Sciencemag.cz
Doporučujeme
Přestože všechna tradiční zemědělství pěstovala různé obiloviny, olejniny, textilní a krmné plodiny, popsaný postup běžných polních prací byl nejčastěji používán při pěstování obilovin. Kromě orby byla dominance zrnin v roční sklizni jistě dalším nejzřejmějším společným rysem všech zemědělských společenstev Starého světa. Mezoamerická zemědělská společenstva, která orbu nevyužívala, sdílela tento znak se svou závislostí na kukuřici, a dokonce i Inkové byli jen částečnou výjimkou – ve vysokých nadmořských výškách a na strmých horských svazích pěstovali širokou škálu odrůd brambor, ale v nižších polohách pěstovali také kukuřici a na vysoko položeném andském Altiplanu quinou (Machiavello,1991). Zde se využíval chaki taklla, nožní pluh sestávající z dřevěné tyče se zakřiveným a ostrým hrotem a příčné rozpěry, kterou bylo možné tlačit nohou, aby se vytvořila brázda.
Mnoho dalších obilovin mělo pouze místní nebo regionální význam, mezi nimi incká quinoa, která se v nedávné době dostala do módy mezi západními vegany. Hlavní druhy základních obilovin se
však postupně rozšířily ze svých oblastí původu do celého světa. Pšenice se šířila z Blízkého východu, rýže z jihovýchodní Asie, kukuřice ze Střední Ameriky a proso z Číny (Vavilov, 1951; Harlan, 1975; Nesbitt a Prance, 2005; Murphy, 2007). Za svůj význam obiloviny vděčí kombinaci evolučních přizpůsobení a energetických imperativů.
Sběračská a lovecká společenstva shromažďovala širokou škálu rostlin a v závislosti na využívaném ekosystému jim většinu potravinové energie poskytovaly hlízy nebo semena. V usedlých společnostech byla volba hlíznatých plodin jako základní potraviny omezena.
Obsah vody v čerstvě sklizených hlízách je příliš vysoký pro dlouhodobé skladování bez účinné kontroly teploty a vlhkosti. I kdyby se tento problém podařilo vyřešit, objemnost hlíz vyžaduje velké skladovací prostory, aby stačily pro hustě osídlená sídliště v severnějších zeměpisných šířkách (nebo ve vyšších nadmořských výškách) v zimních měsících. Vysokohorské andské společnosti problém vyřešily konzervací brambor jako chuño. Tato dehydratovaná potravina, produkovaná Kečuánci a Aymary střídavým procesem zmrazování, šlapání a sušení, může být skladována měsíce, ba dokonce roky (Woolfe, 1987). Hlíznaté plodiny mají nízký obsah bílkovin (typicky asi jednu pětinu oproti obilovinám; některé druhy tvrdé pšenice mají až 13 % bílkovin, bílé brambory jen 2 %). Luštěniny mají dvakrát více bílkovin než obiloviny (hrách asi 20 %, fazole a čočka mezi 18 a 26 %) a sója více než třikrát tolik (35–38 %, u některých kultivarů až 40 % hmotnosti). Průměrné výnosy luštěnin jsou však zlomkem sklizně základních zrnin – průměrné výnosy obilovin v USA byly 2,5 t/ha v roce 1960 a 7,3 t/ha v roce 2013, s analogickými výnosy luštěnin 1,4 t/ha a 2,5 t/ha (FAO, 2015a).
Závislost na obilných zrninách je tedy otázkou jasných energetických výhod. Jejich prvenství vyplývá z kombinace poměrně vysokých výnosů, dobré nutriční hodnoty (mají vysoký obsah sacharidů, středně bohaté jsou na bílkoviny), relativně vysoké energetické hustoty v době zralosti (zhruba pětkrát vyšší než u hlíznatých plodin) a nízké vlhkosti vhodné pro dlouhodobé skladování (v dobře větraných skladech se nekazí, když zrna obsahují méně než 14,5 % vody).
