certifikovaného rozmnožovacího materiálu. (Vyhláška MZe ČR č. 191/96 Sb.).

4.3. Stanovení enzymu katalasy

Pro zjištění aktivity enzymu byla použita metoda fotometrická, měření probíhalo na fotometru CARY1E Varian 9509 1198 ve Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském v Brně. Tato metoda spočívá v měření poklesu absorbance při štěpení peroxidu vodíku. Změřená diference za časovou jednotku je pak mírou aktivity katalasy. Množství rozloženého peroxidového substrátu je přímo úměrné koncentraci substrátu a koncentraci enzymu (Havlová, 1999). Koncentrace peroxidu vodíku musí být na počátku a na konci zkoušky přesně definovány. Ke stanovení bylo potřeba nejprve připravit fosfátový pufr. K 6,81g KH2PO4 bylo přidáno 900 ml destilované vody, upravili jsme pH na 7,0 přidáním NaOH (4g/100ml). A do 1 litru jsme doplnili destilovanou vodou. Ze standardu katalasy (šarže 113K 7010) byl připraven enzym. K 50ml fosfátového pufru bylo přidáno 0,01 ml enzymu. Další fází byla příprava substrátu. Do baňky o objemu 100 ml bylo přidáno 70 ml fosfátového pufru a 0,1 ml 30% H2O2. Změřili jsme proti vodě na fotometru při vlnové délce 240nm. Hodnota absorbance musí ležet v intervalu 0,55-0,52. V případě vyšší hodnoty upravujeme přidáním fosfátového pufru. Zatímco v případě hodnoty nižší upravujeme přídavkem peroxidu vodíku. Příprava vzorku: Ke stanovení aktivity katalasy byly použity vzorky tří (KM 1910, Malz, Sebastian) výše popsaných odrůd ječmene ze sklizně 2005 na školních pozemcích v Žabčicích a dodané z lokality Kroměříž. Přibližně 1 měsíc po výsevu byl první odběr zelené hmoty. Odběr se opakoval celkem třikrát (ve třech časových obdobích – první odběr DC 29 (začátek sloupkování), druhý odběr DC 31 (1.kolénko hmatné), třetí odběr DC 32-33 (2.kolénko hmatné). Osení mladého ječmene bylo (cca po 250g) zamrazeno a 31

uchováno pro analýzy. Takto upravené vzorky byly za přídavku tekutého dusíku najemno namlety na mlýnku a opět uloženy do mrazícího zařízení. V tomto stavu byly používány k vlastnímu stanovení. Navážili jsme 10g zamražené zelené hmoty, extrahovali jsme do 50 ml fosfátového pufru při 0°C po 1h. Vyextrahovaný podíl jsme zcentrifugovali (50 000 x g, 20 min, 4°C). Zfiltrovali jsme a filtrát použili k analýze. 0,1 ml vzorku jsme přidali k 2,9 ml substrátu do 1 cm Si-kyvety (křemíková kyveta, V=3ml)

při 25°C. A změřili

absorbanci při 240 nm. Zaznamenali jsme čas potřebný k poklesu A240nm z hodnoty 0,450 na hodnotu 0,400. Změřený čas odpovídá rozkladu 3,45 µl peroxidu vodíku ve 3 ml roztoku (Bergmeyer, 1970). Aktivita katalasy se uvádí v jednotkách Total Sigma Units (TSU).

32

5. Výsledky 5.1. Zhodnocení parametrů klíčení Získané hodnoty z pokusů byly tabelizovány a dále zpracovány statistickým programem UNISTAT 5.1 a to metodou analýzy variance a následným testováním rozdílů průměrných hodnot LSD-testem (při ≤ 0,05).

Tab č.1 Analýza variance pro charakteristiky klíčení obilek ječmene ze sklizně 2004, lokalita Žabčice

Zdroj variability

Tabulka analýzy variance pro charakteristiky klíčení Energie Rychlost Průměrný čas klíčení klíčení klíčení Index klíčení

