Ячмень ( Hordeum vulgare ), представитель семейства злаковых , является основным зерновым зерном, выращиваемым в умеренном климате по всему миру. Это было одно из первых культивируемых зерновых культур ; его одомашнили на территории Плодородного полумесяца около 9000 г. до н.э., что дало ему неразрушающиеся колоски и значительно облегчило сбор урожая . Затем его использование распространилось по всей Евразии к 2000 году до нашей эры. Ячмень предпочитает для роста относительно низкие температуры и хорошо дренированную почву. Относительно толерантен к засухе и засоленности почвы , но менее зимостоек, чем пшеница или рожь .
В 2022 году ячмень занял четвертое место среди зерновых по объему производства (155 миллионов тонн) после кукурузы , пшеницы и риса . Во всем мире 70% производимого ячменя используется в качестве корма для животных , а 30% используется в качестве источника сбраживаемого материала для пива или дальнейшей дистилляции в виски , а также в качестве компонента различных продуктов питания . Его используют в супах и рагу, а также в ячменном хлебе различных культур. Зерна ячменя обычно перерабатывают в солод традиционным и древним методом приготовления. В английском фольклоре Джон Ячменное Зерно олицетворяет зерно и изготавливаемые из него алкогольные напитки. Названия английских пабов , такие как The Barley Mow, намекают на роль ячменя в производстве пива.
Староанглийское слово, обозначающее ячмень , было bere . [4] Это сохранилось на севере Шотландии как bere ; он используется для выращиваемого здесь сорта шестирядного ячменя. [5] Современный английский ячмень происходит от древнеанглийского прилагательного bærlic , что означает «ячмень». [3] [6] Слово « амбар» происходит от древнеанглийского bere-aern, что означает «хранилище ячменя». [3] Название рода происходит от латинского hordeum , ячмень, вероятно, родственного латинскому horrere , щетина. [7]
Ячмень — злак , представитель семейства злаковых со съедобными зернами. Его цветки представляют собой гроздья колосков , расположенных характерным узором «елочка» . Каждый колосок имеет длинную тонкую ость (до 160 мм (6,3 дюйма) в длину), из-за чего уши выглядят кисточками. Колоски собраны в группы по три. У шестирядного ячменя все три колоска в каждой грозди плодовиты; у двухрядного ячменя плодороден только центральный. [8] Это самоопыляющийся диплоидный вид с 14 хромосомами . [9]
Геном ячменя был секвенирован в 2012 году Международным консорциумом по секвенированию генома ячменя и Британским консорциумом по секвенированию ячменя. [10] Геном состоит из семи пар [11] ядерных хромосом (рекомендуемые обозначения: 1H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H и 7H), а также одной митохондриальной и одной хлоропластной хромосомы общей длиной 5000 Мб. [12] Подробная информация о геноме свободно доступна в нескольких базах данных по ячменю. [13]
Род ячменя Hordeum относительно тесно связан с пшеницей и рожью в семействе Triticeae и более отдаленно связан с рисом в кладе трав BOP ( Poaceae ). [14] Филогения Triticeae осложнена горизонтальным переносом генов между видами, поэтому существует сеть взаимоотношений, а не простое дерево, основанное на наследовании . [15]
Ячмень был одним из первых зерновых культур, одомашненных в Плодородном полумесяце , районе относительно богатой водой в Западной Азии, [17] около 9000 г. до н.э. [18] [16] Дикий ячмень ( H. vulgare ssp. spontaneum ) встречается от Северной Африки и Крита на западе до Тибета на востоке. [9] Исследование маркеров полногеномного разнообразия показало, что Тибет является дополнительным центром одомашнивания культивируемого ячменя. [19] Самые ранние археологические свидетельства употребления в пищу дикого ячменя , Hordeum spontaneum , относятся к эпохе эпипалеолита в Охало II на южной оконечности Галилейского моря , где были найдены точильные камни со следами крахмала. Останки были датированы примерно 23 000 годом до нашей эры. [9] [20] [21] Самые ранние свидетельства одомашнивания ячменя в виде сортов, которые не могут воспроизводиться без помощи человека, происходят из Месопотамии, в частности, из региона Джармо на территории современного Ирака, около 9 000–7 000 лет до нашей эры. [22] [23]
