Captulo I ESTRUCTURA DE LOS CEREALES Los miembros de la familia que producen granos de cereal generan frutos secos con una sola semilla. Este tipo de fruto es una caripside que vulgarmente se denomina grano. La caripside est formada por una cubierta de fruto o pericarpio que rodea la semilla y se adhiere fuertemente a la cubierta de la semilla. La semilla est constituida a su vez por embrin o germen y endospermo encerrados dentro de una epidermis nucellar y de la cubierta de la semilla. En el cuadro de la Fig. 1 se establecen las diferentes partes de la caripside de trigo. En general, todo grano de cereal est constituido por las mismas partes y en proporciones aproximadamente iguales en todos ellos. Las caripsides de todos los cereales se desarrollan dentro de las cubiertas florales que, en realidad, son hojas modificadas. Estas se llaman glumas y forman parte de la paja. En el arroz y en la mayor parte de las variedades de cebada y de avena, las cubiertas florales envuelven las caripsides tan estrecha y completamente, que permanecen aplicadas a ellas aunque se someta el grano a la trilla y constituyen la cascara de estos granos. En el trigo, arroz, centeno, maz. Sorgo y mijo perlado, el grano se desprende fcilmente de la cascara mediante la trilla; por ello, se dice que estos granos son desnudos. Trigo En la Fig. 2 se muestra diagramticamente una caripside o grano de trigo en secciones longitudinal y transversal. La longitud de los granos es, por trmino medio, de 8 mm y el peso de 35 mg. El tamao de los granos vara ampliamente segn la variedad y segn la posicin en la espiga. Los granos de trigo son redondeados en la parte dorsal (el mismo lado del germen) y poseen un surco a lo largo de la parte ventral (lado opuesto al germen). El surco, que abarca aproximadamente toda la longitud del grano, penetra casi hasta el centro. Los dos carrillos pueden llegar a tocarse ocultando as la verdadera profundidad del surco. Este surco, no solamente representa una dificultad para que el harinero separe el salvado del endospermo con buen rendimiento, sino que tambin constituye un escondite para los microorganismos y polvo. La textura (dureza) y color de los granos de trigo, varan en gran medida. Ms adelante nos ocuparemos de la variacin de la textura, que parece estar relacionada con fuerzas de cohesin en el endospermo. El color, generalmente blanco o rojo (aunque tambin puede ser purpura), depende del pigmento en la cubierta de la semilla. La presencia y tipo de pigmentos, es una funcin gentica, y por tanto puede ser objeto de manipulacin por parte del seleccionador, para conseguir el color deseado. PERICARPIO El pericarpio rodea toda la semilla y est constituido por varias capas (Fig. 3). El pericarpio exterior es lo que los harineros llaman beeswing (alas de abeja). La parte ms interna del pericarpio exterior est formada por restos de clulas de pared delgada. A causa de la carencia de una estructura celular continua, constituye un plano natural para la divisin, Con su alteracin, se deprenden las alas de abeja (por lo general en el proceso

de molienda). La separacin de estas capas, tambin facilita el traslado de agua al pericarpio.

El pericarpio interior est formado por clulas intermedias, clulas cruzadas y clulas tubulares. Ni las clulas intermedias, ni las tubulares, cubren por completo el grano. Las clulas cruzadas son largas y cilndricas (aprox. 125x20mm) y tienen su eje longitudinal perpendicular al eje longitudinal del grano. Las clulas cruzadas estn densamente dispuestas, con poco o nada de espacio intercelular. Las clulas tubulares son del mismo tamao y forma general que las clulas cruzadas, pero tienen sus ejes longitudinales del grano. No estn encajadas muy densamente, por lo que quedan muchos espacios intercelulares.

Se ha estimado que el conjunto del pericarpio comprende el 5% del grano y que est formado aproximadamente por un 6% de protena, 2% de cenizas, 20% de celulosa y 0.5% de grasa, completando el resto presuntas pentosanas. CUBIERTA DE LA SEMILLA Y EPIDERMIS NUCLEAR La cubierta de la semilla esta unida firmemente a las clulas tubulares por su lado exterior y a la epidermis nuclear por el interior. Est compuesta por tres capas: una cutcula exterior gruesa, una capa pigmentada (en los trigos coloreados) y una cutcula interior fina. La cubierta de semilla del trigo blanco tiene dos capas de clulas comprimidas de celulosa, con poco o nada de pigmento. El espesor de la cubierta de semilla varan entre 5 y 8 mm. La epidermis nuclear, o capa hialina, tiene unos 7 mm de espesor y est unida estrechamente, tanto a la cubierta de la semilla como a la capa de aleurona.

CAPA DE ALEURONA La capa de aleurona, que por lo general tiene el espesor de una clula, rodea el grano por completo, incluyendo el endospermo feculento y el germen. Desde el punto de vista botnico, es la capa exterior del endospermo. Sin embargo, se elimina durante la molienda, junto con la epidermis nucelar, la cubierta de la semilla y el pericarpio, constituyendo lo que el molinero llama salvado. Las clulas de aleurona tienen paredes gruesas, su forma es esencialmente cubica y carecen de almidn (Fig. 4). El grosor medio de las clulas es de unos 50mm. Las paredes celulares tienen 3-4 mm de espesor, y se ha considerado que su composicin es, fundamentalmente, celulsica. Las clulas de aleurona poseen un ncleo grande y numerosos grnulos de aleurona (Fig. 4). La estructura y composicin de los granos de aleurona es compleja. La capa de aleurona es relativamente rica en cenizas, protena, fosforo total y fosforo de fitatos, grasa y niacina. Adems, la aleurona es mas rica en tiamina y riboflavina, que otras partes del salvado, y su actividad enzimtica es alta. Por encima del embrin, se modifican las clulas de aleurona convirtindose en clulas de pared delgada y pueden no contener granos de aleurona. El espesor de la capa de aleurona sobre el embrin, promedia unos 13 mm, o sea menos de la tercera parte del espesor que presenta en las otras partes. GERMEN O EMBRION El germen de trigo abarca el 2, 5-3 % del grano. Como se detallo en la Fig.2 el germen est constituido por dos partes principales: el eje embrionario (raz y tallo rudimentarios) y el escutelo que tiene el papel de almacn. El germen es relativamente rico en protena (25%), azcar (18%), aceite (16%) del eje embrionario y 32% del escutelo es aceite) y cenizas (5%). No contiene almidn, pero es bastante rico en vitaminas B adems de muchas enzimas. El germen es muy rico en vitamina E (tocoferol total), con cifras que llegan a 500 ppm. Los azucares principalmente sacarosa y rafinosa.

ENDOSPERMO El endospermo feculento, excluyendo la capa de aleurona, est constituido por tres tipos de clulas: perifricas, prismticas y centrales. Las clulas varan de tamao y forma con su localizacin en el grano. La primera fila de clulas, incluida dentro de la capa de aleurona, es la de las clulas perifricas, que generalmente son pequeas, con dimetros iguales en todas las direcciones o ligeramente elongados hacia el centro del grano (Fig. 4). Rodeadas por las clulas perifricas se encuentran varias filas de clulas prismticas alargadas (Fig. 5). Se extienden hacia el interior hacia el centro de los lbulos y miden unos 150s50mm. Las clulas centrales quedan en el interior de las clulas prismticas; su tamao y forma son ms irregulares que las otras clulas.

Las paredes celulares del endospermo, estn formadas por pentosanas, otras hemicelulosas y -glucanas, pero no por celulosa. El espesor de las paredes celulares vara con la posicin en el grano; son ms gruesas cerca de la aleurona. El espesor de las paredes celulares resulta variable tambin en las diferentes variedades y tambin segn los tipos de trigo duro o blando (Fig. 6 y 7). La diferencia entre el trigo duro y blando, puede ser resultado de la seleccin; los trigos duros (trigos para pan) se han seleccionado por su alta capacidad para la absorcin de agua. La hemicelulosa que contienen absorbe gran cantidad de agua; seleccionamos as paredes celulares gruesas. En contraposicin, no queremos que la harina de trigo blando absorba grandes cantidades de agua y por ello, seleccionamos baja absorcin de agua y paredes celulares delgadas.

