Зърнените култури са важна част от храненето на човека. Те са култивирани растения, които хората отглеждат от 12 000 години. Хлебните зърнени култури - пшеница и ръж - са най-важните за хранителната индустрия. В по-малка степен се използват ечемик, овес, просо, елда и други.

зърнени
Амарантът, елдата и морковите са най-известните псевдозърнени култури, чието използване за съжаление е значително подценено. Те формират важен компонент на т.нар диета без глутен.

Освен това в момента се предпочитат многообразни продукти, съдържащи повече от един вид зърно. В американско проучване на 75 000 жени изследователите установяват, че жените, които са яли пълнозърнести храни, намаляват риска от сърдечни заболявания с 25%, инсулт с 30% и диабет с 40%. Освен това те са били с 50% по-малко склонни да имат наднормено тегло през следващите години. Диета, съдържаща рафинирани зърнени храни (бял хляб, бял ориз), е свързана с увеличаване на теглото, както и с почти 60% увеличение на честотата на диабет тип II.

Съставът на зърната се влияе от условията на растеж, начина на съхранение и преработка и съдържанието на антинутриционни фактори. Съдържанието на вода в зърненото зърно е 12-15%, въглехидратите 75%, протеините 10-15% и липидите2%. Благодарение на високото съдържание на въглехидрати, те представляват основния източник на енергия в храненето.

Въглехидрати

Зърнените култури са предимно въглехидратна храна, съдържаща до 60-70% нишесте. Нишестето е източник на енергия, който се отделя постепенно, което е енергийно ефективно и служи като профилактика на затлъстяването. Нишестето се усвоява по-дълго от обикновените въглехидрати и следователно служи като полезен източник на енергия при изтощаването на тялото, напр. при спортисти. Амилозата и амилопектинът присъстват в съотношение 1: 3 в случая на пшеница, царевица и овес. Те помагат за регулиране на нивата на кръвната захар. Триптофанът присъства и в богатата на нишесте диета, която се отнася и за зърнените култури. Триптофанът насърчава производството на серотонин, който е отговорен за чувството за благополучие и релаксация и следователно предизвиква чувство на спокоен сън. Самото превръщане на триптофан в серотонин се подпомага от витамин В6 и магнезий, които присъстват в значителни количества в зърнените култури. Общото съдържание на моно-, ди- и олигозахариди в зърнените и псевдозърнените култури варира от 1 до 3%. От монозахаридите хексозите (фруктоза, глюкоза и галактоза) и пентозите (арабиноза и ксилоза) са най-често срещаните в зърнените култури. Захарозата и малтозата са често срещани дизахариди на зърнените зърнени култури. Псевдозърнените храни съдържат малки количества разтворими захари глюкоза, фруктоза, захароза и малтоза. В допълнение към нишестето, от полизахаридите присъстват и целулоза, хемицелулоза и ксилани.

Диетични фибри

От средата на 70-те години в Япония и Америка се провеждат проучвания, за да се покаже хипохолестеролемичният ефект на зърнените фибри.

Зърнените влакна са предимно целулоза и хемицелулоза, които съставляват 2-3% от зърната, а в овеса до 9-10%. Чрез смилане на брашно се губят до 50-90% от това. Покривните слоеве на зърната са богат източник на фибри, особено неразтворими (целулоза, неразтворима хемицелулоза). Овесът, ечемикът и ръжта са особено добри източници на разтворими фибри (пентозани, (3-глюкани и разтворима хемицелулоза). Wisker - Feldheim (1988, 1990) сравнява физиологичните ефекти на зърнените влакна от различни видове (пшеница, ечемик, ръж) с плодови влакна. Изследванията показват подобрение на състоянието на дебелото черво с прием на зърнени влакна, а ролята на зърнените фибри в превенцията и лечението на диабет се работи усилено от втората половина на 70-те години, като фитиновата киселина нараства директно пропорционално на съдържанието на фибри в зърнените продукти. Първите опити за отглеждане на нови сортове ечемик с високо съдържание на бета-глюкан идват от САЩ. Най-богатият източник на разтворим бета-глюкан има хипогликемичен ефект върху бета-глюканите. фибрите са овес, в по-малки количества, присъства и в ечемика.

Полизахаридите и олигозахаридите с пребиотични свойства са важна част от зърнените култури и псевдозърнените култури. В храносмилателната система те стимулират растежа на пробиотичната чревна микрофлора, която не само има превантивен ефект, но в крайна сметка има положителен ефект върху здравето на гостоприемника. Сред пребиотиците нишестето, фибрите и олигозахаридите показват най-голям дял в зърнените и псевдозърнените култури. Несмилаемите житни олигозахариди играят важна роля в профилактиката на рака и сърдечно-съдовите заболявания.

Протеини

Зърнените храни съдържат 8 - 13% протеин. Тези растителни протеини обаче имат по-ниска биологична стойност в сравнение с животинските протеини. Поради липсата на незаменими аминокиселини метионин, лизин и триптофан, те се считат за непълни протеини. Най-важният протеин на пшеницата е глутен (глутен).

