Bioquimica De Granos Y Cereales

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El papel de los cereales Composición Química Valor nutritivo de los Cereales

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Los granos de cereales constituyen la fuente

de energía alimenticia más

económica del mundo, y proporcionan las dos terceras partes o más de la energía humana y de la aportación de proteínas. Los cereales más importantes son el trigo, el centeno, la cebada, el maíz, la avena y el arroz. La preponderancia de los cereales como plantas alimenticias se debe a su capacidad de adaptación a una extensa variedad de suelos y condiciones climáticas; su relativa facilidad de cultivo y su alta rentabilidad. El trigo es el cereal básico en las regiones templadas; el centeno y la cebada pueden desarrollarse en zonas más nórdicas; el maíz y el arroz son más adecuados para su cultivo en zonas tropicales y templadas. Los cereales, particularmente el trigo, la cebada, el maíz y el arroz, han jugado un papel importante en el desarrollo de la civilización. Fueron cultivados por pueblos primitivos de los que la historia no tiene noticia. Las toscas formas de las que procedieron nos son en gran parte desconocidas. El maíz, el único cereal exclusivo del hemisferio occidental, fue descubierto como cultivo solamente cuando Colón llegó a América y gracias a los descubridores se introdujo en las otras partes del mundo. La cebada y el trigo son dos de los cereales prehistóricos usados como alimentos, piensos y bebidas fermentadas. Excavaciones realizadas en Egipto y en otros lugares donde se desarrollaron las civilizaciones antiguas, han demostrado que tanto la cebada como el trigo tuvieron un importante papel en el desarrollo del mundo asiático y europeo. La cebada era el cereal de las civilizaciones más antiguas. Los romanos, que preferían productos a base de trigo, construyeron en sus ciudades tahonas y confirieron honores a sus panaderos. Después de la caída del imperio romano, el centeno sustituyó al trigo en el área mediterránea. Siguió entonces un lento período de cambio en el que el trigo volvió progresivamente a ser considerado como el mejor de los cereales. La utilidad del trigo para la alimentación fue considerada como un signo de alto nivel de civilización. El centeno se conocía como el cereal de los pobres debido principalmente a que se cultivaba en terrenos pobres y en áreas que no admitían otro tipo de cultivos. Pero es el clima el que decide si el trigo; el arroz, o algún otro cereal es el alimento principal de un pueblo; y de eso dependen sus efectos nutritivos y culinarios. Es innegable que los granos enteros son parte de una buena nutrición para muchos de nosotros. Esto es lo más conocido por la mayoría de la gente. Pero es realmente cierto que no hay ningún alimento que sea bueno para todos en absoluto. Lo que para uno es bueno para otro puede ser muy malo.

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Desde hace muchos años se sabe que ciertos granos enteros (trigo, centeno, cebada, farro y tal vez la avena) son la causa de la enfermedad celíaca. Esta enfermedad del tracto intestinal puede tener una sintomatología leve que va desde flatulencia hasta una sintomatología que amenaza la vida como es la mala absorción y la mala nutrición. Esta enfermedad celíaca es prevenible y tratable al eliminar todos los granos mencionados de la dieta. Se recomienda una dieta sin gluten, usando alimentos que en forma natural son libres de gluten como el arroz y el maíz, según la sensibilidad. En los últimos 30 años los investigadores han demostrado que las proteínas ofensivas en estos granos de cereales (gliadina del trigo, secalina del centeno y la hordeína de la cebada) pueden causar síntomas y a veces hasta enfermedades serias en casi cualquier área del cuerpo e inclusive en aquellas áreas que no involucran al tracto intestinal en lo absoluto. A estos problemas frecuentemente se les llama enfermedades y síntomas de sensibilidad no celíaca al gluten o a veces también se le llama simplemente sensibilidad al gluten. Es muy importante recordar que esta palabra no está limitada únicamente a la enfermedad celíaca sino que también incluye aquellos problemas causados por la sensibilidad a las proteínas de subfracción de los granos tales como la gliadina y las gluteninas (Nutrition and the M.D., Vol. 28, No. 5, May 2002, Pág. 5). Desde hace unos 20 años, el Dr. Christopher Reading se dio cuenta de que la sensibilidad al gluten está involucrada en varios padecimientos al grado que desarrolló un programa nutricional. Su programa incluye la eliminación completa de todos los granos de la dieta excepto el arroz y el maíz. Su esquema contiene en la mayoría de los casos, la eliminación de la leche y de otros productos lácteos combinada con una complementación nutricional tanto oral como parenteral. En un estudio publicado en Lancet, el investigador señala que muchas enfermedades auto inmunes comparten un marcador genético común llamado "HLAB8" mucho más comúnmente de lo que se esperaría al azar. Algunas de las enfermedades ligadas con este marcador genético son; enfermedad de Addison, anemia autoinmune hemolítica, enfermedad celíaca, asma infantil, hepatitis crónica autoinmune, dermatitis herpetiformis, enfermedad de Graves, diabetes mellitus tipo 1, lupus eritematoso sistémico, miastenia gravis, anemia perniciosa, polimialgia reumática, esclerodermia, síndrome de Sjogren, tirocoxicoxis, colitis ulcerativa y vitíligo ("H gene theory of inherited autoimmune disease." Lancet 1980; 1(8165): 396-8).

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Los resultados han sido extraordinarios comparados con los tratamientos convencionales. Aunque no todo mundo se ha curado de estas enfermedades ligadas al HLA-B8, un alto porcentaje de ellas ha tenido una mejoría marcada e inclusive una remisión completa. La excepción ha sido la diabetes tipo 1 establecida, donde las células del islote pancreático ya han sido destruidas y no pueden regenerarse aún con una dieta libre de gluten y el tratamiento con insulina debe de continuarse. Pero sin la eliminación permanente de los granos con gluten el resto del programa nutricional no funcionará tan bien como en cualquiera de estos problemas. Otros problemas que hemos visto que están relacionados con el consumo excesivo o debido a la sensibilidad al gluten son, obesidad, enfermedad cardiaca, algunos tipos de cáncer, dolor crónico, osteoporosis, fatiga, esquizofrenia, déficit de atención y otras enfermedades mentales. Los granos enteros que frecuentemente son recomendados por muchos nutriólogos en lugar de los granos refinados tienen más nutrientes que estos últimos pero también tienen muchos antinutrientes que inhiben la absorción nutricional e interfieren con la salud. Así que en algunos casos comer muchos granos enteros puede causarnos deficiencias nutricionales que al final nos pueden producir anemia, alergias o malanutrición por ejemplo. Millones de personas en el mundo tienen sensibilidad al gluten sin saberlo. La mayoría de ellas pueden estar asintomáticas o pueden sufrir de problemas vagos o síntomas muy inespecíficos como fatiga o dolor de cabeza. Las adicciones y las alergias a los granos, especialmente al trigo son muy comunes. Y seguramente son contribuyentes no reconocidos en la epidemia creciente de la obesidad. Como los alcohólicos, muchas personas comen repetidamente alimentos a los que son alérgicos en cada comida para conseguir un estímulo temporal de los compuestos parecidos a las drogas que se encuentran en ellos. Cuando se sienten débiles vuelven a tener ansiedad por ese alimento para recuperar ese sentimiento eufórico. Seguramente que el primer pensamiento que nos llega es que no hay nada malo en consumir granos pero repasemos algunos hechos básicos. Los granos son ricos en carbohidratos y altos en calorías sobre todo si se compara con los nutrientes que proveen. Los granos se usan para engordar al ganado y lo mismo hacen con nosotros cuando los comemos en exceso. Decenas de millones de personas son intolerantes a los granos comunes y desarrollan síntomas alérgicos; dolores de cabeza, síndrome de mala absorción, flatulencia y otras alteraciones digestivas por Ingeniería Agroindustrial

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comerlos; inclusive pueden producir malanutrición. Las dietas altas en granos están asociadas con o implicadas en la mayoría de los problemas de salud modernos - todo, desde enfermedades de los huesos tal como la osteoporosis hasta enfermedades autoinmunes como la enfermedad tiroidea autoinmune (Braly, James and Ron Hoggan. Dangerous Grains: Why Gluten Cereal Grains May Be Hazardous to Your Health. New York: Avery Penguin Putnam, July 2002). Los seres humanos están mucho mejor adaptados a las frutas y a las verduras como su fuente de carbohidratos que a los granos. En 1993 Greg Wadley y Angus Martin presentaron la teoría de las exorfinas. Son investigadores de la Universidad de Melbourne en Australia. Una cantidad considerable de investigación indica que los granos y los productos lácteos no son sólo comida, también contienen substancias opioides llamadas exorfinas. La evidencia sugiere ciertamente que las exorfinas tienen efectos parecidos a medicamentos y pueden ser hasta cierto grado, adictivas. El problema con los granos refinados es que tienen un índice glicémico muy alto. Y por otro lado, el problema con los granos enteros es que no contienen vitamina C, ni vitamina A. No son buenas fuentes de las vitaminas B (incluyendo la vitamina B12) comparado con las calorías que aportan. Contienen antinutrientes que reducen el estado nutricional de la vitamina B-6. Alteran el metabolismo de la vitamina D y el calcio. Reducen la absorción de hierro y de zinc. Tienen poca proteína. No contienen ni taurina ni carnitina. Contienen una relación muy alta entre omega 6 y omega 3. Los refrescos casi siempre son endulzados con alta fructosa de jarabe de maíz. Una ingesta alta de fructosa eleva los niveles sanguíneos de triglicéridos y colesterol, eleva la producción de radicales libres, hace que las células sanguíneas sean más propensas a formar coágulos, eleva los niveles de insulina y promueve el desarrollo de resistencia a la insulina - todos estos factores están involucrados en el desarrollo de las enfermedades cardiovasculares. Varios investigadores enfatizamos que cualquiera que tenga sensibilidad al gluten tiene también otras sensibilidades alimenticias y frecuentemente son muchas. Muchos consideramos que la sensibilidad al gluten es una sensibilidad básica que puede llevar al paciente al desarrollo de muchas otras alergias y sensibilidades. Así que cuando se encuentra una sensibilidad al gluten, es muy recomendable hacer una prueba múltiple de alergias. Aunque las técnicas de desensibilización pueden eliminar con éxito ciertas alergias y sensibilidades no se debería tratar de desensibilizar al gluten para estar bien. Más bien, debe uno de eliminar permanentemente de la dieta Ingeniería Agroindustrial

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todos aquellos alimentos con gluten (Going Against the Grain by Melissa Diane Smith, Contemporary Books, 2002). Cerca de 600 millones de toneladas métricas de trigo rico en gluten son cultivadas y comidas anualmente haciéndolo el grano más consumido en el mundo arriba del arroz y el maíz. Además de sus primos que contienen gluten que son: el centeno y la cebada. Los alimentos se pueden clasificar en panes y cereales, leguminosas o legumbres, tubérculos y rizomas, frutas y verduras, carne, pescado, huevos; leche y derivados, grasas y aceites, y azúcares, confituras y almíbares. El grupo de panes y cereales incluye el trigo, arroz, maíz y mijo. Son ricos en almidones y constituyen una fuente fácil y directa de suministro de calorías. Aunque la proteína no abunda en los cereales integrales, la gran cantidad que se consume aporta cantidades significativas, las cuales, sin embargo, deben complementarse con otros alimentos ricos en proteínas para obtener todos los aminoácidos esenciales. La harina de trigo blanco y el arroz refinado son bajos en nutrientes, pero, como todos los cereales enteros que contienen el germen y la capa exterior de la semilla, el trigo y el arroz aportan fibra al cuerpo: las vitaminas B tiamina, niacina y riboflavina, y los minerales cinc, cobre, manganeso y molibdeno. Las legumbres o leguminosas abarcan una amplia variedad de frijoles o judías, chícharos o guisantes, lentejas y granos, e incluso el maní. Todos ellos son ricos en almidón, pero aportan bastante más proteína que los cereales o tubérculos. La proporción y el tipo de aminoácidos de las leguminosas es similar a los de la carne. Sus cadenas de aminoácidos a menudo complementan a las del arroz, el maíz y el trigo, que constituyen los alimentos básicos de muchos países. Los tubérculos y los rizomas incluyen varios tipos de papa o patata, la mandioca y el taro. Son ricos en almidón y relativamente bajos en proteína, pero aportan gran variedad de vitaminas y minerales. Las frutas y verduras son una fuente directa de muchos minerales y vitaminas que faltan en las dietas de cereales, en especial la vitamina C de los cítricos y la vitamina A procedente del caroteno de las zanahorias y verduras con hoja. En las verduras están presentes el sodio, cobalto, cloro, cobre, magnesio, manganeso, fósforo y potasio. La celulosa de las verduras, casi imposible de digerir, proporciona el soporte necesario para hacer pasar la comida por el tracto digestivo. Muchas de las vitaminas más frágiles hidrosolubles se encuentran en las frutas y verduras, pero se destruyen con gran facilidad con el exceso de cocción. La carne, el pescado y los Ingeniería Agroindustrial

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huevos aportan todos los aminoácidos esenciales que el cuerpo necesita para ensamblar sus propias proteínas. La carne contiene un 20% de proteína, 20% de grasa y 60% de agua. Las vísceras son fuentes ricas en vitaminas y minerales. Todos los pescados contienen un alto porcentaje de proteínas, y los aceites de algunos de ellos son ricos en vitaminas D y A. La clara del huevo es la forma más concentrada de proteína que existe.

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Los alimentos se pueden clasificar en panes y cereales, leguminosas o legumbres, tubérculos y rizomas, frutas y verduras, carne, pescado, huevos; leche y derivados, grasas y aceites, y azúcares, confituras y almíbares. El grupo de panes y cereales incluye el trigo, arroz, maíz y mijo. Son ricos en almidones y constituyen una fuente fácil y directa de suministro de calorías. Aunque la proteína no abunda en los cereales integrales, la gran cantidad que se consume aporta cantidades significativas, las cuales, sin embargo, deben complementarse con otros alimentos ricos en proteínas para obtener todos los aminoácidos esenciales. La harina de trigo blanco y el arroz refinado son bajos en nutrientes, pero, como todos los cereales enteros que contienen el germen y la capa exterior de la semilla, el trigo y el arroz aportan fibra al cuerpo: las vitaminas B tiamina, niacina y riboflavina, y los minerales cinc, cobre, manganeso y molibdeno. En el maíz hay principalmente 4 clases de proteínas: globulina, albúmina, prolamina (zeína) y glutelina. La zeína es una proteína de pobre calidad y constituye más de la mitad del contenido de proteína del maíz normal. El gen Opaco2 (o2/o2) disminuye el contenido de zeína en el grano hasta en un 50% y aumenta los niveles de lisina y triptófano.

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Las legumbres o leguminosas abarcan una amplia variedad de frijoles o judías, chícharos o guisantes, lentejas y granos, e incluso el maní. Todos ellos son ricos en almidón, pero aportan bastante más proteína que los cereales o tubérculos. La proporción y el tipo de aminoácidos de las leguminosas es similar a los de la carne. Sus cadenas de aminoácidos a menudo complementan a las del arroz, el maíz y el trigo, que constituyen los alimentos básicos de muchos países. Los tubérculos y los rizomas incluyen varios tipos de papa o patata, la mandioca y el taro. Son ricos en almidón y relativamente bajos en proteína, pero aportan gran variedad de vitaminas y minerales. Las frutas y verduras son una fuente directa de muchos minerales y vitaminas que faltan en las dietas de cereales, en especial la vitamina C de los cítricos y la vitamina A procedente del caroteno de las zanahorias y verduras con hoja. En las verduras están presentes el sodio, cobalto, cloro, cobre, magnesio, manganeso, fósforo y potasio. La celulosa de las verduras, casi imposible de digerir, proporciona el soporte necesario para hacer pasar la comida por el tracto digestivo. Muchas de las vitaminas más frágiles hidrosolubles se encuentran en las frutas y verduras, pero se destruyen con gran facilidad con el exceso de cocción. La carne, el pescado y los huevos aportan todos los aminoácidos esenciales que el cuerpo necesita para ensamblar sus propias proteínas. La carne contiene un 20% de proteína, 20% de grasa y 60% de agua. Las vísceras son fuentes ricas en vitaminas y minerales. Todos los pescados contienen un alto porcentaje de proteínas, y los aceites de algunos de ellos son ricos en vitaminas D y A. La clara del huevo es la forma más concentrada de proteína que existe. La leche y sus derivados incluyen la leche entera, el queso, el yogur y los helados, todos ellos conocidos por su abundancia en proteína, fósforo y en especial calcio. La leche también es rica en vitaminas pero no contiene hierro y, si es pasteurizada, carece de vitamina C. Aunque la leche es esencial para los niños, su excesivo consumo por parte de los adultos puede producir ácidos grasos saturados que se acumulan en el sistema circulatorio. Las grasas y aceites incluyen la mantequilla, manteca, sebo y aceites vegetales. Todos ellos tienen un alto contenido de calorías, pero, aparte de la mantequilla y algunos aceites vegetales como el de palma, contienen pocos nutrientes.

