UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO
Departamento de ingenieria Agroindu~hial
."EFECTO DE LA HUMEDAD
Y TEMPERA
ESTABILIDAD DEL
GRANO
DE
TRIGO
D
.
SU ALMACENAMIE'"''
"SSIS PROFESIONAL
Que como Requisito pardal
p"a
Oktenerel
Titulode
INCSENIXW;,&~B~X~ND#&$RIAL
P R E S E N T A
ESTA
TESIS FDEL ESTADO DE
EL
iU4NHO POSTCOSE&CALIDAD INDUSTRUL."
EL
GOBiERNO" ...,. . . . _ I _ .
La
tesis titulada"EFECTO DE
LAHUMEDAD
Y TEMPERATURA EN
LAESTABILIDAD DEL
GRANODE "RIG0 DURANTE SU ALMACENAMIENTO"
fuerealizada bajo la dirección de la
M.
C. Patncia Pérez Herrera y ha sido revisadapor
la misma y aceptada por el Jurado Examinador como requisito parcial para obtener el titulo de Ingeniero Agroindustrial.
JURADO
EXAMINADOR
Chapingo
México,
Octubre de 1997.DEDICATORIA
A Dios por ser el mejor amigo que está conmigo en todo momento y me ha ayuda a salir adelante.
A mis padres Pascua1 Aguilar Dueñez
y
Pomposa Gudino Martinez, por todo el cariño y apoyo que me han dado durante toda mi vida.A
la señora Bemadina Hemández "Nina", por brindarme su cariño y susconsejos, que me han servido mucho y le correspondo
con
cariño.A mis hermancx Maurino, Armando y Mana del Pilar, por su gran apoyo para terminar el presente trabajo.
.
A
mis sobrinos Ángel de Jesús y Alejandra por ser fuente de alegna en la familia.A
mis amigos Taide, Mana de Jesús, a l i a , Marcos, Elíseo, Carla, Aleida, Julia, Teresa, Julio, Roberto, Nora y Pepe, por brindarme su amistad.Al equipo de Fútbol Americano, a Serrato, Rivelino, Cuco,
Francisco,
Adolfo, Juan José, a los entrenadores Miguel, Chucho, Javier, Quezada, Mauricio y Mike por brindarme su' amistad,y enseñarme el trabajo en equipo y la disciplina.
AGRADECIMiENTOS
A la M.C. Patricia Pérez Herrera por su acertada dirección durante todo el trabajo de investigación.
Al Ing. Meliton Córdoba Alvarez
por
su apoyo en la parte estadística y en larevisión del trabajo.
A
la M.C. Yolanda Salinas Moreno por sus asesonas durante lafase
experimental y en la revisión del trabajo.
Al Ing. Luis Felipe Ramayo Ramírez e Ing Miguel Reyes Vigil por sugerencias en la revisión para mejorar el presenta trabajo.
Al Dr. Alfred0 Salazar Zameta por las facilidades prestadas para utilizar el laboratorio de Farinología.
A
laQ.F.B.
Evangelina Sevilla P. por las facilidades prestadas para utilizar elequipo del Laboratorio de Cebada.
A
la señora Guillermina por toda la ayuda brindada durante la investigación.A
Juan Manuel, Berna, Geo, Miguel y Paco por su apoyo, durante la investigación.Al M.
C. Juan José U p e zO.
y la Señora M i a Ramúez,por
su gran apoyo paraterminar este trabajo.
~ ,... . . , . . I . . .. .~
...
..
INDICE DE CUADROS; : iv
...
INDICE DE
n
m
V..
...
RESUMEN
v11SUMMARY
...
lx
1
.
INTRODUCCIÓN...
1. .
1.
1. obJ&vos...
22
.
REVISI~N DE LITERATURA...
;...
32.1.1. Ciasificacion botánica
...
32.2. EstniCtura del
grano
...
32.3. Propiedades fisicas del grano
...
42.1. Clasificación del tigo
...
3..
2.1.2. Clasificacih comercial...
32.3.1.Texluraycolor
...
42.3.2. Densidad aparente
...
52.3.3. Dureza del grano
...
62.4. Composición química
...
710 2.5. Generalidades del ailtivo de trigo
...
I 2.5.1. producción mundial...
102.5.2. Produc~i6n nacional
...
112.5.2.1. Regiones productom ... 12
2.5.2.2. Ciclosdeproduccón
...
122.5.2.3.DestinodeIaprodu&ón
...
132.6. Almacenamiento posta>secha
...
142.6.1. Importancia del almacenamiaito
...
142.7. F-m involucraQs en
el
almacenamiento de gmiw...
15. .
. ...
2.7.1.FactoresFisicos
...
152.7.1.1.Achvidaddeagua
...
152.7.1.2.Temperatuni
...
:...
162.7.2.
Factores
Biológicos...
172.7.2.1. Respkión
...
17. .
. .
2.7.2.2. Reacciones ennmátms...
182.7.2.3. Oxidación
...
192.7.3. Factores biótioo~
...
19. .
. .
2.7.3.1. Insectos...
192.7.3.2. Hongos
...
222.7.3.3.Roedores
...
262.8. Estudios de
almacenamiento
del trigo y OW d e s...
263
.
MATERIALES Y MÉTODOS...
293.1 Matenales
...
293.2.
Métodos
...
29...
3.2.1. Composicion proximal...
293.2.3. Acondicionemiento del grano
...
293.2.4. Almacenamiento
...
313.2.5. Variables estudiadas
...
323.2.2.
Tratamientos
de almacenamiento...
29. .
4.
RESULTADOS
Y DISCUSI~N...
354.1. Composición proximal y caractaísticas
físicas
de los m&ales u t i l i...
354.2. Análisis de
varianza
...
364.3. Comparación
de
mediaspor
tipo de m&al...
364.4. Comparación de
medias por
tem- de almaCaiamiaa0...
394.5. Comparación de medias por
actividad
acuosa (Aw)...
444.6. Comparación de medias por tiempo de almacewniaito
...
494.7. Intaacción entre y
actividad
BCUOBB...
53._
... ..--- .
_-
...4.8.intemxión
entn5t¡anpodealmacaiam¡entOytempaahira...
564.9. interacción entre tiempo de almecenamiento y
actividad
acuosa...
565
.
CONCLUSIONES...
626
.