Dominance konkrétního druhu je do značné míry věcí podmínek prostředí (především délky vegetačního období, přítomnosti vhodných půd a dostupnosti dostatečného množství vody) a chuťových preferencí. Z hlediska celkového energetického obsahu jsou všechny obiloviny pozoruhodně podobné – rozdíly mezi zralými semeny různých zrnin jsou většinou menší než 10 %. Většina potravinové energie obilovin je v sacharidech, přítomných většinou jako velmi dobře stravitelné polysacharidy (škroby). Rostoucí podíl škrobů v lidské stravě vedl k pozoruhodné dietní adaptaci prvního domestikovaného zvířete – genetické mutace zvýšily trávení škrobu u psů ve srovnání s masožravostí vlků, což je zásadní krok v domestikaci druhu (Axelsson et al., 2013). Obsah bílkovin v obilovinách má širší rozsah, od méně než 10 % u mnoha kultivarů rýže po 13 % u tvrdé pšenice a až 16 % u quinoy. Bílkoviny mají stejnou 7,3 t/ha v roce 2013, s analogickými výnosy luštěnin
2,5 t/ha (FAO, 2015a). obilných zrninách je tedy otázkou jasných energetických výhod. Jejich prvenství vyplývá z energetickou hustotu jako sacharidy (17 MJ/kg), ale jejich primární rolí v lidské výživě není zdroj energie. Jsou zdrojem devíti esenciálních aminokyselin, jejichž příjem je nezbytný pro stavbu a obnovu tělesných tkání (WHO, 2002). Bez konzumace těchto esenciálních aminokyselin v rostlinných a živočišných potravinách nejsme schopni syntetizovat tělní bílkoviny.
Všechny živočišné potraviny a všechny houby jsou zdrojem kompletních bílkovin (s adekvátním poměrem všech devíti esenciálních aminokyselin), ale všechny čtyři hlavní základní obilniny (pšenice,
rýže, kukuřice, proso) a další důležité obiloviny (ječmen, oves, žito) mají nedostatek lysinu, zatímco hlíznaté plodiny a většina luštěnin postrádají methionin a cystein. Kompletní proteiny lze organismu dodat i při nejpřísnějších vegetariánských dietách kombinací potravin s nedostatkem konkrétních aminokyselin. Všechny tradiční zemědělské společnosti, které se živily převážně vegetariánskou stravou, v níž dominují obilná zrna, nalezly nezávisle na sobě (a zjevně bez jakýchkoli biochemických znalostí; aminokyseliny a jejich role ve výživě byly objeveny až v 19. století) jednoduché řešení tohoto zásadního nedostatku zařazením obilovin a luštěnin do stravy.
V Číně sójové boby (jedna z mála důležitých potravinářských plodin s kompletním obsahem bílkovin), fazole, hrách a arašídy doplnily proso a pšenici ze severu a rýži z jihu. V Indii bílkoviny z dal (obecný hindský termín pro luštěniny, včetně čočky, hrachu a cizrny) vždy obohacovaly jídelníček založený na pšenici a rýži. V Evropě nejběžnější kombinace luštěnin a obilovin zahrnovaly zejména hrách a fazole a pšenici, ječmen, oves a žito. V západní Africe se vedle prosa konzumovaly arašídy a vigny a v Novém světě se kukuřice a fazole nejen jedly společně v různých pokrmech, ale také se běžně využívaly jako podsev a pěstovaly se společně ve střídajících se řádcích na jednom poli.
To znamená, že i čistě vegetariánská strava může zajistit dostatečný příjem bílkovin. Zároveň si však téměř všechny tradiční společnosti velmi cenily masa a tam, kde byla jeho konzumace zakázána, se v zájmu konzumace velice kvalitních živočišných bílkovin uchylovaly buď k mléčným výrobkům (Indie), nebo k rybám (Japonsko).