Homogenita klíčení

SS

MS

SS

MS

SS

MS

SS

MS

SS

SM

Odrůdy/linie

11,14

1,86*

68,77

11,46*

0,01

0,002

10,23

1,71***

0,098

Chyba

5,88

0,42

37,66

2,69

0,03

0,002

2,68

0,19

0,2

Celkem

17,01

0,85

10,42

5,32

0,04

0,002

12,91

0,65

0,298

0,015

Celková klíčivost SS

MS

0,016

2,19

0,37***

0,014

0,09

0,01

0,28

0,18

* P ≤ 0,05 ** P ≤ 0,001 *** P ≤ 0,0001 Z tabulky č.1 je patrné, že odrůdy statistiky významně ovlivnily energii klíčení a rychlost klíčení. Vliv odrůd na parametry index klíčení a homogenita klíčení nebyl prokázán. Avšak odrůdy ječmene statisticky vysoce významně ovlivnily parametry průměrný čas klíčení a celková klíčivost. Pro zhodnocení významnosti rozdílů mezi průměrnými hodnotami odrůd byly provedeny následné testy:

5.1.1. Tab č.2 LSD-test energii klíčení

Odrůdy/linie KOMPAKT KM 1057 BOJOS MALZ KM 1910 SEBASTIAN MERLIN

Průměr 97,27 97,94 98,10 98,13 98,83 98,94 99,66

Významnost rozdílů a ab ab ab bc bc c

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05.

33

Odrůda Merlin se svou energií klíčení (99,66 %)-(tab č.2) statisticky významně lišila od odrůd Kompakt, KM 1057, Bojos, Malz (s průměrnými hodnotami 97,27 – 98,14 %), přičemž odrůda Sebastian a KM 1910 měly statisticky významně vyšší energii klíčení (98,94 a 98,83 %) oproti odrůdě Kompakt (97,27 %).

5.1.2. Tab č.3 LSD-test pro rychlost klíčení

Odrůdy/linie Průměr KOMPAKT 173,63 174,63 BOJOS 174,83 KM 1057 175,12 MALZ 177,03 KM 1910 SEBASTIAN 177,62 179,10 MERLIN

Významnost rozdílů a ab abc abc bcd cd d

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Odrůda Merlin se svou nejvyšší rychlostí klíčení (179,10)-(tab č.3) významně lišila od odrůd Kompakt, Bojos, KM 1057 a Malz (s průměrnými hodnotami 173,63 – 175,12). Současně měla odrůda Kompakt statisticky významně nižší rychlost klíčení (173,63), než odrůdy KM 1910, Sebastian, Merlin (177,03 – 179,10).

5.1.3. Tab č.4 LSD- test pro index klíčení Odrůdy/linie Průměr 4,9167 KM 1910 4,9700 KM 1057 4,9700 MALZ 4,9733 BOJOS KOMPAKT 4,9733 SEBASTIAN 4,9867 4,9900 MERLIN

Významnost rozdílů a a a a a a a

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Vliv odrůd/linií na index klíčení (tab č.4) nebyl prokázán. Mezi odrůdami nebyl z hlediska indexu klíčení zjištěn statisticky významný rozdíl.

34

5.1.4. Tab č.5 LSD- test pro průměrný čas klíčení Odrůda/linie Průměr 0,01 BOJOS 1,35 MALZ 2,00 MERLIN SEBASTIAN 2,00 2,01 KM 1910 2,01 KM 1057 2,01 KOMPAKT

Významnost rozdílů a b b b b b b

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Odrůda Bojos se svým nejnižším průměrným časem klíčení (0,01)-(tab č.5) statisticky významně odlišovala od všech ostatních odrůd a linií ze souboru (s průměrnými hodnotami 1,35 – 2,01), mezi kterými nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl.

5.1.5. Tab č.6 LSD- test pro homogenitu klíčení Odrůdy/linie MERLIN SEBASTIAN KM 1910 BOJOS KOMPAKT MALZ KM 1057

Průměr Významnost rozdílů 18,43 18,43 18,50 18,53 18,57 18,57 18,63

a a a a a a a

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Mezi odrůdami Merlin, Sebastian, KM 1910, Bojos, Kompakt, Malz, KM 1057 nebyl z hlediska vlivu odrůdy na homogenitu klíčení stanoven statisticky významný rozdíl, což již naznačilo vyhodnocení údajů anylýzou variance. Rozdíl mezi odrůdou Merlin s nejnižší homogenotou klíčení a linií KM 1057 s nejvyšší hodnotou činil pouze 0,20 (tab č.6).

