Качественный протеин кукурузы

Качественная протеиновая кукуруза (QPM) — это семейство кукурузы сортов . Зерно QPM содержит почти в два раза больше лизина и триптофана — аминокислот, которые необходимы для человека и животных с однокамерным желудком , но являются лимитирующими аминокислотами в зерне. QPM — это продукт традиционной селекции растений (т. е. он не является генетически модифицированным) и пример биофортификации .

QPM был разработан Суриндером Васалом и Эванджелиной Виллегас в Международном центре улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT) в конце 1990-х годов. За свои достижения они выиграли Всемирную продовольственную премию 2000 года . ^[1]

Потребность в качественном белке кукурузы

В Центральной и Южной Америке , Африке и Азии несколько сотен миллионов человек полагаются на кукурузу в качестве основного ежедневного продукта питания, для отъема младенцев и для кормления скота. К сожалению, у кукурузы есть два существенных недостатка; ему не хватает полного набора аминокислот , а именно лизина и триптофана , необходимых для производства белков , а ниацин (витамин B ₃ ) связан в неперевариваемый комплекс. Майя и ацтеки варили кукурузу в щелочной известковой воде (никстамализация) , в результате которой комплекс разрушался и ниацин стал доступен. Однако в основном эта практика не распространилась на Старый Свет или поселенцев в «Новом Свете», что привело к эпидемиям пеллагры, начиная с 16 века. Кроме того, диеты с высоким содержанием кукурузы вызывают состояние, известное как влажная недостаточность питания: человек получает достаточное количество калорий , но его организм работает со сбоями из-за недостатка белка . Хронический недостаток белка в рационе приводит к квашиоркору .

Таким образом, обычная кукуруза является продуктом питания низкого качества; если только они не употребляются в составе разнообразного рациона питания, что не по средствам большинству людей в развивающихся странах.

QPM производит на 70–100% больше лизина и триптофана, чем самые современные сорта тропической кукурузы. Эти две аминокислоты позволяют организму производить полноценные белки, тем самым устраняя недостаточное питание. Кроме того, триптофан может превращаться в организме в ниацин, что теоретически снижает заболеваемость пеллагрой .

Разработка

Модифицированная кукуруза с более высоким содержанием белка появилась в 1920-х годах, а сорт «опак-2» был выведен в 1963 году. Хотя уровни лизина и триптофана в ней были лучше, чем у обычной кукурузы, опак-2 имел меньшую урожайность и мягкую, меловое ядро, что сделало его более восприимчивым к початковой гнили и повреждению насекомыми. Более того, вкус и внешний вид ядра вызвали недовольство потребителей, которые в конечном итоге отказались от представленных на рынке сортов с повышенным содержанием белка. ^[2]

Команда Васаль-Вильегас

Суриндер Васал и Эванджелина Вильегас начали свои совместные исследования в Мексике в начале 1970-х годов, когда они работали в CIMMYT. Доктор Виллегас возглавлял лабораторию, исследующую качество белка, а доктор Васал был селекционером растений, которому недавно было поручено работать над созданием сортов QPM, которые получили бы широкое признание.

Интеграция химии зерновых и методов селекции растений, д-р. Васал и Виллегас объединили усилия, чтобы объединить существующую кукурузу Opaque-2 с генетическими модификаторами. На протяжении 1970-х годов они производили и анализировали зародышевую плазму с поразительной скоростью, иногда обрабатывая до 25 000 образцов в год. К середине 1980-х годов они создали зародышевую плазму QPM с твердыми характеристиками ядра и хорошим вкусом, похожим на традиционное зерно, и с гораздо более высоким уровнем лизина и триптофана.

Однако их открытие долгие годы оставалось неиспользованным, поскольку многие диетологи считали, что белок можно добавить в рацион самых бедных слоев населения другими способами. В начале 1990-х годов CIMMYT получил международную поддержку и финансирование, чтобы начать продвижение QPM в Гане и ряде других африканских стран. С тех пор QPM также дал очень положительные результаты в Китае , Мексике и некоторых частях Центральной Америки .