Pšenice obsahuje dva proteiny, jež jsou jedinečné nikoli nutričně, ale svými fyzikálními (viskoelastickými) vlastnostmi. Monomerní glutenové (lepkové) proteiny (gliadin) jsou viskózní; polymerní lepkové proteiny (glutenin) jsou elastické. Když se spojí s vodou, vytvoří lepkový komplex, který je dostatečně elastický, aby umožnil kynutí těsta, ale zároveň dostatečně pevný, aby zadržel bublinky oxidu uhličitého vzniklé během fermentace droždí (Veraverbeke a Delcour, 2002).
Bez těchto pšeničných bílkovin by neexistoval kvašený chléb, základní potravina západní civilizace. Kvasinky nebyly nikdy problém – přirozeně se vyskytující druh Saccharomyces cerevisiae je přítomen na slupkách mnoha druhů ovoce a bobulí a mnoho kmenů bylo domestikováno, což mělo za následek změny v genových expresích a morfologii kolonií (Kuthan et al., 2003). Převaha obilovin v tradiční stravě činí z energetické bilance produkce obilí nejvýraznější ukazatel zemědělské produktivity. Údaje o typické potřebě pracovní síly v zemědělství a její energetické náročnosti jsou k dispozici pro širokou škálu jednotlivých polních a zemědělských prací.
Takováto detailní úroveň však není nezbytná pro výpočet přibližné energetické bilance. Docela dobře postačí použití reprezentativního průměru typických čistých energetických nároků v tradičním zemědělství. Typická energetická potřeba při mírných aktivitách je asi 4,5násobek bazálního metabolismu u mužů a pětinásobek u žen, neboli 1 MJ/h a 1,35 MJ/h (FAO, 2004). Po odečtení příslušných základních existenčních potřeb jsou čisté pracovní energetické nároky 670 kJ/h a 940 kJ/h. Prostý průměr je zhruba 800 kJ/h a použiji ho jako čisté potravní energetické nároky na průměrnou hodinu práce v tradičním zemědělství. Podobně se hrubý energetický výstup zrna vypočítá vynásobením sklizené hmoty příslušnými energetickými ekvivalenty (typicky 15 GJ/t pro obilí s méně než 15% vlhkostí, které lze skladovat).
Poměr těchto dvou měřených údajů udává hrubý energetický výnos, a tedy i produktivitu těchto rozhodujících zemědělských činností. Čistý energetický výnos – po odečtení nároků na osivo a ztrát při mletí a skladování – byl podstatně nižší. Zemědělci museli z každé sklizně odložit část na setí v příštím roce. Kombinace nízkých výnosů a vysokých ztrát semen při ručním setí by mohla znamenat, že ve středověku musela být stranou ponechávána až třetina nebo dokonce polovina obilné sklizně. S rostoucími sklizňovými výnosy tyto podíly postupně klesaly až pod 15 %. Některá zrna se konzumují celá, ale před vlastní přípravou jídla (vařením nebo pečením) se většina obilovin nejprve mele a při tom ztrácí významný podíl hmoty celého zrna.
Ztráty při skladování na tradičních zemědělských usedlostech – způsobené plísněmi a napadením hmyzem a hlodavci, kteří mají přístup k nádobám nebo obalům – běžně snižovaly celkové množství jedlých zrn o několik procent, někdy však i o více než 10 %. Jak již bylo uvedeno, zrno s vlhkostí nižší než 15 % lze skladovat po dlouhou dobu; vyšší vlhkost, zejména v kombinaci s vyššími teplotami, poskytuje dokonalé podmínky pro klíčení semen a pro množení hmyzu a plísní. Navíc mohou nevhodně skladované obilí zkonzumovat hlodavci. Ještě v polovině 18. století mohla v Evropě kombinace nároků na osivo a ztrát při skladování snížit hrubý energetický výnos z obilí přibližně o 25 %.
úryvek z knihy
Vaclav Smil: Energie a civilizace. Historie
Academia 2025
O knize na stránkách vydavatele
