Ма; s у харчуванні людини - Хімічний склад та харчова цінність кукурудзи
Існує велика кількість інформації про приблизний хімічний склад кукурудзи. Основні поживні речовини, що входять до його складу, демонструють велику мінливість. У таблиці 8 узагальнено основні дані щодо різних видів кукурудзи, взяті з кількох публікацій. Спостережувана мінливість є як генетичною, так і екологічною. Це може впливати на розподіл ваги та хімічний склад зародкового білка та оболонки насіння.
Основним хімічним компонентом ядер кукурудзи є крохмаль, який становить від 72 до 73 відсотків його ваги. Інші вуглеводи - це прості цукри, присутні у формі глюкози, сахарози та фруктози у пропорціях, що варіюють від 1 до 3 відсотків зерна. Кукурудзяний крохмаль складається з двох полімерів глюкози, амілози, лінійного полімеру та амілопектину, також з одиниць глюкози у розгалуженій формі. Склад кукурудзяного крохмалю генетично обумовлений. У звичайних прищах, будь то зубна щітка або склоподібне тіло, вміст амілози та амілопектину становить 25-30 відсотків та 70-75 відсотків крохмалю відповідно. Воскова кукурудза містить крохмаль, який на 100 відсотків становить амілопектин. Мутант ендосперму, який називається розширювачем амілози (ae), викликає збільшення частки амілози крохмалю до 50 і більше відсотків. Інші гени, окремо або в комбінації, також можуть змінювати пропорцію між амілозою та амілопектином у кукурудзяному крохмалі (Бойєр та Шеннон, 1987).
ТАБЛИЦЯ 9 - Розподіл білкових фракцій сортів Tuxpeсo-1 та Blanco Dentado-1 QPM (цільнозернові)
Blanco Dentado-1 QPM
Tuxpeсo-1
У таблиці 9 узагальнено дані Ortega, Villegas та Vasal (1986) про фракціонування білка звичайної кукурудзи (Tuxpeсo-1) та QPM кукурудзи (Blanco Dentado-1). Фракції 11 і 111 - це цин 1 і цин 11, причому цин 1 (фракція 11) у сорту Tuxpeсo-1 значно вищий, ніж у сорту QPM. Інші дослідники опублікували подібні результати. Кількість розчинного в спирті білка низька у незрілих сутенерів. Вони збільшуються у міру наближення зерна до зрілості. Аналіз цих фракцій для визначення вмісту їх амінокислот показав, що фракція цину мала дуже низький вміст лізину та не мала триптофану. Оскільки ці фракції цину складають понад 50 відсотків білка в зерні кукурудзи, з цього випливає, що білки також містять невелику кількість цих двох амінокислот. З іншого боку, альбуміни, глобуліни та фракції глютену мають відносно високий вміст лізину та триптофану. Ще однією важливою характеристикою тяг цину є їх високий вміст амінокислоти лейцину, що відіграє роль у дефіциті ізолейцину (Patterson et al., 1980).
ТАБЛИЦЯ 11 - Вміст жирних кислот у сортах кукурудзи Гватемали та нутріктах OPM (у відсотках)
| Сорт кукурудзи | C16: 0 Пальмітик | C18: 0 Стеарик | C18: 1 Олеїк | C18: 2 Ліноленова | C18: 3 Ліноленова |
| QPM Nutricta | 15.71 | 3.12 | 36,45 | 43,83 | 0,42 |
| Азотея | 12,89 | 2.62 | 35,63 | 48,85 | |
| Xetzoc | 11.75 | 3,54 | 40.07 | 44,65 | |
| Тропічний білий | 15.49 | 2.40 | 34,64 | 47,47 | |
| Санта-Аполонія | 11.45 | 3.12 | 38.02 | 47,44 |
Якісна білкова кукурудза відрізняється від звичайної кукурудзи розподілом ваги п’яти білкових фракцій, згаданих вище, як показано в таблиці 9. Відхилення є різними і залежать від генотипу та умов вирощування. Однак виявлено, що ген Opaque-2 знижує концентрацію цину приблизно на 30 відсотків. Як результат, вміст лізину та триптофану вищий у сортах QPM, ніж у звичайній кукурудзі.
Харчова якість харчової кукурудзи визначається складом її білків в амінокислотах. Репрезентативні значення для амінокислот, звичайних маків та якісних сортів білка наведені в таблиці 10. Для того, щоб встановити адекватність вмісту незамінних амінокислот, у таблиці також наведено специфіку складу ФАО/ВООЗ незамінних амінокислот. Порівняння звичайних маків з високоякісними білковими сортами виявляє недоліки першого в лізині та триптофані. Іншою важливою характеристикою є високий вміст лейцину в звичайній кукурудзі та менший вміст цієї амінокислоти у якісних сортах білка.
