Първите заселници са живели предимно с храна, която са получавали от лов и събиране. Първите култури, които ще бъдат засадени и събрани, включват зърнени култури. Древните цивилизации процъфтяват отчасти поради способността им да произвеждат, съхраняват и разпространяват тези зърнени култури: царевица на американския континент преди пристигането на европейците; ориз в големите азиатски цивилизации; и ечемик в Етиопия и Североизточна Африка.
Храните с преобладаващо съдържание на въглехидрати са важни, тъй като формират основата на повечето диети, особено за най-бедните хора в развиващия се свят. В развиващите се страни тези храни обикновено осигуряват 70 процента или повече от потреблението на енергия от населението. За разлика от тях, в САЩ и Европа по-малко от 40% от енергията често идва от въглехидрати.
През вековете много растения от семейство треви, зърнени зърнени култури, са отглеждани за ядливи семена. Зърнените култури представляват важна част от диетата на много хора. Те включват царевица, сорго, просо, пшеница, ориз, ечемик, овес, теф и киноа. Нова зърнена култура със значителен интерес е критичната, кръстоска между пшеница и ръж.
Въпреки че формата и размерът на семената могат да бъдат различни, всички зърнени култури имат сходна структура и хранителна стойност; 100 g пълнозърнести храни доставят приблизително 350 kcal, 8 до 12 g протеин и полезни количества калций, желязо (въпреки това фитиновата киселина може да попречи на усвояването му) и витамините от група В (вж. Таблица 33). В сухо състояние зърнените зърнени култури са напълно лишени от витамин С и, освен в случая на жълтата царевица, не съдържат каротин (провитамин А). За да се получи балансирана диета, зърнените храни трябва да бъдат допълнени с храни, богати на протеини, минерали и витамини А и С. (Витамин D може да се получи чрез излагане на кожата на слънчева светлина.)
Структурата на всички зърнени култури (Фигура 15) се състои от:
целулозна кора, която няма хранителна стойност за хората;
перикарпът и теста, два доста влакнести слоя, които съдържат малко хранителни вещества;
алеуроновият слой, богат на протеини, витамини и минерали;
богатият на хранителни вещества ембрион или зародиш се състои от илюмината и радикула, прикрепени към зърното от котиледона;
ендоспермът, който включва повече от половината зърно и се състои главно от нишесте.
ФИГУРА 15
Напречно сечение на пшенично зърно
ТАБЛИЦА 33
Някои хранителни вещества, съдържащи се в 100 g избрани зърнени култури
Цяло царевично брашно
Рафинирано царевично брашно
Бяло пшенично брашно
Ембрионът е частта от зърното, която покълва, ако зърното е засадено или потопено във вода. Той е много богат на хранителни вещества. Макар и с малки размери, ембрионът обикновено съдържа 50% от тиамина, 30% от рибофлавина и 30% от ниацина от цялото зърно. Алеуронът и другите външни слоеве съдържат 50 процента от ниацин и 35 процента от рибофлавин. Ендоспермът, въпреки че обикновено е най-голямата част от зърното, обикновено съдържа една трета или по-малко от витамините от група В. В сравнение с други части, той е по-беден на протеини и минерали, но е основният източник на енергия под формата на сложни въглехидрати, нишесте.
Зърнените култури от зърнени култури са подложени на много различни процеси по време на подготовката за консумация от човека. Общото между всички процеси е, че те са предназначени за отстраняване на влакнести слоеве от зърното. Някои процеси обаче са насочени към производството на високо рафиниран продукт, състоящ се предимно от ендосперм. Друга обща характеристика, споделяна от всички процеси, е, че те намаляват хранителната стойност на зърното.
Традиционните методи за обработка включват използването на пестик и хоросан или камъни, които обикновено дават зърнено зърно, което е загубило някои от външните си слоеве, но запазва поне част от зародиша, включително котиледона. Въпреки че с много дълги и внимателни процеси, като се използват традиционни методи, може да се получи силно рафиниран продукт, такъв препарат е рядък. Лекото смилане, подобно на смилането у дома, също произвежда продукт, който задържа повечето хранителни вещества. Механизацията от този тип има допълнителното предимство да свали огромна тежест от домакинята, тъй като жената обикновено е отговорна за смилането на зърното.
Интензивното смилане за получаване на високо рафиниран продукт не е хранително желателно. Високо рафинираните зърна, като бяла царевична каша, полиран ориз и бяло пшенично брашно, са загубили по-голямата част от зародиша и външните слоеве, а заедно с това и повечето витамини от група В и някои от протеините и минералите. Мелничарите обаче са обществени служители и потребителят все повече изисква продукти, които са много бели, имат мек, неутрален вкус и са лесно смилаеми. Тези искания доведоха през първата половина на 20-ти век до огромно увеличение на производството на високо рафинирани зърнени култури и бял ориз. Мелничарите отговориха на общественото търсене, като разработиха "подобрена" фрезова машина, която допълнително разделя хранителните части на зърното, оставяйки ендосперма бял.
