Kukorica az emberi táplálkozásban - A kukorica étrendjének javítása

Táplálkozási értékében a kukorica meglehetősen hasonló a többi gabonaféléhez. Valójában némileg felülmúlja a búzalisztet, és csak kis mértékben a rizs alatt van. Ez az a három gabonamag, amelyet az emberek fogyasztanak a világ minden táján. A kukorica problémája abban az étrendben rejlik, amelynek alkotóeleme, egy olyan étrend, amely többnyire hiányos a viszonylag nagy mennyiségű kukoricában bevitt tápanyagok megújításához szükséges kiegészítő élelmiszerekben. A kukoricát fogyasztó populációk táplálkozási szempontból jobb helyzetben lennének, ha az elfogyasztott kukoricában a QPM lizin- és triptofángénjei lennének, vagy ha elegendő mennyiségű fehérjetartalmú étellel, például hüvelyesekkel, tejjel, szójababbal, amarantmaggal és levelekkel együtt fogyasztanák. Ez azonban a közeljövőben nem fog bekövetkezni, ezért más intézkedéseket kell hozni. Ebben a részben számos lehetőséget, a kukorica alapú étrend táplálkozási minőségének javítását célzó tanulmányok eredményeit mutatjuk be.

Kukorica/hüvelyesek fogyasztása

Világszerte, különösen a fejlődő országokban, a populációk étrendje egy gabonafélék, általában kukorica, cirok vagy rizs, valamint egy élelmiszer hüvelyes fogyasztása, akár közönséges bab, akár bármely más ismert fogyasztása. Számos tanulmány eredménye kimutatta, hogy ez a kétféle alapvető táplálék táplálék-kiegészítés egymást. Komplementer hatást figyeltek meg például akkor, amikor az állatokat olyan étrendekkel etették, amelyekben a fehérje kukoricából és közönséges babból származott, különböző arányban 100: 0 és 0: 100 között. Amikor mindegyik komponens a fehérje közel 50% -át adta az étrendben, magas minőséget értek el, ami magasabb, mint a komponensek egyedi tulajdonságai. Ennek oka az egyes komponensek esszenciális aminosav-összetétele. A kukoricafehérjében hiányzik a lizin és a triptofán, de megfelelő mennyiségű kéntartalmú aminosav (metionin és cisztin) van benne. Másrészt az étkezési hüvelyesek fehérje viszonylag gazdag lizin- és triptofánforrás, de kevés kéntartalmú aminosavat tartalmaz (Bressani és Elнas, 1974). Ezekből a vizsgálatokból arra a következtetésre jutottak, hogy a bab vagy az étkezési hüvelyesek fehérje a kukorica fehérjét egészíti ki a legjobban 30 rész bab és 70 rész kukorica arányában.

Ez kiegészül a tehénborsóval, a mung babgal, a szójababbal és más étkezési hüvelyesekkel készült kukoricában is. A válasz akkor is ugyanaz, ha az étrendben a fehérje szintje nincs rögzítve, mint a fenti példában, de az egyes komponensek fehérjetartalmától függően változik. Jótékony eredményeket értek el az étrendhez nulla és 10 százalék közötti mennyiségű olaj hozzáadásával. Fontos az is, hogy az élelmiszer-bevitel a legnagyobb mértékű volt a kiegészítés szintjén. Vagyis magasabb energiafogyasztást is megfigyeltek.

A fehérje minőségének nagy jelentőségét elmulasztották azok, akik azt állítják, hogy az energia inkább korlátozza az étrendet, mint a fehérje. Kimutatták, hogy a fent leírt kiegészítő hatás embernél is jelentkezik. A nitrogénmérleget mészkezelt kukoricával és babgal etetett gyermekek vizsgálatakor két rögzített arányban és ad libitumban vizsgálták, a gyermekek által kiválasztott módon (6. ábra). A nitrogénmérleg az 1. fázisban (76:24) fix arány mellett alacsonyabb volt, mint amikor a kukorica és a bab aránya 60:40 volt (2. fázis). A nitrogénegyensúly javult, amikor a gyerekeket engedték szelektálni, és a szelekció közel hét rész kukoricát és három rész babot tartalmazott. Ugyanilyen fontos az a tény, hogy a teljes élelmiszer-bevitel is növekedett. Az 1960-as években az étrendi felmérések alapján megállapított kukorica és bab szokásos bevitele 11: 1 és 18: 1 között változott; ezért a bab pótlása viszonylag kicsi volt. A hároméves gyermekekről szóló legfrissebb adatok (Garcia és Urrutia, 1978) 8: 4 kukorica-bab arányt adtak, a 6–11 hónapos gyermekeknél pedig még rosszabb volt az arány.