ТАБЛИЦЯ 12 Розчинні та нерозчинні харчові волокна кукурудзи звичайної та високоякісної білкової кукурудзи (у відсотках)
Харчові волокна
ТАБЛИЦЯ 1 3 Загальна кількість клітковини (кислотні та нейтральні методи поділу), геміцелюлоза та лігнін у п’яти сортах кукурудзи (у відсотках)
| MaPs | Волокна (метод нейтрального розділення) | Клітковина (метод кислотного розділення) | Геміцелюлоза | Лігнін | Клітинні стінки |
| 1 | 8.21 | 3.23 | 4.98 | 0,14 | 9.1 |
| 2 | 10,84 | 2.79 | 8.05 | 0,12 | 10.8 |
| 3 | 9.33 | 3.08 | 6.25 | 0,13 | 12,0 |
| 4 | 11.40 | 2.17 | 9.23 | 0,12 | 13.1 |
| 5 | 14.17 | 2.68 | 11.44 | О, 14 | 14.2 |
| Середній | 10,79 ± 2,27 | 2,79 ± 0,44 | 8,00 ± 2,54 | 0,13 ± 0,01 | 11,8 ± 2,0 |
Олія та жирні кислоти
Харчові волокна
ТАБЛИЦЯ 14 - Тонер карт на мінеральну речовину (в середньому п’ять зразків
| Мінеральна сіль | Концентрація (мг/100 г) |
| P | 299,6 ± 57,8 |
| К | 324,8 ± 33,9 |
| Це | 48,3 ± 12,3 |
| Mg | 107,9 ± 9,4 |
| Не застосовується | 59,2 ± 4,1 |
| Fe | 4,8 ± 1,9 |
| Cu | 1,3 ± 0,2 |
| Мн | 1,0 ± 0,2 |
| Zn | 4,6 ± 1,2 |
Інші вуглеводи
Дозрівши, зерно кукурудзи містить невелику кількість вуглеводів, крім крохмалю. Загальний вміст цукру в зерні становить від 1 до 3 відсотків, причому сахароза, основний компонент, в основному міститься в зародку.
Більш високий рівень моносахаридів, дисахаридів та трисахаридів виявляється в зернах, що дозрівають. Через дванадцять днів після запилення вміст цукру відносно високий, тоді як вміст крохмалю низький. У міру дозрівання зерна цукри зменшуються, а крохмаль збільшується. Наприклад, було встановлено, що цукру досягли рівня 9,4 відсотка ядра (сухих речовин) у 16-денних ядрах, але цей рівень помітно знизився з віком. Концентрація сахарози через 15-18 днів після запилення становила від 4 до 8 відсотків сухої маси зерна. Ці відносно високі концентрації відновлюючих цукрів та сахарози можуть пояснити популярність незрілої звичайної кукурудзи та, тим більше, солодкої кукурудзи.
Мінеральні солі
Концентрація попелу в зерні кукурудзи становить близько 1,3 відсотка, трохи менше, ніж вміст сирої клітковини. У таблиці 14 наведено вміст мінеральної солі в деяких зразках з Гватемали. Цілком ймовірно, що це фактори зовнішнього середовища, які впливають на вміст мінеральної солі. Мікроб відносно багатий мінеральними солями, середнє значення яких становить 11 відсотків проти менше 1 відсотка білка. Він забезпечує близько 78 відсотків мінеральних солей цільного зерна. На перше місце виходить фосфор - у формі фітату калію, а потім - магнію. Фосфор повністю міститься в зародку, значення якого становить близько 0,90 відсотка у звичайній кукурудзі та близько 0,92 відсотка у непрозорій кукурудзі. Як і в більшості круп, кукурудза має низький вміст кальцію та мікроелементів.
Жиророзчинні вітаміни
Інший жиророзчинний вітамін, вітамін Е, який підлягає певному генетичному контролю, в основному міститься в мікробі. Джерелом вітаміну Е є чотири токофероли, з яких альфа-токоферол є найбільш біологічно активним. Однак гамма-токоферол, ймовірно, активніший як антиоксидант, ніж альфа-токоферол.
