స్థిరమైన పోషకాహారం,  ఆహార భద్రత కోసం ప్రొటీన్ సమృద్ధి వరి (rice)

ఆసియా దేశాల చరిత్ర, సంస్కృతి, సంప్రదాయాలు మరియు జీవన విధానంలో వరి అత్యంత కీలకమైన పాత్ర పోషించింది. భారతదేశం, చైనా, ఆగ్నేయాసియా నది డెల్టా ప్రాంతాల్లో అభివృద్ధి చెందిన ప్రధాన నాగరికతలకు వరి ఆధారంగా నిలిచినింది. సుమారు 172.41 మి. హె. విస్తీర్ణంలో సాగు మరియు 820.22 మి. టన్నుల ఉత్పత్తి జరుగుతుంది. ఇందులో భారతదేశం మరియు చైనా కలిపి ప్రపంచ వారి సాగులో దాదాపు 46 శాతం, మొత్తం ఉత్పత్తిలో సుమారు 52 శాతం వాటాను అందిస్తున్నాయి. ఈ భౌగోళిక గణాంకాలు అనేక దేశాల్లో ఆహార భద్రత సాధనలో వరి ఎంత ముఖ్యమైన పంటగా నిరూపిస్తున్నాయి.

ఆహార భద్రతా మరియు పోషకాహార లోపాలు:

ఆహార భద్రత సాధనలో వారి ముఖ్య భూమిక పోషిస్తుంది. అయితే ప్రపంచ వ్యాప్తంగా ఉన్న వివిధ ఆరోగ్య మహమ్మారిలకంటే కనిపించని పోషకాహార లోపాలు మరియు కుపోషణ ప్రస్తుతం ప్రధాన ఆరోగ్య సమస్యలుగా మారాయి. ఇవి ముఖ్యంగా ప్రసవ వయసులో ఉన్న మహిళలు, పాలిచ్చే తల్లులు, చిన్న పిల్లలు మరియు ఆర్థికంగా వెనుకబడిన వర్గాలపై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతున్నాయి. ప్రొటీన్ వంటి అవసరమైన పోషక పదార్ధాలను తగిన మోతాదులో తీసుకోకపోవడం వలన ఎదుగుదల మందగించడం, శరీర క్షీణత, తక్కువ బరువు, ఎముకల సమస్యలు, రోగనిరోధక శక్తి తగ్గడం వంటి తీవ్రమైన ఆరోగ్య సమస్యలు ఏర్పడతాయి. వీటిని అధిగమించడం కోసం సరైన పోషకాలతో కూడిన ఆహారం ముఖ్యంగా ప్రొటీన్ గల ఉత్పత్తులను తీసుకోవాలి. అయితే, నాణ్యమైన, తక్కవ ఖర్చుతో అందుబాటులో ఉండే సుస్థిరమైన ప్రొటీన్ వనరులను ప్రజలకు అందివ్వడం ప్రధాన సవాలు. మాంసకృతుల ద్వారా లభించే ప్రొటీన్ నాణ్యమైనది అయినప్పటికీ, వాటిని ఎక్కువగా తీసుకోవడం వల్ల వచ్చే ఇతరత్రా గుండె మరియు కాన్సర్ సంబంధిత వ్యాధులు, ఆహారంలో వాటి ఉపయోగాన్ని తగ్గిస్తున్నాయి. దీనికి ప్రత్యామ్నాయంగా వృక్ష ఆధారిత ప్రొటీన్ వనరులు ప్రజలు కోరుకుంటున్నారు. ఉత్తమమైన మరియు అందుబాటులో ఉన్న వృక్షాధారిత ప్రొటీన్లలో ముఖ్యమైనవి ధాన్యాలు, పప్పు ధాన్యాలు, కాయ గింజలు (nuts) మరియు కూరగాయలు. ముందుగా మాట్లాడిన భౌగోళిక గణాంకాలు, విపులమైన సాగు ప్రాంతం, అధిక ఉత్పత్తి మరియు ప్రజల ఆహార అలవాట్లు ప్రకారం “వరి” ఒక అద్భుతమైన సుస్థిర ప్రోటీన్ వనరుగా నిలుస్తుంది.

