По хранителна стойност царевицата е доста подобна на другите зърнени култури. Всъщност той е донякъде по-добър от пшеничното брашно и само в малка степен под ориза. Това са трите зърнени култури, които се консумират най-много от хората по целия свят. Проблемът с царевицата се крие в диетата, на която тя е компонент, диета, която е с недостиг на допълнителни храни, необходими за надграждане на хранителните вещества, погълнати в относително големи количества царевица. Популациите, консумиращи царевица, биха били по-добре с хранителна стойност, ако консумираната царевица има лизин и триптофан гени на QPM или ако се консумира с достатъчно количество протеинови храни като бобови растения, мляко, соя и семена и листа от амарант. Това обаче няма да се случи в близко бъдеще и следователно трябва да се вземат други мерки. В този раздел са представени редица възможности, резултатите от проучвания за подобряване на хранителните качества на диетите на основата на царевица.

човека

Консумация на царевица/бобови растения

В целия свят, особено в развиващите се страни, диетата на населението се основава на консумацията на зърнени култури, обикновено царевица, сорго или ориз, и хранителни бобови растения, или обикновен боб, или някой от другите известни. Резултати от много проучвания показват, че тези два вида основни храни се допълват хранително. Наблюдава се допълнителен ефект, например, когато животните се хранят с диети, в които протеинът е получен от царевица и обикновени зърна в различни пропорции от 100: 0 до 0: 100. Когато всеки компонент осигурява близо 50% от протеина в диетата, се получава високо качество, по-високо от индивидуалните качества на компонентите сами. Причината за това е основният аминокиселинен състав на всеки компонент. Царевичният протеин има недостиг на лизин и триптофан, но има справедливи количества съдържащи сяра аминокиселини (метионин и цистин). От друга страна, протеинът от хранителните бобови растения е относително богат източник на лизин и триптофан, но е с ниско съдържание на сяра аминокиселини (Bressani и Elнas, 1974). От тези проучвания се стигна до заключението, че протеинът на фасула или хранителните бобови култури допълва протеина на царевицата най-добре в съотношение 30 части фасул към 70 части царевица.

Това допълнително се среща и в царевицата с краве от грах, с боб мунг, със соя и други бобови храни. Отговорът е същият, дори ако нивото на протеин в диетата не е фиксирано, както в горния пример, но варира в зависимост от съдържанието на протеин във всеки компонент. Полезни резултати са получени с добавено към диетата масло в количества от нула до 10 процента. Също така е важно, че приемът на храна е бил най-висок при максималното ниво на допълване. Тоест се наблюдава и по-висок енергиен прием.

Голямото значение на качеството на протеините е пропуснато от тези, които твърдят, че енергията е по-ограничаваща в диетите, отколкото протеините. Доказано е, че допълнителният ефект, описан по-горе, се проявява и при хората. Азотният баланс беше тестван при проучвания при деца, хранени с обработена с вар царевица и боб в две фиксирани съотношения и ad libitum, както са избрани от децата (Фигура 6). Азотният баланс при фиксираното съотношение във фаза 1 (76:24) е по-нисък, отколкото когато те се хранят със съотношение 60:40 царевица към фасул (фаза 2). Азотният баланс се подобри, когато на децата беше позволено да селектират и селекцията беше близо до седем части царевица и три части боб по тегло. Също толкова важен е фактът, че общият прием на храна също се е увеличил. Обичайният прием на царевица и фасул, установен чрез диетични проучвания през 60-те години, варира между 11: 1 и 18: 1; следователно добавката на фасул беше сравнително малка. По-нови данни (Garcia и Urrutia, 1978) за тригодишни деца дават съотношение царевица към боб 8: 4, а съотношението е още по-лошо за деца на възраст от 6 до 11 месеца.

Подобно на други изследователи, Хансен (1961) установява, че млякото инициира лечението на квашиоркор без затруднения; двукомпонентна смес от 66% царевично брашно и 3 3% кравешко брашно, обаче не е започнала лечение в трите случая, лекувани с него. Трикомпонентна смес, съставена от равни части царевично брашно, царевичен зародиш и вихур (Vigna sinensis), доведе до задоволително възстановяване в случая, в който беше използвана.

Ще са необходими 238 g от сухата трикомпонентна смес и 267 g от двукомпонентната смес, за да се доставят основните аминокиселини, съдържащи се в 100 g обезмаслено мляко. Тъй като растителните формули изискват и по-голямо разреждане, е трудно да се доставят достатъчно от тях, за да задоволят нуждите от протеин.

