UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA AGRONOMIJO
Nika VERDEV
DINAMIKA RASTI IN RAZVOJA TATARSKE AJDE (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) SORTE 'ZLATA' IN
VSEBNOST NEKATERIH BIOAKTIVNIH SNOVI
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
Ljubljana, 2021
UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA AGRONOMIJO
Nika VERDEV
DINAMIKA RASTI IN RAZVOJA TATARSKE AJDE (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) SORTE 'ZLATA' IN VSEBNOST NEKATERIH
BIOAKTIVNIH SNOVI
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
DYNAMIC OF GROWTH AND DEVELOPMENT OF TARTARY BUCKWHEAT (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) VARIETY 'ZLATA'
AND CONTENT OF SOME BIOACTIVE COMPOUNDS
B. SC. THESIS
Professional Study Programmes
Ljubljana, 2021
Diplomsko delo je zaključek Visokošolskega strokovnega študija Kmetijstvo - agronomija in hortikultura – 1. stopnja. Delo je bilo opravljeno na Katedri za fitomedicino, kmetijsko tehniko, poljedelstvo, pašništvo in travništvo.
Študijska komisija Oddelka za agronomijo je za mentorja diplomskega dela imenovala doc.
dr. Marka Flajšmana, za somentorico pa doc. dr. Darjo Kocjan Ačko.
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednica: doc. dr. Zalika ČREPINŠEK
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo Član: doc. dr. Marko FLAJŠMAN
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo Članica: doc. dr. Darja KOCJAN AČKO
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo Članica: prof. dr. Zlata LUTHAR
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo
Datum zagovora:
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA
ŠD Dv1
DK UDK 633.12:543.61(043.2)
KG tatarska ajda, razvoj tatarske ajde, bioaktivne snovi, rutin, kvercetin, živila, funkcionalna hrana
AV VERDEV, Nika
SA FLAJŠMAN, Marko (mentor), KOCJAN AČKO, Darja (somentorica) KZ SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo, Visokošolski strokovni študijski program prve stopnje Kmetijstvo - agronomija in hortikultura LI 2021
IN DINAMIKA RASTI IN RAZVOJA TATARSKE AJDE (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) SORTE 'ZLATA' IN VSEBNOST NEKATERIH BIOAKTIVNIH SNOVI
TD Diplomsko delo (Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja) OP IX, 40 str., 1 pregl., 20 sl., 67 vir.
IJ sl JI sl/en
AI Tatarska ajda (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) je poljščina, ki ponovno pridobiva na pomembnosti predvsem zaradi visoke vsebnosti rutina in drugih bioaktivnih snovi, zaradi česar jo uvrščamo med funkcionalna živila. V okviru diplomskega dela smo proučevali tatarsko ajdo sorte 'Zlata', njeno dinamiko rasti in razvoja glede na vsebnost rutina in kvercetina v vseh rastlinskih delih. Poskus je bil izveden poleti 2020 in je trajal 99 dni. Vzorce rastlin, posejane v 4 bloke, smo skozi rastno dobo 7- krat pobirali ter ločeno zbirali in statistično obdelali podatke za različne rastlinske dele. Ugotovili smo, da je dinamika rasti in razvoja sorte 'Zlata' podobna z drugimi sortami tatarske ajde. To pomeni, da njena rastna doba traja od 2 do 3 mesece, da njeno zrnje dozoreva neenakomerno in da je na koncu rastne dobe prisotne še veliko zelene mase. Potrdili smo tudi hipotezo, da je v rastlini več rutina kot kvercetina.
Rutin smo zaznali v naslednjem vrstnem redu: cvet>list>nezrelo seme>zrelo seme>steblo>korenina. Kvercetina je bilo razmeroma malo, sicer pa v vrstnem redu:
cvet>zrelo seme>nezrelo seme>list>steblo>korenina. Razvidno je, da je vsebnost rutina in kvercetina največja v času cvetenja oziroma proti koncu rastne dobe in da se povečuje z akumulacijo zelene mase. Iz rezultatov naše raziskave lahko sklepamo, da bi za uporabo v funkcionalni hrani in za pripravo izvlečkov bioaktivnih snovi iz tatarske ajde sorte 'Zlata' lahko uporabili tudi njene cvetove in liste.
KEY WORDS DOCUMENTATION ND Dv1
DC UDC 633.12:543.61(043.2)
CX tartary buckwheat, tartary buckwheat development, bioactive compounds, rutin, quercetin, foods, functional food
AU VERDEV, Nika
AA FLAJŠMAN, Marko (supervisor), KOCJAN AČKO, Darja (co-advisor) PP SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Agronomy, Professional Study Programme in Agriculture - Agronomy and Horticulture PY 2021
TI DYNAMIC OF GROWTH AND DEVELOPMENT OF TARTARY
BUCKWHEAT (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) VARIETY 'ZLATA' AND CONTENT OF SOME BIOACTIVE COMPOUNDS
DT B. Sc. Thesis (Professional Study Programmes) NO IX, 40 p., 1 tab., 20 fig., 67 ref.
LA sl AL sl/en
AB Tartary buckwheat is a field crop, which is gaining popularity mostly due to its high content of bioactive compounds, and is therefore classified as a natural functional food. For the purposes of this Bachelor's thesis we studied the growth and development of tartary buckwheat variety 'Zlata' as well as the content of rutin in quercetin in all parts of the plant. The experiment was conducted in the summer of 2020 and it lasted 99 days. We sowed tartary buckwheat in 4 repetitions and during the growing period we sampled the plants 7 times. We separately collected and statistically analysed the data of all plant parts. We concluded that the dynamic of growth and development of 'Zlata' is similar to other varieties of tartary buckwheat.
This means that its growing period lasts 2 to 3 months, its seeds mature unevenly and at the end of growing period there is still a lot of green biomass present. We also confirmed the hypothesis that the plants contain more rutin than quercetin. The content of rutin was in the following order: flower>leaf>immature seed>mature seed>stem>root. The content of quercetin was in the following order: flower>mature seed>immature seed>leaf>stem>root. The content of rutin and quercetin was the highest around the time of flowering and it also increased with accumulation of green biomass. Our results indicate that the flowers and leaves of tartary buckwheat variety 'Zlata' can be also used as functional foods and for making extracts of bioactive compounds.
KAZALO VSEBINE
Str.