వరి – పోషక విలువలు :

మిల్లు చేసిన బియ్యంతో పోలిస్తే బ్రౌన్ రైస్ లో పోషక విలువలు అధికంగా ఉంటాయి. అయితే ఎక్కువ శాతం వినియోగదారులు మిల్లు చేసిన బియ్యాన్ని ఆహారంగా తీసుకోవడం వల్ల వాటిలో పోషక విలువలు పెంచడం ప్రాధాన్యంగా మారింది. సాధారణంగా మిల్లు చేసిన బియ్యంలో ప్రధాన పోషకాల కూర్పులో సుమారు 77 -89 గ్రా. కార్బోహైడ్రేట్లు, 6.3 – 7.1  గ్రా. ప్రొటీన్, 0.3 – 0.7  గ్రా.  కొవ్వు పదార్ధాలు (లిపిడ్స్), 0.7 – 2.7 గ్రా.  ఆహార ఫైబర్ తదితర పోషకాలు కలిగి ఉంటాయి. అలాగే సూక్ష్మ పోషకాలు అయిన ఇనుము, జింక్, విటమిన్లు కూడా లభించును. మిల్లు చేసిన బియ్యంలో సాధారణంగా వీటి సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది. ఒక కేజీ బియ్యంలో 0.5 – 2.0 మి.గ్రాముల  ఇనుము మరియు 12 – 25 మి.గ్రాముల జింక్ కలిగి ఉంటాయి. బియ్యపు గింజలు, ముఖ్యంగా రంగు గల (పిగ్మెంటెడ్) రకాలు, ఫీనాలిక్స్, ఫ్లేవనాయిడ్స్ మరియు ఆంథోసయానిన్స్ వంటి పలు జీవక్రియాశీల సమ్మేళనాలను కలిగి ఉంటాయి. ఇవి యాంటీఆక్సిడెంట్ క్రియాశీలతకు దోహదపడుతాయి. ఈ సమ్మేళనాలు ఆక్సిడేటివ్ ఒత్తిడిని తగ్గించడంలో మరియు దీర్ఘకాలిక వ్యాధుల ప్రమాదాన్ని తగ్గించడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయని తెలిసిందే. ఇవే కాకుండా వరిలో అలర్జీ కలిగించని, వాపు నిరోధక, ఆక్సీకరణ నిరోధక, రక్తపోటు తగ్గించే, మరియు రక్తంలో చక్కెర స్థాయిని తగ్గించే లక్షణాలను కలిగి ఉండి, సోయా, కేసిన్ మరియు మెంతి స్థానంలో ఉపయోగించవచ్చు. అందువల్లనే శిశువులకు ఇచ్చే మొదటి ఘన ఆహారంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అప్పుడే ఏరపడుతున్న వరి గింజలలో అధిక ప్రోటీన్ కలిగి ఉండటం మరియు సులభంగా జీర్ణమవడం వల్ల ఇతర ధాన్యాలు మరియు పప్పుదినుసుల ప్రొటీన్లను భర్తీ చేయడానికి ముఖ్య కారణంగా నిలుస్తాయి.

పిల్లల ఆహారానికి మాత్రమే కాకుండా, గ్లూటెన్-రహిత బేకరీ ఉత్పత్తులు మరియు పానీయాల తయారీలో కూడా వరి ప్రొటీన్ సహజ ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగించబడుతోంది. అదనంగా, క్రీడాకారుల కోసం ప్రొటీన్ సప్లిమెంట్ల తయారీలో ఉపయోగిస్తున్నారు. అందువల్ల, వరి ధాన్యం రూపంలోనూ అలాగే హైడ్రోలైజ్డ్ ప్రోటీన్ కాంసన్‌ట్రేట్ల రూపంలోనూ ఆహార పరిశ్రమలో తన స్థానం మరింత బలపరుచుకుంటోంది. ఇవన్నీ కూడా పోషకాహార భద్రతలో వరి యొక్క ప్రాముఖ్యతను పెంచుతున్నాయి. శాస్త్రవేత్తలు కూడా దీని స్వల్ప పంట కాలం, అధిక దిగుబడి, మరియు చీడపీడలను తట్టుకునే శక్తిని దృష్టిలో పెట్టుకొని సరళమైన పోషకాహార ఉత్పత్తిగా గుర్తిస్తున్నారు.

