Наука та освіта Видавнича справа

Від наукових досліджень до знань

Журнал Головна
Для авторів
Онлайн подання
Поточне питання
Архів
Про нас

Зернові та бобові культури у харчуванні людей, хворих на целіакію

Зузана Млинекова 1, Марія Хренкова 1, Зузана Формелова 1

1 Науково-дослідний інститут тваринництва Нітра, 951 41, Департамент харчування, Словацька Республіка

Стаття
Метрики
Пов’язаний вміст
Про авторів
Коментарі
Слідуйте авторам

Анотація

Зернові та зернобобові культури відносяться до найважливішої групи рослинництва. Метою даної роботи було вказати на придатність злакових та бобових культур у харчуванні людей, які живуть з аутоімунним захворюванням тонкої кишки, целіакією. Зернові культури відповідають найкращим сучасним ідеям здорового та збалансованого харчування та забезпечують вирішальну частину споживання енергії з їжею в харчуванні людини і не малу частку від загального споживання білка. Деякі злаки містять целіакічно активні поліпептиди і у сприйнятливих осіб викликають алергічні реакції. Активні інгредієнти целіакії містяться у фракції проламіну. Якщо вміст проламіну становить 4-8%, продукти можна вважати доцільними для дієти целіакії. Пшеницю, ячмінь, жито та овес слід виключити з раціону, якщо у людини підтверджена целіакія. У світовому масштабі бобові сприяють приблизно одній третині безпосереднього споживання людством білка. Бобові також накопичують природні продукти (вторинні метаболіти), такі як ізофлавоноїди, які вважаються корисними для здоров’я людини завдяки протипухлинним та іншим заходам здоров’я. Найбільша перевага бобових - це те, що вони не містять глютену і підходять для безглютенової дієти.

Ключові слова: злаки, бобові, целіакія

Міжнародний журнал целіакії, 2014 2 (3), сс 105-109.
DOI: 10.12691/ijcd-2-3-3

Надійшла 10 вересня 2014 р .; Переглянуто 17 вересня 2014 р .; Прийнято 21 вересня 2014 року

Посилання на цю статтю:

Млинекова, Зузана, Марія Чренкова та Зузана Формелова. "Зернові та бобові культури в харчуванні людей, хворих на целіакію". Міжнародний журнал целіакії 2.3 (2014): 105-109.

Mlyneková, Z., Chrenková, M., & Formelová, Z. (2014). Зернові та бобові культури у харчуванні людей, хворих на целіакію. Міжнародний журнал целіакії, 2(3), 105-109.

Млинекова, Зузана, Марія Чренкова та Зузана Формелова. "Зернові та бобові культури в харчуванні людей, хворих на целіакію". Міжнародний журнал целіакії 2, № 3 (2014): 105-109.

Імпортуйте в BibTeX

Імпортуйте в EndNote

Імпорт у RefMan

Імпорт у RefWorks

1. Вступ

Зернові культури відносяться до найважливішої групи рослин, оскільки вони є важливим джерелом високого вмісту білка, вуглеводів, мінералів, вітамінів і клітковини, а також є одним з найдешевших компонентів їжі.

Їх вирощують насамперед для зерна, споживання, кормів для тварин, промислової переробки та насіння. Зернові культури відповідають найкращим сучасним ідеям здорового та збалансованого харчування, забезпечують вирішальну частину споживання енергії з їжею в харчуванні людини і становлять не малу частку від загального споживання білка. Зернові культури багаті на складні вуглеводи, які забезпечують достатньо енергії, і допомагають запобігти раку, запорам, розладам товстої кишки, високий рівень цукру в крові, а також сприяють загальному здоров’ю завдяки великій кількості білків, жирів, ліпідів, мінералів, вітамінів та ферментів. Вони збагачені ніацином, залізом, рибофлавіном і тіаміном, а більшість злаків мають багатий вміст клітковини, особливо ячменю, вівса та пшениці. У злаках також є розчинні висівки, які допомагають знизити рівень холестерину в крові [16] .