LITEUTlJRACITADA
...
637
.
ANEXO
...
68--~-.,I ...
.
.
.
.
.
.
.
.
,
...
'_I-."A-iNDiCE
DE
CUADROS
pgg.
1
.
COmpoBición química dd gran, de trigo...
7 [image:9.628.65.571.64.696.2]Cuadro
2.
hinoacidos esendes deltrigo
...
8cuadro 3
.
Minetaies del trigo...
9Cuadro 4 .
Vitaminas
deltrigo
...
9Cuadro
5.
Pmducción mundial, supaficiecosedda
y rendimient0 de los principalea países producio~~...
10cuadro 6
.
Evolución
de la oferta de trigo 1987-1993...
12cuadro 7
.
Producción
de trigo según&dad
fedaativa...
12cuadro 8
.
Supgfíciecosechada,
producción y rendimientoSegun
entidad fuierativa...
13Cuadro 9
.
Temperaaira y humedad relativa requeridapara
el archientode
insectaB...
22cuadro 10
.
Días requeridos para el desarrollode
hectos en grano almscaiado...
22Cuadro
1 i.
Minutos
requeridos para
eliminar hectos en estufa...
22Cuadro 12
.
Comportamiento de lagenninación,
hongos de
almadn yde
campo
en cebada a 16.3% de humedad...
23Cuadro 13
.
Humedades mínimaspara
el desarrollode
hongos
...
24Cuadro 14
.
Valores apndmadosde
íempaaava
mínima, óptima y maxima para el desarrollode
hongmde
almadn...
24Cuadro
15.
Constantes para la ecuac¡6n de Osvh...
30Cuadro 16
.
Contenido
de humedad en basehúmeda
para
los tratamientos...
30Cuadro 17
.
Sales utilizadas para mantaia lasaU¡v¡dSdes
~cuos88...
31Cuadro 18
.
Composición proximal y Canictaisticaafisicas de
los matenalea & I ¡ ¡...
36C
&
19.
Análisis de v8rianza...
36cuadro 20
.
Mediaspor tipo
de materialde
las
difkentes variables esiudmb ' duranteelalmacenamiento
de trigo...
37Cuadro
21.
Medias por tempaaturade
las difaentea variables estudiadaduranie
el almacenamientode
trigo...
40Cuadro 22
.
Mediaspor
laactividad
~CUDMde
las difaaitar variables estudiadasdurante
el almacenamientode
trigo...
44iv
. . . ...
C& 23 . Msdiss portiempo
dealmiicawiiaito
de
las d i f ~ v a r i a b l e s
estudiadas duraritedalm-iaito
detrigo
...
49variables esaidiadas
durante
el zdmacmmiento de trigo...
55las diferentes variables catudiadas durante el
almacaiamiaito
de trigo...
58diferentes
variableseJtudisdas
durante
el almacenamiento de trigo...
60 [image:10.631.58.568.272.727.2]Cuadro 24
.
Medias para los factom tanpaniura y actividad asmade
las
difemies Cuadro 25.
Medias
para los factorea tiempo de almacaiamiento y tempaahira de Cuadro 26.
Medias
para los factoreatiempode
almaccnam¡aito ydv¡dad aaioeadeh INDICEDE
FIGURAS
pbg. Figura 1.
Esmctwa del grano de trigo...
5Figura 2
.
Principales paísea importadons de trigo...
1 1 Figura 3.
Principdm países exportadom de trigo...
1 1 Figura 4.
Consumode
trigo
según deatino (1993)...
13Figura5.Destinoindustnaldelaproduccióndetrigo,segúntipodegrano
...
1...
14Figura 6
.
Frasa, con muesba de trigo y solución sahuada de4
...
31Figura 7
.
infestación
de inseaospor
tipo de material...
38Figura 8
.
Daño
a endospamo einfutación
intcmapor tipo
de &al...
38Figura 9
.
Dumade
los materialesde
trigo
Utitizados...
39Figura 10
.
Efecto de la tempemturn en el cmtddo de humedad...
40Figura 1 1
.
Efecto de latempemlumen la infgtación de...
41Figura 12
.
Efecto
de latanpaaainen el d a b aaidospermo, infestación íntanaypádidr de peso...
42Figura 13
.
Efectodelatanperahiraen el ponea$je degamlliación.
¡ n f c s t w ¡ 6 n p o r ~ ydailoagexmen...
42Figura 14
.
Efecto de la tanpaniura en la huaii...
43Figura 15
.
Contaiido de humedad por &dad B~Y)BB...
45Figura 16
.
Efecto de la act¡vidsd acuosa m lainfestación
de
iruectoS...
46V
Figura 17
.
Efecto de la actividad acuosa en el dañoa
endospenno e infestación intellla...
46Figura 18
.
Efecto de la &dad acuosa en el porcentajede
germh& infestación . de hongos y dañoa
germen...
47Figura 19
.
Efecto
de la actividad acuosa en el índice de acidez...
47Figura 20
.
Efecto de la actividad acuosa en la dureza...
48Figura 21
.
Efecto deltiempo
de almacenamiento en la infestación deinseaoS
...
50Figura 22
.
Efecto deltiempo
de almacenamiento en eldair0
a endospenno, infestación interna y pérdida depeso
...
51Figura 23
.
Efecto deltiempo
de almacenamiento en el porcentaje de germinación, infestaciónpor
hongos y daño a germen...
51Figura 24
.
Efectodel
tiempo de almacenamiento en el índice de acidez...
52Figura 25
.
Efecto deltiempo
de almacenamiento en la dureza...
52RESUMEN
Cuando el grano de trigo se somete a un proceso de almacenamiento, este ingresa al alma&
con
un contenido de humedad determinado; sin embargo,las
condiciones ambientalespresentes en el mismo (temperatura y humedad relativa), modifican
la
humedad del grano hastaque alcanza un equilibrio
con
la humedad ambiental a una temperatura dada.En
el presente estudio se simuló el almacenamiento del grano de trigo, una vez que esteha alcanzado
el
equilibriocon
una determinada humedad relativa y la temperatura, tratando deabarcar las diferentes condiciones ambientales de
las
regiones productoras, así como de aquellas donde el grano se almacena para su industrialización.Se sometieron a almacenamiento dos tipos de materiales, una variedad pura, (Salamanca
S-75) y una mezcla de variedades (Gdlvez M-87, Batán F-93 y Temporalera M-87). La
variedad Salamanca se almacenó por separado, ya que pertenece a un grupo de gluten suave y
se produce bajo condiciones de riego.