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Los azúcares, confituras y almíbares se consumen en grandes cantidades en algunos países, donde constituyen una gran parte del aporte de hidratos de carbono. La miel y el jarabe de arce están compuestos de más de un 75% de azúcar y contienen pocos nutrientes. El consumo excesivo de azúcar provoca caries.

La alimentación consiste en proporcionar al cuerpo los nutrientes que necesita no solo para estar en forma sino, ante todo, para vivir. Las tres principales clases de nutrientes son las proteínas, las grasas y los carbohidratos, todos los cuales dan energía al cuerpo y le permiten crecer y subsistir; hay que comerlos a diario y en cantidad considerable para mantener una buena salud. Pero hay que escogerlos con muy buen juicio, lo cual no siempre es fácil, puesto que muchas ideas tradicionales han sido modificadas o incluso radicalmente cambiadas conforme la ciencia ha adelantado en su conocimiento cerca de como el organismo los utiliza. Por ejemplo, hasta hace poco se consideraba que la carne era una excelente fuente de proteínas y que, para una buena alimentación, había que comer mucha carne de res. Hasta cierto punto no se carecía de razón, dado que las proteínas son indispensables y la carne de res las contiene de la mejor calidad y en abundancia; pero, por otra parte, es difícil comerla en gran cantidad sin ingerir al mismo tiempo mucha grasa animal, que es perjudicial.

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Además, los especialistas en nutrición han hallado que no tiene caso suministrar al organismo mas de las proteínas que necesita; y como las proteínas de ciertas gramíneas y legumbres no son de "segunda clase", como a veces suele decirse, sino de primera calidad cuando se combinan en la forma adecuada, resulta que es mucho mas saludable comer una, mezcla equilibrada de proteínas animales y vegetales que comer en cantidad preponderante las de origen animal. CANTIDAD DE NUTRIENTES RECOMENDADA La cantidad de nutrientes recomendada viene establecida por las autoridades competentes nacionales y algunas internacionales, para indicar las cantidades máximas de nutrientes necesarias para llevar una dieta sana y

equilibrada.

Estas

cantidades, sin embargo,

varían de persona a

persona.

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La pirámide de alimentos más saludables es una guía visual útil para seguir una dieta equilibrada. En el ápice están los alimentos que deben consumirse en menos

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Si la alimentación es variada y equilibrada, bastara para obtener todos los nutrientes necesarios. Los alimentos pueden clasificarse según los tipos y cantidades que contienen. Los siguientes datos, permiten equilibrar la ingestión diaria de proteínas, minerales, y fibra vegetal y limitar la de grasas, carbohidratos y sodio cuyo exceso perjudica la salud. EL PAN Y LOS CEREALES Los alimentos pertenecientes a este grupo engordan mucho menos de lo que suele creerse (lo que si engorda son los azucares y las grasas que generalmente se le añaden). Todos los alimentos de este grupo contienen vitaminas B y hierro; y además, si son del tipo " integral", aportan al organismo fibra, magnesio, zinc y ácido fólico.

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ANÁLISIS DE LA CADENA DE CEREALES PARA DESAYUNO La Industrialización •

Las condiciones generales y particulares para los establecimientos elaboradores se especifican en el Capítulo II del Código Alimentario Argentino (Ley 18284/69, Decreto 2126/71).

•

Las condiciones, exigencias y características para los distintos tipos de presentación de los cereales se especifican en el Capítulo IX del Código Alimentario Argentino (Ley 18284/69, Decreto 2126/71).

•

Los cereales (principalmente maíz, avena, arroz, trigo, entre otros) pueden presentarse como cereales inflados (Puffed Cereals), cereales aplastados, laminados, cilindrados o roleados (Rolled Cereals) o cereales en copos (Flakes).

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 Si tomamos en cuenta un criterio económico y agrícola podemos agrupar a los cereales y semillas oleaginosas como “granos”, estos a su vez pueden clasificarse en dos grupos: •

Granos finos o de cosecha fina: Trigo, cebada, avena, centeno, alpiste y mijo, como cereales; y como oleaginosas el lino.

•

Granos gruesos o de cosecha gruesa: Maíz y sorgo como cereales; y como oleaginosas el girasol, la soja y el maní.

 Otra clasificación, es en Grupos Culturales de Granos, esta se realiza teniendo en cuenta las condiciones ecológicas para su cultivo y se las clasifica en tres grupos diferentes: •

Grupo Cultural Trigo: Trigo, cebada, avena, alpiste y centeno.

•

Grupo Cultural Maíz: Maíz, mijo y sorgo.

•

Grupo Cultural Arroz: Por las condiciones ecológicas tan específicas que este requiere, no incluye ningún otro grupo.

 Desde el punto de vista económico podemos clasificar a los cereales en: •

Alimentación Humana: Trigo pan, trigo candela, maíz, centeno.

•

Alimentación Animal: Sorgo granífero y forrajero, maíz forrajero, avena y centeno.

•

Uso Industrial: Cebada cervecera.

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En el mundo se producen anualmente cerca de mil millones de toneladas de cereales. El trigo y el arroz son los más importantes y prácticamente iguales. Los granos de cereales y sus productos derivados representan el aporte fundamental de calorías en la alimentación humana. También representan en numerosas regiones en vías de desarrollo, el principal aporte de proteínas. Sin embargo el valor nutritivo de estas proteínas es bajo, por lo que en la actualidad se trata de conseguir, por cruzamientos genéticos, variedades de trigo, maíz y arroz que, además de su alto rendimiento y resistencia, tengan una cifra mayor de proteínas y sobre todo de lisina y triptófano. A este respecto, se pueden citar los mutantes de maíz “opaco 2”, rico en estos dos aminoácidos y el tritical, híbrido de trigo y centeno, rico en lisina. Aunque la producción de granos de leguminosas sea mucho menor que la de cereales, representan una función nutricional importante a causa de su aporte proteico. En efecto, son ricos en lisina, pobres en aminoácidos azufrados y, desde el punto de vista nutricional, complementan bien las proteínas de cereales. Igual ocurre con las semillas de plantas oleaginosas, si bien su importancia económica está ligada, en primer lugar, al contenido en aceite. Recordemos especialmente la soja, leguminosa y oleaginosa cuyos granos constituyen un alimento tradicional en Estremo Oriente, aunque recientemente, en los E.U.A. se desarrolló su aprovechamiento a escala industrial, para obtener así, al mismo tiempo, aceite y tortas proteicas para la alimentación animal. Aunque, por ahora, la elaboración de concentrados y preparados proteicos para la alimentación humana es poco importante, aumenta rápidamente.

COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA

El cuadro indica la composición de algunos granos vegetales. En lo que concierne al trigo, su composición afecta a las características funcionales tecnológicas; depende de la especie, así como del período de siembra y clima. La principal especie de trigo es el Triticum vulgare (3 x 14 cromosomas) que corresponde a todos los trigos llamados blandos. Los trigos “duros” (“hard”, en inglés) se diferencian de los trigos “harinosos” (“soft”, blandos) por su comportamiento favorable durante la molienda (debido a la composición, del endospermo y su estructura resistente); por lo general son ricos en proteínas, sobre todo si se sembraron en primavera, mejor que en otoño y maduraron rápidamente; algunos dan harinas llamadas “de fuerza” (“strong”) en las que la abundancia y calidad del gluten determinan una fuerte absorción de agua y una elevada elasticidad de las pastas de Ingeniería Agroindustrial

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panadería, que es muy favorable para la retención de gas durante la panificación. La “fuerza” y dureza a la molienda, no van, necesariamente paralelas. Las harinas de trigo llamadas “débiles” (“weak”) son generalmente pobres en proteínas, pero se prestan bien para su empleo en galletas y dulcería. Frecuentemente en la fabricación del pan y otros productos se preparan mezclas de harinas de diferentes características. El Triticum durum, trigo duro (2 x 14 cromosomas), es la especie utilizada para la fabricación de pastas alimenticias. Algunas variedades, llamadas mitadinen, tienen un grano harinoso, aunque la mayoría sean duros. La mayoría de los trigos franceses son de tendencia harinosa, y dan harinas blandas; estos trigos, y en particular los de invierno de maduración lenta, dan rendimientos muy altos.

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Composición de diversos granos vegetales

Proteína

Lípidos

Glúcidos

Fibras

Cenizas

Agua

s

%

solubles

(2)

%

%

(1)

%

1,5 a 2(4)

13

%

% Granos de cereales

7 a 18(3)

1,5 a 2

60 a 69

2 a 2,5

trigo

(8 a 18)

Maíz

7 a 12(5)

4a8

67 a 72

2

1,5 a 1,8

11

7,5 a 9

2

63

9

6

12

=26

1,2

=61

6,5

4

guisante

=27

1,5

=60

2a6

3

garbanzos

=21

7

=65

2a4

3,5

lenteja

22 a 30

3

=62

3

2,5

haba

28 a 33

2

=58

2a7

3

soja (oleaginosa)

35 a 50

22

=15

= 10

5

cacahuete

25 a 30

48

12

3

3

20 a 30

35 a 40

20

3

4,5

20 a 38

35 a 40

4a6

= 10

3a5

15 a 30

35 a 40

17

4

3,.5

Arroz (paddy seco) Granos de leguminosas(6) Habichuelas (P.vulgaris)

(oleaginosa)

Otros granos(6) Algodón (semilla) (oleaginosa) girasol (semilla) (oleaginosa) colza (granos sin pelar) (oleaginosa) (1) por diferencia; sin incluir fibras. (2) Celulosa, hemicelulosas, pentosanos y otros polisacáridos insolubles incluso en solución ácida o alcalina. (3) El contenido relativo en lisina decrece cuando el contenido en proteínas aumenta. (4) P = 0,36%; Ca = 0,05 %; Fe = 0,005& Ingeniería Agroindustrial

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(5) Hasta un 15% de proteínas para algunas variedades nuevas, de buen rendimiento. (6) Composición con relación a la materia seca.

En los granos de cereales se pueden distinguir cuatro tipos principales de proteínas. La clasificación seguida se fundamenta en las diferencias de solubilidad. Frecuentemente la separación de una proteína determinada resulta difícil, a causa de fenómenos de agregación. La clasificación del cuadro constituye una simplificación, pues cada grupo puede contener varias proteínas; actualmente hay muchos trabajos que basados en electroforesis, cromatografía o ultracentrífuga, estudian su caracterización. Las glutelinas y más especialmente las prolaminas, se sintetizan durante las fases finales de la maduración de los granos de cereales. Constituyen las proteínas mayoritarias de esos granos (caso de la gliadina del trigo, zeina* del maíz, glutelinas del arroz). Están localizadas, en parte, en gránulos proteicos que se pueden ver al microscopio en las células del endospermo. Las semillas de leguminosas, ricas en proteínas, como la soja, cacahuete y algunos guisantes, tienen todavía gránulos proteicos más visibles, que pueden aislarse por fraccionamiento y es donde están localizadas las globulinas mayoritarias. Durante la germinación de los granos, los gránulos y el contenido en proteína, disminuyen de una forma notable. Por esto, hay la hipótesis de que las glutelinas y las prolaminas de los cereales y las globulinas de las leguminosas representan las proteínas de reserva, utilizadas como elemento nutritivo para el crecimiento del embrión. La estructura de los granos de los diversos cereales es bastante similar. A título de ejemplo, el esquema del cuadro indica la estructura simplificada del grano de trigo. Las proporciones en algunos componentes de las diferentes fracciones del grano de trigo, se indican en el cuadro. Los tegumentos son ricos en fibras celulósicas y hemicelulósicas, en sales minerales y en ácido fítico que compleja el calcio y el hierro, reduciendo así su disponibilidad nutricional. El germen es rico en proteínas, lípidos y vitamina E. La capa de aleurona es rica en proteínas, lisina, sales minerales y vitaminas. El endospermo contiene el 70% de las proteínas del grano; estas proteínas, están localizadas sobre todo en las partes periféricas del endospermo que además contiene la totalidad del almidón, bajo la forma de gránulos intracelulares de almidón.

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Tipos de proteínas de granos vegetales

Tipo de proteína Albúminas (diversos

Solubilidad

Ejemplos particulares de proteínas

Solubles en el agua granos

-

leucosina

-

enzimas de masa molecular 20.000 a 50.000

vegetales) Globulinas

Insolubles

en

el -

granos agua; solubles en soluciones diluidas vegetales) de sales neutras. (diversos

araquinas P.M. 300.000 (cacahuete) conaraquinas

P.M

180.000

ó

330.000

(cacahuete). edestina

P.M.

300.000

(cebada,

trigo,

centeno).

Prolaminas

solubles

en

(solamente

disoluciones

cereales)

etanol

Glutelinas

Sólo

(solamente

parcialmente

cereales)

ácidos

leguminas (guisante, haba, habichuela)

-

vicilinas (guisante, haba, habichuela)

-

glicininas (soja)

las -

γ-gliadina P.M. 20.000 a 50.000 (trigo)

de -

zeína (maíz)

solubles o

en

-

(frecuentemente ácido

acético)

también

o

hordeína (cebada) gluteninas P.M. de uno o varios millones (mínimo 100.000).

álcalis -

diluidos

de

-

avenina (avena) glutelina del arroz, que constituye el 80% de las proteínas presentes.

soluciones

urea

guanidina

o

de (que

escinden los enlaces hidrógeno).

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Distribución de algunos componentes en las diferentes fracciones del grano de trigo.

Endosperm

Tegumentos + capa

Germen

o

de aleurona

(1)

14,5

2,5

(albumen) % de peso del grano

83

(tegumentos: 8, capa de aleurona: 6,5) % de almidón total del grano % de proteínas

100 70 a 75

19

8

% de lípidos

50

30

20

% de fibras

8

89

3

% de cenizas

23

67

10

% de la vitamina B1 total del grano

3

33

64

(aleurona)

(escutelo )

% de la vitamina B2

32

42

26

(aleurona) % de la vitamina B6

6

73

21

% del ácido nicotínico

12

86

2

(aleurona) % del ácido pantoténico

43

50

7

(1) En el maíz, el germen representa el 13% del peso del grano y contiene el 23% de las proteínas, 84% de los lípidos y 81% de las sales minerales.

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Los cereales son las plantas de domesticadas y cultivadas para obtener sus granos. Los

cereales más importantes en el mundo son: trigo, arroz, maíz, cebada,

distintas especies de mijos y sorgos, avena y centeno. A nivel mundial, este grupo se considera el grupo de alimentos básicos. Como los cereales suministran energía, proteínas y vitaminas del grupo B, proporcionan una dieta bien equilibrada, si se complementan con hortalizas y productos de origen animal. Porque una dieta basada exclusivamente en cereales no podría sustentar la vida humana ya que carecen de vitamina A y de vitamina C. Cereales, denominación que engloba varias especies de la familia de las Gramíneas cultivadas por sus semillas, que son importantes productos alimenticios. El nombre deriva de Ceres, diosa romana de la agricultura. Aunque los cereales no pertenecen a ninguna familia específica de las gramíneas en sentido estricto, la elección de algunas especies como fuente de alimento parece haber estado determinada por el mayor tamaño de la semilla o por la facilidad de obtenerla en cantidad suficiente y de liberarla de la cáscara no comestible. Los granos más cultivados son arroz, maíz, trigo, cebada, sorgo, mijo, avena y centeno. Todas estas plantas se cultivan desde la antigüedad y tanto su cultivo como su utilización han constituido un indicador de crecimiento económico, en especial en los países más pobres. Proceden de Europa, Asia y África, salvo el maíz, que es de origen americano. En los últimos años se ha multiplicado el rendimiento de las cosechas de cereales. Este aumento se debe en parte a la utilización de variedades mejoradas que aprovechan mejor los nutrientes del suelo y son resistentes a enfermedades y parásitos; por otro lado, se han introducido mejoras en las técnicas de cultivo existentes tales como la protección fitosanitaria de las cosechas, la utilización racional de los abonos, la lucha contra las malas hierbas, o la selección de especies mejor adaptadas a climas y suelos determinados. Según estimaciones de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la producción mundial de cereales en el año 2000 alcanzó unos 2.057 millones de toneladas, de los cuales 971 millones estuvieron destinados al consumo humano. Los países con mayor producción de cereales fueron Ingeniería Agroindustrial

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China (407 millones), Estados Unidos (344 millones), India (235 millones), Francia (66 millones) y Rusia (64 millones). CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA: Llos cereales pertenecen a la familia de las Gramíneas (Gramineae). El trigo corresponde al género Triticum, la cebada a Hordeum, el centeno a Secale, la avena a Avena, el arroz a Oryza y el maíz a Zea. El mijo se clasifica en los géneros Setatia, Eleusine, Panicum y Pennisetum. El sorgo corresponde a Sorghum y el cerrillo es una especie de Andropogon.