Зернові або зернові належать до сімейств однодольнихPoaceae або Gramineae’І широко культивуються для отримання їстівних компонентів їх насіння плодів. Ботанічно ці фрукти називаютьсякаріопсис’І за структурою поділяються на ендосперм, зародки та висівки. Зернові культури обробляються у величезних кількостях і забезпечують більше харчової енергії, ніж будь-який інший тип культури; тому вони відомі як основні культури.

Цілі зерна злаків мають зовнішню висівкову оболонку, крохмалистий ендосперм та зародок.

Висівки: Зовнішні шари ядра називаються висівками, що складають приблизно 5% ядра. Ядро багате клітковиною та мінералами, тоді як висівки містять велику кількість тіаміну та рибофлавіну.

Алейрон: Під час очищення шар висівок видаляється і оголюється шар алейрону, який лежить трохи нижче висівок. Цей шар також багатий фосфором, білками, жиром і тіаміном.

Ендосперм: На жаль, цей шар також втрачається під час обробки. При використанні ендосперму ця велика центральна частина ядра має високий відсоток крохмалю та білка, а також низький вміст вітамінів або мінералів.

Мікроб: Невелика структура в задній частині ядра відома як мікроб. Багатий білком, жиром, мінералами та вітамінами, цей зародок є запасом поживних речовин для насіння під час проростання [16] .

Основним поживним компонентом зерен злаків є вуглевод, який становить 79-83% сухої речовини зерна. Вони класифікуються на основі їх хімічної будови та засвоюваності. Гексози (фруктоза, глюкоза та галактоза) та пентози (ксилоза та арабіноза) є найбільш часто представленими моносахаридами у зерні. Сахароза та мальтоза - це найчастіше зустрічаються дисахариди в зернах злаків. Полісахариди - це полімери, що складаються з понад 20 одиниць моносахариду. Крохмаль, целюлоза та ксилани містяться в основному в зернах. Загальний вміст моно-, ді - та олігосахаридів у злакових та псевдозернових культурах становить від 1 до 3% [19]. Крохмаль - найпоширеніший сахарид у кукурудзі зернових культур і складається з амілози та амілопектину. Їх співвідношення залежить від виду крупи та сорту. Покривний шар зерен є багатим джерелом клітковини, особливо нерозчинної клітковини (целюлоза, геміцелюлоза). Хорошими джерелами розчинної клітковини (пентозани, β-глюкани та розчинна геміцелюлоза) є особливо овес, ячмінь та жито [38] .

Зерна злаків мають низький вміст ліпідів (приблизно 1-7% ядра), але ці ліпіди багаті незамінними жирними кислотами і майже не містять насичених жирних кислот. У злаках міститься незначна кількість фітостеринів за відсутності холестерину [34]. Найбільше ліпідів у зародку. Пшениця, ячмінь, рис, жито та сорго мають нижчий вміст ліпідів, ніж інші злаки. Наприклад, пшениця, рис, кукурудза, жито та ячмінь містять 1-2% ліпідів, а овес 4-7%. Ліпіди утворюються на 72-85% ненасичених жирних кислот, переважно олеїнової та лінолевої кислот. Білок складається із 7-14% зерна, залежно від зерна. Зернові культури мають низький вміст амінокислот триптофану та метіоніну, і хоча потенційне розведення може давати злаки з більшим вмістом амінокислоти лізину, це залишається обмежуючою амінокислотою у злаках [15]. Хренкова та ін. (2003) проводили моніторинг якості білка в зернових (пшениця, спельта, кукурудза та овес) і з’ясували, що обмежуючою амінокислотою є лізин, а середній вміст фракцій альбуміну та глобуліну був найвищим у вівсі, що визначає більшу частку вмісту амінокислоти.

Деякі злаки містять целіакічно активні поліпептиди, які у сприйнятливих осіб викликають алергічні реакції. Білки з молекулярною масою 5-100 кДа відрізняються низькою засвоюваністю і низькою часткою незамінних амінокислот. Активні інгредієнти целіакії містяться у фракції проламіну. Якщо вміст проламіну становить 4-8%, продукти можна вважати відповідними для дієти целиакии [27] .

