Zboża zajmują szczególnie ważną pozycję wśród roślin uprawnych. Nasiona roślin zbożowych stanowią podstawę wyżywienia ludzi i zwierząt hodowlanych oraz wykorzystywane są jako surowiec przemysłowy.
Surowcem zbożowym jest owoc zwany ziarniakiem, w którym owocnia zrośnięta jest z nasieniem. W skład ziarniaków wchodzą:
cukrowce (cukry, dekstryny, skrobia, celuloza, hemiceluloza, pentozany)
białka
tłuszczowce
składniki mineralne (popiół)
enzymy
witaminy
barwniki
woda
Ich rozmieszczenie w ziarnie jest równomierne. Natomiast zawartość składników chemicznych w ziarnie zależy od:
środowiska
warunków wzrostu
warunków uprawy
nawożenia
właściwości gatunkowych
właściwości odmianowych
Okrywa ziarna zbóż zbudowana jest w przeważającej mierze z celulozy wypełnionej pektynami, ligniną oraz hemicelulozami, które wypełniają przestrzenie między micelami celulozy oraz składnikami mineralnymi.
Podczas dojrzewania ziarna w zarodku a dokładniej w tarczce gromadzi się pożywienie dla rosnącego zarodka. Dzięki temu poza duża zawartością materiału energetycznego (cukrowce) zarodek jest bogatym źródłem białka (około 25%), soli mineralnych (około 5%) oraz witamin, w szczególności:
tiaminy
ryboflawiny
niacyny
pirydoksyny
kwasu pantotenowego
tokoferolu
Tabela 1. Ciężar zarodka (w % ciężaru całego ziarna) wg A. Lempki (red.)
Rodzaj ziarna | Tarczka | Zarodek bez tarczki | Cały zarodek |
---|---|---|---|
Pszenica | 1,54 | 1,20 | 2,74 |
Żyto | 1,73 | 1,80 | 3,53 |
Jęczmień | 1,53 | 1,85 | 3,38 |
Owies bez łuski | 2,13 | 1,60 | 3,73 |
Kukurydza | 7,25 | 1,15 | 8,40 |
W bielmie i liścieniach nagromadzone są substancje zapasowe oraz budulcowe (skrobia, tłuszcze, białko). Stwierdza się także nieznaczne ilości cukrów, składników mineralnych, celulozy i hemiceluloz.
Wartości odżywcze przetworów zbożowych, czyli mąki i kasz zależą nie tylko od rodzaju ziarna, ale w dużej mierze związane są z wysokością przemiału. Główną masę energetyczną we wszystkich produktach zbożowych stanowią węglowodany, a ściślej mówiąc – skrobia. Jej zawartość dochodzi do 60 – 70%. Obok skrobi w produktach zbożowych znajdują się mono- i oligosacharydy, ale w małych ilościach.
Cukry obecne w ziarnie zbóż dzielą się na cukry proste i złożone.
Do cukrów prostych zalicza się:
pentozy (L- arabinozę, D- ksylozę, D rybozę),
heksozy (D-fruktozę, D-glukozę),
Cukry złożone składają się z:
dwucukrów (maltozy, sacharozy, rafinozy)
wielocukrów właściwych:
- pentozanów (arabinany, ksylany)
- heksozanów (skrobia, celuloza)
wielocukrów kwaśnych (pektyn, hemiceluloz, gum, śluzów).
Węglowodany stanowią 75% suchej masy ziarna. W zarodkach żyta i pszenicy zawartość cukru wynosi 16-23% cukrów, w zarodkach kukurydzy około 11%. W otrębach (okrywie ziarna) stwierdza się obecność sacharozy, rafinozy, neokestozy, stachiozy i fruktozy.
Ziarna żyta, pszenicy, owsa i jęczmienia występują właściwe wielocukry – fruktany. Zawartość ich w ziarnie pszenicy wynosi (0,4-0,5), z kolei w ziarnie żyta jest wyższa i wynosi (1,5-2,0). Fruktany stanowią prekursory do powstawania skrobi w ziarniaku zbóż. Występowanie niewielkiej ilości dekstryn jest wynikiem aktywności enzymów amylolitycznych. Zawartość dekstryn w ziarnie zbóż wynosi 0,1-0,2 %.
Tabela 1. Zawartość cukrów (w % suchej substancji) w ziarnie niektórych zbóż wh A. Lempki (red.)
Rodzaj zboża | Zawartość cukrów |
---|---|
Żyto | 1,87-3,00 |
Pszenica | 2,00-5,00 |
Jęczmień | 6,00-7,00 |
Kukurydza | 1,50-3,70 |
Proso | 0,50 |
Ryż | 0,46 |
Tabela 2. Zawartość sacharozy (w % suchej substancji) w zarodkach wybranych zbóż wg. A. Lempki (red.)
Zarodki | Zawartość sacharozy |
---|---|
Zyta | 22 |
Pszenicy | 16 |
Kukurydzy | 11 |
Drugim składnikiem energetycznym występującym w produktach zbożowych jest białko, które stanowi najważniejszy związek azotowy ziarna zbożowego. Stanowi ono podstawowy składnik odżywczy ziarna, a ponadto jego ilość oraz jakość ma decydujący wpływ na przydatność przetworów do określonych celów. Zawartość białka w ziarnie różnych zbóż wynosi 7-17% w przeliczeniu na suchą masę. Zboża chlebowe stanowią surowiec do produkcji mąki, a jej białko pełni znacząca funkcję w produkcji chleba.
Frakcja białkowa nie stanowi jednak jednorodnej masy. Do tego czasu udało się wyizolować kilka białek, z których największą masę stanowią prolaminy. Ich ilość może dochodzić do 50% wszystkich białek. Białka te występują wyłącznie w zbożach i zależnie od jego gatunku noszą odpowiednie nazwy:
gliadyna w pszenicy,
sekalina w życie,
hordeina w jęczmieniu,
zeina w kukurydzy,
awenina w owsie.
W tej grupie białek znajduje się dużo proliny, co zostało podkreślone w nazwie.
Gluteliny również występują w bielmie zbóż w dużych ilościach 25 – 40%. Gluteliny, podobnie jak i prolaminy znajdują się głównie w zewnętrznej warstwie bielma. Mieszanina tych dwóch białek nosi nazwę glutenu. Gluten nie rozpuszcza się w wodzie. Tworzy z nią tylko ciągliwą masę, która decyduje o wypiekowych wartościach mąki. Mechanizm tego polega na tworzeniu się pod wpływem środków spulchniających, np. drożdży, otoczek na pęcherzykach gazów wytwarzanych w czasie fermentacji. Gluten jako białko ścina się w gorącym piecu i w ten sposób utwardza się porowata struktura ciasta.
Zarówno prolaminy i gluteliny są typowymi białkami zbóż, które u zbóż chlebowych pod nazwą gliadyna i glutelina spełniają rolę funkcjonalna jako podstawowe białko glutenu mającego duże znaczenie w procesie produkcji pieczywa. Gliadyna i gluteina mają zbliżony do siebie skład aminokwasowy, charakteryzujący się wysoka zawartością prolaminy, kwasu glutaminowego i niską zawartością lizyny, histydyny, argininy.
Innymi białkami, które występują również w zbożach są albuminy i globuliny. Ich suma nie przekracza 20% białka ogólnego.
Zawartość białek w zbożu zależy od:
warunków uprawy
pochodzenia zboża
cech odmianowych
nawożenia
Ziarno żyta i pszenicy z rejonów o klimacie kontynentalnym zawiera więcej białka niż ziarno pochodzące z rejonów klimatu morskiego. Nawożenie azotem sprawia, ze następuje wzrost amidów aminokwasów kwaśnych – asparaginy, glutaminy oraz proliny. Glutamina wraz z prolina biorą udział w powstawaniu innych aminokwasów pełniących ważną rolę w syntezie białka.
Tabela 3. Zawartość białek w ziarnie zbożowym wg. A. Lempki
Rodzaj zboża | Zawartość białek (w %) |
---|---|
Żyto | 8,2-13,0 |
Pszenica | 8,9-12,6 |
Jęczmień dwurzędowy | 9,3-11,6 |
Jęczmień wielorzędowy | 9,4-12,6 |
Owies | 10,3-13,5 |
Kukurydza | 8,2-10,6 |
Proso | 10,0-11,4 |
Gryka | 8,9-11,0 |
Ziarna zbóż, gryki, zawierają niewielką ilość tłuszczu, ale jego znacznie jest duże zwłaszcza w aspekcie żywieniowym, przemysłowym oraz technologicznym. Tłuszcz obecny w zarodkach jest źródłem tokoferoli- silnych przeciwutleniaczy, fosfatydów, nienasyconych kwasów
Ogólny podział tłuszczów występujących w zbożu jest nasypujący:
tłuszcze wolne w ilości około 1,2-2,8% w pszenicy
tłuszcze związane – około 1/3 ogółu tłuszczów
Tabela 4. Zawartość tłuszczów (w %) w ziarnie zbożowym wg. A. Lempki
Rodzaj zboża | Zawartość tłuszczu |
---|---|
Żyto | 1,6-1,7 |
Pszenica | 1,9-2,1 |
Jęczmień | 1,8-2,3 |
Owies | 6,8-7,5 |
Kukurydza | 63,2-4,3 |
Proso | 2,0-5,0 |
Gryka | 1,4-2,0 |
Ryz | 1,7-2,5 |
Ziarno pszenicy w wilgotności 14% zawiera około 1,7-2,0 tłuszczów, z czego 30% stanowi zarodek, 25% warstwa alerunowa, 45% bielmo skrobiowe. Około 2/3 tłuszczu znajdującego się w bielmie skrobiowym stanowią tłuszcze nieskrobiowe.
A. Lempka podaje następujące dane liczbowe dotyczące zawartości tłuszczu w zarodkach w przeliczeniu na suchą masę:
zarodki pszenne 14,2%
zarodki żyta 12,4%
zarodki jęczmienia 22,4%
zarodki owsa 25,7%
zarodki kukurydzy 32,9%
Ziarna zbóż są bogatym źródłem nienasyconych kwasów tłuszczowych (szczególnie linolenowego). Kwasy te są bardzo podatne na utlenianie, co sprawia, że podczas przechowywania mąki oraz kaszy dochodzi do ich gorzknienia.
Tabela 5. Skład kwasów tłuszczowych (w %) tłuszczowców pszenicy wg. A. Lempki
Kw. tłuszczowe | Całe ziarno | Otręby | Zarodek | Bielmo |
---|---|---|---|---|
Zawartość kwasów tłuszczowych | ||||
Mirystynowy | 0,1 | Ślady | Ślady | ślady |
Palmitynowy | 24,5 | 18,2 | 18,5 | 18,0 |
Stearynowy | 1,0 | 1,1 | 0,4 | 1,2 |
Palmitolenowy | 0,8 | 0,9 | 0,7 | 1,0 |
Olejowy | 11,5 | 20,9 | 17,3 | 19,4 |
Linolowy | 56,3 | 57,7 | 57,0 | 56,2 |
Linolenowy | 3,7 | 1,3 | 5,2 | 3,1 |
Arachidonowy | 0,8 | ślady | ślady | ślady |
Powstałe w wyniki utleniania nadtlenki i hydroksynadtlenki utleniają kwasy tłuszczowe
Ważną rolę w technologii odgrywają tłuszcze złożone- gliko i fosfolipidy, które stanowią 22% wszystkich tłuszczów pszenicy. Glikolipidy stanowią około ¼ frakcji lipidowej ziarna pszenicy. Składają się na nie:
galaktolipidy- dwugalaktozylodwuacyloglicerole
dwugalaktozylomonoacyloglicerole
monogalaktozylodwuacylogicerole
Tabela 6. Zawartość fosfatydów w ziarnie zbozowym wg A. Lempki.