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ... III KEY WORDS DOCUMENTATION ... IV KAZALO VSEBINE ... V KAZALO SLIK ... VIII
1 UVOD ... 1
1.1 CILJI NALOGE ... 1
1.2 DELOVNE HIPOTEZE ... 1
2 PREGLED OBJAV ... 3
2.1 NAVADNA IN TATARSKA AJDA ... 3
2.1.1 Pridelava ajde v svetu in Sloveniji ... 3
2.2. DINAMIKA RASTI TATARSKE AJDE ... 4
2.2.1 Opis tatarske ajde ... 4
2.2.2 Rast in razvoj tatarske ajde ... 5
2.3 TEHNOLOGIJA PRIDELAVE TATARSKE AJDE... 5
2.4 BIOAKTIVNE SNOVI V TATARSKI AJDI ... 7
2.4.1 Rutin in kvercetin ... 7
2.4.2 Ogljikovi hidrati ... 9
2.4.3 Beljakovine ... 10
2.4.4 Minerali ... 10
2.5 UPORABA TATARSKE AJDE ... 11
2.5.1 Uporaba tatarske ajde v prehrani ... 11
2.5.2 Uporaba stranskih proizvodov tatarske ajde ... 12
2.5.3 Drugi načini uporabe ... 13
3 MATERIALI IN METODE ... 15
3.1 ZASNOVA POSKUSA ... 15
3.2 ENOSTAVNE STATISTIKE ... 16
4 REZULTATI ... 17
4.1 DINAMIKA RASTI IN RAZVOJA TATARSKE AJDE SORTE 'ZLATA' ... 17
4.2 VSEBNOST RUTINA V RASTLINSKIH DELIH TATARSKE AJDE SORTE 'ZLATA' ... 22
4.3 VSEBNOST KVERCETINA V RASTLINSKIH DELIH TATARSKE AJDE SORTE 'ZLATA' ... 26
5 RAZPRAVA... 31
6 SKLEPI ... 33
7 POVZETEK ... 34
8 VIRI ... 36 ZAHVALA
KAZALO PREGLEDNIC
Preglednica 1: Datumi pobiranja tatarske ajde sorte 'Zlata' po posameznih blokih ... 15
KAZALO SLIK
Slika 1: Rastlina tatarske ajde ... 5 Slika 2: Število rastlin tatarske ajde sorte 'Zlata'/m2 v blokih posameznih obravnavanj in njihovo povprečno število/m2 pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 17 Slika 3: Suha snov korenin tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih
obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi 18 Slika 4: Suha snov listov tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih
obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi 18 Slika 5: Suha snov stebel tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih
obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi 19 Slika 6: Suha snov cvetov tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih
obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi 19 Slika 7: Suha snov nezrelih semen tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi 20 Slika 8: Suha snov zrelih semen tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi 21 Slika 9: Vsebnost rutina v koreninah tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih
posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v koreninah (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 22 Slika 10: Vsebnost rutina v listih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznh obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v listih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 23 Slika 11: Vsebnost rutina v steblih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih
posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v steblih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 23 Slika 12: Vsebnost rutina v cvetovih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih
posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v cvetovih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 24 Slika 13: Vsebnost rutina v nezrelih semenih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v nezrelih semenih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 25 Slika 14: Vsebnost rutina v zrelih semenih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v zrelih semenih (mg/g SS) pri obravnavanjih čez rastno dobo ... 25 Slika 15: Vsebnost kvercetina v koreninah tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v koreninah (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 26 Slika 16: Vsebnost kvercetina v listih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih
posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v listih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 27
Slika 17: Vsebnost kvercetina v steblih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v steblih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 27 Slika 18: Vsebnost kvercetina v cvetovih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v cvetovih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 28 Slika 19: Vsebnost kvercetina v nezrelih semenih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v nezrelih semenih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 29 Slika 20: Vsebnost kvercetina v zrelih semenih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v zrelih semenih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi ... 29
1 UVOD
Tatarska ajda (Fagopyrum tataricum (L). Gaertn.) je nežito in botanično spada v družino dresnovk (Polygonaceae). Je zelo trpežna in na neugodne okoljske razmere odporna rastlina, ki jo največ gojijo na območju Himalaje, od koder tudi izvira. V času evolucije je razvila različne sekundarne metabolite (zlasti fenole), s katerimi se brani pred škodljivci, pleveli in UV sončnimi žarki ter si na ta način zagotavlja svoje preživetje v ostrih talno-klimatskih razmerah. Zaradi slabše prilagojenosti na njivsko pridelavo se seme tatarske ajde precej osipa in raznaša v okoliška tla, kjer lahko še vrsto let preživi. Tatarsko ajdo danes večina pridelovalcev navadne ajde pozna le kot trdovraten plevel v svojih posevkih (Vombergar in sod., 2014; Kreft, 2020). Rastna doba tatarske ajde je od 90 do 120 dni (Vombergar in sod., 2014).
V zadnjih letih vedno večje zanimanje strokovnjakov pa tudi laične javnosti za tatarsko ajdo vzbuja njena visoka hranilna vrednost in pozitivni vplivi na zdravje in dobro počutje (Zhu, 2016). Eden od glavnih razlogov za tako ugodno delovanje je njena visoka vsebnost fenolov, ki imajo antidiabetične, antioksidantne, antitumorne in antivnetne lastnosti, pomagajo pa tudi pri zniževanju holesterola in izboljšanju kognitivnih aktivnosti (Giménez-Bastida in Zieliński, 2015). V tatarski ajdi najdemo več rutina in kvercetina kot v navadni ajdi (Fabjan in sod., 2003; Zhu, 2016). Poleg tega pa k prehranski vrednosti tatarske ajde pomembno vplivajo tudi prehranska vlaknina, nerazgradljiv škrob, beljakovine z ugodno aminokislinsko sestavo (Kreft, 1995), vitamini (Bonafaccia in sod., 2003b) in minerali (Bonafaccia in sod., 2003a). Bogata hranilna vrednost in velika prilagoditvena sposobnost tatarske ajde na razmere v okolju sta odlični izhodišči za umeščanje te rastline v proizvodnjo visoko kakovostnih prehrambnih izdelkov (Kreft, 2020).
1.1 CILJI NALOGE
- Raziskati dinamiko rasti in razvoja tatarske ajde sorte 'Zlata' in to povezati z njeno pridelavo.
- Ugotoviti, kje in v kolikšnih količinah se v rastlini tatarske ajde sorte 'Zlata' nahaja največ rutina in kvercetina.
- Preučiti vlogo tatarske ajde v sodobni prehrani z vidika funkcionalne hrane.
1.2 DELOVNE HIPOTEZE
- Predvidevamo, da se bo masa vseh delov rastline v rastni dobi povečevala in da bo njeno dozorevanje neenakomerno. Rastna doba bo trajala od 2 do 3 mesece.
- Predvidevamo, da bo ob zrelem zrnju še vedno prisotno veliko zelene mase.
- Predvidevamo, da bo v rastlinah več rutina kot kvercetina.
- Predvidevamo, da bo rutina in kvercetina v cvetovih, listih in zrnih rastline več kot v steblih in koreninah.
2 PREGLED OBJAV
2.1 NAVADNA IN TATARSKA AJDA
Ajda sodi v rod Fagopyrum družine Polygonaceae (dresnovke). Izvira iz jugozahodnega dela Kitajske, iz območja Yunnan, od koder se je postopoma širila po Aziji in svetu (Vombergar in sod., 2014; Kocjan Ačko, 2015). Ločeno sta se na različnih območjih razvili navadna in tatarska ajda, ki ju je lokalno prebivalstvo udomačilo (Kreft, 2020). Tatarsko ajdo so včasih imenovali tudi ´zelena´, ´grenka ajda´ ali ´cojzla´ (Kreft, 1995; Vombergar, 2019; Germ in sod., 2019b). Obe omenjeni vrsti ajde imata visoko prehransko vrednost in skromne potrebe po gnojilih, dobro delujeta tudi proti zapleveljenosti njive in sta manj občutljivi na neugodne okoljske dejavnike. Bolezni pridelka ne ogrožajo in njihovo zatiranje do zdaj še ni bilo potrebno. Zaradi teh lastnosti je ajda odlična poljščina tudi za ekološko pridelavo (Iljaš in sod., 2017) in ima velik potencial za gojenje v hribovskih in gorskih območjih (Zhu, 2016).
2.1.1 Pridelava ajde v svetu in Sloveniji
Največji kmetijski pomen v svetu imata navadna ajda (F. esculentum Moench) in tatarska ajda (F. tataricum (L.) Gaertn.) (Bonafaccia in sod., 2003b). Navadne ajde se načrtno največ prideluje v srednji in vzhodni Evropi, Aziji, južni Afriki, v Kanadi, ZDA, uspeva pa tudi še po drugih državah. Sploh v Aziji je poleg navadne ajde priljubljena tudi tatarska ajda, še posebej v predelih Kitajske, Butana, Koreje, severnega Pakistana, vzhodnega Tibeta in Himalaje (Vombergar, 2019). Ajda zaradi majhnih pridelkov ne spada med gospodarsko pomembne poljščine (Kreft, 1995). Svetovna pridelava ajde se je od leta 1994 do leta 2019 zmanjšala – leta 1994 je bilo z ajdo posejane malo manj kot 5 milijonov ha površine in pridelano malo manj kot 4 milijonov ton pridelka, leta 2019 pa je bila posejana na okoli 2 milijona ha, pridelek pa je bil okoli 2 milijona ton (FAOSTAT, 2021). V zadnjem desetletju pa se je predvsem po Aziji in tudi po nekaterih državah Evrope, na primer v Luksemburgu, Italiji, Bosni in Hercegovini povečalo zanimanje za uporabo tatarske ajde, najbolj zaradi visoke vsebnosti rutina (Vombergar in sod., 2014).
