Кукурудза - потенційне джерело харчування та здоров’я людини: огляд

Оглядова стаття

Повна стаття
Цифри та дані
Список літератури
Цитати
Метрики
Ліцензування
Передруки та дозволи
PDF

Анотація

Кукурудза або кукурудза (Zea mays L.) є важливою зерновою культурою світу. Це джерело живлення, а також фітохімічні сполуки. Фітохімікати відіграють важливу роль у профілактиці хронічних захворювань. Він містить різні основні фітохімікати, такі як каротиноїди, фенольні сполуки та фітостерини. Вважається, що він має потенційну анти-ВІЛ-активність через присутність аглютиніну (GNA) галанту ніваліс (GNA) або кукурудзи GNA. Столова ложка кукурудзяної олії відповідає вимогам до незамінних жирних кислот для здорової дитини або дорослого. Відвар кукурудзяного шовку, коріння, листя та качана використовують при проблемах із сечовим міхуром, нудоті, блювоті та скаргах на шлунок. Зеїн, розчинний у спирті проламін, що міститься в ендоспермі кукурудзи, має унікальне нове застосування у фармацевтичній та нутрицевтичній областях. Стійкий крохмаль (РС) від кукурудзи знижує ризик раку сліпої кишки, атеросклерозу та ускладнень, пов’язаних із ожирінням. Цей огляд представляє детальний погляд на харчові та потенційні переваги кукурудзи для здоров’я.

Заява про суспільний інтерес

Завдяки збільшенню популяції попит на їжу зростає, тому кукурудза може задовольнити потреби в їжі, а також забезпечити харчування людини поряд з низкою корисних для здоров’я. Таким чином, метою цього огляду було надати необхідну інформацію щодо поживних та корисних властивостей кукурудзи, щоб люди почали більше цікавитись до неї, а її споживання як гарне джерело їжі збільшиться.

Конкуруючі інтереси

Автори не заявляють жодного конкуруючого інтересу.

1. Вступ

2. Таксономія кукурудзи

Вид: Zea mays

Рід Zea складається з чотирьох видів, з яких Zea mays L. є економічно важливим. Інші Зеа види, що називаються теозинтами, є переважно дикими травами, корінними в Мексиці та Центральній Америці. Кількість хромосом у Zea mays дорівнює 2n = 20. Плем’я Andropogoneae включає сім родів, а саме старі та нові світові групи. Старий світ включає Коа (2n = 10/20), Хоначне (2n = 20), Склерачне (2n = 20), Трілобачне (2n = 20), і Політока (2n = 20), а нова світова група має Zea та Tripsacum (Біологія кукурудзи, 2011).

3. Харчова цінність кукурудзи

Ядро кукурудзи є їстівною та поживною частиною рослини. Склад ядер кукурудзи представлений в таблиці 1. Він також містить вітамін С, вітамін Е, вітамін К, вітамін В1 (тіамін), вітамін В2 (ніацин), вітамін В3 (рибофлавін), вітамін В5 (пантотенова кислота), вітамін В6 (піридоксин), фолієва кислота, селен, Np-кумарилтриптамін та N-ферулілтриптамін. Калій є основною поживною речовиною, яка має важливе значення, оскільки в раціоні середньої людини його не вистачає (Kumar & Jhariya, 2013). Смажені зерна кукурудзи також використовують як замінник кави (Брідлі, 1992).

Опубліковано в Інтернеті:

Таблиця 1. Склад на 100 г їстівної порції кукурудзи

Кукурудзяні зародки містять близько 45–50% олії, яка використовується для приготування їжі, салатів і отримується в процесі мокрого помелу (Orthoefer, Eastman, & List, 2003). Олія містить 14% насичених жирних кислот, 30% мононенасичених жирних кислот і 56% поліненасичених жирних кислот. Рафінована кукурудзяна олія містить лінолеву кислоту 54–60%, олеїнову кислоту 25–31%, пальмітинову кислоту 11–13%, стеаринову кислоту 2–3% та лінолеву кислоту 1% (CRA, 2006). Дві основні форми вітаміну Е, присутні в нашому раціоні, - це альфа (α) та гама (γ) токофероли. Кукурудзяна олія є одним із найбагатших джерел цих токоферолів, особливо γ-токоферолу, і їх концентрація, згідно з повідомленнями, становила 21,3 та 94,1 мг/100 г відповідно (Sen, Khanna, & Roy, 2006). Кукурудзяний шовк містить різні складові, необхідні для нашого раціону, такі як маїзенова кислота, фіксовані олії, смола, цукор, слизи, сіль та клітковини (Kumar & Jhariya, 2013).