Scrimshaw et al. (1961) считат, че прекомерното насипно съдържание по отношение на съдържанието на протеини е основна причина за липсата на успех при започване на лечението на квашиоркор със смеси от царевица и боб. Hansen et al. (1960) заявяват, че разликите в биологичната стойност на тестваните протеини са ясно отразени в задържането на азот, което е средно 13 до 14 процента за млякото, 8,8 процента за двукомпонентната смес и само 5,7 процента за трикомпонентната смес. Беше направено заключението, че дву- и трикомпонентните смеси са адекватни за предотвратяване на квашиоркор след първоначално възстановяване от болестта, но че само трикомпонентната смес има протеини, достатъчни в концентрация и качество, за да бъде задоволителна за използване при лечението.

Трябва да се отбележи, че двукомпонентната смес от 66% царевично брашно и 33% кравешко брашно не е най-добрата комбинация от тези два източника на протеин. Bressani and Scrimshaw (1961) съобщават, че в най-добрите смеси от тези две храни, червеното зърно осигурява 50 до 75 процента от протеина, а царевицата 50 до 25 процента.

В други изследвания на Hansen et al. (1960) и Brock (1961), хранителната стойност само на царевицата и на царевицата, допълнена с лизин и триптофан, с грахово брашно и рибно брашно и с грахово брашно и мляко се измерва чрез азотен баланс. Задържането на азот се увеличава значително при всяка форма на добавка, но при прием на протеини под 2,5 g на kg телесно тегло на ден задържането на N е значително по-малко при добавката лизин и триптофан или добавка от грахово брашно, отколкото при млечна диета. Тези разлики изчезват при по-висок прием на протеин. Сместа царевичен грах, допълнена с 12 процента мляко или с 10 процента рибно брашно, води до задържане на азот, сравнимо с това при диета с мляко при всички нива на прием на протеини. Тези променливи резултати за семена от бобови и други бобови семена може да се дължат на използвания вид бобови семена, на аминокиселинен дефицит или на някакъв неизвестен фактор. Те заслужават по-нататъшно проучване, тъй като бобовите семена имат добър потенциал да помогнат за решаването на хранителните проблеми в света.

Baptist и de Mel (1955) получават изключително задоволителен отговор при 23 деца от Цейлон на възраст от една до шест години, хранени със смесена диета от три зърнени храни и четири бобови растения, допълнени с обезмаслено мляко. От друга страна, Navarrete и Bressani (1981) съобщават от изследвания на азотния баланс при възрастни, че диетата с боб създава азотно равновесие при прием от 114 mg N на kg на ден; обаче смес от царевица/боб 87:13 предизвиква азотно равновесие с прием на 98 mg N на kg на ден.

Всички тези проучвания показват, че въпреки че царевичният протеин се подобрява в хранителната си стойност при добавяне на боб, качеството му все още не е напълно адекватно за хранене на кърмачета и деца в предучилищна възраст. Това беше очевидно, когато висококачествените протеинови добавки бяха тествани и с диетата с царевица/боб. Ограничаването на обема на прием и хранителните качества са два фактора от значение при смесите или диетите с царевица/боб.

Ограничаване на хранителните вещества в диетата с царевица/боб

Аминокиселини

Доказано е, че добавянето на 0,3% L-лизин HCl и 0,10% DLтриптофан към диета от 90% царевица и 10% боб води до значително увеличение на наддаването на тегло и качеството на протеините. Те не се увеличават допълнително, когато се добавя и метионин (вж. Таблица 42). Значението на качеството на протеините в система, базирана на царевица и фасул, се наблюдава, когато се предлагат диети от смеси от царевица и фасул плюс метионин. Резултатите потвърждават ограничаването на тази аминокиселина в зърната, тъй като се наблюдава отговор, когато повече зърна са включени в диетата. По същия начин тези диети с царевица и боб и метионин също подтикват субектите да консумират по-големи количества храна или енергия, като по този начин демонстрират стойността на качеството на протеините при стимулиране на приема на храна (Contreras, Elnas и Bressani, 1980, 1981). Резултатите също така показаха, че дори и при най-добрата комбинация, т.е. съотношението царевица към фасул 7: 3, диетата все още е недостатъчна за адекватно качество за малките деца и е още по-голяма, когато делът на боб е по-ниско.