Otra diferencia entre el trigo duro (Fig. 6) y el blando (Fig. 7) est en el punto de fractura al romper el grano. En el caso del trigo duro, la fractura se produce por la pared celular, en lugar de a travs del contenido de la clula. Esto es evidente particularmente en las clulas que quedan en el interior de la aleurona. En los trigos blandos, la fractura se produce a travs del contenido celular. Esto pone en evidencia que el contenido celular est ms fuertemente ligado entre si en los trigos duros, con lo que el punto dbil resulta estar en las paredes celulares. Por supuesto, al reducir el grano al tamao de harina, el contenido celular del trigo duro tambin se fracciona. El contenido y paredes celulares de las clulas del endospermo, constituyen la harina. Las clulas estn repletas de granos de almidn incluidos en una matriz proteica (Fig.8). La mayor parte, aunque no toda, de la protena es el gluten, las protenas de reserva del trigo. Cuando madura el trigo, se sintetiza el gluten en los cuerpos proteicos, Sin embargo, al madurar el grano, los cuerpos proteicos se comprimen unos contra los otros formando una matriz como de barro o arcilla con lo que ya no son conspicuos los cuerpos proteicos. Los granos de almidn aparecen como granos grandes, lenticulares (en forma de lente) con hasta 40 m transversalmente al lado aplanado, y como pequeos grnulos esfricos (2-8 m de dimetro). En realidad, se pueden encontrar granos de todos los tamaos entre estos lmites, pero estos dos tamaos y formas son dominantes. La Fig. 8, que es de trigo maduro, muestra tambin la fuerte adherencia entre la protena y el almidn. Se muestra la protena cubriendo o adhirindose muy bien a la superficie del almidn. Esto es caracterstico de los trigos duros. No solamente cubre bien la protena al almidn, sino que el enlace entre ambos es fuerte. Se evidencia esta fortaleza del enlace, por la tendencia de los trigos duros a romperse por la pared celular en lugar de hacerlo por el contenido celular y partiendo algunos granos de almidn (obsrvese el grano roto de la Fig.8), en lugar de separar la interface almidn protena. En una micrografa semejante, pero de trigo blando, (Fig.9), el cuadro es muy diferente. El almidn y la protena tienen apariencia semejante, pero la protena no cubre la

superficie del almidn. No aparecen granos rotos de almidn pues la unin entre protena y almidn se rompe con facilidad demostrando que no es fuerte.

En el trigo que es mucho ms duro que los trigos duros comunes, se rompe un nmero mucho mayor de granos de almidn al fragmentar el grano (Fig.10). Si se aplica suficiente fuerza transversalmente a la clula, se rompen los granos de almidn y no los enlaces almidn - protena. La fuerza del enlace protena - almidn parece explicar la dureza del grano. En los trigos blandos, estos enlaces se rompen con facilidad y el grano se desmenuza con fuerza muy pequea. En los trigos ms duros, el enlace protena - almidn es tambin ms fuerte. No se conoce la naturaleza del enlace protena-almidn. Sin embargo, el hecho de que la protena y el almidn se pueden separar fcilmente despus de un tratamiento acuoso de la harina, parece indicar que el enlace se rompe o debilita con el agua. La investigacin con tcnicas de inmunoflurescencia, ha demostrado que el trigo duro contiene una protena especifica hidrosoluble en la interfase protena-almidn, de la que carece el trigo blando.

Adems de la diferencia de dureza, el aspecto del endospermo es una caracterstica importante del trigo. Algunos trigos son vtreos, coriceos, o de aspecto traslucido, mientras que otros son opacos, harinosos o farinceos. Tradicionalmente, se ha asociado la calidad vtrea con la dureza y alto contenido de protena, y la opacidad con la blandura y escasez de protena. Sin embargo, la cualidad vtrea y la dureza, no son producto de la misma causa fundamental, y es muy posible tener trigos duros que son opacos y trigos blandos que son vtreos, aunque estoy pueda resultar poco corriente.

Las cavidades areas del grano, difractan y difunden la luz y hacen que el grano aparezca como opaco o harinoso. En los granos bien repletos, sin cavidades areas, la luz se difracta en la interfase aire-grano, pero luego viaja a travs del grano sin sufrir la difraccin una y otra vez. El resultado es un grano traslucido o vtreo. Como era de esperar, la presencia de espacios areos dentro del grano, es motivo para que los granos opacos sean menos densos. Aparentemente, estos espacios areos se forman durante la desecacin del grano. Al ir perdiendo agua la protena se encoge y rompe dejando espacios con aire. En los granos vtreos, la protena tambin se encoge, pero queda inclume, provocando mayor densidad en el grano. Si se recolecta el grano sin madurar y se deseca por liofilizacin, quedara completamente opaco. Esto indica que el carcter vtreo es el resultado de la desecacin final en el campo. Tambin es bien sabido que el grano vtreo mojado y secado en el campo, o para estos efectos en el laboratorio, perder su cualidad vtrea. En resumen, el endospermo del trigo vara en textura (dureza) y en aspecto (cualidad vtrea). En general. Los trigos duros ricos en protena, tienden a ser vtreos, y los trigos blandos pobres en protena, tienden a ser opacos. Sin embargo, las causas de su dureza y de su transparencia son diferentes y no siempre se presentan juntas las dos. La dureza es producida por la fuerza de unin entre la protena y el almidn en el endospermo, fuerza que es controlada genticamente. La transparencia, en cambio, es el resultado de la escasez de cavidades areas en el grano. No est claro el mecanismo de control, pero

parece estar relacionado con la cantidad de protena. Por ejemplo: los trigos blandos y ricos en protena, son mas vtreos que los trigos blandos pobres en protena; y los trigos duros y pobres en protena, son mas opacos (yelloy-berry) que sus correspondientes ricos en protena.

Maz En el mundo se cultivan muchos tipos de maz. Aqu nos limitamos al tipo ; del tipo reventn o palomero no se tratara ya que es dedicado a la elaboracin golosinas. El maz dentado tiene las semillas grandes y aplastadas. Es, con mucho, la mayor de las semillas de los cereales corrientes con un peso medio de 350mg. El grano (Fig. 11) est compuesto por cuatro partes principales: cascara o salvado (pericarpio y cubierta de la semilla), germen, endospermo y pedculo. En el caso del maz, la palabra cascara (hull en ingles), no es muy apropiada; no es sinnima de la misma palabra aplicada a la cascara de la cebada o de la avena, y es mas a fin al salvado de la terminologa molinera del trigo. No obstante, persiste este trmino () por restar fuertemente arraigado en la industria de molturacin hmeda. El pedculo, la parte con la que se aplica al zuro, puede que se separe o no, del grano durante el desgrane. Las partes botnicas de la caripside

del maz, son semejantes a las que se encuentran en la del trigo. El grano de maz es de color muy variable; puede ser de color uniforme o variegado y abarca desde el blanco al pardo oscuro o purpura. Los colores ms corrientes son: el blanco y el amarillo. El salvado constituye el 5-6% del grano; el germen es relativamente grande: un 10-14% del grano y el resto corresponde al endospermo. A diferencia del trigo, dentro del mismo grano de maz, se encuentra endospermo traslucido y opaco (Fig.12). Los granos de la Figura 12 se dispusieron sobre cristal esmerilado con la iluminacin dispuesta desde la parte inferior, De esta forma, las partes traslucidas del grano transmiten la luz, mientras que las partes opacas no las transmiten.

Los granos de la parte superior derecha son de una mutante con todo el endospermo opaco. En la Fig. 13 se puede ver la naturaleza celular del endospermo del maz. Las clulas son grandes con paredes celulares muy delgadas. El endospermo traslucido (Fig.14), es muy compacto, sin espacios areos como era de esperar. Los granos de almidn, de forma polidrica, se mantienen unidos a los otros con una matriz proteica. En la micrografa son muy patentes los cuerpos proteicos; estos se han identificado como cuerpos de zena. Tambin son notorias las depresiones producidas por los cuerpos proteicos en el almidn. En el endospermo opaco (Fig.15), los granos de almidn son esfricos y la matriz proteica que los recubre est exenta de cuerpos proteicos. Gran cantidad de espacios areos son de esperar a causa de la opacidad. El anlisis qumico, por separado, de los endospermos opaco y traslucido, demostr que ambos contenan igual cantidad de protena, pero que los tipos de esta, no era igual. En general, los granos de maz son muy duros. El gran numero de granos rotos de almidn de la Fig 16. Indica que el enlace entre la protena y el almidn debe ser muy fuerte. El hecho de que el agua sola, no consiga una buena separacin de la protena y el almidn en la molturacin hmeda, sugiere que el enlace en el maz es diferente al del trigo. El endospermo opaco del maz suele ser llamado endospermo blando, y el tamao de partculas obtenidas en la molturacin de la mutante de maz con todo el endospermo opaco, tambin indica un endospermo blando. A pesar de las micrografas de la seccin opaca del grano (Fig. 15), donde no aparecen granos de almidn rotos y que es compatible con un endospermo blando, parece prudente denominar esta parte del endospermo opaco y no dar por sentado que es blando solamente porque es opaco. Los granos de almidn de las partes opaca y traslucida del endospermo, tienen forma diferente. Una posible explicacin del hecho de que en un mismo grano se encuentren dos tipos de almidn es que durante el proceso de desecacin natural, la protena pierde agua. Una evidencia ms de su flexibilidad se basa en las marcas dejadas en los granos de almidn del endospermo traslucido por los cuerpos de la zena. Durante la desecacin, se rompen los enlaces protena-protena formndose espacios areos

intergranulares y granos de almidn esfricos. Si se recolecta el maz antes de que se haya secado, el grano de almidn es esfrico.