Más nyomozókkal közösen Hansen (1961) azt találta, hogy a tej minden nehézség nélkül elindította a kwashiorkor gyógyulását; 66% kukoricaliszt és 3 3% cowpea liszt kétkomponensű keveréke azonban nem indított gyógyulást a vele kezelt három esetben. A kukoricaliszt, a kukoricacsíra és a tehénborsó (Vigna sinensis) egyenlő részéből álló háromkomponensű keverék kielégítő gyógyulást eredményezett abban az esetben, amikor ezt alkalmazták.

A 100 g sovány tejben lévő esszenciális aminosavak ellátásához 238 g száraz háromkomponensű keverék és 267 g kétkomponensű keverék szükséges. Mivel a növényi tápszerek is nagyobb hígítást igényelnek, nehéz elegendő mennyiséget biztosítani belőlük a fehérjeszükséglet kielégítésére.

Scrimshaw és mtsai. (1961) úgy vélte, hogy a fehérjetartalomhoz viszonyítva a túlzott mennyiség az egyik fő oka annak, hogy a kwashiorkor kezelését kukorica és bab keverékével nem sikerült elindítani. Hansen és mtsai. (1960) kijelentette, hogy a vizsgált fehérjék biológiai értékében mutatkozó különbségek egyértelműen a nitrogénvisszatartásban tükröződtek, amely a tej esetében átlagosan 13–14, a kétkomponensű keveréknél 8,8, a háromkomponensű keveréknél pedig csak 5,7 százalék volt. Arra a következtetésre jutottak, hogy a két- és háromkomponensű keverékek egyaránt alkalmasak voltak a kwashiorkor megelőzésére a betegség kezdeti felépülése után, de csak a háromkomponensű keverék koncentrációja és minősége elegendő fehérjével rendelkezik ahhoz, hogy kielégítő legyen a kezelésben.

Meg kell jegyezni, hogy a 66% kukoricaliszt és 33% cowpea liszt kétkomponensű keveréke nem e két fehérjeforrás legjobb kombinációja. Bressani és Scrimshaw (1961) arról számolt be, hogy e két élelmiszer legjobb keverékében a cowpea a fehérje 50-75, a kukorica pedig 50-25% -át adta.

Hansen és munkatársai más tanulmányaiban. (1960) és Brock (1961), a kizárólag a kukorica, valamint a lizinnel és triptofánnal kiegészített kukorica, a borsóliszt és a halliszt, valamint a borsóliszt és a tej tápértékét nitrogénmérleg segítségével mérték. A nitrogénvisszatartást minden egyes kiegészítési forma jelentősen megnövelte, de napi 2,5 g/testtömeg-kilogramm alatti fehérjebevitel esetén az N-visszatartás szignifikánsan kisebb volt a lizin- és triptofán-kiegészítő vagy a borsóliszt-kiegészítésnél, mint a tej-étrendnél. Ezek a különbségek eltűntek a magasabb fehérjebevitelnél. A 12% tejjel vagy 10% halliszttel kiegészített kukorica-borsó keverék nitrogénvisszatartásokat eredményezett a tejfogyasztáséval összehasonlítva, a fehérje bevitel minden szintjén. A bab- és egyéb hüvelyes magfehérjék ezen változó eredményei a felhasznált hüvelyes mag típusának, aminosav-hiányoknak vagy valamilyen ismeretlen tényezőnek tudhatók be. További vizsgálatokat érdemelnek, mert a hüvelyes magvak jó potenciállal bírnak a világ táplálkozási problémáinak megoldásában.

Baptist és de Mel (1955) rendkívül kielégítő választ kapott 23 ceiloni egy-hat éves gyermeknél, akik három gabonafélét és négy hüvelyest kevert tejjel kiegészítve tápláltak. Másrészt Navarrete és Bressani (1981) felnőttek nitrogénmérleg-vizsgálata alapján arról számoltak be, hogy a bab-étrend nitrogén-egyensúlyt produkált napi 114 mg N/kg bevitel mellett; 87:13 arányú kukorica/bab keverék azonban nitrogén egyensúlyt váltott ki napi 98 mg N/kg bevitel mellett.

