Škrobové zrná kukurice: Vlastnosti a význam

Obilniny tvoria základ jedálnička človeka už po dobu dlhšiu ako dvanásťtisíc rokov a sú hlavnou zložkou potravy ľudí dožívajúcich sa vysokého veku. Sú základnou surovinou pre mlynský, liehovarnícky, pivovarnícky, sladový a krmivársky priemysel. Botanicky patrí obilnina medzi ušľachtilé traviny. Medzi bežne pestované druhy patrí pšenica, raž, jačmeň, ovos, triticale (kríženec raže a pšenice), kukurica, proso, čirok a ryža.

Pseudoobiloviny sa k tejto skupine priraďujú vďaka rovnakému hospodárskemu využitiu a chemickému zloženiu. Jedná sa o pohánku, amarant, teff a mrlík čilský čiže quinou.

Každé zrno (obilnina) sa skladá z vnútornej časti, kľúčika a obalových vrstiev. Vnútri zrna je predovšetkým škrob a bielkoviny. Kľúčik je najmenšia časť slúžiaca ako zárodok novej rastliny. Obsahuje predovšetkým tuk. Obalové vrstvy chránia zrno pred vysychaním a mechanickým poškodením.

Hlavný podiel v obilninách tvoria sacharidy, najdôležitejšou zásobovanou látkou v obilnine je škrob. Po namletí obilia sú škrobové častice narušené, získaná múka má schopnosť viazať vodu, tvorí sa typická štruktúra cesta, ktoré potom zreje a kysne.

Obilniny sú tiež dôležitým zdrojom vlákniny. Tá má celý rad preukázaných benefitov - prispieva k obmedzeniu nárastu hladiny glukózy v krvi po jedle či k urýchleniu črevného tranzitu, podieľa sa na pocitu sýtosti, redukciu telesnej hmotnosti a pod. V ovse a jačmeni sa nachádzajú betaglukány, ktoré prispievajú k udržaniu normálnej hladiny cholesterolu v krvi. Pretože sa vláknina nachádza najmä v obalových a podobalových častiach zrna, je odporúčaná konzumácia nelúpaných obilnín a celozrnných mlynských obilných výrobkov.

Bielkoviny sú radené medzi neplnohodnotné, neobsahujú celé spektrum aminokyselín, ktoré sú pre ľudský organizmus nevyhnutné a nedokáže si ich sám vytvoriť. Obilniny teda na tanieri dopĺňame o ďalší zdroj bielkovín, či už mäso, mlieko či vajcia alebo ak chceme zostať verný rastlinnej strave, volíme kombináciu so strukovinami.

Tuk v obilnine nemá väčší technologický význam. Obsahujú polysacharidy, bielkoviny a zdravé tuky. Sú bohatým zdrojom vitamínov skupiny B a vitamínu E, ďalej vápnika, železa, horčíka, medi, zinku a fosforu. Najmä v klíčku a vnútornej časti zrna sú sústredené vitamíny A, B1, B2, B3, B5, B6, E. Vitamín C sa v zrelom obilí takmer nevyskytuje, ale jeho obsah prudko vzrastá po vyklíčení.

Z minerálnych látok je možné spomenúť prítomnosť fosforu, draslíka, horčíka a vápnika. Obilniny však obsahujú aj antinutričné látky, ktoré rastliny produkujú na svoju ochranu a bohužiaľ tým znižujú využiteľnosť vyššie uvedených prospešných látok živočíšnym organizmom.

Kukurica: Významná obilnina

Tradičnými európskymi druhmi sú pšenica, raž, jačmeň, ovos, na juhu potom najmä kukurica. Kukurica siata (Zea mays ssp. mays) je kultúrna plodina pôvodne domestikovaná Indiánmi na území dnešného Mexika. Je to rastlina z čeľade lipnicovitých.

Kukurica je veľmi stará rastlina. Spôsob jej domestikácie je jednou z najväčších záhad genetiky. Predpokladá sa, že kukurica vznikla vývojom a selekciou z teosintu (skupina amerických tráv z rodu Zea), s ktorým si však dnes kultúrna kukurica nie je vzhľadovo príliš podobná. Na rozdiel od ostatných kultúrnych plodín nie sú známe žiadne medzistupne medzi divokým predchodcom kukurice a kultúrnou plodinou.