En
cuanto a las variedades Gdlvez, Temporalera y Bath pertenecen a los gnipos de gluten medio fuerte (M) y fuerte (F) y son producidas bajo condiciones de temporal, por lo que se espera que tengan un comportamiento semejante durante el almacenamiento. Para cada tipo de material se tomaron dos muestras de 50 g, los cuales seacondicionaron a diferentes niveles de actividad acuosa (Aw) (0.20, 0.55, 0.65, 0.75 y 0.85) y se almacenaron en cámaras de temperatura controlada a
15,
25,35 y 45OC (e0C), durante unperiodo de seis meses, bajo un diseño experimental factorial completo. Las variables respuesta
evaluadas fueron: humedad, infestación de insectos Tipo I y 11, infestación de hongos (evaluación no selectiva), hongos del género Aspergillus, daño al germen y endospermo,
dureza, índice de acidez, infestación interna (larvas) y pérdida de peso.
Los resultados obtenidos fueron sometidos a un análisis de varianza bajo un d i d o completamente al azar con un arreglo factorial y pniebas de comparación de medias (Tukey
a4.05).
L a variedad Salamanca presentó mayor tolerancia a la infestación por
Aspergilius
(28%), lo que se vi0 reflejado
en
un mayor porcentaje de genninación (62%), 7% más que la Mezcla de variedades, sin embargo esta última presentó menor infestación de insectos tanto del Tipo I como del Tipo ií, debido probablemente a la mayor dureza del grano.vü
~ , . ..., " ~. . I. __ _._._
__
___El nivel de Aw máximo permisible
para
la consavación de la estabilidad del grano detrigo para un almacenamiento prolongado fue de 0.65, ya que valores más altos traían como consecuencia mayor infestación por insectos y hongos, y por lo tanto mayor deterioro del grano
(reducción de la capacidad de genninación y aumento del índice de acidez).
Las temperaturas más adecuadas para conservar la estabilidad del grano de
trigo fueron
de 15 y 25OC, ya que a estas temperaturas la infestación por hongos (evaluación no selectiva)
fue igual o menor al 50%, aun cuando a 25°C se tuvo la mayor infestación de insectos. Por ello
se recomienda-fumigar cuando el almacenamiento se realice a esta temperatura, o bien a temperaturas cercanas a los 25OC, a
fin
de ejercer un control de la infestación por insectos,evitando así el deterioro del grano.
Temperaturas mayores a los 25°C favorecen la infestación y desarrollo de hongos,
con
su consecuente efecto en la reducción de la calidad del grano a actividades acuosas superiores a
0.2
El tiempo máximo hasta el cual del grano de trigo mantiene caracteristicas aceptables, una vez que ha alcanzado el equilibrio de humedad con el medio ambiente
es
de cuatro meses,a la temperatura de 25'C a las Aw de 0.55 y 0.65, ya que posteriormente el deterioro.se
acelera.
L a mayor estabilidad del grano durante los seis meses de almacenamiento se obtiene a la temperatura de 15OC y la Aw de 0.20, condiciones de almacenamiento que difícilmente se alcanzan de manera práctica por el alto
costo
que representa disminuir el contenido de humadada niveles tan bajos.
SulMlwRY
During wheat
grain
storage, environmental temperaiure and relative humidity modifyinitial grain moisture content until it reaches the equilibrium with these environmental conditions.
Wheat grain storage at equilibrium conditions under different combinations of environmental temperamre and relative humidity, which included the enviromental condtions
present in the main wheat producing
regions
as well as those wheregrain
is stored before beingindustr¡alized,were simulated in the present work.
Two types of material were studied, a pure variety Salamanca S-75, charactenzed for rendering weak gluten flours and produced under irrigation; and a mixture of three varieties recomended for rainfeed conditions, medium (M) and strong flours (F) gluten (cáivez M-87, Bath F-93 and Temporalera M-87).
Duplicated samples of 50 g, for each material, were conditioned to five different water
activity (Aw) levels (0.20, 0.55, 0.65, 0.75 and 0.85) and
stored
in chambers with tempereturecontrol at 15, 25, 35 and 45
"C
(39°C) for six months. Treataments were designed as acomplete factorial design, where moisture content, insects Type I and
ii
infestation, fungiinfestation (not selective), Asperg'lllus infestation, germination, germ and endosperm damage,
hardness, acidity value, internal infestation and weight loss were evaluated as response VariableS.
An analysis of variance under a randomized design with factorial arrangement was
perfomed to .obtained data, as well ns means tests (Tukey a4.05).
The pure variety Salamanca showed higher tolerance to
Asper@lIlus
infestation (28%),and germination (62%), 7% more than the mixture of wheat varieties, meanwhile this mixture showed a lower insect infestation (Type I and Type iiprobably ), as result of its higher
grain
hardness.
The stability of wheat grain was considerably affected at Aw >0.65, as related
to
insectand fungi infestation and
grain
damage (lower germination ability, higher acidity value),so 0.65was considered
as
a safe level of water activity for long storage periods.Low temperatures (15 and 25°C) did not promote fungal infestation over 50??, and not important
effects
in agrain
stability were shown at thew temperatures. Neverthelees, 25OCtemperature showed the highest level of insect infestat¡on; then, fumigation is recornended as a
necessary
procedure for wheat grainstorage
at this temperature in order tocontrol
the
graindamage caused by insect infestation.
Temperatures higher to 25OC promote fungal infestation and gmwht, decreasing wheat
grain quality at water activities higher to 0.20.
Aceptable quality characteristics were conserved until four months
once
moisturecontent reached the equilibrium environmental conditions at maximum temperature levels of
25OC and 0.65 water activity. An increase in
the
temperature and water activity speed up graindeterioration.
The higher grain stability during the six months storage was
kept
under 15'C and Aw0.20, non practical conditions, because of the high cost
of
drying wheat grain moisture contentreaches levels of aproximately 7%.
I.
INTRODWCI~N
E
l
constante crecimiento dela
población haceMcesacio
el u90 de toda hente disponible para la producción de alimentos y el máximo aprovechamiento de los mismos, de modo que lasactividades
postcosecha
juegan un papel importantepara
evitar pcrdidas de alimentos yalcanzar este objetivo.