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COMPOSICION QUÍMICA DE LOS CEREALES

Composición aproximada. El grano maduro de los cereales corrientes está formado por: hidratos de carbono, compuestos nitrogenados (principalmente proteínas), lípidos (grasa), sustancias minerales y agua junto con pequeñas cantidades de vitaminas, enzimas y otras sustancias, algunas de las cuales son nutrientes importantes de la dieta humana. Los hidratos de carbono son, cuantitativamente, los componentes más importantes, constituyendo el 77.87% de la materia seca total. Los hidratos de carbono presentes en los cereales incluyen: almidón (que predomina), celulosa, hemicelulosas, pentosas, dextrinas y azúcares. Sin embargo, en los análisis aproximados, es costumbre dividir los hidratos de carbono en dos partes: la “fibra cruda” que se evalúa como la porción de los hidratos de carbono (más lignina) insoluble en ácidos diluidos y en álcalis bajo determinadas condiciones, tales como las prescritas (para Gran Bretaña) en “Fertilisers and Feeding Stuffs Regulations”; y los “hidratos de carbono solubles” que se calculan como lo que queda después de descontar la fibra cruda, los compuestos nitrogenados, lípidos y sustancias minerales. Ni la “fibra cruda” ni los “hidratos de carbono solubles”, son especies químicas puras; sin embargo, la cifra de “fibra cruda” es importante porque algunos reglamentos, como el Bread & Flour Regulations 1963, especifican los productos de cereales en función del contenido de fibra, por ejemplo: la harina morena (harina de trigo). La parte del producto que queda sin digerir en el tubo digestivo se califica como “fibra no digerible”. Comprende: celulosa, polisacáridos no celulósicos (gomas, mucílagos, sustancias pécticas, hemicelulosas) y también lignina, un polímero aromático no hidrocarbonato. La cifra de fibra no digerible es siempre mayor que la de fibra cruda, ya que una parte de los componentes de la fibra no digerible se degrada durante la valoración de la fibra cruda; sin embargo, la relación es constante. En la tabla se expresan los valores representativos de la composición aproximada de los granos de cereal según se recolectan y de las semillas de avena y arroz. Para cualquier cereal dado, al analizar una serie de muestras, se encuentra un amplio margen de valores de cada constituyente químico; cuanto más difieren los tipos representados en la serie mayor es la dispersión de los resultados. Por tanto los números únicos, tales como la tabla, son de valor limitado, y la intención al representarlos es únicamente la de revelar las diferencias más importantes entre los cereales. Ingeniería Agroindustrial

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Las cariópsides con cáscara de avena, cebada, arroz (vestido) y la mayor parte de los mijos, tienen un contenido de fibra cruda 2-5 veces superior a las de trigo, ceteno, sorgo y maíz, que son cariópsides desnudas. El contenido proteico del arroz y de algunos mijos, es inferior al de los demás cereales. La eliminación de la cascarilla de la avena y arroz en su acondicionamiento, aumenta el contenido proteico del producto; el arroz descascarillado (moreno) es todavía comparativamente bajo en riqueza proteica, pero la avena descascarillada (sémola) iguala o supera al trigo en riqueza proteica. La avena, maíz y algunos mijos, son relativamente ricos en lípidos y la sémola de avena es particularmente nutritiva por su contenido lipídico. El contenido de sustancias minerales es superior en la cebada, avena, arroz (vestido) y la mayoría de los mijos, que en el trigo, centeno maíz y sorgo; esto es una consecuencia más de la presencia de la cáscara que rodea los granos del primer grupo de cereales, la cual es rica en minerales. Cuando se comparan cereales, en la misma condición morfológica, por ejemplo, después de descascarar los granos que tienen cáscara, las diferencias en el contenido mineral se reducen fuertemente.

Composición aproximada del grano de los cereales (g/100 g. p.s.)

Cereal

Proteína*

Grasa

Fibra

Material Carbohidratos

cruda

mineral

solubles

Fuentes de los datos&

Trigo: Manitota

16,0

2,9

2,6

1,8

74,1+

1

HRW

14,6

1,8

3,0

2,0

78,6

2

Inglés

10,5

2,5

2,5

1,8

78,6+

1

Cebada

11,8

1,8

5,3

3,1

78,1

3

Entero

11,6

5,2

10,4

2,9

69,8

4

Sémola

14,9

7,0

1,3

2,1

74,6

4

13,4

1,8

2,6

2,1

80,1

2

15,0

1,7

2,6

2,0

78,7

2

Avena:

Centeno Triticale Ingeniería Agroindustrial

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Arroz Vestido

9,1

2,2

10,2

7,2

71,2

5

Moreno

11,0

2,7

1,2

1,8

83,2

5

Molido

9,8

0,5

0,3

0,6

88,9

5

Maíz:

11,1

4,9

2,1

1,7

80,2

6

duro

10,0

4,5

3,5

2,0

80,0

7

dentado

12,1

9,1

2,2

2,0

74,5

8

dulce

11,6

4,0

2,4

1,6

78,2

9

de palomitas

12,4

3,6

2,7

1,7

79,7

10

Perla

13,6

5,4

1,3

1,8

77,9

11

“foxtail”

13,9

4,8

9,0

3,7

68,6

12

“proso”

12,8

4,0

12,7

2,8

67,7

13

“finger”

8,4

1,5

4,1

3,1

82,9

12

“kodo”

9,5

1,6

10,3

3,0

75,6

12

japonés

7,0

2,5

11,1

5,0

74,3

12

“little”

8,7

5,3

8,6

1,7

75,7

12

Sorgo Mijos:

* N x 5,7 para el trigo, centeno y triticale: N x 5,95 para el arroz; N x 6,25 para otros cereales. + H. de C. disponibles, determinados por hidrólisis. & Fuentes: 1. McCance et al. (1945), 2. Stringfellow et al. (1976). 3. Watson (1953). 4. Datos originales, 5. Juliano et al (1964), 6. Watt and Merrill (1963), 7. Maíz (1959), 8. Fant et al. (1963), 9. Fan et al, (1965), 10. Hubbard et al,. (1950), 11. Freeman and Bocan (1973), 12. Aykroyd et al. (1963), 13. Rasulev (1977).

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EFECTO DEL ACONDICIONAMIENTO EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS PRODUCTOS DE CEREALES.

El tratamiento de los cereales para la obtención de alimentos, puede redundar en la alteración de la composición química de varias formas:

1. Durante los tratamientos pueden separarse partes del grano que se eliminan del producto, o sea, que el producto puede estar constituido solamente por una fracción del grano. 2. Los diferentes nutrientes pueden estar repartidos irregularmente por las diferentes partes del grano, de forma que algunos se pierden con más facilidad, o se concentran en los productos cuando se hace una separación (como en 1). 3. Los tratamientos durante el acondicionamiento pueden acarrear alteraciones en los propios nutrientes: pueden ser cambios químicos, como por ejemplo: inactivación de enzimas por un tratamiento con vapor de agua, o hidrólisis de los polisacáridos como ocurre en la germinación, o cambios en la distribución, por ejemplo, la traslocación de vitaminas durante el sancochado del arroz.

Distribución de nutrientes en el grano. Se ha estudiado la distribución de nutrientes en los granos de cereal por dos procedimientos: (1) analizando las fracciones resultantes de la molturación; (2) analizando las partes disecadas morfológicamente del grano. Por regla general, las diferentes fracciones de la molienda no se corresponde exactamente con partes del grano diferenciadas morfológicamente; por tanto, el análisis de dichas fracciones solamente dan una indicación del camino seguido por cualquier nutriente en cada etapa del proceso. Con el análisis de las partes del grano disecadas morfológicamente, se consigue un cuadro más completo de la distribución de nutrientes: de esta forma se pueden prever los efectos de la molturación o de los tratamientos en los que se separan o desechan partes del grano. Trigo. El almidón está presente únicamente en el endospermo, la fibra cruda está reducida, casi exclusivamente al salvado y la proteína se encuentra por todo el grano. Aproximadamente la mitad de los lípidos totales se encuentran en el endospermo, la quinta parte en el germen y el resto en el salvado, pero la aleurona es Ingeniería Agroindustrial

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más rica que el pericarpio y testa. Más de la mitad de las sustancias minerales totales están presentes en el pericarpio, testa y aleurona. Maíz. En la tabla aparecen las proporciones de los contribuyentes en las diferentes partes morfológicas del grano de maíz. En lo que se refiere al almidón son similares a las de trigo, pero indican mayor proporción de proteína, lípidos y sustancias minerales en el germen y menos en el salvado, esta diferencia es producida porque el germen contribuye con una proporción mucho mayor al peso del grano en el maíz que en el trigo. Contribución de la cáscara. En la cebada la cáscara, que supone el 13% del peso del grano contiene el 64% de la fibra total y el 32% de la materia mineral. La cáscara de avena (25% en peso) y de arroz (20% en peso) contiene 85-90% de la fibra cruda total, 40 y 79% respectivamente de sustancias minerales y solamente el 4-9% de proteína total y lípidos.

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TABLA Porcentajes de los constituyentes totales del trigo y maíz, presentes en las principales partes morfológicas. Constituyentes

Peso (g por 100 g.

Parte

Almidón

Proteína

de grano) (i)

Fibra

Fibra

indigesta

cruda

Lípidos

Material mineral

Trigo*

Pericarpio, testa, aleurona

15

0

20

70

93

30

67

Endospermo

82

100

72

27

4

50

23

Embrión, escutelo

3

0

8

3

3

20

10

(ii)

Maíz+

Salvado

5

0

2

1

2

Endospermo

82

98

75

15

17

Germen, casquete

13

2

23

84

81

*Datos sobre fibra cruda de Elton y Fisher (1970); datos sobre fibra indigesta sacados de Southgate et al. (1976); otros datos de Hinton (1952, 1959). + Datos procedentes de Shollenberger y Jaeger (1943).

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CONSTITUYENTES QUÍMICOS

Hidratos de carbono El almidón es el hidrato de carbono más importante de todos los cereales, constituyendo aproximadamente el 64% de la materia seca del grano completo de trigo y un 70% de endospermo. Un 73% del peso seco del maíz es de almidón y un 62% del mijo “proso”. El grano de almidón está formado por dos componentes principales: amilasa, un polímero esencialmente lineal de α(1 – 4) glucosa; y amilopectina, una estructura ramificada al azar de cadenas α (1-4) glucosa unidas por ramificaciones α(1-6) (constituyendo estas últimas un 4% de los enlaces entre unidades). La cantidad de amilasa en el almidón de los genotipos corrientes del cereal es de 25-27%. En las variedades llamadas “céreas” de cebada, maíz, arroz y sorgo, el almidón está formado casi exclusivamente por amilopectina, y se conocen otros genotipos que contienen almidón con altos niveles de amilasa (por ejemplo, cebada de alta amilasa con 40% y maíz de alta amilasa con 50-80%). Las propiedades del almidón y sus componentes dependen notablemente del genotipo. Las moléculas de amilasa pueden contener hasta 5.000 unidades de glucosa; la amilopectina tiene 1820 unidades de glucosa en la cadena unidad y puede contener hasta 106 unidades de glucosa en cada molécula. El grano de almidón es insoluble en agua fría. Cuando se calienta con agua, la absorbe, se hincha y revienta; éste fenómeno se llama gelificación. Durante la molturación se puede lesionar mecánicamente a los granos de almidón, el almidón alterado juega un papel importante en el proceso de cocción. Gran parte de los hidratos de carbono del maíz dulce está formado por dextrinas – polímeros de glucosa bajo peso molecular – sustituyendo al almidón. La celulosa y hemicelulosa (pentosanas), son los principales constituyentes de la pared celular de los granos de cereal, y junto con la lignina constituyen el grueso de la “fibra cruda”. La celulosa es un polímero de glucosa con la misma fórmula empírica que el almidón, pero está basada en la unión β mucho más estable. El contenido en fibra cruda del grano completo de trigo es de un 2%, en el endospermo está en un 0.1% y en el salvado en 9-13,5% según el grado de extracción. Pentosanas. Un 75% de la pared de las células del endospermo de trigo, está formado por pentosanas, principalmente al estado de arabinoxilana (Mares y Stone,

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1973). Las pentosanas son polímeros de azúcares pentosas, tales como arabinosa o xilosa. La harina de centeno contiene un 4-7% de pentosanas que son importantes a causa de su capacidad de unirse al agua. La avena contiene pentosanas y una poliglucosana que es soluble en agua caliente dando una solución viscosa. La poliglucosana de la avena se parece a la de cebada y a la liquenina del liquen de Islandia; esta fracción es responsable de alguna de las propiedades gelificantes de los productos cocinados con harina de avena. Letzig (1951) encontró un 3.4% de liquenina en las semillas de avena. Al maíz dentado se le adjudica un 4% de pentosanas (Matz, 1959), y al mijo proso un 5,6% (Rasulev, 1977). Azúcares. La riqueza de los granos de cereal en azúcar libre es de 1-3%. En la tabla se muestran las riquezas individuales comunicadas en la bibliografía, de azúcares en los granos y en las harinas de cereales. Los oliogosacáridos de la harina de trigo y de centeno son: maltotriosa, -tetrosa y –pentosa, que dan glucosa por hidrólisis. También están presentes en la harina las dextrinas, compuestos intermedios entre el almidón y el azúcar. El contenido en azúcares del embrión de trigo y de centeno, oscila entre 16 y 23% y el maíz es de 115. Los azúcares son de importancia considerable en el malteado de la cebada. Un tipo de sorgo dulce “sugary milo” es pobre en almidón (31,5%) pero contiene 28,5% de un polisacárido hidrosoluble que se parece al phytoglycogeno del maíz dulce.

Proteínas.

En su estructura primaria, las moléculas de proteína están formadas por cadenas de aminoácidos unidos entre sí por enlaces peptídicos entre el grupo carboxilo (COOH) de un aminoácido y el grupo α-amino (NH2) del siguiente. En las proteínas de los cereales se encuentran unos 18 aminoácidos diferentes. Las proporciones en que se encuentran y su orden en las cadenas, determinan las propiedades de cada proteína. La cadena principal peptídico o columna vertebral de la molécula proteica puede unirse a moléculas adyacentes por enlaces disulfuro de restos de cistina (estructura secundaria). Las cadenas peptídicas pueden estar enrolladas en espiral con enlaces de hidrógeno enlazando cadenas laterales que

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sobresalen (conformación terciaria o alfa-hélice de la cadena principal). La unión terciaria confiere elasticidad. Tipos de proteínas. Osborne (1907) clasificó las proteínas del trigo en cinco categorías, atendiendo a sus características de solubilidad. Se puede hacer una clasificación semejante de las proteínas de todos los cereales, como aparece en la tabla, la cual establece los márgenes de los valores de las fracciones “Osborne” de proteínas. Las albúminas y globulinas de la harina, se citan corrientemente

como

proteínas solubles. La albúmina de trigo con p.m. de 17.000-28.000, es responsable de parte de las diferencias en las características de panificación de las diferentes harinas (Pence et. al., 1951) y las globulinas también pueden ser esenciales para el comportamiento adecuado en este proceso. Las proteínas insolubles están integradas por las prolaminas y glutelinas. Las proteínas “solubles” –albúminas y globulinas- de las células del endospermo de los granos de cereal, son consideradas como derivadas del protoplasma original de la célula en desarrollo, de las membranas celulares y del retículo endoplásmico; tienen funciones metabólicas y estructurales. Las proteínas “insolubles” –prolaminas y glutelinas- se desarrollan en los proteoplastos, durante la maduración del grano y forman cuerpos proteicos que son irreconocibles, comprimidos unos con otros, en el grano maduro de la mayoría de los cereales, aunque en las células del endospermo del sorgo se pueden reconocer microscópicamente corpúsculos proteicos individuales. Las proteínas insolubles se consideran como proteínas

de

reserva.

Los

cuatro

tipos

principales

de

proteína

varían

considerablemente en su composición de aminoácidos.

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TABLA Azúcares en granos de cereal y harinas (g. /100 g. p.s.) Azúcares Material

Gluco-

Oligo-

Fructo-

Mioino-

Fuente de

totales

Glucosa

Fructosa

Maltosa

Sacarosa

Melibiosa

Rafinosa

difructosa

sacáridos

sanas

sitol

datos

T. aestivum

1,67

0,015

0,02

0,065

0,258

--

--

--

1,31

--

--

1

T. aestivum

1,0

0,01

0,02

0,08

0,10

0,18

0,07

0,5

--

--

--

2

T. durum

1,14

0,024

0,086

0,10

0,26

--

--

--

0,67

--

--

1

Cebada

2,7

0,055

0,095

0,07

1,0

--

0,48

0,25

--

0,78

--

3

Harina de centeno

2,7

0,05

0,06

0,14

0,41

--

--

--

2,03

--

--

1

Harina de centeno

0,9

0,02

0,03

0,01

0,078

--

--

--

0,79

--

--

4

Harina de triticale

2,2

0,08

0,08

0,119

0,565

--

--

--

1,37

--

--

1

Sorgo

2,0

0,19

0,24

0,02

1,50

--

0,12

--

--

--

--

5

Sorgo

1,1

0,09

0,09

--

0,85

--

0,11

--

--

--

--

6

“proso”

0,8

vst

tr

tr

0,66

--

0,08

--

--

--

0,01

7

“foxtail”

1,1

vst

tr

tr

1,00

--

0,10

--

--

--

0,01

7

Harina de trigo:

Mijos:

*Fuentes: 1. Vaisey and Unrau (1964). 2. Koch et al. (1951). 3. Harris (1962). 4. Zelazowska-Major and Jacubezyk (1979). 5. Wall and Blessin (1970). 6. Hirata and Watson (1967). 7. Becker and Lorenz (1978).

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+ vst = vestigios.

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La parte proteica de trigo, soluble en alcohol diluido (prolamina), se llama gliadina; contiene por lo menos ocho componentes (Woychirk et. al, 1961). Jones et al (1961) dan como p.m. de la gliadina; contiene por lo menos ocho componentes (Woychrk et al., 1961). Jones et al. (1961) da como p.m. de la gliadina 42.000 – 47.000. La parte insoluble en alcohol, pero soluble en ácidos diluidos y en álcalis (glutelina) se llama glutenina. Nielsen et al. (1962) consideraron que está formada por unidades de 20.000 de p.m., ligadas entre sí por enlaces disulfuro para formar macrounidades de p.m. que se eleva a los millones. La gliadina y glutenina del trigo, forman con agua y sales el gluten al amasar la harina. Se puede aislar el “gluten” de una masa de harina, lavándola al chorro de agua o con una disolución diluida de sal común (ClNa). Así se elimina la mayor parte del almidón y sustancias hidrosolubles. La composición del gluten seco ha sido establecido (Vaker, 1961) como: gliadina 43%, glutenina 39%, otras proteínas 4,4%, lípidos 2,8%, azúcares 2,1% y almidón 6,4% con algo de celulosa y sustancias minerales. También puede conseguirse de forma análoga gluten de la harina de centeno, pero no de cualquier otro cereal. La caracterización de las proteínas por su solubilidad ha sido superada por la caracterización basada en las proteínas electroforéticas y de sedimentación. El complejo gluten tiene propiedades elásticas y de esponjamiento de gran valor para la fabricación de pan y otros productos. Las propiedades elásticas que se desarrollan durante el amasado, parecen ser debidas a grupos sulfhidrilos, posiblemente por oxidación a enlaces disulfuro, o posiblemente por la formación de nuevos enlaces. Distribución de la proteína en el grano. La proteína está repartida por todos los tejidos del grano, encontrándose en el embrión, escutelo y capa de aleurona a mayor concentración que en el endospermo feculento (en conjunto), el pericarpio y la testa. Dentro del endospermo, la concentración de proteína aumenta desde el centro a la periferia. Así, en un trigo duro de invierno de 44,4% de proteína, la capa más externa del endospermo –la capa sub-aleurona-contenía 45% de proteína, mientras que el resto del endospermo feculento contenía en promedio 11% de proteína (Kent, 1966).

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Tabla Diferentes proteínas del grano de los cereales* (% de la proteína total)

Cereal

Márgenes

Albúminas

Globulinas

Prolaminas

de proteína

Residuo y glutelinas

(% p.s.) Trigo: HRS

10-15

5-10

5-10

40-50

30-40

Durum

12-16

10-15

5-10

40-50

30-40

Cebada

10-16

3-4

10-20

35-45

35-45

Avena

8-20

5-10

50-60

10-15

5

Centeno

9-14

20-30

5-10

20-30

30-40

Triticale

12-18

20-30

5-10

20-30

30-40

Arroz

8-10

2-5

2-8

1-5

85-90

Maíz

7-13

2-10

10-20

50-55

30-45

Sorgo

10-19

1-8

2-9

32-59

19-37

Mijo (perla)

9-16

15

9

21-38

24-37

*Fuentes: Virupaksha and Sastry (1968), para el sorgo; Sawhney and Naik (1969); par el mijo; Simmonds (1978), para otros cereales.

En la tabla se dan las concentraciones de proteína en las partes disecadas morfológicamente de granos de un trigo blando (variedad Vilmorin 27) y de granos de maíz; y la proporción aportada por cada parte a la proteína total del grano. La capa de aleurona contribuye en menor proporción al peso total del grano, en el caso del maíz, que en el caso del trigo, y contiene menos proteína total aunque la concentración en aquel tejido es similar en ambos cereales. El escutelo del maíz es relativamente mayor que el de trigo y aunque la concentración proteica en él es más baja, el escutelo del maíz aporta una considerablemente mayor proporción de proteína al total, que la que contribuye el escutelo de trigo. El endospermo, aproximadamente 80% del grano en peso, contribuye con un 70% a la proteína en cada cereal.

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Composición de aminoácidos. En la tabla se puede ver la composición de aminoácidos de la proteína del grano completo de trigo, de la harina de trigo (endospermo), del germen y del contenido de las células de aleurona. Son notables los altos contenidos de ácido glutámico (probablemente al estado de glutamina en la proteína intacta) y de prolina; y el bajo contenido de lisina en el grano y en la harina. El valor biológico de la proteína del germen y de la aleurona es superior al de las proteínas del endospermo; la riqueza en lisina es 2-2,5 veces mayor en las proteínas de aquellos tejidos que en la del endospermo (Stevens et. al, 1963). Las harinas de los trigos “CWRS” y “English” difieren fuertemente en el contenido proteico y en las características físicas exhibidas por las proteínas, a pesar de ser las composiciones en aminoácidos muy similares en ambos. No obstante, la composición aminoacídica de la proteína de trigo no es constante en un amplio margen de riquezas; particularizando, la riqueza en lisina es inversamente proporcional al contenido proteico McDermott y Pace (1960) encontraron que, mientras que en el trigo CWRS con un contenido en nitrógeno de 1,55% (en peso seco), la riqueza en lisina era de 2.98 g. en el cultivar “Arletta”, con contenido de N de 0,84%, la riqueza en el mismo aminoácido era de 3.80 g. Los mismos autores compararon también los granos vítreos y farináceos del cultivar “Hybrid 46” y demostraron que también presentan una relación inversa similar entre el contenido de proteína y el de lisina. Los granos vítreos y farináceos con 1,60 y 1,01% de N respectivamente, dieron riquezas de lisina de 2,79 y 3,75 g. de N de aminoácido/100 del N total respectivamente. En la tabla aparece la composición de aminoácidos de la glutenina del trigo (soluble en ácidos diluidos y en álcalis), de la gliadina (soluble en alcohol de 70%),. De la albúmina y globulina (solubles en disoluciones salinas diluidas), en ella se revelan señaladas diferencias entre las proteínas de los diferentes tipos, particularmente en arginina, cistina, ácido glutámico, lisina y prolina. Los granos inmaduros de trigo y cebada contienen proporciones relativamente elevadas de albúmina, globulina y glutenina, y relativamente menores de prolamina, pero a medida que progresa la maduración, la proporción de prolamina aumenta con mayor rapidez que la de las otras fracciones. Las proporciones relativas también están relacionadas con el contenido total de N del grano, la relación de prolamina a proteína soluble es más elevada en muestras con contenidos de N total relativamente más altos, y también en aquellas regiones del endospermo (por ejemplo, región subaleurona) que tienen contenido proteico más alto que en las regiones cuyo contenido es menor. Teniendo en cuenta la notable diferencia que hay en contenido de lisina,

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entre la glutenina y la gliadina por una parte, y entre albúmina y globulina por otra, esta variación en la razón de proteínas insolubles a los solubles, ofrece una explicación de la relación inversa entre contenido proteico del endospermo y riqueza en lisina de la proteína.

Tabla Distribución de proteína en el trigo y maíz*

Proporción de semilla

Contenido proteico+

Proporción de

(N x 6.25)

proteína total en la semilla

Trigo

Maíz

Trigo

Maíz

Trigo

Maíz

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

Pericarpio

8

6,5

4,4

3,0

4,0

2,2

Aleurona

7

2,2

19,7

19,2

15,5

4,7

(82,5)

(79,6)

--

--

(72,5)

(71,0)

externo

12,5

3,9

13,7

27,7

19,4

11,9

medio

12,5

58,1

8,8

7,5

12,4

48,2

interno

57,5

17,6

6,2

5,6

40,7

10,9

Embrión

1

1,1

33,3

26,5

3,5

3,2

Escutelo

1,5

10,6

26,7

16,0

4,5

18,9

Grano completo

100

100

8,7

9,0

100

100

Parte del grano

Endospermo

* Datos de Hinton (1953)

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+ 14,0% de humedad.

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Tabla Dotación de aminoácidos de la proteína del grano, harina, germen y células de aleurona del trigo. (g. de aminoácido/16 g. de nitrógeno) Aminoácido

Grano*

Harina

Germen*

(de maca)*

Harina+

En las

(68%)

células de aleurona+

Alanina

3,4

2,7

5,2

2,9

4,7

Arginina

4,8

3,9

7,0

3,4

10,5

Acido aspártico

5,0

4,0

7,3

3,7

7,3

Cistina

1,7

1,7

1,1

n.d.

12,7

Acido glutámico

30,4

34,6

15,7

33,6

15,0

Glicocola

3,9

3,1

5,1

n.d

n.d

Histidina

2,0

1,9

2,2

2,0

3,6

Isoleucina

3,8

4,0

3,4

3,3

2,8

Leucina

6,6

6,8

5,7

6,9

5,5

Lisina

2,7

2,0

5,0

1,8

4,2

Metionina

1,7

1,7

1,8

1,7

1,4

Fenilalanina

4,5

5,0

3,5

5,1

3,7

Prolina

10,1

11,7

5,6

11,9

3,6

Serina

5,2

5,5

4,6

4,7

4,1

Treonina

2,9

2,8

3,4

2,5

2,9

Triptófano

1,2

1,0

1,0

n.d

n.d

Tirosina

3,2

3,3

2,8

2,9

2,7

Valina

4,7

4,5

4,9

4,2

5,0

Nitrógeno % en el trigo

2,25

2,05

3,88

2,65&

5,45&

* De Hepburn et al (1960). La harina y germen de marca, fueron obtenidos de trigo (50% HRS y 50% HRW). Los valores son medias de los productos de dos moliendas. + De Stevens et. al. (1963) recalculados. Los datos originales expresan gramos de nitrógeno de aminoácido por 100 g. de N total. La harina y contenido de las células de aleurona, se obtuvieron de trigo Manitota (CWRS). & Base, sustancia seca

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n.d. = no determinado.

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El centeno tiene una prolamina que parecer ser idéntica a la gliadina del trigo, pero el centeno difiere del trigo y cebada porque tiene una proporción relativamente más alta de proteína en forma de fracciones solubles en agua y en soluciones salinas, ambas con mayor riqueza en el aminoácido esencial lisina. Por esto, la proteína de centeno se considera superior a la de trigo en valor biológico. La tabla contiene datos de la composición en aminoácidos de las proteínas de diversos cereales. El arroz y la avena sobrepasan a los otros cereales en su riqueza en arginina; el maíz y el sorgo se caracterizan por su bajo valor en triptófano; el maíz, sorgo y los mijos tienen relativamente alto el contenido en leucina.

Lípidos. El contenido lipídico del trigo, cebada, centeno, triticale, arroz y los mijos “finger” , “japonés” y “kodo” es de 1-3%, el de sorgo 3-4%, el de maíz, avena completo y los mijos “perla”, “foxtail”, “proso” y “dittle” es de 4-6%. Como la cáscara de la avena contiene cantidades despreciables de lípidos, la riqueza lipídica de la semilla de avena es todavía mayor, del orden del 5-10%, en promedio 7%. En el trigo, el germen tiene 6-11% de lípidos, el salvado 3-5% y el endospermo 0,8-1,5%. En el maíz, el germen es todavía más rico en lípidos, contiene 35%, pero el salvado es más pobre, tiene un 1%. Acidos grasos. Los lípidos de los cereales son glicéridos de ácidos grasos. Se citan algunas cifras sacadas de la bibliografía respecto a la naturaleza de los ácidos grasos obtenidos de los lípidos de los cereales. Los ácidos grasos saturados constituyen el 11-26% del total, los no saturados 72-85%. El arroz y la avena son particularmente ricos en ácido oleico, el centeno en linoleico, la cebada de seis carreras en linolénico. Fosfolípidos. Los cereales también contienen fosfolípidos. Ejemplo de ello es la lectina, compuesta por una molécula de glicerol combinada con dos de ácido graso y una de ácido fosfórico, el cual a su vez, está unido a la colina. La grasa de los cereales contiene hasta el 4% de fosfolípidos. Se han encontrado lípidos conteniendo azúcares en el aceite de endospermo de trigo.

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Tabla Cantidades de aminoácidos en las proteínas de trigo: glutenina, gliadina, albúmina, globulina (g. de aminoácido/16 g. de nitrógeno)

Aminoácido

Glutenina*

Gliadina*

Albúmina*

Globulina&

Alanina

3,1

2,3

5,6

4,3

Arginina

4,2

2,7

7,5

14,5

Acido aspártico

3,9

3,0

7,9

6,3

Cistina

2,5

3,1

6,7

12,6

Acido glutámico

34,1

40,0

17,7

5,9

Glicocola

4,5

1,8

3,1

5,6

Histidina

2,4

2,3

4,3

2,2

Hidroxilisina

n.d.

n.d.-

0,2

0

Isoleucina

3,9

4,5

4,1

1,4

Leucina

6,9

7,2

10,7

9,2

Lisina

2,3

0,7

11,0

12,2

Metionina

1,7

1,5

0

0,4

Fenilalanina

4,8

5,6

5,0

3,2

Prolina

11,0

14,7

8,4

3,3

Serina

5,9

5,1

4,7

9,1

Treonina

3,3

2,3

2,9

4,5

Triptófano

2,1

0,7

n.d.

n.d.

Tirosina

3,6

2,6

3,4

2,3

Valina

4,5

4,4

8,1

2,2

*De Eward (1967), recalculados. Los datos originales se dan en moles de aminoácido anhidro por 105 de los aminoácidos anhidros recuperados. + De Waldschmidt-Leitz and Hochstrasser (1961) & De Fisher et. Al (1968) n.d. = no determinado.