35

5.1.6. Tab č.7 LSD- test pro celkovou klíčivost Odrůda/linie Průměr Významnost rozdílů a KOMPAKT 98,85 a KM 1057 99,10 a SEBASTIAN 99,10 b BOJOS 99,70 b KM 1910 99,70 b MALZ 99,70 c MERLIN 100,00

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Odrůda Merlin se svojí nejvyšší celkovou klíčivostí (100 %)-(tab č.7) statisticky významně lišila od odrůdy Kompakt (98,85 %), KM 1057 (99,10 %) a Sebastian (99,10 %), které se mezi sebou hodnotami klíčivosti statisticky významně nelišily. Odrůda Bojos (99,70 %), KM 1910 (99,70 %) a odrůda Malz (99,70 %) měly statisticky významně vyšší celkovou klíčivost oproti odrůdám Kompakt, KM 1057 a Sebastian (s průměrnými hodnotami 98,85 – 99,10). Z uvedeného plyne, že se vliv odrůd/linií uplatnil na variabilitě souboru a odrůdy a linie se tak rozdělily do tří od sebe významně odlišných skupin.

Jak je patrné z průměrných hodnot v tabulkách, nejvhodnější odrůdou byla odrůda Merlin, což je zřejmé i z grafů, které jsou součástí přílohy.

5.2. Stanovení enzymu katalasy v zelených částech rostlin

Pro zhodnocení výsledků aktivity katalasy byl použit statistický program STATISTICA. CZ

Tab. č.8 Analýza variance pro aktivitu katalasy v zelené hmotě rostlin ječmene z lokalit Žabčice a Kroměříž, sklizeň 2005 Zdroj variability lokalita termín odběru odrůdy/linie interakce : lokalita x odběr interakce : lokalita x odrůda interakce : odběr x odrůda chyba

*

SS 1247,64 2518,33 563,09 715,56 673,04 221,57 357,06

MS 1247,64*** 1259,16*** 281,55*** 357,78*** 336,52*** 55,39*** 5,03

P ≤ 0,05 36

** P ≤ 0,001 *** P ≤ 0,0001 Aktivita katalasy byla statisticky velmi vysoce významně ovlivněna všemi zařazenými faktory, tedy lokalitou, odrůdou, termíny odběru a jejich interakcemi lokality x odběry, lokality x odrůdy, odběry x odrůdy (tab č.8).

5.2.1. Tab č.9 LSD-test pro lokality Lokalita Žabčice Kroměříž

Katalasa průměr (TSU) 11,18 21,2

Významnost rozdílů a b

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Lokality se podílely statisticky velmi významně na variabilitě aktivity katalasy, přičemž v průměru zařazených odrůd a termínů odběru byla aktivita katalasy významně vyšší v Kroměříži (11,18 TSU) než v Žabčicích (21,20 TSU) (tab č.9). Mezi aktivitou katalasy ze dvou stanovišť byly tedy významné rozdíly.

5.2.2. Tab č.10 LSD-test pro odběry Odběr Třetí – DC 32-33 Druhý – DC 31 První – DC 29

Katalasa průměr (TSU) Významnost 11,9 a 14,61 b 26,48 c

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. Statisticky významně vyšší byla aktivita katalasy v prvním (DC 29) a druhém (DC 31) odběru zelené hmoty (s průměrnými hodnotami 26,48 a 14,61 TSU) v průměru odrůd a lokalit oproti třetímu odběru (11,9 TSU), přičemž u prvního odběru byla aktivita katalasy statisticky významně vyšší oproti oběma následujícím odběrům zelené hmoty (tab č.10). Z výsledků vyplývají statisticky významné rozdíly v aktivitě katalasy v závislosti na pokročilosti růstu a vývoje porostu jarního ječmene.

37

5.2.3. Tab č.11 LSD-test pro odrůdy Odrůdy/linie KM 1910 Malz Sebastian

Katalasa průměr (TSU) 14,1 15,68 21,63

Významnost rozdílů a b c

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05.

Statisticky významně vyšší byla aktivita katalasy v průměru odběrů a lokalit, u odrůdy Sebastian (21,63 TSU) a Malz (15,68 TSU), oproti linii KM 1910 (14,10 TSU). Odrůda Sebastian měla aktivitu katalasy statisticky významně vyšší oproti oběma předchozím odrůdám (tab č.11). Je tedy možné konstatovat statisticky významně odlišné odrůdové rozdíly v aktivitě katalasy.