వరిలో ప్రొటీన్ పరిమాణ మార్పులకు కారణమయ్యే అంశాలు :

మిల్లు చేసిన బియ్యంలో ప్రొటీన్ శాతం ప్రధానంగా జన్యు మరియు బాహ్య కారకాల వల్ల ప్రభావితమవుతుంది. ప్రొటీన్ మార్పునకు కారణమయ్యే బాహ్య కారకాలు 3 రకాలు : 1. పర్యావరణ కారకాలు 2. యాజమాన్య పద్ధతులు 3. కోత అనంతర నిర్వహణ మరియు నిల్వ. గింజ నింపుదల దశలో ఉష్ణోగ్రత అత్యంత కీలకమైనది, ఎందుకంటే అధిక ఉష్ణోగ్రతలు సాధారణంగా గింజలలో ప్రొటీన్ శాతాన్ని పెంచుతాయి. అయితే, పరిపక్వ దశలో ఉష్ణోగ్రత పెరగడం వల్ల ధాన్య నాణ్యత తగ్గుతుంది. బియ్యంలో గింజ నింపుదల దశలో సాధారణ ఉష్ణోగ్రత కంటే గాలి ఉష్ణోగ్రత సగటున 5°C పెరగడం వల్ల గింజల ప్రొటీన్ శాతం (GPC) 21% పెరిగింది. కాంతి తీవ్రత కూడా ప్రొటీన్ సంశ్లేషణను  ప్రభావితం చేస్తుంది. తక్కువ కాంతి పరిస్థితుల్లో నిల్వ ప్రొటీన్లు మరియు అత్యావశ్యక అమినో ఆమ్లాలు పెరుగుతాయి, అయితే దీనివల్ల సాధారణంగా వంట నాణ్యత తగ్గుతుంది.

వాతావరణంలో CO₂ స్థాయులు పెరగడం వల్ల బియ్యంలో గింజల ప్రొటీన్ శాతం (GPC) తగ్గుతుంది. ఇది నైట్రేట్ అవశేషణ నిరోధించబడటం వల్ల కావచ్చని భావిస్తున్నారు. పంట కాలంలో 500 ppm CO₂ కు గురైన బియ్యంలో గింజల ప్రొటీన్ శాతం (GPC) 7% తగ్గింది. నీటి లభ్యత మరియు సాగునీటి నిర్వహణ పద్ధతులు ధాన్యపు నిర్మాణాన్ని గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తాయి. ముఖ్యంగా ప్రొటీన్ శాతం తేమ పరిస్థితులకు అత్యంత సున్నితంగా స్పందిస్తుంది. గింజల ప్రొటీన్ శాతం (GPC) పెరుగుదల ప్లాస్టిక్ మల్చ్ సాగుతో పోలిస్తే తడి సాగులో అధికంగా ఉంటుంది. ఎరువుల వినియోగం, ముఖ్యంగా నత్రజని ఎరువులు, గింజల ప్రొటీన్ శాతాన్ని గణనీయంగా పెంచుతాయి.