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Alteraciones de los lípidos. Los lípidos en los productos molturados de los cereales, están expuestos a sufrir dos tipos de alteración: hidrólisis por acción de la lipasa –enzima que está presente en el grano-; y oxidación, que se puede producir enzimáticamente por acción de la lipoxidasa, o no enzimáticamente por la presencia de oxígeno. Normalmente, las enzimas y los lípidos no están en contacto con el grano intacto; en la avena, la lipasa se localiza en el pericarpio, en el arroz, principalmente en la testa. En cambio, los lípidos están en la capa de aleurona, en el germen y en endospermo. No obstante, si se lesiona el germen y la fragmentación que se produce al moler pueden poner en contacto la enzima y el lípido, provocando la alteración. Los productos de la hidrólisis de los lípidos son: glicerol y ácidos grasos; los granos sanos y enteros normalmente tienen cantidades pequeñas de ácidos libres (por ejemplo, 410% de los lípidos en la semilla de avena), pero cantidades mayores debidas a lesiones y al deterioro, dan lugar a sabores desagradables. Los productos de la oxidación lipídica producen el olor y sabor a rancio. En la avena se ha encontrado antioxidantes naturales. Separación del germen. Al fabricar la harina blanca hay que separar el germen del endospermo para mejorar la capacidad de conservación. La separación del germen de maíz, que tiene mayor riqueza de lípidos que el germen de trigo, es igualmente importante en la preparación de sémolas y harinas de maíz. La separación del germen en la molturación del sorgo y la extracción de lípidos en el tratamiento del arroz son también importantes.

Sustancias minerales.

Un 95% de las sustancias minerales de los cereales con cariópsides desnudas (a saber: trigo, sorgo, centeno, maíz y algunos mijos) y las de las semillas de avena, cebada, arroz y los mijos vestidos, está formado por fosfatos y sulfatos de potasio magnesio y calcio. El fosfato potásico probablemente esta presente en trigo en forma de PO4H2K y PO4HK2. Parte del fósforo se encuentra al estado de ácido fítico. Son importantes algunos elementos menores como el hierro, manganeso y zinc, que están presentes en cantidades de 1-5 mg/100 g., y el cobre 0,5 mg/100 g. Además de estos, se encuentra otro gran número de elementos en cantidad de vestigios. En las tablas están recogidos de la bibliografía algunos datos representativos. El contenido de sustancias minerales en la cáscara de la cebada, avena y arroz es superior al de las semillas; y la ceniza es particularmente rica en silicio.

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Vitaminas.

Complejo B. En la tabla se recogen los contenidos medios de los constituyentes de la vitamina B en los granos de cereal según se han dado a conocer en la bibliografía. Las variaciones de uno a otro cereal, son notablemente pequeñas, excepto por la niacina (ácido nicotínico), cuya concentración en la cebada, trigo, sorgo y arroz es relativamente muy superior a la de la avena, centeno, maíz y los mijos. Distribución de la vitamina B en el grano. Las principales vitaminas del grupo B –tiamina (B1), niacina, riboflavina (B2), ácido pantoténico (B3) y piridoxina (B6) –están distribuidas por todo el grano sin uniformidad. Hinton y sus asociados se ocuparon de los detalles de la distribución valorando el contenido en vitaminas de partes disecadas morfológicamente de trigo, maíz y arroz. En la tabla se dan los resultados encontrados en el trigo. La tiamina (B1) se concentra en el escutelo y la niacina en la capa de aleurona. La riboflavina y el ácido pantoténico están distribuidos con más uniformidad. La piridoxina se concentra en la aleurona y en el germen y muy poco en el endospermo. La tabla muestra la proporción de la vitamina total localizada en los diferentes tejidos del grano de trigo, y en la tabla de los granos de arroz y maíz. La distribución de niacina en el arroz y en el maíz se parece a la del trigo. Un 80% de la niacina del salvado de maíz es inasequible biológicamente, ya que se encuentra al estado de niacina, un complejo mitad polisacárido mitad polipéptido, que en el intestino se convierte en trigonelina (Kodicek y Wilson, 1960; Mason et al, 1971). La niacina en el grano de sorgo, parece asimilable por el hombre, aunque es muy inasequible para el cerdo (Wall y Ross, 1970).La distribución de tiamina en el arroz y trigo, es muy similar. No se conoce la distribución en la cebada, centeno y avena aunque se ha determinado la concentración de tiamina y su proporción respecto al total en el germen y escutelo. La proporción de tiamina total en el escutelo es muy alta en el centeno y en el maíz; algo menos en la cebada, arroz y trigo y relativamente baja en la semilla de avena. El embrión de arroz, que tiene relativamente alta concentración de tiamina, contiene más de 1/10 del total de grano, proporción superior a la encontrada en otros cereales.

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La irregular distribución de las vitaminas B por el grano, es la responsable de las considerables diferencias de contenido vitamínico entre los granos completos y los productos de la molturación o de los procesos industriales. Vitamina E y tocoferoles. El trigo contiene los tocoferoles α, β, γ- y δ. La riqueza total de tocoferoles es de 2,0 – 3,4 mg/100 g. También están presentes α, β- y γtocotrienoles. La actividad biológica de vitamina E de los tocoferoles β, γ- y δ son 30, 7,5 y 40% respectivamente de la del α-tocoferol. Los contenidos totales de tocoferol en el germen, salvado y harina de trigo de 80% de extracción son de 30, 6 y 1,6 mg/100 g. respectivamente (citas de Moran, 1959); el α-tocoferol predomina en el germen, el γtocoferol en el salvado y endospermo, dando α-equivalentes de 65%, 20% y 35% respectivamente para los tocoferoles totales del germen, salvado y harina de 80% de extracción. Para otros

granos de cereales se han citado las siguientes cantidades de

contenido total de tocoferol (en mg./100 g.); cebada 0,75-0,9, avena 0,6-1,3 centeno 1,8, arroz 0,2-0,6, maíz 4,4-5,1 (la mayor parte como γ-tocoferol, mijo 1,75 (la mayor parte como γ-tocoferol) (Science Editor, 1970; Slover, 1971). El aceite de los granos de cereal es rico en tocoferoles; se han citado las siguientes cifras (en mg/g): aceite de germen de trigo 2,6 aceite de cebada 2,4, aceite de avena 0,6, aceite de centeno 2,5, aceite de maíz 0,8-0,9 (Green et al., 1955; Slover, 1971).

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Tabla Riqueza de aminoácidos en los granos de cereal* (g. aminoácido/16 g nitrógeno) Mijos Aminoácidos

Trigo

Cebada

Avena

Centeno

Triticale

Arroz

Maíz

Sorgo

“Perla”

“Foxtail ”

“Proso”

Arginina

4,0

4,4

6,6

4,2

4,9

7,7

4,7

2,6

3,3

2,3

3,2

Cistina + Cisterna

2,6

2,5

3,3

2,3

2,8

1,1

2,5

1,1

1,8

1,4

1,0

Histidina

2,2

2,1

2,2

2,1

2,5

2,3

2,8

2,1

2,3

1,2

2,1

Isoleucina

3,8

3,8

4,2

3,6

4,1

3,9

4,0

3,8

4,3

6,1

4,1

Leucina

6,7

6,9

7,2

6,0

6,7

8,0

12,5

13,6

13,1

10,5

12,2

Lisina

2,3

3,5

3,7

2,9

3,0

3,7

3,0

2,0

1,7

0,7

1,5

Metionina

1,7

1,6

1,8

1,2

1,9

2,4

1,8

1,5

2,4

2,4

2,2

Fenilalanina

4,8

5,1

4,9

4,5

4,8

5,2

5,1

4,9

5,6

4,2

5,5

Treonina

2,8

3,5

3,3

3,3

3,1

4,1

3,6

3,1

3,1

2,7

3,0

Triptófano

1,5

1,4

1,6

1,2

1,6

1,4

0,8

1,0

1,4

2,0

0,8

Tirosina

2,7

2,5

3,0

1,9

2,3

3,3

4,4

1,5

3,7

1,6

4,0

Valina

4,4

5,4

5,6

4,9

5,0

5,7

5,2

5,0

5,4

4,5

5,4

Alanina

3,3

4,1

4,6

3,7

3,6

6,0

7,7

9,5

11,3

Acido aspártico

4,7

6,1

7,8

6,5

5,9

10,4

6,4

6,3

6,4

Acido glutámico

33,1

24,5

21,0

27,5

20,4

20,4

18,8

21,7

22,2

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Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Glicocola

3,7

4,2

4,8

3,6

5,0

5,0

3,9

3,1

2,3

Prolina

11,1

10,9

4,7

10,4

4,8

4,8

8,8

7,9

6,9

Serina

5,0

4,2

4,8

4,3

5,2

5,2

4,9

4,3

6,9

Proteína+

16,3

12,1

17,8

1,45

17,9

11,1

10,6

10,5

13,5

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12,4

12,5

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Tabla Contribución de los ácidos grasos a los lípidos de los cereales. Material

Saturados

No saturados

Mirístico

Palmítico

Esteárico

Palmito-

Oléico

Linoléico

Linolénico

Otros

Fuente de

C14:0

C16:0

C18:0

oléico

C18:1

C18:2

C18:3

(%)

datos

(%)

(%)

(%)

C16:1

(%)

(%)

(%)

(%) Trigo: Grano

0,1

24,5

1,0

0,8

11,5

56,3

3,7

1,9

1

Germen

--

18,5

0,4

0,7

17,3

57,0

5,2

0,8

1

Endospermo

--

18,0

1,2

1,0

19,4

56,2

3,4

1,1

1

2 carreras

1,0

11,5

3,1

--

28,0

52,3

4,1

--

2

6 carreras

3,3

7,7

12,6

--

19,9

33,1

23,1

--

3

Avena

0,5

15,5

2,0

--

43,5

35,5

2,0

1,0

4

Centeno

--

21,0

--

--

18,0

61,0

--

--

5

Triticale

0,7

18,7

0,9

--

11,5

61,2

6,2

--

6

--

47,6

34,0

0,8

--

7

Cebada:

Arroz

--

Maíz

--

14,0

2,0

--

33,4

49,8

1,5

--

8

Sorgo

0,4

13,2

2,0

1,3

30,5

49,7

2,0

--

9

Mijo:

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“peral”

--

17,8

4,7

--

23,9

50,1

3,0

0,4

10

“foxtail”

0,6

11,0

14,7

--

21,8

38,2

6,4

--

11

“proso”

--

11,5

--

--

25,8

50,6

7,8

--

11

Fuentes de datos: 1. Nelson et. al. (1963); 2. McLeod y White (1961); 3. Banasik y Pilles (1966); 4. Zonner (1963); 5. Matz (1969); 6. Lorenz y Maga (1972); 7. Mickus (1959); 8. Thornton et. al. (1969); 9. Neucere y Sumrell (1980); 10. Freeman y Bocan (1973); H. Lckey (1954).

Tabla Componentes minerales del trigo, cebada, avena, centeno, triticale, arroz* (mg/100 g p.s) Avena Elemento

Trigo

Arroz

Cebada

Grano completo

Semilla

Centeno

Triticale

Vestido

Moreno

Blanco

Mayores: Ca

48

52

94

58

19

37

15

22

12

Cl

61

137

82

73

36

--

15

--

19

K

441

534

450

376

524

485

216

257

100

Mg

152

145

138

118

138

147

118

187

31

Na

4

49

28

24

10

9

30

8

6

I*

387

356

385

111

128

487

260

315

116

S

176

240

178

200

165

--

--

-

88

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Si

10

420

639

28

6

--

2047

70

10

Cu

0,6

0,7

0,5

0,4

0,7

0,8

0,4

0,4

0.2

Fe

4,6

4,6

6,2

4,3

4,4

6,5

2,8

1,9

0.9

Mn

4,0

2,0

4,9

4,0

2,5

4,2

2,2

2,4

1.2

Zn

3,3

3,1

3,0

5,1

2,0

3,3

1,8

1,8

1.0

Ag

0,05

0,005

--

--

--

--

0,02

--

--

Al

0,4

0,67

0,6

0,6

0,56

--

0,9

--

--

As

0,01

0,01

0,03

--

0,01

--

0,007

--

--

B

0,4

0,2

0,15

0,08

0,3

--

0,14

--

--

Ba

0,7

0,5

0,4

0,008

--

--

1,2

--

--

Br

0,4

0,55

0,3

--

0,19

3,3

0,1

--

--

Cd

0,01

0,009

0,02

--

0,001

--

--

--

0.005

Co

0,005

0,004

0,006

0,002

0,01

--

0,007

0.007

0.0006

Cr

0,01

0,01

0,01

--

--

--

0,06

--

0.003

F

0,11

0,15

0,04

0,04

0,1

--

0,07

--

0.04

Hg

0,005

0,003

--

--

--

--

0,0009

--

--

Menores:

Trazas:

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Tabla (Continuación) Componentes minerales del trigo, cebada, avena, centeno, triticale, arroz* (mg./100 g. p.s.) Avena Elemento

Trigo

Arroz

Cebada

Grano completo

Semilla

Centeno

Triticale

Vestido

Moreno

Blanco

I

0,008

0,007

0,007

0,006

0,004

--

--

0,002

0,002

Li

0,05

--

0,05

--

0,017

--

0,5

--

--

Mo

0,04

0,04

0,04

--

0,03

--

0,07

--

--

Ni

0,03

0,02

0,15

--

0,18

--

0,08

0,1

0,02

Pb

0,08

0,07

0,08

--

0,02

--

0,003

--

--

Rb

--

--

--

--

--

0,3

0,4

--

--

Sb

--

--

--

--

--

--

0,05

--

--

Sc

--

--

--

--

--

--

0,005

--

--

Sc

0,05

0,21

0,2

0,01

0,23

--

0,01

0,04

0,03

Sn

0,3

0,065

0,21

--

0,19

--

0,03

--

0,03

Sr

0,1

0,2

0,21

--

--

0,5

0,02

--

--

Ti

0,15

0,1

0,2

--

0,08

--

1,4

--

--

V

0,007

0,005

0,1

--

--

--

0,01

--

--

Zr

--

--

--

--

--

--

0,007

--

--

1,9

3,1

2,9

2,1

2,2

2,1

7,2

1,8

0,6

Cenizas %

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

N.B. Un guión en la tabla indica que no se ha encontrado información fidedigna.

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Tabla Componentes Minerales de los granos de maíz, sorgo y mijos* (mg/100 g p.s.) Mijos Elemento

Maíz

Sorgo

“Perla”

“Foxtail

“Proso”

“Kodo”

“Finger”

” Mayores: Ca

20

30

36

29

13

37

352

Cl

55

52

32

42

21

13

51

K

342

277

454

273

177

165

400

Mg

143

148

149

131

101

128

480

Na

40

11

11

5

7

5

16

P

294

305

379

320

221

245

323

S

145

116

168

192

178

156

184

Si

--

200

--

--

--

--

--

Ca

0,4

1,0

0,5

0,7

0,5

1,0

0.6

Fe

3,1

7,0

11,0

9,0

9,0

3,0

4.5

Mn

0,6

2,6

1,5

2,0

2,0

--

1.9

Zn

2,0

3,0

2,5

2,0

2,0

--

1.5

Ag

--

<0,005

<0,005

--

--

--

--

Al

0,057

1,8

1,7

--

--

--

0,4

As

0,03

--

0,01

--

--

--

--

B

0,3

0,13

0,19

--

--

--

<0,05

Ba

3,0

0,08

0,04

--

--

--

2,2

Br

0,26

0,14

0,38

--

--

--

--

Cd

0,012

--

--

--

--

--

--

Co

0,008

<0,05

0,05

--

--

--

<0,01

Cr

0,004

0,05

0,03

--

--

--

0,02

F

0,04

--

--

--

--

--

--

I

0,2

--

0,0016

--

--

--

--

Li

0,005

0,07

0,01

--

--

--

0,2

Mo

0,03

0,2

0,07

--

--

--

0,2

Ni

0,04

0,3

0,11

--

--

--

0,02

Pb

0,01

0,11

0,02

--

--

--

0,6

Menores:

Trazas:

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Rb

0,3

0,12

0,34

--

--

--

0,2

Sc

0,01

--

--

--

--

--

--

Sn

0,01

0,07

0,004

--

--

--

0,006

Sr

0,02

0,18

0,03

--

--

--

3,3

Ti

0,17

0,1

0,02

--

--

--

0,03

V

0,01

0,05

<0,01

--

--

--

0,04

Zr

0,02

--

--

--

--

--

--

Cenizas

1,7

1,7

2,4

3,7

2,2

3,0

2,2

N.B. Un guión en la tabla indica que no se ha encontrado información fidedigna.