Процентът на първоначалното зърно, което остава в брашното след смилането, се нарича степен на екстракция. Следователно/85% брашно за екстракция съдържа 85% (тегловни) от цялото зърно, 15% са отстранени. Следователно брашното с висока екстракция е загубило малко от хранителните вещества във външните слоеве и зародиша, докато брашното с ниска екстракция е загубило голяма част от него. Предимствата на брашното с ниска екстракция, в сравнение с тези с висока екстракция, от търговска гледна точка, са: те са по-бели и следователно по-популярни, имат по-малко мазнини и следователно по-малка склонност към застояване; те имат по-малко фитинова киселина, което вероятно също означава, че свързаните с тях хранителни минерали се усвояват по-добре; и имат по-добро качество за печене. Недостатъкът на брашно с ниска екстракция за потребителя е, че те съдържат по-малко витамини, минерали, протеини и фибри от група В с брашно с висока екстракция.
В много страни хранителните тенденции започват с хора с най-големи икономически ресурси. Докато новата прищявка на храна остава ограничена до тези с високи доходи, тя не носи голяма вреда, тъй като те разполагат със средства за добра цялостна диета, която компенсира хранителните вещества, загубени в прищявката храна. Модата на бялото брашно обаче проникна във всички нива на обществото, богати и бедни, в много страни. Освен това високо рафинираният ориз се разпространява бързо из Азия в продължение на повече от 80 години.
Предпочитанието към бяло брашно или високо рафиниран ориз доведе до консумация на основна зърнена култура с дефицит поради смилане, лошото общо здравословно състояние би могло да бъде и е резултат от тези, които не са включили в диетата си други храни, които противодействат на тази липса. Много нещастия, страдания и смърт са прекият резултат от въвеждането на рафинирани зърнени култури сред населението на Азия, около началото на 20-ти век, когато болестта на бери-бери стана много широко разпространена (вж. Глава 16).
Нарастващата индустриализация и урбанизация в развиващите се страни доведе до увеличена консумация на хляб, за удобство на работниците, които се хранят далеч от дома.
Произведените продукти на зърнена основа все повече се продават като храни за бебета и закуски. В развиващите се страни тези продукти обикновено се внасят. Те може да са удобни, но са относително скъпи и нямат голямо хранително предимство пред традиционно приготвените зърнени култури. Тъй като обаче са широко разпространени, те се считат за престижни храни и погрешно по-хранителни от местните храни. Използването му трябва да бъде обезсърчено за онези, които наистина нямат средства да го платят.
В някои страни има законодателство, което изисква мелниците да добавят допълнителни витамини към житни брашна, което може да бъде ефективно. Тази процедура не работи добре за ориз, тъй като оризът обикновено се купува и консумира под формата на зърнени култури, докато царевицата и пшеницата и повечето други зърнени култури често се купуват като брашно. В Азия са се опитали да добавят витамини в концентрирана форма към изкуствените зърна и след това да ги смесват с ориз. Този метод не е бил напълно успешен, отчасти защото един от витамините от група В, рибофлавин, е жълт и му придава цвят, който не е приемлив за тези, които искат еднообразно бял продукт.
Царевицата (Zea mays) е много важна храна в цяла Америка и голяма част от Африка. Култивиран е за първи път на американския континент и е бил важна храна сред великите цивилизации на ацтеките и маите, много преди пристигането на Колумб и колонизаторите. Семената са отнесени в Европа, а по-късно и в Африка, където царевицата сега е основният източник на диета в много райони (Снимка 47). Царевицата е популярна, тъй като има висок добив от единица площ, расте в топли, умерено сухи райони (по-сухи от необходимите за отглеждане на ориз, макар и не толкова сухи като тези, където могат да се отглеждат сорго и просо), узрява бързо и има естествена устойчивост до увреждане на птиците. САЩ са най-големият производител на царевица, но голяма част от реколтата й се използва за изхранване на домашни животни.
Съдържание на хранителни вещества. Царевичните ядки съдържат приблизително същото количество протеин като другите зърнени култури (8-10 процента), но голяма част от тях е под формата на зеин, който е некачествен протеин, който съдържа само малки количества лизин и триптофан. Очевидната връзка между консумацията на царевица и пелаграта (вж. Глава 17) се дължи отчасти на липсата на аминокиселини. Пълнозърнестите зърна съдържат 2 mg ниацин на 100 g, което е по-малко от съдържанието в пшеницата или ориза и приблизително същото съдържание като в овеса. Ниацинът от царевица е в свързана форма и не е достъпен за хората. В Мексико и други страни царевицата се третира с алкален разтвор на вар, който отделя ниацин и помага за предотвратяване на пелагра; обработената с вар царевица се използва за производството на тортили, важна храна в Мексико и Централна Америка.
В момента се разработват нови сортове царевица, с по-добър аминокиселинен модел, какъвто е случаят с непрозрачната царевица.
Обработка Фрезоването намалява хранителната стойност на царевицата, както при другите зърнени култури. Повишената популярност и използването на високо рафинирана царевична каша за разлика от традиционно смлената царевична каша или леко рафинирана царевица в Африка може да създаде проблем, тъй като високо рафинираният продукт има недостиг на витамини от група В (вж. Таблица 34); Необходимо е да се консумират 600 g високо рафинирана царевица, за да се получи количеството тиамин, присъстващо в 100 g леко рафинирана царевица. Съставните части на витамин В, които се губят при смилането, могат да бъдат възстановени в царевичното брашно, както е в други зърнени брашна, чрез обогатяване. Обогатяването от този тип е имало добър ефект в много страни. Законодателството, гарантиращо адекватно ниво на витамини от група В в зърнените брашна, може да е осъществимо и си струва да бъде прието в други страни.
ТАБЛИЦА 34
Ефект от смилането върху съдържанието на витамин В в царевицата (mg на 100 g)