Nové a staronové obiloviny pro potravinářské využití

Klára Kramosilová

Bachelor's thesis

New and old cereals for food use

Abstract:

Obiloviny představují základní složku potravy pro celou populaci. Díky své nutriční hodnotě a schopnosti efektivně uspokojovat energetické potřeby lidského organismu hrají důležitou roli v potravinářském průmyslu. V současné době narůstá zájem o využití tradičních, ale rovněž nově vyšlechtěných druhů obilovin, což reflektuje snahu o diverzifikaci potravin a zvýšení jejich nutriční hodnoty. Moderní obilniny zahrnují běžně pěstované druhy jako pšenice, ječmen, žito a oves, stejně tak hybridní druhy jako tritikale a tritordeum, a nově vyšlechtěné pšenice s barevnými zrny. Jednotlivé druhy obilovin se liší nutričním složením a svými vlastnostmi, což je činí vhodnými pro specifická využití v různých odvětvích potravinářského průmyslu. Pšenice patří mezi základní potravinářské suroviny a je jednou z nejrozšířenějších a nejdůležitějších obilovin na světě. V roce 2023 dosahovala světová produkce pšenice 789 milionu tun. Díky vysokému obsahu lepkových bílkovin, které jsou klíčové pro tvorbu těsta, má pšenice nezastupitelnou roli ve výrobě pečiva, těstovin a mnoha dalších potravin. Ječmen je používán především ve sladovnictví, z žita jsou vyráběny mouky pro žitné pečivo s charakteristickou chutí a oves se stává stále oblíbenější potravinou z hlediska zdravé výživy. V dnešní době roste popularita starověkých druhů pšenic. Starověké druhy pšenice, jako je jednozrnka, dvouzrnka a špalda, mají vyšším obsah polyfenolických látek (pšenice špalda 1081,1 μg/g, dvouzrnka 961,1 μg/g), což je činí žádanými v rámci trendů zdravého stravování. Vyznačují se lepší adaptabilitou na nepříznivé půdní i klimatické podmínky, avšak mají nižší výnosy oproti moderním druhům. Během minulého století byl rozšířen zájem o specifické druhy obilovin, což vedlo ke šlechtění nových druhů a rozvoji odrůd pšenice s barevnými zrny. Zbarvení je způsobeno vysokým obsahem karotenoidů a antokyanů (rozmezí 2,6- 42,9 mg/kg), v obilném zrnu což umožňuje dosáhnout žluté barvy endospermu, fialového perikarpu, modrého aleuronu či černého zrna. Díky akumulaci barevných pigmentů vykazují barevné pšenice vyšší antioxidační aktivitu. Nové hybridní plodiny vzniklé zkřížením pšenice s ječmenem (tritordeum) či žitem (tritikale) představují tzv. most přenášející výhodné vlastnosti obou rodičů z nutričního hlediska a produkce. Jejich přínos byl zjištěn v kontextu jejich potenciálu k přispívání rozmanitosti stravy a zvýšení výnosů a odolnosti vůči nepříznivým podmínkám. Celkově obiloviny hrají klíčovou roli ve výživě populace, ať už prostřednictvím tradičních či nových vyšlechtěných druhů. Starověké i moderně šlechtěné druhy obilovin jsou důležité v zajištění potravinové diverzity, jsou podstatné pro zlepšení adaptační schopnosti na nepříznivé podmínky a nutričních hodnot obilovin. Tyto vlastnosti zvyšují jejich význam pro zdraví a prevenci civilizačních chorob, včetně kardiovaskulárních onemocnění, diabetu mellitu 2. typu či prevenci kolorektálního karcinomu, což může přispět k lepší výživě lidí po celém světě.

Abstract:

Cereals are an essential component of the diet for the entire population. Due to their nutritional value and ability to effectively meet the energy needs of the human body, they play an important role in the food industry. At present, there is a growing interest in the use of traditional, but also newly bred types of cereals, which reflects the effort to diversify foods and increase their nutritional value. Modern grains include commonly grown varieties such as wheat, barley, rye, and oats, as well as hybrid species such as triticale and tritordeum, and newly bred wheats with colored grains. Individual types of cereals differ in their nutritional composition and properties, which makes them suitable for specific uses in various branches of the food industry. Wheat is one of the basic food ingredients and is one of the most widespread and important cereals in the world. In 2023, world wheat production amounted to 789 million tons. Thanks to its high content of gluten proteins, which are key to the formation of dough, wheat has an irreplaceable role in the production of pastries, pasta and many other foods. Barley is mainly used in malting, rye is used to make flours for rye pastries with a characteristic taste, and oats are becoming an increasingly popular food in terms of healthy nutrition. Nowadays, ancient types of wheat are growing in popularity. Ancient types of wheat, such as einkorn, emmer and spelt, have a higher content of polyphenolic substances (spelt wheat 1081.1 μg/g, emmer 961.1 μg/g), which makes them desirable within healthy eating trends. They are characterized by better adaptability to adverse soil and climatic conditions, but they have lower yields compared to modern species. Over the last century, interest in specific types of cereals has expanded, which has led to the breeding of new species and the development of varieties of wheat with colored grains. The colour is caused by the high content of carotenoids and anthocyanins (range 2.6-42.9 mg/kg) in the cereal grain, which allows to achieve the yellow colour of the endosperm, purple pericarp, blue aleurone or black grain. Due to the accumulation of color pigments, colored wheats show higher antioxidant activity. New hybrid crops created by crossing wheat with barley (tritordeum) or rye (triticale) represent a so-called bridge transmitting the beneficial characteristics of both parents from a nutritional point of view and production. Their benefits were identified in the context of their potential to contribute to dietary diversity and increase yields and resistance to adverse conditions. Overall, cereals play a key role in feeding the population, whether through traditional or newly bred species. Ancient and modern varieties of cereals are important in ensuring food diversity, they are essential for improving the ability to adapt to adverse conditions and the nutritional value of cereals. These properties increase their importance for health and prevention of lifestyle diseases, including cardiovascular diseases, type 2 diabetes mellitus or colorectal cancer prevention, which can contribute to better nutrition of people around the world.

Keywords

jednozrnka, pšenice s barevným zrnem, špalda, triticale, tritordeum, výživa člověka

Keywords

wheat with colored grain, spelt, triticale, einkorn, tritordeum, human nutrition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 28. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Luboš Paznocht, Ph.D.
• Reader: Annemarie Hamplová, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Food and Nutrition