Ма; s в човешкото хранене - Как да подобрим хранителната стойност на царевицата
Генетични методи
Компонентът, открит в най-високата концентрация в царевичните зърна, е нишестето. Тъй като растението натрупва нишесте в белтъка, подложено на генетично влияние, нишестето може да се превърне в добър източник на енергия. Количеството и качеството на въглехидратната фракция могат да се променят чрез умножение, както е описано от Boyer and Shannon (1983) и Shannon and Garwood (1984).
Доказано е, че восъчният (Wx) ген на восъчната царевица определя амилопектин на белтъчно нишесте до 100 процента, с много ниски количества амилоза (Creech, 1965). Също така е установено, че други гени или комбинации от гени са отговорни за състава на нишестето в белтъка. Генът за удължаване на амилозата (Ae) увеличава амилозната фракция на нишестето с 27 до 50 процента (Vineyard et al., 1958). Други гени причиняват увеличаване на редуциращите захари и захароза. Захарните (Su) гени произвеждат относително големи количества водоразтворими полизахариди и амилоза. Ядките на царевицата, съдържащи този ген, са сладки и от известно значение за консервирането. Съдържанието и качеството на нишестето също имат хранителни последици, тъй като някои гранули на нишесте имат ниска смилаемост, докато други имат висока смилаемост, както показват Sandstead, Hites и Schroeder (1968). Тези изследователи предположиха, че сортовете царевица с восъчни или захарни гени могат да предложат по-добра хранителна стойност за моногастралните животни поради по-голямата смилаемост на нишестето, което произвеждат.
Количество протеин
Изследвания, проведени в Университета на Илинойс, показват, че е възможно да се модифицира съдържанието на протеин в царевичното зърно чрез селекция. Тези проучвания показват, че съдържанието на протеин може да бъде увеличено от 10,9 на 26,6% в щама с високо съдържание на протеин (HP) след 65 поколения селекция. Dudley, Lambert and Alexander (1974) и Dudley, Lambert and de la Roche (1977) демонстрират, че съдържанието на протеин в стандартните самоопрашени линии може да бъде увеличено чрез кръстосване с щама HP от Илинойс и след това обратно кръстосване със стабилната линия. Woodworth и Jugenheimer (1948) стигат до заключението, че общото съдържание на протеин може да бъде увеличено чрез селекция от отворен опрашен сорт или чрез кръстосване на стандартни самоопрашени линии с щам HP, последвано от обратно кръстосване и селекция в дизюнктни популации.
Пълната експресия на гените за контрол на царевичния протеин може да бъде постигната с подходящи нива на азотни торове. Tsai, Huber and Warren (1978, 1980) и Tsai et al. (1983) показват, че прилагането на азотни торове върху царевичните култури увеличава общия протеин в резултат на повишеното съдържание на проламин. По-нататъшни проучвания обаче показват, че качеството на протеините на щамовете HP е по-ниско от това на обикновената царевица, тъй като увеличаването на протеина се дължи на увеличаване на проламиновата фракция. Eggert, Brinegar and Anderson (1953), които са правили проучвания върху свинско месо, показват, че HP царевицата е с по-ниска биологична стойност от обикновената царевица, констатация, която те приписват на по-високото съдържание на проламин в царевицата HP в сравнение с царевицата с нормално съдържание на протеин. Стойността на царевичното зърно на HP ще зависи от това как се държи агрономично и икономично в сравнение с такова, съдържащо около 10 процента протеин. Наличните данни показват, че тези видове царевица не само изискват повече азот в почвата, но и дават по-малко от нормалната протеинова царевица.
Качество на протеините
Ниското протеиново качество на царевицата се дължи преди всичко на липсата на протеини на основните аминокиселини лизин и триптофан. Доказана е обаче известна вариабилност в съдържанието на тези две аминокиселини (Bressani, Arroyave and Scrimshaw, 1953; Bressani et al., 1960). Още през 1949 г. Frey, Brimhall и Sprague успяха да демонстрират генетична променливост в съдържанието на триптофан в кръстоска между високо и ниско протеинови щамове на Илинойс, както и при хибриди. Биологичен експеримент, при който щамовете царевица осигуряват същото ниво на протеин в храната, също разкрива известна вариабилност.
Всички тези данни показват, че е възможно да се подобри качеството на сортовете царевица. Mertz, Bates and Nelson (1964) установяват, че непрозрачният-2 ген значително увеличава съдържанието на лизин и триптофан в царевичния белтък. Този ген също понижава нивото на левцин, което води до по-добро съотношение левцин/изолевцин. През 1965 г. Нелсън, Мерц и Бейтс показват, че генът брашнест-2, ако е хомозиготен, може също да увеличи нивата на лизин и триптофан в царевицата. Изследванията на Международния център за подобряване на царевицата и пшеницата (CIMMYT) са дали QPM линии царевица, които от агрономическа гледна точка се държат като обикновена царевица. Както е посочено другаде в тази работа, качеството на протеините на тази царевица е значително по-високо от това на обикновената царевица, както е доказано от човешкия опит.
Въпреки че тези царевици са на разположение, е трудно да се отглеждат в търговски мащаб, въпреки че ползите, които се очакват от тях за популациите, консумиращи големи количества царевица, биха били значителни.
Други хранителни вещества
Поради връзката между консумацията на царевица и пелаграта и ниската наличност на никотинова киселина в царевицата, са правени опити да се увеличи съдържанието на ниацин в царевицата чрез генетични средства. За 22 сорта, засети на едно и също място, вариабилността варира от 1,25 до 2,6 mg на 100 a (Aguirre, Bressani and Scrimshaw, 1953). Проблемът с ниацин от царевица и други зърнени култури е, че той не е достъпен за животинския организъм.
Другото хранително вещество, което привлече вниманието, е каротинът, предшественик на витамин А. Резултатите, получени от някои изследователи, показват вариация в активността на витамин А при жълтата царевица, варираща от 1,52 до 2,58 µg на грам. Криптоксантенът осигурява 38,3 до 57,3% от общата активност, като балансът се осигурява от бета-каротин (Squibb, Bressani and Scrimshaw, 1957). Други изследователи посочват, че активността на провитамин А е генетично обусловена в царевичните зърна.
Трансформация
Най-често обработката на храни стабилизира хранителните вещества, но загубите могат да възникнат при надвишаване на оптималните условия. Има обаче случаи, при които трансформацията води до полезни промени. Елиминирането на антифизиологичните фактори от фасула е класически пример.
Изгаряне на вар
Варенето на царевица с вар, описано в глава 4, води до известна загуба на хранителни вещества, но също така причинява някои важни хранителни промени. Неговите ефекти върху съдържанието на калций, аминокиселини и ниацин са описани в глава 3.
Други процеси
Освен изпичането на вар, други методи биха подобрили качеството на царевицата. Един от тези процеси е естествената ферментация на варена царевица, която води до повишаване на концентрацията на витамин В и качеството на протеините (Wang and Fields, 1978). По този начин успяхме да покажем, че хранителният позол, приготвен от обработена с вар царевица, която се оставя да ферментира естествено - има по-високо качество от суровата царевица или тортилите. Съобщава се също, че кълняемостта на зърното подобрява хранителната стойност на царевицата чрез увеличаване на съдържанието на лизин и триптофан (Tsai, Dalby and Jones, 1975; Martinez, Gumez-Brenes и Bressani, 1980) и чрез намаляване на съдържанието на цин. Подобен резултат беше получен с висококачествена протеинова царевица.