V Sloveniji in tudi drugod po svetu je bila tatarska ajda na začetku 19. stoletja zanesljiv vir hrane, ko so druge poljščine dajale majhne pridelke. V 20. stoletju so kmetje pridelavo tatarske ajde opustili zaradi grenkega okusa zrnja in nepoznavanja njenih zdravilnih vplivov ter večjih pridelkov drugih poljščin (Vombergar in sod., 2014; Kocjan Ačko, 2015; Luthar, 2019). Po letu 2010 se je v Sloveniji obudila pridelava tatarske ajde po petdesetletnem presledku. Največ se jo prideluje na Dolenjskem (Kreft, 2020). Leta 2018 so v Slovensko sortno listo poljščin, zelenjadnic, sadnih rastlin in trte kot prvo sorto tatarske ajde vpisali sorto 'Zlata' (Sortna lista …, 2018), ki jo bomo v diplomskem delu preučevali. Sorta 'Zlata' se pri nas prideluje na površini od 2 do 3 ha/leto v okolici Šentjerneja (Luthar, 2019). Od približno 30.000 ha posejane navadne ajde v Sloveniji v prvi polovici 20. stoletja, se je do leta 2015 ohranilo le okoli 1.500 ha (Kocjan Ačko, 2015), leta 2017 pa se je pridelava ajde v Sloveniji povečala na okoli 3.600 ha (FAOSTAT, 2021).
2.2. DINAMIKA RASTI TATARSKE AJDE 2.2.1 Opis tatarske ajde
Tatarska ajda ima glavno korenino, na kateri se razvijejo stranske korenine (Sharma, 1986).
Njene korenine so povezane s hifami arbuskularnih mikoriznih gliv (Likar in sod., 2008).
Mikorizne glive in rastlina živijo v sožitju: gliva od rastline pridobiva ogljikove hidrate, rastlina pa preko hifnih povezav pridobiva hranila (največ fosfate) in vodo (Kreft, 1995;
Parniske, 2008). Številne raziskave dokazujejo, da arbuskularna mikoriza varuje rastlino pred abiotskimi stresorji in s tem pripomore k večjemu pridelku (Begum in sod., 2019). Hife gliv so koristne tako za rastlino kot za tla. S tem, ko se po hifah prenašajo snovi, ki pripomorejo k rasti rastlinam, se po njih prenašajo tudi molekule, ki ugodno vplivajo na življenje talne favne (Kreft, 2020). Koristni učinki arbuskularne mikorize so najbolj očitni, kadar so razpoložljiva hranila in voda za rastlino omejena; takrat so korenine tudi najbolj kolonizirane z glivami (Parniske, 2008; Birhane in sod., 2012).
Steblo in listi tatarske ajde so bolj poudarjeno zeleni kot pri navadni ajdi (Kreft, 1995).
Steblo je zelnato in se, ko doseže velikost od približno 60 do 100 cm (odvisno od genetskih zasnov in gostote setve), razveji. Po njem so spiralno nameščeni zeleni srčasti listi, ki so spodaj pecljati, zgoraj pa sedeči (Sharma, 1986; Kocjan Ačko, 2015). Listi so pri tatarski ajdi navadno širši kot daljši (Slika 1). Rastlina ima tudi bolj razvejan način rasti (Sharma, 1986).
Tatarska ajda ima en tip cvetov, ki so majhni homostilni in imajo kratke prašnike in kratek pestič. Cvetno odevalo je zeleno ali rumeno zeleno. Rastlina tatarske ajde je samoprašna (Kreft, 1995; Vombergar in sod., 2014; Vombergar, 2019). Izjemoma se lahko opraši in oplodi s cvetnim prahom druge rastline, a načeloma so zaradi samoprašnosti vse rastline iste populacije genetsko izenačene. Tako kot navadna ajda ima tudi tatarska ajda medovnike, medičina katerih pa ni pomembna za razmnoževanje in ni privlačna za čebele, a vseeno predstavlja hrano za določene manjše žuželke (Sharma, 1986; Kreft in sod., 2010; Kreft, 2020).
Plod tatarske ajde je orešek, ki vsebuje seme (Sharma, 1986; Kreft, 2020). Seme je trirobo z nekoliko zaobljenimi nagubanimi robovi. Je rjavkaste barve (Kreft, 1995; Vombergar in sod., 2014). Plod je obdan s trdim perikarpom, ki nudi zaščito pred kljuvanjem ptic. Na pravkar zrelih plodovih se tvorijo izrastki, s katerimi se semena pritrdijo na kožuhe živali in se tako lažje širijo. Zaščitena semena lahko speča v tleh preživijo vrsto let in predstavljajo plevel v kasnejših posevkih. V semenu je kalček oz. zarodek nove rastline s hranilnimi snovmi in sekundarnimi metaboliti. Tatarska ajda ima zaokrožena klična lista, po čimer jo lahko ločimo od navadne ajde, ki ima asimetrična klična lista (Kreft, 2020). Zrnje tatarske ajde je v primerjavi z navadno ajdo drobnejše in bolj podolgovato z nagubanimi ploskvami (Vombergar, 2019).
Slika 1: Rastlina tatarske ajde
2.2.2 Rast in razvoj tatarske ajde
Tatarska ajda je enoletnica, ki ne prezimi. Za razvoj odrasle rastline iz semena potrebuje 2 do 3 mesece. Tatarska ajda je fotoperiodično nevtralna rastlina. Kljub temu, da fotoperioda ne vpliva na iniciacijo cvetenja, pa vpliva na regulacijo vegetativne rasti in na razvoj cvetov.
Rastline, posejane spomladi, navadno začnejo cveteti med 34. in 45. dnevom po vzniku in proizvedejo zrela semena med 60. in 80. dnevom po vzniku. Če je vznik zakasnjen, je čas med vznikom in zorenjem krajši. Zaradi njene nedeterminantne narave cvetenja je lahko na isti rastlini v istem socvetju proti koncu rastne dobe hkrati prisotno tako nezrelo kot zrelo seme. Zaradi tega lahko pride do osipanja tistih semen, ki so prva dozorela. Cvetenje in proizvodnjo semena navadno ustavi jesenska zmrzal. Število semen na rastlini zelo variira.
Lahko jih nastane od 400 pa do več kot 1000, odvisno od velikosti posamezne rastline.
Tatarska ajda se vegetativno ne razmnožuje, prav tako se ne križa z drugimi vrstami ajde (Sharma, 1986).
2.3 TEHNOLOGIJA PRIDELAVE TATARSKE AJDE
Znanje, ki so ga predniki imeli o pridelovanju tatarske ajde, se je skozi dolga leta, ko se tatarska ajda ni pridelovala, izgubilo in pozabilo, zato tudi tehnologija pridelave te rastline
ni izpopolnjena. Način pridelave tatarske ajde se razlikuje od pridelave navadne ajde, saj se zrnje tatarske ajde pred žetvijo precej bolj osipa in jo je treba bolj zgodaj požeti. Posevki tatarske ajde tudi manj trpijo morebitno škodo zaradi obžiranja divjadi, ker ima tatarska ajda grenek okus, ki divjadi ne ustreza (Germ in sod., 2019b; Kreft, 2020).
Tatarska ajda najboljše uspeva na relativno vlažnih in hladnih območjih in na odcednih tleh.
V primerjavi z žiti ima večjo toleranco na kislo reakcijo tal (Sharma, 1986). Zelo dobra je setev ajde v kolobarju za ozimnimi žiti, paziti pa moramo, da z metuljnicami in s čezmernim gnojenjem prejšnjih poljščin v tla ne vnesemo preveč dušika. Za proizvodnjo kilograma suhe snovi ajda potrebuje od 500 do 600 litrov vode (Kocjan Ačko, 2015; Iljaš in sod., 2017). Za setev so primerna topla in suha tla, ki jih pred setvijo prerahljamo. Ajda je nezahtevna rastlina, zato ob dobri založenosti tal s hranili gnojenje niti ni potrebno (Kreft, 1995). Študije kažejo, da lahko korenine ajde iz tal poleg ostalih mineralnih hranil z lahkoto črpajo tudi težje vezan fosfor in aktivirajo njegove atome, da postanejo dosegljivi rastlinam ter drugim organizmom na njivi. Tako vzdržujejo zdravo rizosfero in zmanjšajo potrebo po gnojenju s fosfornimi gnojili (Kreft, 2020). Ajdo sejemo z žitno sejalnico na medvrstno razdaljo 12,5 do 15 cm na globino 1 do 3 cm, ob suši lahko globlje (Kocjan Ačko, 2015, Iljaš in sod., 2017). Če ajdo sejemo ročno, je seme potrebno plitvo zabranati (Iljaš in sod., 2017).