4. Фітохімічне значення кукурудзи

Фітохімікати - це біоактивні хімічні сполуки, які природно присутні в рослинах, що забезпечують користь для здоров’я людини та мають потенціал для зменшення ризику основних хронічних захворювань (Liu, 2004). Кукурудза є важливим джерелом різних основних фітохімікатів, таких як каротиноїди, фенольні сполуки та фітостерини (Jiang & Wang, 2005; Kopsell et al., 2009; Lopez-Martinez et al., 2009). Концентрація каротиноїдів, фенольних сполук та фітостеринів представлена в таблиці 2.

Опубліковано в Інтернеті:

Таблиця 2. Концентрація основних фітохімічних сполук кукурудзи на 100 г

4.1. Каротиноїди

Каротиноїди належать до сімейства червоних, оранжевих та жовтих пігментів. У зернах жовтої кукурудзи присутня велика кількість каротиноїдних пігментів, особливо в рогових та борошнистих ендоспермах (Liu, 2007). Ці пігменти поділяються на два класи: каротини, які є суто вуглеводнями, що не містять кисню, та ксантофіли (лютеїн та зеаксантин), які є вуглеводнями, що містять кисень.

4.2. Фенольні сполуки

Фенольні сполуки є найбільш розповсюдженою категорією фітохімікатів у рослинному світі (Saxena, Saxena, Nema, Singh, & Gupta, 2013). Вони зазначені як фенольні кислоти, флавоноїди, стильбени, кумарини та дубильні речовини (Liu, 2004). Ці сполуки в значній мірі присутні в кукурудзі, особливо у висівках (Zhao, Egashira, & Sanada, 2005). Основними фенольними сполуками кукурудзи є ферулова кислота (FA) або 4-гідрокси-3-метоксицинатна кислота та антоціани. Рафіновані кукурудзяні висівки містять найбільший вміст FA, а потім ячмінь та пшениця (Zhao & Moghadasian, 2008). Антоціани - це загальний клас фенольних сполук, спільно відомих як флавоноїди. Вони є найбільшою групою водорозчинних рослинних пігментів, які мають від червонуватого до фіолетового кольору. Кукурудза має другу найвищу концентрацію антоціанів (Abdel-Aal, Young, & Rabalski, 2006). Найпоширенішими сполуками антоціанів, про які повідомляється в кукурудзі, є пеларгонідин-3-глюкозид, пеонідин-3-глюкозид, пеларгонідин-3- (6 ″ малонілглюкозид), ціанідин-3-глюкозид, ціанідин-3- (3 ″, 6 ″ -малонілглюкозид ) та ціанідин-3- (3 ″, 6 ″ дималонілглюкозиду) (Salinas Moreno, Sanchez, Hernandez, & Lobato, 2005).

4.3. Фітостерини

Фітостерини, які також називаються рослинними стеринами, є важливими компонентами клітинних стінок і мембран рослини (Piironen, Lindsay, Miettinen, Toivo, & Lampi, 2000). На даний момент виявлено понад 250 різних фітостеринів, які поділяються на три класи залежно від їх кількості метильних груп у положенні С-4: прості стерини або 4-десметилстероли, 4, 4-диметилстероли та 4-монометилстероли. Кукурудзяна олія дуже багата фітостеролами (Verleyen et al., 2002). Найбільш часто споживаними фітостеринами з кукурудзяної олії є ситостерин, стигмастерол та кампестерин. Їх розподіл різниться в різних фракціях ядер кукурудзи, таких як ендосперм, оцвітина та зародки (Harrabi et al., 2008).