Arroz Las caripsides de arroz se recolectan con la cascara adherida (Fig.17), llamndose entonces arroz vestido o en cascara. La cascara (Fig.18), que constituye un 20% del peso bruto del arroz est formada por las cubiertas florales lemma y palea. La cascara es rica en celulosa (25%), pentosanas (15%) y cenizas (21%). Un 95% de la ceniza es de slice. Las grandes cantidades de lignina y de slice son causa del bajo valor de la cascara.

El arroz moreno (arroz desprovisto de cascara), participa de la estructura general de los dems cereales. Las caripsides no tienen surco, su longitud varia entre 5 y 8 mm y el peso es de unos 25 mg. El arroz moreno est formado por pericarpio (un 2%), cubiertas de la semilla y aleurona (un 5%), germen (2-3%) y endospermo 89-94%). Como ocurre en los otros cereales, la capa de aleurona es la ms externa del endospermo, aunque el eliminada, junto con el pericarpio y cubiertas de la semilla, formando el salvado. En general, el endospermo del arroz es a la vez duro y vtreo. No obstante, se conocen variedades opacas, y algunas variedades tienen zonas opacas (conocidas como White belly), paralelamente al yellow berry en el trigo. La opacidad es producida por espacios areos en el endospermo. Las clulas de pared fina del endospermo, tienen estrechamente encajados granos compuestos poligonales de almidn y cuerpos proteicos (Fig.19). Los cuerpos proteicos son ms numerosos en las clulas que estn en la vecindad de la capa de aleurona, que en las clulas ms centrales del endospermo (Fig.20). El arroz y la avena, son los dos nicos cereales que tienen granos compuestos de almidn (es decir; granos grandes compuestos por muchos grnulos pequeos). Los granos individuales de almidn de arroz, son pequeos 2-4mm. Cebada La cebada, como el arroz y la avena, se cosecha con toda la cascara. Est formada por la lemma y palea. La caripside est constituida por el pericarpio, cubierta de la semilla, germen y endospermo (Fig.21). Los granos de tamao medio, pesan 35mg. La aleurona de algunas variedades es azul, mientras que en otras es blanca. Las clulas del endospermo contienen almidn incluido en una matriz proteica (Fig.23). Como el almidn de trigo, el de cebada se presenta en granos grandes lenticulares y en pequeos grnulos esfricos.

Centeno El grano de centeno es una caripside de 6-8 mm de longitud y 2-3 mm de anchura. Con la trilla, el grano se delibera de las glumas y no tiene cascara, se color es amarillo grisceo. Como los otros cereales, el centeno tiene la caripside compuesta por pericarpio, cubiertas de la semilla, epidermis nuclear, germen y endospermo; este est rodeado por una capa simple de clulas de aleurona (Fig. 24). Las micrografas electrnicas de barrido de la zona exterior del grano (Fig. 25) y del endospermo (Fig. 26), demuestran que son similares a las del trigo. El almidn de las clulas del endospermo esta incluido en una matriz proteica. El almidn, como el de trigo y el de cebada, forma granos grandes lenticulares y pequeos esfricos. Avena La avena, como la cebada y el arroz, se recolecta con las caripsides encerradas en una envuelta floral. La caripside en si de la avena se llama en los EE.UU. . Los granos de avena son de aspecto similar a los granos de trigo o de centeno, diferencindose por estar cubiertos por numerosos tricomas (protuberancias como los pelos, Fig. 27). El germen abarca 1/3 de la longitud del grano, siendo ms largo y estrecho que el germen de trigo. El grano de avena esta formado por: pericarpio, cubiertas de la semilla, capa hialina, germen y endospermo (Fig. 28). La aleurona forma la capa exterior del endospermo. El endospermo feculento de la avena contiene ms protena y aceite, que el de otros cereales. El almidn se encuentra en forma de grandes granos compuestos (Fig. 29), constituidos por muchos grnulos pequeos e individuales.

Los grnulos pequeos tienen forma polidrica y su tamao oscila entre 3 y 10 m (Fig. 30)

Sorgo Los granos de sorgo quedan libres de cascara o glumas en la trilla. Generalmente son de forma esfrica, con pesos entre 20 y 30 mg, y pueden ser blancos, rojos amarillos o pardos. En la Figura 31 se muestran las diferentes partes del grano de sorgo. En los granos, disecados manualmente, se encontr un 7,9% de pericarpio (presumiblemente pericarpio ms cubiertas de la semilla), 9,8% de germen y 82,3% de endospermo. Las micrografas electrnicas de barrido de las capas exteriores del grano de sorgo, revelan un pericarpio grueso compuesto por tres capas; el pericarpio, el mesocarpio y el endocarpio (Fig. 32). A diferencia de otros cereales, el sorgo contiene granos de almidn

en su pericarpio. El tamao de estos grnulos oscila entre 1 y 4 m y se localizan en el mesocarpio. La capa del endocarpio est compuesta por clulas cruzadas y tubulares.

La caripside madura de sorgo puede estar provista (Fig. 33) o carecer (Fig. 34) de un tegumento interior pigmentado. El tegumento interior, con frecuencia es denominado errneamente capa de testa. La testa es la cubierta de la semilla, la cual est unida al borde exterior del tegumento interior. Todas las semillas maduras de sorgo, tienen testa

(cubierta de semilla), sin embargo, algunas variedades carecen del tegumento interior pigmentado. Este tegumento suele contener altos niveles de taninos condensados. Las variedades que poseen tegumento interior fuertemente pigmentado, se llaman grano de sorgo (resistente a los pjaros). A los pjaros no les gustan los taninos amargos; sin embargo, a falta de otro alimento, tambin se comern los tipos resistentes a los pjaros.

Como en los otros cereales, las clulas de aleurona se encuentran en la capa exterior del endospermo. En el endospermo feculento, precisamente bajo la capa de aleurona, se encuentran clulas conteniendo altas proporciones de protena y pocos granos de almidn. Gran parte de la protena se encuentra en forma de cuerpos proteicos de 2-3 m de dimetro (Fig. 35). Los granos de sorgo, como los de maz, contienen a la vez endospermo traslcido y opaco. El endospermo opaco presenta grandes espacios areos intergranulares (Fig. 36) que son los responsables de la apariencia de opacidad. Para designar las reas del endospermo del sorgo vtreas y opacas, as como el aspecto general de los granos, se han aplicado los trminos y . Sin embargo, como ya hemos visto anteriormente en el trigo, los factores que determinan la calidad vtrea y la dureza fsica, son diferentes. Por lo tanto, algunos granos de aspecto vtreos, pueden ser clasificados como blandos ante medidas objetivas. La determinacin visual de la dureza o blandura de los granos de sorgo se basa en la aceptacin de que dureza y cualidad vtrea, son la misma cosa. Esto parece ser una afirmacin infundada. Mijo perlado Los grandes de mijo perlado tienen forma de gotas pequeas que quedan libres de la cascara con la trilla. Su color variado, y aunque es ms corriente el gris pizarra, tambin se presentan amarillos, blancos y pardos. La caripside es similar a la de otros cereales. Su pericarpio no contiene almidn como ocurre con el sorgo, ni tampoco contiene tegumento interior pigmentado. El germen del mijo perlado es grande (17%) es proporcin con el resto del grano (Fig. 37).

Su endospermo presenta a la vez parte opaca y traslcida como el sorgo y al maz. El endospermo opaco contiene muchas cmaras de aire y granos esfricos de almidn (Fig. 38). El endospermo traslcido (Fig. 39) esta desprovisto de cmaras de aire y contiene granos polidricos de almidn embebidos en una matriz proteica. La matriz contiene tambin cuerpos proteicos cuyo tamao ocila entre 0,3 y 4 m. Los cuerpos proteicos tienen estructura interior bien definida como se revela por la trama de la difraccin de los electrones en las micrografas electrnicas de transmisin (Fig.40).

Triticale El triticale es un cereal nuevo obtenido mediante el cruzamiento del trigo (Triticum) con el centeno (Secale). En general la morfologa del grano se parece muy estrechamente a la de sus progenitores (Fig. 41). La caripside pierde las glumas en la trilla, por lo general es mayor que el trigo (10-12 mm de longitud y 3 mm de anchura) con peso de unos 40 mg. Contiene el germen aplicado al endospermo con la capa exterior de aleurona; al exterior de la aleurona etas la estructura del triticale se asemeja mucho a la de otros granos de cereal. El grano tiene un surco que recorre toda su longitud. El grano de color pardoamarillento, se caracteriza por plegamientos del pericarpio exterior producidos, aparentemente, por encogimiento del grano. El encogimiento del grano es un problema importante del triticale: Provoca bajo peso de prueba; mal aspecto; y rendimiento poco satisfactorio en la molturacin. La capa de aleurona en el triticale, es de forma ms irregular que en el trigo. Las clulas varan de tamao y las paredes celulares tienden a cambiar de espesor. En los granos arrugados, las clulas de aleurona estn fuertemente distorsionadas y se han observado lesiones en las que faltan secciones completas de aleurona y las clulas del endospermo asociado. Clasificacin de trigos en Mxico Los trigos en Mxico se clasifican sobre la base de las propiedades del gluten del trigo, esto a diferencia de Estados Unidos y Canad en donde los trigos se clasifican por sus hbitos de crecimiento. Los principales tipos de trigo que se cultivan en Mxico, de acuerdo a su tipo de gluten, se dividen en 5 grandes grupos, siendo los de mayor demanda los del Grupo 1 y 3; habiendo sin embargo, mayor crecimiento en la produccin de trigos cristalinos. Trigos Mexicanos: Los trigos mexicanos se cultivan principalmente en los estados de Baja California Norte, Sonora, Sinaloa, Chihuahua, Guanajuato, Jalisco y Michoacn. Grupo 1 - Fuerte: Trigo de gluten fuerte y elstico. Ideal para la industria mecanizada de la panificacin y como mejorador de trigos suaves. Algunas variedades son: Angostura, Oasis, Ocoroni, Rayn, Sonoita, Ycora y Huites. Grupo 2 Medio Fuerte: Trigo de gluten medio fuerte y elstico. Ideal para la industria del pan hecho a mano y como mejorador de trigos suaves. Algunas variedades son: Arivechi, Esmeralda, Vavicora, Culiacn, Glenson Nacozari, Guamuchil, pata, Ppago, Seri y Tepoca. Grupo 3 - Suave: Trigo de gluten suave y extensible. Ideal para la industria de la galleta y tortilla. Algunas variedades son: Salamanca, Cucurpe, Tonichi, Zaragoza, Saturno y Verano.

Grupo 4 - Tenaz: Trigo de gluten tenaz y corto. Ideal para la industria pastelera, de la galleta y dona. Algunas variedades son: Carrizo, Bacanora, Ciano, Cumpas, Mochis y Ures. Grupo 5 - Cristalino: Trigo de gluten tenaz y corto. Ideal para la industria de las pastas y macarrones. Algunas variedades son: Altar, Aconchi, Yvaros y Mexicali. Trigos Estadounidenses Hard Red Winter HRW (Duro Rojo de Invierno): Trigo alto en protena y de gluten fuerte. Ideal para pan con levadura y panecillos. Proviene principalmente de Colorado, Kansas, Montana, Nebraska, Oklahoma, Dakota del Sur, California y Texas. Hard Red Spring HRS (Duro Rojo de Primavera): Trigo muy alto en protena. Ideal para pan con levadura y panecillos. Proviene principalmente de Montana, Dakota del Sur, Dakota del Norte y Minnesota. Soft Red Winter SRW (Suave Rojo de Invierno): Trigo ideal para pan sin levadura, pasteles y galletas. Proviene principalmente de Missouri, Illinois, Indiana, Ohio, Kentucky, Arkansas, Louisiana, Mississippi, Alabama, Georgia, Carolina del Sur, Carolina del Norte y Wisconsin. Durum: Trigo duro semolero ideal para su uso en pastas. Proviene principalmente de Dakota del Norte, Montana, California y Arizona. Hard White HW (Duro Blanco): Trigo ideal para pan con levadura, panecillos y tallarines. Proviene principalmente de California, Idaho y Montana. Soft White SW (Suave Blanco): Trigo ideal para pan sin levadura, pasteles, galletas y tallarines. Proviene principalmente de Michigan, Idaho, Oregn y Washington. Trigos Canadienses Los trigos canadienses principalmente provienen de Alberta, Manitoba y Saskatchewan. Canad Western Red Spring (CWRS): Trigo de gluten fuerte. Ideal para la industria mecanizada de la panificacin y como mejorador de trigos suaves. Canad Western Amber Durum (CWAD): Trigo de gluten fuerte y elstico. Ideal para pastas. Canad Prairie Spring Red (CPSR): Trigo de contenido protenico medio. Ideal para la industria del pan hecho a mano y para galletas. Canad Western Extra Strong (CWES): Trigo de gluten fuerte. Ideal para harinas mezcladas, para panes de trigo entero y bollos. Canad Prairie Spring White (CPSW): Trigo de contenido protenico medio-bajo. Ideal para la industria del pan hecho a mano y pastas orientales.

Canad Western Soft White Spring (CWSWS): Trigo de contenido protenico bajo. Ideal para galletas, pastas y bizcochos. Canad Western Red Winter (CWRW): Trigo de contenido protenico medio-bajo y de gluten de suave. Ideal para la industria de la galleta. Canad Western Hard White (CWHW): Trigo blanco de contenido protenico medioalto. Ideal para panificacin, tallarines, panes planos y tortillas de harina.Variedades de trigos mexicanos: TRIGO ACONCHI C 89 Grano: Largo, color mbar. Gluten: Cristalino - Tenaz. Uso industrial: Contiene 13.1 % de protena, gluten tenaz, es recomendada para la elaboracin de pastas y macarrones. TRIGO ALTAR C 84 Grano: Color mbar y textura dura. Gluten: Cristalino. Uso industrial: Rinde 70 % de harina con 10.5 % de protena, excelente para la molienda y regular para la panificacin. TRIGO ANAHUAC F 75 Grano: Color rojo y textura dura. Gluten: Fuerte. Uso industrial: Rinde 73 % de harina con 10.5 % de protena, excelente para la molienda y muy bueno para la panificacin. TRIGO ANGOSTURA F 88 Grano: Color mbar y forma elptica. Gluten: Fuerte. Uso industrial: Rinde 68 % de harina con 10.7 % de protena, apto para la panificacin mecanizada. TRIGO ARANDAS F 90 Grano: Ovalado, mediano, color rojo. Gluten: Fuerte. Uso industrial: Rinde 67.9 % de harina con 10.6 % de protena, apto para panificacin mecanizada o para mezclas especiales. TRIGO ARIVECHI M 92 Grano: Color rojo, corto, ovalado.

Gluten: Medio Tenaz. Uso industrial: Rinde 66.7 % de harina con 11.0 % de protena, adecuado para la elaboracin de pan hecho a mano. TRIGO BAVIACORA M 92 Grano: Color rojo, semiduro y ovalado. Gluten: Vara de medio tenaz a fuerte. Uso industrial: Rinde 72.7 % de harina con 10.1 % de protena, apto para panificacin mecanizada. TRIGO CARRIZO T 89 Grano: Color rojo y forma elptica. Gluten: Tenaz. Uso industrial: Rinde 62.7 % de harina con 10.2 % de protena, apto para panificacin mecanizada. TRIGO CHOIX M 95 Grano: Rojo mbar, tamao medio Gluten: Medio Fuerte. Uso industrial: Rinde 71.0 % de harina con 11.0 % de protena, apto para la elaboracin de pan hecho a mano. TRIGO CORTAZAR S 94 Grano: Rojo plido, ovoide. Gluten: Suave. Uso industrial: Excelente para la molienda y la panificacin. TRIGO CUCURPE S-86 Grano: Gluten : Color mbar, ovado y suave. Dbil. Rinde 70.0 % de harina con 10.4 % de protena, se prefiere en la elaboracin de galletas y repostera.

Uso industrial: TRIGO DELICIAS F 81

Grano: Suave, color crema-rojo plido Gluten: Fuerte. Uso industrial: molinera. Rinde 75.0 % de harina con 10.1 % de protena, excelente para la panificacin y mediana a excelente en aptitud

TRIGO DELICIAS S 73 Grano: Mediano, color mbar.

Gluten: Suave. Uso industrial: Rinde 65.5 % de harina con 10.7 % de protena, excelente para la molienda. TRIGO ENEIDA F 94 Grano: Blanco, ovoide. Gluten: Fuerte. Uso industrial: Excelente para la molienda y la panificacin. TRIGO GALVEZ M 87 Grano: Ovoide, blanco y suave. Gluten: Semiduro. Uso industrial: Rinde 70.0 % de harina con 9.7 % de protena, excelente para la panificacin y galletera. TRIGO GUAMUCHIL M 92 Grano: Color mbar y rojo. Gluten: Tipo medio balanceado. Uso industrial: 77.0 % de harina y 13.0 % de protena, apto para produccin semimecanizada de pan y mejorador de trigos suaves.

Captulo II COMPOSICIN QUMICA DE LOS CEREALES El grano maduro de los cereales corrientes est formado por: hidratos de carbono, compuestos nitrogenados (principalmente protenas, lpidos (grasas), sustancias minerales y agua junto con pequeas cantidades de vitaminas, enzimas y otras sustancias, algunas de las cuales son nutrientes importantes de la dieta humana. Los hidratos de carbono con, cuantitativamente, los componentes ms importantes, constituyendo el 77-87% de la materia seca total. Los hidratos de carbono presentes incluyen: almidn (que predomina), celulosa, hemicelulosa, pentosanas,, dextrinas y azcares. Sin embargo en los anlisis aproximados, es costumbre dividir los hidratos de carbono en dos partes: la fibra cruda que se evala como la porcin como la porcin de los hidratos de carbono (ms lignina) insoluble en cidos diluidos y en lcalis bajo determinadas condiciones, y los hidratos de carbono solubles que se calcula como lo que queda despus de descontar la fibra cruda, los compuestos nitrogenados, lpidos y sustancias minerales. Ni la fibra cruda ni los hidratos de carbono solubles son especies qumicas puras; sin embargo la cifra de fibra cruda es importante porque algunos reglamentos, como en la NOM 247 apartado 8.1o.1 donde detalla que en la etiqueta se deben marcar la declaracin nutrimental. La parte del producto que queda sin digerir en el tubo digestivo se califica como fibra no digerible. Comprende celulosa, polisacridos no celulsicos (gomas, mucilago, sustancias pcticas, hemicelulosas) y tambin lignina, un polmero aromtico no hidrocarbonado. La cifra de fibra no digerible es siempre mayor que la fibra cruda, ya que una parte de los componentes de la fibra no digerible se degrada durante la valoracin de la fibra cruda; sin embargo, la relacin es constante. En la tabla 2.1 se expresan los valores representativos de la composicin aproximada de los granos de cereal segn 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 qumico: cuanto ms difieren los tipos representados en la serie, mayor es la dispersin de los resultados. Por tanto, los nmeros nicos, tales como los de la Tabla 2.1, son de valor limitado, y la intensin de representarlos es nicamente la de revelar las diferencias ms importantes entre los cereales. Las caripsides con cscara de avena, cebada, arroz (vestido) y la mayor parte de los mijos, tienen un contenido de fibra cruda 2-5veces superior a las de trigo, centeno, sorgo y maz, que son caripsides desnudas. El contenido proteico del arroz y de algunos mijos, es inferior a la de los dems cereales. La eliminacin de la cascarilla de avena y arroz en su acondicionamiento, aumenta el contenido proteico del producto; el arroz descascarillado (moreno) es todava compartivamente bajo en riqueza proteica, pero la avena descascarillada (smola) iguala o supera al trigo en riqueza proteica. La avena, maz y algunos mijos, son relativamente ricos en lpidos y la smola de avena es particularmente nutritiva por su contenido lipdico. El contenido de sustancias minerales es superior en la cebada, arroz (vestido), avena y la mayora de los mijos, que en el trigo, centeno, maz y sorgo; esto es una consecuencia mas de la presencia de la cascara que rodea los granos del primer grupo de cereales, la cual es rica en minerales (ver Tablas 12 y 23).

Cuando se comparan cereales en la misma condicin morfolgica, por ejemplo, despus de descascarar los granos que tienen cascara, las diferencias en el contenido mineral se reducen fuertemente. Tabla 2.1 composicin qumica de los cereales

EFECTO DEL ACONDICIONAMIENTO EN LA COMPOSICIN QUMICA DE LOS PRODUCTOS DE CEREALES El tratamiento de los cereales para la obtencin de alimentos, pueden redundar en la alteracin de la composicin qumica de varias formas: 1. Durante los tratamientos pueden separase partes del grano que se eliminan del producto, o sea, que el producto puede estar constituido solamente por una fraccin del grano. 2. Los diferentes nutrientes pueden estar repartidos irregularmente por las diferentes partes del grano, de forma que algunos se pierden con ms facilidad, o se concentran en los productos cuando se hace una separacin (como en 1). 3. Los tratamientos durante el acondicionamiento* pueden acarrear alteraciones en los propios nutrientes: pueden ser cambios qumicos, como por ejemplo: inactivacin de enzimas por un tratamiento con vapor de agua, o hidrlisis de los polisacridos como ocurre en la germinacin, por ejemplo, la traslacin de vitaminas durante el sancochado del arroz.*Es un paso en la produccin de harina

Distribucin de nutrientes en el grano Se han estudiado la distribucin de nutrientes en los granos de cereal por dos procedimientos: (1) analizando las fracciones resultantes de la molturacin; (2) analizando las partes disecadas morfolgicamente del grano.

Por regla general, las diferentes fracciones de la molienda no se corresponde exactamente con partes del grano diferenciadas morfolgicamente; por tanto, el anlisis de dichas fracciones solamente dan una indicacin del camino seguido por cualquier nutriente en cada etapa del proceso. Con anlisis de las partes del grano disecadas morfolgicamente, se consigue un cuadro ms completo de la distribucin de nutrientes; de esta forma se pueden prever los efectos de la molturacin o de los tratamientos en los que se separan o desechan parte del grano. Trigo. El almidn est presente nicamente en el endospermo, la fibra cruda est reducida, casi exclusivamente al salvado y la protena se encuentra por todo el grano. Aproximadamente la mitad de los lpidos totales se encuentran en el endospermo, la quinta parte en el germen y el resto en el salvado, pero la aleurona es ms rica que el pericarpio y testa. Ms de la mitad de las sustancias minerales totales estn presentes en el pericarpio, testa y aleurona. La Tabla 2.3 resume el cuadro descrito en este prrafo. Tabla 2.2 Composicin qumica de las partes anatmicas del grano de trigo

Contribucin de la cscara. En el arroz la cscara, que supone el 20% del peso del grano, contiene el 8% de salvado y el 2% de germen. La cscara de avena (20% en peso) y de arroz (20% en peso) Tabla 2.3 Fracciones de varios cereales separados por la molienda

CONTRIBUYENTES QUMICOS Hidratos de carbono

El almidn es e hidrato de carbono ms importante de todos los cereales, constituyendo aproximadamente el 64% de la materia seca del grano completo de trigo y un 70% de su endospermo. Un 73% del peso seco del maz es de almidn un 62% del de mijo. El grano de almidn est formado por dos componentes principales: amilosa un polmero esencialmente lineal de -(14) glucosa; y amilopectina, una estructura ramificada al azar de cadenas -(14) glucosa unidas por ramificaciones -(16) (constituyendo estas ltimas un 4% de los enlaces entre unidades). La cantidad de amilosa en al almidn de los genotipos corrientes del cereal es de 2527%. En las variedades llamadas de cebada, arroz, maz y sorgo, el almidn est formado casi exclusivamente por amilopectina, y se conocen otros genotipos que contienen almidn con altos niveles de amilosa (por ejemplo, cebada de alta amilosa con 40% y maz de alta amilosa con 50-80%). Las propiedades del almidn y sus componentes dependen notablemente del genotipo. El grano de almidn es insoluble en agua fra. Cuando se calienta con agua, la absorbe, se hincha y se revienta; este fenmeno se llama gelificacin. Durante la molturacin se puede lesionar mecnicamente a los granos de almidn, el almidn alterado juega un papel muy importante en el proceso de coccin. 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 . La celulosa es un polmero de glucosa con la misma frmula emprica que el almidn, pero est basada en la unin mucho ms estable. El contenido en fibra cruda del grano completo de trigo es de un 2%, en el endospermo esta en un 0,1%, y en el salvado en 9-13,5% segn el grado de extraccin. Pentosanas. Un 75% de la pared de las clulas del endospermo de trigo, esta formado por pentosanas, principalmente al estado de arabinoxilana (Mares y Stone, 1973). Las pentosanas son polmeros de azucares pentosas, tales como arabinosa o xilosa. La harina de centeno contiene 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 solucin viscosa Azucares. La riqueza de los granos de cereal en azcar libre es de 1-3%. Los oligosacaridos de la harina de trigo y de centeno son: maltotriosa, tetrosa y pentosa, que dan glucosa por hidrlisis. Tambin estn presentes en la harina las dextrinas, compuestos intermedios entre el almidn y el azcar. El contenido en azucares del embrin de trigo y de centeno, oscila entre 16 y 23 % y el de maz es de 11%. Los azucares son de importancia considerable en el malteado de la cebada. Un tipo de sorgo dulce es pobre en almidn (31,5%) pero contiene 28,5% de un polisacrido hidrosoluble que se parece al phytoglycogeno del maz dulce. Protenas En su estructura primaria, las molculas de protena estn formadas por cadenas de aminocidos unidos entre s por enlaces peptdicos entre el grupo carboxilo (COOH) de un aminocido y el grupo -amino (NH2) del siguiente.

En las protenas de los cereales se encuentran unos 18 aminocidos diferentes. Las proporciones en las que se encuentran y su orden en las cadenas, determinan las propiedades de cada protena. La cadena principal peptdica o columna vertebral de la molcula proteica puede unirse a molculas adyacentes por enlaces disulfuro de restos de cistina (estructura secundaria). Las cadenas peptdicas pueden estar enrolladas en espiral con enlaces que sobresalen (conformacin terciaria o alfa-hlice de la cadena principal). La unin terciaria confiere elasticidad. La estructura terciaria de las protenas es determinada por diferentes tipos de enlaces. En la mayora de los casos, los enlaces individuales son relativamente dbiles, pero la gran cantidad de ellos, crea la resistencia en conjunto. Dos ejemplos de estos enlaces son: los inicos (formacin de sales entre los grupos acido y bsico), y los puentes de hidrogeno que estn muy generalizados, con cadenas laterales conteniendo oxigeno sin carga, nitrgeno e hidrogeno. Otro tipo de enlace es enlace hidrfobo (dos cadenas laterales hidrfobas se asocian estrechamente entre s), constituyendo un enlace relativamente fuerte en virtud de fuerzas de Van der Waal y otras. Cuando se coloca en solucin una protena, se activa una serie de fuerzas. Por ejemplo: las cargas positivas repelen otras cargas positivas y atraen a cargas negativas. Los grupos hidrfilos se asocian, as como los hidrfobos y cada cual repele a los del otro tipo. Toda esta actividad determina la estructura terciaria de la protena. Clasificacin de las protenas. Osborne (1907) clasifico las protenas del trigo en cuatro categoras, atendiendo a sus caractersticas de solubilidad. Se puede hacer una clasificacin semejante de las protenas de todos los cereales, como aparece en la Tabla 2.4, la cual establece los mrgenes de los valores de las fracciones de protenas. Albminas: son protenas solubles en agua. Su solubilidad no es afectada por concentraciones salinas razonables. Adems estas protenas son coagulables por calor. Ejemplo tpico de esta protena es la clara de huevo (Fig. 2.1). Globulinas: son protenas insolubles en agua pura, pero son solubles en disoluciones diluidas e insolubles a altas concentraciones salinas. Prolaminas: son protenas solubles en alcohol etlico al 70%. Glutelinas: son protenas solubles en cidos o bases diluidos. Tabla 2.4

Figura 2.1 Tambin hay protenas que no parecen ajustarse a ninguno de los cuatro grupos. El trigo, cebada y centeno contienen glicoprotenas solubles en agua y no coagulables al calor. El maz, sorgo y arroz tienen protenas no solubilizadas por los cidos o bases diluidos. Variacin del contenido proteico La composicin qumica de los granos de los cereales, como la de todos los materiales biolgicos, es muy variable. La variacin de la composicin es muy patente en el contenido proteico. El trigo oscila desde el 6% hasta ms de 27% de protena, aunque la mayora de las variedades comerciales esta entre 8 y 16% de protena. Esta diversidad es producto, tanto de efectos ambientales como genticos. La protena se sintetiza durante el periodo de fructificacin de la planta. La sntesis del almidn, en cambio, comienza ms tarde, durante la fructificacin y se acelera al aproximarse la maduracin. As, cuando las condiciones en la ltima etapa de fructificacin, son buenas (con humedad adecuada y nutrientes), el rendimiento en almidn ser bueno y alto el rendimiento del grano, pero el contenido proteico ser bajo. Po lo tanto, es de importancia la disponibilidad de nitrgeno todo durante el periodo de cultivo. El exceso de nitrgeno al comienzo del ciclo de cultivo, produce aumento en el rendimiento, mientras el exceso de nitrgeno posterior (despues de la floracin), conduce a aumentar la riqueza proteica. Protenas del trigo Entre las harinas de cereales, solamente la de trigo tiene la habilidad de formar masa fuerte, cohesiva, capaz de retener gas y rendir por coccin un producto esponjoso. Se atribuye fundamentalmente a las protenas del trigo, y ms concretamente a las protenas del gluten. El complejo gluten, esta compuesto por dos grupos principales de protenas: gliadina (prolamina) y glutenina (glutelina). Los dos grupos proteicos, se pueden separar convenientemente solubilzando el gluten en cido diluido, aadiendo alcohol etlico hasta que la solucin tenga 70% de alcohol y aadiendo luego la base suficiente para neutralizar el cido. Por reposo durante toda la noche a 4C, se precipitan as gluteninas, dejando disueltas las gliadinas.

Las protenas del gluten resultan muy eficaces para unirse a los lpidos. La harina de trigo contiene un 0.8% de lpidos extrables con ter de petrleo. Sin embargo una vez mojada y amasada la harina, de la masa lifilizada solo se puede extraer el 0,3%. El gluten tambin se une a los lpidos, se interpreta como evidencia de la capacidad de la protna para interactuar en el enlace hidrfobo. Protenas de otros cereales Las protenas de otros granos de cereal, no tienen la propiedad de formar masa. El centeno y triticale, se acercan ms que los otros, pero la masa es dbil. En otros pases se utilizan granos bastos (maz, sorgo y mijo perlado), para conseguir productos de tipo panificacin, tales como la tortilla en Amrica latina o el roti de la india. La masa producida es muy diferente de la masa de trigo. La fuerza de cohesin ms importante, parece ser la tensin superficial del agua, ms que por las protenas del cereal. Maz Las protenas del maz se localizan en el endospermo en forma de cuerpos proteicos discretos, y una matriz proteica.los cuerpos proteicos estn compuestos de fundamentalmente por una prolamina llamada zena. Sorgo Las protenas del sorgo son similares a las del maz. La prolamina del sorgo, kafirina, se parece a la zena en la composicin de aminocidos, y la composicin total de aminocidos del sorgo y del maz son muy similares. Mijo El mijo perlado, como el sorgo y el maz son granos bastos y los tres tienen aspectos muy similares. Avena La avena es nica entre los cereales porque el equilibrio de sus aminocidos es muy bueno sede el punto de vista de la nutricin. Adems, el contenido proteico de las smolas es, en general, muy superior al que se encuentra en otros cereales. Las prolaminas de la avena se llaman aveninas. Lpidos El contenido lipdico del trigo, cebada, centeno, triticale, arroz y los mijos , y es de 1-3%, el de sorgo 3-4%, el de maz, avena completa y los mijos , , y es de 4-6%. Como la cascara de la avena contiene cantidades despreciables de lpidos, la riqueza lipdica de la semilla de avena es todava mayor, del orden del 5-10%, en promedio 7%. En el trigo, el germen tiene 6-11% de lpidos, el salvado 3-5% y el endospermo 0,8-1,5%. En el maz, el germen es todava ms rico en lpidos, contiene 35%, pero el salvado es ms pobre, tiene un 1%. cidos grasos. Los lpidos de los cereales son glicridos de cidos grasos. Los cidos grasos saturados constituyen el 11-26% del total, los no saturados 72-85%. El arroz y la avena son particularmente ricos en cido oleico, el centeno en linoleico, la cebada de seis carreras en linolnico. Fosfolpidos. Los cereales tambin contienen fosfolpidos. Ejemplo de ellos es la lecitina, compuesta por una molcula de glicerol combinada con dos de cido graso y una de cido fosfrico, el cual a su vez, sta unido a la colina. La grasa de los cereales

contiene hasta el 4% de fosfolpidos. Se han encontrado lpidos hasta el 4% de fosfolpidos. Se han encontrado lpidos conteniendo azucares en el aceite de endospermo de trigo. Alteraciones de los lpidos. Los lpidos en los productos molturados de los cereales, estn expuestos a sufrir dos tipos de alteracin: hidrlisis por accin de la lipasa (enzima que est presente en el grano); y oxidacin, que se puede producir enzimticamente por accin de la lipoxidasa, o enzimticamente por la presencia de oxigeno. Normalmente, las enzimas y los lpidos no estn en contacto en el grano intacto; en la avena, la lipasa se localiza en el pericarpio, en el arroz, principalmente en la testa. En cambio, los lpidos estn en la capa de aleurona, en el germen y en el endospermo. No obstante, si se lesiona el germen y la fragmentacin que se produce al moler pueden poner en contacto la enzima y el lipido, provocando la alteracin. Los productos de la hidrlisis de los lpidos son: glicerol y cidos grasos; los granos y enteros normalmente tienen cantidades pequeas de cidos libres (por ejemplo, 4-10% de los lpidos en la semilla de avena), pero cantidades mayores debidas a lesiones y al deterioro, dan lugar a sabores desagradables. Los productos de la oxidacin lipdica producen el olor y sabor a rancio. Separacin del germen. Al fabricar la harina blanca hay que separar el germen del endospermo para mejorar la capacidad de conservacin. La separacin del germen de maz, que tiene mayor riqueza de lpidos que el germen de trigo, es igualmente importante en la preparacin de smolas y harinas de maz. La separacin del germen en la molturacin del sorgo y la extraccin de lpidos en el tratamiento del arroz son tambin importantes. Sustancias minerales Un 95% de las sustancias minerales de los cereales con caripsides desnudas (a saber: trigo, sorgo, centeno, maz y algunos mijos) y las de las semillas de avena, cebada, arroz y los mijos vestidos, est formado por fosfatos y sulfatos de potasio magnesio y calcio. El fosfato potsico probablemente esta presente en el trigo en forma de PO4H2K y PO4HK2. Parte del fosforo se encuentra al estado de acido ftico. Son importantes algunos elementos menores como el hierro, manganeso y zinc, que estn como el hierro, manganeso y zinc, que estn presentes en cantidades de 1-5 mg/100 g, y el cobre 0,5 mg/100 g. Adems de estos, se encuentra otro gran nmero de elementos en cantidad de vestigios. El contenido de sustancias minerales en la cscara de la cebada, avena y arroz es superior al de las semillas; y la ceniza es particularmente rica en silicio. Vitaminas Complejo B Las variaciones de uno a otro cereal, son notablemente pequeas, excepto por la niacina (cido nicotnico), cuya concentracin en la cebada, trigo, sorgo y arroz es relativamente muy superior a la de la avena, centeno, maz y los mijos.

Distribucin de la vitamina B en el grano. Las principales vitaminas del grupo B tiamina (B1), niacina, riboflavina (B2), cido pantotnico (B3) y piridoxina (B6) estn distribuidas por todo el grano sin uniformidad. Hinton y sus asociados se ocuparon de los detalles de la distribucin valorando el contenido en vitaminas de partes disecadas morfolgicamente de trigo, maz y arroz. La tiamina B1 se concentra en el escutelo y la niacina en la capa de aleurona. La riboflavina y el cido pantotnico estn distribuidos con ms uniformidad. La piridoxina se concentra en la aleurona y en el germen y muy poco en el endospermo. La distribucin de niacina en el arroz y en el arroz se parece a la del trigo. Un 80% de la niacina del salvado de maz es inasequible biolgicamente, ya que se encuentra al estado de niacitina, un complejo mitad polisacrido mitad polipptido, 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. Vitamina E y tocoferoles. El trigo contiene los tocoferoles ; ; y . La riqueza total de tocoferoles es de 2,0-3,4 mg/100 g. Tambin estn presentes ; - y tocotrienoles. La actividad biolgica de vitamina e de los tocoferoles ; - y - son 30, 7,5 y 40% respectivamente de la tocoferol. Los contenidos totales de tocoferol en el germen, salvado y harina de trigo de 80% de extraccin son de 30, 6 y 1,6 mg/100 g respectivamente (Moran, 1959); el tocoferol predomina en el germen, el -tocoferol en el salvado y endospermo, dando -equivalentes de 65%, 20% y 35% respectivamente para los tocoferoles totales del germen, salvado y harina de 80% de extraccin. Para otros granos de cereal se han citado las siguientes cantidades de contenido total de tocoferol (en mg/100 g): cebada 075-09, avena 06-13, centeno 18, arroz 02-06, maz 4451 (la mayor parte como -tocoferol, mijo 175 (la mayor parte como -tocoferol).

Captulo III ALMACENAMIENTO DE LOS CEREALES Por lo general, los cereales son sometidos a almacenamiento durante periodos de tiempos relativamente largos. Se suelen cosechar con contenidos de humedad relativamente bajos, y cuando se almacenan protegidos de las inclemencias meteorolgicas y evitando insectos y roedores, se pueden conservar fcilmente durante varios aos. Bajo condiciones ideales de almacenamiento (baja temperatura, atmsfera inerte, etc.) el periodo de seguridad para la conservacin, se puede medir en decenios. A travs de la historia, los cereales han proporcionado a los humanos un remanente contra la prdida de cosechas y el hambre. En comparacin con alimentos como productos lcteos, carnes y hortalizas frescas, los cereales son relativamente fciles de almacenar. Sin embargo, pueden estropearse, si las condiciones de almacenamiento no son apropiadas. En el pasado, e incluso hoy en algunas partes, estas prdidas en los graneros, han dado lugar a hambre. Sistemas bsicos de Almacenamiento El grano se cosecha, generalmente, una vez y en algunas zonas tropicales, dos veces al ao. No obstante se consume durante todo el ao. Por lo tanto, ha de ser almacenado prcticamente todo el grano. El almacenamiento puede variar, desde el sencillo vertido del grano sobre el suelo o sobre las calles, hasta el almacenamiento sobre grandes estructuras de cemento equipadas de forma que se puede bascular una vagoneta para vaciarla en cuestin de minutos. Generalmente, se apila el grano sobre el suelo, solamente durante la temporada de recoleccin, cuando el equipo de transporte queda escaso. De hecho, este sistema de almacenamiento no es tan malo como parece. Un montn de grano, elimina agua muy bien, y solamente se estropea, a corto plazo, la capa superior de una pulgada o de dos. Por supuesto, al aumentar el tiempo de almacenamiento, las prdidas aumentan, al ir aceptando el grano agua de las lluvias y quedar tambin expuesto a los pjaros, insectos y roedores. Las sociedades primitivas solan almacenar bajo tierra el excedente de su grano. Esta prctica contina hoy da en algunas regiones del globo. El almacenamiento subterrneo ofrece varias ventajas. Por ejemplo: Protege el grano, de las variaciones diarias y estacionales de temperatura, la construccin es relativamente sencilla; protege al cereal de insectos y hongos a causa del bajo contenido de oxgeno y alto valor de CO2 en el aire que queda entre las semillas. Por supuesto, el lugar para hacer el subterrneo debe ser elegido para que tenga ambiente seco. El paso siguiente de mejora de almacenamiento son los sacos. El grano ensacado se puede conservar en casi cualquier albergue que proteja los sacos de las inclemencias del tiempo y de los predadores. Los sacos se pueden manejar sin equipo. Sin embargo, son relativamente caros y el manejo es costoso, a no ser que la mano de obra sea muy barata. El almacenamiento a granel en depsitos es el sistema ms generalizado hoy da. El tamao del depsito puede variar desde unos pocos centenares de para el almacenamiento de una granja, hasta decenas de miles de para el silo del

terminal de un elevador. Los silos de granja, se suelen construir de madera o de acero, y prcticamente todos los terminales ms grandes actuales, se construyen de hormign.

Cuando se vierte el grano a un depsito. Forma un ngulo con la horizontal que se llama ngulo al reposo (Fig.1). El ngulo que forman la mayora de los granos es de unos 27. El grano hmedo o el grano muy pequeo producen pendientes ligeramente ms planas. La tolva de descarga en la parte inferior del silo, debe tener forma cnica con pendiente mayor que la del ngulo de reposo, pues si no, no fluir el grano. Los depsitos ms pequeos necesitan pendientes mayores a causa de la mayor friccin sobre los lados de la tolva. La presin que ejerce el grano, sobre el fondo del depsito, no es proporcional a la altura del grano. Como gran parte del peso del grano es soportada por las paredes del recipiente, el grano sigue la ley de los semifluidos ms bien que la de los fluidos. Cada grano descansa sobre varios granos que estn bajo l, de forma que el peso se distribuye lateralmente hasta llegar a la pared. La presin lateral que ejerce el grano sobre las paredes del recipiente es un 30-60% de la presin vertical, y la presin aumenta muy poco pasada la profundidad de tres veces el dimetro del depsito. Durante el almacenamiento, el grano se sedimenta o encaja. El grano ligero, como la avena, puede encajarse hasta un 28%. Otros granos ms pesados, se encajarn muy ligeramente. Cuando se vierte grano a un silo, el grano ms pesado cae ms rpidamente y ms derecho. Las partculas ms ligeras como las glumas, se acumulan hacia las paredes. Sin embargo, cuando la corriente de granos tropieza con otros granos, las partculas ms pequeas quedan atrapadas entre los granos ms grandes. Esas partculas que son semillas de cizaa, granos rotos o partculas grandes de polvo, quedan en el centro del montn, donde el chorro que entra golpea el montn del grano. Los granos no deteriorados resbalan por la pendiente (ngulo de reposo). Como el espacio entre los granos puede llegar a 30% del volumen del montn, puede haber 30% de en la zona de entrada del grano. Esto se llama zona del chorro (spoutline). Al abrir el silo, fluye primero la columna de grano que est directamente encima de la

abertura. La columna se ensancha al ir alejndose de la abertura, producindose un cono invertido. El grano del centro fluye con ms rapidez, lo que se refleja por una depresin en forma de cono en la superficie. El grano de la superficie fluye a la depresin y desciende hacia la descarga. Humedad, factor primordial para el almacenamiento fiable La humedad tiene tambin la mayor importancia para el almacenamiento seguro del grano. Los microorganismos, particularmente ciertas especies de hongos, son causa importante del deterioro del grano. Tres factores fundamentales controlan la velocidad de crecimiento de hongos en los cereales. Estos son: humedad, tiempo y temperatura. De los tres, la humedad es el ms importante. Con bajos contenidos de humedad, no prosperaran los hongos, pero con un 14% o poco ms, empieza el desarrollo fngico. Entre 14 y 20% un pequeo aumento del nivel de humedad, hace variar grandemente la velocidad de crecimiento fngico, y tambin hace variar las especies que se desarrollarn. Por esto, si se van a almacenar cereales durante algn tiempo, es importante conocer la cantidad de humedad de cualquier porcin del grano almacenado. La masa de grano en un silo, aparentemente es uniforme. Se podra admitir con facilidad que el contenido de humedad es tambin uniforme en todo el depsito. De hecho esto ocurre pocas veces, si alguna. El grano que ingresa procedente de un solo campo, puede variar muy ampliamente en el contenido de humedad por motivos de diferencias en el suelo o en el estado de madurez del grano. Dentro de una misma espiga, la humedad puede variar, y de hecho vara de grano a grano. S se obtiene el grano de fuentes diferentes, la humedad variar con toda seguridad. Podra esperarse que, con tiempo suficiente, todo el conjunto del grano, llegara a alcanzar el equilibrio. En realidad, esto ocurrira si se almacenase el grano bajo condiciones estables y en la prctica esto no ocurre, como se aprecia en la Fig. 2. Si una zona tiene alto contenido de humedad, los microorganismos crecern en ese punto. Con el crecimiento de los organismos, se produce a la vez humedad y calor como resultado de su metabolismo, lo cual conducir a aumentar el dao. La humedad en el grano se mantiene en equilibrio con el aire que lo rodea. Este contenido de humedad de equilibrio (EMC por Equilibrium Moisture Content), se define como: el contenido de humedad en equilibrio con la atmosfera de cierta humedad relativa. Diferentes partidas de grano, incluso del mismo tipo, pueden tener diferentes humedades de equilibrio aunque estn todos en equilibrio con la humedad relativa del aire que queda interpuesto (Fig. 3). Adems, los granos de la misma partida, entre aire de la misma humedad relativa, pueden tener diferentes contenidos de humedad, segn que el grano est aumentando o perdiendo humedad. Este fenmeno, que se llama histresis, se representa en la Fig. 4. No se conoce la razn exacta del fenmeno de la histresis, pero se acepta como normal en los granos de cereal. La humedad conveniente para la conservacin fiable de los granos, depende de casi por completo de las propiedades higroscpicas del grano. Durante el almacenamiento, la humedad del grano y la humedad del ambiente llegan a equilibrarse. Uno de los factores ms perjudiciales, para el almacenamiento del grano es el desarrollo de mohos. Generalmente, no se desarrollarn hongos sobre el grano que est en equilibrio con aire de menos de un70% de humedad relativa. Generalmente se acepta que los niveles

mximos para el almacenamiento fiable de los principales granos son: maz, 13%; trigo, 14%; cebada, 13%; avena, 13%; sorgo, 13% y arroz, 12-13%. Como todas las reglas generales, esta no siempre es cierta; la humedad mxima depender de la temperatura uniformidad de la humedad en la masa y en otros factores.

Desecacin de los cereales Desde las civilizaciones ms primitivas, se ha utilizado la desecacin para conservar los alimentos. Los cereales se desecan tambin por el mismo motivo; sin embargo, como el grano se suele cosechar en estado seco, no nos parece lo mismo. En aos pasados, se dejaban permanecer sobre el campo las cosechas de grano como el maz o el sorgo hasta que secaran. Las cosechas de trigo, avena y centeno, se segaban, ataban y hacinaban dejndolas permanecer en el campo hasta que se secaran o hasta que se pudiera disponer de personal para la trilla. El advenimiento de las cosechadoras, o desgranadoras en el caso del maz, cambiaron de raz esta prctica.

Ante la imposibilidad de predecir el tiempo climtico, y como ste puede destruir la cosecha dejada sobre el campo, suele ser conveniente recolectar la cosecha tan pronto como sea posible. En aos , la mayor parte de los granos pequeos, se secan rpidamente en el campo y por ello, al ser mezclados, quedan con humedad conveniente para la conservacin. Pero en los aos de recoleccin hmeda, se ha de secar gran cantidad de grano pequeo. Hasta en aos normales se deseca la mayor parte del maz y del arroz. Actualmente estn en uso dos procedimientos bsicos de desecacin: de baja, o de alta temperatura. La desecacin a baja temperatura, utiliza aire que no se ha calentado por encima de las condiciones ambientales; se hace pasar a travs de la masa de grano, el aire con el calor que contiene. El sistema es eficiente en cuanto a energa se refiere, ya que solamente requiere la necesaria para vencer la resistencia de masa del grano. Pude tener tambin la ventaja de refrigerar el cereal, lo cual tiene su importancia para la conservacin fiable. Otra ventaja importante de la desecacin a temperatura ambiente, es que no se perjudica el grano por eleccin de la temperatura, lo que ocurre con cierta frecuencia en la desecacin a alta temperatura. La principal desventaja es que se necesita

un tiempo relativamente largo para reducir significativamente el contenido de humedad. Otra desventaja obvia, es que si el aire empleado tiene humedad relativamente alta, esto podra hacer que aumentase el contenido de humedad del grano. A causa de las ventajas econmicas, siempre que es posible, se utiliza la desecacin con aire ambiente (Fig. 5). Esto es usualmente, cuando la temperatura es suficientemente baja para que se pueda conservar con seguridad el grano hmedo, durante el periodo de tiempo necesario para que sea efectiva la desecacin a temperatura ambiente.

El proceso de desecacin se puede acelerar calentando el aire a temperaturas superiores. Se aumenta as la capacidad del aire para retener agua y acelera la eliminacin de gua del grano, aumentando la temperatura. La ventaja principal, por supuesto, es el ahorro de tiempo. La desventaja principal es el costo de energa necesaria para calentar el aire, y el perjuicio que se puede causar al grano por la elevacin de temperatura. Este perjuicio puede consistir en: agrietamientos por tensiones, se acenta el estado quebradizo y susceptibilidad a la fractura, cambia la densidad del conjunto, decoloracin y prdida del poder germinativo. Tambin se producen alteraciones menos obvias en el grano que va a ser procesado. A los molineros que practican la molturacin hmeda, no les gusta el maz desecado artificialmente, ya que la desecacin afecta a la facilidad de separacin del almidn y protena. Los molineros de maz dicen que el rendimiento de las smolas gruesas (su producto ms valioso), es materialmente inferior con el maz desecado. El trigo parece ser muy sensible al tratamiento trmico (Fig.6) y por lo tanto es muy difcil de secar econmicamente. Por motivo econmico, la tendencia es a secar el grano hasta el contenido de humedad de seguridad, lo ms rpidamente posible, es decir: tratando el mximo de bushels por hora. El grano mas corrientemente sometido a desecacin es el maz. La mayor parte del maz se destina a pienso, y como la alta temperatura no altera, aparentemente, su valor nutritivo, preocupa poco el posible perjuicio del maz por el calor.

La desecacin a baja temperatura se suele realizar en sistema de silo completo. El depsito de grano se deseca forzando aire a travs de la masa de grano. Una consideracin importante en este sistema de secado, es la resistencia del grano a la corriente de aire. En esta resistencia intervienen muchos factores, algunos de los cuales son del tamao, forma y caractersticas de la superficie del grano, la distribucin de tamaos del grano (que depende, en parte, del nmero de granos rotos) y la altura del grano depositado. La cada de presin por unidad de altura de grano, viene dada por la ecuacin:

P cQd

Donde P= cada de presin por unidad de altura, Q= masa de la corriente de aire por unidad de rea, y e y d son constantes dependientes del grano. En general, esta ecuacin nos dice que si se duplica la cantidad de aire, la presin aumenta unas tres veces, y si se duplica la altura del depsito, la potencia necesaria para mover el ventilador aumenta unas 11 veces. El calor mnimo necesario para secar el grano, es determinado por la cantidad de agua a eliminar y el calor latente de vaporizacin de esa agua. Otros factores importantes son: la cantidad de aire utilizado, su temperatura inicial, su calor especfico, la temperatura del grano a tratar, su calor especfico y la temperatura del grano a su salida. En la desecacin, la prdida de humedad (vaporizacin) se produce en la superficie del grano. Si se aplicase suficiente energa para vaporizar la humedad del interior del grano, ste se hinchara o reventara, condicin abiertamente indeseable. Tras un corto tiempo, la humedad de la superficie del grano a disminuido a un valor bajo, y la velocidad de desecacin desciende. La velocidad de desecacin depende entonces de la velocidad de difusin de la humedad hacia la superficie. A medida que progresa la desecacin, aumenta la distancia a la que ha de difundir la humedad y la velocidad de desecacin disminuye. Hay un procedimiento, que se basa en la forma como se seca el grano; se llama . En realidad es una combinacin de desecacin con aire caliente y enfriamiento por aireacin. Se calienta el grano durante una fase de desecacin a alta temperatura, se mantiene a alta temperatura para atemperar (dejar que se equilibre la humedad en el interior del grano), y luego enfriar y secar con aire sin calentar. En la Fig. 7 se muestra el proceso esquemticamente. En lo que se refiere a la desecacin, el arroz presenta numeroso problemas. El ms importante es que el arroz blanco no ha de presentar lesin, si quiere merecer un buen precio. El arroz, como la mayora de los cereales, es propenso a quebrarse, abrir fisuras o cuartearse, si se seca demasiado rpidamente. Para atenuar estos problemas, se deseca el arroz con aire calentado a menos de 65C. Generalmente, el tratamiento dura slo 1530 minutos, con lo que se elimina 2-3% de humedad. Se deja luego atemperar el grano durante 12-24 horas, para equilibrar la humedad dentro del grano y se pasa a otro cielo. Se contina el proceso hasta alcanzar en el grano la humedad de seguridad para conservacin de 12,5% o menos. Aunque este proceso es caro, por necesitar mltiple manejo del grano, es eficaz contra las fisuras y cuarteamiento. La desecacin del arroz en la granja se suele realizar siguiendo las tcnicas de silo, con aire a relativamente baja temperatura (