Kukurica nie je schopná samostatnej existencie bez pomoci poľnohospodára. Záhadu ešte umocňuje fakt, že dávni obyvatelia Ameriky nemali na domestikáciu kukurice príliš veľa času. Súčasné teórie predpokladajú, že kukurica "vznikla" niekedy medzi rokmi 4000-3000 pred Kr. v údolí rieky Balzas.

Do Európy sa dostala po príchode Španielov do Ameriky. Na Slovensko sa dostala z Maďarska v polovici 18. Dnes je rozšírená po celom svete, pretože vďaka cudzoopelivosti je veľmi prispôsobivá. Kukurica je jednoročná tráva dorastajúca do výšky 1 až 3 metrov, na Slovensku 1,2 až 3 m.

Z plného stebla vyrastajú striedavo dlhé a štíhle listy v dvoch zvislých radoch. Skoré odrody majú na hlavnom steble 8-12 listov, neskoré 24 a viac. Listová čepeľ je široká, podlhovasto kopijovitá, s výrazným stredným rebrom.

Kukurica je rastlina jednodomá s jednopohlavnými kvetmi a haploidným počtom chromozómov n=10. Samčie kvetenstvo (metlina na špici rastliny) produkuje z jednej metliny niekedy aj 15 miliónov peľových zŕn. Samičie strapcovité súkvetie (šúľok) sa nachádza v pazuche listu a je chránené 5 až 15 obalovými lístkami.

Plod je nahá obilka, ktorá má rôznu farbu (bielu až čiernu) a tvar. Obilky sa skladajú z klíčka a ostatku endospermu. Niektoré odrody majú zrno obsahujúce až 15% jemného jedlého oleja, iné zas až 25% bielkovín.

Peľ sa prenáša najmä vetrom, včely a iný hmyz síce peľ zbierajú ale ich význam pre opeľovanie je malý, pretože nemajú dôvod navštevovať takisto samičie kvety. Peľové zrná sú relatívne ťažké a veľmi rýchlo vysychajú, udáva sa životnosť 10 až 30 minút. Peľ sa rozprašuje zhruba počas doby 14 dní. Ďalším rozdielom medzi kukuricou a inými trávami je, že semená nie sú chránené jednotlivo, ale celý klas je obalený pretvorenými listami.

Samčí pohlavný orgán väčšinou dozrieva skôr ako samičí, čo sa považuje za pôvodný mechanizmus zabezpečujúci cudzoopelivosť. U mnohých moderných odrôd však dozrievajú obe kvetenstvá v rovnakú dobu. V prírodných podmienkach sa kukurica rozmnožuje iba semenom. Kukurica počas domestikácie stratila schopnosť uvoľňovať semená z klasu, a tak je úplne závislá na pomoci človeka. Kukurica sa nerozmnožuje vegetatívne.

Je síce teoreticky možné rozmnožovať kukuricu pomocou sterilných techník z tkaninových kultúr, ale je to, na rozdiel od niektorých iných kultúrnych plodín, veľmi obtiažne a nespoľahlivé. Kukurica je ako mnohé ďalšie tropické rastliny plodina s fotosyntézou typu C4. Vďaka tomu je kukurica schopná za dostatočného osvetlenia veľmi rýchlo rásť a produkovať enormné množstvo biomasy.

Udáva sa maximálny výnos až 23 t z hektára. Nie je ani príliš náročná na vodu. Kukurica je modelová rastlina v genetike. Vo veľkej miere sa u nej využíva heteróza (zvýšenie kvality hybridov oproti pôvodným formám) - hybridy F1 generácie vytvorené krížením inbredných línií sú oproti odrodám úrodnejšie až o 30%.

V rozvinutých krajinách sa kukurica pestuje prevažne ako krmivo pre dobytok či už vo forme zrna alebo siláže a ako surovina pre spracovateľský priemysel. Jej priama spotreba ako potraviny je okrajová, napriek tomu rastie význam sladkej kukurice ako zeleniny.

V potravinárskom priemysle slúži kukurica ako zdroj oleja, škrobu, glukózy, fruktózového sirupu a bioethanolu. Uvažuje sa aj o použití kukurice pre výrobu bio-degradovateľných plastov a proteínov pre medicínske účely.

V rozvojových krajinách Latinskej Ameriky a v Afrike je kukurica prevažne spotrebúvaná ako hlavný zdroj kalórií pre dedinské obyvateľstvo. V rozvojových krajinách Ázie je zhruba vyrovnané jej použitie ako potraviny aj ako krmiva.