Tabla Ceniza y sílice en la cáscara de los granos de cereal Material

Cenizas

Sílice en

Fuente de

(%)

cenizas

datos*

(%) Cáscara

de

6,0

65,8

1

cebada

5,2

68,0

1

Cáscara de avena

22,6

95,8

2

Cáscara de arroz *1. Datos originales; 2. Nelson et al., (1950)

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Tabla Riqueza vitamínica del grano de los cereales* (µg/g)

Cereal

Tiamina Riboflavina

Niacina

Acido pantoténico

Biotina Piridoxina

Acido fólico

Acido Colina

Inositol

p-amino benzoico

Trigo: duro

4,3

1,3

54

10

0,1

4,5

0,5

1100

2800

2,4

blanco

3,4

1,1

45

Cebada

4,4

1,5

72

5,7

0,13

4,4

0,4

1000

2500

0,5

Avena (completo)

5,8

1,3

11

10

0,17

2,1

0,5

940

--

--

Centeno

4,4

2,0

12

7,2

0,05

3,2

0,6

450

--

--

Triticale

9,2

3,1

16

7,5

0,06

4,7

0,7

--

--

--

Arroz (moreno)

3,3

0,7

46

9

0,1

4,0

0,5

900

--

--

Maíz

4,0

1,1

19

5,3

0,1

5,3

0,4

445

--

--

Sorgo

3,5

1,4

41

11

0,19

4,8

0,2

600

--

--

“perla”

3,6

1,7

26

11,4

--

--

--

--

--

--

“foxtail”

5,9

0,8

7

--

--

--

--

--

--

--

“proso”

2,0

1,8

23

--

--

--

--

748

--

--

“finger”

3,6

0,8

13

--

--

--

--

--

--

--

Mijos:

Fuentes de los datos: Adrian and Petit (1970); Adrian and Sayerse (1957, Allen (1979), Anderson et. al. (1978).

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Tabla Distribución de las vitaminas B en el grano de trigo* Parte del grano

Tiamina+

Riboflavina

Niacina&

Piridoxina&

&

Acido pantontén ico&

(a) Concentración en las partes del grano, µg/g Pericarpio, testa y hialina

0,6

1,0

25,7

6,0

7,8

Capa de aleurona

16,5

10

741

36

45,1

Endospermo

0,13

0,7

8,5

0,3

3,9

Embrión

8,4

13,8

38,5

21,1

17,1

Escutelo

156

12,7

38,2

23,2

14,1

Grano completo

3,75

1,8

59,3

4,3

7,8

(b) Distribución entre las partes del grano, porcentajes del grano total Pericarpio, testa y hialina

1

5

4

12

9

Capa de aleurona

32

37

82

61

41

Endospermo

3

32

12

6

43

Embrión

2

12

1

9

3

Escutelo

62

14

1

12

4

Fuente de datos: Clegg (1958); Clegg y Hinton (1958); Heathcote et al. (1952); Hinton (1947); Hinton et. al. (1953). + Trigo variedad Vilmorin 27. & Trigo variedad Thatcher

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

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Tabla Distribución de la tiamina en el arroz y de la niacina en el arroz y el maíz* Porcentaje de

Porcentaje de niacina total

tiamina total en el Parte del grano

arroz.

en maíz en el arroz+

duro

dulce

5

2

3

Pericarpio, testa y hialina Capa de aleurona

34

80,5

63

59

Endospermo

8

12,3

20

26

Embrión

11

0,6

2

2

Escutelo

47

1,6

13

10

* Fuentes de los datos: Heathcote et. al. (1952); Hinton y Shaw (1953). + Arroz variedad: Indian.

Tabla Tiamina en el embrión y escutelo de los granos de cereal* Peso del tejido

Concentración de

Proporción de

(g/100 g. de grano

tiamina (µg/g)

tiamina total del grano (%)

Cereal

Embrión Escutelo

Trigo (medio)

Embrión

Escutelo

Embrión

Escutelo

1,2

1,54

12

177

3

59

1,85

1,53

15

105

8

49

(descascarillada)

1,6

2,13

14,4

66

4,5

28

Avena (semilla)

1,8

1,73

6,9

114

5

82

Centeno

1,0

1,25

69

189

11

47

1,15

7,25

26,1

42

8

85

Cebada

Arroz (moreno) Maíz

* Fuentes de datos: Hinton (1944, 1948)

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Proteínas de los granos (cereales, leguminosas). *

Proteínas de leguminosas.

-

Soja y granos oleaginosos. Mediante extracción del aceite (prensado o por hexano), se obtienen tortas

desaceitadas que se transforman en harina. La obtención de aislado o de concentrado se lleva a cabo por una sucesión de:

COMPOSICIÓN DE CONCENTRADOS PROTEICOS DE SOJA OBTENIDOS POR DIVERSOS TRATAMIENTOS Modo de extracción Etanol

Ácido

H2O + calor

Proteínas

70,7

70,7

72,2

Materias grasas

0,3

0,3

1,2

Fibras

3,7

3,6

4,5

Cenizas

6,0

5,1

3,8

Solubilidad del nitrógeno

5,0

69,0

3,0

•

precipitaciones a pH 4,5 y solubilizaciones a pH neutro o alcalino;

•

precipitaciones con alcohol;

•

precipitaciones por el calor.

Se está abocado con frecuencia a extraer constituyentes hidrosolubles o alcohol solubles o a utilizar otros agentes de precipitación. (Tabla). Las utilizaciones son muy variables: sucedáneo de carne tras texturización, introducción en productos cárnicos. El interés de estos aislados reside en buenas propiedades de viscosidad, gelificantes y ligantes. A veces ciertas tortas tales como las de colza y girasol, de algodón y de cacahuete contienen sustancias antinutritivas (sustancias bociógenas, polifenoles, etc) que conviene eliminar. Para completar la purificación de los aislados son cada vez más utilizadas las técnicas de ultrafiltración y de intercambio iónico. - Haba panosa y otras proteaginosas no oleaginosas. Se aplican las técnicas de precipitación, pero los rendimientos son con frecuencia bajos. Frecuentemente se prefiere utilizar la turboseparación para obtener Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

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concentrados proteicos con el 65%. Los coproducíos son muy ricos en almidón y poco valorizables (alimentación animal). Sin embargo, el problema de la persistencia de sustancias antinutritivas (glúcidos fermentables, α-galactósidos) no ha sido resuelto. Los concentrados están dotados de excelentes propiedades funcionales, pero persisten sabores amargos.

*

PROTEÍNAS DE CEREALES. El principal ejemplo de extracción de proteínas de cereales realizado

industrialmente concierne a la extracción del gluten a partir de harina de trigo. Esta operación tiene como fin ya sea aprovechar la harina del gluten para un uso dietético, ya sea extraer gluten destinado a mejorar el valor panadero de ciertas harinas de trigo tierno (harinas débiles). La extracción consiste esencialmente en formar una pasta (de 0,6 a 1 litro de agua/kg de harina) y más tarde lavarla con agua dura para eliminar el almidón que se debe después valorizar. En el caso del maíz, el gluten extraído es un coproducto de la preparación del almidón. Después del tratamiento húmedo aplicado directamente a los granos puestos a hinchar, se muele y se extraen las proteínas por centrifugación. FIBRA SOLUBLE EN GRANOS DE CEREALES El bajo valor energético de la cebada comparado con el maíz o el trigo es básicamente incompatible con los elevados estándars energéticos de las dietas utilizadas por la industria avícola. Esto es debido en parte a la contribución fibrosa de las cubiertas del grano de cebada,que no sólo actúa como diluyente, sino que también contribuye a la variabilidad de la cebada cuya relación cubiertas a semilla puede variar entre muestras. Aún más desfavorable es la presencia en la cebada de fibra soluble (B-glucanos) cuya concentración se eleva cuando el grano madura soportando una falta de humedad, lo que suele ocurrir normalmente en zonas áridas antes de la cosecha. Los B-glucanos son el principal constituyente de la pared celular del endospermo en el grano de cebada (y avena), y se distinguen de la fibra convencional en que son solubles en agua. En solución, como sucede en el tracto digestivo, los B-glucanos son altamente viscosos y el factor viscosidad es especialmente perjudicial para las aves jóvenes. La magnitud de la respuesta enzimática está relacionada con la viscosidad inicial/nivel de B-glucanos de la muestra de cebada

Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

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Mejora de la ganancia de peso y del índice de conversión en broilers alimentados con cebada de alta (A) o baja (B) densidad suplementada con enzimas

ESPECIFICACIONES

DE

LA

ENERGIA

METABOLIZABLE

CON

SUPLEMENTACION DE ENZIMAS Las enzimas eliminan la interferencia de la fibra soluble con la digestibilidad y de este modo aumentan la energía metabolizable (cuadro 4, Kurulak, 1990). Sin embargo, como se evidencia de la discusión precedente sobre la digestibilidad de la grasa, no es sólo el cereal quien resulta afectado, sino también la absorción de nutrientes procedentes de otros ingredientes de la dieta. Esto causa dificultades teóricas, dado que la hipótesis básica de aplicación de los valores de Energía Metabolizable es la aditividad (es decir, la no interacción entre ingredientes), y en este caso claramente no se cumple. Si simplemente se atribuye la mejora media en energía disponible a un único ingrediente se obtendrían valores energéticos erroneamente altos que distorsionarían el precio al cual el ingrediente es aceptado en la dieta. Quizás en la práctica la acción más importante de las enzimas es su efecto sobre la variabilidad de las muestras (Classen et al., 1988). Por tanto es razonable ajustar los valores energéticos por encima de los que deberían ser considerados como una cebada o trigo de "buena" calidad. La disminución de la variabilidad entre lotes de ingredientes permite elevar el nivel máximo de inclusión de la cebada o el trigo en la dieta. La suplementación de enzimas favorecerá, pero no compensará la menor calidad del grano cuando los niveles de almidón sean inferiores a los normales debido a una sequía (o helada). Por ejemplo, el pasado año en el oeste de Canada el cultivo del trigo sufrió una importante helada temprana y el trigo dañado estuvo disponible para la Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

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industria de piensos a precios competitivos. Incluso con la suplementación con enzimas, la conversión media del alimento disminuyó comparada con años anteriores. Energía metabolizable aparente (EMA) del trigo y la cebada con suplementación de enzimas

LOS GRANOS COMO FUENTE DE ALIMENTO CONCENTRADO PARA ANIMALES * Granos de cereales (cebada, granos de maíz, granos de sorgo, arroz, trigo) son alimentos de alta energía para las vacas lecheras, pero son bajos en proteína. Granos de cereales aplastados o agrietados son fuentes excelentes de carbohidratos fermentables (almidón) que aumenta la concentración de energía en la dieta. Sin embargo, demasiado grano de cereales en la dieta (más de 10 a 12 kg./vaca/día) reduce la masticación, la función del rumen y reduce el porcentaje de grasa en la leche. Los varios tratamientos industriales de granos de cereales producen numerosos subproductos que tienen valores nutritivos extrémente variados: * Semillas de leguminosas (habas, garbanzos, vigna) contienen sustancias antinutricionales, pero después de procesamiento adecuado son una buena fuente de energía y proteína. * Harina de gluten de maíz está producido en el molino de almidón de maíz. Es una fuente excelente de proteína (40 a 60%) y energía. Los salvados de granos de cereales (arroz y trigo) agregan fibra a la dieta y contienen de 14 a 17% de proteína. El salvado de trigo es una fuente buena de fósforo y funciona como laxativa. Las cascaras de algunas granos de cereales (cebada, avena, trigo) contiene solo 3 a 4% de proteína y 85 a 90% de fibra altamente indigestible. Ingeniería Agroindustrial

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VALOR NUTRITIVO Y SALUD Los cereales son un alimento fundamentalmente energético, en cuya composición destaca la presencia de hidratos de carbono, gran cantidad de fibra (los integrales o enteros), y proporciones moderadas de proteínas y lípidos. El componente mayoritario son los hidratos de carbono, representados en su mayor parte por almidón, y en menor medida en celulosa, hemicelulosa, pentosanos, dextrinas y azúcares simples. El almidón, principal nutriente de los cereales, se digiere y absorbe con lentitud, asegurando así una liberación constante de glucosa en la sangre. Por eso son alimentos que se pueden incluir en las dietas para personas que padecen diabetes, ya que su ingestión no provoca picos de glucemia. Además, debido a su riqueza en hidratos de carbono no complejos, los cereales pueden ser considerados alimentos esenciales en la alimentación humana. Los cereales también poseen grandes cantidades de fibra alimentaria, siempre y cuando no se elimine el salvado. Entre los diversos beneficios que aporta la fibra de la dieta, cabe destacar que la fibra soluble estabiliza los niveles de glucemia, efecto muy importante para los diabéticos. Además la fibra contribuye a la redución de peso, por lo que los alimentos ricos en fibra están muy indicados en las dietas de adelgazamiento. Este efecto se debe principalmente a dos motivos: •

apenas aporta calorias.

•

Provoca sensación de saciedad como consecuencia del incremento de volumen del contenido intestinal.

Las proteínas, de los cereales se encuentran distribuidas por todas las capas estructurales de grano, siendo mayor su concentración en endospermo, y pericarpio. Debemos destacar, que el contenido proteico de los cereales son ricos en nutrientes, pero ninguno de ellos aporta una proteína completa por cuanto son deficitarios en algunos aminoácidos esenciales, como la lisina, etc. Por eso para mantener una dieta equilibrada es aconsejable consumir los cereales acompañados de otros alimentos. La enfermedad celiaca aparece en algunas personas como consecuencia de una intolerancia al gluten. Esta enfermedad se desarrolla en el intestino delgado y se manifiesta con trastornos digestivos de mayor o menor severidad: Ingeniería Agroindustrial

Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II •

Diarreas

•

Vómitos

•

Dolor abdominal

•

Falta de apetito

•

Acumulación de agua y de gases

•

Y en los niños (pérdidas de peso y retraso en el crecimiento).

Lo que hace que esté trastorno ocurra es la falta de la enzima cuya función es descomponer el gluten para hacer posible su asimilación. A pesar de que los lípidos se encuentran en los cereales en baja proporción, también tienen importancia debido a que se los considera de excelente calidad dietética. Lo lípidos están formados por ácidos grasos insaturados, y en menor proporción por saturados.

COMPRA, CONTAMINACIÓN Y CONSERVACIÓN A la hora de comprar cereales es importante verificar que los granos se encuentren enteros e intactos y que no presenten erosiones ni rozaduras. Estos signos externos indican por lo general que los procesos de limpieza y descascarillado, llevados a cabo tras su recolección, se han realizado de forma deficiente. Además, los granos de cada tipo y variedad de cereal deberán presentar unas características específicas propias en cuanto a color, forma y tamaño. La parte exterior de los granos cosechados contiene algunos componentes de la flora natural que se encontraba sobre ellos durante el crecimiento, además de otros contaminantes procedentes del suelo y de otras fuentes. Los granos recién cosechados contienen cargas microbianas que varían entre unos pocos cientos de miles de esporas de mohos y quizás esporas de roya y tizones. Las bacterias pertenecen principalmente a las familias pseudomanadaceas, micrococaceas, lactobacilaceas y bacilaceas. Si los granos se almacenan en condiciones húmedas, pueden crecer mohos y producir numerosas esporas.

