Luskoviny

Rostliny zařazené do této skupiny patří do čeledi bobovitých, jejich plodem je lusk. Semena se nazývají luštěniny. Pěstovány jsou především pro krmné účely a jen v menší míře jako potravina. Jako krmivo se využívají suchá semena i celé rostliny (často ve směskách s obilovinami) k zelenému krmení, silážování nebo sušení. Pro výživu lidí se využívají suchá nebo nezralá semena, případně nezralé plody (zelené fazolové lusky). Z pěstitelského hlediska jsou ceněny pro svoji vysokou předplodinovou hodnotu.

 Obsah živin v zrnu:

Luštěniny mají vysoký obsah dusíkatých látek (asi 20 – 35%). Biologická hodnota bílkovin je ve srovnání s obilovinami vyšší, na rozdíl od obilovin obsahují vyšší množství lyzinu, ale méně sirných aminokyselin. Obsah tuku je nižší než v obilovinách (asi 1,5 %), výjimku tvoří sója, která obsahuje až 20 % tuku. Ten se získává pro potravinářské účely, proto se sója řadí také mezi olejniny. Obsah sacharidů je asi 50 %, většinu představuje škrob. Obsah hrubé vlákniny je poměrně nízký (5-7%). Minerální látky se v luštěninách nacházejí ve větším množství než v obilovinách, z makroprvků je nejvíce zastoupen draslík, fosfor a vápník, také poměr mezi vápníkem a fosforem je příznivější než u obilovin (Ca : P = 1 : 3-4). Z mikroprvků jsou ve větší míře zastoupeny železo, zinek a mangan. Z vitamínů jsou nejvíce zastoupeny vitamíny skupiny B a ve velmi malém množství se vyskytují také vitaminy C, D a b-karoten.

Luštěniny se vyznačují také některými nepříznivými dietetickými vlastnostmi. Oligosacharidy v nich obsažené nejsou štěpeny vlastními trávicími enzymy a dostávají se do tlustého střeva, kde je rozkládají mikroorganizmy za tvorby značného množství plynu. Proto mohou způsobovat nadýmání. Tyto oligosacharidy mizí při klíčení semen. V luštěninách se nacházejí také další antinutriční látky (třísloviny, inhibitory proteáz, lektiny, antigenní bílkoviny, saponiny).

 Třísloviny (taniny, „hořké látky“) patří k fenolickým látkám a vyznačují se svíravou chutí. Snižují chutnost krmiva a tím také jeho příjem. Jejich biologický účinek je dán schopností reagovat s bílkovinami: Reagují s bílkovinami potravy, čímž zhoršují jejich vstřebávání. Nejvýrazněji se snížení absorbce projevuje u esenciálních aminokyselin methioninu a lyzinu. Kromě bílkovin potravy reagují také s trávicími enzymy. To vede k zhoršení stravitelnosti i u dalších složek tráveniny. Mohou způsobovat také inhibici bachorové mikroflóry. Třísloviny se za běžných podmínek v trávicím traktu neštěpí a neprocházejí stěnou střevní. Při přijmu vysokých dávek ale může dojít k podráždění výstelky střev, protože reagují i s bílkovinami stěny střevní. Za těchto okolností se již mohou třísloviny vstřebávat. Pokud se detoxikační mechanizmy zvířete s těmito absorbovanými fenoly nedokáží vyrovnat, může dojít k poškození jater a ledvin.

Třísloviny mohou mít také pozitivní účinky. U přežvýkavců působí preventivně proti nadmutí, protože snižují stabilitu pěny, která se tvoří v bachoru při krmení některými krmivy. Mohou u nich také zvýšit využitelnost bílkovin, protože bílkoviny v komplexech s tříslovinami jsou chráněné před štěpením bachorovou mikroflórou. V kyselém prostředí slezu se komplexy rozpadají a bílkoviny mohou být tráveny.

 Inhibitory proteáz jsou polypeptidy a bílkoviny vytvářející stabilní komplexy s proteolytickými enzymy. Tyto komplexy už nemají enzymovou aktivitu. U zvířat dochází ke zpomalení růstu, způsobenému zhoršením využitelnosti bílkovin Může se také objevit hypertrofie, případně i hyperplazie slinivky, v důsledku zvýšeného vylučování enzymů. Citlivá jsou hlavně mláďata. Inhibitory proteáz jsou většinou termolabilní, proto je lze inaktivovat teplem.