Rodzaj zboża | Zawartość fosfatydów |
---|---|
Pszenica | 0,65 |
Żyto | 0,57 |
Jęczmień | 0,74 |
Kukurydza | 0,28 |
Tłuszcze nieskrobiowe (polarne) wchodzą w reakcję z białkami glutenowymi, co wpływa na zachowanie się glutenu i ciasta podczas mieszania, fermentacji i wypieku.
Tłuszcze skrobiowe stanowią ¼ ogólnej zawartości tłuszczów maki pszennej. Mają wpływ na proces czerstwienia (retrogradacji skrobi)
Tłuszcze niepolarne, a zwłaszcza acyloglicerole i WKT mają ujemny wpływ na właściwości wypiekowe mąki.
Sterole w mące występują w tłuszczu pszenicy w postaci estrów lub w postaci wolnej. Do przedstawicieli steroli ziarniaków zbóż zalicza się β-sitosterol. Pszenica zwwyczaja w estrach steroli zawiera oprócz innych kwasów tłuszczowych, większe ilości kwasu palmitynowego. Największa ilość tłuszczu zlokalizowana jest w części embrionalnej i tarczce zarodka. ale ogólna ilość tłuszczu przeważa w bielmie i okrywie
Prócz składników energetycznych w zbożach znajduje się dość dużo popiołu, bardzo różnorodnego w swym składzie. Zawartość składników mineralnych w ziarnie zbóż wynosi 1,2-3,8%.
Na zawartość popiołu w ziarnie wpływ mają:
warunki glebowe
warunki klimatyczne
rok zbioru
nawożenie
Zawartość barwników karotenoidowych: β- karotenu, ksantofilu oraz estrów ksantofilowych wynosi około 2µg/g. Zawartość β- karotenu jest niewielka i stanowi 2-12% ogólnej zawartości karotenoidów. Przeważa natomiast luteina i ksantofil.
Duża zawartość siarki i fosforu powoduje, że produkty te mają właściwości zakwaszające. W popiele z ziaren zbożowych poza innymi mikroelementami stwierdzono obecność selenu.
Ilość składników mineralnych zawartych w ziarnie zbóż ma bezpośredni wpływ na zawartość popiołu w mące, co wykorzystywane jest podczas typowania mąki.
Najwięcej składników mineralnych zlokalizowanych jest w zarodku i w komórkach warstwy aleuronowej i jeśli znajdą się one w mące to mąka wykazuje zawartość popiołu. Najbogatsze w popiół są ziarna owsa i prosa, a największy udział w składzie popiołu ma fosfor. Ziarna zawierają także większe ilości potasu i magnezu. Ziarna zbóż jarych zawierają więcej popiołu niż ozime. Fosfor występuje w postaci estrów fosforowych inozytolu. Najwięcej inozytofosforanów (fityn) zlokalizowanych jest w zewnętrznych warstwach ziarna
Fityny są solami potasu i magnezu i nie występują w bielmie skrobiowym.
Najbardziej bogata w substancje mineralne jest warstwa komórek aleuronowych. Ciałka aleuronowe zawierają sole potasowe i magnezowe, żelaza oraz wapnia.
Witaminy wchodzące w skład ziarna zbóż i gryki zaliczane są do bioczynników. Wśród witamin rozpuszczalnych w wodzie w największych ilościach występuje niacyna a w najmniejszej ilości tiamina, ryboflawina, pirydoksyna, kwas pantotenowy. Biotyna, kwas foliowy oraz kwas p-aminobenzoesowy występują w śladowych ilościach.
Spośród witamin nierozpuszczalnych w tłuszczach w większych ilościach w ziarnach zbóż i gryce występują tokoferole, natomiast w mniejszych ilościach karoteny, bodące prekursorami retinolu. W kiełkującym ziarnie pojawia się kwas askorbinowy. Zawartość witamin w ziarnie jest dość zróżnicowana.
Najwięcej witamin rozpuszczalnych w wodzie zlokalizowanych jest w warstwie komórek aleuronowych w tarczce oraz w embrionalnej części zarodka. Proporcje ilościowe witamin są różne u różnych zbóż.
Tabela 7,8. Zawartość witamin w ziarnie zbóż (w mg%) wg. A. Lempki
Rodzaj zboża | Karoteny | E | K | B1 | B2 |
---|---|---|---|---|---|
Żyto | 0,20-0,30 | 2,20-4,56 | 0,16-0,76 | 0,13-0,23 | |
Pszenica | 0,20-0,30 | 2,60-3,70 | 0,0-0,02 | 0,14-1,08 | 0,05-0,19 |
Jęczmień | 0,001 | 3,00-5,20 | 0,29-0,50 | 0,10-0,30 | |
Owies | 2,10-5,00 | 0,08 | 0,30-0,70 | 0,10-0,30 | |
Kukurydza | 0,09-0,60 | 9,49 | 0,04 | 0,20-0,60 | 0,10-0,24 |
Proso | 0,20-0,31 | 0,14 | |||
Gryka | 0,24 | 0,15 | |||
Ryż | 0,32-0,51 | 0,05-0,13 |
Rodzaj zboża | Niacyna | B5 | B6 | Biotyna | C |
---|---|---|---|---|---|
Żyto | 0,78-3,00 | 1,00-2,00 | |||
Pszenica | 4,40-6,10 | 0,91-1,75 | 0,21-0,70 | 0,002-0,011 | 0,0-1,5 |
Jęczmień | 1,50-7,04 | 0,35-1,00 | 0,42-2,30 | ||
Owies | 0,88-6,00 | 0,57-1,00 | 0,22-2,30 | ||
Kukurydza | 1,00-2,00 | 1,70 | |||
Proso | 1,80 | ||||
Gryka | 2,90 | ||||
Ryż | 4,60-5,80 |
Tabela 9. Zawartość niektórych witamin w różnych częściach anatomicznych ziarna pszenicy (w % ogólnej zawartości) wg. A. Lempki
Część ziarna | B1 | B2 | Niacyna | B5 |
---|---|---|---|---|
Okrywa owocowo- nasienna | 1 | 5 | 4 | 8 |
Warstwa aleuronowa | 31 | 37 | 84 | 39 |
Zarodek | 2 | 12 | 1 | 3,5 |
Tarczka | 62,5 | 14 | 1 | 4 |
Bielmo | 3 | 32 | 11,5 | 41 |
Przetwory zbożowe są jednym z lepszych źródeł witamin z grupy B, ich zawartość jest znacznie wyższa niż w innych produktach spożywczych. Spośród składników trudno przyswajalnych przez człowieka zboża zawierają stosunkowo dużo błonnika. Jego zawartość może przekraczać 1,5%. W produktach zbożowych znajdują się również niektóre witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, mianowicie: tokoferol i nieduże ilości witaminy K. Brak jest natomiast witamin A i D oraz kwasu askorbinowego.
Nierównomierność w rozłożeniu składników pokarmowych w ziarnie zbóż powoduje, że wartości odżywcze mąki z różnego przemiału różnią się znacznie. Zarodek, ze względu na duża zawartość tłuszczu, z reguły usuwany jest przed przemiałem dla zwiększenia trwałości mąki. Dalszą czynnością jest zmielenia ziarna, jeżeli ma być otrzymana mąka razowa. Dla otrzymania mąki jasnej przy usuwaniu zarodka prowadzi się jednocześnie obłuszczanie ziarna, czyli usuwanie łuski, a często również i warstwy aleuronowej. Dzięki tym zabiegom mąka otrzymana przez zmielenie bielma, czyli części środkowych ziarna, zawiera znacznie mniej białka, składników mineralnych i witamin z grupy B, niż mąka uzyskana z całego ziarna. Zawartość skrobi natomiast jest wyższa.
Przemiał mąki oznacza się obecnie w procentach. Liczba 100% wskazuje, że ze 100 kg ziarna uzyskano 100 kg mąki, tzn. że jest to mąka razowa, z której nic nie usunięto. Mąka 85% to mąka otrzymana z obłuszczonego ziarna, z którego usunięto 15% warstwy zewnętrznej.
Produkt uboczny zwany otrębami znacznie różni się swym składem od mąki , zwłaszcza białej. Największe różnice występują w składnikach mineralnych. Chlor, sód i siarka są dość równomiernie rozłożone w ziarnie pszenicy, gdyż nie ma wyraźnych różnic w ich zawartości między mąką a otrębami. Natomiast żelazo, magnez i niektóre pierwiastki śladowe w otrębach znajdują się w ilościach wielokrotnie wyższych niż w białej mące. Zawartość fosforu w mące jasnej w liczbach bezwzględnych jest znacznie niższa niż, ale niższy jest również procent fosforu pozafitynianowego. W mące 100% fosfor fitynianowy stanowi 70% ogólnego, w mące białej tylko 30%. Z prostego wyliczenia wynika, że ilość fosfory pozafitynianowego, a więc przyswajalnego jest zbliżona – ok. 100µg. Podobnie witaminy grupy B z reguły znajdują się w większej ilości w mąkach ciemnych niż jasnych. Mąki jasne są również znacznie uboższe w tokoferole, gdyż praktycznie biorąc w bielmie ich w ogóle nie ma.
Witaminy oraz sole mineralną stanowią bardzo dobrą pożywkę do bakterii i drożdży podczas fermentacji ciasta stąd też, im bielsza mąka tym mniejsza w niej jest zawartość witamin i składników mineralnych
Ogólna zawartość białka również jest znacznie niższa w mące białej, niż w ciemnej. Dotyczy to i mąki żytniej i pszennej. Występują również pewne przesunięcia w zawartości poszczególnych aminokwasów. Zmniejsza się zawartość lizyny, zwiększa natomiast fenyloalaniny. Ogólna zawartość aminokwasów egzogenicznych, tak w białkach pszenicy jak i żyta, wynosi 33%.
Strawność mąki związana jest z ilością błonnika, która zależy z kolei od wysokości przemiału. Obniżenie strawności przy wyższym przemiale obserwuje się tak przy mące pszennej, jak i żytniej. Z mąki pszennej 95 i 100% strawione zostaje około 85% suchej masy i 75% białek. Dla maki żytniej liczby te wynoszą 83% i 60%. Białko mąki pszennej jasnej ulega strawieniu w 87%, a z żytniej w 76%.
Skład chemiczny kasz, podobnie jak mąki uzależniony jest od stopnia obłuszczenia i rozdrobnienia ziarna, jak również od gatunku zboża. Od tych czynników zależy także wartość odżywcza kasz. Dostarczają one organizmowi wielu cennych składników odżywczych, są źródłem skrobi, białka, błonnika pokarmowego oraz witamin i składników mineralnych. Kasze drobne mają niższą wartość odżywczą niż kasze z grubego przemiału. Kasze gruboziarniste są produktami o wysokiej wartości energetycznej. Potrawy z nic przyrządzane są tanie, sycące, wysokokaloryczne, lekko strawne, zalecane szczególnie w żywieniu osób pracujących fizycznie, w żywieniu dzieci, młodzieży oraz chorych. Kasze są dobrym źródłem witamin z grupy B.