Генетика

Мутация opaque-2 снижает транскрипцию запасных белков семян, связанных с недостатком лизина и зеина , и, как следствие, увеличивает количество других белков, богатых лизином. ^[3] Отсутствие зеина приводит к образованию мягкой текстуры, что требует дальнейшего развития «твердого эндосперма o.2», что приводит к QPM. ^[4]

Влияние

Младенцы и взрослые, потребляющие QPM, более здоровы и имеют меньший риск нарушений питания , таких как маразм и квашиоркор, а данные из Латинской Америки и Африки показывают роль зерна в обращении вспять последствий недоедания у тех, кто уже пострадал. ^{[ нужна ссылка ]} QPM обеспечивает 90% пищевой ценности обезжиренного молока, что является стандартом адекватной пищевой ценности. В то время как ЮНИСЕФ сообщает, что каждый месяц голодают 1 000 000 младенцев и маленьких детей, включение QPM в ежедневные рационы улучшает здоровье и спасает жизни. Кроме того, свиньи, которых кормят QPM, быстро прибавляют в весе и быстрее готовы к продаже или могут стать дополнительным источником качественного белка для небольших фермерских семей. ^{[ нужна ссылка ]}

Гибриды QPM были разработаны и протестированы для различных климатических условий и условий выращивания; Сорта QPM выращиваются примерно на 9 миллионах акров (36 000 км2). ²) по всему миру. Тем временем исследования и разработки QPM распространились из Мексики по всей Латинской Америке, а также в Африку, Европу и Азию. В Гуйчжоу, самой бедной провинции Китая, урожайность гибридов QPM на 10% выше, чем у других гибридов, а этот урожай позволил открыть новые предприятия по производству свиней, что привело к повышению продовольственной безопасности и располагаемому доходу. В общей сложности зародышевая плазма QPM выросла и ежегодно приносит экономике развивающихся стран более 1 миллиарда долларов США. ^{[ нужна ссылка ]}В Индии Центр передового опыта по переработке и добавлению стоимости кукурузы был создан в городе Удайпур, штат Раджастхан, под руководством Раштрия Криши Викас Йоджна, чтобы обеспечить лучшее использование качественного протеина кукурузы в коммерческих пищевых продуктах и промышленности. Этот центр разработал несколько хлебобулочных изделий, таких как бисквит, кексы, экструдированные изделия из слоеного зерна и макароны с использованием муки QPM.

Ссылки

^ Палит К. Катаки; Суреш Чандра Бабу (2003). Продовольственные системы для улучшения питания человека: связь сельского хозяйства, питания и производительности . Хаворт Пресс. п. 193. ИСБН 1-56022-103-8 .
^ Мандефро Нигусси; Д. Таннер; С. Твумаси-Африйе (2001). Увеличение вклада кукурузы в продовольственную безопасность Эфиопии (PDF) . Эфиопская организация сельскохозяйственных исследований и Международный центр улучшения кукурузы и пшеницы. п. 46.
^ Шури PR (ноябрь 2007 г.). «Улучшение белкового состава и состава зерна злаков». Журнал зерновых наук . 46 (3): 239–250. дои : 10.1016/j.jcs.2007.06.006 .
^ Прасанна Б., Васал С.К., Кассахун Б., Сингх Н.Н. (2001). «Качественный протеин кукурузы». Современная наука . 81 (10): 1308–1319. JSTOR 24105845 .

[1] Палит К. Катаки; Суреш Чандра Бабу (2003). Продовольственные системы для улучшения питания человека: связь сельского хозяйства, питания и производительности . Хаворт Пресс. п. 193. ИСБН 1-56022-103-8 .

[2] Мандефро Нигусси; Д. Таннер; С. Твумаси-Африйе (2001). Увеличение вклада кукурузы в продовольственную безопасность Эфиопии (PDF) . Эфиопская организация сельскохозяйственных исследований и Международный центр улучшения кукурузы и пшеницы. п. 46.

[Shewry_2007-3] Шури PR (ноябрь 2007 г.). «Улучшение белкового состава и состава зерна злаков». Журнал зерновых наук . 46 (3): 239–250. дои : 10.1016/j.jcs.2007.06.006 .

[4] Прасанна Б., Васал С.К., Кассахун Б., Сингх Н.Н. (2001). «Качественный протеин кукурузы». Современная наука . 81 (10): 1308–1319. JSTOR 24105845 .

[1]

[2]

[3]

[4]