Tatarsko ajdo za spomladanski posevek (prašna ajda) posejemo maja, za strniščni posevek (strniščna ajda) pa od junija do konca julija (Kreft in sod., 2010; Kocjan Ačko, 2015).
Optimalna temperatura za kalitev in vznik je med 20 in 30 °C (Sharma, 1986). Za setev potrebujemo od 60 do 80 kg semena/ha, odvisno od teže semen. Zaradi samoprašnosti tatarska ajda ne potrebuje opraševalcev in tudi ne diši tako kot navadna ajda. Prašna tatarska ajda dozori bolj na začetku septembra, strniščna pa sredi oktobra. Ajda dozoreva neenakomerno. Ustrezen čas za žetev je takrat, ko je četrtina do tretjina zrn polnih in rjavih, vsaj ena tretjina zrn pa je že napolnjena, a še zelena. Če z žetvijo predolgo odlašamo in čakamo, da je vse zrnje popolnoma zrelo, tvegamo, da bo prišlo do osipanja in izgube pridelka prve tretjine zrnja. Če je zelena masa pri spravilu še zelo bujna, bodo pri kombajniranju težave, zato je priporočljivo, da tak posevek tatarske ajde najprej visoko pokosimo, pustimo, da se bilke na soncu posušijo in jih nato pazljivo pospravimo s kombajnom ter omlatimo (Kreft in sod., 2010). Sveže spravljena semena tatarske ajde so navadno dormantna. To lastnost izgubijo v toplih in suhih skladiščnih pogojih (Sharma, 1986). Tako navadno kot tatarsko ajdo je treba takoj po žetvi posušiti. Včasih so ajdo sušili v snopih v kozolcih, danes pa jo sušimo v sušilnih napravah. S tem, ko zrnje posušimo, preprečimo razvoj plesni, zaradi katerih je pridelek zrnja neuporaben in strupen (Kreft, 1995;
Kreft in sod., 2010; Vombergar in sod., 2014; Kocjan Ačko, 2015). Zrnje ajde je potrebno posušiti na 15-odstotno vlažnost (Vombergar in sod., 2014; Kocjan Ačko, 2015), Kreft (1995) pa navaja, da na 12-odstotno vlažnost. Škodljivci in bolezni ajde ne ogrožajo resno (Kreft, 1995; Vombergar in sod., 2014; Kocjan Ačko, 2015).
Tatarska ajda je zaradi svoje epigenetske regulacije preko DNK metilacije odporna na posledice hladnega vremena (Song in sod., 2020), prav tako je bolj kot navadna ajda odporna na sušo (Aubert in sod., 2021).
Pridelek tatarske ajde sorte 'Zlata' je na ravni pridelka visokorodne navadne ajde, to je od 1,2 do 1,5 t/ha (Luthar, 2019).
2.4 BIOAKTIVNE SNOVI V TATARSKI AJDI
Glede na kemično sestavo zrnja in uporabo je ajda najbolj podobna žitom in spada v skupino Pseudocereales (nežita). Tako ajda kot žita imajo škrobnat endosperm z neškrobnato alevronsko plastjo in so podvrženi podobnim mlevskim in proizvodnim procesom (Izydorczyk in sod., 2014; Vombergar, 2019). Tatarska ajda ima svojevrstno kemično sestavo zrnja in v primerjavi z navadno ajdo višjo učinkovitost preprečevanja in zdravljenja mnogih bolezni (Zhu, 2016).
V različnih delih rastline se nahajajo manjše ali večje koncentracije polifenolov (flavonoidi, fenolne kisline in njihovi derivati, tanini, fagopirini, triterpenoidi, steroidi, stilbeni in še nekatere druge bioaktivne snovi), ogljikovih hidratov (škrob, prehranska vlaknina, 1D-kiro- inozitol), beljakovin, mineralov, lipidov, aromatičnih spojin in ostalih fotokemikalij (Huda in sod., 2021) ter vitaminov B1, B2 in B6 (Bonafaccia in sod., 2003b).
2.4.1 Rutin in kvercetin
Ajda je eden glavnih virov polifenolov v hrani (Christa in Soral-Śmietana, 2008). Fenoli so sestavljeni iz osnovnega fenilnega obroča šestih ogljikovih atomov brez enega vodikovega atoma, ki je nadomeščen z -OH skupino ali pa z drugo skupino atomov. Ogljikovi atomi so povezani z izmenjujočimi se enojnimi in dvojnimi vezmi. Na fenole so lahko pripeti tudi sladkorji. Molekule, ki imajo več fenilnih obročev, se imenujejo polifenoli (Crozier in sod., 2007).
Največ polifenolov v plodu se nahaja v zunanjih plasteh zrna in v otrobih, zato ajdova polnozrnata moka vsebuje več teh sestavin (Sakač in sod., 2015). Prevladujoča skupina polifenolov v tatarski ajdi so flavonoidi, ki so razvrščeni v več podskupin: flavonoli, flavoni, flavanoni, flavanoli, anticianini, fagopirini, proantocianidini, izoflavoni in flavonolignani (Huda in sod., 2021). Flavonoidi nastanejo kot odgovor na biotske in abiotske signale iz okolja, njihova količina v rastlini pa je odvisna od več faktorjev. Mednje spadajo rastni stadij rastline, organ rastline, vrsta ajde, rastna sezona in geografsko območje rasti (Kalinova in Vrchotova, 2009). Na biosintezo fenolnih substanc v tatarski ajdi vpliva tudi raven ozona v atmosferi (Jeon in sod., 2020).
Rutin (kvercetin-3-rutinosid) je glikozid flavonola. Ima antimikrobne, antivnetne, antikancerogene ter antidiabetične lastnosti (Kreft, 2016). Rutin in kvercetin sta si
molekulsko podobna, s to razliko, da ima rutin na kvercetinski del vezani še dve molekuli sladkorja. Rutinaza, encim, ki je sposoben razgradnje rutina, omogoči odcepitev sladkorjev in s tem pretvorbo rutina v kvercetin. Rutin in encimi, ki razgrajujejo rutin, se nahajajo v različnih delih ajdovega zrnja. Ta prostorska ločitev onemogoča razgradnjo rutina v zrnu (Kreft, 2020). Največ rutina v zrnu je v zunanjih plasteh embria, tik pod lusko. Po drobljenju in mletju zrnja v vlažnem okolju rutinaze pridejo v direkten stik z rutinom in proces razgradnje se začne. S tem se koncentracija rutina zmanjša, koncentracija kvercetina pa poveča (Kreft, 2020; Luthar in sod., 2021).
Antioksidativnost je ena najpomembnejših lastnosti hrane, saj je najbolj povezana z določenimi biološkimi funkcijami hrane, kot sta na primer antimutagenost in antikancerogenost (Chłopicka, 2008). Rezultati raziskav kažejo, da je rutin najpomembnejši antioksidant v tatarski ajdi, saj k skupni oksidativni aktivnosti prispeva kar 85 do 90 %, v navadni ajdi pa le 2 % (Morishita in sod., 2007). Ugotovili so, da ima tatarska ajda sorte 'Zlata' povprečno 81,7 % antioksidativno aktivnost (Luthar, 2019).
Rutin ima velik pomen pri varovanju tako navadne kot tatarske ajde pred škodljivim sončnim ultravijoličnim (UV) sevanjem, boleznimi, škodljivci, sušo in zmrzaljo. Izjemno visoka vsebnost rutina in delovanje rutinaze izzove močno grenkobo, kar tatarsko ajdo bolje kot navadno ajdo varuje pred objedanjem rastlinojedov (Suzuki in sod., 2015; Kreft, 2020).
Rutin poleg antioksidativnega delovanja preprečuje še prehitro kvarjenje semena in deluje rahlo protibakterijsko, v človeškem telesu pa sodeluje pri uravnavanju delovanja kapilar in omili težave zaradi hipertenzije (Kreft, 1995). Kvercetin, ki nastane po razpadu rutina, bolj uspešno kot rutin sam zavira sintezo aflatoksinov po okužbi zrn z glivo Aspergillus flavus Link (Chitarrini in sod., 2014). Medtem ko so za kvercetin v tatarski ajdi ugotovili, da je močan inhibitor delovanja α-glukozidaze, ki razgrajuje škrob, te lastnosti za rutin niso dokazali. Kvercetin tatarske ajde je tako eden možnih faktorjev, ki pripomorejo k zmanjšanju nivoja krvnega sladkorja pri tistih bolnikih s sladkorno boleznijo, ki namesto drugih jedi uživajo tatarsko ajdo (Ikeda in sod., 2017). Kvercetin ima tudi potencialne terapevtske učinke za zdravljenje akutne poškodbe jeter in okvare ledvične funkcije (Luthar in sod., 2021).