Spośród zawartych składników mineralnych na szczególną uwagę zasługują magnez, fosfor i potas. Najwięcej magnezu zawiera kasza gryczana prażona cała (ok. 210 mg/l00g); jęczmienna kasza perłowa i pęczak zawierają tylko 45 mg tego pierwiastka. Kasza manna natomiast już tylko 18 mg. W kaszach znajdują się także wapń, sód, żelazo, cynk, miecz i mangan. Zawartość witamin, składników mineralnych i substancji błonnikowych znacznie uzależniona jest od stopnia rozdrobnienia i oczyszczenia kaszy oraz rodzaju zboża, z którego ją otrzymano. Na szczególną uwagę zasługują kasze i płatki owsiane. Zawartość błonnika pokarmowego w ziarnie owsa po usunięciu łuski jest zbliżona do jego zawartości w pszenicy, jednak jego wartość żywieniowa je znacznie wyższa. W błonniku ziarna zbóż (oraz w otrzymanych z nich kaszach), przeważnie występują frakcje nierozpuszczalne w wodzie, w przypadku owsa natomiast prawie połowa błonnika ogółem przypada na frakcje rozpuszczalne, szczególnie poza dane w naszej diecie.
Otręby są produktem ubocznym, otrzymywanym w wyniku czyszczenia, rozdrabniania i preparowania ziaren zbóż podczas ich przerobu na mąkę lub kasze. Otręby stanowią przeciętnie 10% masy ziarna. W ich skład wchodzą rozdrobnione cząstki okrywy owocowo-nasiennej, pozbawione albo zawierające niewielkie ilości) cząstek bielma lub zarodka.
Otręby mogą być stosowane jako dodatek do ciast i specjalnych gatunków pieczywa, podsypka pod ciasto, składnik panierki do mięsa i ryb, dodatek do farszów, do produkcji różnego rodzaju chrupek, płatków śniadaniowych, a także żywności specjalnego przeznaczenia (żywności wysokobłonnikowej).
Najcenniejsze są otręby pszenne. Dzielą się one na grube i drobne. Otręby pszenne grube składają się z dużych cząstek okrywy owocowo-nasiennej o różnej zawartości cząstek bielma. Otręby żytnie pod względem zawartości cukrowców niewiele się różnią od otrąb pszennych, zawierają natomiast mniej związków białkowych i tłuszczów.
Wartość odżywcza otrąb jest uwarunkowana ich określonym składem chemicznym oraz strawnością i przyswajalnością zawartych w nich składników. Otręby są źródłem wielu składników mineralnych (wapnia, sodu, miedzi, potasu, fosforu, cynku, żelaza, magnezu itp.) oraz witamin, głównie z grupy B. Skład chemiczny otrąb (przede wszystkim zawartość białka i skrobi) zależy m.in. od warunków przemiału, typu produkowanej mąki lub rodzaju kaszy oraz od rodzaju przerabianego ziarna.
Tabela 10. wg A. Lempki
Otręby | Minimalna zawartość białka surowego (w %) |
---|---|
Pszenne | 11 |
Żytnie | 11 |
Jęczmienne | 6 |
Owsiane | 5 |
Kukurydziane | 10 |
Z prosa | 10 |
Gryczane | 5 |
W zależności od pochodzenia otręby można podzielić na: pszenne, żytnie, jęczmienne, owsiane i gryczane. W organizmie człowieka otręby wykazują wiele korzystnych oddziaływać, m.in. regulują perystaltykę jelit (szybkość ruchu i konsystencję treści jelitowej), zapobiegają nowotworom jelita grubego, obniżają poziom cholesterolu we krwi, a przez to zapobiegają miażdżycy i nadciśnieniu.
Podstawowymi surowcami do produkcji makaronów są: mąka, jaja i woda, dlatego ich wartość odżywcza uzależniona jest od składu recepturowego. W celu wzbogacenia wartości odżywczej makaronów, w technologii produkcji mogą być stosowane różne dodatki. Oprócz jaj stosuje się dodatek koncentratów białkowych, mleka, drożdży oraz wyciągów z warzyw. W Polsce w produkcji makaronu dopuszcza się barwienie poprzez dodatek karotenu lub innego naturalnego barwnika organicznego.
Makarony są obfitym źródłem energii - 100 g przeciętnego makaronu dostarcza ok. 1400-1600 kJ (830-380 kcal). Zawierają one ok. 70-78% węglowodanów oraz ok. 11-12,8% białka. Makarony w swoim składzie zawierają przeważnie pierwiastki kwasotwórcze, stąd działają na organizm zakwaszająco. Białko makaronów podobnie jak w przypadku mąk nie posiada wysokiej wartości biologicznej. Dlatego też zaleca się spożywanie makaronów w połączeniu z innymi produktami, np. z nabiałem, mięsem, dzięki czemu następuje efekt uzupełniania się aminokwasów, a tym samym wzrost wartości biologicznej i lepsze wykorzystanie białka przez organizm.
Skład chemiczny makaronów wyprodukowanych bez dodatków odpowiada składowi chemicznemu użytej maki. Makarony jajeczne i drożdżowe odznaczają się bardziej zróżnicowanym składem chemicznym i wyższą wartością odżywczą.
Surowe ziarno pszenicy może być mielone na mąkę lub, używając twardej pszenicy durum – na semolinę. Pszenica jest głównym składnikiem w takich środkach spożywczych, jak chleb, owsianka, krakersy, ciastka, musli, naleśniki, placki, ciasta, ciastka, ciasteczka, babeczki, bułki, pączki i płatki śniadaniowe
100 g z twardej pszenicy ozimej czerwonej zawiera około 12,6 g białka, 1,5 g całego tłuszczu, 71 g węglowodanów, 12,2 g błonnika, i 3,2 mg żelaza (17% dziennego zapotrzebowania), w tym samym ciężarze twardej pszenicy jarej czerwonej jest zawarte około 15,4 g białka, 1,9 g z całości tłuszczu, 68 g węglowodanów, 12,2 g błonnika, i 3,6 mg żelaza (20% dziennego zapotrzebowania).
Większość frakcji węglowodanowej pszenicy stanowi skrobia. Komórki bielma w swoim składzie zawierają skrobię wtopioną w matrycę białkową, co tłumaczy pękanie podczas rozdrabniania tkanek bielma, wzdłuż ścian komórek a nienaruszenie kompleksu białkowo-skrobiowego. W pszenicy miękkiej w czasie przemiału ziarenka skrobi pozostają nieuszkodzone. Pszenica typu durum jest twarda i w związku z tym większość ziarenek zostaje uszkodzonych.
Bielmo mączne ziarniaka pszenicy składa się z:
72% białka
20% substancji mineralnych
3% tiaminy
33% ryboflawiny
12% niacyny
6% pirydoksyny
43% kwasu pantotenowego
Główną masą cukrów w ziarnie pszenicy stanowią fruktany, rafinoza i glukodwufruktoza
Większa ilość białka w pszenicy znajduje się w zewnętrznej części bielma mącznego. Bielmo to charakteryzuje się większą szklistością i wyższą zawartością białka.
Albuminy i globuliny występują w ziarnie pszenicy w niewielkiej ilości. Największa ich ilość znajduje się w zarodku, z którego wydala się około 20% białka. Albuminy wyodrębnione z zarodka wykazują wysoką aktywność enzymatyczną.
Wartość biologiczna białek żyta i pszenicy jest stosunkowo niska. Aminokwasem limitującym dla pszenicy jest lizyna, a następnie tryptofan.
Na szczególną uwagę zasługuje gluten pszenicy, czyli zespół białek pszenicy, który daje się wyodrębnić z ciasta przygotowanego z mąki i wody poprzez przemywanie i usuniecie większości innych składników mąki.
W skład ziarna pszenicy wchodzą także białka rozpuszczalne w wodzie oraz roztworach soli, skrobia, tłuszcze i inne składniki. Wszystkie te składniki w czasie tworzenia się glutenu w cieście wchodzą w interakcję z białkami glutenowymi. Skład aminokwasowy kompleksu glutenowego oraz frakcji gliadynowej i gluteninowej charakteryzuje się wysoką zawartością kwasu glutaminowego, a następnie proliny, leucyny i izoleucyny
Sole mineralne nie wywierają wpływu na jakość glutenu i z wyjątkiem reszt fosforanowych fosfolipidów traktowane są jako domieszki przypadkowe.
Znaczny dodatek mąki żytniej do mąki pszennej wpływa ujemnie na jakość i wydajność glutenu z mąki pszennej. W wyniku dodania do mąki pszennej, mąki żytniej ilość glutenu nie zmniejsza się w sposób równomierny. Dodatek mąki w ilości do 35% pozwala na otrzymanie z mąki pszennej nieco więcej glutenu niż wynika to z obliczeń. Zawartość glutenu oznacza się poprzez przemywanie wodą odpowiednio przygotowanej próbki. Do czynników warunkujących poprawność wyodrębnienia glutenu nalezą:
czas odleżenia ciasta
rodzaj wody, jej temperatura, zawartość oraz rodzaj soli mineralnych, pH
czas i sposobów wymywania
Tabela 2. Skład aminokwasowy glutenu, gluteniny i gliadyny ziarna pszenicy
Aminokwasy | Gluten | Glutenina | Gliadyna |
---|---|---|---|
Zawartość aminokwasów (w %) | |||
Alanina | 1,9 | 4,7 | 2,0 |
Arginina | 3,6 | 4,7 | 3,2 |
Cysteina+cystyna | 2,4 | 3,8 | 2,3 |
Fenyloalanina | 4,8 | 2,0 | 2,4 |
Glicyna | 3,1 | 0,9 | 0,0 |
Histydyna | 2,1 | 1,8 | 2,0 |
Izoleucyna | 4,9 | 7,3 | 11,5 |
Kwas glutaminowy | 31,2 | 23,4 | 43,7 |
Kwas asparaginowy | 2,9 | 2,3 | 1,7 |
Leucyna | 6,1 | 6,3 | 6,6 |
Lizyna | 1,5 | 1,9 | 0,9 |
Metionina | 1,4 | 0,8 | 0,3 |
Prolina | 11,7 | 9,7 | 13,2 |
Seryna | 0,0 | 0,8 | 7,3 |
Treonina | 2,3 | 3,0 | 1,0 |
Tryptofan | 1,0 | 2,4 | 2,0 |
Tyrozyna | 3,7 | 5,7 | 1,9 |
Walina | 3,8 | 1,9 | 3,3 |
Zawartość białka w glikolipidach pszenicy wynosi 13-17%, a nawet 21%. Mają one wpływ na tworzenie się żelu z wodnych ekstraktów mąki. Białko glikoproteidów zawiera znaczne ilości histydyny.
Ogólna zawartość kwasów nukleinowych w globulinie waha się w granicach 8,5-10,4%. Stosunek RNA do DNA wynosi 0,85:2,05 w zależności od gatunku pszenicy
Zawartość karotenoidów w pszenicy twardej ozimej wynosi 1,8 µg/g (w tym 0,18 µg/g karotenu).
Tłuszcze stanowią tylko 2% masy mąki pszennej, z czego 0,5% to tłuszcze skrobiowe, które nie mają znaczenia dla wartości wypiekowej. Tłuszcze nieskrobiowe biorą udział w tworzeniu glutenu i wpływają na jego jakość. Wolne kwasy tłuszczowe, zawłaszcza nienasycone wpływają dodatnio na wartość wypiekowa. Dodatni wpływ wywierają także glikolipidy.
W pszenicy cześć fosforu znajduje się w kwasach nukleinowych i fosfolipidach. Najwięcej fosforu zawiera warstwa aleuronowa i okrywa. Bielmo zawiera więcej miedzi i wapnia.
W ziarnie pszenicy w ilości 400 µg /g występują następujące mikroskładniki: mangan, żelazo, cynk, miedź, chrom, glin, nikiel, kobalt, cyna, srebro, bor, jod, rubid, selen. W pszenicy, związki fenolowe są głównie w formie nierozpuszczalnego kwasu ferulowego i związanej.
Pszenice posiadające twarde ziarno są bogatsze w tiaminę niż pszenica miękka
Warto nadmienić, że pszenica zawiera więcej tokoferoli z wysoką aktywnością witaminy E niż inne zboża.