Представянето на отделни аминокиселини, включително незаменими, се различава както при отделните видове зърнени култури, така и при псевдозърнените култури. Псевдозърнените култури се характеризират с по-високо съдържание на незаменими аминокиселини в сравнение с обикновените зърнени култури и са по-богат източник на лизин.

Зърнените култури съдържат зърна от протеинови фракции в ендосперма, които са разделени на четири групи според тяхната разтворимост в различни разтворители: албумини, глобулини, аглутелини проламини. Проламини са описани по следния начин за отделни зърнени култури: в пшенични глиадини, в ечемични хордеини, в ръжена ръж и овес авенини.

Някои зърнени култури съдържат глутен - целиакия активни протеини, които причиняват алергични реакции при чувствителни индивиди. Тези протеини имат молекулно тегло 5-100 kDa, характеризират се с ниска усвояемост и нисък дял на незаменими аминокиселини. Активните съставки на целиакия се намират във проламиновата фракция. Те се характеризират с високо съдържание на глутамин и пролин, което прави тези протеини устойчиви на храносмилане от чревни ензими, което е основна причина за патогенезата на цьолиакия. Амарантът, елдата, просото и нахутът напълно отговарят на изискванията за безглутеново хранене, тъй като съдържанието им на проламин не надвишава 5%.

Освен наличието на незаменими аминокиселини, качеството на протеините се определя и от тяхната усвояемост. Смилаемостта на зърнените протеини варира от 80 до 90% и се увеличава чрез смилане, пилинг, ферментация и покълване. Въпреки това, в сравнение с животинските протеини, смилаемостта на протеините е по-ниска поради антинутриционните вещества - фитинова киселина, танини и полифеноли, образуващи неразтворими комплекси с протеини.

Съдържание на незаменими аминокиселини в избрани зърнени и псевдозърнени култури (g/100 g протеини)

Аминокиселина Пшеница Ръж Ечемик Просо Овес Амарант Елда Mrlík
фенилаланин 4.6 5 5.2 5.2 5.4 4.5 0,57 6.9
хистидин 2 2.4 2.1 2.2 2.4 - 0,26 3.2
изолевцин 3 3.7 3.6 4.4 4.2 4.1 0,46 4.9
левцин 6.3 6.4 6.6 11. 7.5 6.3 0,77 6.6
лизин 2.3 3.5 3.5 2.9 4.2 6.4 0,66 6.0
метионин 1.2 1.6 2.2 2.0 2.3 3.3 0,17 5.3
треонин 2.4 3.1 3.2 3.9 3.3 4.3 0,44 3.7
триптофан 1.5 0.8 1.5 2.3 - 4.0 0,12 0.9
валин 3.6 4.9 5 5.7 5.8 4.7 0,58 4.5

Липиди

Липидите присъстват в зърнените култури в минимални количества, но те са богати на незаменими мастни киселини с относително висок дял на линолова киселина. Те се съхраняват предимно в ключа. Пшеницата, ечемикът, оризът, ръжта и соргото имат по-ниско съдържание на липиди в сравнение с други зърнени култури. След смилането брашното бързо пожълтява, тъй като линоловата киселина се окислява. Най-високото съдържание на линолова киселина се характеризира с псевдозърнени култури (50% от общите мастни киселини на амарант и 35% от елда. Зърнените храни съдържат следи от фитостероли.

Сравнение на хранителния състав на избрани зърнени и псевдозърнени култури (в g/l 00 g зърно)

Протеини Липиди Диетични фибри Пепел Въглехидрати
пшеница 14.3 2.3 2.8 2.2 78.4
Ръж 13.4 1.8 2.6 2.1 80.1
ечемик 10.8 1.9 4.4 2.2 80.7
яйца 14.5 5.1 8.5 2.0 71.6
просо 11.6 5.2 10.4 2.9 69.8
амарант 16.6 7.2 4.1 3.3 59.2
елда 12.3 2.3 10.1 2.3 66,0
mrlík 16.5 6.3 3.8 3.8 69

Витамини

Витамините от група В (особено В1, В2 и В6) и витамин Е присъстват в зърнените култури.Те се намират главно в зародиша и външния алевронов слой. Когато се смилат до бяло брашно, те остават в покривните слоеве - трици (с витамин В 1 загубата е до 70 - 80%). Най-важният източник на витамин Е е пшеничният зародиш.

Минерали

Те съставляват 2 - 3% от зърнените култури. Пълнозърнестите храни осигуряват минерални елементи като калций,

калий, магнезий, желязо, цинк, мед, фосфор, чието съдържание обаче се намалява чрез пилинг и смилане. Морковът и любимият дроб са важни източници на магнезий, една порция морков и любимец ще осигури до 40% от препоръчителната дневна доза. Като се смилат на брашно, те се отстраняват до голяма степен с трици. Зърнените култури са добър източник на хром, който е важен за въглехидратния метаболизъм, тъй като регулира нивата на кръвната захар. Това е особено важно през първия триместър на бременността, тъй като участва в стимулирането на протеиновия синтез на растящото бебе. Ечемикът е изключително важен източник на селен. От останалите антиоксиданти цинкът е важен компонент, особено в зърнените зародиши.