En México se estima que las mermas postcosecha fluciúan cuando menos, desde
un
5% hasta un 25% de la producción total de maíz, trigo yfniol.
La pérdida de la calidad postcosecha de los granos es el resultado de la interacción entre
factores abióticos (fisicus) y bióticus; variables que detaminan el grado de deterioro de los
mismos.
Los
principales factores abióticos son: latemperatura,
actividad acuosa y humedaddel grano, y los factores bióticos son: las caractaisticas propias del grano, microorganismos, insectos, aves y roedores.
L a actividad acuosa, relacionada con el contenido de humedad del grano u un factor íntimamente relacionado con el deterioro de
los
granos (actividad enzimática, hidrólisis deIípidos, desarrollo de microorganismos, etc.), además
de
que los insectos bajo condicionesfavorables de temperatura y contenido de humedad del grano, maximizan su actividad biológica, trayendo como consecuencia una rápida sucesión de microflora y
daño
del granodurante su almacenamiento.
En el presente trabajo se pretende
establecer
la combinación de tempaahuas ycontenido de humedad (actividad acuosa)
en
los cuales se asegure la conservación de la calidadcomercial del grano de trigo durante el almacenamiento por tiempo prolongado, simulando las
condiciones de equilibrio de la humedad
del
grano conlos
niveles de humedad relativa ytemperatura durante el almacenamiento.
1.1.
obi.tiv00.
1. Determinar la composición proximal
de
las
variedatled W v e z M-87, Tmiponleni M-87,Salamanca S-75 y B a t h F-93.
2.
Establecer
la influencia de las condiciones de almacenamiento (humedad y temperatura) enel deterioro del grano de
trip.
3. Identificar los niveles de Aw máximos permisiblea durante el almacenamiento de grano de trigo a I&
temperaturas
de IS, 25, 35 y 4 5 O C , que pamitan la consavacibn de su calidadcomercial.
4.
Detectar
diferencias en laestabilidad
del gram de trip durante el almacenamiento bajo condiciones de humedad ( 5-2Ph) y tanperaturn (15, 25, 35 y 45"C)
de una muestracompuesta por 3 diferentes variedades de trigo y una variedid pun, mediante la evaluacibn de parheiros fisicos, químicos y
cuantificación
de incidencia de infestacibn de insectos yhongos.
...
Revisión
de
litetama2.
R M s i 6 N DE
LITERATURA2.1.
Clasificrción
del trigoEl
trigo se encuentra dentro de la familia Gramineae (Poaceae), tribu Hordeae, géneroTriticum, especie aestivum y el nombre de la variedad
esta
dada
por
el fitomejorador que lagenera (Salunke, 1985; Mattern, 1991).
2.1.1. Clasiííueión botinici.
Lineo en 1753 hizo significativas contribuciones a la clasificación del trigo. Sin
embargo Sakamura identifía5 el número de cromosomas para los tipos de trigo más reconocidos Los trigos diploides tienen 14 cromosomas (n=7), los tetraploides 28 cromosomas
(n=14) y los hexaploides 42 cromosomas (n=21) (Mattern, 1991).
Percival citado
por
Salunke (1985), describió 18 especies de trigo, pero pocasson
cultivadas comercialmente. Las
tres
especies que tienen importancia económicason
aestivum(trigo común),
durum
(trigo macarrón) y compactum (trigo club).Estos
tres tipos de trigoson
ampliamente cultivados y ocupan más del 900h de la producción mundial de trigo. El trigo común y trigo club contienen 2 1 pares de cromosomas, mientras que el trigo macarrón tiene 14 pares de cromosomas (Salunke, 1985).
2.1.2. Clwifiución comeraai.
Para
los propósitos comerciales, los cultivaresson
clasificadoscon
base en lascaracterísticas de su grano, como es su dureza (trigos suaves y duros), color (trigo rojo, blanco
o ámbar) y estación de cultivo (trigo de primavera o invierno) (Salunke, 1985). 2.2. Estructura del grano.
L a estructura del grano esta relacionada
con
la calidad y la capacidad del trigopara
seralmacenado (Salunke, 1985).
L a longitud de los granos
es,
por término medio, de 8 mm y elpeso
de 35 mg. Eltamallo de los granos varía según la variedad y
la
posición enla
espiga.Los
granos de trigo sonredondos en la parte dorsal (lado del germen) y
poseen
un surco a lo largo de laparte
ventmi(lado opuesto del germen). El surco, que abarca aproximadamente toda la longitud del grano, penetra casi hasta el cenúo. Este s u m no solamente representa una dificultad
para
que elharinero separe el salvado del endospermo y obtenga un buen rendimiento, sino que también constituye un escondite para los micmorganismos y el polvo (Hoseney, 1991).
3
El
utri formado por meny endospermorodeados
por la cubierta de la semilla. Las proporciones de estos tres componentes son: endospermo 83%, germen2.5%
y
pericarpio14%.
La cubiertao
pericarpio de la semillaesta
formada por cuatro capas: epidermis,hipodermis, c é l u l ~ cruzadas y células tubulares. La epidermis esta cutinizada y mantiene al
grano seco. El pericarpio, junto con la capa de aleuroni, CoWtituyen la fibra. Las capas de fibra tienen un alto contenido de prote’na, celulosa, hemicelulosa y constituyentes minerales. El
germen
esta
formado por una plúmula, radícula y escutelo. Este último tiene el papel dealmacén de nutrientes a emplear durante la germinaci6n. El endospenno
esta
constituído porgránulos de almidón
dentro
de una matriz pmtéica. La parte exterior del endospenno es vítreo yel interior
es
harinoso. La finura de los gránulos de almid6n y las caractaisticar de la paredcelular tienen influencia en la
calidad
de la molienda (Salunke,1985).
La textura del endospermo es una propiedad importante de
los
diferentes tipos de trigo;los trigos duros tienen más endospenno vítreo, mientras que los trigos
suaves
tienen másendospermo harinoso.
La capa de aleurona, testa y el
pericarpio
son más del@ sobre el germenque
encualquier otra parte del grano; consementemente, la humedad, los hongos y los
insectos
puedenpenetrar más fácilmente en
esta
parte que en otras. El daib mechico durante la CoBCcha y enel manejo de los granos puede causar el rompimiento de la d c u i a y C e l u l ~ superficiales, esto hace a los granos más susceptibles a la infestación (Salunke,
1985).
