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作物の分類
食料作物の種類と人間への貢献度の違い。
世界の食糧需要
課題
プリンター対応版ユニット4
作物の分類
世界中で食糧として栽培されている作物は数百種類にのぼります。 そのほとんどは、一般に「花を咲かせる植物」として知られる植物門被子植物門（Anthophytaとしても知られています）に属しています。 このグループのメンバーを区別するために使用できる重要な特徴のいくつかを簡単に説明したリンクはこちらです：
被子植物の中の重要な区別の 1 つは、一般に単子葉類と双子葉類と呼ばれるクラスです。 この2つのクラスの特徴をまとめたものがこちらです。
下の表は、2002年に400万ヘクタール以上で栽培されていた33の作物を示しています。 明らかに、穀類（イネ科）が世界の食糧生産を支配している。 豆類（マメ科）も大規模に栽培されています。 トップ10の作物はすべて一年生です。
表中の科学的名称は、Purdue University Center for New Crops and Plant ProductsというCrop Information Directoryにリンクされています。 このようなクラスですべての食用作物を深くカバーすることはできませんので、興味のある作物については、これらのリンクをたどって調べることをお勧めします。 また、FAOSTATデータベースは世界の食用作物に関する生産と利用統計について非常に有用なリソースです。
重要な世界の食用作物
| Crop |
Scientific Name
|
Area 収穫量（百万ha）
|
生産量（百万トン）
|
科名
一年草または多年草
|
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| 小麦 | Triticum aestivum |
211
|
568
|
Poaceae†Annual
|
||
| Rice.Now（米）。 水稲 | Oryza sativa |
146
|
579
|
Poaceae
| Annual
|
|
| トウモロコシ | Zea mays |
139
|
602
イネ科 |
Annual
|
||
| 大豆 | Glycine max |
79
|
180
|
マメ科
|
一年生
|
|
| 大麦 | Hordeum vulgare |
132
イネ科 |
一年草
|
|||
| モロコシ | Sorghum bicolor |
55
|
イネ科
|
アニュアル
|
||
| ミレー | セタリア.ザー.ザー.ザー.ザー.ザー.ザー.ザー.ザー.ー.ー.ー.ー.ー, Echinochloa、Eleusine、Panicum、Pennisetum spp. |
37
|
26
Poaceae |
ANNUAL | ||
| 殻付き落花生 (peanuts) | Arachis hypogaea |
26
|
34
豆科 |
Annual
|
||
| Beans.Odyssey | Eye | Eye | Eye | Phaseolus spp. |
25
|
18
|
| 菜種 | Brassica napus |
23
年 |
33
アブラナ科 |
1年 | ||
| サトウキビ | Saccharum officinarum |
20
|
1288
|
ペレニアル | ||
| ヒマワリの種 | Helianthus annuus |
20
|
23
|
キク科
|
一年草
|
|
| ジャガイモ | Solanum tuberosum |
19
|
308
|
ナス科 |
アニュアル
|
|
| キャッサバ | Manihot esculenta |
17
|
180
トウダイグサ科 |
Euphorbiaceae
|
ペレニアル
|
|
| オーツ | Avena sativa | 13 |
28
イネ科 |
一年草
|
||
| ココナッツ | Cocos nucifera |
49
アレキサンダー |
Perrennial
|
|||
| Elaeis guineensis |
136
|
Arecaceae
|
Perennial | |||
| チック – |
Perength
|
|||||
| チック – | Cicer arietinum | 11 |
8
マメ科 |
ANNUAL
|
||
| COFFEE, グリーン | Coffea spp. |
11
ルビノキ科 |
Perrennial
|
|||
| Rye |
10
|
21
|
Poaceae の仲間たち |
年産
|
||
| サツマイモ | Ipomoea batatas |
141
|
ヒルガオ科
|
一年生
|
||
| ササゲ.荳, 乾燥 | Vigna unguiculata |
9
|
3
|
ファブ科 | Annual | |
| オリーブ | Olea europaea |
8
|
15 |
モクセイ科
|
多年草 | |
| ブドウ | Vitis vinifera |
7
|
62
|
ブドウ科
|
多年草 | |
| 胡麻 | Sesamum indicum |
7
|
Pedaliaceae
|
|||
| カカオ豆 | Theobroma cacao |
7
|
3
|
ペレニアル
|
||
| シュガービート | Beta vulgaris |
6
|
252
|
Chenopodiaceae
|
Annual | |
| Pean.Pirates, 乾燥 | Pisum sativum |
6
|
10
|
マメ科
|
1年 | |
| リンゴ |
6
|
58 バラ科 |
Perrennial
|
|||
| Plantains | Musa属 |
5
|
29
Musaceae |
Perennial | ||
| Bananas | Musa spp. |
4
|
70
ムササビ科 |
Perennial
|
||
| 山芋 | Dioscorea spp.山羊 | |||||
| Banana |
4
ディオスコレア属 |
40
一年生 |
||||
| トマト | Lycopersicon esculentum |
4
|
108
|
Solanaceae
Annual |
Production figures from FAOSTAT Agriculture data bases for 2002.
†Poaceae=Graminae; Fabaceae=Leguminosae; Brassicaceae=Cruciferae; Asteraceae=Compositae; Aracaceae=Palmae
Types of Food Crops and Their Contribution to Human Nutrition
このセクションの情報は主に M.C. Latham (1997) によって “Human nutrition in the developing world” という本から得たものである。 これは世界の食糧生産と栄養に関連した多くのトピックに関する非常に包括的な参考文献である。 以下は、そのうちのいくつかをご紹介します。
- 栄養素の推奨摂取量
- 食品の栄養組成
- 国際栄養と世界の食糧問題
- Social and cultural factors in 栄養学
- 基礎栄養学（食品の体内での働き）
- 栄養障害
栄養に関するもう一つの優れたリソースはUSDAの食品と栄養情報センターです。
Dietary requirements
食べ物は、エネルギーを供給し、体の成長、維持、保護のための原料として必要です。 私たちが基本的に必要とするのは、水、炭水化物、脂肪、タンパク質、ミネラル、ビタミン、食物繊維などです。 炭水化物、タンパク質、脂肪は比較的大量に必要とされるため、大栄養素と呼ばれています。 ミネラルやビタミンは少量しか必要としないので、微量栄養素と呼ばれる。
水は体重の60%以上を占めており、食事の中で最も重要な必要条件と考えられる。 普通の男女は20日から40日間、食べ物なしでも生きていけますが、人間は水なしだと4日から7日しか生きられないのです。 電解質として知られるミネラルのナトリウムとカリウムの代謝は、体の水と関連している。
人間のエネルギー必要量は年齢、性別、活動レベルによって異なり、1日あたり1200カロリーから3200カロリーの場合もある（食事用語の1カロリーは1000キロカロリーのエネルギーに相当する）。 炭水化物とタンパク質は1グラムあたり4カロリー、一方、脂肪は1グラムあたり9カロリーです。
タンパク質は通常、組織の成長と維持、重要な代謝産物の合成に使われますが、他の形態ではカロリーが不足する場合、タンパク質はエネルギー源として使用されることがあります。 タンパク質は消化される際にアミノ酸に分解され、血流にのって体内組織に運ばれ、新しいタンパク質を作るために使われます。 天然に存在する20種類のアミノ酸のうち、9種類は体内で合成できないため、食事で摂取することが必須とされています。 アミノ酸は体内に貯蔵できないため、必須アミノ酸をすべて毎日摂取することが重要です。 必須アミノ酸を適切な割合で含んでいるのが、完全たんぱく質です。 動物性タンパク質のほとんどは完全タンパク質ですが、植物性タンパク質は一般的に必須アミノ酸の1つ以上が欠乏しています。 必須アミノ酸をすべて摂取していれば、食事に必要なタンパク質の量はそれほど多くありません。 一般的には、総摂取カロリーの約10％をタンパク質から摂取することが推奨されています。
炭水化物と脂質の種類については、後の講義で詳しく説明します。
繊維も植物から得られる重要な栄養成分です。 食物繊維は消化できませんが、食べ物が消化管を通過するのを助けるので、望ましいものです。 食物繊維を多く含む食事が結腸がんのリスクを下げることを示した研究もありますが、この効果はまだ調査中です。 食物繊維の種類によっては、コレステロールを低下させる可能性もあります。
ビタミンは多くの代謝経路で補酵素として重要な役割を果たすか、必須化合物の合成に直接関与している可能性があります。 4種類の脂溶性酵素（A、D、E、K）と9種類の水溶性ビタミン（8種類のビタミンB群およびC）があります。 水溶性ビタミンは体内に蓄積されず、摂取した余剰分は尿中に排泄される。 脂溶性ビタミンは体内の脂肪組織に蓄積されるため、過剰に摂取すると中毒症状を引き起こす可能性があります。 食事の必要性については、このセクションの最初にある参考文献を参照してください。
ミネラルは無機化合物で、荷電イオンとして、または複合分子の構成要素として体内に存在します。 食事に必須であることが知られているミネラルは17種類あり、さらなる研究によりこのリストが追加されるかもしれません。 主要ミネラルは1日に100mg以上必要ですが、微量ミネラルはより少量が必要とされます。
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主要ミネラル
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微量ミネラル
|
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カルシウム
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鉄
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リン
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亜鉛
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硫黄
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ヨウ素
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フッ素
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塩素
Copper
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|
|
Sodium
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Selenium
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マグネシウム
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コバルト
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食用作物の種類
穀物—。 穀類は、イネ科（PoaceaeまたはGraminae）の食用種子である。 小麦、米、トウモロコシ、大麦、オート麦、ソルガム、キビなどが含まれる。 穀物は、乾燥した1粒の果実である核果で、硬い外皮が種皮に融合している。 穀類によって粒の大きさや形が異なることがあるが、どれも似たような構造と組成を持っている。
内胚乳はデンプンが主体である。 アリューロン層と胚（胚芽）にはタンパク質、ビタミン、ミネラルが豊富に含まれていますが、加工時に取り除かれることが多いようです。 全粒粉100μgで約350kcal、8～12μgのタンパク質、有用量のカルシウム、鉄（ただしフィチン酸が吸収を妨げることがある）、ビタミンB群が摂取できます。 ビタミンCは不足しており、イエローメイズ以外はカロチン（プロビタミンA）も不足しています。 健康的な食生活のためには、ビタミンA、C、ミネラルを豊富に含む他の食品と一緒に摂取することが必要です。 一部の穀物のタンパク質は、必須アミノ酸であるリジンとトリプトファンが不足しているため、豆類や動物性食品など他のタンパク質源で補う必要があります。
豆類 – 豆類はマメ科の食用種子で、豆、エンドウ、大豆、落花生（ピーナッツ）、レンズ豆などの作物が含まれます。 炭水化物だけでなく、タンパク質やビタミンB群の重要な供給源となる。 タンパク質の質は、一般的にマメ科植物には必須アミノ酸であるメチオニンが十分に含まれていないため、肉類ほどは良くありません。 しかし、この制限は、豆類と穀類を一緒に摂取することで克服することができます。 豆類はまた、大気中の窒素を固定して土壌の肥沃度を維持することができるので、農業システムにおいて重要な役割を果たしています。
根と塊茎 – 食用の塊茎、根、球茎は世界中で広く消費されています。 熱帯地方では、キャッサバ、サツマイモ、タロイモ（ココヤム）、ヤムイモ（Dioscorea spp.）、アロールートが主食作物となっています。 ジャガイモは温帯・亜熱帯の気候で広く栽培されています。 これらの作物の収量は非常に高い可能性を持っています。 しかし、一般的に穀類と比較して、タンパク質、ミネラル、ビタミンが少ない。 この点については、種類によって多少の違いがあります。タロイモやヤムイモは最大で6％の良質なタンパク質を含み、ジャガイモはある程度のミネラルとビタミンCを含みます。今後20年間で、根菜類は食料安全保障作物としてますます重要な役割を果たすと予想されます。
油糧種子作物 – 重要な油糧種子作物には、大豆、菜種、ひまわりの種、落花生、アブラヤシ、ごま、綿実が含まれます。
野菜作物-野菜と呼ばれる食品は、いくつかの果物（例：トマト）、根（例：ニンジン）、花（例：ブロッコリー）を含む多様なグループである。 しかし、「野菜」という言葉は、一般的に生で食べられる、あるいは生のまま保存できる作物を指す便利な言葉である。 野菜は食生活の中でとても重要な役割を担っています。 野菜にはカロテンやビタミンCが豊富に含まれており、カルシウムや鉄分などのミネラルも多く含まれています。 それらは通常、ビタミンB群、エネルギー、タンパク質の良い供給源ではありません。 食物繊維を多く含んでいることが多い。 世界の食糧生産量を見ると、食事における野菜の重要性が過小評価されがちです。多くの種が地元で栽培、消費されているため、最も広く栽培されている作物30〜40種のリストには入っていません。 熱帯地方でよく食べられているアマランサスやキャッサバの葉などの濃い緑色の野菜は、キャベツやレタスよりも栄養的にはるかに優れています。 これらの作物の消費量が増えれば、発展途上国で蔓延しているビタミンA不足の問題を改善できるかもしれません。
果物-多種多様な果物が世界中で自生、または栽培されています。 果物はビタミンCの良い供給源であることが多く、多くは有用な量のカロテンを含んでいます。 果物には通常、脂肪やタンパク質はほとんど含まれておらず、デンプンもほとんど、あるいはまったく含まれていません。 炭水化物は様々な糖の形で存在する。 果物はセルロースを多く含み、食物繊維の一翼を担っています。 オレンジ、レモン、グレープフルーツ、タンジェリン、ライムなどの柑橘類は、ビタミンCを多く含みますが、カロテンはほとんど含んでいません。 パパイヤとマンゴーはカロテンとビタミンCの両方を含んでいる。
ナッツ類 – このカテゴリーの重要な作物は、ココナッツ、カシューナッツ、アーモンド、クルミなどである。 これらの作物は高脂肪の傾向があるが、有益なビタミン、ミネラル、タンパク質を含むこともある。
香辛料 – 塩の必要性は別として、これらの調味料のほとんどは栄養的に重要ではないが、すべて食べ物をより美味しくするのに役立つ。
飲料作物 – このグループにはフルーツジュース、お茶、コーヒー、ビール、ワイン、スピリッツなど植物由来の多様な飲み物が含まれている。 このグループの栄養に対する主な貢献は、人間の生命に不可欠な水を供給することである。 また、ビタミンやミネラルを供給するものもあります。 4300>
Contribution to human nutrition
Direct contribution of selected food crops
to per capita consumption of calories, protein and fat in 2000
Source FAOSTAT Nutrition Databases, 2000.
表のデータからの考察：
- 穀類は、食事において圧倒的に多くのカロリーを供給しています。 先進国では小麦が人間が直接消費する作物の第一位であるのに対し、発展途上国では米が第一位である。
- パルス作物は穀物よりも高いタンパク質含有量を持っているが、穀物ははるかに大量に消費されるため、最も重要なタンパク質源である。
- ポテトは、先進国では優勢なデンプン根と塊茎の作物です。 キャッサバは発展途上国におけるこのカテゴリーの主要作物であるが、ジャガイモとサツマイモも重要である。
- 発展途上国の人々は、先進国よりも穀物作物から多くのカロリーを摂取している。 油糧作物から得られるカロリーは、先進国では比較的高い。
先進国では大豆が最も重要な油作物で、菜種とひまわり油に続いている。 発展途上国では、大豆とパーム油が主要な油糧作物です。
World Food Needs
以下は、世界保健機構による栄養不良に関するいくつかの重要な事実である：
- 栄養不良は世界の3人に1人がかかっており、途上国における年間の子どもの死亡数の半分で大きな役割を演じている。
- 鉄分不足と貧血が最も一般的な問題です。
- タンパク質-エネルギー栄養失調は最も致命的な結果で、世界中で4人に1人の子供が影響を受けています。
- marasmus – この障害を持つ個人は、タンパク質とカロリーの両方が欠乏しており、やせ衰え、衰弱したように見える
- kwashiorkor – この障害を持つ個人がカロリーの欠乏している。 胃や四肢が腫れる
- ヨウ素欠乏症は甲状腺腫と脳障害を引き起こす。 ビタミンAの欠乏は、予防可能な失明の主な原因となっています。 この問題は、母乳育児の促進、ビタミンAの補給、果物や野菜の消費の増加を通じて対処することができます。
国連食糧農業機関は、世界の食糧不安と栄養不良の現状を説明する年次報告書を発行しています。 毎年異なるトピックが取り上げられます。 以下は最新の報告書です：
FAO. 2005. 世界における食料不安の状況。 http://www.fao.org/sof/sofi/index_en.htm
Assignments
Written Assignment
Due April 18th
世界の食料作物とその生産と利用について利用できるインターネット資源を調べます。 パデュー作物インデックスを使って、その学名、一年草か多年草か、どの植物科に属するかを調べます。
Quiz
Blackboard上でこのユニットに関するクイズを行ってみましょう。
FAOSTAT. FAO統計データベース。 http://faostat.fao.org/