అయితే అధిక మోతాదులో ఉపయోగించినప్పుడు రుచిపై ప్రతికూల ప్రభావం చూపవచ్చు. నత్రజని ఎరువుల వినియోగ సమయం కూడా ముఖ్యమైనది. పొట్ట దశ, పుష్పించే దశ మరియు గింజ నింపుదల దశలలో నత్రజని వినియోగం GPC ను పెంచుతుంది. ఆసక్తికరంగా, కొన్ని పరిశోధనల్లో పొటాషియం ఎరువుల వినియోగం కూడా GPC పెరుగుదలకు దోహదపడినట్లు గుర్తించారు. నిల్వ సమయంలో ధాన్య నాణ్యత తేమ శోషణ, పురుగుల దాడి మరియు శిలీంధ్రాల ఆక్రమణ వల్ల క్షీణిస్తుంది. ఈ కారకాల ప్రభావంతో జీవరసాయన పరంగా ప్రొటీన్, స్టార్చ్ మరియు అమిలోజ్ శాతం తగ్గిపోతాయి. అదే సమయంలో పెద్ద అణువుల ఎంజైముల విచ్ఛిన్నం కారణంగా చక్కెర శాతం పెరుగుతుంది. దురదృష్టవశాత్తు, మిల్లింగ్ ప్రక్రియ వల్ల GPC సహా పలు పోషకాలు గణనీయంగా తగ్గిపోతాయి, ఎందుకంటే ఈ పోషకాలు ప్రధానంగా గింజలోని భ్రూణం (ఎంబ్రియో) మరియు తవుడు పొరలో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి. అది సుమారు 40% నష్టంగా నమోదైంది. 2 నుండి 14 సెకన్ల వరకు వివిధ మిల్లింగ్ దశల్లో GPC మరియు దాని నిర్మాణంలో కూడా తగ్గుదల కనిపించింది.

బియ్యంలో గింజల ప్రొటీన్ శాతాన్ని ప్రభావితం చేసే బాహ్య కారకాలు

అధిక ప్రొటీన్ కోసం సంకరాభివృద్ధి విధానాలు:

GPC మరియు నాణ్యత లక్షణాలు బహుజన్యు/పరిమాణాత్మక లక్షణాలు, ఎందుకంటే ఇవి అనేక జన్యువుల ప్రభావానికి లోనవుతాయి. అదనంగా, పర్యావరణం కూడా GPC పై గణనీయమైన ప్రభావం చూపుతుంది. వీటిని సాంప్రదాయ సంకరాభివృద్ధితో అధిగమించడం మరియు GPC ను ప్రభావితం చేయడం కష్టసాధ్యం. అందుకే ఎటువంటి బాహ్య ప్రభావితం లేని జన్యు వనరుల గుర్తించడం ముఖ్యం. బియ్యంలో ప్రొటీన్ శాతాన్ని పెంచేందుకు సంకరాభివృద్ధి ఒక ముఖ్యమైన మరియు స్థిరమైన విధానంగా పరిగణించబడుతోంది. అధిక ప్రోటీన్ కలిగిన జన్యు వనరులను ఉపయోగించి, మంచి దిగుబడి మరియు నాణ్యత లక్షణాలు కలిగిన రకాలతో సంకరణలు నిర్వహించడం ద్వారా పోషక విలువలు అధికంగా ఉన్న కొత్త వంగడాలను అభివృద్ధి చేయవచ్చు. ఆధునిక జన్యు మరియు అణు మార్కర్ సాంకేతికతల సహాయంతో అధిక ప్రొటీన్ లక్షణాలను వేగంగా ఎంపిక చేసి అభివృద్ధి చేయడం సాధ్యమవుతోంది.