Tabela 3. Skład chemiczny mąki pszennej o różnym wyciągu w % suczej substancji wg A. Lempki (red.)
Składniki | Wyciąg % |
---|---|
0-30 | |
Skrobia i cukier | 83,99 |
Celuloza | 0,12 |
Pentozany | 2,59 |
Białka | 10,70 |
Popiół | 0,46 |
Tłuszcze | 1,14 |
Inne związki | 1,00 |
Tabela 4. Zawartość wapnia, fosforu i żelaza w mące żytniej i pszennej o różnym wyciągu
Rodzaj mąki | Wapń | Fosfor | Żelazo |
---|---|---|---|
Żytnia: 0-97% | 131 | 265 | 4,0 |
0-82 | 119 | 195 | 3,0 |
0-60 | 53 | 85 | 2,0 |
Pszenna 0-97% | 99 | 358 | 5,0 |
0-72 % | 61 | 156 | 2,0 |
0-50 % | 40 | 115 | 2,0 |
50-72% | 67 | 290 | 6,0 |
Tabela 5. Zawartość witamin w mące pszennej o różnym wyciągu w mg% wg A. Lempki (red.)
Wyciąg | Witaminy |
---|---|
B1 | |
100 | 0,40 |
85 | 0,30 |
80 | 0,24 |
75 | 0,15 |
72 | 0,10 |
50 | 0,08 |
Orkisz jest oplewionym i niewymłacalnym gatunkiem pszenicy i należy do najstarszych roślin uprawnych. Od pozostałych gatunków pszenicy różni się zarówno pod względem genetycznym, morfologicznym, jak i użytkowym. Pod względem odżywczym orkisz jest charakteryzowany jako bardziej wartościowe zboże niż pszenica zwyczajna pod względem zawartości białek i ich składu aminokwasowego, tłuszczu, błonnika pokarmowego oraz witamin i składników mineralnych. Orkisz składa się w 56% ze skrobi, w 11,6% z białka, 2,7% z tłuszczu i 2% z minerałów. Zawiera także zdrowe nienasycone kwasy tłuszczowe. Dojrzały orkisz to także źródło kwasu krzemowego. Ziarno i mąka orkiszowa są wykorzystywane m.in. do produkcji różnego rodzaju pieczywa, także chrupkiego, preparatów zbożowych, makaronów, kasz, zup oraz ciastek i słodyczy.
Przeprowadzone dotychczas badania wskazują, ze mąka orkiszowa zawiera więcej tłuszczu ogółem (w tym więcej kwasu oleinowego i fitosteroli), witamin (PP, B6, D, prowitaminy A, tokoferoli), mikro- (P, Fe, Zn, Cu) i makroelementów (K, Mg, Na) w stosunku do mąki pozyskanej z ziarna pszenicy zwyczajnej, co świadczy o jej wyższej wartości odżywczej.
Orkisz jest zbożem ubogim w skrobię oporną. Ponadto mąka otrzymana z ziarna odmian orkiszu charakteryzuje się większa wydajnością glutenu mokrego ( mniejsze wartości indeksu glutenu). Nie jest zatem całkowicie bezpieczny dla osób chorych na celiakię. Odnaleźć można zdania, że dopuszczalne jest wówczas spożywanie produktów z orkiszowej mąki pełnoziarnistej
Ze względu na orkiszowe mukopolisacharydy pojawia się coraz więcej głosów, że zboże to w korzystny sposób wpływa na funkcjonowanie układu odpornościowego człowieka. Mąka orkiszowa zawiera dwukrotnie mniejszą ilość maltozy, która jest główną przyczyną wzrostów poziomu glukozy we krwi, w zamian za to jest bogatsza w kwasy MUFA, które zdolne są obniżać indeks glikemiczny.
Charakteryzuje się także słabszymi właściwościami przemiałowymi. Orkiszowe pieczywo oraz makarony zalecane są w diecie dla diabetyków , ponieważ regulują poziom cukru i insuliny we krwi. Zalecane są również dla rekonwalescentów , dzieci i ludzi starszych.
Skład chemiczny ziarna orkiszu zależy od genotypu oraz uwarunkowań środowiskowych. Tyburski i Babalski (2006) podają, że średnia zawartość białka w ziarnie orkiszu jest o 30-47% wyższa niż w pszenicy zwyczajnej. Wysoka zawartość białka w orkiszu wynika z dużego udziału warstwy aleuronowej w ziarniaku. Białko orkiszu jest lepiej trawione (>80%) niż pszenicy i ma wyższą wartość biologiczną wyrażoną lepszymi wskaźnikami wykorzystania białka, co związane jest z jego inną strukturą niż białka pszenicy właściwej.
Poza tym, orkisz bogaty jest w białko, które charakteryzuje się podobną zawartością frakcji albumin i globulin oraz większą zawartością frakcji gliadyn w stosunku do glutenin, w porównaniu z pszenicą zwyczajną. Stosunek Gli/Glu wynosi odpowiednio 1,25 i 1,13. Jak wynika z badań Katarzyny Majewskiej i in. dotyczących analizy porównawczej sekwencji aminokwasowych prolamin ziarna różnych gatunków pszenicy, skład białek glutenowych ziarna orkiszu jest na tyle zbliżony do składu tych samych białek w ziarnie pszenicy zwyczajnej, że zarówno ziarno orkiszu, jak i produkty z niego otrzymywane, nie mogą być spożywane przez osoby chore na celiakię. Według Campbell (1997) jeżeli orkisz jest spożywany w postaci produktów z mąki pełnoziarnistej może być bezpieczny dla chorych na celiakię. W literaturze są opisywane udane próby włączania produktów orkiszowych do diety dzieci chorych na celiakię. Tolerowanie glutenu z orkiszu według niektórych badaczy może wynikać z większej zawartości cynku, który jest częścią składową enzymów układu pokarmowego , przez co może zwiększać ich aktywność i powodować lepsze trawienie alergennych gliadyn.
W orkiszu jest od 20 do 60% aminokwasów niezbędnych więcej niż w pszenicy zwyczajnej, a dotyczy to zwłaszcza lizyny , leucyny i izoleucyny. Spośród aminokwasów endogennych więcej jest glutaminy, proliny, seryny i tyrozyny.
Jak wynika z badań przeprowadzonych przez Grelę i in.(1996) zawartość aminokwasów w ziarnie orkiszu i pszenicy zwyczajnej jest podobna.
Tab. Zawartość aminokwasów w orkiszu i pszenicy zwyczajnej, g/16g N
Aminokwas | Pszenica orkisz (Grela,1996) | Pszenica orkisz (Jorgensen i in.1997) | Pszenica orkisz (Bonafaccia i in. 2000) | Pszenica zwyczajna (według wymienionych autorów) |
---|---|---|---|---|
Histydyna Izoleucyna Leucyna Lizyna Metionina Fenyloalanina Tyrozyna Treonina Tryptofan Valina |
2,33 4,16 7,06 3,19 1,7 4,51 3,53 3,7 1,49 5,02 |
2,43 3,9 6,69 2,73 1,65 4,62 2,91 2,82 - 4,64 |
2,2 3,6 6,6 2,6 1,7 4,9 2,3 2,6 - 4,4 |
2,3-2,7 3,3-3,9 6,6-7,15 2,84-3,02 1,62-1,7 4,5-5,05 2,68-3,31 2,9-3,46 1,42 4,35-4,76
|
Tłuszcz
Orkisz charakteryzuje się wyższą zawartością tłuszczu niż inne pszenice. Szczególnie ważne znaczenie żywieniowe mają nienasycone kwasy tłuszczowe obecne we frakcji lipidowej. W składzie tłuszczu jest więcej kwasów jednonienasyconych. Mają one ważne znaczenie dla serca i układu krążenia. Grela (1996) podają, że frakcja lipidowa orkiszu zawiera więcej kwasów tłuszczowych jednonienasyconych (21,5%), niż pszenicy zwyczajnej (12,1%) i pszenżyta (13,7%), co wiąże się z lepszą jakością orkiszu.
W tłuszczu z orkiszu jest więcej fitosteroli. W otrębach orkiszowych zdefiniowanych zostało ponad 20 tych związków. Fitosterole obecne w orkiszu mają właściwości obniżania cholesterolu we krwi.
Skład mineralny ziarna orkiszu jest generalnie zbliżony do pszenicy zwyczajnej, na ogół jednak zawiera więcej mikroelementów, głównie cynku, miedzi i selenu
Tab. Zawartość składników mineralnych w orkiszu i pszenicy zwyczajnej
Składnik mineralny | Rouhotra i in.(1996) mg/100g s.m |
Grela (1996) mg/100g s.m |
---|---|---|
Orkisz | Pszenica zwyczajna | |
P Ca K Mg Mn Cu Se Zn
|
462 29 457 148 4,8 0,4 - 4,1 |
388 37 383 140 - 0,5 - 2,2 |
Orkisz zawiera więcej niż pszenica zwyczajna witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (A, D i E).Według Greli i in. (1993) w orkiszu jest więcej związków tworzących witaminę E, a ich aktywność jest o 1/3 większa niż występujących w pszenicy zwyczajnej. Wśród tych związków najwięcej jest γ i α-tokoferoli.
Obecność łuski otaczającej ziarno powoduje, że do ziarniaka orkiszu przedostaje się znacznie mniej metali ciężkich i jest on odporniejszy na negatywne wpływy środowiska niż inne zboża. Dojrzałe ziarno orkiszu zawiera dużo kwasu krzemowego potrzebnego dla prawidłowego wzrostu skóry, włosów i paznokci.
W orkiszu występuje rodanid (thiocyanol), „naturalny antybiotyk”, czynnik wzrostu komórek kostnych, krwi i nerwowych. Jest to substancja biologicznie czynna , która ma właściwości naturalnych antybiotyków jakie występują w ślinie, krwi i mleku kobiecym.
Ziarno orkiszu może być zbierane i wykorzystywane w różnych fazach dojrzałości
pełnej lub wcześniej na tzw. zielone ziarno. Zielone ziarno po usunięciu łuski i wysuszeniu może być wykorzystywane do uzyskiwania mąki i kasz, sporządzania kotletów, sosów, zup lub jako dodatek do jogurtów.
Tab. Porównanie składu mąki orkiszowej z uzyskaną z pszenicy zwyczajnej (Rembiałkowska i Endzel, 2007)
Wyszczególnienie | Mąka pełnoziarnista Pszenna |
Mąka orkiszowa |
---|---|---|
Zawartość energii Białko ogólne Błonnik pokarmowy Kwasy tłuszczowe ogółem Woda Wit.B1 Wit.B2 Wit B3 (PP) Składniki mineralne Ca Cu Fe Mn K Zn
|
140,83 5,42g 4,33 0,54g
3,91g 0,16 0,07 1,73
21,67mg 0 1,17 0 140,83 0 |
126 5,04g 2,52 1,26
4,32 0,25 0,87 3,2
0 0,23 1,36 0,83 145,53 1,29 |
Ziarno żyta i jego przetwory są bardzo dobrym źródłem błonnika pokarmowego zarówno nierozpuszczalnego jak i rozpuszczalnego, zalecanych w profilaktyce chorób cywilizacyjnych. Szczególnie cenna jest, znacznie większa niż w innych zbożach, zawartość w życie rozpuszczalnych arabinoksylanów (pentozanów) i zawartość β-glukanów, które powodują zwiększenie lepkości masy pożywienia w przewodzie pokarmowym i opóźnienie wskutek tego hydrolizy skrobi i absorpcji składników odżywczych, co ostatecznie skutkuje niższym i bardziej stabilnym poziomem glukozy we krwi. Jest to korzystne na przykład w profilaktyce cukrzycy typu II. Stwierdzono ponadto, że te rozpuszczalne frakcje błonnika pokarmowego przyczyniają się do obniżenia poziomu cholesterolu we krwi. Trzeba dodać, że przy przemiale żyta, w miarę obniżania wyciągu, zawartość błonnika pokarmowego w mące żytniej spada w mniejszym stopniu niż przy przemiale pszenicy. Wynika to z tego, że w ziarnie żyta udział okrywy owocowo-nasiennej i warstwy aleuronowej jest większy niż w ziarnie pszenicy.