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La limpieza y lavado de los granos elimina parte de los microorganismos, pero la mayoría se van con las porcinas externas del grano durante la molienda. Los distintos procesos que se realizan durante la molienda, especialmente el blanqueado, reduce el número de microorganismos, pero también existe el riesgo de contaminación durante algunas de estos procesos, como el mezclado y el acondicionamiento. Entre las bacterias que pueden encontrarse en la harina de trigo se cuentan esporas de Bacillos, Bacterias Coliformes y unos pocos representantes de los géneros Achomobacter, Flavobacterium, Sarcina, Micrococcus, Alcaligenes y Serratia. Las esporas de mohos pertenecen principalmente a los géneros Aspergillus y Penicillium, pero también hay algunas de Alternaria, Cladosporium y otros géneros. El número de bacterias varían ampliamente de unos pocos cientos de gramo a millones. La mayoría de las muestras de harina blanca de trigo procedentes del comercio al por menor contienen de unos pocos cientos a unos pocos miles de bacterias por gramo , y un promedio de unas 20 a 30 esporas de bacilos por gramo y de 50 a 100 esporas de mohos. Las harinas preparadas suelen dar contajes más altos (una media de 8000 a 12000 por gramo) y todavía más alto en las harinas integrales, que contienen también la parte externa del grano y no han sido blanqueadas. La harina de maíz contiene a menudo de 5000 a 7000 bacterias por gramo y de 1000 a 400.000 mohos. Las maltas por ser incubadas en condiciones húmedas contienen un número de bacterias del orden de millones por gramo. La superficie de un pan recién cocido está prácticamente libre de microorganismos viables, pero esta expuesta a la contaminación por esporas de hongos procedentes del aire mientras se enfría y antes de ser envueltos . Al cortar el pan puede tener lugar a la contaminación por microorganismos del aire, los cuchillos o el material con que se envuelve. Los bollos, biscochos y otros productos de panadería están expuestos a los mismos tipos de contaminación. EMPLEO CULINARIO Los cereales han constituido desde el descubrimiento de la agricultura, el ingrediente más importante en la alimentación de la humanidad. El écito en su producción, almacenamiento y utilización ha contribuido en gran medida al desarrollo de la civilización moderna. En la actualidad, la mayor parte de la producción de cereal, salvo el arroz y en menor medida el maíz, se destina al proceso de molturación para la obtención de harinas y derivados. También se emplea una pequeña parte en la alimentación de ganado. Ingeniería Agroindustrial

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Así, el hombre los ha consumido siempre bajo diferentes formas y preparaciones. Partiendo de su harina y sometiéndoselos a cocción, tradicionalmente se han preparado tortas y gachas. De todos los cereales, únicamente el trigo y el centeno poseen propiedades panificables. En el caso del trigo, la proporción que presentan las proteínas, permite la formación de una red continua y elástica que retiene el gas carbónico producido durante la fermentación, permitiendo así la extensión de la masa. Sin embargo, la cantidad y calidad de gluten que contiene el centeno no permite la formación de una masa adecuada para este fin, ya que es poco elástica y retiene menos cantidad de gas durante la fermentación. Así su aptitud para la panificación se debe a otros componentes, (azúcares, que captan el agua durante el amasado hasta producir una masa adecuada para el horneado.

ARROZ

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Arroz, nombre común de un grupo de unas 19 especies de hierbas anuales de la familia de las Gramíneas. El arroz común es la única especie importante para la humanidad. Es nativa del Sureste asiático y se cultiva desde hace más de 7.000 años; se han hallado pruebas de su cultivo datadas antes del año 5000 a.C. en el oriente de China, y antes del año 6000 a.C. en una caverna del norte de Tailandia. El arroz crece en terrenos muy calurosos y húmedos. Alcanza casi un metro de altura y forma flores perfectas, con seis estambres y un solo pistilo. El fruto, un grano, se dispone en una panícula nutante formada por varias espiguillas que crece en el ápice del tallo. Cuando el grano está maduro, la planta del arroz recuerda a la avena. El endospermo blanco está encerrado en una membrana de salvado rodeada a su vez por una cáscara de color castaño. Tipos de arroz El arroz, del que se han obtenido múltiples variedades, es uno de los cereales más empleados en la alimentación. En las imágenes se pueden ver distintos tipos de granos de arroz.

Arroz glutinoso Suzuki, Hideki

Arroz de grano largo Suzuki, Hideki

Arroz negro Suzuki, Hideki Ingeniería Agroindustrial

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Arroz integral Suzuki, Hideki

Arroz de grano corto Suzuki, Hideki

El arroz es un alimento cuyo consumo está muy extendido; constituye la base de la dieta de casi la mitad de los habitantes del mundo. El salvado del grano tiene proteínas y vitaminas E, K y del complejo B. El arroz blanco, el grano privado del salvado nutritivo, es un alimento de menor calidad. La dieta de arroz blanco provoca enfermedades carenciales, como el beriberi. El reconocimiento del valor nutritivo del salvado ha elevado de alguna manera el consumo de arroz integral o entero, sin descascarillar. El arroz pulido contiene aproximadamente un 25% de hidratos de carbono, cantidades pequeñas de yodo, hierro, magnesio y fósforo, así como concentraciones casi inapreciables de proteínas y grasas. En Japón se extrae el almidón del arroz para fermentarlo y elaborar una bebida alcohólica (llamada sake). A diferencia de casi todos los demás cereales, no se suele elaborar pan con el arroz; en general, se consume hervido y sazonado de distintas formas, según la tradición. El grano apenas se usa como forraje para los animales, aunque en las regiones productoras sí se aprovechan los subproductos (harina, salvado y paja). AVENA Ingeniería Agroindustrial

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Avena, nombre común de las semillas o granos de cierto género de plantas y de las propias plantas. El género contiene unas 25 especies distribuidas por las regiones templadas frías de todo el mundo. Varias se cultivan por el grano, que se usa como forraje para caballos y ganado vacuno y como cereal para consumo humano. La planta verde sirve a menudo para elaborar henos y ensilados y como pasto, y la paja constituye una excelente cama para el ganado. La avena es también valiosa en las prácticas de rotación de cultivos en suelos agrícolas y ganaderos. La avena acostumbra a sembrarse al principio de la primavera, para cosecharla a mediados o finales del verano. En la zona meridional de Europa y América del Norte se siembra a veces en otoño. La especie más cultivada es la avena o avena común. La avena silvestre es una mala hierba frecuente, a veces difícil de erradicar, que crece en Europa, Asia y América del Norte. Se cree que las variedades cultivadas proceden de la avena silvestre, que sembraban hace unos 4.500 años los campesinos de Europa y Oriente Próximo. El grano de avena que se cosecha está formado por la semilla, muy fácil de digerir, y el cascabillo o envoltura, que es indigerible. En comparación con otros granos, la avena integral (con el cascabillo) es rica en proteínas (12%), grasas (5%), fibra (12 a 14%) e hidratos de carbono (64%). Se están desarrollando nuevas variedades más ricas en proteínas y energía y más resistentes a la roya, las enfermedades víricas y el ataque de los insectos. Los cereales (copos) y gachas elaborados con avena tostada son ricos en proteínas y constituyen fuentes excepcionales de tiamina o vitamina B1. En años recientes se ha difundido mucho su uso en forma de cereales de desayuno, y forma parte de numerosos alimentos preparados. La harina de avena contiene antioxidantes que evitan el enranciamiento de productos alimenticios grasos; por ello se incorpora a productos como la manteca de maní, la margarina, el chocolate y las harinas de bollería, y se aplica como conservante a la cara interna de las bolsas de papel usadas para envasar frutos secos, café y patatas (papas) fritas. La harina de avena se usa también como estabilizante de grasas en helados y otros productos lácteos. El producto industrial más importante de la avena es el furfural, que se obtiene a partir del cascabillo y se usa como disolvente en varios procesos de refino. Clasificación científica: la avena forma el género Avena, de la familia de las Gramíneas (Gramineae). La avena propiamente dicha es Avena sativa, y la avena silvestre, Avena fatua.

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Planta de avena madura Hay cerca de medio centenar de especies de avena. Esta gramínea se cultiva en Europa y Oriente Próximo desde hace 4.500 años como alimento para el hombre y los animales. De la cáscara del grano se extrae furfural, empleado como disolvente en distintos tratamientos industriales de refino

CEBADA Cebada, nombre común de las especies de cereal de un género de gramíneas originario de Asia y Etiopía; es una de las plantas agrícolas más antiguas. Su cultivo se cita en la Biblia, y lo practicaban ya las antiguas civilizaciones egipcia, griega, romana y china. En la actualidad ocupa el cuarto lugar en volumen de producción de cereales, después del arroz, el maíz y el trigo (ver Granja agrícola). En casi toda Europa, en Estados Unidos y en Canadá, la cebada se siembra en primavera. En la cuenca mediterránea y en algunas regiones de California y Arizona, se siembra en otoño. Vigorosa y resistente a la sequía, puede cultivarse en suelos marginales; se han seleccionado variedades resistentes a la sal para mejorar su productividad en regiones litorales. La cebada germina aproximadamente a la misma temperatura que el trigo. Las variedades cultivadas de cebada pertenecen a tres tipos distintos: de dos carreras o dísticas, de seis carreras o hexásticas, e irregulares. En Estados Unidos suelen cultivarse las hexásticas, mientras que en Europa predominan las dísticas; la variedad irregular se cultiva en Etiopía. Hay variedades excelentes para malteado, tanto de dos como de seis carreras. Ingeniería Agroindustrial

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El grano, la paja, el heno y varios subproductos de la cebada tienen valor alimenticio. El grano se usa en la elaboración de bebidas a base de malta (ver Cerveza) y para cocinar. Como otros cereales, la cebada contiene una elevada proporción de hidratos de carbono (67%) y proteínas (12,8%). La producción mundial de cebada en el año 2000 fue de unos 133 millones de toneladas. Rusia fue el principal productor seguido de Canadá, Alemania, España y Francia. Clasificación científica: la cebada pertenece al género Hordeum, de la familia de las Gramíneas (Gramineae). La cebada de dos carreras corresponde a la especie Hordeum distichon, la de seis carreras a la especie Hordeum vulgare, y la cebada irregular a la especie Hordeum irregulare.

Cebada madura La cebada es uno de los cereales más importantes del mundo. Cultivada desde los tiempos bíblicos, se utiliza para el consumo humano, como forraje para el ganado y en la elaboración de maltas para cerveza y otras bebidas.

CENTENO Centeno, nombre común de un cereal anual de la familia de las Gramíneas, próximo al trigo y la cebada. Es nativo de la Eurasia templada, donde se usa sobre todo para elaborar pan (mezclado con otros cereales) y como forraje para el ganado. Su cultivo tiene menos importancia en otras regiones del mundo. El centeno se usa también para ensilar y para confeccionar objetos trenzados, ya que la paja es más fuerte que la de otros cereales. Además, interviene en una proporción superior al 50% en las maltas utilizadas para elaborar whisky. Ingeniería Agroindustrial

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La planta del centeno se caracteriza por las espigas gráciles que llevan las semillas, formadas por dos o más espículas. Las flores individuales tienen hileras de barbas y largas proyecciones terminales o aristas; a diferencia del trigo y otros cereales, el centeno tiene polinización cruzada anemófila (por medio del viento). Se han obtenido numerosas variedades, todas ellas más resistentes al frío que otros cereales; las más cultivadas, llamadas centenos de invierno, están adaptadas para la siembra en otoño; hay otras que se siembran en primavera. Los seres humanos empezaron a cultivar el centeno bastante tarde, quizá hace sólo 2000 o 3000 años. Todavía se cultiva mucho en el norte de Europa y en Asia. Carece de las proteínas del trigo, que hacen que este cereal responda mejor a la acción de la levadura; el pan de centeno es más denso y casi siempre más oscuro que el de trigo. El pan negro o Pumpernickel, muy consumido en Alemania, se elabora con centeno. El centeno atacado por el hongo del cornezuelo provocó varias epidemias durante la edad media. Con este hongo se elaboran muchos medicamentos. El género al que pertenece el centeno tiene dos especies más. En algunos lugares se denomina centeno silvestre a algunas especies de un género distinto, que se usan como cobertoras y forrajeras; el centeno gigante se obtiene por hibridación con el trigo.

Clasificación científica: el centeno pertenece a la familia de las Gramíneas (cuyo nombre científico es Gramineae). Es la especie Secale cereale. Los cereales conocidos con el nombre de centeno silvestre son especies del género Elymus. El centeno gigante es Elymus condensafus.

Centeno El centeno se cultiva como cereal para hacer pan y como forrajera; el grano se utiliza también en la elaboración de whisky y ginebra. Empezó a explotarse hace 2.000 o 3.000 años, bastante más tarde que otros cereales. Se cultiva mucho en el norte de Europa y en Asia. Ingeniería Agroindustrial

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GRAMÍNEAS Gramíneas, nombre común de una extensa familia de plantas con flor, la más importante del mundo desde los puntos de vista económico y ecológico. La familia contiene unos 635 géneros y 9.000 especies, y es la cuarta más extensa después de Fabáceas, Orquidáceas y Compuestas. A esta familia también se la conoce con el nombre de Poáceas. Mijo El mijo, que comprende varias especies de la familia de las Gramíneas, es un alimento básico en extensas zonas de Asia y África occidental. Medra en suelos más pobres que muchos otros cereales y la estación de maduración es relativamente corta (60 a 80 días).Oxford Scientific Films/Ian Moar

Mijo El mijo, que comprende varias especies de la familia de las Gramíneas, es un alimento básico en extensas zonas de Asia y África occidental. Medra en suelos más pobres que muchos otros cereales y la estación de maduración es relativamente corta (60 a 80 días).

IMPORTANCIA Todos los cereales cultivados del mundo son gramíneas; por tanto, la importancia económica de la familia es enorme. La producción mundial de cereales en el año 2000 fue de unos 2.057 millones de toneladas y las especies más cultivadas fueron el arroz, el maíz, el trigo, la cebada y el sorgo. El bienestar de la humanidad depende de estas pocas especies de gramíneas, por lo que una deficiencia, incluso pequeña, de la cosecha de cualquiera de ellas puede provocar hambruna e inestabilidad económica en zonas muy amplias. Además, la familia aporta casi todo el azúcar del mundo. El bambú, otro miembro de la familia, sirve como material de construcción y como fuente de alimento, y se usa también en la fabricación de papel. Ingeniería Agroindustrial

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La citronella, usada en perfumería y como repelente de insectos, es una esencia destilada de las hojas de ciertas gramíneas. El sorgo, una gramínea nativa de África y Asia, forma parte de la alimentación básica en estos dos continentes. En otros sitios se cultiva como forrajera.

Las gramíneas son la principal fuente de alimentación de los animales herbívoros domésticos y salvajes, que pastan en praderas y comen heno y forraje cosechados en prados. La superficie de suelo dedicada a estos cultivos es mayor que la reservada al conjunto de todas las demás especies cultivadas. El fleo es una gramínea muy utilizada en la elaboración de henos.

Otra aplicación de las gramíneas de considerable importancia económica en muchas partes del mundo es la plantación de céspedes. Las gramíneas perennes son apropiadas para este fin, porque no pierden los meristemos basales (los puntos de crecimiento) durante la siega. El llamado pasto bravo, por ejemplo, es originario de Argentina, Bolivia y Chile. En condiciones especiales de suelo o de exposición poco apropiadas para las especies más comunes se emplean otras mezclas. Así, en regiones poco lluviosas, se prefiere usar Buchloe dactyloides. En ocasiones se recurre a anuales para establecer céspedes en poco tiempo; pero presentan el inconveniente de que suelen persistir en competencia con las gramíneas vivaces y causan un efecto desagradable a la vista. No todas las gramíneas son beneficiosas, y algunas se consideran malas hierbas; casi todas éstas invaden los cultivos y reducen el rendimiento global, pues compiten con la Ingeniería Agroindustrial

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especie cultivada, dificultan la recolección o reducen por contaminación el valor nutritivo, o de otro tipo, del producto. Algunas gramíneas tropicales forrajeras producen en determinadas condiciones concentraciones mortales de ácido cianhídrico. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS GRAMÍNEAS: Las gramíneas presentan una estructura vegetativa bastante uniforme, y tienen características distintivas de este grupo. Las raíces principales suelen ser fibrosas; las secundarias o adventicias brotan en muchos casos de los nudos de los tallos, como ocurre en el maíz. Los tallos son por lo general, herbáceos (gramíneas de césped) o huecos (bambú), pero hay excepciones, como los tallos medulares del maíz y los leñosos de algunos bambúes. Las hojas, que nacen en los nudos de los tallos, se disponen en dos filas y constan de dos partes: vaina y limbo. La vaina, una característica peculiar de las gramíneas, envuelve el pecíolo y sujeta la zona situada justo por encima de cada uno de los nudos; esta zona necesita soporte, pues está formada por un tejido de crecimiento blando llamado meristemo. El tallo de las gramíneas no crece en longitud por el ápice, como en casi todas las demás plantas, sino en cada uno de los nudos. Otra característica distintiva de las gramíneas es la lígula, una breve prolongación vellosa o membranosa que se inserta en el punto de unión de la vaina y el limbo foliares. La función de la lígula sigue siendo desconocida, pero quizá sirva para evitar que la humedad penetre en la zona comprendida entre el tallo y la vaina. El limbo foliar es típicamente largo y estrecho, con nervios paralelos, aunque presenta grandes variaciones de forma y tamaño. También tiene un área meristemática, situada en la base, por encima de la unión con la vaina; el crecimiento se produce en esta zona y no en el ápice, al contrario de lo común en casi todas las demás plantas. Por tanto, incluso si se corta el extremo superior de la hoja, el limbo puede continuar creciendo. Esta peculiaridad, combinada con la presencia de tejido meristemático en los nudos de los tallos y el hecho de que las gramíneas se ramifiquen cerca del suelo, permite a estas plantas soportar los rigores de muchos medios naturales y artificiales inaccesibles a otras especies vegetales. El valor de las gramíneas como plantas de césped deriva también de estas características, pues siguen creciendo después de segarlas. Además, las gramíneas soportan incendios, pasto y tránsito, y ahora dominan grandes extensiones afectadas por estos fenómenos.

