Ma; s în nutriția umană - Cum se îmbunătățește valoarea nutrițională a porumbului

Metode genetice

Componenta găsită în cea mai mare concentrație din boabele de porumb este amidonul. Deoarece planta acumulează amidon în albină, supus influenței genetice, amidonul poate deveni o sursă bună de energie. Cantitatea și calitatea fracției de carbohidrați pot fi modificate prin multiplicare, așa cum este descris de Boyer și Shannon (1983) și Shannon și Garwood (1984).

S-a demonstrat că gena cerată (Wx) a porumbului ceros determină amilopectina amidon albumină până la 100%, cu cantități foarte mici de amiloză (Creech, 1965). S-a stabilit, de asemenea, că alte gene sau combinații de gene sunt responsabile pentru compoziția amidonului din albumen. Gena de extindere a amilozei (Ae) crește fracțiunea de amiloză a amidonului cu 27 până la 50% (Vineyard și colab., 1958). Alte gene determină o creștere a zaharurilor reducătoare și a zaharozei. Genele zahărului (Su) produc cantități relativ mari de polizaharide solubile în apă și amiloză. Sâmburii de porumb care conțin această genă sunt dulci și au o anumită importanță pentru conservare. Conținutul și calitatea lor de amidon au, de asemenea, implicații nutriționale, deoarece unele granule de amidon au o digestibilitate redusă, în timp ce altele au o digestibilitate ridicată, după cum arată Sandstead, Hites și Schroeder (1968). Acești cercetători au emis ipoteza că soiurile de porumb cu gene ceroase sau zaharate ar putea oferi o valoare nutrițională mai bună pentru animalele monogastrice, datorită digestibilității mai mari a amidonului pe care îl produc.

Cantitatea de proteine

Studiile efectuate la Universitatea din Illinois au arătat că este posibil să se modifice conținutul de proteine din boabele de porumb prin selecție. Aceste studii au arătat că conținutul de proteine ar putea fi crescut de la 10,9 la 26,6 la sută în tulpina bogată în proteine (HP) după 65 de generații de selecție. Dudley, Lambert și Alexander (1974) și Dudley, Lambert și de la Roche (1977) au demonstrat că conținutul de proteine al liniilor standard auto-polenizate ar putea fi mărit prin încrucișarea cu tulpina HP din Illinois și apoi încrucișarea cu linia stabilă. Woodworth și Jugenheimer (1948) au ajuns la concluzia că conținutul total de proteine ar putea fi mărit prin selecția dintr-un soi polenizat deschis sau prin încrucișarea liniilor standard auto-polenizate cu o tulpină HP, urmată de reîncrucișare și selecție în populațiile disjuncte.

Expresia completă a genelor care controlează proteinele din porumb poate fi realizată cu niveluri adecvate de îngrășăminte azotate. Tsai, Huber și Warren (1978, 1980) și Tsai și colab. (1983) au arătat că aplicarea îngrășămintelor azotate la culturile de porumb a crescut proteinele totale ca urmare a conținutului crescut de prolamine. Studii suplimentare au arătat, totuși, că calitatea proteinelor tulpinilor HP a fost inferioară celei de porumb obișnuit, deoarece creșterea proteinelor s-a datorat unei creșteri a fracției de prolamină. Eggert, Brinegar și Anderson (1953), care au făcut studii pe porci, au arătat că porumbul HP are o valoare biologică mai mică decât porumbul obișnuit, constatare pe care au atribuit-o conținutului mai ridicat de prolamină al porumbului HP comparativ cu porumbul cu conținut normal de proteine. Valoarea unui miez de porumb HP va depinde de modul în care se comportă din punct de vedere agronomic și economic în comparație cu unul care conține aproximativ 10% proteine. Datele disponibile arată că aceste tipuri de porumb nu numai că necesită mai mult azot în sol, dar produc și mai puțin decât porumbul proteic normal.