Mindezek a vizsgálatok arra utalnak, hogy bár a bab hozzáadásával a kukoricafehérje tápértéke javul, minősége még mindig nem teljesen megfelelő a csecsemők és az óvodáskorú gyermekek etetéséhez. Ez nyilvánvaló volt, amikor kiváló minőségű fehérje-kiegészítőket is teszteltek a kukorica/bab diétával. A befogadást és a táplálkozási minőséget korlátozó terjedelmesség két fontos tényező a kukorica/bab keverékekben vagy étrendben.

A tápanyagok korlátozása kukorica/bab étrendben

Aminosavak

Kimutatták, hogy 0,3% L-lizin-HCl és 0,10% DLtryptophan hozzáadása 90% -os kukorica és 10% bab étrendhez jelentősen növelte a súlygyarapodást és a fehérje minőségét. Ezek nem növekedtek tovább, ha metionint is adtak hozzá (lásd a 42. táblázatot). A kukorica és bab alapú rendszerben a fehérje minőségének jelentőségét akkor figyelték meg, amikor kukorica és bab és metionin keverékét tartalmazó étrendeket kínálták. Az eredmények megerősítették ennek az aminosavnak a korlátozását a babban, mivel választ figyeltek meg, amikor több babot vettek fel az étrendbe. Hasonlóképpen, a kukoricát, babot és metionint tartalmazó étrendek is arra késztették az alanyokat, hogy nagyobb mennyiségű ételt vagy energiát fogyasszanak, demonstrálva ezzel a fehérje minőségének értékét az ételbevitel serkentésében (Contreras, Elnas és Bressani, 1980, 1981). Az eredmények azt is bizonyították, hogy még a legjobb kombináció esetén is, vagyis a kukorica és a bab aránya 7: 3 arányban, az étrend még mindig nem megfelelő minőségű a kisgyermekek számára, és még inkább az, ha az étrend aránya bab alacsonyabb.

42. TÁBLÁZAT - A kukoricához lizint és triptofánt, a babhoz metionint adva a 90/10-es kukorica/bab étrend tápértékére gyakorolt hatás

Megjegyzés: 0,3% lizin (L-lizin MCI); triptofán 0,1%; metionin 0,3%
Forrás: Gуmez-Brenes, Elнas és Bressani, 1972

Vitaminok és ásványi anyagok

A kukorica és a bab 7: 3 arányú étrendje reagál a teljes B-vitamin és zsírban oldódó keverék egyszeri hozzáadására és még inkább a teljes ásványi anyag-kiegészítésre, de nem a kalóriákra vagy a lizinre és a triptofánra. A kettős kombinációk legjobb eredményeit az ásványi anyagok plusz aminosavak, ásványi anyagok plusz vitaminok, ásványi anyagok plusz kalóriák, vitaminok plusz aminosavak és vitaminok plusz kalóriák eredményezték. A kalóriák és az aminosavak hozzáadása nem javította szignifikánsan sem az alanyok súlygyarapodását, sem az étrend PER-ét. Háromszoros kombinációk esetén megfelelő vitamin- és ásványianyag-bevitelre van szükség, mielőtt az aminosavakból hatás érhető el, mivel az aminosavakkal dúsított étrenddel etetett állatoknál valószínűleg vitamin- és ásványianyag-hiány alakul ki. Bár ez nyilvánvaló lehet, a gyakorlatban általában nem cselekszenek.

Megfigyelték, hogy az aminosavakkal dúsított étrendben lévő állatoknál vitamin- és ásványi anyaghiány alakult ki, és sokan elhunytak. Ennek oka a tápanyagok kimerülése, amelyet a fehérje minőségének javulásának katalitikus hatása okoz az állat azon képességére, hogy reagáljon erre az ingerre.

Az étrendben további kalóriák biztosítása az étrend minőségének enyhe romlását eredményezte. Ez arra utal, hogy a kalória hozzáadása csökkentette az étrend fehérjebevitelét, ami viszont csökkentette annak minőségét azáltal, hogy fokozta az esszenciális aminosav-hiányokat a kukorica és a bab keverékében. Hasonló eredményeket találtak Contreras, Elnas és Bressani (1980, 1981) fiatal növekvő patkányok és kukorica/bab keverékkel etetett sertések 87:13 vagy 70:30 tömegarányban. Ezek a szerzők megerősítették a korábban közölt eredményeket, és jelezték, hogy a kukorica/bab étrend egyik fő korlátja a tömegességük, ami nem teszi lehetővé a nagyobb mennyiségű bevitelt. E kiegészítések némelyikének eredményét patkányokban a 43. táblázat foglalja össze.

Számos vizsgálatot végeztek annak kiderítésére, hogy az étrend fehérjetartalmának növekedése a kukorica- és babfehérjék növekedéséből javíthatja-e az állatok teljesítményét. Ezek azt mutatták, hogy a kukorica/bab étrendben egy 13% fehérjét tartalmazó kukorica használata 8,3% fehérjével való helyettesítésére a súlygyarapodás és a hasznosítható fehérje növekedését eredményezte annak ellenére, hogy a fehérje minősége romlott, amint azt a PER és a relatív nitrogénérték (RNV) értékek. Ez várható volt, mivel a hasznosítható fehérje a fehérje mennyiségének és minőségének eredménye. Amikor a két kukoricamintát (alacsony és magas fehérjetartalmú) ebben a kukorica/bab étrendben lizinnel és triptofánnal egészítették ki, a súlygyarapodás és a hasznosítható fehérje nagyobb javulást értek el, mint a magas fehérjetartalmú kukorica étrendjéből.

43. TÁBLÁZAT - Vitaminokkal, ásványi anyagokkal, kalóriákkal és aminosavakkal kiegészített 90/10-es kukorica/bab étrend tápértéke

Kiegészítés	Ave. súlya nő (g/28 nap)	PER
Nincs (bazális étrend)	26 ± 2.3	1,11 ± 0,07
+ Vitamin keverék	49 ± 4,0	1,55 ± 0,06
+ Ásványi keverék	65 ± 4,3	1,94 ± 0,06
+ Kalória (5% olaj)	23 ± 1,2	0,95 ± 0,05
+ Aminosavak a	26 ± 2,5	1,13 ± 0,08

a lizin (0,3%): DL-triptofán (0,10%)
Forrás: Bressani, 1990

A súlygyarapodás és a hasznosítható fehérje növekedése az alap étrendhez képest akkor is eredményezett, amikor a bab arányát az étrendben 10-ről 20 százalékra növelték, de ezek alacsonyabbak voltak a megfelelő aminosavval kiegészített étrendekhez képest. Ezeket az adatokat úgy értelmeztük, hogy a kukorica és a bab 90: 10 arányú étrendje elsősorban a fehérje minőségét és kisebb mértékben a fehérje mennyiségét korlátozza (Gуmez-Brenes, Elnas és Bressani, 1972; Elнas és Bressani, 1971; Bressani, Elnas és de España, 1981). Ez összhangban van Arroyave (1974) következtetéseivel, aki kijelentette, hogy az egy-két éves gyermekek számára a kukoricából és babból megfelelő nitrogén-visszatartás érhető el, hasonlóan ahhoz, mint napi 1,27 g tejfehérje/testtömeg-kilogramm, 1,7 g fehérje/kg/nap szükséges. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az étrendben a közönséges kukorica fehérje javul lizin és triptofán hozzáadásával.

A kukorica/hüvelyes étrend javítása

Állati kiegészítők

QPM

A közönséges kukorica cseréje QPM-el egy másik alternatíva, amely javíthatja a kukorica/bab étrend minőségét. Az állatok QPM és bab keverékekkel történő etetésével kapott eredmények azt mutatták, hogy az egyszerű kukoricához hasonlóan az optimális komplementáció is körülbelül 50:50 arányú étrend-fehérje arány mellett zajlik, ami 70:30 kukorica/bab tömegének felel meg (Bressani és Elнas, 1969 ). Két különbséget kell azonban megjegyezni. Az egyik az, hogy mind az állatok súlygyarapodása, mind a fehérje minősége magasabb volt a QPM/bab keverékekkel, mint a közönséges kukorica/bab keverékekkel. A második pont, ami lehet, hogy még ennél is fontosabb, hogy a több mint 70 rész kukoricát tartalmazó keverékek súlygyarapodása és fehérje minősége nem különbözött a legjobb keverék, a 70: 30-as étrend értékeitől. Hasonlóképpen, a táplálékbevitel egy 28 napos kísérleti periódusban állatonként 224 g-ról 388 g-ra nőtt a maximális ponton, és állandó maradt minden más étrendben, amelynek magasabb QPM-értéke volt a keverékben.