Z powodu różnicy w budowie anatomicznej ziarniaków, w mące żytniej zawartość witamin i składników mineralnych jest większa niż w pszennej o tym samym wyciągu; mąka żytnia o wyciągu 60% zawiera 4x więcej żelaza, 3x więcej witaminy B1, 2x więcej witaminy B2, wapnia i fosforu niż mąka pszenna o wyciągu 60%.
W życie występują fitoestrogeny, m.in. izoflawony i lignany - specyficzne substancje, które pod wpływem bakterii jelita grubego są przekształcane w związki (enterodiol i enterolakton) mogące chronić przed rakiem piersi i prostaty. Charakterystyczna dla żyta jest obecność wartościowego pod względem żywieniowym – kwasu linolowego, należącego do niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych, który zlokalizowany jest w zarodku – obecny jest więc tylko w mące całoziarnowej. Szczególnie wysokimi walorami zdrowotnymi odznacza się zatem chleb żytni z mąki z pełnego przemiału.
Duży wpływ na wartość odżywczą chleba żytniego ma także to, iż tradycyjnie jest on produkowany na kwasie. Fermentacja kwasowa pozwala na wytworzenie dużej ilości witamin z grupy B, aminokwasów egzogennych (m.in. tryptofanu), stabilizuje bioaktywne składniki mąki takie jak kwas foliowy i β-glukany, zwiększa dostępność mikro i makroelementów, które w mące związane są w postaci fitynianów (Zn, Fe, Ca, Mg, F). Powstający w tym procesie kwas mlekowy jest w 90% lewoskrętny, co decyduje o jego korzystnym wpływie na przewód pokarmowy. Pieczywo żytnie na zakwasie ma niski indeks glikemiczny (IG=48),
Mąka żytnia posiada specyficzne właściwości determinowane przede wszystkim przez kompleks węglowodanowo- amylazowy tj. zawartość i właściwości skrobi i polisacharydów nieskrobiowych (głównie pentozanów) oraz aktywność enzymów amylolitycznych. Duże znaczenie ma także zawartość frakcji rozpuszczalnych w wodzie w tym frakcji białkowych.
Białko żyta ma wyższą wartość żywieniową niż białko pszenicy, zawiera bowiem więcej lizyny. W pszenicy stosunek zawartości aminokwasu ograniczającego - lizyny do wartości tego aminokwasu w białku wzorcowym wynosi 48,62 proc., podczas gdy w życie 70,35 proc. Wysoka wartość biologiczna białka żyta wynika też z tego, że ma ono duży udział frakcji rozpuszczalnych 30-50%, natomiast podczas produkcji pieczywa ta ilość jeszcze się zwiększa.
Żyto ma niższą niż pszenica zawartość białka ogółem (śr. 9-11%), z czego dużą ilość stanowi azot niebiałkowy (6-12% azotu ogółem). Jest jednak znacznie bogatsze w białko rozpuszczalne w wodzie. Zawiera go 30-50% (ok. 2-krotnie więcej niż pszenica) w zależności od warunków pogodowych podczas zbiorów.
Białka rozpuszczalne w wodzie roztworach soli stanowią u żyta 36-46% ogólnej ilości białka. Żyto w porównaniu z innymi zbożami zawiera największą ilość lizyny, dzięki czemu uważane jest za najbardziej wartościowe biologicznie. Należy jednak tutaj zaznaczyć, ze przyswajalność białka z żyta jest znacznie gorsza niż np.. z pszenicy.
Zawartość prolaminy w białku żyta jest niższe niż w białku pszenicy i wynosi mniej niż 20%. Zawartość gluteliny wynosi około 17,5%. Nierozpuszczalne białka żyta cechują się dużą zawartością kwasu glutaminowego i proliny. Zawartość kwasu asparaginowego w białku żyta jest wyższa niż w białku pszenicy i jęczmienia, niższa natomiast niż u owsa i kukurydzy.
Białka zapasowe występujące w pszenicy, tworzące gluten wchodzą w skład innych zbóż. Przeszkodą w tworzeniu glutenu w cieście są pentozany, tworzące z białkami żyta połączenia rozpuszczalne w wodzie.
Gluten żyta pod względem fizycznym przypomina gluten z bardzo słabej pszenicy. Charakteryzuje się małą sprężystością, dużą rozciągliwością. Zdolność hydratacyjna glutenu żytniego jest dość duża (dochodząca do 310%). Na frakcje glutenowe przypada w białku pszenicy około 70-75% białka ogólnego.
Lipidy żyta zawierają więcej kwasy linolenowego niż pszenica. Sterole w życie stanowią 30-40% niezmydlalnej frakcji tłuszczowców, i przeważa wśród nich β- fitosterol
W mniejszej ilości występują: kampesterol i cholesterol
Tabela 2. Skład chemiczny mąki żytniej o różnym wyciągu w % suchej masy wg. A. Lempki (red.)
Składniki | Wyciąg % |
---|---|
0-50 | |
Skrobia i cukier | 85,03 |
Celuloza | 0,3 |
Pentozany | 4,0 |
Białka | 6,80 |
Popiół | 0,60 |
Tłuszcze | 0,85 |
Inne związki | 4,40 |
Jęczmień Jest ziarnem o najbardziej stałym składzie chemicznym niezależnym od odmiany, zawiera 12% białka ogólnego, 2% tłuszczu, 5% włókna surowego, 63-67% skrobi, bardzo mało karotenu (0,4 µg/g.) i wit.D, więcej natomiast kwasu nikotynowego.
Białko jęczmienia zawiera ok. 36% aminokwasów egzogenicznych. Aminokwasem ograniczającym jest metionina. Natomiast argininy i waliny jest w białkach jęczmienia więcej niż w innych zbożach.
Ziarno jęczmienia zawiera 3,0% tłuszczu, a wśród nich najliczniejsza jest frakcja tłuszczów obojętnych.
Zawartość skrobi waha się w granicach 63 – 67%. Odmiany bogatsze w białko mają mniej skrobi. Frakcja błonnikowa składa się w dużej mierze nie tylko z celulozy, ale również z pentozanów. Popiół uzyskany z kasz jęczmiennych ma charakter kwaśny, podobnie jak i innych zbóż.
Ziarno jęczmienia ze względu na brak białek glutenowych nie nadaje się na mąkę do wyrobu chleba. Używane przede wszystkim na kasze, jako surowiec browarniany do wyrobu piwa oraz na paszę. Najważniejszym sposobem wykorzystania jęczmienia w przemyśle jest produkcja słodu
W Polsce konsumpcyjnymi przetworami jęczmiennymi są kasze: perłowa, łamana, pęczak. Rodzaje te zależą od procesów technologicznych.
Kasza perłowa, w której błonnika jest znacznie mniej niż w pęczaku, charakteryzuje się większą strawnością. Zawartość jednak składników mineralnych i witamin z grupy B oraz białka jest niższa. Kasza jęczmienna zawiera mniejsze ilości białka, wapnia i żelaza w porównaniu z kaszą gryczaną i jaglaną. Kasze jęczmienne zawierają błonnik rozpuszczalny, który obniża poziom cholesterolu we krwi. Są zalecane osobom z chorobami krążenia i nadciśnieniowcom.
Gryka jest cennym źródłem wielu związków biologicznie aktywnych oraz substancji odżywczych. Pod względem wartości energetycznej przewyższa bardziej rozpowszechnione w świecie zboża, takie jak pszenica i żyto. Zawiera między innymi: białka o dobrze zbilansowanym składzie aminokwasowym, polisacharydy, polifenole oraz składniki mineralne.
Podstawowym polisacharydem gryki jest skrobia. Jej zawartość waha się w zależności od odmiany i warunków uprawy, od ok. 59 do 70 %. Skrobia gryczana jest niskoenergetyczna, co jest związane z wysokim udziałem skrobi opornej (33 - 38 %), która jest częścią błonnika.
Białka zawarte w gryce odznaczają się wysoką wartością biologiczną. Są one bogate w egzogenne aminokwasy – lizynę, tryptofan i metioninę. Główną frakcję białkową stanowią: albuminy oraz globuliny. W gryce albuminy stanowią 22% globuliny i 43% ogólnego białka
Zawierają znikomą ilość prolamin oraz nie zawierają α–gliadyny, dlatego też gryka wykorzystywana jest w dietach bezglutenowych. Zbilansowany skład aminokwasów, zwłaszcza Lys/Arg oraz Met/Arg oznacza, że gryka ma właściwości obniżające poziom cholesterolu we krwi. Dodatek do diety preparatów białkowych z gryki znacząco obniża poziom cholesterolu w surowicy krwi oraz hamuje powstawanie kamieni żółciowych poprzez zmianę metabolizmu cholesterolu, a ekstrakty białkowe skuteczniej redukują poziom frakcji cholesterolu LDL i VLDL.
Wartość biologiczna białka gryki jest wysoka, porównywalna od 92% zawartości biologicznej suchej masy odtłuszczonego mleka i 81% wartości biologicznej suchej masy jaja kurzego.
Tłuszcze gryki cechują się dosyć długą trwałością na utlenianie, co jest korzystne przy dłuższym przechowywaniu samego ziarna gryki i produktów gryczanych. Spośród 80% nienasyconych kwasów tłuszczowych (NKT ) ponad 40% stanowią wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WNKT ).
W gryce znajduje się mniej niż w innych ziarnach fosforu, siarki, chloru i dlatego tez jest produktem o właściwościach bardzo słabo zakwaszających. Kasze gryczane dostarczają dużo witamin. Kasza krakowska znacznie mniej. W gryce stwierdzona została obecność rutyny, jednego ze związków określanego dawniej mianem witaminy P. obecnie związki takie zaliczane są do bioflawonoidów.
Prawie połowa popiołu w gryce znajduje się w okrywie. 90% składników okrywy stanowi fosfor fitynowy.
Ziarno gryki zawiera od 2,43% popiołu. W skład bielma gryki wchodzi:
tlenek fosforu
tlenek potasu
tlenek wapnia
Okrywa z kolei zawiera:
tlenek fosforu
tlenek potasu
tlenek wapnia
Spośród pierwiastków śladowych w gryce wyróżnia się większa zawartość miedzi i kobaltu.
Gryka jest rośliną o wysokiej zawartości substancji fenolowych, takich jak: 3-flawonole, rutyna, katechina, kwasy fenolowe. Są to substancje biologicznie aktywne, dzięki którym to gryka uważana jest za roślinę o prozdrowotnym działaniu na organizm człowieka.
Z gryki otrzymuje się parę gatunków kaszy oraz mąkę, ale ta obecnie rzadko jest używana, gdyż praktycznie znajduje zastosowanie tylko do sporządzania blinów; do wypieków się nie nadaje.
Kasza gryczana bogata jest również w tłuszcz, którego jest 3 – 3,5%, kasza krakowska zawiera tłuszczu znacznie mniej – ok. 1,5%. W kaszy gryczanej znajdują się dość znaczne ilości białka (niepełnowartościowego), witamin B1, B2, i PP, składników mineralnych: fosforu, wapnia, żelaza oraz tłuszczu i skrobi. Kasza gryczana nie palona ma większą wartość od kaszy gryczanej palonej, która traci ok. 50% witamin podczas palenia. Kasza gryczana i jej odmiana, czyli kasza krakowska, wskazane są dla cierpiących na kruchość naczyń krwionośnych, żylaki, a nawet hemoroidy. A to dlatego, że są cennym źródłem magnezu i uszczelniającej naczynia witaminy P, znanej rutyną.