Calitatea proteinelor

Calitatea scăzută a proteinelor din porumb se datorează în primul rând lipsei proteinelor aminoacizilor esențiali lizină și triptofan. Cu toate acestea, s-a demonstrat o anumită variabilitate în conținutul acestor doi aminoacizi (Bressani, Arroyave și Scrimshaw, 1953; Bressani și colab., 1960). Încă din 1949, Frey, Brimhall și Sprague au reușit să demonstreze variabilitatea genetică a conținutului de triptofan într-o încrucișare între tulpinile bogate și scăzute de proteine din Illinois, precum și în hibrizi. Un experiment biologic în care tulpinile de porumb au furnizat același nivel de proteine în dietă au arătat, de asemenea, o anumită variabilitate.

Toate aceste date tind să arate că este posibil să se îmbunătățească calitatea soiurilor de porumb. Mertz, Bates și Nelson (1964) au descoperit că gena opacă-2 a crescut semnificativ conținutul de lizină și triptofan din albumina de porumb. Această genă a scăzut, de asemenea, nivelul de leucină, rezultând un raport mai bun leucină/izoleucină. În 1965, Nelson, Mertz și Bates au arătat că gena făinoasă-2, dacă este homozigotă, poate crește și nivelurile de lizină și triptofan din porumb. Cercetările efectuate de Centrul Internațional de Ameliorare a Porumbului și Grâului (CIMMYT) au produs linii de porumb QPM care, din punct de vedere agronomic, se comportă ca porumbul comun. Așa cum s-a indicat în altă parte în această lucrare, calitatea proteinelor acestor porumb este semnificativ mai mare decât cea a porumbului comun, așa cum s-a arătat în experimentarea umană.

Deși aceste porumb sunt disponibile, a fost dificil să le cultivăm la scară comercială, chiar dacă beneficiile de așteptat de la acestea pentru populațiile care consumă cantități mari de porumb ar fi considerabile.

Alți nutrienți

Datorită asocierii consumului de porumb cu pelagra și a disponibilității reduse a acidului nicotinic în porumb, s-au încercat creșterea conținutului de niacină din porumb prin mijloace genetice. Pentru 22 de soiuri însămânțate în aceeași locație, variabilitatea a variat de la 1,25 la 2,6 mg la 100 a (Aguirre, Bressani și Scrimshaw, 1953). Problema cu niacina din porumb și alte boabe este că nu este disponibilă organismului animal.

Celălalt nutrient care a câștigat atenția este carotina, un precursor al vitaminei A. Rezultatele obținute de unii cercetători au arătat o variație a activității vitaminei A a porumbului galben, variind de la 1,52 la 2,58 µg pe gram. Criptoxantenul a furnizat 38,3 până la 57,3 la sută din totalul activității, soldul fiind asigurat de beta-carotină (Squibb, Bressani și Scrimshaw, 1957). Alți cercetători au indicat că activitatea provitaminei A este determinată genetic în boabele de porumb.

Transformare

Cel mai adesea, procesarea alimentelor stabilizează substanțele nutritive, dar pierderile pot apărea atunci când sunt depășite condițiile optime. Cu toate acestea, există cazuri în care transformarea are ca rezultat schimbări benefice. Eliminarea factorilor antifiziologici din fasole este un exemplu clasic.

Arderea varului

Gătitul cu var de porumb, descris în capitolul 4, are ca rezultat o anumită pierdere de nutrienți, dar provoacă și unele modificări nutriționale importante. Efectele sale asupra conținutului de calciu, aminoacizi și niacină au fost descrise în capitolul 3.

Alte procese

Pe lângă arderea cu var, alte metode ar îmbunătăți calitatea porumbului. Unul dintre aceste procese este fermentarea naturală a porumbului gătit, care are ca rezultat o creștere a concentrației de vitamina B și a calității proteinelor (Wang și Fields, 1978). Așa am reușit să arătăm că alimentul pozol preparat din porumb tratat cu var care este lăsat să fermenteze natural - avea o calitate mai bună decât porumbul crud sau tortilla. De asemenea, s-a raportat că germinarea boabelor îmbunătățește valoarea nutrițională a porumbului prin creșterea conținutului de lizină și triptofan (Tsai, Dalby și Jones, 1975; Martinez, Gуmez-Brenes și Bressani, 1980) și prin scăderea conținutului de zină. Un rezultat comparabil a fost obținut cu porumb proteic de înaltă calitate.