5. Користь кукурудзи для здоров’я

Кукурудза має різні переваги для здоров’я. Вітаміни B-комплексу в кукурудзі корисні для шкіри, волосся, серця, мозку та правильного травлення. Вони також запобігають появі симптомів ревматизму, оскільки, як вважають, вони покращують моторику суглобів. Наявність вітамінів А, С і К разом з бета-каротином та селеном сприяє поліпшенню роботи щитовидної залози та імунної системи. Калій - основна поживна речовина, присутня в кукурудзі, яка має сечогінні властивості. Кукурудзяний шовк має з ним багато переваг. У багатьох країнах світу, таких як Індія, Китай, Іспанія, Франція та Греція, його використовують для лікування каменів у нирках, інфекцій сечовивідних шляхів, жовтяниці та затримки рідини. Він також може покращити кров'яний тиск, підтримати функціонування печінки та виробляти жовч. Він діє як хороший пом’якшувальний засіб при ранах, набряках та виразках. Відвар шовку, коріння та листя використовують при проблемах із сечовим міхуром, нудоті та блювоті, тоді як відвар качана використовують при скаргах на шлунок (Kumar & Jhariya, 2013).

Наявність незамінних жирних кислот, особливо лінолевої кислоти, в кукурудзяній олії відіграє важливу роль у дієті, підтримуючи артеріальний тиск, регулюючи рівень холестерину в крові та попереджаючи серцево-судинні захворювання (Dupont et al., 1990; Birringer, Pfluger, Kluth, Landes, & Flohe, 2002; Sen et al., 2006). Крім того, столова ложка кукурудзяної олії відповідає вимогам до незамінних жирних кислот для здорової дитини або дорослого (CRA, 2006). Вітамін Е в кукурудзяній олії, який відомий як антиоксидант, що розриває ключові ланцюги, запобігає розвитку окисних стресів у біологічних мембранах і запобігає розвитку атеросклерозу завдяки втручанню кукурудзяної олії в раціон (Lemcke-Norojarvi et al., 2001; Ricciarelli, Zingg, & Azzi, 2001).

Вважається, що кукурудза має потенційну анти-ВІЛ-активність завдяки присутності аглютиніну (GNA) галантус ніваліс (GNA), який також називають GNA-кукурудзою. Лектини - це особливі білки, які можуть зв’язуватися з вуглеводами або вуглеводними рецепторами, що знаходяться на клітинних мембранах. Вважається, що в деяких мікроорганізмах, включаючи вірус ВІЛ, зв’язування лектинів із цукром пригнічує активність вірусу. Зеїн, розчинний у спирті проламін, є важливим компонентом, який міститься в ендоспермі кукурудзи. Це GRAS (загальновизнаний як безпечний), нетоксичний та біологічно розкладається білок. Він має великий потенціал для надання важливих переваг для здоров'я людей. Він діє як наномасштабний біоматеріал, який має унікальні розчинність та плівкоутворюючі властивості. Він має нові застосування у фармацевтичній та нутрицевтичній областях для покриття наночастинок, розробки перспективних нанокомпозитних антимікробних засобів, виготовлення нових упаковок харчових продуктів, інкапсуляції поживних речовин та забезпечення цільової доставки з контрольованим вивільненням (Fernandez, Torres-Giner, & Lagaron, 2009; Jin, Davidson, Zivanovic, & Zhong, 2009; Lai & Guo, 2011; Luo, Zhang, Cheng, & Wang, 2010; Luo, Zhang, Whent, Yu, & Wang, 2011; Sanchez-Garcia, Hilliou, & Lagaron, 2010; Zhang et al., 2010).