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MAÍZ Maíz,

nombre

gramínea

muy

común

de

cultivada

una como

alimento y como forraje para el ganado. El nombre proviene de las Antillas, pero en México, los nahuas lo

denominaron centli (a la mazorca) o tlaolli (al grano). Con el trigo y el arroz, el maíz es uno de los cereales más cultivados del mundo El maíz es un alimento básico para el hombre y una importante planta forrajera

para los animales. Constituye una fuente excelente de hidratos de carbono; el grano de maíz posee un 13% de proteínas y un 7% de grasas, por lo que la dieta debe complementarse con alimentos proteicos. Se han descubierto dos genes mutantes, llamados opaco-2 y farináceo-2, que inducen el cambio a endospermo harinoso del maíz dent normal en que se encuentran; esta alteración va acompañada del aumento del contenido de triptófano y lisina, dos aminoácidos esenciales escasos en las proteínas del maíz. La presencia de uno cualquiera de estos genes mutantes da lugar a los maíces llamados ricos en lisina, con un valor alimenticio equivalente en la dieta humana a la leche desnatada. Los cerdos alimentados con este tipo de maíz engordan tres veces más rápido que los criados con variedades normales. Los especialistas tratan ahora de transferir estos genes a variedades y líneas parentales de híbridos; se dice que este descubrimiento iguala en importancia a la introducción del maíz híbrido. Importancia económica del Maíz: Es de gran importancia económica por sus diversas utilidades. Por ejemplo: En el maíz forrajero los tallos son aprovechados en verde, en seco se los utiliza para la fabricación de pasta de papel. También sus tallos pueden ser triturados y agregados al suelo como materia orgánica. Los zuros fueron utilizados como combustible, ya que dos toneladas son equivalentes al calos que puede producir una tonelada de carbón. Triturados pueden servir como alimento para el ganado vacuno, cerdos (para engorde) y aves. Ingeniería Agroindustrial

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En cuanto al uso en la alimentación humana se lo utiliza para la obtención de aceite, almidón y harinas. OTROS ALIMENTOS DERIVADOS DE CEREALES

GALLETAS PASTELES La pasta utilizada en galletas y pasteles se prepara a partir de trigos blandos. Debe ser extensible y poco elástica. Aquí, el gluten tiene una función mucho menos importante que el almidón. La diferencia principal entre galletas y pasteles es que en las galletas se emplea menos agua y la gelatinización del almidón es menos completa. Por otro lado, por lo general, la pasta que se utiliza en la fabricación de galletas se lamina entre dos rodillos. Para la preparación de los diversos tipos se añade a la harina ingredientes tales como la sacarosa, huevos, leche, lípidos y algunas veces bicarbonato de sodio y proteasas. Frecuentemente los lípidos utilizados son mono y diglicéridos, o bien otros “shortenings”; dan una textura más blanda y suave, mejoran la retención de agua y sobre todo permiten la formación de espumas y emulsiones estables y ricas en aire. PASTAS ALIMENTICIAS Para la preparación de pasas alimenticias se utilizan sémolas de trigos duros y concretamente los más duros. En Francia e Italia, es obligatorio el Triticum durum. El contenido en proteínas de estos trigos es variable. Recordemos que las sémolas se obtienen por cuidadoso triturado de los granos (que permiten obtener, por ejemplo, rendimientos del 65% de sémola y 10% de harina). Las sémolas se amasan durante unos 20 minutos, a 35°C, en presencia de 25 a 30% de agua (con relación a la materia seca) y eventualmente con una pequeña cantidad de yema de huevo en polvo, con el fin de obtener una pasta muy firme y homogénea. La pasta se extruye bajo fuerte presión (aproximadamente 130 bars) dando productos que tienen la forma de tubos, barritas o cintas. Después, los macarrones, espaguetis y otros productos similares se secan, hasta un contenido final de 11 a 13% de agua. Esta operación es muy delicada y por lo general dura menos de 24 horas (corrientemente 15 horas para los espaguetis y 4 a 5 horas para las pastas sencillas) en cámaras de humedad relativa controlada. El secado será relativamente lento, con el fin de que sea homogéneo y no origine fisuras en los productos, pero al mismo tiempo lo suficientemente rápido para que no puedan proliferar los mohos. Las pastas alimenticias, una vez secas, son de almacenamiento muy estable. Las mejores tienen un aspecto brillante y amarillo (se utilizan sémolas sin salvado, conseguidas a partir de trigos pobres en lipoxidasa). Deben ser duras y quebradizas, pero al mismo tiempo con una resistencia mecánica bastante elevada. Durante la Ingeniería Agroindustrial

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cocción, deberán absorber unas 2 veces su peso de agua y su volumen se multiplica por 3 ó 4. Si la cocción es muy prolongada y la gelatinización del almidón excesiva, se hacen pegajosas. PRODUCTOS INFANTILES Y DIETÉTICOS. Los cereales también se utilizan para la preparación de diversos alimentos infantiles y dietéticos. Se pueden mencionar los “breakfast cereals” (cereales para el desayuno) de los países anglosajones, que consisten, especialmente, en productos estallados, extruidos, expandidos o en copos aplastados; la cocción en seco y

a

temperatura elevada (torrefacción o asado), asociada al bajo contenido en agua de los ingredientes, provoca una hidrólisis parcial del almidón y un considerable pardeamiento no ezimático, aunque la gelatinización del almidón, es relativamente pequeña. La cocción-extrusión, bajo presión, seguida de una parada brusca, motiva su expansión, debido a la vaporización del agua. Se obtiene así una textura ligera y alveolar. Este método también se utiliza para la preparación de “snacks” (aperitivos).Entre los modernos productos a base de cereales, se deben mencionar cierto número de alimentos enriquecidos en proteínas y destinados a las regiones en vías de desarrollo. Ya se preparan así numerosas mezclas de harinas de cereales, con proteínas de soja, leche descremada en polvo, vitaminas, sales minerales, etc. También hay procedimientos que permiten introducir en los granos o aplicar a su superficie cantidades importantes de vitaminas y sales minerales. El “bulgur” ocupa un lugar original entre estos productos; es a base de trigo, pero imita el arroz, al cual se le hizo sufrir un estufado. Para la preparación del bulgur, los granos de trigo se someten a una cocción húmeda, que produce una gelatinización completa de los gránulos de almidón. A continuación, se secan los granos, se eliminan los tegumentos celulósicos por abrasión (o tratamiento en una solución de hidróxido sódico del 25%, a 82°C, durante 3 minutos, lo que deja al grano muy blanco). Después, para consumirlo, sólo se necesita un pequeño remojado en agua caliente. La pérdida de proteínas (en relación con el contenido inicial del grano) es mínima y la pérdida de vitaminas no sobrepasa el 30%, este resultado se debe al hecho de que no se elimina la capa de aleurona y que durante la cocción las vitaminas se difunden en el endospermo. El arroz se utiliza especialmente para la alimentación humana. Contrariamente al trigo, como se consume más frecuentemente es en la forma de grano; por tanto, los tratamientos tecnológicos aplicados procuran no romper el grano y más concretamente su endospermo. Por esta causa, el secado que resulta indispensable a causa del alto contenido en agua (en torno al 20%) que tiene el grano durante la recogida, debe hacerse lento, para no provocar fisuras. El grano entero (paddy) se separa de los tegumentos (cascarilla) con la ayuda de discos abrasivos que, por lo general, son de Ingeniería Agroindustrial

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caucho y giran a distintas velocidades. Se obtiene así arroz oscuro, decorticado (arroz cargo, análogo al grano entero de trigo), que conserva las capas más internas de tegumentos y, frecuentemente, también el germen. A continuación el arroz puede pulirse hasta hacerlo blanco, mediante el pase entre dos conos abrasivos concéntricos (es la “fabricación” utilizada en Europa), aunque también se hace por cepillado: Las pérdidas de vitaminas B1, B2 y niacina son, en este caso, muy altas, respectivamente 75, 56 y 63%. Los rendimientos de extracción son, generalmente, los siguientes: 100 kg. de paddy dan 80 kg. de arroz cargo; estos 80 kg. dan a su vez de 63 a 73 kg. de arroz pulido. Se obtienen unos 7 a 15 kg. de harinas y “trocitos”. Algunos tratamientos permiten conseguir un arroz de valor nutricional más elevado; el estufado de arroz paddy (“parboiling”) consiste en una maceración de granos durante varias horas en agua y a unos 80°C, seguida de un tratamiento a vapor y un secado. El estufado facilita la eliminación de la cascarilla, hace el pulido más fácil (el grano al ser más duro se rompe menos) y origina una difusión de las vitaminas y sales minerales de las capas externas hacia el endospermo; por consiguiente, el pulido provoca una pérdida menor en esos elementos nutritivos, debido a que el arroz pulido conserva en este caso una gran parte de la capa de aleurona. Las pérdidas de vitaminas B1, B2 y niacina son respectivamente de 58, 34 y 11%. Por otro lado, el almidón del arroz estufado está, en gran parte, gelatinizado. También se ha puesto a punto un procedimiento de enriquecimiento del arroz, por inmersión en una solución de tiamina, niacina y hierro, que envuelven al grano con una película comestible impermeable al agua (zeína). El lavado de los granos no elimina esta capa, que sin embargo tiene el inconveniente de modificar el aspecto del arroz. Algunas veces el arroz pulido es precocido (gelatinización completa de los gránulos de almidón) y secado de manera que su estructura resulta porosa. De esta forma los granos quedan listos para ser consumidos después de una simple y breve inmersión en agua caliente. El lavado y cocción de arroz en una gran cantidad de agua origina una pérdida de elementos nutritivos.

UTILIZACIÓN DEL MAÍZ

En Francia el maíz se utiliza especialmente para la alimentación animal (80 a 90%), pero también constituye un alimento básico para numerosos pueblos (especialmente de Iberoamérica). Además de esto, también se preparan a partir del maíz diversos productos alimenticios industriales. Las fábricas de almidón producen almidones y aceite de Ingeniería Agroindustrial

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germen y gluten. El gluten se utiliza en alimentación animal. El almidón tiene diversas aplicaciones. Las fábricas de sémola producen sémolas y harinas de maíz, utilizadas en cervecería y para la preparación de alimentos extruidos-expandidos. También se utiliza el maíz para la producción de alcohol y bebidas alcohólicas. La cebada se utiliza en alimentación animal y para la fabricación de bebidas alcohólicas, tales como cerveza y whisky. En la fabricación de la cerveza intervienen dos operaciones distintas: la malhería y cervecería. La preparación de la malta se logra por germinación de la cebada. En el curso de la germinación, el contenido en α amilasas del grano aumenta de un modo notable; las enzimas actúan sobre los gránulos de almidón y liberan dextrinas y maltosa, sustractos de la fermentación posterior. Tan sólo los granos de cebada madura, ricos en almidón, pobres en nitrógeno, dan una malta apropiada. La germinación sólo se puede producir después de un período de inactividad, por lo que es necesario que al cebada haya sufrido una “maduración”. La germinación se inicia por maceración en el agua a 10-12°C durante 40 a 80 horas. El grano debe absorber agua hasta un contenido del 40 al 45%. Luego se colocan los granos sobre entarimados y se deja que la germinación prosiga durante 8 a 12 días. Los tejidos respiran fuertemente y se produce una pérdida de peso que puede alcanzar el 8%. Los granos se secan a continuación, pero si el secado se hace a temperatura elevada, hay un fuerte pardeamiento no enzimático (cerveza oscura). En el curso de las operaciones de cervecería, se comienza por triturar y romper la malta en el agua a 65°C, para originar la gelatinización de los gránulos de almidón y completar la transformación enzimática en azúcares fermentescibles. Estos azúcares son solubles y el extracto líquido se separa, por filtración, de las paredes celulósicas. Al líquido claro obtenido, se le añade lúpulo y esta mezcla, llamada mosto, se mantiene en ebullición durante una a dos horas, lo que la esteriliza y motiva la extracción de diversos constituyentes aromáticos del lúpulo. Después de clarificado por filtración y enfriamiento, se adiciona la levadura al líquido. Un primer período de fermentación a 7-10°C, durante 3 a 8 días motiva la formación de etanol (2 a 6%). Entonces se elimina la mayor parte de levadura por filtración. Un segundo período de fermentación, llamado maduración, tiene lugar, a 2°C, durante algunas semanas o varios meses. Esto provoca la producción de gas carbónico y la decantación de constituyentes proteicos. Posteriormente se filtra la cerveza y a continuación se pasteuriza antes o después de ponerla en recipientes. Frecuentemente se reemplaza parte de la malta por sémolas de maíz o trozos de arroz (contrariamente

a la malta, suministran almidón crudo, pero no tienen

enzimas); también se emplean almíbares de glucosa.

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Bioquímica de Granos y Cereales

Universidad Nacional Federico Villarreal Bioquímica II

Es innegable que los granos enteros son parte de una buena nutrición para muchos de nosotros. Esto es lo más conocido por la mayoría de la gente. Pero es realmente cierto que no hay ningún alimento que sea bueno para todos en absoluto. Lo que para uno es bueno para otro puede ser muy malo. Desde hace muchos años se sabe que ciertos granos enteros (trigo, centeno, cebada, farro y tal vez la avena) son la causa de la enfermedad celíaca. Esta enfermedad del tracto intestinal puede tener una sintomatología leve que va desde flatulencia hasta una sintomatología que amenaza la vida como es la mala absorción y la mala nutrición. Esta enfermedad celíaca es prevenible y tratable al eliminar todos los granos mencionados de la dieta. Se recomienda una dieta sin gluten, usando alimentos que en forma natural son libres de gluten como el arroz y el maíz, según la sensibilidad. Los genetistas deberán continuar esforzándose para mejorar los cultivares tanto en rendimiento como en calidad, el productor prestando atención a la fertilidad del suelo y a la elección del cultivar, y el acopiador realizando un correcto acondicionamiento y clasificación del grano en postcosecha, para

lograr

satisfacer los requerimientos de los mercados interno y externo de nuestros trigos. Una manera de contribuir a tener trigos de calidad, es a través de la diferenciación y clasificación de la producción triguera. El grueso de nuestros trigos van a seguir siendo trigos de panificación corriente o directa, pero debemos ser capaces de ofrecer a nuestro mercado interno y externo trigos de calidad superior y correctores. Debemos continuar incentivando la clasificación y estimular al productor, a través de una bonificación redituable, a utilizar tecnología para mejorar la calidad.

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“INTRODUCCION A LA BIOQUIMICA Y TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTOS” (VOL. I) AUTOR : JEAN-CLAUDE CHEFTEL “TECNOLOGIA DE LOS CEREALES”. AUTOR: KENT N. L. “CEREALES“ AUTOR : JOHN SCADE ENCARTA© 1993-2003 Microsoft Corporation. INTERNET “BIOQUIMICA AGROINDUSTRIAL”. G. LIDEN, D. LORIENT.

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