Gálová та ін. (2011) проаналізували вміст проламінів у трьох зернових і п’яти псевдозернових. Автори з’ясували, що амарант, гречка, пшоно та нут придатні для виробництва безглютенової їжі, оскільки вміст проламінів становило менше 5%. Інші псевдозернові мали вміст клейковини [34] .

Білки для зберігання, які складають основну частину зерна, - це гліадини та глютеніни. Відомо, що гліадини викликають целіакію у людей, чутливих до глютену, і клейковина впливає на напруженість. Білки для зберігання зерна, які відповідають за целіакію, класифікуються на три групи [10, 35]:

- Висока молекулярна маса (HMW)

- Середня молекулярна маса (MMW)

- Низька молекулярна маса (НМГ).

Глютеніни також впливають на еластичність і набряк клейковини і є пусковими механізмами целіакії. Найнебезпечнішою є фракція α-гліадинів, яка складається з тетрапептиду [8]. Фракція гліадинів містить целіакічно активні поліпептиди, які у чутливих осіб людської популяції викликають алергічну реакцію. Харчова алергія є клінічним проявом сенсибілізації до харчових алергенів [8]. Міхалік та ін. (2006) встановили, що це білки з молекулярною масою 5- 10 кДа. Ці білки мають низьку засвоюваність, низьку частку незамінних амінокислот і гірші за харчовими якостями.

Целіакія - це багатофакторне захворювання, що характеризується аутоімунним руйнуванням епітелію всмоктування в тонкому кишечнику, що призводить до порушення всмоктування білка та нездатності стінок кишечника переробляти клейковину. Гліадин зв'язується з відповідними рецепторами епітеліальних клітин кишкових ворсинок і впливає на них цитотоксично [28]. Лікування захворювання полягає в суворій дієті без глютену, яка становить все життя. Це означає - приготування страв, які не містять глютену, тому суворе виключення борошна та продуктів з пшениці, ячменю, вівса та жита. Усі пацієнти експресують антиген-презентуючі молекули людського лейкоцитарного антигену-DQ2 (HLA-DQ2) та/або HLA-DQ8, які зв'язують глютенові пептиди і таким чином активують руйнівні Т-клітини кишечника. У пацієнтів з нелікованим КД циркулюють аутоантитіла IgA до ферменту тканинної трансглутамінази (tTG), компонента ендомізію [36]. .

Активні білки целіакії присутні у фракції проламіну з низькою молекулярною масою приблизно від 20 до 30000 кДа [27] і кодуються в локусі пшениці Gli - 2, за оцінками від 25-30 до 150 копій гена в гаплоїдному геномі [ 42]. Виявлений імунодомінантний епітоп із альфа - гліадину вважається найважливішим стимулюючим активатором целіакії [43]. Це пептидна послідовність з 33 амінокислот, структура якої є структурою, стійкою до подальшого перетравлення, і яка містить три перекриваються послідовності епітопів PFPQPQLPY, PQPQLPYPQ PYPQPQLPY, де Р - пролін, Q - глутамін, F - фенілаланін, L - лейцин, Y - тирозин, а G - гліцин [8] .

Gálová та ін. (2011) з’ясували, що псевдозернові (гречка, амарант) мали целіакії нижче граничного значення, і рекомендували цю групу культур як придатну сировину для розширення асортименту безглютенових продуктів.

Паленчарова та ін. (2010) з’ясували, що вміст запасних білків - глютеніну з високою молекулярною масою (HMW-GS) не перевищує 4,44% у амаранті та 8,8% у гречці, а частка HMW-GS в амаранті коливається від 0,37% до 4,4 %, а в гречці - від 1,57% до 8,8%. Низький вміст HMW-GS підтверджує, що амарантове борошно та гречка не відповідають критеріям якості хлібобулочних виробів, тому їх можна використовувати для хліба лише як добавку до пшеничного або житнього борошна та підходять для безглютенових продуктів. Представленість генотипів аналізованих HMW-GS у нуту та пшениці була вищою. Середня частка HMW-GS у нуті досягла 17,16% та 17,45% у пшениці.