Vo svojej domovskej krajine Mexiku je kukurica neoddeliteľnou súčasťou kultúry a je nielen prítomná takmer vo všetkých potravinách, ale suché stonky sa používajú ako stavebný materiál pre ohrady a strešné krytiny, listy pre tvorbu rohoží atď. Zo svetovej produkcie kukurice na zrno sa priamo ako potravina spotrebuje zhruba 21 %.

Kukurica je surovina vo vyše 500 druhoch výrobkov, od detskej výživy po priemysel a umenie. V priemysle sa zo zŕn vyrába škrob, dextrín, cukor, sirup, lieh, olej, kukuričný lepok, acetón, papier, celulóza, linoleá, izolačné dosky, dextróza a furfol. Na Slovensku sa z kukuričného šúpolia vyrábajú charakteristické bábiky.

Na základe tejto charakteristiky sa rozlišuje päť rôznych typov (konvariet) kukurice:

  • Pukancová (reventador, pop corn)- pôvodná domestikovaný variant. Má malé zrná s mäkkým škrobovitým jadrom a veľmi tvrdým plášťom. Pri zahrievaní sa voda uzatvorená v jadre premení v paru a tá plášť nakoniec roztrhne. Táto kukurica tvorí cca 1% pestovanej rozlohy.
  • Tvrdá alebo obyčajná (duro, flint) - podobná Pop kukurici ale s väčšou veľkosťou zrna. Táto kukurica sa pestuje najmä v horských podmienkach a v oblastiach, kde je potrebná odolnosť k chladu. Dobre znáša zlé skladovacie podmienky. Tvorí asi 14% rozlohy.
  • Škrobnatá (blando) - kukurica na múku. Má mäkké škrobové jadro a ľahko sa melie. Používa sa na prípravu tortíl a podobne. Je to najbežnějšia kukurica pre priamu ľudskú spotrebu. Tvorí asi 12% rozlohy.
  • Konský zub (dentado) - jadro je tvorené mäkším škrobovým endospermom ktorý je čiastočne zakrytý trochu tvrdšou šupkou. Tá však nepokrýva celé jadro, to preto pri schnutí vytvorí charakteristickú výduť. Najrozšírenejší typ kukurice, predstavuje zhruba 73 % svetovej produkcie. Používa sa prevažne ako krmivo pre dobytok a v priemysle na výrobu škrobu, alkoholu, oleja a podobne.

Pri pestovaní na zrno sa necháva kukurica dôkladne vyschnúť na poli a zbiera sa až neskôr na jeseň, často aj na jar ďalšieho roku. V našich podmienkach sa kukurica pestuje prevažne na siláž, v tomto prípade sa zbiera zelená ešte pred dozretím klasov.

Pestovanie sladkej kukurice od siatia až po zber

Geneticky modifikovaná kukurica (GM)

Mnoho kontroverzií vyvoláva pestovanie geneticky upravenej (Genetically modified - GM) kukurice. Táto transgénna plodina má mnoho zarytých odporcov medzi ktorých patrí britský následník trónu princ Charles, environmentálne organizácie ako napríklad Greenpeace a niekteré združenia bio-poľnohospodárov.

Väčšina GM kukurice sa pestuje v USA, Kanade, Juhoafrickej republike a v Španielsku. V súčasnosti je najbežnejšia GM kukurica s vloženým génom z pôdnej baktérie Bacillus thuringiensis (Bt-kukurice), ktorý kukurici prepožičiava odolnosť proti škodlivej víjačke kukuričnej (Ostrinia nubilalis) alebo kukuričiaru koreňovému (Diabrotica virgifera).

Produktom tohto génu je proteín, ktorý je najsôr aktivovaný tráviacími enzýmami cieľového hmyzu a potom sa špecificky viaže na receptory v jeho črevách, kde vytvára póry. Rovnaký proteín používajú na kontrolu hmyzu ekologickí poľnohospodári od prvej polovice 20. storočia.

Tento proteín je neškodný pre iné druhy hmyzu, zvieratá či vtáky a vďaka tomu, že sa v tráviacom trakte človeka veľmi rýchle rozkladá, nehrozí ani riziko alergických reakcií. Námietky odporcov sú väčšinou namierené proti použitiu génového inženierstva ako takého.