Bistveno več sekundarnih metabolitov, ki ščitijo rastline ajde pred škodljivimi vplivi močnih UV žarkov, se izgradi v tatarski ajdi kot v navadni (Fabjan in sod., 2003; Suzuki in sod., 2015; Kreft, 2020). Kot je pokazal poskus v okviru raziskovalnega projekta št. L4-9305, se največ rutina in drugih UV žarkov absorbirajočih snovi izgradi v rastlinah, ki rastejo na višjih nadmorskih višinah. Najmanj snovi, ki absorbirajo UV žarke, je v koreninah, največ pa v cvetovih, saj so korenine najmanj, cvetovi pa najbolj izpostavljeni sončnemu sevanju (Kreft, 2020). Fabjan in sod. (2003) pa v svoji raziskavi poročajo, da rast tatarske ajde na višji nadmorski višini ne pomeni nujno tudi večje vsebnosti rutina v semenih.
V različnih delih rastline tatarske ajde je moč najti različne količine rutina. Največ rutina je v socvetjih, listih in semenih (Park B. J. in sod., 2004). Tisto zrnje, ki je v obliki jajca in tisto, ki ima temno ovojnico, vsebuje več rutina kot zrnje, ki je bolj trikotne oblike s svetlejšo ovojnico. Obratno velja za kvercetin (Park B. J. in sod., 2004; Choi in sod., 2021). Veliko raziskovalcev ugotavlja, da se koncentracija rutina med zorenjem rastline spreminja (Vombergar, 2020).
Sestava in vsebnost fenolnih spojin se v proizvodih tatarske ajde razlikuje glede na različne metode obdelave. Pri pripravi kruha rutin skoraj povsem hidrolizira do kvercetina zaradi delovanja encimov, ki razgrajujejo rutin. Razgradnjo rutina v kvercetin pospeši dodajanje vode in kvasovk k moki tatarske ajde ter podaljševanje časa vzhajanja kruha (Vogrinčič in sod., 2010; Lukšič in Germ, 2018). V hidrotermično obdelani moki tatarske ajde je v primerjavi z neobdelano moko manj rutina in kvercetina, saj se rutin med hidrotermično obdelavo vključi v druge strukture v moki in zato postane težje dostopen (Lukšič in Germ, 2018). Pri poparjenju moke tatarske ajde pri temperaturah 80 °C in 95 °C visoka temperatura onemogoči delovanje encima, ki razgradi rutin in tako se večina rutina v moki in kasneje v izdelkih iz te moke ohrani (Germ in sod., 2019a). Pri pečenju se vsebnost flavonoidov v moki precej poveča, vsebnost flavonoidov v otrobih pa se zmanjša. Ta ugotovitev nakazuje, da je dobro, da moko in otrobe obdelujemo ločeno oz. glede na to, kakšen končni izdelek želimo (Ge in Wang, 2020). Z namenom pridelave tatarske ajde z več rutina in z manj grenkega kvercetina so na Japonskem požlahtnili novo sorto tatarske ajde z nižjo aktivnostjo rutinaze. Več študij kaže, da je hrana iz takih zrn še vedno bogata s fenoli, toda manj grenka in zato bolj sprejemljiva (Suzuki in sod., 2015).
Zrnje tatarske ajde ima približno 100-krat več rutina kot zrnje navadne ajde (Fabjan in sod., 2003; Morishita in sod., 2007). Pri preučevanju vzorcev tatarske ajde iz Kitajske in Luksemburga in primerjanju teh rezultatov z navadno ajdo sorte 'Siva' so ugotovili, da je rutina v zrnju tatarske ajde od 0,8 do 1,7 % suhe snovi (SS), v zelenih delih pa do 3 % SS.
Rutina v zrnju navadne ajde je bilo 0,01 % SS. Kvercetina so v tatarski ajdi zaznali zelo malo: okoli 0,03 % SS v zrnju in v zelenih delih le v sledeh. V navadni ajdi je bilo rutina v zrnju le 0,01 % SS (Fabjan in sod., 2003). Koncentracije rutina in kvercetina v rastlini so odvisne od sorte in rastnih pogojev (Fabjan in sod., 2003; Guo in sod., 2011).
2.4.2 Ogljikovi hidrati
Več kot 70 % moke tatarske ajde predstavlja škrob, ki igra pomembno vlogo pri kakovosti živilskih izdelkov iz tatarske ajde. Vsebnost amiloze v škrobu tatarske ajde (20 do 30 %) je na splošno višja od vsebnosti amiloze v pšenici, rižu, koruzi in krompirju (Zhu, 2016). Škrob z visoko vsebnostjo amiloze se pogosto uporablja kot osnova za proizvodnjo odpornega škroba. Pretvorba amiloze v odporni škrob nadzira raven glukoze v krvi po obroku (Chai in sod., 2013).
Med obdelavo proizvodov tatarske ajde (vključujoč mletje, mešanje in kuhanje) lahko pride do interakcije med fenolnimi spojinami in škrobom, kar vpliva na kakovost živila (He in sod., 2018). Kompleks, ki ga tvorita škrob in kvercetin, vpliva na fizikalno-kemijske lastnosti in na prebavljivost škroba tatarske ajde. Ta interakcija prispeva k bolj kompaktni strukturi škroba ter zmanjša vsebnost hitro razgradljivega škroba in poveča vsebnost odpornega škroba. Živila, ki vsebujejo škrob tatarske ajde, so tako počasneje prebavljiva z nizkim glikemičnim indeksom in z visoko vsebnostjo polifenolov (Li in sod., 2020).
Povečana vsebnost amiloze spodbuja tudi hitro retrogradacijo škroba (Škrabanja in sod., 2001). Retrogradacija je postopek, pri katerem se po mešanju škroba tatarske ajde z vročo vodo (npr. pri kuhanju) dvojno vijačno sestavljene molekule amiloze in amilopektina najprej razčlenijo, izgubijo svojo prvotno strukturo in želirajo, po hlajenju pa se ponovno sestavijo v delno urejeno kristalizirano strukturo, ki je odporna na encimsko prebavo (Hoover in sod., 2010). Tudi retrogradiran škrob tatarske ajde zato uvrščamo med prehranske vlaknine, ki blažijo težave bolnikom z diabetesom (Škrabanja in sod., 2001).
2.4.3 Beljakovine
Beljakovine se v zrnu ajde v največji meri nahajajo v kalčku, nekaj pa jih je tudi v alevronski plasti (Kreft, 2020). Navadna in tatarska ajda imata podobno aminokislinsko sestavo (Bonafaccia in sod., 2003b). Koncentracija esencialnih aminokislin je v ajdovem zrnju večja kot v drugih žitih, njena aminokislinska sestava je tudi bolj uravnotežena, zato ima ajda visoko biološko vrednost (več kot 90 %). Pomembne esencialne aminokisline v ajdovem zrnju so lizin, treonin, triptofan in aminokisline, ki vsebujejo žveplo. Beljakovine v ajdi se prebavijo počasneje, kar lahko pripišemo tudi visoki vsebnosti surovih vlaknin in taninov (Eggum in sod., 1980). Med hidrotermalno obdelavo zrnja ajde pride do interakcije med polifenoli in beljakovinami. Ta tesna vez negativno vpliva na prebavljivost beljakovin v tankem črevesu. Šele mikrobni procesi v debelem črevesu razgradijo fenolno beljakovinski kompleks, s čimer omogočijo prebavo beljakovin (Škrabanja in sod., 2000). Kljub temu, da fenoli v zrnju zmanjšajo prebavljivost beljakovin, nimajo vpliva na njihovo biološko vrednost (Eggum in sod., 1980; Škrabanja in sod., 2000).