Одомашнивание существенно изменило морфологию зерна ячменя: от удлиненной формы до более округлой сферической. [24] Дикий ячмень имеет отличительные гены , аллели и регуляторы, обладающие потенциалом устойчивости к абиотическим или биотическим стрессам ; это может помочь культивируемому ячменю адаптироваться к климатическим изменениям. [25] У дикого ячменя хрупкий колос ; по мере созревания колоски отделяются, что облегчает распространение семян . У домашнего ячменя не осыпающиеся колоски, что значительно облегчает сбор зрелых початков. [9] Неразрушающее состояние вызвано мутацией в одном из двух тесно связанных генов, известных как Bt 1 и Bt 2 ; многие сорта обладают обеими мутациями. Состояние неразрушимости является рецессивным , поэтому сорта ячменя, демонстрирующие это состояние, гомозиготны по мутантному аллелю . [9] Одомашнивание ячменя сопровождается изменением ключевых фенотипических признаков на генетическом уровне. [26]
Дикий ячмень, обнаруженный в настоящее время на территории Плодородного полумесяца, возможно, не является прародителем ячменя, культивируемого в Эритрее и Эфиопии , что указывает на то, что он мог быть одомашнен отдельно в Восточной Африке. [27]
Археоботанические данные показывают, что ячмень распространился по Евразии к 2000 году до нашей эры. [16] Генетический анализ показывает, что культивируемый ячмень с течением времени прошел несколько разных маршрутов. [16] К 4200 г. до н.э. одомашненный ячмень достиг Восточной Финляндии. [28] Ячмень выращивали на Корейском полуострове со времен раннего гончарного периода Мумун ( около 1500–850 гг. до н. э.). [29] Ячмень ( Ява на санскрите ) много раз упоминается в Ригведе и других индийских писаниях как основное зерно в древней Индии. [30] Следы выращивания ячменя были обнаружены в Хараппской цивилизации постнеолитического бронзового века 5700–3300 лет назад. [31] Ячменное пиво, вероятно, было одним из первых алкогольных напитков, изобретенных людьми эпохи неолита; [32] Позже он использовался в качестве валюты. [32] В шумерском языке было слово, обозначающее ячмень, акити . В древней Месопотамии стебель ячменя был основным символом богини Шалы . [33]
Рационы ячменя для рабочих появляются на табличках с линейным письмом B в микенском контексте в Кноссе и в микенском Пилосе . [34] В материковой Греции ритуальное значение ячменя, возможно, восходит к самым ранним этапам Элевсинских мистерий . Подготовительный кикеон или смешанный напиток посвященных, приготовленный из ячменя и трав , упомянутый в гомеровском гимне Деметре . Имя богини, возможно, означало «мать ячменя», включая древнее критское слово δηαί (dēai), «ячмень». [35] [36] Согласно «Естественной истории» Плиния Старшего , перед приготовлением каши ячменную крупу сушили и обжаривали . [37] Тибетский ячмень был основным продуктом питания тибетской кухни с пятого века нашей эры. Это зерно, а также прохладный климат, позволявший его хранить, создали цивилизацию, способную собрать огромные армии. [38] Из него изготавливают мучное изделие под названием цампа , которое до сих пор является основным продуктом питания в Тибете. [39] В средневековой Европе хлеб из ячменя и ржи был крестьянской пищей, а продукты из пшеницы потреблялись высшими классами. [40]
Колоски расположены тройками, чередующимися вдоль оси . У дикого ячменя (и других видов Старого Света Hordeum ) плодовит только центральный колосок, а два других редуцированы. Это состояние сохраняется у некоторых сортов, известных как двухрядный ячмень. Пара мутаций (одна доминантная, другая рецессивная) приводит к появлению фертильных боковых колосков, дающих шестирядный ячмень. [9] Мутация в одном гене vrs1 отвечает за переход от двухрядного ячменя к шестирядному. [41]
В традиционной систематике разные формы ячменя классифицировались как разные виды на основании морфологических различий. Двухрядный ячмень с ломающимися колосьями (дикий ячмень) получил название Hordeum spontaneum ( К. Кох ). Двухрядный ячмень с нерушящимися колосьями был назван H. distichon ( L. ), шестирядный с нерушимыми колосьями — H. vulgare L. (или H. hexastichum L.), а шестирядный с нерушимыми колосьями — H. агриокритон Оберг. Поскольку эти различия были обусловлены мутациями одного гена в сочетании с цитологическими и молекулярными данными, в самых последних классификациях эти формы рассматриваются как один вид, H. vulgare L. [9].