5.2.4. Tab č.12 LSD-test interakce lokality a odběru Interakce lokalita x odběr Žabčice 3 Žabčice 2 Kroměříž 2 Kroměříž 3 Žabčice 1 Kroměříž 1

Katalasa průměr (TSU) 4,80 14,27 14,79 19,44 20,87 29,29

Významnost rozdílů a a b b c d

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05.

Již analýza variance poukázala na významné interakce lokalit a termínů odběrů, což předpokládalo, že nebude shodně nejvyšší či nejnižší aktivita katalasy při stejném odběru na obou lokalitách. Z tabulky č.12 je zřejmé, že statisticky významně vyšší v průměru všech odrůd, byla aktivita katalasy v prvním odběru z lokality Kroměříž (29,29 TSU). První odběr z lokality Žabčice měl aktivitu katalasy statisticky významně nižší oproti prvnímu odběru z Kroměříže, avšak obě lokality s prvními odběry měly aktivitu katalasy statisticky významně vyšší oproti ostatním dvěma odběrům zelené hmoty a k nim příslušným lokalitám. Dále můžeme konstatovat, že nebyl statisticky významný rozdíl v aktivitě katalasy mezi druhým a třetím odběrem z lokality Žabčice ani z lokality Kroměříž. 38

5.2.5. Tab č.13 LSD-test interakce lokalit a odrůd Interakce lokalita x odrůda Žabčice Sebastian Žabčice Malz Žabčice KM 1910 Kroměříž KM 1910 Kroměříž Malz Kroměříž Sebastian

Katalasa průměr (TSU) 10,88 11,25 11,44 15,89 18,81 28,81

Významnost rozdílů a a a b c d

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. V průměru všech odběrů (tab č.13) byla statisticky významně vyšší aktivita katalasy z lokality Kroměříž u odrůdy Sebastian oproti ostatním odrůdám z lokality Kroměříž a všem odrůdám z Žabčic. Odrůdy z lokality Žabčice (Sebastian, Malz KM 1910), měly statisticky významně nižší aktivitu než tyto odrůdy z lokality Kroměříž, přičemž linie KM 1910 a odrůda Malz z Kroměříže měly aktivitu katalasy statisticky významně vyšší oproti odrůdám z Žabčic a současně nižší aktivitu oproti odrůdě Sebastian z Kroměříže. Mezi aktivitami katalasy všech třech odrůd z lokality Žabičce nebyl statisticky významný rozdíl.

5.2.6. Tab č.14 LSD-test interakce odběru a odrůdy Interakce odběr x odrůda Třetí KM 1910 Druhý KM 1910 Třetí Malz Druhý Malz Třetí Sebastian Druhý Sebastian První Malz První KM 1910 První Sebastian

Katalasa průměr (TSU) 8,29 9,28 12,17 14,13 15,29 20,43 21,52 26,66 31,28

Významnost rozdílů a a b b c d d e f

A,b,c,d,e,f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statistiky významně odlišné při P ≤ 0,05. V průměru všech lokalit byla statisticky významně vyšší aktivita katalasy (tab č.14) v prvním odběru u odrůdy Sebastian ( 31,28 TSU) oproti ostatním odrůdám ve všech odběrech. Přičemž druhý a třetí odběr u linie KM 1910 měl statisticky nižší aktivitu katalasy oproti ostatním odrůdám ve všech odběrech. Nebyl prokázán statisticky významný rozdíl aktivity katalasy u druhého a třetího odběru u odrůdy Malz, přičemž 39

druhý a třetí odběr odrůdy Malz měl statisticky významně vyšší aktivitu katalasy než druhý a třetí odběr linie KM 1910. U odrůdy Sebastian byla statisticky významně vyšší aktivita katalasy u druhého odběru oproti třetímu odběru a zároveň oba odběry měly statisticky větší aktivitu než druhé a třetí odběry u linie KM 1910 a odrůdy Malz.