ТАБЛИЦА 42 - Влияние върху хранителната стойност на 90/10 диета с царевица/боб от добавянето на лизин и триптофан към царевица или метионин към фасула

Забележка: Лизин 0,3% (L-лизин MCI); триптофан 0,1%; метионин 0,3%
Източник: Gуmez-Brenes, Elnas и Bressani, 1972

Витамини и минерали

Диета с царевица и фасул в съотношение 7: 3 отговаря на еднократното добавяне на пълна B-витаминна и мастноразтворима смес и още повече на пълна минерална добавка, но не и на калории или на лизин и триптофан. Най-добри резултати от двойните комбинации са получени от минерали плюс аминокиселини, минерали плюс витамини, минерали плюс калории, витамини плюс аминокиселини и витамини плюс калории. Добавянето на калории плюс аминокиселини не е подобрило значително нито увеличаването на теглото на пациентите, нито PER на диетата. За тройни комбинации е необходим адекватен прием на витамини и минерали, преди да може да се получи ефект от аминокиселините, тъй като животните, хранени с диети, обогатени с аминокиселини, вероятно развиват дефицит на витамини и минерали. Въпреки че това може да е очевидно, обикновено не се действа на практика.

Забелязано е, че животните на диета, обогатена с аминокиселини, развиват недостиг на витамини и минерали и много от тях умират. Това се дължи на изчерпването на тези хранителни вещества, причинено от каталитичния ефект на подобреното качество на протеините върху потенциала на животното да реагира на този стимул.

Осигуряването на допълнителни калории в диетата доведе до леко намаляване на качеството на диетата. Това предполага, че добавянето на калории намалява приема на протеини в диетата, което от своя страна намалява нейното качество чрез засилване на дефицита на основни аминокиселини в сместа от царевица и боб. Подобни резултати бяха открити от Contreras, Elnas и Bressani (1980, 1981), използвайки млади растящи плъхове и прасета, хранени със смеси от царевица и боб в тегловно съотношение 87:13 или 70:30. Тези автори потвърдиха резултатите, съобщени по-рано, и посочиха, че едно от основните ограничения при диетите с царевица/боб е тяхната обемистост, която не позволява по-голям прием. Резултатите от някои от тези добавки при плъхове са обобщени в таблица 43.

Извършени са редица проучвания, за да се научи дали увеличаването на съдържанието на протеини в диетата от увеличаване на протеините от царевица и боб би подобрило производителността на животните. Те показаха, че използването при царевица/боб на диета на царевица с 13 процента протеин за заместване на такава с 8,3 процента протеин води до известно увеличение на наддаването на тегло и на използваемия протеин, въпреки факта, че качеството на протеините е намаляло, както е показано от PER и стойности на относителната азотна стойност (RNV). Това се очакваше, тъй като използваемият протеин е резултат от количеството и качеството на протеините. Когато двете проби от царевица (ниско и високо съдържание на протеини) бяха допълнени в тази диета с царевица/боб с лизин и триптофан, беше получено по-голямо подобрение в наддаването на тегло и използваемия протеин, отколкото от диетата с високо протеинова царевица.

ТАБЛИЦА 43 - Хранителна стойност на диета 90/10 царевица/боб, допълнена с витамини, минерали, калории и аминокиселини

Допълнение Ave. печалби (g/28 дни) НА ЧАСТ
Няма (базална диета) 26 ± 2.3 1,11 ± 0,07
+ Витаминна смес 49 ± 4,0 1,55 ± 0,06
+ Минерална смес 65 ± 4.3 1,94 ± 0,06
+ Калории (5% масло) 23 ± 1,2 0,95 ± 0,05
+ Аминокиселини a 26 ± 2,5 1,13 ± 0,08

а лизин (0,3%): DL-триптофан (0,10%)
Източник: Bressani, 1990

Увеличаването на наддаването на тегло и използваемия протеин в сравнение с основната диета също е довело, когато делът на зърната в диетата се е увеличил от 10 на 20 процента, но те са били по-ниски в сравнение със съответните диети, допълнени с аминокиселини. Тези данни бяха интерпретирани така, че диетите с царевица и фасул в съотношение 90:10 първо са ограничаващи качеството на протеините и в по-малка степен количеството протеини (Gуmez-Brenes, Elnas и Bressani, 1972; Elnas и Bressani, 1971; Bressani, Elnas and de Espaсa, 1981). Това е в съгласие със заключенията на Arroyave (1974), който посочва, че за деца от една до две години, за да се получи адекватно задържане на азот от царевица и фасул, подобно на това от 1,27 g млечен протеин на kg телесно тегло на ден, Изискваха се 1,7 g протеин на kg на ден. Тези резултати показват, че протеинът на обикновената царевица в диетата се подобрява чрез добавяне на лизин и триптофан.