Безоболочечный или «голый» ячмень ( Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.) — форма одомашненного ячменя с легко удаляемой оболочкой . Голозерный ячмень — древняя продовольственная культура, но возникла новая индустрия, основанная на использовании отборного голозерного ячменя для повышения усвояемости зерна, особенно для свиней и птицы. [42] Ячмень без шелухи исследовался на предмет возможного нового применения в качестве цельного зерна, отрубей и муки. [43]
В 2022 году мировое производство ячменя составило 155 млн тонн, при этом на Россию приходится 15% мирового производства (таблица). Франция , Германия и Канада были вторичными производителями. Мировое производство ячменя занимает четвертое место среди зерновых после кукурузы (1,2 миллиарда тонн), пшеницы (808 миллионов тонн) и риса (776 миллионов тонн). [45]
Ячмень — это культура, которая предпочитает относительно низкие температуры, от 15 до 20 °C в вегетационный период; его выращивают по всему миру в зонах с умеренным климатом. Лучше всего растет на хорошо дренированной почве, на ярком солнце. В тропиках и субтропиках его выращивают в пищу и на солому в Южной Азии, Северной и Восточной Африке, а также в Андах Южной Америки. В засушливых регионах требуется полив. [46] Он имеет короткий вегетационный период и относительно устойчив к засухе . [40] Ячмень более терпим к засолению почвы , чем другие злаки, что варьируется в зависимости от сорта. [47] У нее меньшая зимостойкость, чем у озимой пшеницы и гораздо меньше, чем у ржи. [48]
Как и другие зерновые культуры, ячмень обычно сажают на возделанной земле. Семена традиционно разбрасывали , но в развитых странах обычно сеют . По мере роста ему требуются питательные вещества почвы (азот, фосфор, калий), которые часто поставляются в виде удобрений. Необходимо следить за наличием вредителей и болезней и при необходимости лечить их до того, как они станут серьезными. Стебли и початки при созревании желтеют, а початки начинают поникать. Традиционный сбор урожая собирался вручную серпами или косами ; в развитых странах уборка урожая механизирована комбайнами . [46]
К насекомым-вредителям ячменя относятся тли ( русская пшеничная) , гусеницы совки , ячменного мучнистого червеца и личинки проволочника родов щелкунов ( Aeolus ). Повреждение тлей часто можно перенести, тогда как совки могут поедать целые листья. Проволочники убивают всходы и требуют обработки семян или предпосевной обработки. [46]
Серьезные грибковые заболевания ячменя включают мучнистую росу, вызываемую Blumeria graminis , ожоги листьев, вызванные Rhynchosporium secalis , ржавчину ячменя, вызываемую Puccinia hordei , корончатую ржавчину, вызываемую Puccinia coronata , различные заболевания, вызываемые Cochliobolus sativus , фузариоз початков [49] и стеблевые заболевания . ржавчина ( Puccinia graminis ). [50] Бактериальные заболевания ячменя включают бактериальную гниль, вызываемую Xanthomonas Campestris pv. полупрозрачный . [51] Ячмень восприимчив к нескольким вирусным заболеваниям, таким как бимовирус легкой мозаики ячменя . [52] [53] Некоторые вирусы, такие как вирус желтой карликовости ячменя , переносимый рисовой корневой тлей , могут вызвать серьезные повреждения урожая. [54]
Для устойчивой устойчивости к болезням количественная устойчивость более важна, чем качественная . Наиболее важные болезни листьев имеют соответствующие области генов устойчивости на всех хромосомах ячменя. [11] Имеется большое количество молекулярных маркеров для селекции устойчивости к бурой ржавчине, мучнистой росе, Rhynchosporium secalis , Pyrenophora teres f. teres , вирус желтой карликовости ячменя и комплекс вируса желтой мозаики ячменя . [55] [56]