40

6. Diskuse Výsledky této práce s tématem „Studium vybraných nutriceutik v zelených částech rostlin ječmene“ prokázaly, že se jednotlivé odrůdy/linie lišily ve stanovovaných parametrech klíčení, což uvádí i Kosař (2005). Celková klíčivost vybraného souboru odrůd/linií dosahovala vysokých hodnot (98,85 – 100 %), což splňuje požadavky ČSN 461100-5 pro potravinářský ječmen (min 98 %). Je tedy třeba zkoušet různé odrůdy a teprve na základě výsledných hodnot určovat užší okruh odrůd/linií vhodných pro další použití k účelu danému tématem. V případě tématu této práce by měly zvolené odrůdy vykazovat vysoké parametry klíčení, jako homogenity a rychlosti. Metodika pro charakteristiky klíčení vycházela z odborné literatury EBC (1998), Basařová (1992), Psota, Šebánek (1999). Dle těchto metod měl být ke 100 obilkám na Petriho misce přidán objem 4 ml destilované vody. To se však následně během klíčení ukázalo jako nedostatečné množství pro pluchaté odrůdy ječmene. Následným pokusem byl přidán objem 6 ml destilované vody. Pluchaté odrůdy klíčily a množství vody bylo dostatečné. Negativně se toto množství 6 ml vody projevilo u odrůd bezpluchých, které na tento objem vody reagovaly kontaminací plísněmi. Proto při úpravě metodiky bylo jako nejvhodnější množství vody pro bezpluché odrůdy použito 4 ml destilované vody a pro pluchaté odrůdy jarních ječmenů 6 ml destilované vody. Následné stanovení probíhalo již za těchto pozměněných podmínek. Rozdílnost požadavků si lze vysvětlit výskytem pluch u pluchatých odrůd, kdy vodu nabírá nejprve sama plucha a teprve později dochází k průniku vody k obalovým vrstvám obilky. Ve sledované souboru sedmi odrůd/linií jarních ječmenů byly zjištěny u většiny parametrů klíčení výrazné genotypové rozdíly. Jak je uvedeno v závěru práce, z hlediska posouzení většiny parametrů se jevila jako nejlepší odrůda kanadského původu Merlin. Jedná se o bezpluchou odrůdu s drobným zrnem, v porovnání s ostatními genotypy s nejdrobnějším zrnem a to i oproti dalším dvěma bezpluchým liniím české provenience KM 1910 a KM 1057. V celkové klíčivosti vykázala odrůda Merlin sto procent, což byla oproti dalším bezpluchým odrůdám statisticky významně vyšší celková klíčivost. Avšak i oproti odrůdám sladovnického typu Malz, Kompakt (99,7 a 98,85 %) a dvěma novým odrůdám Bojos a Sebastian (registrace 2005) (99,70 a 99,10 %) měla odrůda Merlin celkovou klíčivost statisticky významně vyšší, což je překvapivé, poněvadž sladovnické odrůdy se vyznačují vyšší klíčivostí obilek oproti

41

bezpluchým. Vyšší hodnoty celkové klíčivosti u odrůdy Merlin (100 %) a linie KM 1910 (99,70 %) oproti odrůdě Bojos a Kompakt (99,70 a 99,10 %) by se mohly vysvětlit rychlejším prorůstáním klíčku u obilek bezpluchých odrůd/linií oproti pluchatým. Bezpluchá odrůda Merlin, bezpluchá linie KM 1910 a pluchatá odrůda Sebastian měly i statisticky významně vyšší rychlost klíčení (179,10 – 177,03) oproti oběma sladovnickým odrůdám Kompakt a Bojos (173,63 – 174,63). Naše výsledky týkající se pro buňky důležitého enzymu katalasy potvrzují zjištění autora (Rathouský, 2005), který uvádí výskyt katalasy v suché hmotě extraktu zeleného ječmene. Při stanovení aktivity katalasy byly zjištěny odrůdové rozdíly, přičemž statisticky významně nejvyšší aktivitu katalasy vykázala odrůda Sebastian oproti dalším dvěma odrůdám. Velkou roli na výši aktivity katalasy však měly interakce odrůd a to jak s lokalitami, tak i s termíny odběrů zelené hmoty. Tak je možné vysvětlit, že odrůda Sebastian měla v průměru všech tří odběrů nejlepší aktivitu katalasy ve vzorku zelené hmoty z lokality Kroměříž (28,81 TSU), avšak ve vzorku zelené hmoty z lokality Žabičce (10,88 TSU) a na této lokalitě pak byla nevýznamně lepší KM 1910 (11,44 TSU) oproti odrůdě Sebastian. Současně měla odrůda Sebastian významně vyšší aktivitu katalasy v průměru obou lokalit v prvním odběru (31,28 TSU) oproti odběru druhému a třetímu (20,43 – 15,29 TSU), což svědčí o významné interakci mezi odběry a odrůdou. Vlivem interakce odběrů s odrůdami nebyla ve druhém a třetím odběru na druhém místě po odrůdě Sebastian linie KM 1910 (9,28 a 8,29 TSU), tak jak tomu bylo u prvního odběru, ale na druhé místo se z třetího místa co do výše aktivity katalasy dostala odrůda Malz (14,13 a 12,17 TSU).