2.3. Propi.dade8 físicas cid grano.
Las propiedades
ffsicas del
grin0 son influencib por las condiciones ambientales durante el crecimiento y maduraci6n, por el grado de madurezen
lacosecha,
por los métodosde cosecha y del manejo de la semilla desde su recepcibn hasta su almacenamiento. A
continuación se mencionan algunas de
estas
propiedades.23.1. Textura y color.
L a textura y color de los granos de trigo varía
en
gran
medida. El color generaimente eablanco o rojo (aunque también puede
ser
púrpura) y depende del pipento de lacubierta
de la semilla. La presencia y tipo de pigmentos,ea
una fwicióngenay
y por tanto puedeser
objeto de manipulacih por parte del seleccionador, para conseguir elcolor
deseado (Hosaiey.1991).
4
Rcvisibn
de
litenituraFigura 1. Estructura del grano de trigo. Fuente Hoseney, 1991.
2.3.2. Densidad aparente.
Una masa de grano es una mezcla de grano y de espacios vacíos ocupados por aire. El
peso de un volumen de grano que incluye dichos espacios es la densidad aparente del mataial.
En los E.U.A.,
&ta
seda
en libras por bushel (lbbu). Pero en la mayor parte del mundo ladensidad aparente
esta
dada en kglhl. Un trigo de 60 lbbu tiene una densidad aparente de77.2 kghl (Hoseney y Faubion, 1992).
L a densidad aparente es una propiedad ampliamente usada. Una baja densidad
aparente indica que el grano ha
sido
cosechado
anta de que alcance su m a d m fisiológica oque el grano ha sufrido una pérdida
excesiva
de materia seca como resultadode
la infecciónpor hongos de campo o de almach, entre otros (Hoseney y Faubion, 1992).
5
2.3.3. Diirraiddgru~a
Una importante
propiedad
delos
granoses su
dureza, su resistencia aser
quebradao
areducir su tamaño de partícula. Existai grandes
variaciones
en
la dureza debido a factores determinados por la especie, diferencias gencticas y el medio ambiente de daarrollo del grano(Hoseney y Faubion, 1992).
McRitchie (1980) citado por Aberlnhman y Hosaiey (1988) explican la
dureza
del trigo en base a 2 teorías.La primera se basa en la continuidad de la matriz protéica y la relación entre el almidón y la proteína, y se dice que la matriz protéica atrapa físicamente a los gránulos de almidón, dificultando la separación de almidón de la proteína lo que hace que el grano se endurezca.
La segunda sugiere que en el trigo existe un material que roda al gnnulo de almidcín y que
este
se presentaen
mayores cantidadesen
trigo duro queen
trigo suave.La dureza afecta a muchos factores,
como
la
susceptibilidad ai ataque de insectos y lasusceptibilidad al quebrado durante el manejo, por lo tanto los trigos suaves son más
susceptibles a la infestación (Salunke, 1985).
Existen varios métodos para evaluar la dureza
como
son
el índice de tamaño departícula, índice de
perlado,
rdlcctancia de rayos infrerrojos e índice de flotación.Yamazaki
y Donelson (1973) citados por Hosaiey et al (1988) describen elprocedimiento para obtener el índice de tamaño de partícula. En este
método
el trigoes
molido en un molino de piedra y
mido
posteriormente, el molino debe ser calibrado anteriormente con trigos duros, suaves eintermedios.
Este
metodo es relativamente rápido yreproducible.
otracaracten ‘stica
usada
para
diferenciarlos
trigos duros y suaves es el tiempo demolienda.
Los
trigos duros se muelen mucho mis rápido quelos
t r i p suaves (Hosmcy et al, 1988).Una pmeba similar
es
el índice de palado, que se caractaka por remover la Cascarq alwona y endosperm0 exterior porabrasión,
produciendo grano quebrado, &cam y fracciones finas con composiciones variadas (Sumner et al,
1985). Este método es afectado por el tamaño y forma del grano, por el espesor y adherencia del pericarpio y por elequipamiento del molino de perlado (Hoseney et al, 1988).
6
-
---
--
Revisión
de litcnituniL a reflectancia con rayos
infranom
as otro medio para medir la dureza deltri~o.
Eneste método la medición de la dureza cornsponde al tamaño de partícula (Williams, 1973
citado por Pomeranz, 1986).
Yamazaki y Donelson (1973) ciiados por iioseney
et
al (1988) mostraron que elcontenido de proteína no se relaciona con la dureza. Sin embargo, reportaron que la humedad del grano afecta la medición de la dureza del grano. Grosh y Milner (1959) usando un
penetrometro, mostraron que la dureza del
trigo
disminuye conforme aumenta la humedad.Macluggage (1943) y ChesHield (1971) citados por Hoseney et al (1988) Usaron un molino perlador y reportaron que la humedad tiene poca influencia cuando esta se incrementa y
Kramer y Aibrecht (1948) citados por
Hoseney et
al (1988),usando
el mismo método,reportaron un incremento en la dureza ai incmnentarse la humedad.
Estos
resultados aparentemente contradictor¡os, pueden ser explicados si consideramosque la humedad hace
comso
al salvado y trae como resultado un incremento de la dureza cuandoes
medida por perlado. Por otro lado la humedad tiene un efecto de ablandamiento en el endospermo y disminuye la dureza cuandoes
medida con el penetrometro (Hoseneyet
al,
1988).
2.4. Composición química
Los
intervalos de los porcentajaspara
los principales constituyentes químicos del granode trigo
son
reportados en el Cuadro 1.Cuadro 1. Composición química d d grano de trigo.
Constituyente
RMBO
(%I
Humedad 9.0- 18. O
Almidón (por diferencia) 60.0-68.0
Proteína (N x 5.7) 8.0-15.0
Celulosa (fibra) 2.0-2.5
Aceite 1.5-2.0
Azúcares 2.0-3.0
Minerales 1.5-2.0
Fuente : S a l d e , 1985
El almidón es el mayor constituyente del trigo (óO.O-ó8.O?h) y
cerca del 74% del
almidón se encuením en el endospermo.Los
gránulos de almidónlenticularei
constituyencerca del 70% mientras que los gránulos esféricos contribuyen con un 30.h del mdospermo
...,, . ,. . . -.~..-.I_ ,., ., ... . .~ , . .