Очищенный ячмень (или покрытый ячмень) едят после удаления несъедобной, волокнистой внешней оболочки или оболочки. После удаления его называют очищенным ячменем (или горшечным ячменем, или шотландским ячменем). [57] Перловую крупу (или перловую крупу) очищают от шелухи, чтобы удалить большую часть отрубей, и полируют. [57] Ячменная мука, цельнозерновая ячменная мука, более светлая, чем пшеничная, но более темная по цвету, используется в кашах . [57] Эта каша известна в арабском мире как سويق: awīq . [58]
Имея долгую историю выращивания на Ближнем Востоке , ячмень используется в широком спектре традиционных арабских , ассирийских , израильских , курдских и персидских продуктов питания, включая кешкек , кашк и мурри . Суп из ячменя традиционно едят во время Рамадана в Саудовской Аравии . [59] Чолент или хамин (на иврите) — это традиционное еврейское рагу , которое часто едят по субботам , по многочисленным рецептам как мизрахи , так и евреев -ашкенази ; его первоначальной формой была ячменная каша. [60]
В Восточной и Центральной Европе ячмень используется в супах и рагу, таких как ричет . В Африке , где это традиционное пищевое растение, оно может улучшить питание, повысить продовольственную безопасность, способствовать развитию сельских районов и поддержать устойчивый уход за землей. [61]
Шестирядный сорт бере культивируется на Оркнейских , Шетландских , Кейтнессских и западных островах Шотландского нагорья и островах . При измельчении в муку он используется на местном уровне в хлебе , печенье и традиционных банноках из муки . [62]
В японской кухне ячмень смешивают с рисом и готовят на пару как мугимеши . [63] Военно-морской хирург Такаки Канехиро ввел его в институциональную кулинарию для борьбы с бери-бери , эндемичным в вооруженных силах в 19 веке. Оно стало стандартным тюремным тарифом и остается основным продуктом питания в Силах самообороны Японии . [64]
Вареный ячмень состоит из 69% воды, 28% углеводов , 2% белков и 0,4% жиров (таблица). В стандартной порции в 100 граммов (3,5 унции) приготовленный ячмень обеспечивает 515 килоджоулей (123 ккал) пищевой энергии и является хорошим источником (10% или более дневной нормы ) необходимых питательных веществ , включая пищевые волокна , витамин B , ниацин (14% дневной нормы) и пищевые минералы , включая железо (10% дневной нормы) и марганец (12% дневной нормы) (таблица). [65]
По данным Министерства здравоохранения Канады и Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США , употребление не менее 3 граммов бета-глюкана ячменя в день может снизить уровень холестерина в крови , который является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний . [66] [67] Употребление в пищу цельнозернового ячменя, зерна с высоким содержанием клетчатки, улучшает регуляцию уровня сахара в крови (т. е. снижает реакцию глюкозы в крови на прием пищи). [68] Употребление хлопьев для завтрака , содержащих ячмень, в течение недель или месяцев улучшает уровень холестерина и регуляцию глюкозы. [69] Ячмень содержит глютен , что делает его непригодным для потребления людьми с расстройствами, связанными с глютеном , такими как целиакия , нецелиакическая чувствительность к глютену и страдающие аллергией на пшеницу . [70] Тем не менее, некоторые пациенты с аллергией на пшеницу могут переносить ячмень. [71]
