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Calidad y usos del maiz
 

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    Calidad y usos del maiz Calidad y usos del maiz Document Transcript

    • Maíz Calidad y Usos del Maíz Ing. Qco. (M. Sc.) José L. El maíz es un grano que tiene numerosos y diversos usos Robutti INTA nutricionales e industriales. De particular importancia resulta Pergamino, su condición de materia prima renovable y no contaminante. Buenos Aires La diversidad de aplicaciones requerirá de características específicas en la calidad de sus granos, muchas de las cuales pueden obtenerse mediante mejoramiento genético z La mayor proporción de la producción Molienda húmeda: 1 millón. Molienda seca: mundial de maíz se usa en alimentación ani- 0,25 millón. Balanceados (aves): 3 mal. En algunos países el maíz se emplea millones. Feedlots y suplementos varios: 1 como alimento humano en cantidades signi- millón. Alimentación de cerdos y otros ficativas. Además, este grano es una impor- usos: 0,5 millón. tante fuente de materia prima para producir almidón y derivados, como edulcorantes, LA CALIDAD DEL GRANO DE aceite, alcohol, entre otros. Estos últimos MAIZ pueden ser, y en cierta medida ya lo están La calidad de uso del maíz está determina- siendo, utilizados como materia prima en la da principalmente por la estructura y com- industria química, y en algunos casos como posición del grano. Las diferencias en reemplazo de los derivados del petróleo. A estructura y composición dependen del cul- diferencia de este, el maíz presenta ciertas tivar así como de las prácticas de manejo, el ventajas ya que es un recurso renovable, los clima, el suelo y los métodos de cosecha y productos finales obtenidos son biodegra- poscosecha. A continuación se tratarán dables y su degradación no altera el balan- algunas características del grano vincu- ce de anhídrido carbónico atmosférico. La ladas a su estructura y composición. distribución del consumo total argentino, de alrededor de 6 millones de toneladas anua- Dureza Endospérmica les, según los distintos usos y de acuerdo La dureza endospérmica contribuye a otor- con estimaciones de especialistas vincula- garle al maíz resistencia mecánica, dos al tema, es la siguiente: propiedad deseable para mantener la inte- gridad del grano durante las operaciones de cosecha y poscosecha. Asimismo, la industria de la molienda seca requiere materia prima de grano duro para obtener fracciones de los tamaños adecuados a las distintas aplicaciones de los productos de esta molienda. La dureza se debe a complejas interacciones entre los componentes del endosperma, principalmente las proteínas y el almidón. En las fotos 1 y 2 se muestra la estructura del endosperma córneo y del harinoso. Se visualiza que el grado de adhesión entre almidón y proteína es mucho mayor en el endosperma córneo que en el harinoso. Tal estructura compacta z Foto 1: Microscopía electrónica de barrido (3000 explica la mayor resistencia del endosper- X) del endosperma córneo de un híbrido de maíz. Se observa la estructura compacta y la presencia ma duro a las acciones mecánicas así como de cuer- pos zeínicos (zb). a la difusión del agua y por lo tanto, el seca-100 idiaXXI
    • Maízdo más lento del grano de este tipo de es de aproximadamente 27 y 73%, respecti-maíz. También explicaría el mayor peso vamente. La alteración en las proporcioneshectolítrico ya que la estructura compacta relativas de amilosa y amilopectina modifi-del endosperma córneo debería pesar más ca el grado de ramificación del almidón loque la del harinoso. Existen evidencias que que origina variaciones en sus propiedadesciertas proteínas específicas llamadas zeí- funcionales y por lo tanto en su espectro denas y en especial aquellas con alto con- usos. El almidón waxy está constituidotenido de aminoácidos azufrados estarían prácticamente por el 100% de amilopectina.involucradas en la definición de la dureza El amilose extender original tenía 55-60 %del grano de maíz. En el endosperma de amilosa, llegando por mejoramientomaduro estas zeínas se localizan en los cor- genético a aproximadamente 80%.púsculos zeínicos (Foto 1).Algunos informes sugieren que también el Aceitealmidón podría tener incidencia en la El aceite es un componente menor deldureza endospérmica del maíz. Las molécu- grano de maíz, siendo su concentración delas constitutivas del almidón son las de alrededor del 5%. Por selección se consi-amilosa y las de amilopectina. Estudiando 6 guió aumentar esa concentración hastamateriales (4 híbridos simples, una línea más del 20%. La ventaja de maíces de altoendocriada y una población de maíz QPM) aceite como materia prima para la industriase encontró que el almidón de la porción aceitera