42

7. Závěr Cílem této práce bylo vytvoření literární rešerše o možnostech využití zelených částí mladých rostlin ječmene pro potravinové doplňky. A dále stanovit některé charakteristiky (klíčivost, vitalita) zelených rostlin souboru odrůd ječmene. Práce byla rozšířena o stanovení enzymu katalasy v zelené hmotě rostlin ječmene. Pro řešení cílů byly založeny dva typy pokusů, přičemž první pokus byl zakládán se sedmi odrůdami a liniemi jarního ječmene v laboratorních podmínkách MZLU. U genotypů byly stanoveny charakteristiky klíčení semen (energie klíčení, rychlost klíčení, index klíčení, průměrný čas klíčení, homogenita klíčení a celková klíčivost) dle metodiky EBC (1998), Basařová (1992), Psota, Šebánek (1999). Metodika prvního pokusu byla založena na odečítání klíčenců, u kterých byl patrný klíček po 24h, 48 a 72 hodinách klíčení. Pro celkovou klíčivost byl odečet naklíčených obilek po 7 dnech. Od každé odrůdy/linie bylo ke klíčení počítáno 100 zrn pro čtyři paralelní opakování, tedy 400 zrn. Výpočty odečtených hodnot byly provedeny dle příslušných vzorců uvedených v metodice, tabelizovány, sestaveny do grafů a podrobeny statistickému zpracování analýzou rozptylu v programu UNISTAT 5.1. Druhý pokus sloužil ke stanovení aktivity katalasy – antioxidačního enzymu. Ke stanovení byl založen polní pokus na lokalitě Žabčice a lokalitě Kroměříž. Použity byly dvě sladařské odrůdy Sebastian a Malz a jedna bezpluchá linie KM 1910. Ke stanovení aktivity byly odebírány rostliny zeleného ječmene ve třech termínech dle růstu a vývoje porostu (DC 29; DC 31; DC 32-33). Stanovení aktivity bylo prováděno ve spolupráci i VÚPS v Brně. Pro stanovení aktivity katalasy byla použita spektrofotometrická metoda založená na měření poklesu absorbance při 240 nm. Metodika dle Bergmeyer (1970). Získané výsledky byly zpracovány statistickým programem STATISTICA 7.0.CZ. Ze sedmi sledovaných odrůd/linií jarních dvouřadých ječmenů byla na základě nejlepších charakteristik klíčení (energie klíčení 99,67 %, rychlost klíčení 179,10, index klíčení 4,99, průměrný čas klíčení 2,00, homogenita klíčení 18,43 a celková klíčivost 100 %) vyhodnocena jako nejvhodnější odrůda Merlin. Poněkud horších výsledků dosáhla odrůda Sebastian, méně vhodné z tohoto hlediska byla odrůda Malz a linie KM 1910. Bylo možné stanovit statisticky významný vliv odrůdy/linie na některé parametry klíčení. Z výsledků je patrno, že odrůda statisticky významně ovlivňovala energii klíčení a rychlost klíčení, zatímco na indexu klíčení a homogenitu klíčení odrůdy vliv