2.4.4 Minerali
Zrnje in proizvodi iz zrnja tatarske ajde vsebujejo veliko mineralov. Količina mineralnih elementov je odvisna od procesa mletja zrnja. V otrobih je več mineralov kot v moki; manj jih je v temni moki in najmanj v fini, svetli moki. Raziskovalci so ugotovili, da so koncentracije Rb in Ag višje v navadni ajdi, koncentracije drugih elementov (Se, Zn, Fe, Co, Ni, Sb, Cr, Sn) pa so višje v tatarski ajdi. Koncentracije vseh preučevanih elementov v listni moki, ki je pridobljena tako, da se zmeljejo zeleni deli rastline, so bile višje kot njihove koncentracije v zrnu. Koncentracije težkih kovin so bile razmeroma nizke (Bonafaccia in sod., 2003a).
V svoji raziskavi so Pongrac in sod. (2013) ugotavljali koncentracije in razporeditve glavnih mineralov v semenu tatarske ajde. Kalcija je bilo največ v luščini, v zunanjih delih zrna.
Največ magnezija, fosforja in žvepla je bilo v tkivih osi kalčka in v kličnih listih. Magnezij in fosfor se povezujeta v prehransko težje dostopne komplekse in je zato njuna razporeditev v zrnu podobna. Pri kalitvi semen se povezava med tema dvema elementoma prekine in postaneta bolj dostopna. Če za prehrano torej uporabimo nakaljena zrna tatarske ajde, dobimo fosfor in magnezij v lažje dostopni obliki. Z razporeditvijo žvepla si lahko pomagamo pri oceni razporeditve beljakovin. Informacije o razporeditvi mineralov so lahko koristne pri razvoju izdelkov iz zrnja z visoko hranilno vrednostjo.
2.5 UPORABA TATARSKE AJDE 2.5.1 Uporaba tatarske ajde v prehrani
Ajdove hranilne snovi, kot so beljakovine, lipidi, prehranske vlaknine in minerali, imajo posebno sestavo in ugodne učinke delovanja. Delujejo samostojno, lahko pa tudi reagirajo z drugimi snovmi, npr. s fenoli ali steroli ter tako ustvarijo komplekse s koristnimi učinki v človeški prehrani. Ajdovo zrnje je prav tako odličen vir bioaktivnih snovi. Ajda torej spada med živila z visoko hranilno vrednostjo in potencialom za uporabo kot funkcionalno živilo (Krkošková in Mrázová, 2005; Christa in Soral-Śmietana, 2008; Zhu, 2016) . Funkcionalna živila so tista živila, ki znanstveno dokazano vsebujejo komponente s posebno fiziološko funkcijo, ki ni nujno, da so hranilna, a ugodno vplivajo ali celo izboljšujejo zdravje ljudi.
Ajda je naravno funkcionalno živilo, saj za njeno funkcionalno delovanje ni potrebe po dodajanju drugih sestavin in pozitivno vpliva na človeško telo po biološki poti. V tem pogledu je cenjena predvsem zaradi visoke vsebnosti rutina. Posamezni deli ajde bi se zato lahko uporabljali za naravno fortifikacijo hrane z rutinom (Chłopicka, 2008).
Ajda lahko ob ustreznem tretiranju z žveplom akumulira tudi precejšnje količine selena, zato je primerna za biofortifikacijo s selenom in je lahko vir tega elementa v človeški prehrani (Golob in sod., 2016).
Poseben izziv priprave jedi iz zrnja tatarske ajde je luščenje zrn, saj so zrna tatarske ajde majhna z debelo in trdo luščino, ki jo je težko odstraniti. Postopek priprave ajdove kaše je zahteven. Najprej je potrebno zrna namočiti v vreli vodi in jih kuhati, jih posušiti, izluščiti, dosušiti in nazadnje še odpihniti luščine. Tako pridobljena ajdova kaša ima posebne lastnosti in okus. Ajdovo kašo je moč pridobiti tudi brez predkuhanja. Sveža kaša iz nepredkuhane ajde je zaradi klorofila zelenkasta in kasneje oksidira do rdečkaste barve (Kreft, 2020).
Ajdovo zrnje je pred mletjem potrebno očistiti morebitnih primesi in neželenih plevelnih zrn. Pri mletju ajdovih zrn lahko dobimo več frakcij moke. Svetla ajdova moka vsebuje manj beljakovin, mineralov in flavonoidnih snovi, zato pa nekoliko več škroba, ker ima več delcev endosperma. Ta moka je bolj primerna za zahtevne ajdove jedi. Temna ajdova moka vsebuje
več beljakovin, mineralov in flavonoidov kot svetla ajdova moka, ker ima veliko delcev alevronske plasti, teste in kličnih listov, kjer se omenjena hranila večinoma nahajajo (Kreft, 1995). Moka iz zrnja tatarske ajde je rumenkasto zelena, moka iz navadne ajde pa je sivkasta (Vombergar, 2019; Kreft, 2020).
Ajdovo zrnje surovo ni užitno, zato ga je potrebno pred zauživanjem hidrotermično obdelati (Kreft, 1995). Z mešanjem ajdove moke s kakovostno moko pšenice lahko pripravimo kakovosten ajdov kruh (Kreft in sod., 2010). Priljubljene jedi iz ajde so še samostojen ajdov kruh, ajdove testenine, jedi z ajdovo kašo, piškoti in ostale slaščice, žganci, polenta, blini, zanimiv je tudi kruh iz kislega testa tatarske ajde (Lukšič in Germ, 2018) ter še mnoge druge jedi (Kreft, 1995; Vombergar in sod., 2014; Kreft, 2020). Ajdovo zrnje ne vsebuje glutena, zato se lahko uporablja za pripravo hrane za bolnike s celiakijo (Kocjan Ačko, 2015;
Molinari in sod., 2018; Vombergar, 2019; Kreft, 2020). Na Kitajskem pripravljajo zdravilen temen ajdov kis iz zrn tatarske ajde, na Japonskem pa ajdovo žganje iz ajdove kaše (Kreft, 1995).
Tatarska ajda je vsestransko uporabna rastlina z velikim potencialom za razvoj novih izdelkov. Veliko zanimanja je predvsem za testenine in pekovske izdelke (Kreft, 2020).
2.5.2 Uporaba stranskih proizvodov tatarske ajde
Z novimi načini uporabe stranskih proizvodov ajde, ki nastanejo pri pridelavi in predelavi zrnja, lahko rastlino tatarske ajde še bolje izkoristimo.
Predvsem na Japonskem pripravljajo ajdov čaj iz praženih zrn ajdove kaše, lahko pa se pripravi tudi iz posušenih listov ali poganjkov, pobranih tik pred cvetenjem ali v času cvetenja. Ta čaj ne vsebuje kofeina, zaradi koristnih učinkov flavonoidov pa lajša težave krvožilnega sistema, pomaga pri zdravljenju opeklin, krčnih žil in ateroskleroze (Kreft, 1995). Pri pripravi čaja iz cvetov ajde je bila ugotovljena večja količina rutina kot pri pripravi čaja iz zrnja ajde. Pri uporabi posušenih listov ajde za pripravo čaja do največjih izgub rutina pride takrat, ko se listi dalj časa sušijo pri nizkih temperaturah. Splošno gledano imajo posušeni listi najmanj za približno tretjino manj rutina kot sveži listi (Park in sod., 2000).
Pomembno je, da se zeleni deli tatarske ajde za uporabo v prehrani spravijo takrat, ko vsebujejo največ bioaktivnih snovi, kar sovpada s časom cvetenja in tvorbe semen (Fabjan in sod., 2003). Pri uporabi zelenih delov rastline moramo biti previdni, saj vsebujejo fototoksičen fagopirin, ki poveča občutljivost na sončno svetlobo in povzroči razdražljivost kože (Vombergar in sod., 2014; Benković in sod., 2014). Mlade rastline ajde se lahko uporabljajo tudi z zelenjavo (Kreft, 1995).
Otrobi so eden večjih stranskih proizvodov proizvodnje moke iz tatarske ajde. Ugotovili so, da vsebujejo veliko fenolov, od katerih so bili večinoma prisotni flavonoidi v prosti obliki.
