UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS CEREALES ACTIVIDAD 1.1 Dr. Iván Salmerón Ochoa Carla Campos Palma Sara Salas Morales 1.- ¿Porqué los cereales son los cultivos mas importantes para el mundo entero? Estos constituyen un producto básico en la alimentación de los diferentes pueblos, por sus características nutritivas, ya que son la principal fuente de energía para el organismo, influye también su costo moderado y su capacidad para provocar saciedad inmediata. 2.- ¿Cuáles son las características generales de las gramíneas? De manera tabular indique el nombre científico de cada cereal. Raíz: fibrosa y habitualmente superficial Tallo es una caña hueca o sólida (a veces rizomas (tallos subterráneos) o estolones (tallos rastreros). Erecto o rastrero (con raíces adventicias en los nudos) Hojas: Simples, estrechas, lineares o lanceoladas en forma de cinta, paralelinervias, sésiles y envainadas, vaina abierta con lígula y a veces con aurícula Inflorescencias: Espiguillas con una o varias flores sobre la raquilla en dos hileras y protegidas por glumas. Las espiguillas forman a su vea espigas compuestas llamadas panículas, que es el tipo de inflorescencia más común entre las gramíneas. Flores: Hermafroditas, pequeñas, con lemma y pálea cuyo conjunto forma el flósculo Androceo: Formado frecuentemente por tres estambres Gineceo: Ovario súpero, tricarpelar, unilocular y uniovulado Ovario: Acompañado de dos lodículos Fruto: Es una cariópside Semilla: Formada por embrión con plúmula y radícula, posee abundante endospermo. Cereal Maíz Trigo Arroz Avena Sorgo Mijo Cebada Centeno Titricale Nombre científico Zea mays Triticum aestivum Oriza sativa Avena sativa Sorghum bicolor Penisetum americanum Hordem distichen Secale cereale Triticale spq 3.- ¿Por qué se dice que el triticale es el único cereal hecho por a mano del hombre? ¿Por qué el desarrollo de esta planta no he llegado a impactar la agricultura mundial? El triticale es un cereal sintético ya que procede del cruzamiento entre trigo y centeno. Fue creado en laboratorio, a fines del s. XIX, y el interés del triticale consiste en la posibilidad de reunir en una misma especie las características favorables tanto del trigo como del centeno. No ha tenido gran impacto en la agricultura debido a que el ciclo de cultivo es bastante largo (similar al del trigo), siendo especialmente largo su periodo de maduración. Tiene notables ventajas ya que tolera la sequía, la helada y los problemas del suelo, puede ser cultivado en temporadas y lugares en los que no se producen bien otros cultivos, lo cual a veces lo convierte en la única fuente de alimento para los animales. En esas condiciones adversas, el triticale produce más biomasa (tallos y hojas) y también más grano que los cultivos que compiten con él. 4.- ¿Porque se considera a los cereales como productos no perecederos? ¿Qué implicación tiene eso en su uso y aprovechamiento? Desde el inicio que el hombre comenzó a utilizar los cereales como fuente de alimentación, éste se dio cuenta de que los granos podían ser recolectados y posteriormente tostados para aumentar su periodo de conservación una vez que fueran almacenados. En la actualidad, la mayor parte de la producción de cereal, , se destina al proceso de molturación para la obtención de harinas y derivados. También se emplea una pequeña parte en la alimentación de ganado, a sí, el hombre los ha consumido siempre bajo diferentes formas y preparaciones, partiendo de su harina y sometiéndoselos a cocción. 5.- Explique la diferencia entre plantas C3 y C4. Desde el punto de vista práctico, ¿Cuál se considera que va a impactar más en el futuro? ¿Por qué? La diferencia fundamental de las plantas C3 y C4 es en el primer subproducto que resulta en la fotosíntesis. En las plantas C4 el primer subproducto es un compuesto de 4 carbonos, llamado ácido oxalacético. La fotosíntesis se realiza en dos tipos de células distintas, el dióxido de carbono es fijado en las células del mesofilo y el piruvato que es el producto final en esta células, pasa a las células de la vaina foliar donde se realiza el ciclo Calvin-Benson propiamente. Las plantas de C4 no exhiben prácticamente ningún síntoma de saturación de luz, por lo cual pueden hacer mejor uso de las intensidades de luz altas. Además, crecen bien en condiciones de escasez de agua. Para fijar una molécula de O2 gastan 5 o 6,5 moléculas de ATP respectivamente y 2 de poder reductor. En las plantas C3 el primer subproducto es un compuesto de 3 carbonos llamado fosfoglicerato, la fijación de dióxido de carbono y el ciclo de Calvin-Benson ocurre en la misma célula y en un solo proceso; transpiran 500-700 g de agua por cada g de materia seca. La ruta metabólica C3 se encuentra en los organismos fotosintéticos como las cianobacterias, algas verdes y en la mayoría de las plantas vasculares. Creo que la que va a impactar mas en el futuro es la planta del tipo C4 ya que estas utilizan mecanismos de acumulación de CO2 que les permitan evitar perdida de agua dando como resultado plantas mas resistentes a condiciones de sequia. 