Ячмень, из которого делают солод , является ключевым ингредиентом в производстве пива и виски . [72] Двухрядный ячмень традиционно используется в немецком и английском пиве. Шестирядный ячмень традиционно использовался в производстве пива в США , но сейчас широко используются оба сорта. [73] Дистиллированный из зеленого пива, [74] Шотландский и ирландский виски изготавливается в основном из ячменя. [72] Около 25% американского ячменя используется для соложения, для которого ячмень является наиболее подходящим зерном. [75] Соответственно, ячмень часто оценивают по содержанию в нем солодового фермента . [11] Ячменное вино — это сорт крепкого пива, принадлежащий английской пивоваренной традиции. Одноименный алкогольный напиток 18-го века был приготовлен путем кипячения ячменя в воде, а затем смешивания ячменной воды с белым вином, огуречником , лимоном и сахаром. В 19 веке по рецептам древнегреческого происхождения готовили другое ячменное вино. [3]
Безалкогольные напитки, такие как ячменная вода [3] и жареный ячменный чай, изготавливаются путем кипячения ячменя в воде. [76] В Италии жареный ячмень иногда используется в качестве заменителя кофе, caffè d'orzo (ячменный кофе). [77]
Около 70% мирового производства ячменя используется в качестве корма для скота [78] , например, для кормления крупного рогатого скота в западной Канаде. [79] В 2014 году был разработан ферментативный процесс производства рыбного корма с высоким содержанием белка из ячменя, подходящего для хищных рыб, таких как форель и лосось . [80]
Ячменную солому помещают в сетчатые мешки и плавают в рыбных прудах или водных садах, чтобы предотвратить рост водорослей, не нанося вреда прудовым растениям и животным. Эффективность метода в лучшем случае неоднозначна. [81] Зерна ячменя когда-то использовались для измерения в Англии, номинально на дюйм приходилось три или четыре ячменных зерна . [82] К 19 веку это было заменено стандартными дюймовыми мерами. [83] В древней Месопотамии ячмень использовался как форма денег , стандартной единицей веса ячменя и, следовательно, стоимости был шекель . [84]
В английском фольклоре фигура Джона Берликорна в одноименной народной песне является олицетворением ячменя и изготавливаемых из него алкогольных напитков: пива и виски. В песне Джон Ячменное Зерно представлен страдающим от нападений, смерти и унижений, которые соответствуют различным этапам выращивания ячменя, таким как жатва и соложение; но он мстит, напоив мужчин: «И маленький сэр Джон и орехово-коричневая миска / Наконец оказался самым сильным человеком». [85] [86] Народная песня « Элси Марли » прославляет жену алевита из графства Дарем такими строками, как «А ты знаешь Элси Марли, дорогая? / Жена, которая продает ячмень, дорогая». Антиквар Катберт Шарп пишет, что Элси Марли была «красивой, пышной, суетливой хозяйкой и своей вежливостью и вниманием принесла хорошие традиции в [пивной] ресторан». [87]
Названия английских пабов, такие как The Barley Mow, [88] John Barleycorn, [85] Malt Shovel, [89] и Mash Tun [90], намекают на роль ячменя в производстве пива. [88]
использовалась ячменная вода.
Следы крахмала, обнаруженные на большом плоском камне, обнаруженном на стоянке охотников-рыболовов-собирателей Охало II, как известно, представляют собой первое обнаружение измельчения трав в верхнем палеолите.
Учитывая важность этого открытия для использования съедобного зерна, в настоящее время проводятся дальнейшие исследования.
Тщательный отбор образцов в сочетании с хорошей сохранностью позволили авторам продемонстрировать, что камень Охало II определенно использовался для рутинной обработки диких злаков, пшеницы, ячменя, а теперь и овса, около 23 000 лет назад.
Эта особенность позволяет нам описать ячмень Ярмо как самый ранний из когда-либо обнаруженных «одомашненных» двухрядных ячменей.
Таким образом, имя Деметры можно интерпретировать по-гречески как «мать ячменя».
а шестирядный ячмень традиционно использовался в пиве США.