Стійкий крохмаль (RS) від кукурудзи, який також називають кукурудзою з високим вмістом амілози, має різні корисні для здоров’я ефекти. Ендосперм кукурудзи містить 39,4 мг/100 г RS (Цзян, 2010). Він уникає травлення, а його споживання сприяє зміні мікробної популяції, зниженню рівня холестерину та посиленню його виведення з калом, збільшенню бродіння та утворенню коротколанцюгових жирних кислот у товстій кишці, зменшенню симптомів діареї, що в цілому знижує ризик розвитку раку сліпої кишки, атеросклерозу та ускладнення, пов’язані з ожирінням (Murphy, Douglass, & Birkett, 2008). RS покращує бажаний склад бактерій товстої кишки у мишей, отже, може мати потенційні пребіотичні властивості (Wang et al., 2002). Його споживання впливає на метаболізм холестерину, зменшує накопичення жиру в організмі, отже, зменшує ризик атеросклерозу, гіперліпідемії, діабету та ожиріння (Higgins, 2004). Це може значно скоротити час кишкового транзиту, що призводить до швидшого виведення відходів через кал (Kim, Chung, Kang, Kim, & Park, 2003).

RS як харчові волокна допомагає контролювати вагу, оскільки зменшує споживання їжі, зменшуючи енергетичну щільність дієти, а також модулюючи певні експресії генів. Було проведено дослідження на щурах, яке пояснило, що включення РС з кукурудзи в їх раціон може впливати на енергетичний баланс через його дію як клітковини, стимулятора пептиду кишечника тирозин-тирозину (пептиду YY), експресора глюкагоноподібного пептиду -1, а також інші гени в області гіпоталамусу головного мозку, які є ключовими факторами для підтримки енергетичного гомеостазу та зменшення споживання їжі за рахунок збільшення насичення (Keenan et al., 2006; Shen et al., 2009). Ще одне дослідження було проведене для вивчення впливу різних продуктів, що містять клітковину, на ситість здорових людей. Результати показали, що вживання кексів, що містять РС та кукурудзяні висівки, мав великий вплив на ситість порівняно з продуктами, що містять інші клітковини (Willis, Eldridge, Beiseigel, Thomas, & Slavin, 2009). RS також вважають потенційно корисним для поліпшення чутливості до інсуліну як у тварин, так і у людей (Deng et al., 2010; Johnston, Thomas, Bell, Frost, & Robertson, 2010).

Кукурудза є важливим джерелом різних фітохімікатів, які відіграють важливу роль у нашому здоров’ї (Kopsell et al., 2009). Існує зворотна кореляція між споживанням фітохімікатів та розвитком хронічних захворювань. Фітохімікам цільного зерна приділяли менше уваги, а іноді їх недооцінювали. Дослідження показали, що фітохімікати в зернах завдяки їх потужній антиоксидантній активності демонструють значний корисний внесок у зменшення ризику багатьох захворювань (Liu, 2007; Madhujith & Shahidi, 2007; Shahidi, 2009). Зерна кукурудзи, особливо жовтий сорт, містить велику кількість каротиноїдних пігментів і має життєво важливе значення в раціоні, оскільки люди не здатні біосинтезувати каротиноїди. Ці пігменти також корисні для профілактики раку (Michaud et al., 2000).

Каротин пов’язаний із багатьма перевагами для здоров’я. Жовта кукурудза, кукурудзяний силос та штамб мають вміст каротину відповідно 22, 17,3 та 6,5 мг/кг (Watson & Ramstad, 1987). Альфа (α) та бета (β) каротин мають активність провітаміну А. Виявлено, що висока концентрація β-каротину діє як проантиоксидант і індукує апоптоз клітин раку товстої кишки, лейкозних клітин, ракових клітин меланоми та ракових клітин шлунка, надаючи таким чином потужний хіміопрофілактичний ефект (Jang, Lim, & Kim, 2009; Palozza et al., 2003, 2001). Однак дієта з високою дозою β-каротину може бути непридатною для курців, оскільки, як вважають, вона збільшує шанси захворюваності на рак легенів (Альфа-Токоферол бета-каротин Профілактична група з вивчення раку, 1994; Duffield-Lillico & Begg, 2004).