no está totalmente clara, particu-córnea del endosperma contenía porcenta- larmente en situaciones donde abundenjes significativamente superiores de especies oleaginosas que compitan en pre-amilosa que el de la porción harinosa. cio y presenten una calidad nutricional similar. Sin embargo, los maíces con altoAlmidón contenido de aceite hacen un elevadoLas aplicaciones del almidón son múltiples. aporte energético en las dietas animales, yLa modificación (ya sea por tratamientos su empleo en bovinos y porcinos evita elquímicos o por mejoramiento genético) agregado de aceite en la ración y permitepara alterar sus propiedades funcionales una mayor eficiencia en el uso de hormonasamplían aun más el campo de aplicación. de crecimiento. La composición de ácidos grasos determi- na, en gran medida, la calidad del aceite de maíz. Las distintas proporciones de estos ácidos establecen las propiedades de uso más adecuado del aceite, ya sea en ali- mentación humana o animal. La relación de ácido oleico a linoleico parece ser de heren- cia simple y la obtención de tipos con alto así como bajo contenido de oleico es factible. Carotenoides Los carotenoides son constituyentes del grano de maíz que determinan aspectos de calidad. Estos son precursores de la vitami- na A y las xantofilas imparten un colorz Foto 2: Microscopía electrónica de barrido deseable a la yema del huevo y a la piel de(3000 los parrilleros. Los carotenoides funcionanX) del endosperma harinoso de un híbrido de también como antioxidantes. La presenciamaíz. Se observan la estructura abierta y la de provitamina A y otros antioxidantes en elausencia de cuerpos zeínicos. maíz son relevantes porque estos com- Los maíces con los genes mutantes waxy y puestos están asociados con la prevenciónamilose extender alteran la proporción de de enfermedades degenerativas. El con-amilosa y amilopectina del maíz normal que idiaXXI 101
    • Maíz tenido de pigmentos carotenoides es en turaleza de los tocoferoles varía amplia- promedio de 25-30 ppm para los maíces mente entre genotipos. colorados flint y de 15-18 ppm en los denta- dos amarillos. Durante el almacenaje se INDUSTRIALIZACIÓN pierde gran parte del contenido de dichos El maíz constituye la materia prima básica pigmentos. Maíz almacenado por un año en para diversas industrias. La producción de condiciones de chacra típicas en EE.UU. alimentos balanceados es, desde el punto pierde alrededor del 90% de su actividad de vista cuantitativo, la más importante. Le provitamínica A. Existen evidencias que siguen la industria de la molienda húmeda sugieren que la velocidad a la que ocurre y la de la molienda seca, en ese orden. esta pérdida depende del genotipo. Alimentos balanceados Tocoferoles El maíz como grano interviene, aproximada- La cantidad y tipo de tocoferoles presentes mente, en el 50% en las raciones. Además en el grano de maíz pueden considerarse subproductos de ciertas industrias del maíz un factor de calidad ya que ellos poseen también intervienen como ingredientes actividad provitamínica E y a su vez prote- (por ejemplo, corn gluten feed, corn gluten gen de la oxidación a las dobles ligaduras meal, residuos de industrias fermentativas, de los ácidos grasos insaturados. Por otra etc). La calidad requerida por esta industria parte, hay indicios que estos compuestos varía según el tipo de alimento a elaborar. intervienen en la prevención de enfer- Los fabricantes de alimentos avícolas medades degenerativas. La cantidad y na- requieren maíz de tipo colorado por su alto z Figura 1. Diagrama general del proceso de molienda húmeda.102 idiaXXI
    • Maízcontenido de pigmentos lo cual evita o lletas, no sólo por su poder edulcorantereduce el agregado de pigmentos sintéti- sino también por sus cualidades comocos. humectante y texturizador. Otros productos son: jarabe mezcla, glu-Molienda húmeda cosa, dextrosa, maltodextrina, etc. todosLa molienda húmeda es un proceso alta- con diversas aplicaciones, principalmentemente sofisticado que por medios físicos y alimenticias.químicos separa los componentes delgrano de maíz en una serie de productos COPRODUCTOSútiles. Un diagrama del proceso y los pro- Del germen de maíz se extrae un aceite queductos obtenidos se observa en la Fig. 1. La es reconocido como uno de los de mejorcalidad requerida no se orienta hacia calidad, superior a la mayoría de losningún tipo en particular (“flint”, dentado o obtenidos de las oleaginosas. Como resi-semidentado). La exigencia de esta indus- duo queda una torta, rica en proteína ytria se refiere principalmente a la homo- otros nutrientes, que se usa en ali-geneidad de las partidas en cuanto a textu- mentación animal.ra y a la contaminación por micotoxinas. El gluten meal está constituido por la frac- ción