అధిక ప్రొటీన్ కలిగిన రకాల అభివృద్ధి కోసం చేసిన ప్రయత్నంలో అధిక దిగుబడిని ఇచ్చే ‘నవీన్’ రకాన్ని, అధిక ప్రొటీన్ కలిగిన ‘ARC10075’  రకంతో సంకరణం చేయడం ద్వారా ముఖ్యంగా ‘బ్యాక్ క్రాస్ బ్రీడింగ్’ మరియు ఎంపిక ప్రక్రియల ద్వారా పరిశోధకులు CR Dhan 310 మరియు CR Dhan 311 వంటి మెరుగైన రకాలను రూపొందించారు. సాధారణ వరి రకాల్లో 7-8 % ప్రొటీన్ ఉండగా, ఈ కొత్త రకాల్లో 10-10.3 % శాతం వరకు పెరగడం గమనార్హం. అలాగే స్వర్ణ (Swarna), IR-64, నవీన్, ARC10075 మరియు ARC10063 వంటి వివిధ రకాలను ఉపయోగించి చేసిన రికాంబినెంట్ బ్రీడింగ్ (recombinant breeding) ద్వారా, విభిన్న వాతావరణ పరిస్థితుల్లో స్థిరమైన ప్రొటీన్ కలిగిన ‘ఎలైట్ రైస్ లైన్లను’ అభివృద్ధి చేసారు. మార్కర్-అసిస్టెడ్ బ్రీడింగ్ మరియు ‘QTL మ్యాపింగ్’ అధ్యయనాల ద్వారా ధాన్యంలో ప్రొటీన్ కంటెంట్ (GPC) ను నియంత్రించే qGPC1.1 వంటి స్థిరమైన జన్యు ప్రాంతాలను గుర్తించారు. ఇది ప్రజలు ఎక్కువగా ఇష్టపడే వరి రకాల్లోకి ప్రొటీన్ గుణాలను సమర్థవంతంగా బదిలీ చేయడానికి ప్రజననకర్తలకు (breeders) సహాయపడుతుంది. ఇవి మాత్రమే కాకుండా ప్రస్తుతం అందుబాటులోకి వచ్చిన SNP జీనోటైపింగ్ మరియు CRISPR/Cas9 వంటి అత్యాధునిక ‘జీన్ ఎడిటింగ్’ సాంకేతికతలు, పోషక విలువలు పెంచిన వరి రకాల అభివృద్ధిని మరింత వేగవంతం చేస్తున్నాయి. వీటి ద్వారా మెరుగైన ప్రోటీన్ నాణ్యత మరియు వినియోగదారుల ఆమోదం పొందేలా వరి రకాలను తీర్చిదిద్దుతున్నారు.

అయితే, ఐసీఏఆర్–భారతీయ వరి పరిశోధనా సంస్థలో కూడా ప్రజాదరణ పొందిన రకాల్లో ప్రొటీన్ ను పెంచే ప్రయత్నాలు ఆరంభ దశ నుండి వేగంగా కదులుతున్నాయి. వీరు ప్రొటీన్ కు సంబంధించిన జన్యు వనరులను పరిశిలీస్తున్నారు. అందులో భాగంగా అధిక ప్రొటీన్ గల కొన్ని స్థానిక జాతులు (ల్యాండ్ రేసులు) గుర్తించారు. వీటిని సరైన సంకారాభివృద్ధి పద్ధతుల్లో వినియోగించుకోవడం జరుగుతుంది.

సంక్షేపం :

ప్రపంచవ్యాప్తంగా స్థానిక మరియు సామాజిక అభిరుచులు వరిని వినియోగం చేసే రకం మరియు రూపాన్ని నిర్ణయిస్తాయి. వరి (బియ్యం) వినియోగ విధానంలో విస్తృతమైన తేడాలు ఉన్నప్పటికీ, ఇది మానవ ఆహారంలో ఒక అవిభాజ్య భాగంగా కొనసాగుతోంది. అందువల్ల, అధిక దిగుబడి సామర్థ్యంతో కూడిన పోషకాలు సమృద్ధిగా కలిగిన బియ్యం వంగడాలు, పోషక లోపాలు మరియు అంటురాని రుగ్మతలు (NCDs) వంటి సమస్యలను కనీసం కొంతవరకు పరిష్కరించడంలో సహాయపడగలవు.

డా. కె. దివ్య (జె.ఆర్.ఎఫ్), ఎస్. యశ్వంత్ (ఎస్.ఆర్.ఎఫ్), సి. దుర్గా పావని, పీహెచ్.డి. స్కాలర్1, డా. జె. అరవింద్ కుమార్ (ప్రధాన శాస్త్రవేత్త-వరి)భారతీయ వ్యవసాయ పరిశోధనా మండలి (ICAR)-భారతీయ వరి పరిశోధన సంస్థ (IIRR), ఫోన్  : 8107190441