6.- ¿Qué es la revolución verde y cuales son sus implicaciones en la producción mundial de cereales? Es el nombre con el que se conoce al importante incremento de la productividad agrícola. Gran parte de la producción mundial de alimentos de la actualidad se ha logrado gracias a este fenómeno ocurrido entre ntre 1940 y 1970. Ésta consistió en utilizar variedades mejoradas de maíz, trigo y otros granos, cultivando una sola especie en un terreno durante todo el año (monocultivo), y la aplicación de grandes cantidades de agua, fertilizantes y plaguicidas. Con estas variedades y procedimientos, la producción resultó ser de dos a cinco veces superior que con las técnicas y variedades tradicionales de cultivo. Fue iniciada por el agrónomo estadounidense Norman Borlaug con ayuda de organizaciones agrícolas internacionales, quien durante años se dedicó a realizar cruces selectivos de plantas de maíz, arroz y trigo en países en vías de desarrollo, hasta obtener las más productivas. En torno a esto de desataron diversas problemáticas, entre las cuales se encuentran los problemas de almacenaje de los granos debido a la sobreproducción ya que un almacenamiento muy prolongado puede ser perjudicial; excesivo costo de semillas y tecnología complementaria, la dependencia tecnológica, la mejor adaptación de los cultivos tradicionales eliminados o la aparición de nuevas plagas. 7.- Morfológicamente hablando, ¿Cuáles son las partes anatómicas de un cereal y cual es la diferencia entre granos revestidos y desnudos? Un grano revestido es aquel en donde los granos (o cariópsides) presentan una cáscara o cubierta que envuelve el fruto como es el caso de la avena, cebada, arroz, etc., Esta cáscara externa está formada por unas cubiertas florales denominadas glumas, que permanecen plagadas incluso después de la trilla. Por el contrario, el grano desnudo es otro tipo variedades como el centeno, maíz, trigo, que pierden fácilmente la cáscara en el proceso de trillado (separación de el grano y la paja) 8.- ¿Cuál es la diferencia entre una espiga y una panícula? Para cada uno de los cereales listados indique si posee unja espiga, panícula i axis central. La principal característica de una espiga es que es un tipo de inflorescencia racemosa en la cual el eje es alargado y las flores son sésiles, es decir que carecen de pie o algún tipo de soporte; ubicándose las flores más jóvenes en el extremo del mismo. La panícula está compuesta de racimos que van decreciendo de tamaño hacia el ápice o extremo. En otras palabras, un racimo ramificado de flores, en el que las ramas son a su vez racimos. Trigo: espiga Maíz: espiga Mijo perla: espiga Cebada: espiga Centeno: espiga Sorgo: panícula Avena: espiga Arroz: panícula 9.- De manera tabular compare el origen citogenético y los ecosistemas mas apropiados para cada tipo de cereal indicando además la regiones mas productoras del mundo. Cereal Trigo Origen citogenético Mesopotamia Ecosistema Maíz América Lugares cálidos, con temperatura relativamente elevada Mijo África central Cebada Sudeste de Asia y África septentrional Clima monzónico y seco climas frescos y moderadamente secos Centeno Asia Menor Clima frio Sorgo India Áreas secas o cálidas Poco exigente crece en diferentes climas Región productora Estados unidos, Argentina, Australia, Canadá, China EEUU, China, Brasil, México India, Nigeria, China Alemania, Australia, Canadá, Republica Checa, China Rusia, Polonia, Alemania, Ucrania, China América del Norte y Central, Asia, África, América del Sur Avena Egipto Climas templados - fríos Arroz Himalaya Medio caliente, húmedo Federación Rusa, Canadá, Estados Unidos, Alemania Suecia China, India, Indonesia, Bangladesh 10.- ¿Cuáles son las diferencias entre un hibrido y una variedad? ¿Cuál se considera mas productivo? En que géneros de cereales pueden encontrar híbridos comerciales. Un híbrido es el organismo vivo animal o vegetal procedente del cruce de dos organismos de razas, especies o subespecies distintas, o de alguna, o más, cualidades diferentes y, dado que suponen una rareza, poseen un gran grado de particularidad. Estos pueden ser fértil o no. Una variedad consiste en un grupo de individuos con características distintivas genéticamente heredadas que los hacen diferir de otros ejemplares de la misma especie. Los miembros de distintas variedades de una misma especie pueden aparearse entre sí. Entre los ejemplos de variedades se incluyen las razas de los animales domésticos y las razas humanas. Se considera mas productivo una variedad ya que el hibrido hay que estarlo creando constantemente, este no se reproduce, la variedad consta de un ciclo de reproducción en el cual nacerá un nuevo fruto o ser. Un ejemplo claro es el triticale, ya que esta cereal es una mezcla de trigo y centeno, es por eso que se conoce como cereal sintético. Se puede mencionar también el tritordeum, fruto de la hibridación entre trigo y cebada silvestre. Existe maíz hibrido también, resultante de la cruza de diversas variedades de esta plantas para lograr que goce de una mejora aparente, es decir que soporte condiciones climáticas mas severas. 