Ziarno prosa pod względem wartości odżywczej dorównuje gryce. Jest cennym źródłem białka, witamin (szczególnie z grupy B) i soli mineralnych (przede wszystkim wapnia, żelaza, potasu, krzemu i magnezu), nie zawiera glutenu. Jako jedyne zboże ma alkaliczny odczyn Proso zawiera 5,9% tłuszczu
Ziarno prosa zawiera 20% albumin i globulin w stosunku do białka ogólnego, w tym globulina stan owi 5,7-9,3%, albumina 7,6-14%. Rozpuszczalne białko prosa zawiera dużo alaniny a mało kwasu asparaginowego. Proso bogatsze jest w większą ilość prolamin niż inne zboża 62% ogólnego białka
Z prosa otrzymuje się kaszę jaglaną zwaną potocznie „polskim ryżem”. Jest to obłuszczone i wypolerowane ziarno o charakterystycznym żółtym zabarwieniu. Jest produktem lekkostrawnym, zawiera lecytynę, która zbawiennie wpływa na mózg i krzemionkę, która znacząco poprawia stan chorych stawów. Kasza jaglana pod względem wartości odżywczej znajduje się na drugim miejscu po kaszy gryczanej. Ma ona nieco mniej białka, witamin B1, B2, fosforu i tłuszczu. Ilość żelaza jest taka sama jak w kaszy gryczanej.
Owies należy do zbóż bardzo wartościowych, gdyż ziarna jego zawierają dużo substancji białkowych, tłuszczów oraz znaczne ilości witamin i błonnika pokarmowego. Różni się nieco swoimi właściwościami od innych zbożowych. Przede wszystkim rozłożenie składników pokarmowych jest bardziej równomierne.
W porównaniu z innymi zbożami zawartość polisacharydów w owsie jest najniższa. Na około 1% całkowitej ilości mono- i oligosacharydów przypada głównie sacharoza (640 mg/100 g), rafinoza (190 mg/100 g), fruktoza i glukoza (odpowiednio: 91 i 52 mg/100 g). W grupie polisacharydów dominuje skrobia, której owies zawiera około 55%, co stanowi około 10% mniej w porównaniu z innymi zbożami. Skrobia jest najważniejszą substancją zapasową zbóż i najbardziej rozpowszechnionym polisacharydem, zmagazynowanym tylko w bielmie. Pozostała część ziarna: okrywa i zarodek są jej pozbawione. Z polisacharydów złożonych na uwagę zasługują: hemiceluloza i celuloza – składowe błonnika pokarmowego, a także tworzące strukturę ścian komórkowych. Znaczenie skrobi w żywieniu wynika z jej podatności na hydrolizę enzymatyczną i możliwości wchłaniania powstałych produktów rozkładu w jelicie cienkim. Częściowo strawiona skrobia ma podobny wpływ na jelito cienkie jak włókno
pokarmowe: zmienia czas pasażu treści pokarmowej – oddziałując na szybkość wchłaniania składników pokarmowych, modyfikuje wydzielanie lub aktywność enzymów trawiennych, wpływa na wydzielanie hormonów. Część niestrawionej przez enzymy skrobi dostaje się do okrężnicy, gdzie na skutek bakteryjnego rozkładu powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (octowy, propionowy, masłowy), przeciwdziałające takim schorzeniom, jak: atrofia błony śluzowej, zakażenia czy zapalenie jelita grubego, a w szczególnych przypadkach nowotwory.
Owies i produkty owsiane są ważnym źródłem błonnika pokarmowego w diecie.
Ziarno owsa (całe nieobłuszczone) zawiera przeciętnie 32% błonnika, zaś płatki owsiane około 14%, w tym frakcji nierozpuszczalnej ponad 6%, a rozpuszczalnej blisko 8%. Tak wysoki poziom frakcji rozpuszczalnej jest wśród zbóż charakterystyczny tylko dla owsa. Istnieje pogląd, że formy rozpuszczalne polisacharydów nieskrobiowych są szczególnie wartościowe w żywieniu człowieka.
Frakcja nierozpuszczalna błonnika:
Pobudza funkcje żucia, wydzielania śliny działającej ochronnie na zęby
Wykazuje zdolność wiązania wody
Buforuje i wiąże nadmiar kwasu solnego w żołądku
Wpływa na wydzielanie hormonów przewodu pokarmowego (gastryny)
Zwiększa objętość treści pokarmowej w jelicie cienkim
Wpływa na zwiększone wydzielanie soków trawiennych
Pobudza ukrwienie jelit
Poprzez mechaniczne drażnienie ścian jelita grubego wpływa na jego perystaltykę, chroni przed zaparciami, uchyłkowatością jelit, polipami, żylakami odbytu i chorobą nowotworową
Zmniejsza wartość energetyczną diety i daje uczucie sytości.
Frakcja rozpuszczalna błonnika:
Prawie w całości ulega degradacji bakteryjnej w jelicie grubym (jest pożywką dla bakterii), powoduje rozluźnienie masy kałowej
Tworzy żele o dużej lepkości, zwiększa gęstość treści pokarmowej
Zwalnia czas pasażu
Ma zdolność wychwytywania toksycznych związków, zapobiega wchłanianiu ich w jelicie
Działa odtruwająco (dzięki obecności kwasu glukuronowego)
Odgrywa dużą rolę w zaburzeniach gospodarki lipidowej (obniża stężenie cholesterolu, wiąże znaczne ilości kwasów żółciowych, zwiększa wydalanie tłuszczów ze stolcem, opóźnia wchłanianie triacylogliceroli)
Powoduje zwolnienie wchłaniania glukozy
Wzbogacenie diety produktami bogatymi w ß- glukany, zapobiega niedokrwiennej chorobie serca, wzmacnia system immunologiczny
Zapobiega namnażaniu komórek nowotworowych,
Ułatwia gojenie ran i zapobiega infekcjom skórnym
Najistotniejszym rozpuszczalnym w wodzie składnikiem włókna pokarmowego owsa są ß-glukany. Jest to mieszanina nierozgałęzionych łańcuchów ß-D-glukozy połączonych wiązaniami ß-1,3, ß-1,4,
Zawartość błonnika w przetworach zbożowych jest zróżnicowana, co wynika z
nierównomiernego rozmieszczenia błonnika w ziarnie. Wytworzone z całego ziarna:
mąka i pieczywo razowe, kasze oraz płatki – tzw. śniadaniowe (owsiane, jęczmienne,
kukurydziane, ryżowe) są najbardziej wartościowym źródłem tego składnika.
Szczególne zainteresowanie błonnikiem owsa wynika z jego zdolności do szybkiej i
znacznej redukcji cholesterolu we krwi. Tę cenną właściwość nadają ß-glukany,
które zwiększają lepkość treści pokarmowej, absorbują kwasy żółciowe i cholesterol
egzogenny w przewodzie pokarmowym. ß-glukany tworzą także na wewnętrznej stronie
jelita cienką warstwę ochronną, która ogranicza wchłanianie cholesterolu. Z kolei
Bartnikowska i wsp. uważają, że w wyniku kwaśnej fermentacji bakteryjnej powstają
znaczne ilości lotnych, krótkołańcuchowych kwasów węglowych (masłowy,
propionowy, octowy), które mogą ograniczać syntezę cholesterolu. ß-glukany mają
właściwość tworzenia żeli w przewodzie pokarmowym, co przyczynia się do
zmniejszenia stężenia glukozy we krwi po posiłku.
Żele wiążą składniki odżywcze i opóźniają ich wchłanianie do komórek nabłonka. Utrudniony jest również dostęp enzymów trawiennych do węglowodanów. ß-glukany wzmacniają układ immunologiczny człowieka poprzez aktywację fagocytów odpowiedzialnych za wchłanianie obcych substancji i komórek, stwarzając możliwości
Białka owsa różnią się w zasadniczym stopniu od innych zbóż swoim składem
frakcyjnym, znaczną ilością globulin, których ilość oceniana jest na około 50–80%
masy wszystkich białek oraz niską zawartością prolaminy i gluteliny w ilości 20–
25%. Proporcja ta sprzyja ich wysokiej wartości biologicznej, nawet przy wzroście
zawartości białka, co wśród zbóż jest typowe tylko dla owsa.
Bogaty skład aminokwasowy, zwłaszcza pod względem zawartości aminokwasów egzogennych, dodatkowo podnoszą wartość zdrowotną owsa. Jakość białka, która stanowi jego wartość biologiczną, zalezy od zawartości pojedynczych aminokwasów egzogennych oraz ich sumy, a także od wzajemnych proporcji między nimi. Wg danych Hanny Kunachowicz 100 g płatków pokrywa dzienne zapotrzebowanie człowieka na 7 z 10 aminokwasów egzogennych. W przypadku owsa występuje tylko niedobór lizyny, która stanowi aminokwas ograniczający i aminokwasów siarkowych.
Aminokwasowy skład obłuszczonego ziarniaka owsa jest bardziej korzystny pod względem żywieniowym niż w przypadku innych zbóż, głównie ze względu na większą zawartość ważniejszych aminokwasów egzogennych (lizyna, treonina, metionina). W owsie występuje średnio wyższa, niż w innych zbożach, zawartość lizyny (4,2%), treoniny (3,3%) oraz fenyloalaniny i tyrozyny (w sumie ponad 8,8%).
Według Gąsiorowskiego wyższa jest też zawartość tryptofanu – 1,3%, a także metioniny – ponad 3% w wybranych odmianach. Obserwowano też wysoką zawartość aminokwasów o łańcuchach rozgałęzionych (leucyna + izoleucyna) Podobnie do innych zbóż prolaminy zawierają około 43% sumy glutelina/ gliadyna + prolamina oraz niższą od pozostałych frakcji zawartość głównych aminokwasów egzogennych, ale poziom lizyny jest w niej wyższy niż u prolamin innych zbóż. Natomiast poziom aminokwasów o łańcuchach rozgałęzionych jest w prolaminie owsa szczególnie wysoki (ok. 18%), a aminokwasów aromatycznych nie odbiega od poziomu w całym ziarnie. Zawartość metioniny – ponad 3%, jest w tej frakcji najwyższa w porównaniu z pozostałymi. Niewątpliwie najbardziej korzystnym składem aminokwasowym z żywieniowego punktu widzenia charakteryzują się albuminy i globuliny, a ponieważ stanowią one wspólnie około 70% białka ogółem, to właśnie ich poziom wywiera wpływ na dużą wartość żywieniową owsa i produktów jego przerobu.
Tłuszcz znajduje się we wszystkich częściach ziarna a ilość jego zdecydowanie przewyższa inne zboża, kształtując się na poziomie od 4 do 10% (w odmianach krajowych). Lipidy owsa występują w postaci tłuszczu związanego (polarnego) – fosfolipidy i glikolipidy
oraz tłuszczu wolnego (niepolarnego) – triacyloglicerole, monoacyloglicerole, wolne
kwasy tłuszczowe, estry steroli, sterole. Tłuszcz owsiany bogaty jest w nienasycone
kwasy tłuszczowe, stanowiące około 80% wszystkich kwasów. Są to głównie kwasy:
oleinowy (29–53%), linolowy (24–48%), a-linolenowy (1–5%) oraz kwasy o
dłuższych łańcuchach: arachidonowy, eikozapentaenowy, dokozaheksaenowy.