Izvlečki fenolov iz otrobov tatarske ajde lahko služijo kot funkcionalna komponenta z
antioksidativnimi aktivnostmi. Poleg tega so ugotovili, da je frakcija prostih flavonoidov tudi zavirala rast človeških rakavih celic v jetrih (Li in sod., 2016). V tatarski ajdi sta delež beljakovin in celotna vsebnost vitaminov iz skupine B višja kot v navadni ajdi. Pri obeh vrstah ajde se večina mineralov v sledovih nahaja prav v otrobih. Na podlagi teh podatkov se lahko sklepa, da so otrobi tatarske ajde odličen živilski material, ki bi ga kazalo uporabiti za preventivno prehrano (Bonafaccia in Fabjan, 2003). Nekateri potrošniki radi v moki vidijo delčke lusk, ki odpadejo pri mletju, saj tako vedo, da je takšna moka res prava ajdova (Kreft, 1995).
Korenine tatarske ajde se v tradicionalni kitajski medicini uporabljajo za zdravljenje kroničnih bolezni, kot so revmatska in rakava obolenja. To podpira raziskava, ki dokazuje, da so korenine tatarske ajde bogate z fenilpropanoidnimi glikozidi, ki lahko delujejo kot inhibitorji rasti tumorjev (Zheng in sod., 2012). Glede na tradicionalno kitajsko medicino so različni deli ajde koristni tudi pri spodbujanju apetita, zdravljenju driske, opeklin, zmanjšanju oteklin, odpravljanju glavobola ter izboljšanju vida in sluha (Gang in sod., 2004).
Kitajci iz substanc ajde izdelujejo kozmetiko in razne druge izdelke za osebno nego (Gang in sod., 2004). Uporabne so tudi luščine, ki ostanejo po luščenju ajdovih zrn. Ponekod so jih uporabljali za toplotno izolacijo ali za shranjevanje salam, še danes pa se uporabljajo tudi kot polnilo za vzglavnike (Kreft, 2020).
2.5.3 Drugi načini uporabe
Ajda je uporabna tudi zaradi svojih alelopatskih lastnosti, s katerimi izboljša kakovost prsti in pripomore k biološkemu zatiranju škodljivcev in plevela (Xuan in Tsuzuki, 2004;
Kalinova in Vrchotova, 2009). Zgodnja zadelava ajdove biomase ali peletov v prst ima zelo dober učinek na zatiranje plevelov. Za alelopatske aktivnosti ajde so odgovorne alelokemikalije (alkaloidi, fenoli, dologoverižne maščobne kisline, flavonoidi) iz poganjkov, korenin in zrnja. Z izkoriščanjem te lastnosti ajde lahko pripomoremo k manjši porabi sintetičnih agrokemikalij (Xuan in Tsuzuki, 2004).
Ajda se po vzniku začne zelo hitro razvijati in zato dobro duši rast enoletnih plevelov (Iljaš in sod., 2017). Zaradi te lastnosti jo lahko uporabljamo kot pokrivni posevek za zatiranje plevela na poljih zgodnjih pridelkov. Setev ajde na polje po tedenskemu premoru po setvi glavnega pridelka (sploh zelenjave) daje najboljše rezultate. Za hitro rast ajde morajo biti tudi dovolj visoke temperature. V takih pogojih pride do večje akumulacije biomase, ki zadovoljivo dominira nad plevelom (Björkman in Shail, 2013).
'Zelena moka' iz ajde, ki se pridobi z mletjem posušenih cvetočih rastlin ajde, se na Japonskem včasih uporablja kot naravno barvilo za testenine, sladoled in ostale živilske proizvode (Kreft S. in sod., 1999).
Za uporabo v farmacevtski industriji bi lahko iz cvetov in zelenih delov rastline ajde pripravili izvlečke raznih spojin, ki bi jih ločili glede na željene lastnosti (Chłopicka, 2008;
Kreft, 2020). S tem ne bi škodovali pridelku, saj je navadno v času zrelosti zrnja še vedno prisotnih veliko cvetov in zelene mase (Kreft, 2020).
3 MATERIALI IN METODE 3.1 ZASNOVA POSKUSA
Na Laboratorijskemu polju Biotehniške fakultete smo 2. 06. 2020 za potrebe projekta 'Lokalno pridelana ajda kot surovina za proizvodnjo kakovostnih živil' (L4-9305) posejali navadno ajdo sorte 'Darja' in tatarsko ajdo sorte 'Zlata'. Mi smo proučevali tatarsko ajdo sorte 'Zlata'. Za poskus smo uredili 4 bloke, znotraj katerih smo pripravili 7 parcelic. Posamezna parcelica je bila dolga 80 cm in široka 40 cm. Na parcelice smo ajdo posejali v dve vrsti, medvrstna razdalja je bila 20 cm. Semena smo ročno posejali na globino 2 do 3 cm. Za setveno normo smo določili približno 250 rastlin/m2. Za vsako vrsto posejane ajde smo stehtali 50 semen; njihova masa je znašala okoli 0,97 g. 15. 06. 2020 smo preverili kalivost semen. To smo izvedli tako, da smo prešteli kaliva semena, ki smo jih teden dni prej dali v vlažno petrijevko. Pri tatarski ajdi je bilo od 100 semen kalivih 91, kar pomeni, da je njena kalivost bila 91 %. Med parcelicami smo pustili 1 vrstico prazno, da ni prišlo do neželenih okoljskih vplivov, na primer več svetlobe, prostora in plevela, ko so se rastline za potrebe vzorčenja odstranjevale. Na začetku in na koncu blokov smo za zaščito pred objedanjem živali posejali ajdo, za zaščito pred kljuvanjem ptic pa smo posevek ajde prekrili z mrežo.
Na začetku rasti smo prostor med vrstami tudi pokrili s temno folijo, da smo onemogočili rast plevelov. Ajde nismo gnojili ali kako drugače oskrbovali, le plevel smo odstranjevali, dokler se ajda sama ni dovolj razrastla. V posameznem bloku smo za vsako pobiranje posebej določili rastline ajde, ki smo jih po določenem času izruvali iz tal. Ponekod so bila tla bolj zbita, zato smo tam opravili izkop rastlin, da smo pridobili čim več korenin za nadaljnje analize. Ločeno smo zbrali korenine, liste, stebla, cvetove, nezrela semena in zrela semena. Korenine smo najprej namakali v vodi, odstranili zemljo in druge nečistoče ter jih osušili. Rastlinske dele smo nato stehtali, jih posušili v sušilniku in ponovno stehtali ter jim gravimetrično določili suho maso. Posušene vzorce smo zmleli in dali posamezne označene dele v analizo na Kemijski inštitut Boris Kidrič.
Preglednica 1: Datumi pobiranja tatarske ajde sorte 'Zlata' po posameznih blokih
Obravnavanje Blok
1 2 3 4
1. pobiranje 30.06.2020 30.06.2020 30.06.2020 30.06.2020
2. pobiranje 7.07.2020 7.07.2020 7.07.2020 7.07.2020
3. pobiranje 14.07.2020 14.07.2020 14.07.2020 14.07.2020
4. pobiranje 21.07.2020 21.07.2020 21.07.2020 21.07.2020
5. pobiranje 28.07.2020 28.07.2020 28.07.2020 28.07.2020
6. pobiranje 11.08.2020 11.08.2020 11.08.2020 11.08.2020
7. pobiranje 8.09.2020 8.09.2020 8.09.2020 9.09.2020
Prvo pobiranje rastlin smo opravili 28. dan po setvi, naslednja pobiranja pa so potekala vsaka dva tedna. Pri 6. pobiranju smo ugotovili, da do zadnjega predvidenega pobiranja večina rastlin še ne bo zrela, zato smo zadnje pobiranje prestavili za dva tedna (Preglednica 1).
3.2 ENOSTAVNE STATISTIKE
Podatke o dinamiki rasti in razvoja sorte 'Zlate' ter pridobljene podatke o rutinu in kvercetinu smo statistično obdelali s pomočjo opisne statistike in jih grafično predstavili s pomočjo programa Microsoft Excel.
Aritmetična sredina (x̄)
Aritmetična sredina je najpogostejši način izračunavanja srednje vrednosti številskih spremenljivk. Izračunamo jo tako, da vsoto vseh vrednosti spremenljivk (xi) delimo s številom vseh podatkov (n) (Košmelj, 2007).
𝑥̅ =1
𝑛∗ ∑𝑛𝑖=1𝑥𝑖 … (1) Standardna napaka (s(𝑥̅))
Standardna napaka je mera za natančnost ocene vzorca. Večja standardna napaka kaže na slabšo natančnost vzorčne ocene in obratno. Izračunamo jo tako, da upoštevamo standardni odklon porazdelitve vzorca (Košmelj, 2007).
s(𝑥̅)= s
√n … (2)
4 REZULTATI
Vsi podatki iz naslednjih grafikonov in njihove interpretacije se nanašajo na tatarsko ajdo sorte 'Zlata'.