43

neměly. Oproti tomu odrůdy statisticky vysoce významně ovlivnil průměrný čas klíčení a celkovou klíčivost. Z vyhodnocených výsledků vyplývá, že všechny faktory (lokality, termíny odběru, odrůdy) měly statisticky významný vliv na aktivitu katalasy. V porovnání lokalit Kroměříž a Žabčice je pro daný účel získávání zelené hmoty rostlin s vyššími hodnotami aktivity katalasy vhodnější lokalita Kroměříž. Dále byl zjištěn vliv doby odběru na výši aktivity katalasy. V prvním odběru (DC 29) byla aktivita v průměru všech odrůd a lokalit statisticky významně vyšší oproti druhému odběru (DC 31) a třetímu odběru (DC 32-33). Ve výši aktivity katalasy byl rozdíl i mezi jednotlivými odrůdami. Nejvhodnější odrůdou z použitého souboru je na základě výsledků odrůda Sebastian (21,63 TSU), přičemž nejvyšší hodnotu aktivity katalasy měla v prvním odběru z lokality Kroměříž (31,28 TSU), což bylo způsobeno interakcí odrůdy s lokalitou. Charakteristiky klíčení by měly podpořit výběr vhodné odrůdy pro její použití k vývoji „zelených“ doplňků stravy. Zde bylo možno označit jako nejvhodnější odrůdu Merlin. Tato odrůda však nebyla obsažena v souboru tří odrůd pro stanovení aktivity katalasy, kde se jako nejvhodnější odrůda jevila odrůda Sebastian. Odrůda Sebastian se neumístila na prvním místě, ale patřila v parametrech klíčení k nejlepším. Odrůda Sebastian, která byla zařazena v obou pokusech, se jevila jako velmi vhodná pro využití zelené hmoty z hlediska nejvyšších dosažených aktivit katalasy a současně velmi dobrých charakteristik klíčení. Proto by bylo vhodné ve výzkumu pokračovat a i v dalších letech stanovit aktivitu katalasy. A zároveň zařadit do stanovení aktivity katalasy i odrůdu Merlin. Teprve na základě těchto výsledků bude možné doporučit výběr odrůdy dosahující nejlepších hodnot klíčení a nejvyšší aktivity katalasy v zelené hmotě ječmene.

44

8. Seznam použité literatury

1) Adamec J., Kůst F. : Situační a výhledová zpráva – Obiloviny září 2004, Ministerstvo zemědělství ČR, Praha, 2004, 104 str.

2) Basařová G. : Pivovarsko-Sladařská analytika 1., Merkanta, Praha 1992, 385 str.

3) Benda J., Flašarová M., Hubík K., Kryštof Z., Krofta S., Křen J., Macháň F., Milotová J., Míša P., Onderka M., Pokorný E., Střalková R., Tichý F., Váňová : Metodika pěstování jarních obilovin, ZVÚK, Kroměříž, 2001, 143 str.

4) Bergmeyer H. V. : Methoden der Enzymatischen Analyse, Verlag Chemie, Weinheim, Bergstre, 1970, 636 str.

5) Bezděk V., Falge D., Onderka M., Paulů R., Paulů T., Prokeš J., Skopal J., Tomek V., Váňová M. : PROSLAD – systém pěstování sladovnického ječmene garantovaný obchodními sladovnami, a.s. Prostějov, Obchodní sladovny, a.s. Prostějov 1994, 84 str.

6) Černý L. : Obiloviny, Úroda, Praha 1951, 383 str.

7) ČSN 461100-5, 2002 : Ječmen sladovnický.

8) Dostálová J. a kol. : Konečné znění Výživových doporučení pro obyvatelstvo

ČR, Společnost pro výživu, Praha 2004.

9) EBC : Analytica EBC, Getränke – Fachverlag Hans Carl, Grundwerk, 1998, 112 str.

10) Ehrenbergerová J. : Perspektivy šlechtění nesladovnického typu ječmene, Habilitační práce, MZLU Brno, 1996, 93 str.

45

11) Ehrenbergerová J. : Nové aspekty využití ječmene v potravinářství, Pivovarský kalendář 2001, VÚPS Praha, 2000, 126-131.

12) Goldstein A. : Update on biochemical and biological studies of green barley leaf extrakt at The George Washington University School of medicine and health sciences, Meetining in Oxford, California 10.3. 1999.

13) Havlová P. : Hydrolytické a oxidoredukční enzymy ječného sladu, ÚZPI, Praha 1999, 43 str.

14) Hemmnung H. : Zázrak jménem obiloviny, EKO-Konzult, 2002, 70 str.

15) Holeček V., Racek J..: Enzymy a volné radikály, Chemické listy 93, 774-780, 1999.

16) Hosnedl V. : Kvalitní, zdravé a vitální osivo, Úroda, 50 (1), 2002, 15-17.

17) Chloupek O. : Genetická diverzita, šlechtění a semenářství, ACADEMIA, Praha 2000, 311 str.

18) Chloupek O., Procházková B., Hrudová E. : Pěstování a kvalita rostlin, MZLU Brno 2005, 178 str.