 Lektiny jsou bílkoviny nebo glykoproteiny se schopností vazby na sacharidy. Navázání na buňky střevních klků způsobuje zrychlení obnovy těchto buněk. Dráždění sliznice střeva může vést k jeho hypertrofii. Lektiny také snižují aktivitu řady trávicích enzymů, v důsledku jejich zvýšeného vylučování pak může dojít k hypertrofii slinivky. K jejich účinkům jsou citlivá hlavně mláďata, dochází u nich ke zpomalení růstu a poklesu tělesných rezerv lipidů a glykogenu. Lektiny jsou termostabilnější než inhibitory proteáz, proto je k jejich inaktivaci potřeba použít vyšší teploty.

 Antigenní bílkoviny jsou odolné proti štěpení trávicími enzymy. Mohou překonávat střevní barieru nerozštěpené a vyvolat imunitní odpověď. Jejich výskyt v krmivu pak u senzibilizovaných jedinců způsobí poškození střevní mukózy. To vede ke zhoršení trávicí a absorbční funkce střeva. Může také dojít ke zrychlení pohybu tráveniny a průjmům. Citlivá k jejich účinkům jsou mláďata. Antigenní bílkoviny jsou termostabilní. Jiné technologické úpravy než tepelné mohou vyvolávat další rizika, proto je vhodnějším opatřením nezařazovat luštěniny příliš brzy do krmných dávek pro mláďata.

 Saponiny jsou glykosidy, které dostaly název podle schopnosti vytvářet pěnu a podle smáčecích účinků. Mají hořkou nebo svíravou chuť a jejich účinek spočívá ve schopnosti tvořit komplexy se steroly nacházejícími se v membránách, čímž zvyšují jejich propustnost. Takto mohou poškozovat buňky mukózy tenkého střeva, které se ale pravděpodobně odstraní při normální obměně střevního epitelu. Nepříznivý účinek spočívá v tom, že přes poškozené membrány mohou přejít některé nežádoucí složky tráveniny. Při vysokém příjmu krmiv obsahujících saponiny dochází u zvířat ke zpomalení růstu a snížení využitelnosti základních živin, ale také například zinku. Mechanizmus těchto dějů však není známý. Pro poikylotermní živočichy (ryby, plže, hmyz) jsou toxické. Saponiny mohou působit také příznivě, protože reagují se steroly v trávenině, zejména cholesterolem, za vzniku nerozpustných komplexů, čímž brání jejich vstřebávání.

 Stavba zrna:

Semena většiny luskovin mají velmi podobnou anatomickou stavbu. Na povrchu je kožovité osemení, pak u některých luštěnin následuje endosperm a uvnitř semene je uložen zárodek složený ze dvou děloh (kotyledonů) a klíčku.

Osemení je na povrchu kryto tenkou blankou (kutikulou). Pod ní je vrstva vysokých sloupkovitých buněk postavených těsně vedle sebe, tzv. palisádových. Tyto buňky dodávají slupce pevnost a mohou obsahovat barviva, která dodávají semenům barvu. Pod nimi se nachází vrstva buněk pohárkových. Pohárkové buňky mají oba konce rozšířené, takže mezi jejich středními částmi vznikají mezibuněčné prostory, a tak umožňují pružnost slupky. Pod nimi je tenkostěnný parenchym s cévními svazky, který v hlubších vrstvách přechází v houbovitý parenchym.

Endosperm se nachází pod parenchymem a vyskytuje se pouze u bílkovinných luštěnin. Tvoří pouze malou část zrna a může být buď plně vyvinutý, složený z vnějších buněk aleuronových a vnitřních většinou slizových nebo může být zachován jen jeho zbytek.

Luskoviny příznivě ovlivňují půdní úrodnost. K jejich kladným vlastnostem patří zejména:
-        schopnost prostřednictvím symbiózy s hlízkovými bakteriemi poutat vzdušný dusík, jehož množství pokrývá téměř celou potřebu rostlin a obohacuje půdu i pro následné plodiny
-        zlepšování půdní struktury prostřednictvím mohutného kořenového systému
-        vhodné složení posklizňových zbytků (N : C = 1 : 6-8), není třeba aplikovat anorganický dusík na podporu mineralizace
-        potlačování světlomilných plevelů, protože svým bohatým olistěním zastiňují půdu
-        schopnost získávat živiny z hlubších vrstev půdního profilu, které jsou pro jiné rostliny špatně přístupné a jejich částečné uvolňování do půdy

Luskoviny mají také některé záporné pěstitelské vlastnosti, zvláště:
-        citlivost k výkyvům počasí a s tím spojené kolísání výnosů v jednotlivých letech
-        citlivost na nízké teploty (zvlášť teplomilné druhy – sója, fazol)
-        poléhavost některých druhů
-        pukavost lusků, to vede k vyšším sklizňovým ztrátám
-        náchylnost k mechanickému poškození semen při sklizni
-        nízkou konkurenční schopnost vůči plevelům v raných růstových fázích, způsobenou jejich pomalým počátečním růstem
-        nesnášenlivost k pěstování po sobě