Obecność NNKT w przeliczeniu na tłuszcz surowy wynosi około 40%, co w płatkach
owsianych stanowi 2,5–3,0%. Spożycie 100 g płatków pozwala na pokrycie około 30%
dziennego zapotrzebowania człowieka na kwas linolowy.
W tłuszczach owsa stwierdzono obecność związków, które wykazują silne
właściwości przeciwutleniające. Należą do nich związki polifenolowe, wśród których
można wydzielić kwasy hydroksybenzoesowe, hydroksycynamonowe – ferulowy i
kawowy. Aktywność tych czynników jest zbliżona do takich syntetycznych
przeciwutleniaczy, jak butylohydroksytoluen czy galusan propylu. Redukują one
nadtlenki, wodorotlenki oraz unieczynniają wolne rodniki, przerywając fazę propagacji
w reakcji łańcuchowej. Odznaczają się również działaniem bakteriostatycznym i
farmakologicznym, poprawiając pracę serca i wywierając pozytywny wpływ na
krwioobieg oraz zapobiegając chronicznym zapaleniom, a także chorobom
nowotworowym. Negatywną stroną ich obecności jest obniżenie przyswajalności
białek. Do związków o właściwościach przeciwutleniających w ziarnie owsa, poza
witaminą E, zalicza się również związki polifenolowe: kwasy fenolowe, ich estry i
amidy, alkilofenole, flawonoidy i awentramidyny.
Produkty zbożowe odgrywają niezastąpioną rolę jako źródło soli mineralnych.
Zawartość popiołu w całym ziarnie owsa waha się w granicach 2,7–3,7%. Ziarno
obłuszczone jest o około 50% uboższe w popiół od całego ziarna. Najwięcej
związków mineralnych jest obecnych w zarodku i warstwie peryferyjnej ziarna.
Obecność w ziarnie owsa substancji mineralnych jest dodatnio skorelowana z
zawartością rozpuszczalnych w wodzie składników włókna pokarmowego. Na
uwagę zasługują związki wapnia, magnezu, fosforu, żelaza oraz duże ilości
rozpuszczalnego w wodzie krzemu 91,7–2,8%. W owsie występują również duże
ilości cennego dla zdrowia cynku. Zawiera go całe ziarno owsa, płatki owsiane, młody
zielony owies, a szczególnie plewy i otręby. Na uwagę zasługuje również bardzo niska
zawartość sodu, co powinno być cenną informacją dla osób z niewydolnością układu
krążenia.
Mimo wielu witamin występujących w owsie, zboże to uznaje się za dobre źródło tylko tiaminy, kwasu pantotenowego i witaminy E . Spożycie 100 g płatków owsianych pokrywa około 40% dziennego zapotrzebowania człowieka na tiaminę oraz ok. 20% dziennego zapotrzebowania na witaminę E. Mechanizm działania α-tokotrienolu – pochodnej witaminy E – polega na hamowaniu syntezy cholesterolu w wątrobie, a tym samym na obniżaniu poziomu cholesterolu całkowitego i frakcji LDL we krwi. Tokotrienolom przypisuje się wpływ obniżający poziom cukru we krwi. Ponadto spośród witamin z grupy B w owsie występują w dużych ilościach biotyna. Ilość jej jest znacznie wyższa niż w innych zbożach, dochodzi do 30µg. natomiast zawartość pirydoksyny jest bardzo niska.
W popiele z owsa znajduje się bardzo dużo fosforu i siarki oraz magnezu. Prawie 70% fosforu występuje w postaci fosforu fitynowego, a ogólna jego zawartość w ziarnie owsa to od 0,76 do 1,1%, co jest wartością średnią w porównaniu z ziarnem innych zbóż. Kwas fitynowy i jego pochodne przez długi okres, ze względu na trwałe zdolności wiązania fosforu, wapnia, żelaza, magnezu, manganu, cynku i miedzi z przewodu pokarmowego, uważano jedynie za czynniki antyodżywcze. Jednakże z uwagi na wiązanie jonów metali przejściowych (żelaza i miedzi) kwas fitynowy można również rozpatrywać jako związek, który wywiera działanie przeciwutleniające, ochraniając komórki błony śluzowej jelita przed działaniem wolnych rodników. Zdolność kwasu fitynowego do tworzenia kompleksów z białkami może również wpływać na strawność białka
Mąka owsiana nie zawiera glutenu, więc nie można upiec z niej chleba, jednak jest ona dodawana do jego wypieku. Natomiast kasze i płatki owsiane otrzymywane z owsa zawierają do 14% związków białkowych i do 7% związków tłuszczowych. Z ziarna owsa produkowanie są następujące rodzaje wyrobów gotowych:
- kasza owsiana cała, otrzymywana przez obłuskiwanie owsa i wypolerowanie otrzymanych ziarniaków
- kasza owsiana łamana, otrzymywana przez pocięcie obłuszczonych i wypolerowanych ziarniaków.
W ziarnie sorga występują białka rozpuszczalne w wodzie oraz roztworach soli. Wypełniają w bielmie przestrzenie między białkiem zapasowym. Albuminy i globuliny występują w małej ilości, ale bogate są w lizynę.
Białko prolaminowe sorga zawiera więcej niż inne zboża waliny, leucyny oraz alaniny. Mniej zaś lizyny i histydyny.
Białko gluteinowe sorga jest bogatsze od białka pszenicy w:
leucynę
izoleucynę
walinę
lizynę
alaninę
Mniej zaś zawiera:
kwasu glutaminowego
proliny
Ziarno sorga zawiera 3,4% tłuszczu.
Ta roślina, jako jedna z nielicznych, zawiera wszystkie niezbędne do życia aminokwasy - dzięki czemu pochodzące z niej białko jest pełnowartościowe. A do tego jest go dużo - w 100 g ziaren quinoa znajdziemy 13 - 22 g białek.
Jednym z białek występujących w quinoa jest lizyna - rzadko spotykany w ziarnach zbóż aminokwas Ziarna komosy ryżowej są istną kopalnią minerałów: stugramowa porcja zawiera 200 mg wapnia, 470 mg fosforu, 1040 mg potasu i 50mg żelaza (ponad dwukrotne dzienne zapotrzebowanie). Znajdziemy tam także 310 mg magnezu - dzienną porcję pierwiastka, którego niedobór odczuwa ok. 60% polskiego społeczeństwa.
Quinoa jest także bogata w witaminy. W 100 gramach jej ziaren znajdziemy:
0,65 g witamina B1
0,4 g witaminy B2
5,37 g witaminy D
Quinoa zawiera jednak mało witamin A i C.
Ziarna quinoa mają wyjątkowo niski indeks glikemiczny (35) więc nie powodują gwałtownych skoków poziomu cukru we krwi. Komosa ryżowa nie zawiera glutenu - dlatego można ją dodawać do posiłków alergików, a wytworzona z niej mąka jest świetnym surowcem na pieczywo dla osób uczulonych.
Ziarna quinoa zawierają saponiny , dzięki którym produkty z komosy mogą wykazywać działanie między innymi przeciwalergiczne, przeciwzapalne, przeciwgrzybiczne przeciwwirusowe i immunostymulujące.
Komosa ryżowa zawiera więcej wapnia niż mleko i najwięcej tłuszczów spośród wszystkich zbóż. Stanowi bardzo dobre źródło żelaza, fosforu, witaminy E i witamin z grupy B. Komosa ryżowa jest również doskonałym źródłem potasu, cynku, oraz błonnika pokarmowego. Dostarcza także 2 razy więcej żelaza i witaminy E niż pszenica.
Teff jest jednym z najstarszych zbóż pochodzenia afrykańskiego. Ziarno zawiera dużo metioniny, wapnia, żelaza, kwasu foliowego i antyoksydantów. Zarówno ziarno, jak i mąka są również zasobne w błonnik pokarmowy. Teff uchodzi za szczególnie zdrowe zboże, stanowiące wartościowe uzupełnienie diety bezglutenowej.
Teff ma bardzo wysoką wartość odżywczą. Obok dużej zawartości wapnia, żelaza, magnezu, zboże to wyróżnia również wysoka zawartość kwasu foliowego, antyoksydantów oraz błonnika pokarmowego (wapnia, żelaza i błonnika ma prawie tyle co amarantus). Pod względem zawartości aminokwasów, teff jest rośliną doskonałą - zawiera je wszystkie (w porównaniu do innych zbóż szczególnie dużo metioniny, cysteiny i lizyny).
Wśród białek (8–15% masy) teffu gluteliny, albuminy, prolaminy i globuliny stanowią odpowiednio: 44,5, 36,6, 11,8 i 6,7%. Mały udział prolamin ułatwia trawienie teffu. Różnokształtne ziarna skrobi, zawierające 25–30% amylozy, mają średnicę od 2 do 6 µm. Przypuszczalnie skrobia warunkuje pulchność i powolne wysychanie wypieków; 2–2,6% masy ziarna stanowi tłuszcz. Wartość energetyczna 100 g teffu wynosi 1404 kJ i jest porównywalna z różnymi typami prosa. Teff ma unikatowy, w porównaniu z innymi zbożami, skład mineralny. Obok dużej zawartości wapnia i żelaza to zboże wyróżnia również zasobność w kwas foliowy i antyoksydanty.
Tabela Zawartość aminokwasów (g/16 gN) w teffie i innych wybranych zbożach (wg Ketema 1997)
Aminokwas Teff Jęczmień Kukurydza Owies Ryż Sorgo Pszenica Proso |
---|
lizyna 3,7 3,5 2,7 3,7 3,8 2,0 2,1 2,9 |
izoleucyna 4,0 3,6 3,7 3,8 3,8 3,9 3,7 3,1 |
leucyna 8,5 6,7 12,5 7,3 8,2 13,3 7,0 7,3 |
walina 5,5 5,0 4,8 5,1 5,5 5,0 4,1 4,5 |
fenyloalanina 5,7 5,1 4,9 5,0 5,1 4,9 4,9 3,5 |
tyrozyna 3,8 3,1 3,8 3,3 3,5 2,7 2,3 1,4 |
tryptofan 1,3 1,5 0,7 1,3 1,3 1,2 1,1 1,6 |
treonina 4,3 3,3 3,6 3,3 3,9 3,0 2,7 2,5 |
histydyna 3,2 2,2 2,7 2,1 2,5 2,1 2,1 2,1 |
arginina 5,2 4,7 4,2 6,3 8,3 3,1 3,5 3,5 |
metionina 4,1 1,7 1,9 1,7 2,3 1,4 1,5 1,3 |
KUKURYDZA
Ziarna kukurydzy mają szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, browarniczym, paszowym. Zmielone ziarna kukurydzy wykorzystuje się do produkcji mąki, kaszki, chleba, herbatników oraz makaronu. Z ziarniaków wytwarzane są płatki oraz wyciskany jest olej kukurydziany. Całe ziarna przeznacza się do konserwowania w zalewie z wody i cukru. Niektóre odmiany uprawiane są dla pozyskania surowca na prażoną kukurydzę.
Do celów spożywczych wykorzystywana jest mąka, kasze i płatki kukurydziane. Mąka kukurydziana nie posiada w swoim składzie glutenu – może być spożywana przez osoby chore na celiakię.
Kaszka kukurydziana znajduje zastosowanie w produkcji chrupek kukurydzianych. W trakcie tego procesu skrobia zawarta w ziarnie kukurydzy ulega skleikowaniu, depolimeryzacji do dekstryn i oligosacharydów i tworzą się trwałe kompleksy z białkami stanowiące charakterystyczną strukturę i teksturę chrupek. 100g chrupek kukurydzianych zawiera około: 352kcal energii (rozkład energii białko: tłuszcz: węglowodany – 10:8:82); 8,9g białka; 78,9g węglowodanów; 3g tłuszczu; 7,6g błonnika.