Подобряване на диетата с царевица/бобови растения

Добавки за животни

QPM

Замяната на обикновена царевица с QPM е друга алтернатива, която би могла да подобри качеството на диетата с царевица/боб. Резултатите, получени чрез хранене на животни със смеси от QPM и фасул, показват, че както при обикновената царевица, оптималното допълване се осъществява при приблизително 50:50 съотношение на диетичен протеин, еквивалентно на 70:30 тегло царевица/боб (Bressani and Elnas, 1969 ). Има обаче две разлики, които трябва да се отбележат. Единият е, че както наддаването на тегло на животните, така и качеството на протеините са били по-високи при смесите QPM/боб, отколкото при обикновените смеси царевица/боб. Втората точка, вероятно дори по-важна, е, че наддаването на тегло и качеството на протеините на смесите с повече от 70 части царевица не се различават от стойностите, установени за най-добрата смес, диета 70:30. По същия начин приемът на диета в 28-дневен експериментален период се увеличава от 224 g на животно до 388 g в максималната точка и остава постоянен при всички други диети с по-високи нива на QPM в сместа.

В друга поредица от изследвания белтъчното качество на QPM като компонент на диетата с царевица/боб от 82,8% царевица и 10,5% варен фасул е оценено при млади и възрастни кучета, хранени с две нива на протеин (Bressani & Elнas, 1972; Murillo, Кабезас и Бресани, 1974). Диетата QPM/боб е сравнена с подобни диети на обикновена царевица и боб и обикновена царевица, допълнена с лизин и триптофан и боб. Данните за азотния баланс показват, че нивата на задържане на азот при млади или възрастни кучета, хранени с диети QPM/боб са били по-високи или по-високи от тези, при които обикновената царевица в диетата е била допълнена с лизин и триптофан, а нивата са били значително по-високи и при двете диети, отколкото само с царевица и боб.

Тези проучвания, както и проучванията, проведени с отглеждане на свине, също така показват, че диетата с царевица/боб е обемиста, което ограничава количеството, което може да бъде погълнато, за да се задоволят изцяло хранителните нужди (Contreras, Elнas и Bressani, 1980, 1981).

Висококачествени хранителни смеси

В много развиващи се страни и от доста дълго време са положени много усилия за разработване на висококачествени хранителни смеси, които да доставят хранителните вещества, особено протеините, осигурени от хранителни продукти за животни. Повечето от тези храни имат относително високо съдържание на протеини с добър модел на незаменими аминокиселини, който може до известна степен да коригира дефицита на аминокиселини и други хранителни вещества в диетата с царевица/боб, ако се консумира в подходящи количества. Проучванията показват, че този допълнителен ефект е налице. Младите растящи животни са хранени с основна диета от около 85 процента обработена с вар царевица и 15 процента варен черен боб. Тази диета беше правилно допълнена с минерали, витамини и енергия. Групи животни са хранени ежедневно I, 2, 3 и 4 g високо протеинова храна на основата на царевица, соя и обезмаслено мляко. Резултатите демонстрират, че тези нива, особено най-високите, ефективно допълват основната диета, съдейки по наддаване на тегло, използване на протеини и биохимични параметри (de Souza, Elnas и Bressani, 1970).

Тези диети с животински храни и с висококачествени храни са ефективни, тъй като те са в състояние да осигурят хранителни вещества, които все още имат недостиг на диети, базирани на царевица и боб. Следователно всяка храна от животински произход и някои храни от растителен произход, като соя и зелени листни зеленчуци, биха подобрили качеството на такива диети.

Зелени зеленчуци

Изследването на диета с царевица/боб показва, че освен качеството на протеините, липсват и други хранителни вещества. Ефектът от добавянето на витамини и/или минерали към такава диета вече е описан. Проведени са и други проучвания, при които основната диета с царевица/боб е допълнена с малки количества листни зеленчуци като амарант, спанак и чиплин (кроталария). Тези листни зеленчуци осигуряват не само основни аминокиселини и протеини, но витамини и каротини, които осигуряват до известна степен нуждите на животното от витамин А.

Докладвани са различни зеленчуци като добавки към диетата с царевица/боб, а резултатите са показани в таблица 44. Тествани са два комплекта диети, единият с добавени витамини, а другият без. Нивото на добавяне е 5 процента сухо тегло. Всички зеленчуци и в двата комплекта диети подобряват наддаването на тегло и увеличават приема на диета. Използваемият протеин също е по-висок при диетата с царевица/боб със зеленчуци, отколкото при контрола, а най-висок е при листните зеленчуци. Хранителните стойности са по-високи с добавени витамини, отколкото без. Тези проучвания ясно показват, че подобряването на храненето на диетата с царевица/боб 87:13 е възможно чрез осигуряване на витамини, някои допълнителни протеини и незаменими аминокиселини.

ТАБЛИЦА 44 - Ефект на различни зеленчуци, добавени за подобряване на хранителната стойност на обикновена (87/13) диета с царевица/боб