19) Jablonský I. : Pěstujeme klíčící osivo a výhonky, Grada Publishing, 2005, 96 str.

20) Jurečka D. Horáková V., Beneš F. : Přehledy odrůd : Obilniny 2004, ÚKZÚZOOZ, Brno 2004, 171 str.

21) Kalač P. : Funkční potraviny kroky ke zdraví, Dona, České Budějovice, 2003, 130 str.

22) Kosař M. : Posklizňové dozrávání sladovnického ječmene DIP, MZLU Brno, 2005, 44 str.

46

23) Lekeš J., Benada J., Bruckner F., Kopecký M., inařík F., Přikryl K., Voňka Z., Zeniščeva L. : Ječmen, Státní zemědělské nakladatelství, Kroměříž 1985, 306 str.

23) Moštek J. : Sladařství – biochemie a technologie sladu, SNTL, Praha, 1975, 478 str.

24) Němec Z., Petr J. : Kvalita krmného obilí, Úroda 44 (5), 1996, 6-9.

25) Petr J., Húska J. : Speciální produkce rostlinná-I. (Obecná část a obilniny), Agronomická fakulta ČVU v Praze, 1997, 193 str.

26) Piterková J., Tománková K., Luhová L., Petřivalský M., Peč P. : Oxidativní stres, Chemické listy 99, 2005, 455-466. 27) Plaami S. P. : Soluble and insoluble dietary fiber and β-glucan contens in domestic and important breakfast cereals consumed in Finland, Journal of Food Composition and Analysis, 1993, 6 (4), 310 str.

28) Projekt GA ČR 525/05/0781 „Výzkum nutriční kvality mladých částí rostlin zemědělských plodin k vývoji zelených doplňků stravy a léčebné kosmetiky“.

29) Procházka S., Šebánek J., Gloser J., Sladký Z. : Botanika, morfologie a fyziologie rostlin, MZLU v Brně, Brno 1999, 242 str.

30) Psota V., Šebánek J. : Role fytohormonů v klíčení a sladování, Ústav zemědělských a potravinářských informací, Praha, 1999, 53 str.

31) Rathouský V. : Kniha o nápoji z trávy, Green Ways, 2004, 55 str.

32) Riis P., Bank-Olsen K. : Germinative profile – a new term in barley analyses, Proceedings of the EBC Congres, Lisabon, 1991, 23, 101-107.

33) Šašková D. : Trávy a obilí, Artia/Granit Praha 1993, 64 str. 47

34) Šroller J. : Speciální fytotechnika – rostlinná výroba, Ekopress, Praha, 1997, 206 str.

35) Vaculová K., Ehrenbergerová J., Zizmolka J., Žáková A.: Perspektivy uplatnění bezpluchého ječmene v dietetické terapii. Sborník ze semináře Alternativní a maloobjemové plodiny pro zdravou lidskou výživu, VÚRV Praha-Ruzyně, 12. 11. 1996, 65-73.

36) Vaculová K. : Netradiční využití ječmene pro přímou lidskou výživu, Farmář, 5 (10), 1999, 16-18.

37) Velíšek J. : Chemie potravin I., OSSIS, Tábor 1999, 352 str.

38) Vyhláška MZe ČR č. 191/1996 Sb.

39) Walker

N.

W.

:

Čerstvé

ovocné

a

zeleninové

www.rawfood.com/walker.html, rok 2002, 62 str.

40) www.greenways. , firemní materiály

41) www.ukzuz.cz, Odbor odrůdového zkušebnictví.

42) Youngstone R. : Antioxidanty – cesta ke zdraví, Jota, Brno 1995, 143 str.

43) Zehnálek J. : Biochemie 2, MZLU Brno 2003, 200 str.

48

šťávy,

9. Seznam příloh 9.1. Fáze růstu ječmene 9.2. Obr. fáze optimální sklizně zeleného ječmene 9.3. Tab. hodnot charakteristik klíčení 9.4. Osevní plochy ječmene za roky 1993-2005 9.5. Grafy hodnot charakteristik klíčení 9.5.1. Graf č.1 Energie klíčení 9.5.2. Graf č.2 Rychlost klíčení 9.5.3. Graf č.3 Index klíčení 9.5.4. Graf č.4 Průměrný čas klíčení 9.5.5. Graf č.5 Homogenita klíčení

9.6. Graf aktivity katalasy – interakce odběry x odrůdy

49