2. Бобові культури

Бобові культури є третім за величиною сімейством квіткових рослин, що включає понад 650 родів та 18 000 видів [25]. В економічному плані бобові культури представляють друге за значимістю сімейство культурних рослин після Poaceae (сімейство злакових), що становить приблизно 27% світового виробництва рослинництва [11] .

У світовому масштабі бобові культури приблизно на третину сприяють безпосередньому споживанню людиною білка, одночасно слугуючи важливим джерелом корму та корму для тварин, харчових та промислових масел. Одним з найважливіших атрибутів бобових культур є здатність до симбіотичної фіксації азоту, що підкреслює їх значення як джерела азоту як в природних, так і в сільськогосподарських екосистемах [14]. Бобові також накопичують природні продукти (вторинні метаболіти), такі як ізофлавоноїди, які вважаються корисними для здоров’я людини завдяки протипухлинній та іншій діяльності, що сприяє зміцненню здоров’я [22] .

Квасоля та горох - це зрілі форми бобових культур. Сюди входять квасоля, квасоля, чорна квасоля, квасоля гарбанцо, квасоля ліма, горох чорноокий, горох колотий та сочевиця. Квасоля та горох є чудовими джерелами білка. Вони також забезпечують інші поживні речовини, такі як залізо та цинк, подібні до морепродуктів, м’яса та птиці. Вони є чудовими джерелами харчових волокон та поживних речовин, таких як калій та фолат, які також містяться в інших овочах. Через високий вміст поживних речовин, квасоля та горох можуть розглядатися і як овоч, і як білкова їжа [17]. Найпоширенішими бобовими для споживання людиною є квасоля, сочевиця, горох, нут та боби фаби [12] .

Таблиця 1. Склад відібраних злакових та псевдозернових (г/100 г зерна) [5,6,37,40]

Таблиця 2 Хімічний склад (г/100 г сухої речовини) деяких насіння бобових культур [1]

Хоча бобові мають більший вміст клітковини, таких як злаки, це не зменшує їх засвоюваність та харчову цінність, оскільки корпуси бобових мають високу засвоюваність (низька частка лігніну та висока частка геміцелюлози та целюлози) [23] .

Бобові культури широко визнані важливим джерелом харчових білків. Насіння бобових культур накопичує велику кількість білків під час їх розвитку [26]. Бойе та ін. (2010) повідомили, що вміст білка в бобових становить 170 –350г.кг-1 сухих речовин. Що стосується розчинності в конкретних розчинниках, білки імпульсу в основному потрапляють до класів альбуміну (розчинний у воді) та глобуліну (розчинний у солі). Білки легумін і віцилін є запасами глобулінів, а альбуміни включають гетерогенну групу ферментів, інгібіторів амілази та лектинів.

Таблиця 3 Вміст поживних речовин у гороху (г кг-1 сухих речовин) [19,21]

Наприклад, білки гороху характеризуються високим вмістом аргініну та лізину (табл. 3), а також меншим вмістом метіоніну, цистину та триптофану [7]. Тому білки бобових довго розглядались як біологічно менш цінні (менший вміст метіоніну, цистину та триптофану). Вміст треоніну є достатнім, що позитивно впливає на якість м’яса (тварин) [21] .

Поживна цінність бобових культур полягає в особливо обмеженій засвоюваності білка, амінокислотному складі, корисності амінокислот, а також наявності антиеліментарних факторів [3]. Утилізація білка гороху обмежує присутність біологічно активних речовин, які мають анти-харчовий ефект і можуть бути усунені термічною обробкою [29] .