4.1 DINAMIKA RASTI IN RAZVOJA TATARSKE AJDE SORTE 'ZLATA'
Slika 2: Število rastlin tatarske ajde sorte 'Zlata'/m2 v blokih posameznih obravnavanj in njihovo povprečno število/m2 pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Število rastlin se je iz 1. do 2. pobiranja povečalo, potem pa se je do konca malo zmanjševalo.
Povprečno število rastlin/m2 se je splošno gibalo malo pod 200 rastlin/m2. Najmanjše povprečno število rastlin/m2 je bilo pri 1. pobiranju, in sicer 183 rastlin/m2, največje pa pri 2. pobiranju: 227 rastlin/m2 (Slika 2).
0 50 100 150 200 250 300
0 50 100 150 200 250 300
Povprečno št. rastlin/m2
Število rastlin/m2
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
Slika 3: Suha snov korenin tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Suha snov korenin se je čez rastno dobo na splošno povečevala. Od 5. do 6. pobiranja se je nekoliko spustila, potem pa se je spet povečala. Povprečna suha snov korenin je pri prvem pobiranju znašala 144 kg/ha, pri zadnjem pa 1.515 kg/ha (Slika 3).
Slika 4: Suha snov listov tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Suha snov listov se je v času rastne dobe povečevala pri vseh blokih s prisotnimi manjšimi nihanji vse do 6. pobiranja. Pri 7. pobiranju se je suha snov v vseh blokih znatno zmanjšala.
Začetna povprečna suha snov listov je bila 759 kg/ha, potem se je postopoma dvignila na
0 500 1.000 1.500 2.000 2.500
0 500 1.000 1.500 2.000 2.500
Povprečna suha snov korenin (kg/ha)
Suha snov korenin (kg/ha)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000
0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000
Povprečna suha snov listov (kg/ha)
Suha snov listov (kg/ha)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
3.785 kg/ha pri 6. pobiranju in se pri 7. obiranju spustila na 2.186 kg/ga. Pri 5. in 7. pobiranju je z visoko vrednostjo izstopal 1. blok (Slika 4).
Slika 5: Suha snov stebel tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Povprečna suha snov stebel se je prav tako skokovito povečala od 316 kg/ha pri 1. pobiranju do 1.292 kg/ha pri 2. in do 11.009 kg/ha pri zadnjem obiranju. Povečanje je bilo v času rastne dobe razmeroma enakomerno, pri 6. pobiranju je izstopala nizka vrednost 2. bloka (Slika 5).
Slika 6: Suha snov cvetov tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000
Povprečna suha snov stebel (kg/ha)
Suha snov stebel (kg/ha)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
0 100 200 300 400 500 600 700
0 100 200 300 400 500 600 700
Povprečna suha snov cvetov (kg/ha)
Suha snov cvetov (kg/ha)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
Cvetovi so se pojavili pri 2. pobiranju, in sicer v povprečju 10 kg/ha. Povprečna količina cvetov je nato naraščala, zopet pa so se pojavila nihanja pri posameznih blokih. Cvetovi so se najbolj intenzivno pojavili pri 5. in 6. pobiranju; pri 6. pobiranju je suha snov cvetov znašala 342 kg/ha. Tu je izstopala visoka vrednost 2. bloka. Pri zadnjem pobiranju pri 3. in 4. bloku nismo zabeležili cvetov, ker so se že oblikovali v semena. Povprečje suhe snovi cvetov se je zato zmanjšalo na 50 kg/ha (Slika 6).
Slika 7: Suha snov nezrelih semen tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Prva nezrela semena so se pojavila pri 3. pobiranju v povprečju 4 kg/ha. Njihova povprečna suha masa se je povečevala vse do zadnjega pobiranja, ko je bila 954 kg/ha. Pri 6. pobiranju je z majhno vrednostjo suhe snovi nezrelih semen izstopal 1. blok (Slika 7).
0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600
0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600
Povprečna suha snov nezrelih semen (kg/ha)
Suha snov nezrelih semen (kg/ha)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
Slika 8: Suha snov zrelih semen tatarske ajde sorte 'Zlata' (kg/ha) v blokih posameznih obravnavanj in njihova povprečna suha snov (kg/ha) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Zrela semena so se prvič pojavila pri 6. pobiranju v povprečju 604 kg/ha. Njihova povprečna suha snov se je potem pri 7. pobiranju sunkovito povečala na 6.154 kg/ha, ko je večina semen že dozorela (Slika 8).
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000
Povprečna suha snov zrelih semen (kg/ha)
Suha snov zrelih semen (kg/ha)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
4.2 VSEBNOST RUTINA V RASTLINSKIH DELIH TATARSKE AJDE SORTE 'ZLATA'
Slika 9: Vsebnost rutina v koreninah tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v koreninah (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Največja povprečna vrednost rutina v koreninah je bila pri 1. pobiranju: 0,41 mg/g SS, potem se je tekom rasti manjšala. Pri 1. pobiranju je izstopala visoka vrednost v 2. bloku, pri 4.
pobiranju pa visoka vrednost 4. bloka. Najmanjša povprečna vrednost je bila pri 5. in 7.
pobiranju, in sicer 0,22 mg/g SS. Pri 7. pobiranju je bila precej nizka vrednost 1. bloka.
Razmeroma majhne standardne napake pri posameznih pobiranjih kažejo na homogen vzorec (Slika 9).
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Povprečna vsebnost rutina v koreninah (mg/g SS)
Vsebnost rutina v koreninah (mg/g SS)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
Slika 10: Vsebnost rutina v listih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v listih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Pri prvih pobiranjih je bila vsebnost rutina v listih najmanjša, potem se je povečala in na koncu nekoliko spustila. Največja vsebnost je bila pri 4. pobiranju: 47,88 mg/g SS, najnižja pa pri 1. pobiranju: 25,72 mg/g SS. Pri zadnjih treh pobiranjih so izstopale majhne vrednosti 1. bloka, pri teh obravnavanjih je tudi standardna napaka bila razmeroma velika. Sklepamo lahko, da so bili ti vzorci heterogeni (Slika 10).
Slika 11: Vsebnost rutina v steblih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v steblih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Povprečna vsebnost rutina v steblih se je iz začetnih 2,51 mg/g SS pri 1. pobiranju malo spustila, potem pa se je postopoma dvigovala do največje vrednosti 7,01 mg/g SS pri
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Povprečna vsebnost rutina v listih (mg/g SS)
Vsebnost rutina v listih (mg/g SS)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
0 2 4 6 8 10 12 14
0 2 4 6 8 10 12 14
Povprečna vsebnost rutina v steblih (mg/g SS)
Vsebnost rutina v steblih (mg/g SS)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
zadnjem pobiranju, kjer je izstopala visoka vrednost 2. bloka. Do največje razlike med bloki je prišlo pri 6. in 7. pobiranju. Vsi vzorci z izjemo zadnjega so bili razmeroma homogeni z majhno standardno napako (Slika 11).
Slika 12: Vsebnost rutina v cvetovih tatarske ajde sorte 'Zlata' (mg/g SS) v blokih posameznih obravnavanj in njegova povprečna vsebnost v cvetovih (mg/g SS) pri sedmih vzorčenjih v rastni dobi
Rutin smo v cvetovih prvič zaznali pri 2. pobiranju. Povprečna vsebnost rutina se je iz 64,61 mg/g SS pri 2. pobiranju malo spustila in potem spet narasla na največjo povprečno vrednost 78,95 mg/g SS pri 4. pobiranju. Pri zadnjih pobiranjih se je vsebnost rutina v cvetovih nižala.
Pri 7. pobiranju smo rutin zaznali le v 1. in 2. bloku, zato je tam bila tudi najnižja povprečna vrednost vsebnosti rutina: 14,60 mg/g SS. Standardne napake so bile pri vseh obravnavanjih razen pri zadnjemu, ko sta bili vrednosti enaki, razmeroma velike, kar kaže na slabo homogenost vzorca (Slika 12).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Povprečna vsebnost rutina v cvetovih (mg/g SS)
Vsebnost rutina v cvetovih (mg/g SS)
1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Povprečje