Ксантофіли (лютеїн та зеаксантин) у кукурудзі мають деякі основні та специфічні біологічні функції. Добавки лютеїну в їжу в залежності від дози збільшують латентність пухлини, пригнічують ріст пухлини молочної залози, посилюють проліферацію лімфоцитів, знижують частоту пальпується пухлини та значно захищають клітини від пошкоджень, спричинених окислювачем (Chew, Wong, & Wong, 1996). Встановлено, що лютеїн і зеаксантин є єдиними каротиноїдами в жовтому плямі сітківки, які відповідають за гострий і детальний зір. Вони також захищають людей від фототоксичних пошкоджень; також відіграють певну роль у захисті від вікової дегенерації жовтої плями та вікової катаракти. Додавання лютеїну до дієти суб’єктів протягом певного періоду показало значне підвищення оптичної щільності макулярного пігменту та помітний захист жовтої плями від пошкодження світлом (Landrum, Bone, & Kilburn, 1997). Лютеїн також діє як хіміопрофілактичний засіб для придушення раку, надаючи інгібуючу дію під час просування захворювання (Морено та ін., 2007).

ФА має перспективні переваги для здоров'я (Zhao et al., 2005). Він має потужні антиоксидантні властивості та захищає клітинні мембрани від окислення. Різні переваги ФА, отриманих з кукурудзи, включають протиракові, протизапальні, профілактичні ефекти проти втрати кісткової маси, протидіабетичні та гепатопротекторні ефекти (Balasubashini, Rukkumani, Viswanathan, & Menon, 2004; Kawabata et al., 2000; Ou, Kong, Zhang, & Niwa, 2003; Rukkumani, Aruna, Varma, & Menon, 2004; Sassa et al., 2003).

Антоціани добре відомі своїми корисними для здоров’я перевагами, такими як антиканцерогенні, антиатерогенні, знижуючі ліпіди, протидіабетичні, протимікробні та протизапальні властивості. Завдяки потужним антиоксидантним властивостям вони здатні зменшити проникність і крихкість капілярів, стимулювати імунну систему та інгібувати агрегацію тромбоцитів (Ghosh & Konishi, 2007). Споживання антоціанів з фіолетової кукурудзи на 5% дієтичному рівні протягом 36-тижневого періоду введення продемонструвало виражене пригнічення колоректального канцерогенезу у самців щурів, показуючи, що розвиток уражень товстої кишки був суттєво пригнічений (Hagiwara et al., 2001). Як повідомляється, дієтичне введення фіолетового пігменту кукурудзи має антигіпертензивний ефект на спонтанно гіпертонічних самців щурів через зниження систолічного артеріального тиску (Shindo, Kasai, Abe, & Kondo, 2007). Показано, що пігменти чорної клейової качанів кукурудзи володіють потужними антигіперліпідемічними ефектами у мишей з високим жиром, покращуючи профіль ліпідів у сироватці крові та знижуючи атерогенний індекс (Zhang et al., 2010).

Фітостерини мають багато переваг для здоров’я. Харчове споживання фітостерину негативно пов’язане з поглинанням холестерину, загальним вмістом сироватки та холестерину ЛПНЩ (Jiang & Wang, 2005). Основним механізмом, що впливає на користь дієтичних фітостеролів для здоров’я, є пригнічення всмоктування холестерину через кишечник та стимулювання синтезу холестерину, що призводить до посиленого виведення холестерину зі стільцем. Щоб перевірити внесок фітостеринів у кукурудзяну олію на знижуючий холестерин ефект, дослідження порівнювало поглинання холестерину між людьми, які споживали оригінальну та видалену з фітостерину комерційну олію кукурудзи. Дослідження повідомило, що поглинання холестерину у здорових суб'єктів було на 38% вищим у групі, яка споживала комерційну кукурудзяну олію, видалену з фітостерину, ніж у групі, яка споживала оригінальну комерційну кукурудзяну олію протягом двох тижнів. Коли фітостерини кукурудзяної олії додавали назад до кукурудзяної олії, видаленої з фітостерину, поглинання холестерину знову значно зменшилось. Таким чином, споживання кукурудзяної олії протягом тривалого періоду може зменшити концентрацію холестерину та запобігти атеросклеротичній хворобі (Ostlund, Racette, Okeke, & Stenson, 2002).

6. Висновок

Кукурудза є здоровою їжею завдяки наявності поживних речовин та фітохімікатів. Виходячи з користі кукурудзи для здоров’я, про яку йдеться в цій статті, її можна рекомендувати і вводити в наш щоденний раціон.