Más vizsgálatsorozatban a QPM fehérje minőségét, mint 82,8% kukorica és 10,5% főtt bab kukorica/bab étrend összetevőjét értékelték fiatal és felnőtt kutyákban, amelyeket két fehérjetartalommal tápláltak (Bressani & Elнas, 1972; Murillo, Cabezas és Bressani, 1974). A QPM/bab étrendet összehasonlítottuk a közönséges kukorica és bab hasonló étrendjeivel, valamint lizinnel, triptofánnal és babgal kiegészített közönséges kukoricával. A nitrogén-egyensúlyi adatok azt mutatták, hogy a QPM/bab diétával táplált fiatal vagy felnőtt kutyák nitrogén-visszatartási szintje ugyanolyan vagy magasabb volt, mint azoknál, amelyekben az étrendben szereplő kukoricát lizinnel és triptofánnal egészítették ki, és a szintek mindkét étrendnél szignifikánsan magasabbak voltak, mint csak kukoricával és babgal.

Ezek a vizsgálatok, valamint a növekvő sertésekkel végzett vizsgálatok azt is jelezték, hogy a kukorica/bab étrend terjedelmes, ami korlátozza a táplálkozási igények teljes kielégítéséhez elfogyasztható mennyiséget (Contreras, Elнas és Bressani, 1980, 1981).

Kiváló minőségű ételkeverékek

Számos fejlődő országban és hosszú ideig sok erőfeszítést tettek olyan kiváló minőségű élelmiszer-keverékek kifejlesztésére, amelyek ellátják az állati eredetű élelmiszerek által biztosított tápanyagokat, különösen a fehérjét. Ezen élelmiszerek többsége viszonylag magas fehérjetartalmú, jó esszenciális aminosav-mintázattal rendelkezik, amely bizonyos mértékben képes korrigálni az aminosavak és más tápanyagok hiányát a kukorica/bab étrendben, ha megfelelő mennyiségben fogyasztják őket. Tanulmányok kimutatták, hogy ez a kiegészítő hatás jelen van. A fiatal növekvő állatokat mintegy 85 százalékban mészkezelt kukoricával és 15 százalékban főtt fekete babkal táplálták. Ezt az étrendet megfelelően kiegészítették ásványi anyagokkal, vitaminokkal és energiával. Az állatcsoportokat naponta I., 2., 3. és 4 g magas fehérjetartalmú táplálékkal etettük kukoricán, szójababon és sovány tejen. Az eredmények azt mutatták, hogy ezek a szintek, különösen a legmagasabbak, hatékonyan kiegészítették az alap étrendet, a súlygyarapodás, a fehérje-felhasználás és a biokémiai paraméterek alapján (de Souza, Elnas és Bressani, 1970).

Ezek az állati eredetű és kiváló minőségű élelmiszerekkel végzett étrendek hatékonyak, mert képesek tápanyagokat biztosítani a kukoricán és a babon alapuló étrendben. Ezért minden állati eredetű élelmiszer és néhány növényi eredetű élelmiszer, például szójabab és zöld leveles zöldség, javítaná az ilyen étrend minőségét.

Zöld zöldségek

A kukorica/bab étrend vizsgálata azt mutatja, hogy a fehérje minőségén kívül más tápanyagok is hiányosak. A vitaminok és/vagy ásványi anyagok ilyen étrendhez való hozzáadásának hatását már leírták. Más vizsgálatokat végeztek, amelyekben az alap kukorica/bab étrendet kis mennyiségű leveles zöldséggel egészítették ki, mint amarant, spenót és chipiln (krotalaria). Ezek a leveles zöldségek nemcsak esszenciális aminosavakat és fehérjét, hanem vitaminokat és karotinokat szolgáltatnak, amelyek bizonyos mértékben ellátják az állat A-vitamin szükségletét.

Különféle zöldségekről számoltak be a kukorica/bab étrend kiegészítéseként, és az eredményeket a 44. táblázat mutatja. Két étrend-készletet teszteltek, az egyikhez vitaminokat adtak, a másikat pedig anélkül. Az adagolás szintje 5% száraz tömeg volt. Az összes zöldség mindkét étrendben javította a súlygyarapodást és növelte az étrend bevitelét. A hasznosítható fehérje magasabb volt a zöldséges kukorica/bab diétákban, mint a kontrollban, és a leveles zöldségeknél volt a legmagasabb. A tápértékek magasabbak voltak hozzáadott vitaminokkal, mint anélkül. Ezek a tanulmányok egyértelműen jelzik, hogy a 87:13 kukorica/bab étrend táplálkozásának javítása vitaminok, további fehérjék és esszenciális aminosavak biztosításával lehetséges.

44. TÁBLÁZAT - Különböző hozzáadott zöldségek hatása a közönséges (87/13) kukorica/bab étrend tápértékének javítására