А) Растения как источник продовольственного сырья

На Земле сегодня насчитывается около 80 тысяч видов съедобных растений, а кормят человечество только 30 сельскохозяйственных культур. Пшеница, рис, кукуруза, картофель являются основными, дают больше продовольствия, чем все остальные культуры вместе взятые. По данным ФАО, с поверхности суши, на почвах Евразии, Австралии, Африки, Америки (без социалистических стран) ежегодно получают около 300 млн т пшеницы, такое же количество риса, 250 млн т кукурузы, 200млн т ячменя, овса, ржи, 100 млн т сорго, проса, 300 млн т картофеля, 100 млн т фруктов, 60 млн т бобовых, 30 млн т помидоров и лука, 60 млн т чистого сахара, 20 млн т растительного масла, 100 млн т мяса, 400 млн т молока.

Мировое производство продовольствия в 50— 90-е гг. XX в. более чем удвоилось, а на душу населения в среднем увеличилось на 40%. Однако за успехами в мировом производстве продовольствия в этот период отмечено сокращение среднедушевого производства продовольствия в 43 развивающихся странах (22 африканские страны), в которых проживает каждый седьмой житель планеты. Тревожная тенденция — постоянное снижение темпов мирового производства продовольствия в душевых показателях в течение каждого из трех последних десятилетий. С 1950 по 1960 г. рост производства продовольствия составил 15%, с 1960 по 1970 г. — 7% и с 1970 по 1980 г. — 4%. Эта тенденция обусловлена комплексом факторов — ростом населения, антропогенным воздействием на природу и т. д.

Показатель производства продовольствия охватывает продукты, имеющие питательную ценность. Для нормального функционирования человека необходимо более 100 компонентов, многие из которых являются незаменимыми, т е. не могут быть синтезированы в его организме и должны поступать с пищей. Растительная пища обеспечивает человека такими биологически важными веществами, как углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал, клетчатка и др.), белки (в том числе незаменимые аминокислоты), жиры, ферменты, витамины (А, В, Р, К, Е и др.), фенольные соединения, пектины, глюкозиды, алкалоиды, минеральные элементы и органические кислоты.

В структуре питания человека за счет растений обеспечивается в среднем 88% энергии и около 70% белка. При этом на долю злаковых культур приходится 75%, корнеплодов, масличных и сахароносов - 20%, овощей - около 5% калорий. В структуре потребляемого растительного белка зерновые культуры занимают около 47-55%, бобовые (горох, фасоль, чечевица и др.) -13%, а корне-и клубнеплоды - 7%. Число окультуренных видов растений оценивается примерно в 5000; сравнительно широко используется около 1200, но более 90% энергии и белка в настоящее время производится при возделывании всего лишь 25-30 видов. Такое сужение биологического разнообразия при формировании пищевой пирамиды имеет целый ряд экологических, экономических и здравоохранительных негативных последствий в обеспечении населения полноценной и доступной пищей.

Наибольший удельный вес в продовольственном балансе человечества приходится на злаковые хлебные и крупяные культуры, занимающие большую часть посевной площади земного шара. Пшеница, рис и кукуруза, валовое производство которых к 2000 г. составило, соответственно, 528 млн., 535 млн. и 570 млн. т, являются наиболее важными источниками энергии. Значение хлебных злаков как продукта питания, состоит в том, что они удовлетворяют в среднем 50-65% ежедневной потребности человека в калориях. Большая роль зерна определяется его высокой питательной ценностью и усвояемостью за счет благоприятного соотношения основных биологически ценных веществ: белка и крахмала - 1:6-8, которые необходимы для поддержания веса тела и работоспособности человека. Агроэкологические особенности зерновых культур определяют основные зоны их распространения. Так, пшеницу, ячмень, овес, рожь возделывают главным образом в зоне умеренного климата и на сравнительно меньших площадях в субтропиках и тропиках, тогда как рис, кукурузу, сорго, просовидные более приспособлены к условиям тропиков и субтропиков, где они и занимают основные территории.

Широкое распространение овощных и плодово-ягодных культур на протяжении всей истории растениеводства обусловлено их высокими вкусовыми, питательными и лечебными свойствами. Так, хотя калорийная ценность овощных культур обычно невысока, их незаменимость в диете человека обусловлена содержанием витаминов, минеральных солей, органических кислот и ряда других веществ. Заметим, что к числу овощных относится около 410 семейств, широкое распространение и хозяйственную значимость из которых получили лишь 50-70 видов. Исключительно важную роль в питании человека играют фрукты, орехи и ягоды, поскольку в них содержится сравнительно большое количество углеводов (сахар, крахмал), витаминов (С, Р, провитамин А и др.), минеральных солей, фруктовых кислот (яблочной, лимонной, винной), жиров, различных глюкозидов, дубильных, ароматических и других веществ. Характерно, что в урожае растений северных регионов содержится больше витамина С, чем в тех же видах растений, выращиваемых на юге (смородины, шиповника, брусники, голубики, черемухи). Причем при перенесении одних и тех же сортов, например шиповника, из Якутии в Подмосковье содержание витамина С снижается (Овчаров, 1980). Наибольшую ценность среди сочноплодных растений умеренных широт представляют яблоня, груша, слива, алыча, абрикос, содержащие значительное количество сахаров, минеральных солей и витаминов.

Классификация сельскохозяйственных культур даже в тех случаях, когда они рассматриваются в качестве источников продовольствия, зависит от соответствующей целевой установки (производственно-отраслевая классификация культурных растений). Нередко выделение типов сельскохозяйственных культур базируется на сочетании назначения соответствующих продуктов и эколого-систематического подхода. Так, Жуковский (1971) выделяет крахмалоносные, сахароносные, белковоносные, инулиноносные, масличные, волокнистые, кормовые, наркотические, стимулирующие и другие типы растений. Одновременно в группе крахмалоносных растений выделяют растения семейства злаковых, а также растения других семейств (гречиха, картофель, батат и др.).

Важнейшие группы растений широко используют в качестве источников сырья. Так, крахмалоносные растения (картофель, маниока, ямс и другие), наряду с использованием в качестве продовольственных и кормовых культур, представляют ценную сырьевую базу для производства пищевого и технического крахмала,патоки, спирта и др. При этом, например, картофель на единицу площади дает больший выход крахмала (а значит, и спирта), чем любой из хлебных злаков.

К числу важнейших сырьевых групп относятся волокнистые (хлопчатник, лен, джут, конопля и др.), каучуконосные (гевея) и пряные растения (перец черный, мускатное дерево, имбирь, ваниль душистая, лаванда настоящая и др.). Группа пряных растений, насчитывающая более 150 ботанических видов, хотя и не имеет питательного значения, широко используется в виде добавок к пище для придания ей приятного вкуса и устойчивого аромата. Содержащиеся в разных органах пряных растений эфирные масла, дубильные вещества, алкалоиды, гликозиды и другие химические соединения повышают усвояемость пищи, возбуждают аппетит, активизируют вывод из организма человека ненужных веществ.