Вміст крохмалю становить 22–45% маси зерна імпульсу залежно від джерела, тоді як вміст крохмалю в олійних культурах низький [13]. Як це характерно для інших зерен, пульсові крохмалі складаються з амілози, лінійного α-1,4-зв’язаного глюкану з кількома гілками в діапазоні молекулярної маси 105–106 та амілопектину, сильно розгалуженої і набагато більшої молекули (молекулярна маса 107–109), що складається з α-1,4-зв’язаних глікозильних одиниць різної довжини, з’єднаних між собою α-1,6 точками відгалуження. Імпульсні крохмали, як правило, мають більший вміст амілози порівняно із зерновими та бульбовими крохмалями; цей фактор плюс пов'язана з цим висока здатність до ретроградації може зменшити швидкість перетравлення крохмалю, роблячи їх повільно засвоюваними та/або стійкими до травлення [26] .

Тош та Яда (2010) з’ясували, що в імпульсах багато клітковини, а в харчових волокнах від 15 до 32%; з цього приблизно одна третина-три чверті - це нерозчинна клітковина, а решта - розчинна клітковина. Отто та ін. (1997) підготували борошно з нуту та гладкого та зморшкуватого гороху та виявили, що борошно, що походить із зовнішнього шару сім'ядолі, має більше білка та клітковини, але менше крохмалю, ніж борошно із центральної частини сім'ядолі.

Бобові містять ряд біоактивних речовин, включаючи інгібітори ферментів, лектини, фітати, олігосахариди та фенольні сполуки, які відіграють метаболічну роль у людей або тварин, які часто споживають ці продукти. Деякі з цих речовин розглядаються як антиеліментарні фактори і впливають на якість дієти, значно знижують засвоюваність бобових культур. Фітинова кислота може зменшити біодоступність мінералів [33]. За даними Chung et al. (1998) деякі фенольні сполуки також можуть зменшити засвоюваність білка.

Іншим цінним джерелом білка в харчуванні людини є люпин. Варіативність хімічного складу насіння люпину залежить від генетики та навколишнього середовища, включаючи агрономічні практики. У насінні люпину мізерно мала кількість крохмалю, в якому переважають розчинні та нерозчинні некрохмальні полісахариди та олігосахариди. У порівнянні з іншими бобовими рослинами люпин містить більшу кількість геміцелюлози в сирій клітковині. Вміст лігніну низький, як у гороху [41]. Вміст білка становить від 29 до 45%, з найбільшою кількістю глобулінів (85%). Люпин багатий глутаміновою кислотою, аспарагіновою кислотою, аргініном та лейцином. У ньому менша кількість метіоніну та цистеїну. Він також має низький вміст лізину та триптофану [32] .

Середній вміст білка було знайдено в нуті (11,16%), що підтвердило, що бобові характеризуються більшим вмістом білка порівняно із зерновими та псевдозерновими. Gálová та ін. (2011) проаналізували три види злаків та п’ять видів псевдозернових та один бобовий - нут і виявили, що найвищий середній вміст білка був у нуті (11,16%), що підтвердило, що бобові характеризуються більшим вмістом білка в порівнянні із зерновими і псевдозерни.

Gálová et al (2011) повідомили, що найменший вміст цитоплазматичного білка у досліджуваних зразках був у нуті - в середньому 15,05%. Вміст альбумінів та глобулінів у бобових - у зразку нуту було найвищим 74,7%, тоді як у зернових - у середньому 28,6%, у псевдозернових 37,81%. Міхалік та ін. (2006) повідомили, що домінуючою фракцією нуту є харчові високоцінні цитоплазматичні білки, а також псевдозернові культури - амарант, гречка, просо мають вміст проламінів 4,98% і вони придатні для виробництва безглютенової їжі.

Імпульси позитивно впливають на здоров’я людини. Вони містять багато харчових волокон, що важливо для здорової роботи кишечника; додатково містять розчинну клітковину, яка знижує рівень холестерину в крові. Бобові мають низький глікемічний індекс або ГІ ([44] .

3. Висновок

Враховуючи аутоімунне захворювання тонкої кишки - целіакію; бобові та псевдозернові культури підходять для безглютенової дієти, оскільки вони мають вміст проламіну менше 4% (бобові), а псевдозернових - від 4 до 8%. Зернові культури з високим вмістом проламінів - пшениці, ячменю, жита та вівса повинні бути виключені з раціону, щоб не мати проблем зі здоров'ям.