proteica que se separa de la lechadaPRODUCTOS de almidón en la centrifugación. Se empleaAlmidones nativos y modificados principalmente en la alimentación de aves.El almidón se modifica químicamente para Contiene alrededor de 60% de proteína y laalterar sus propiedades funcionales y así mayor parte de los pigmentos carotenoidesampliar su campo de aplicaciones. Estas del grano original.modificaciones son: adelgazamiento ácido, El gluten feed se obtiene mezclando la por-oxidación, “cross-linking”, derivatización, ción fibrosa del grano, las proteínas solubi-sustitución, entre otras. Por otra parte, lizadas en la maceración y la torta deexisten tipos de maíces mutantes tales extracción del aceite. Contiene un mínimocomo el waxy y el amilose extender que de 21% de proteína y se usa para ali-también modifican las propiedades fun- mentación de ganado.cionales del almidón y por ende su espectrode usos. Los almidones nativos y modifica- Molienda secados se usan en la industria de papel y El grano de maíz está constituido por lascartón, textil, farmacéutica, alimenticia y siguientes partes principales: pericarpio,otras, por su disponibilidad a bajo costo y germen y endosperma. El proceso deporque puede ser convertido en una molienda seca (Fig. 2) apunta a una com-variedad de productos por medios quími- pleta separación de estas partes hastacos y bioquímicos. El almidón puede con- donde sea económicamente factible; pro-vertirse en alcohol combustible por fer- duciendo la máxima cantidad de endosper-mentación. Se ha propuesto usar el ma córneo como trozos discretos;almidón en la producción de plásticos removiendo tanto como sea posible el ger-porque es una fuente renovable y men y pericarpio para dar un producto debiodegradable. baja grasa y baja fibra; recuperando la mayor proporción posible de germen comoFructosa trozos grandes y limpios.Desde el punto de vista cuantitativo la fruc- Esta industria prefiere el maíz coloradotosa es el producto derivado del almidón de duro por los mayores rendimientos enmayor importancia en nuestro país. Se pro- “grits” de tamaño adecuado a diferentesduce como jarabe, a dos niveles de concen- aplicaciones (cervecería, snack, extrusión,tración (42 y 55%), por hidrólisis del etc.) y por la coloración anaranjada, preferi-almidón y posterior conversión enzimática. da para los “grits” destinados a laEl jarabe de 55% se usa principalmente en preparación de polenta.bebidas sin alcohol y aperitivos. El de 42%se emplea en bebidas gaseosas, alcohóli- El diagrama de la Fig. 2 es una sobresimpli-cas, jugos, etc. Igualmente en tortas y ga- ficación, ya que las separaciones no son idiaXXI 103
    • Maíz perfectas y las fracciones obtenidas deben satisfacer los variados aspectos de la ser remolidas, reclasificadas y retamizadas. demanda. Estas características están direc- tamente asociadas con el uso final del pro- CONCLUSIONES Y ducto y justifican su comercialización con TENDENCIAS identidad preservada en contraposición al La palabra “calidad” aplicada al maíz es grueso de la producción que lo hace como una propiedad multifacética y está determi- “commodity”. nada por diversos factores. Algunos de Los progresos en la utilización del maíz estos factores, como el clima y el suelo, son dependerán de la nueva información que se inmodificables. Sin embargo, es posible la produzca (como resultado de las investiga- modificación en otros tales como el culti- ciones conducidas por bioquímicos, fitome- var, las prácticas culturales, así como las de joradores, agrónomos, fisiólogos, tecnólo- manejo y transporte poscosecha, para con- gos de alimentos, ingenieros, etc.) sobre servar o al menos mantener los niveles de las interrelaciones de las propiedades físi- calidad del grano. cas, químicas y biológicas del grano de Actualmente se observa una tendencia maíz con el genotipo, el ambiente de culti- hacia la producción de materiales con vo y el manejo pre y poscosecha. z características de calidad diferenciada para z Figura 2. Diagrama general del proceso de molienda seca. Bibliografía - CAFAGDA. 1997. Cámara Argentina de Fabricantes de Almidón, Glucosa, Derivados y Afines. Informe de: activi- dades, situación actual y perspectivas. s. n. t. 30 p. - CIRILO, A. G. Y ANDRADE, F. H. 1998. Maíz. En: Calidad de Productos Agrícolas. Bases ecofisiológicas, genéti- cas y de manejo agronómico. Aguirrezábal, L. A. N. y Andrade, F. H., eds. Unidad Integrada Balcarce. p. 76- 136. - SPRAGUE, G. F. Y DUDLEY, J. W. 1988. Corn and Corn Improvement. American Society of America, Inc., Crop Science Society of America, Inc., Soil Society of America, Inc. Madison, Wisconsin, USA. - WATSON, S. A. Y RAMSTAD, P. E. 1987. Corn: Chemistry and Technology. AACC. St. Paul, Minnesota, USA.104 idiaXXI