11.- De manera tabular indique los principales usos de cada cereal, el principal sistema o sistemas de molienda a que son sujetos y los principales usos terminales. Cereal Usos Maíz Base de alimentación para Sistema de molienda Molienda seca, molienda húmeda Uso terminal Gluten, almidón, fructosa, dextrosa, el ser humano y animales Trigo Elaboración de harinas, como sustituto de carne Arroz Alimentación humana Avena Forraje para caballos y ganado vacuno, también alimentación humana Sorgo Planta forrajera Mijo Forraje animal y alimentación humana Cebada Alimentación humana glucosa, elaboración de harinas Molienda gruesa, Elaboración de purificación y harinas para reducción panificación y mediante rodillos galletería, así de rotación como pastas, emoliente en cremas, shampoo y acondicionador Rodillo mondador Sopas, dulces, para separar aceites, alimento cascarillas de bebes, concentrados, harinas Sistema de rodillos Se maneja en forma de copos de avena para alimentación. Elaboración de harinas. Alimentos para ganado, alcohol y productos de régimen. Usos industriales como el furfural, como disolvente en procesos de refino. Molienda de Obtención de martillos, molienda jarabes dulces y de discos ya sea edulcorantes. seca, semi Fabricación de húmeda o escobas. húmeda. en húmedo, en Elaboración de forma de una harinas para pan pasta acuosa fina, esencialmente seca Molinos Industria desintegradores cervecera principalmente. Elaboración de Centeno Titricale sopas o pan Elaboración de Molinos de martillo Elaboración de pan y forraje para y discos harinas para ganado panificación mezclado con otros polvos. Ensilamiento y confección de tejidos trenzados. Alimentación Molinos de martillo Alimentación ganadera, forraje y y discos humana debido a pastoreo alto contenido proteico y valor nutricional 12.- En términos de producción, ¿Cuáles son los tres cereales de más importancia en México? Indique las principales regiones productoras de cada uno de ellos con el promedio de rendimiento nacional. El maíz, el trigo, arroz y la avena 13.- Mencione en que nutrientes son ricos los cereales y en cuales son pobres ¿Por qué desde el punto de vista nutritivo se considera muy importante la calidad proteica de los cereales? Trigo Rico en proteínas, ácidos grasos esenciales ( como el linoleico y el alfa-linoleico (omega-3), vitaminas B1, B2, B6, niacina y folatos, vitamina E, minerales]( fósforo, magnesio, hierro y oligoelementos. Aporta gran contenido de carbohidratos. Deficiente en contenido de zinc Maíz Alto contendido en carbohidratos, alto contenido de fibra y beta carotenos y vitaminas del grupo B, específicamente B1, B3 y B9, riboflavina, niacina. Deficiente en vitamina A Mijo perla Aporta alto contenido de hidratos de carbono, grasa, proteínas calcio, hierro, magnesio y tiamina. Tiene bajo contenido en vitamina B3 Cebada Rica en vitamina B3, fibra, vitamina E, alto contenido proteico y carbohidratos. Es deficiente en niveles de fosforo, potasio y magnesio. Centeno Alto contenido de hidratos de carbono, proteínas, lípidos y fibra. Vitaminas como B1, B2 y B3, además minerales como calcio, cobre, fosforo, magnesio. Sorgo Aporta alto contenido de hidratos de carbono, grasa, proteínas calcio, hierro y niacina Avena Es rica en proteínas de alto valor biológico, hidrato de carbono, grasas y un gran número de vitaminas, minerales y oligoelementos (sodio, potasio, calcio, fósforo, magnesio, hierro, cobre, vitamina B1, vitamina B2, vitamina B6 y vitamina E. Arroz Contenido de carbohidratos, proteínas, grasa, calcio, hierro y tiamina. Es deficiente en riboflavina y niacina. Son proteínas de alto valor ya que estas están en relación con las funciones biológicas del organismo, son responsables del metabolismo. Sus moléculas están construidas por aminoácidos que son utilizadas por el organismo para poder realizar sus funciones habituales. 14.- Discuta cuál es el futuro de los cereales desde el punto de vista agronómico y de procesamiento. Se tiene la necesidad de que el sector productor gane dimensión y, con ello, poder de negociación ante los principales grupos alimentarios. Según el director de la cooperativa oleícola más grande del mundo, el futuro pasa por la concentración de la oferta, el abaratamiento de costes, la promoción y la diversificación, para lo que se deben superar localismos y personalismos que en muchos casos impiden avanzar en este sentido.