Rcvisióa
de
litetahaamiláceo.
L a relaciónamilosa-amilopectina
es
de 1:3.La
mayoríade
los aaicereS simples estánconcenbudos
en
el embrión, mientrasque
las
paitmanas
y la celulosa estánconcentradas
en el pericarpio, testa y
aleuron4
(Salunke, 1985).Los
azúcared que se encuentran en elembrión son rafinosa 38.1%, sacarosa 55.9%, fructwa 2.8%, glucosa 2.1% y melobiosa
l.l%(Lidoetal 1960).
El contenido de proteína varía de 8 a 15%.
El
pericarpio y el germen songeneralmente más ricos
en
proteína que el endosparno.El
contenido de proteína disminuyehacia el
centro
del endospermo.El
endospermo vítreo contiene apmximadamente 9.12%de
este componente, mientras que el
endospermo
suave centralcontiene
alrededor de 7.5% deproteína. Las proteínas del trigo se clasifican
en
aibúminu, globulinas, gliadinas y gluteninas.Las albúminas y globulinas (10 a 15%) se encuentran principalmente
en
el embrión y en lacapa de aleuron4 mientras que las gliadinas y gluteninas (85 a Wh) son constituyentes del
endospermo. En presencia de agua, las gliadinas y gluteninas forman una masa
viscoelástica
llamada gluten, la cual
es
esencial para el amisido.Las
gliadinasson
un
grupo hetemgheo de prolaminas, solubles enalcohol
etilico al 70%,con
un peso molecular entre 25,000 y 50,OOOdaltons. Las gluteninas, son también un grupo de prolaminas, solubles
en
ácidoso
álcalis
diluidos, y
con
un peso molecular de 100,OOO avarios
millones de daltons.Las
proteínas detrigo son deficientes en lisina.
Tanto
lasgliadinas
como lap gluteninas son defcientea en lisina, triptofano y aminoácidos azufdos (Cuadro 2),pero
tienen alto contenido deglutamina y prolina (Salude, 1985).
Cuadro 2. Aminoácidos esenciales del trigo
Commnente Valor (dl69
N)
Isoleucina 3.18
Leucina Lisina Metionha Fenilalanina Treonina
6.52 2.67 1.74 '4.43 2.76
TnDtofanO 1.73
V d n a 4.69
Fuente: Salunke, 1985
El contenido de lípidos
en
trigo esde
1.5 a 2 %.Los
lípickm esth concentnubs en el germen y son principalmente triglicáidos.Loe
lipidom en la harina de trigo tienenuna
importante contribución en las propiedades de la mnm
Un
alto contenido de aceite en el8
.... . . .,.
__
..__., .germen hace más susceptible
al
grano a la infestación ydetenoro
durante el almacenamiento(Salunke, 1985).
Los
minerales están concentrados en la fibra; elfósforo
y el potasio son los quese
encuentran en mayor proporción en el trigo (Cuadro 3). Alrededor del 70% del fhfm esía
[image:24.631.219.418.214.397.2]presente en forma de ácido fitico (Salunke, 1985).
Cuadro 3. Minerales del trigo
Componente Valor (mgIl00 g
Potasio 453.0
Fósforo 380.0
Azufre
1%.0Magnesio 157.0
sodio 24.0
5.1
4.4
calcio Zinc
ManWeSO 4.0
de
peso
=o)Fuente: Salunke, 1985
El trigo
es
una fuente importante de vitaminas como tiamina, niacina y piridoxina (Cuadro 4),pero
comparado con otros c e d e s , el trigoes
bajo en riboflavina.Las
mayorescantidades de niacina, piridoxina y residuos de
ácido pantotcnico
están pnsentas en la capa dealeurona' (Salude, 1985).
Cuadro
4.Vitaminas
del trigo.Componente Valor (mg/100 g de
Tiamina 0.40
Riboflavina 0.16
Niacina 6.95
Biotina 0.02
Colina 216.00
Acido pantotenico 1.67
Fuente: Salunke, 1985
pea0
-1
Acid0 fóiico 0.05
9
, . ...,I s_l__
2.0.
El trigo
es
imporiantc desde varios puntos devisin.
Ocupa
el pr¡m« l u wen
w m c i esembrada y producci6n a nivel mundial y Contribuye a
la
dicta mundial con más calorías yproteína que ningún otro cultivo alimenticio (Hawon, 1980). Gen.nlidad.8 dd
cum0
d.
ai00
2.5.1. Produdóa mundial.
El trigo es uno de los cuatro cultivos con mayor supaficie cultivada,
ocupando
cercadel 30% de la producción total de granos. Pam el año de 1993, la
producción
mundial de trigofue de 560 millones de toneladas (Cuadro 5). De
uta,
el 35% la produjo Europa y la ex-URSS, 33% por Asia, y 17% por Norte Amórica. China, la cx-IJRSS, la Comunidad
Econ6mica Europea,
Estados
Unidos, La India, Canadá yEuropa del Este,
son los mayoresproductores
del
mundo. Los principales p a í ~ importadores son: laex
URSS,
China, Egipto,Japón y Brasil, mientras que los que exportan con rcgdMdad Cste producto son: Estados
Unidos, Canadá, Australia y Argentina (Figura 2 y 3).
Cuadro 5. Producción mundial, superfície axduuia y mdimimto
de
los principales paísesproducto re^ 1992-93
País Producción Sup. cosechrdi Rendimiento
China (miles ton) 101,590 (miles ha) 30,500 (to*) 3.33
Ex
URRS
a-/ Com E. Europea E.U.A..India
Europa del Este
Canada Turquía Australia Pakisth Subtotal
otros
88,210 84,925 66,922 55,090 26,420 29,871 15,500 16,184 15,684 500,396 59,945 46,670 16,910 25,260 22,980 8,150 13,830 8,800 9,100 7,850 190,050 32,360 1.89 5.02 2.65 2.40 3.24 2.16 1.76 1.78 2.00 1.85Total Mundial 560,341 222,410 2.52
a _ / S e c o s s i d c r m b ~ ~ d e A m i e n i P , ~ B i ~ G e a s L K m l d v E h ~ Mokbvi& Rusk T?iikimin, Uaaniay - Uzbckidn.
Fuaitc: SAGAR 1995.
10
Revisi6n de literatura
A-
[image:26.629.167.456.296.465.2]3890 4% 3ooo tan 3% 59'9 Jq6n 7%
Figura 2. Principales paises importadores de trigo (miles de toneladas)
ErUA.
37038%
A i n t n b 7aM) 7K 6 t e
W B % loo0 1%
c i d
21535 22%
Figura 3. Principales paises exportadores de trigo (miles de toneladas)
2.5.2. Producci6n nacionai
El trigo tiene gran importancia por ser el segundo cereal de mayor
consumo
enMéxico (Contreras, 1993).
En
1993, México ocupó el 26" lugar en la producción mundial de trigo con 0.63% (3630 miles de ton) y un rendimiento promedio de 4082 kgha (Cuadro 6). Las importaciones para este aAofueron
de alrededor del 30% de la oferta de trigo (1741 milton)
(FAO, 1996).En
el Cuadro 6 se observa de manera general que la producción de trigo ha tendido adisminuir, por lo que las importaciones han tenido que aumentar para poder cubrir la
demanda, habiéndose prácticamente suspendido las exportaciones de este cereal a partir de
1991.
Revisiáa
de
literaturaCuadro 6. Evoluci6n de la oferta de trigo 1988-1993 miles de toneladas
Alk ofata Producei6o % ImpOrEaci60- y.
1988 4,579.3 3,674.4 80.2 1,074.6 169.7 0.2
1989 4,464.3 4,290.2 96. I 403.5 229.4 b-/
o.
11990 4,161.6 3,855.7 92.6 322.2 16.3
o.
11991 4.614.7 4,073.1 88.3 541.6 0.0
o.
11992 4,769.2 3,699,l 99.5 1,070.1 0.0 0.2
(1)-(2+3-4) NaCional(2)aJ @/I) (3) (4) (311)
1993 5,738.0 3,636.7 67.6 1,741.3 0.0 0.3
a-/ Comrpocde ai allo data de trigo grano y fonajcro.
b-/ 21.3 mil iondpdss de exportaci6n y 208.1 mil toneladas de pamuta de trip aisirliao, por 108 y 101 mil
ioncladas de sorgo y maiz nspeaivameatc.
Fuaitc: SAG& 1995.
2 J. 1.1. Regiones prodvctoraa
En
el país se ubican tres regiones produciom importantes:Noroeste,
Bajío y Norte. Laregi6n Noroeste que comprende los estados de Sonora, Sinaloa y Baja California Norte, ea la que más sobresale en cuanto a producción (56% del
total).
L o s principales estados productores de trigo de la
República
Mexicana son Sonora,Guanajuato, Sinaloa, Baja California Norte, Chihuahua y Michoacán (Cuadro
7).
2. S. 1.2. Ciclos de prociuccidn
En México existen dos ciclos de producción: Primavera-Verano y Otozlo-Inviemo,
siendo el segundo el más importante, ya que aporta el 91% de la producción nacional. La producción de trigo durante el ciclo Otoño-invierno se realiza en los
estados
de Sonora, Sinaloa, Baja California Norte, Guanajuato, Chihuahua y Michoacán, entre otros, mientrasque la del ciclo Primavera-Verano se lleva a
cabo
en losestados
del centro comoson
[image:27.628.75.549.68.240.2] [image:27.628.71.530.410.714.2]Tlaxcala,
E&
de México, Puebla, Jalisco e Hidalgo, principalmente (Cuadro 8).Cuadro
7. Producción de trigo según entidad federativo 1989-1993 miles de tonclsdarEntidad 1989 1990 1991 1992 1993
Sonon 1397.3 1413.0 1146.9 1072.5 1180.9
Sioalaa 1046.9 451.8 620.2 487.5 382.6
628.7 888.6 793.1 73 1.4 667.6
226.5 256.4 329.8 341.7 462.8
Guanaj-
B.C.N.
ChihuahUa
220.4 169.2 25 1.6 210.4 178.0Jalisco 169.3 84.8 149.4 133.4 152.4
B.C.S.
132.9 93.3 68.6 12.7 9.5M
i
*
233.0 118.2 25 1.4 179.2 171.2Totel 4055.0 3475.3 3611.0 3168.8 3205.0
ohwr 235.7 382.7 456 534.5 435.7
T d
Nacional 4290.7 3858 4067 3703.3 3640.7Fueate: SAGAR. 1995.
12
Revisi& de literatura
Cuadro 8. Supeñcie cosechada, producción y rendimiento de trigo según entidad federativa
EntidadFcderatha Sup.cosechada y. M&h % Rmdimiaito
Total 889.1 100.0 3632.8 100.0 4.1
P-V 92-92 157.4 17.7 314.2 8.6 2.0
T i a x d a 32.0 3.6 77.9 2.1 2.4
Mbom 33.8 3.8 75.7 2.1 2.2
Puebla 22.0 2.5 57.4 1.6 2.6
lalisa, 14.7 1.7 35.9 1.0 2.4
Hidalgo 14.6 1.6 25.6 0.7 1.8
CMmS 40.3 4.5 41.7 1.1 1
.o
0-1 92-93 731.7 82.3 3318.6 91.4 4.5
sonora 241.1 27.6 1180.4 32.5 4.8
GuaMjuato 125.5 14.1 658.1 18.1 5.2
B. C. 83.3 9.4 462.3 12.7 5.5
SiOa 95.4 10.7 382.6 10.5 4.0
chlliurhua 34.3 3.9 176.1 4.9 5.1
Michoecao 35.2 4.0 164.0 4.5 4.7
otros 112.9 12.7 294.2 8.1 2.6
FUENTE: SAGAR 1995
por ciclo productivo. Afio oferta 1993
milesha miles toll tonma
2.5.2.3. Destim de ha prollucción
En
la Figura 4 se observa que la mayor parte de la producción de trigo (81%) sedestina al consumo humano para la elaboración de diversos productos, aunque el destino para consumo animal ocupa una cantidad importante (17%).
Figura 4. Consumo según destino (1993).
8-1 Se obtuvo potdif~kdel MnlnmlO total y h alme de los demb conamoh
b-/ Se estimo a bsac a una daisidd de Siemhde 90 I;%br
c-1 I% de I. producción om.iooal (alb of&) e hporiuiona FUENIE: SA- 199s.
D e la producción que se destina al consumo humano, el trigo constituye la materia prima básica de Ir industria molinera (intermedia), que a su vez prove a la industria panadera (común y de caja), pastelera y galleiera (Gómez, 1985).
L a mayor parte. del trigo se destina a la obtención de harina pan galletas y tortillas,
siguiéndole la harina para la elaboración de pan bolillo y pan de caja L a sémola empleada para la producción de pastas se obtiene en menor proporción y es la región noroeste el principal proveedor de trigo para la elaboración de este tipo de productos (Figura 5).
Figura 5. Destino industrial de la producción de trigo según tipo de grano.
G: Grupo del grano
Fuente: SAGAR, 1995.
2.6. Almacenamiento
El almacenamiento es la fase o momento del proceso de circulación de mercancías o
bienes, donde se guarda y coloca el producto, en un
lugar
previamente damninado, pan sudebida custodia, resguardo y conservación. Siendo los productos
agrícolas
mercancíasperecederas requieren ser conservados en almacenes, en tanto se
realiza
su comacialiución oconsumo (Guajardo, 1983).
2.6.1. Importancia del aimieeaamkata
A travk de la historia, los cereales han proporcionado a los humanos un remanente
contra
la pérdida de cosechas y el hambre.En
comparación con alimentoscomo
productwlácteos,
carnes y hortalizas, los cerealesson
relativamente fácilea de almacenar. Sin unbargo,pueden sufnr deterioro si las condiciones de almacenamiento no
son
apropiadaa (Hosaiey,1991).
14
._._-
Revisibn de literahim
La FA0 (Organización de
las
Naciones Unidas para la Agr¡culaUa y la Alimentac¡Ón)estima que
las
pérdidas anuales de cerealeses
de aproximadamenteun
IO?! del totai de laproducción y en paises en desarrollo llega a alcanzar de 30 a 50% (humans, 1985).
En
M k i c o se estima que las mermas globales fluctúancuando
menos,
desdeun
5%hasta un 25% de la producción
total
de maíz, trigo y frijol (Ramayo, 1983, An- 1993)La principal r d n de estas pérdidas, en los paises en vías de desam>llo,
es
resultadode la carencia de condiciones adecuadas de almacenamiento,
como son
falta dealmacenes
apropiados, alto contenido de humedad e impurezas del grano, presencia de plagas y manejo deficiente del grano, permitiendo el libre acceso de insectos, aves y
roedores
a sus
productos,así como la existencia de condiciones adecuadas para la proliferación de
hongos
(Boumans,1985).
Otra pequeña pero significativa proporción de las pérdidas duran% el almacenamiento
son resultado de la respiración, del deterioro
gradual
de la viabilidad, calidad nutritiva ypropiedades de uso final (Hoseney et al
,
1988).2.7.
Factoms involucrados en el
almacendento
d.
granos.El almacenamiento de granos involucra muchos problemas, debido a que el grano
es
un organismo vivo y puede deteriorarse durante este proceso. La humedad y la tempaaaua
del grano
son
los elementos más importantes en estecontexto
(Gwinner, 1990).2.7.1. Factores Físicos.
2.ZI.I.Actividaddc agua
La Aw
es
la relación entre la presión de vapor ejercida por el agua contenida enun
alimento (P) y la presión de vapor del agua pura (Po) a la misma tempaatura (Leung, 1986).La estabilidad de un grano
esta
relacionadacon
su contenido de humeúad; sin embargo éste no es un buen índice del tiempo de conservación delos
produ- por lo queactualmente se
usa
el concepto de actividad de agua (Hoseney, 1991).L a importancia de la actividad de agua radica
en
que a ciertos niveles de Awno
ocum
crecimiento de mimrganismos.
Por
ejemplo, las bacterias sólo crecen a una Aw mayor a0.90 y la mayoría de los hongos y levaduras crecen a niveles de Aw superiores
a
0.80 y 0.88respectivamente &tarn& 1986).
15
.
Revisión de litenaira
Además de su efecto contra los microorganismos, la actividad de agua también
juega
un papel importante en la estabilidad química y la calidad de
un
alimento. La cinetia de reacción de la oxidación de lipidos, el oscurecimiento no &matico, la degradación devitaminas y pigmentos y los cambios enzimáticos, dependen del contenido de humedad y Aw
del alimento (Leung, 1986).
Cuando
un
grano se encuentra encontacto
con
una atmósferacon
humedad relativa ytemperatura constante, ganará o perderá agua hasta que su humedad mantenga el equilibrio
con
el aire que le rodea. Este contenido de humedad se define como el contenido de humedaden equilibrio para una atmósfera de cierta humedad relativa, donde se cumple que Aw =
Humedad relativa (Hoseney, 1991).
El contenido de humedad del grano
es
menos importante que la humedad relativa,con
la que se encuentra en equilibrio higroscópico. Aparentemente hay un limite crítico de
humedad relativa en el cual las bacterias pueden crecer.
Esta
humedad critica variacon
cadamicroorganismo y
es
de alrededor del 75% para los hongos más osmófilicos; sin embargo,algunos pueden desarrollarse a humedades más bajas. El crecimiento de bacterias raramente se encuentran en grano almacenado, debido a que estos microorganismos requieren para su desarrollo, una humedad relativa mayor al 90% Debido a que el crecimiento de bacterias esta asociado
con
el calentamiento y deterioro, el máximo contenido de humedad para almacmarel grano por
corto
tiempo es el queesta
dado por una humedad relativa de 75%. Si el granoesta
quebrado, y el almacenamiento es prolongado o si se tienen altas temperaturas, el límitemáximo de humedad corresponde a una humedad relativa más baja. Para un tiempo de almacenamiento largo (más de 2 o 3 años) la humedad relativa debe ser de 65% para
ser
considerada como segura (Christensen
et
al,1592).
2.Z1.2. Temperatura
La temperatura tiene una gran influencia sobre el grado de respiración de loa granos
almacenados.
L a respiración se acelera por un incremento de la temperatura, hasta que *I limitada
por varios factores, como la inactivación térmica de las e m a s involucradas, agotamiaito del
substrata, limitación de las fuentes de oxígeno, o acumulación de
concu~tracioneS
inhibitoriar16