Medzi najčastejšie námietky patrí možnost vzniku alergických reakcií u spotrebiteľov, nechcený negatívny efekt na necieľové druhy hmyzu a nekontrolované kríženie s netransgénnou kukuricou či s divokými príbuznými. Najmä v Mexiku má táto obava racionálny základ. Preto by sa malo zabrániť ich kríženiu s modernými odrodami (nezávisle na tom či ide o GM-odrody). Preto je v Mexiku pestovanie akejkoľvek GM kukurice zakázané.

Oproti tomu zastáncovia použitia transgénnych odrôd tvrdia, že GM-kukurica znižuje množstvo toxických chemikálií potrebných k ochrane úrody pred škodcami. GM odrody tiež môžu mať priaznivý vplyv na biodiverzitu, pretože Bt toxín pôsobí iba na húsenice okusujúce kukuricu, zatiaľ čo chemická ochrana nešpecificky zabíja všetok hmyz.

Bolo tiež preukázané, že GM kukurica znižuje riziko vývojových deformácií u hispánskej populácie, pre ktorú je kukurica podstatnou zložkou diéty. Ak je kukuričné zrno nahryznuté od hmyzu, ľahšie sa na ňom uchytí pleseň fusarium produkujúcí vysoko nebezpečný toxín fumonisin. Vďaka nižšiemu napadnutiu hmyzom je množstvo fumonisinu v GM kukurici výrazne nižšie.

Na Slovensku bude možné oficiálne pestovať geneticky upravenú kukuricu MON 810 v roku 2006. Umožnilo to rozhodnutie Slovenskej inšpekcie životného prostredia, ktoré nadobudlo účinnosť 12. apríla 2006.

Výroba škrobu z kukurice

Škrob sa vyrába zo zemiakov, pšenice, kukurice, ryže a využíva sa v potravinárskom priemysle na výrobu pudingov a trvanlivých výrobkov. Je to výsledný produkt fotosyntézy. V studenej vode sa nerozpúšťa, v teplej vode napučnieva a pri teplote 63°C mazovatie. Je to vysokomolekulárny sacharid (C6H12O6).

Technologický postup výroby škrobu

  1. Príjem a hodnotenie: Od poľnohospodárskych podnikov, nákup sa uskutočňuje podľa kvality a obsahu škrobu minimálne 14%.
  2. Uskladnenie: Betónové kanály.
  3. Plavenie: Pomocou silného prúdu vody sa premývajú.
  4. Pranie: V práčkach a váženie na automatických váhach.
  5. Strúhanie: Na strúhadlách; vznikne trenka, v trenkovej jame sa triedi vodou, kde oxid siričitý zabraňuje hnednutiu.
  6. Odstránenie hľúzovej vody: Voda zhoršuje vlastnosti trenky a preto sa voda odstraňuje v odstredivkách.
  7. Vypieranie škrobu: Používajú sa silá.
  8. Rafinácia škrobu: Premývanie v premývacej kadi.
  9. Sušenie: V sušiarňach pri teplote 40°C.

Hlavný výrobok je škrob s obsahom sušiny 80%. Vedľajší výrobok sú zemiakové zdrvky, ktoré sa používajú ako krmivo.

Výrobky zo škrobu

  • Modifikované škroby: Úprava prirodzeného škrobu.
    • Chemicky:
      • Hydrolyzované - majú dokonalú rozpustnosť, nízku diskozitu.
      • Oxidované - modifikované oxidačnými činidlami na škrobové zrná, majú dobrú rozpustnosť.
    • Fyzikálne:
      • Tepelné - prešli termickou úpravou v prítomnosti H2O - poškodí sa štruktúra.
      • Iná metóda - ultrazvuk, ionizačné žiarenie.
  • Substituovaný škrob: Produkty, ktoré vznikajú vnesením substitučných skupín do molekúl škrobu, spôsobujú nerozpustnosť škrobu pri zohrievaní.
  • Dextríny: Dextrinácia - praženie škrobu v suchom stave. Rozpúšťajú sa v teplej vode pri stálom miešaní.
  • Hydrolyzáty: Úplná hydrolýza škrobovej molekuly. Používajú sa pri výrobe nečokoládových výrobkov.
    • Kvapalné sirupy.
    • Výrobky získané usušením zahustených sirupov.
    • Kryštalická glukóza.

Škroby podľa veľkosti a tvaru

  • Kukuričný - hranatý, s ostro otieňovaným jadrom 10 - 20 mm.
  • Pšeničný - šošovicový tvar, veľkosť 30 - 40 mm.

tags: #škrobové #zrná #kukurica #vlastnosti

Populárne príspevky: