Sorghum and millets: chemistry, technology, and nutritional attributes

Front Cover......Page 1
SORGHUM AND MILLETS......Page 2
SORGHUM AND MILLETS: CHEMISTRY, TECHNOLOGY, ANDNUTRITIONAL ATTRIBUTES......Page 4
Copyright......Page 5
Dedication......Page 6
Contents......Page 8
Contributors......Page 12
 3 MEETING THE UN SUSTAINABLE DEVELOPMENT GOALS......Page 14
 4 CHAPTER SUMMARY......Page 15
 1. INTRODUCTION......Page 16
  2.1 Sorghum (Sorghum bicolor) L. Moench......Page 17
  2.2 Pearl Millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.)......Page 20
  2.6 Teff (Eragrostis tef (Zuccagni) Trotter)......Page 21
  3.1 Sorghum......Page 22
  3.4 Proso Millet......Page 26
  3.10 Little Millet......Page 27
  4.2 End-Uses......Page 28
   5.1.2 Millets......Page 30
 6. CONCLUSIONS......Page 31
 References......Page 34
 1. INTRODUCTION......Page 38
  2.1 Sorghum......Page 39
   2.1.1 Development of Hybrids......Page 40
   2.1.2 Plant Traits That Affect Grain Appearance......Page 41
    2.1.2.5 Grain......Page 42
    2.1.2.6 Other Grain Traits......Page 44
   2.1.3 Grain Mold and Weathering and Insect Pests......Page 45
    2.2.1.1 Plant Color......Page 46
  2.3 Finger Millet......Page 47
    2.3.1.1 Description......Page 48
   3.1.1 Soils—Water and Soil Requirements......Page 49
    3.1.2.4 Planting Method......Page 50
    3.1.2.9 Weed Control......Page 51
    3.1.3.3 Smuts......Page 52
    3.1.3.5 Shoot fly......Page 54
   3.1.4 Harvesting......Page 55
    3.2.2.2 Planting Dates......Page 56
    3.2.2.7 Birds......Page 57
    3.3.2.1 Land Preparation......Page 58
   3.3.4 Finger Millet Production Constraints......Page 59
  4.2 Biomass Sorghum and Sweet Sorghum and Pearl Millet......Page 60
 5. CONCLUSIONS......Page 61
 References......Page 62
 Further Reading......Page 65
 1. INTRODUCTION......Page 66
 2. IMPORTANCE OF SORGHUM AND PEARL MILLET IN NUTRITION......Page 67
  2.2 Pearl Millet......Page 68
  3.1 Variability......Page 69
  3.2 Genetics......Page 70
 4. PROGRESS IN BREEDING FOR NUTRITIONAL QUALITY IMPROVEMENT......Page 71
 5. PROGRESS IN GENOMICS AND BIOTECHNOLOGY FOR NUTRITIONAL QUALITY......Page 72
 6. RECENT ADVANCES IN USE OF PHENOMIC AND GENOMIC TOOLS FOR QUALITY IMPROVEMENT......Page 74
 8. WAY FORWARD......Page 77
 References......Page 78
 Further Reading......Page 83
 2. HARVESTING......Page 84
  3.3 Mechanical Drying......Page 86
  3.4 Threshing......Page 88
  3.6 Winnowing......Page 89
  3.8 Dehulling/Decortication......Page 90
  3.9 Packaging......Page 92
  3.11 Storage......Page 93
  3.12 Methods of Storage......Page 94
  4.1 Pest Control......Page 96
 5. FUTURE TRENDS......Page 97
 References......Page 98
  2.1 Factors Affecting Grain Appearance......Page 100
  2.2 Sorghum Grain Features and Appearance......Page 102
   2.3.1 Pearl Millet......Page 104
   2.3.5 Barnyard Millet......Page 107
  3.2 Carbohydrates......Page 108
    3.2.1.1 Sorghum......Page 109
     3.2.1.2.2 Foxtail Millet......Page 110
     3.2.1.2.8 Teff......Page 113
    3.2.2.2 Millets......Page 114
    3.2.3.1 Sorghum......Page 115
    3.2.3.2 Millets......Page 116
  3.3 Proteins......Page 117
   3.3.1 Sorghum......Page 118
   3.3.2 Millets......Page 119
    3.4.1.1 Sorghum......Page 122
    3.4.1.2 Millets......Page 123
   3.5.1 Sorghum......Page 124
  3.6 Vitamins......Page 125
   4.1.1 Sorghum......Page 126
   4.1.2 Millets......Page 128
   4.2.1 Sorghum......Page 130
  4.4 Phytosterols......Page 131
   4.4.1 Sorghum......Page 133
  4.5 Policosanols......Page 134
   5.1.1 Sorghum......Page 135
   5.3.2 Millets......Page 136
 6. CONCLUSIONS......Page 137
 References......Page 138
  2.1 Protein Content......Page 146
  2.3 Protein Composition......Page 147
   2.3.1 Albumins and Globulins......Page 148
   2.3.2 Glutelins......Page 149
   2.3.4 Sorghum Prolamins......Page 150
   2.3.5 Prolamins of the Millets......Page 153
   2.4.1 Grain Structure and Protein Content and Composition......Page 154
   2.4.3 Protein Bodies......Page 155
   2.4.4 Polymeric and Oligomeric Protein Structures......Page 156
  3.2 Functionality of Isolated Proteins Related to Food Use......Page 159
  3.3 Functionality of Isolated Proteins in Bioindustrial Products and Biomaterials......Page 160
 4. EXTRACTION OF PROTEINS FOR UTILIZATION......Page 161
 5. STARCH CONTENT, COMPOSITION, AND STRUCTURE......Page 162
  5.1 Sorghum Starch Content, Composition, and Structure......Page 163
  5.2 Millet Starch Content, Composition, and Structure......Page 164
  6.1 Swelling, Solubility, and Pasting......Page 171
  6.2 Gelatinization Properties......Page 172
 7. STARCH DIGESTIBILITY AND ROLE IN HUMAN NUTRITION......Page 173
 References......Page 175
 1. INTRODUCTION......Page 186
  2.1 Starch......Page 187
  2.3 Lipids......Page 189
  2.5 Vitamins......Page 192
  2.7 Nontannin Phenolics and Tannins......Page 193
 3. LACTIC ACID FERMENTATION......Page 194
  3.1 Macronutrients......Page 195
  3.4 Minerals......Page 197
  3.6 Phytate and Other Antinutrients......Page 199
  4.2 Dietary Fiber......Page 200
  4.4 Minerals......Page 202
  4.5 Nontannin Phenolics and Tannins......Page 204
  4.6 Phytate and Other Antinutrients......Page 207
  5.1 Starch Digestibility......Page 208
  5.2 Protein Digestibility......Page 210
  5.6 Minerals......Page 211
  5.8 Phytate......Page 212
  6.2 Flatbreads......Page 220
 7. SORGHUM AND MILLETS AS SLOWLY DIGESTIBLE AND LOW GI STARCHY FOODS......Page 221
  7.1 Evidence......Page 222
  7.2 Theories......Page 223
  8.1 Macronutrients......Page 224
  8.2 Micronutrients......Page 228
  8.3 Reduction in Antinutrients......Page 229
 9. CONCLUSIONS......Page 230
 References......Page 231
  2.1 Overview......Page 240
  2.2 Phenolic Acids in Sorghum and Millets......Page 241
   2.3.1 Flavones......Page 243
   2.3.3 Flavan-3-ols......Page 245
   2.3.4 Anthocyanins and 3-Deoxyanthocyanins......Page 247
 3. CHEMISTRY OF PHYTOSTEROLS IN SORGHUM AND MILLETS......Page 248
 6. BIOAVAILABILITY OF PHYTOCHEMICAL COMPONENTS OF SORGHUM AND MILLETS......Page 249
  6.1 Bioaccessibility of Phenolic Compounds......Page 250
  6.2 Bioavailability of Phenolic Compounds......Page 251
  7.1 Protection Against Oxidative Stress......Page 252
  7.2 Antiobesity Effects......Page 258
  7.3 Anti-inflammatory Properties......Page 259
  7.4 Antihypertensive Properties......Page 260
  7.5 Protection Against Cardiovascular Disease......Page 261
  7.6 Anticancer Properties......Page 262
  7.7 Antidiabetic Properties......Page 265
  7.8 What Is the Strength of the Evidence for Health-Promoting Properties of Sorghum and Millet Phytochemicals?......Page 267
 References......Page 268
 Further Reading......Page 273
 1. INTRODUCTION......Page 274
   2.1.1 Mageu......Page 275
   2.1.3 Hulu-Mur and Abreh......Page 277
   2.2.1 Beers......Page 278
   2.2.2 Wine......Page 279
   2.3.2 Thin Porridges......Page 281
  2.5 Boiled Rice-Like Products......Page 283
   2.6.2 Unfermented Flatbreads......Page 286
   2.7.1 Roasted Snacks......Page 287
   2.7.2 Popped or Puffed Snacks......Page 288
   3.1.1 Stone Mills......Page 289
   3.1.2 Hand-Pounding......Page 291
  3.3 Malting......Page 292
   3.3.1 Malting Unit Operations......Page 293
  3.4 Brewing......Page 294
   3.4.1 Brewing Unit Operations......Page 295
   3.4.2 Mashing......Page 296
   3.4.5 Lactic Acid Fermentation......Page 297
   3.5.1 Solid-State Fermentation......Page 298
   3.6.1 Hydrocolloids......Page 299
   3.6.2 Mixed Microflora Fermentation......Page 300
  4.1 Industrial Opaque Beer Brewing......Page 302
 References......Page 304
 1. INTRODUCTION......Page 308
  2.1 Snacks and Breakfast Cereals......Page 309
  2.2 Gluten-Free Precooked Pasta......Page 310
  2.3 Nutritional and Food Assistance Applications......Page 312
  2.4 Specialty Products—Sorghum Protein Concentrates......Page 313
  2.5 Pet Food and Aquatic Feed......Page 314
   3.1.1 Flaked Products......Page 317
   3.1.2 Puffed and Extruded Products......Page 319
   3.1.3 RTE Sorghum/Millet Roti (Unleavened Flatbread)......Page 321
   3.2.1 Ambali (Fermented Nonalcoholic Drink Using Finger Millet)......Page 323
  3.3 Supplementary Foods for Addressing Malnutrition......Page 324
   3.4.1 Destoner–Aspirator–Grader......Page 326
   3.4.2 Dehuller......Page 327
   3.4.8 Polybag Sealing Machine......Page 328
    4.1.1.2 Sorghum Grain Type......Page 329
    4.1.1.3 Malting......Page 331
    4.1.1.4 Mashing......Page 332
    4.1.1.6 Fermentation......Page 333
   4.1.2 Millet Beers......Page 334
  4.2 Nonalcoholic Soured Starchy Beverages......Page 335
  4.4 Nutritional Attributes......Page 337
  5.1 Novel Technologies......Page 339
 References......Page 340
 1. INTRODUCTION......Page 346
  2.3 Lack of Gluten Network......Page 347
 3. GF DOUGH-BASED FOODS......Page 348
   3.1.1 Pancake-Like Breads......Page 349
   3.2.1 Unfermented Flatbreads......Page 350
   3.2.2 Pasta and Noodles......Page 351
   3.2.3 Cakes and Cookies......Page 352
   3.2.4 Cookies......Page 353
 4. TECHNOLOGICAL STRATEGIES IN SORGHUM AND MILLET GF DOUGH-BASED FOOD PRODUCTION......Page 354
   4.1.2 Enzymes......Page 358
   4.1.4 Pregelatinized Starches, Native Starches, and Flours......Page 359
   4.2.1 Sourdough Fermentation......Page 360
   4.2.2 Flour Extrusion Cooking......Page 361
   4.2.5 High Hydrostatic Pressure Treatment of Flours......Page 362
   4.3.1 Conventional Breeding of Sorghum Lines......Page 363
 5. CONCLUSIONS AND FUTURE PROSPECTS......Page 364
 References......Page 365
 Further Reading......Page 369
 1. INTRODUCTION......Page 370
 2. SORGHUM: A SOURCE OF ENERGY AND PROTEIN......Page 372
  2.2 Protein and Amino Acids......Page 373
  3.1 Kafirin......Page 375
 4. SORGHUM IN ANIMAL DIETS......Page 376
   4.1.1 Kafirin......Page 377
   4.1.2 Phenolic Compounds......Page 380
   4.1.4 Inclusion of Feed Enzymes in Sorghum-Based Broiler Diets......Page 383
   4.1.5 Rapid Visco Analyser Starch Pasting Profiles......Page 384
   4.2.1 Energy Values......Page 386
  4.3 Fatty Acid Profile......Page 387
   4.3.3 Sorghum Processing......Page 388
   4.3.4 Feeding Sorghum to Pigs......Page 390
   4.4.1 Sorghum Compared With Other Grains......Page 391
    4.4.3.1 Beef Cattle......Page 392
    4.4.3.2 Dairy Cattle......Page 394
 5. SORGHUM DISTILLER\'S GRAINS......Page 395
  5.1 Sorghum DDGS for Poultry......Page 396
  5.2 Sorghum DDGS for Swine......Page 397
  5.4 Sorghum DGS for Lactating Dairy Cattle......Page 398
 6. IMPLICATIONS AND RECOMMENDATIONS......Page 400
 References......Page 401
   2.1.1 The Bioethanol Production Process......Page 408
   2.1.2 Factors Affecting Process Efficiency......Page 410
  2.3 Bioethanol From Sorghum Biomass......Page 411
  2.4 Bioethanol From Sweet Sorghum......Page 415
  3.1 Sorghum and Millet Bioplastics......Page 417
  3.2 Sorghum Protein (Kafirin) and Millet Protein Films and Coatings......Page 418
  3.3 Kafirin Microparticles and Nanoparticles......Page 423
  3.6 Sorghum and Millet Films From Flour, Starch, and Sorghum DDGS......Page 426
  3.7 Sorghum Protein Adhesives and Resins......Page 427
  4.2 Pigments......Page 428
 6. CONCLUSIONS......Page 429
 References......Page 430
  2.1 Condensed Tannin Content......Page 436
  2.3 Grain Hardness......Page 438
  2.4 Porridge Texture......Page 439
   2.5.2 Diastatic Power (DP)......Page 440
  2.6 Starch Content......Page 441
  3.2 United States Sorghum Standards......Page 442
  3.4 South Africa and Botswana Sorghum Standards......Page 445
  3.6 East African Sorghum and Finger Millet Standards......Page 447
 4. MEASURING QUALITY OF SORGHUM- AND MILLET-BASED FOOD AND FEED......Page 448
   4.1.2 Measuring Basic Grain Traits......Page 449
   4.2.2 Toxins......Page 450
   4.2.10 Near-Infrared Spectroscopy......Page 451
 6. EMERGING TRENDS IN GRAIN QUALITY MANAGEMENT......Page 453
 7. BASIC QUALITY MANAGEMENT OF SORGHUM AND MILLETS FOR FOOD END-USE......Page 454
 References......Page 455
 A......Page 458
 B......Page 459
 F......Page 460
 G......Page 461
 M......Page 462
 P......Page 463
 S......Page 465
 T......Page 467
 Z......Page 468
Back Cover......Page 470