Водорозчинні вітаміни
Кукурудза не містить вітаміну В12, а стигле зерно містить у кращому випадку лише незначну кількість аскорбінової кислоти. Yen, Jensen and Baker (1976) спостерігали вміст близько 2,69 мг на кілограм доступного піридоксину. Інші вітаміни, будь то холін, фолієва кислота або пантотенова кислота, містяться лише у дуже низьких концентраціях.
ТАБЛИЦЯ 15 - Якість білка кукурудзи та інших круп
| це є | Якість білка (відсоток казеїну) |
| maps comun | 32.1 |
| непрозорі покоївки-2 | 96,8 |
| QPM | 82.1 |
| Рис | 79.3 |
| Пшениця | 38,7 |
| Овес | 59,0 |
| Сорго | 32,5 |
| Ячмінь | 58,0 |
| Міл свічка | 46.4 |
| Культивація елевзину | 35,7 |
| Тефф | 56.2 |
| Жита | 64,8 |
Зміни хімічного складу та харчової цінності під час розвитку зерна
Харчова цінність кукурудзи
Значення злаків для харчування мільйонів жителів планети не потрібно демонструвати. З огляду на відносно велике споживання, яке вони зазнають у країнах, що розвиваються, злаки не можна розглядати лише як джерело енергії, оскільки вони також забезпечують важливе надходження білка. Також відомо, що злаки мають низьку концентрацію білків і що якість цих білків обмежена дефіцитом деяких незамінних амінокислот, головним чином лізину. Набагато менше відомо, що деякі крупи містять надлишок певних незамінних амінокислот, що впливає на ефективність використання білків. Кукурудза - класичний приклад. Інші злаки мають той самий недолік, але в меншій мірі.
У таблиці 15 порівнюється харчова цінність кукурудзяних білків з якістю білка восьми інших зерен, вираженою у відсотках казеїну. Якість білка звичайної кукурудзи подібна до якості інших зерен, крім рису. І непрозорий-2, і ендосперм рогівки QPM (Nutricta) мають якість білка не тільки вищу, ніж у звичайної кукурудзи, але й значно перевершує якість інших злаків.
Багато дослідників присвятили себе вивченню причин низької якості білків кукурудзи. Ранні дослідження включають дослідження Мітчелла і Смутса (1932), які виявили помітне поліпшення росту людини, коли дієти, що містять 8 відсотків білка кукурудзи, були доповнені 0,25 відсотками лізину. Ці результати мали бути підтверджені пізніше кількома авторами (наприклад, Howe. Janson and Gilfillan, 1965), тоді як інші (наприклад, Bressani, Elnas і Braham, 1968) показали, що додавання лізину в Mac не призводило до незначного поліпшення білка якість. Ці відмінності в результатах можна пояснити варіаціями вмісту лізину в різних сортах кукурудзи. Дослідження, присвячені цьому питанню, повинні були призвести до відкриття Мерцем, Бейтсом та Нельсоном (1964) кукурудзи з високим вмістом лізину, званої непрозорою-2.
Для деяких дослідників (Hogan et al., 1955) саме триптофан, а не лізин є першою обмежуючою амінокислотою в кукурудзі, що може бути справедливим для деяких сортів з високою концентрацією лізину або продуктів. той чи інший спосіб трансформації. Крім того, всі дослідники сходяться на думці, що одночасне додавання лізину та триптофану помітно покращує якість білка кукурудзи. Експерименти на тваринах підтвердили ці результати.
Поліпшення якості, отримане після додавання лізину та триптофану, було незначним у випадку деяких досліджень та більшим в інших, коли було додавання інших амінокислот. Здається, після лізину та триптофану обмежуючою амінокислотою є ізолейцин, про що свідчать дослідження з питань харчування тварин (Benton, Harper and Elvehjem, 1955). Більшість дослідників, які повідомляли про ці спостереження, зазначили, що ефект додавання ізолейцину пояснювався надлишком ленцину, що перешкоджає всмоктуванню та засвоєнню ізолейцину (Harper, Benton and Elvehjem, 1955; Benton et al., 1956). За деякими працями. велике споживання лейцину, спричинене споживанням кукурудзяних білків, збільшує потребу в ніацині, і ця амінокислота може бути частково відповідальною за пелагру.
Всякий раз, коли спостерігається відповідь на додавання треоніну, це трактується як корекція цією амінокислотою дисбалансу амінокислот за рахунок додавання метіоніну. Подібна роль може приписуватися ізолейцину у випадках, коли додавання останнього призвело до поліпшення результатів. Подібним чином, додавання валіну, що спричиняє зниження якості білка, може бути виправлено додаванням ізолейцину або треоніну.