Innym bardzo popularnym na całym świecie wyrobem z kukurydzy są płatki kukurydziane „corn flakes” będące dla wielu ludzi fundamentem pożywnego śniadania. Do ich produkcji gotuje się ziarno kukurydzy, a następnie walcuje na gorąco nadając charakterystyczny kształt, smak i teksturę. Wartość pokarmowa 100g płatków kukurydzianych przedstawia się następująco: wartość energetyczna 363kcal (rozkład energii białko:tłuszcz:węgowodany – 8:6:86); białko 6,9g; tłuszcze 2,5g; 0,54g nasyconych kwasów tłuszczowych; 0,73g jednonienasyconych kwasów tłuszczowych 0,75g wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, 83,6g węglowodanów ogółem, 7g sacharozy, 6,6g błonnika pokarmowego. Na rynku można także spotkać płatki kukurydziane wzbogacane w żelazo, taminę, (wit. B1) ryboflawinę (wit. B2), niacynę (wit.PP) i kwas askorbinowy (wit.C). Producenci starają się też uatrakcyjniać produkt oferując różne smaki i kształty płatków.
Należy też wspomnieć o obecnym w ziarnie barwniku z grupy karotenoidów zeaksantynie, która ma właściwości antyutleniające. Obecność pierwiastka śladowego jakim jest selen w skojarzeniu z witaminą E oraz zeaksantyną zwiększa odporność organizmu człowieka na działanie wolnych rodników i tym samym może być pomocne w profilaktyce antynowotworowej. Jak podaje literatura w populacji ludzi spożywających kukurydzę rzadziej stwierdza się przypadki nowotworów jelita grubego.
Ziarno kukurydzy zawiera dużo łatwo strawnych węglowodanów, a mało włókna, co powoduje, że ma najwyższą wartość energetyczną ze wszystkich zbóż uprawianych w Polsce. Zawiera mało białka o niskiej wartości biologicznej (mało aminokwasów egzogennych).
Ziarno kukurydzy zawiera 5% tłuszczu o wysokiej jakości. Najbogatszy w tłuszcz jest zarodek kukurydziany. Triacyloglicerole – główna frakcja lipidów stanowi 79% ogólnej ilości tłuszczu, sterole- 4,5%, monoalacylogicerole-3,9%, estry steroli- 2,9%, wolne kwasy tłuszczowe 1%, tłuszcze polarne 8,7% (fosfolipidy i glikolipidy). Zawartość karotenoidów w kukurydzany wynosi 25-30µg/g. Wśród karotenoidów wymienić można:
luteinę
zeaksantynę
kryptoksantynę
hydroksykasantynę
hydroksyl-α-karoten
α- karoten
β- karoten
U kukurydzy najbogatszy w popiół jest zarodek- 80% ( w tym mieści się prawie cały fosfor i fitynowi ziarna oraz cynk).
Ziarna kukurydzy są źródłem witamin z grupy B, oprócz tego zawierają trochę fosforu oraz żelaza. Szczególną wartość odżywczą kukurydzy przypisuje się obecności potasu oraz przeciwutleniaczy, jak witamina E czy selen. Jest to zestaw wyjątkowy, gdyż selen ułatwia wchłanianie i wzmaga działanie witaminy E.
Płatki kukurydziane mają nieco mniej wartości odżywczych niż świeża kukurydza, jednak nie tracą selenu.
RYŻ
Ziarno ryżu zawiera około 10-13% albumin, 6-12% globulin w stosunku do białka ogólnego. W ryżu białko prolaminowe stanowi tylko 1,5- 3,5% białka ogólnego. Gluteina ryżu stanowi 80-93% białka ogólnego. Prolamina ryżu zlokalizowana jest w środkowej części bielma ziarniaka. Pod względem składu aminokwasowego glutelina ryżu jest bogatsza w argininę, histydynę, lizynę od prolaminy, uboższa zaś w alaninę, kwas glutaminowy, izoleucynę, leucynę, fenyloalaninę, trypsynę.
Ziarno ryżu zawiera 2,3-3,1% tłuszczu.
Ryż zawiera 6 glikolipidów, których część aleuronową stanowi:
glukoza i mannoza
glukoza o galaktoza
galaktoza i glukoza
Zawartość tłuszczu w ryżu wynosi 18,3%. Tłuszcz ryżu składa się z:
triacylogliceroli
fosfolipidów (fosfatydylocholiny, fosfstydyloetanoloaminy, fosfstydyloinozytolu)
glikoloidów (monoglikozylodwuacyloglicerole, dwuglikozylodwuazylogicerole)
sterole (β- fitosterol, stigmasterol, kampesterol, dihydrosterol, oryzanol, cholesterol)
Spośród kwasów tłuszczowych wyróżnia się:
kwas linolenowy
kwas alejowy
kwas palmitynowy
W ziarnie ryżu zawartość karotenu wynosi 0,13 µg/g. Witaminy rozpuszczalne w wodzie występuje w ryżu w podobnie jak u pszenicy w warstwie komórek aleuronowych. 34% tiaminy zlokalizowane jest w okrywie i warstwie komórek aleuronowych ryżu nie obłuskanego, Witamina PP stanowi 15% jej zawartości w ziarnie, 2% w tarczce oraz 1% w embrionalnej części zarodka. Witamina B2występuje w postaci estrów.
W ryżu zawartość tokoferoli prezentuje się następująco:
ryż nieobłuskany- 13,1µg/g
łuska 146 µg/g
zarodek 87,3 µg/g
otręby po szlifowaniu 62,9 µg/g
Właściwości odżywcze ryżu zależą w dużym stopniu od jego odmiany i formy.
Najzasobniejszą w składniki odżywcze odmianą ryżu jest ryż dziki. Jest bowiem najbardziej bogaty w witaminy z grupy B, potas, fosfor i białko. Zawiera natomiast niewiele tłuszczu.
Ryż brązowy to z kolei ziarno ryżu, pozbawione tylko najbardziej zewnętrznej, niejadalnej warstwy (plewy). W porównaniu z ryżem białym, ryż brązowy jest dużo bogatszy w witaminy, składniki mineralne i błonnik, które znajdują się w zewnętrznej, nieusuniętej otoczce (zwanej srebrną łupinką), Posiada 349% więcej błonnika, 203% więcej witaminy E, 185% więcej witaminy B6, 219% więcej magnezu i 19% więcej białka. Ma niski indeks glikemiczny (55, podczas gdy dla ryżu białego wynosi on 70). Od bardzo dawna brązowy ryż był stosowany jako środek regulujący poziom cukru we krwi i stosowany w cukrzycy przez tradycyjną medycynę wschodu. Za działanie obniżające poziom cholesterolu we krwi u dorosłych osób z średnią hipercholesterolemią odpowiada olej obecny w zewnętrznej otoczce brązowego ryżu, a nie błonnik.
Ugotowany ryż brązowy nie zawiera w swoim składzie glukozy, fruktozy, laktozy, maltozy ani galaktozy. Nieobecne są także: cholesterol, kofeina i teobromina.
W brązowym ryżu występują następujące witaminy: tiamina, ryboflawina, niacyna, kwas pantotenowy, witamina B6, foliany, witamina E i witamina K[4]. Brązowy ryż nie zawiera witaminy C, B12, A ani karotenu, likopenu czy witaminy D[4].
Makroelementy znajdujące się w brązowym ryżu obejmują: wapń, magnez, fosfor, potas[4]. Z mikroelementów występują: żelazo, cynk, miedź, mangan iselen.
Ryż biały, zwany też polerowanym, otrzymuje się po usunięciu z ziarna wierzchnich warstw (jest pozbawiony zarówno łupiny, zalążka jak i otrębów). Z białego ryżu zostały usunięte części, będące źródłem wielu cennych składników, co przekłada się na wartość odżywczą tego produktu.
Dość dużo wartości ożywczych zawartych w wierzchnich okrywach ziarna zawiera ryż parboiled, który w procesie produkcji zostaje poddany działaniu pary wodnej pod ciśnieniem i dzięki temu procesowi to, co najcenniejsze w okrywie ziarna zostaje wtłoczone w ziarno.
Podsumowując charakterystykę przetworów zbożowych można powiedzieć, że są one dobrym źródłem węglowodanów, które w dużym procencie pokrywają zapotrzebowanie kaloryczne. Wartość kaloryczna kasz i mąki jest zbliżona, wynosząca około 350 kcal/100g. jedynie płatki owsiane dostarczają więcej energii ze względu na większa zawartość tłuszczu. Obniżenie wartości kalorycznej w pieczywie lub gotowanym makaronie jest pozorne, gdyż wpływa na to zwiększona zawartość wody i ta wartość jest wartością realną. Produkty zbożowe mają duży udział w dostarczaniu białka, jednak dla jego prawidłowego wyzyskania konieczne jest uzupełnienie jego wartości biologicznej. Zapotrzebowanie na witaminy z grupy B oraz na wiele składników mineralnych w dużej mierze pokrywane jest przez produkty zbożowe, chociaż ich przyswajalność jest ograniczona. Produkty zbożowe nie biorą żadnego udziału w pokryciu zapotrzebowania na kwas askorbinowy i witaminę A.
Piśmiennictwo
Kunachowicz H, Nadolna I.,
Szumiło G., Kulpa D., Rachoń L., 2009. Ocena przydatności ziarna wybranych gatunków pszenicy ozimej do produkcji pieczywa.
Sulewska H., Koziara W., Panasiewicz K., Ptaszyńska G., Morozowska M., 2008. Skład chemiczny ziarna oraz plon białka odmian ozimych orkiszu pszennego w zależności od wybranych czynników agrotechnicznych
Źródło: Stanisław Jankowski- Surowce mączne i kaszowe. WNT. Warszawa;
Aleksander Lempka (red.)- Towaroznawstwo produktów spożywczych. PWE. Warszawa
Krawczyk P., Cegielska A., Kardialik J., Porównanie wartości technologicznej ziarna orkiszu z pszenicą zwyczajną
Kalinowska – Zdun M.: Renesans pszenicy orkisz. Przegl. Zboż. Młyn, 1996
Literatura:
K. Dziedzic, D. Górecka, A. Drożdżyńska, K. Czaczyk, „Wpływ procesu otrzymywania kaszy gryczanej prażonej na zawartość wybranych składników odżywczych”,
ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 5 (60), 63 – 70.
K. Christa „Żywieniowo-profilaktyczna wartość ziarniaków gryki oraz produktów gryczanych”, Przegląd Zbożowo-Młynarski, 2008.
K. Christa „Możliwość zastosowania gryki jako surowca w procesie ekstruzji”, Przegląd Zbożowo-Młynarski, 2009.
Bartnikowska E., Rakowska M.: Wpływ włókna z owsa i jczmienia na metabolizm lipidów u
zwierzt i ludzi. Biul. Inst. Hod. i Aklim. Rolin, 1994, 190, 67-76.
[2] Bartnikowska E.: Włókno pokarmowe w ywieniu człowieka. Cz.1. Przem. Spo., 1997, 5, 43-44,
48.
[3] Bartnikowska E., Lange E.: Znaczenie dietetyczne przetworów owsianych, ich wpływ na stenie
cholesterolu w osoczu oraz poposiłkow glikemi.
ywno. Nauka Technologia Jako, 2000, 1
(22), 18-35.
[4] Bartnikowska E., Lange E., Rakowska M.: Ziarno owsa – niedocenione ródło składników
odywczych i biologicznie czynnych. Cz. I. Ogólna charakterystyka owsa. Białka, tłuszcze. Biul.
Inst. Hod. i Aklim. Rolin, 2000
15] Gsiorowski H.: Warto fizjologiczno-ywieniowa owsa. Przegl. Zbo. Młyn. 2003, 3, 26-28