Cereales: Origen, Características y Producción Mundial

Los cereales, cuyo nombre deriva de la diosa romana Ceres, son semillas de gramíneas fundamentales en la alimentación global.

Características y Adaptación

• Adaptación, suelo y climas:
• Condiciones climáticas semiáridas (sorgo, mijo)
• Bajo agua (arroz)
• Climas muy cálidos (arroz, mijo)
• Climas fríos: El trigo se adapta a todas las condiciones
• Facilidad de cultivo y alta rentabilidad

Los cereales son semillas maduras, sanas y limpias de gramíneas, cuyo fruto es un cariópside.

Alimentación Humana

Los cereales más consumidos son: trigo, maíz, arroz y centeno, seguidos por cebada, avena, mijo, sorgo y triticale (cruce de trigo y centeno).

Producción Mundial

Trigo, arroz y maíz representan el 75% de los recursos de cereales a nivel mundial.

Zonas de Producción:

• Asia: Principalmente arroz (50% de la producción mundial) y trigo.
• Europa: 50% de la producción mundial de trigo, además de cebada, avena, centeno y maíz.
• América: 50% de la producción mundial de maíz, trigo, sorgo y cebada.
• África: Maíz, mijo y sorgo.

El cultivo de avena y centeno está en regresión. Los principales productores son EEUU, Rusia, China y la UE.

Estructura de los Cereales

Los granos de cereales son frutos en cariópside de la familia de las Gramíneas. Poseen pequeñas dimensiones, variables según la especie. El peso del grano varía en base a la variedad y factores, conocido como “peso de 1000 gramos”, junto con la humedad e impurezas.

Componentes Principales

• Envolturas: Secas y duras de naturaleza lignocelulósica que protegen el grano (glumas y glumillas).
• Tipos de cereales según sus envolturas:
  • Cereales vestidos: Arroz, cebada y avena. No pierden las glumas, cascarillas o envueltas (palea y lema).
  • Cereales desnudos: Trigo, maíz y centeno. Desprenden las glumas y glumillas en la trilla.
• Pericarpio: Tres capas de células: epicarpio, mesocarpio y endocarpio.
• Testa: Protege la semilla (dentro del pericarpio).
• Semilla:
  • Endospermo: Aleurona (naturaleza proteica, actividad enzimática) y albumen (rico en almidón, reserva energética).
  • Germen: Cubierta protectora o escutelo (actividad enzimática) y embrión.
• Pericarpio y germen: Ricos en grasa, proteínas, vitaminas, minerales y celulosa.

Almacenamiento de Cereales

La capacidad de almacenamiento depende de varios factores:

Propiedades Físicas del Grano

• Endospermo: Harinoso o blando (más susceptible al ataque de gorgojos), vítreo o duro (mayor resistencia a insectos).
• Embrión: Daño favorece la acción enzimática, causando enranciamiento de la grasa.
• Tamaño y forma del grano: A menor tamaño, menor ataque de insectos.

El mejor almacenamiento se logra con granos limpios, secos y sanos.

Fases Previas al Almacenamiento

• Limpieza de los granos con aventadores (corriente de aire): Separar materiales de diferentes densidades y tamaños, eliminar cascarillas, polvo y paja, evitar granos rotos y separar semillas externas.
• Purificación y separación: Cilindros de ranuras de tamaño normalizado para eliminar granos de tamaño desigual, granos rotos, colores anormales, con separadores ópticos.
• Desecación del grano: Reducir la humedad a niveles que impidan el crecimiento microbiano y la germinación (11-15% de humedad).

Objetivos y Factores Clave

• Objetivo principal: Guardar granos sanos, secos y limpios, separados de espigas o mazorcas.
• Organismos vivos: La respiración aumenta con alta temperatura y humedad, acelerando el deterioro. Se recomienda remover los montones.

Factores que Afectan la Calidad Alimentaria:

• Humedad
• Temperatura
• Insectos y roedores
• Microorganismos (mohos)

Métodos de Almacenamiento

• Almacenamiento prolongado en graneros familiares: Agujeros en la tierra, recipientes de arcilla, calabazas secas, cestos de mimbre (ventilación natural), secos y apilados en el granero.
• Silos (sistema actual de elección): Hormigón o cilindros de acero inoxidable con sistemas de desecación.
• Tipos de almacenamiento: A granel o en sacos (países en vías de desarrollo), atmósferas controladas (extracción de O2 o inyección de CO2, N2 o gas inerte).
• Almacenamiento en refrigeración: Aire ambiente con menor contenido de humedad para ralentizar el desarrollo de insectos y mohos.
• Desinfección con aire caliente: Método eficaz para destruir cualquier tipo de forma viviente.

Conservación de Cereales

Es crucial disponer de instalaciones apropiadas con sistemas de ventilación forzados e instrumentos de medida rápida de temperatura y humedad. Implementar medidas de control en la recepción para impedir la entrada de gases húmedos e impurezas, junto con un protocolo de vigilancia y manejo de las instalaciones (desinfección y control de roedores).

Condiciones Óptimas:

• Humedad: 13-15% (≥1 año); 11-13% (año) para evitar germinación y desarrollo de gérmenes y esporas.
• Temperatura: 16º máximo.

Control Continuo:

• Control de humedad: Mantener una humedad media adecuada del 13%.
• Control de la respiración del grano (relacionado con la temperatura).
• Observación de la presencia de insectos y hongos.
• Monitoreo de la evolución de la humedad y la temperatura.
• Manejo de la ventilación.

Papel de los Cereales en la Alimentación

Los cereales son una fuente importante de carbohidratos y aportan proteínas de bajo valor biológico (aminoácido lisina limitante). Son fuente de vitaminas del grupo B y tienen bajo contenido de calcio. Contienen ácido fítico, que puede impedir la absorción de minerales.

Composición Global:

• Humedad: 10-14%
• Proteínas: 7-12%
• Carbohidratos: 63-73%
• Fibra bruta: 1-4%
• Grasa: 1-5%
• Cenizas: 1,5-2,5%

Proteínas de los Distintos Cereales

• Albuminas: Proteínas solubles en agua.
• Globulinas: Solubles en soluciones salinas a una determinada concentración.
• Prolaminas: Solubles en etanol al 70%.
• Glutelinas: Sólido que queda después de la extracción de la fracción proteica anterior.

El arroz integral tiene más contenido en vitaminas debido a sus partes externas.

Principales Cereales y sus Características

Trigo

• Semillas del género Triticum.
• Cereal de mayor consumo a nivel mundial.
• Principal cereal en Europa, Canadá y EEUU.
• Fuente de proteínas de origen vegetal.
• Gran número de derivados: harina, pan, pastas, cereales para desayuno, harinas para lactantes, galletas, productos de pastelería y repostería, masas fritas, snacks.

Maíz

• Cereal del nuevo mundo.
• Consumo: Sudamérica, México y EEUU.
• Rico en hierro.
• No contiene gluten, apto para celíacos.
• Utilización: alimentación humana, materia prima (almidón, glucosa, alcohol, butílico y acetona), forraje para animales.
• Variedades: mayor lisina, proteína y grasa.

Valor Nutritivo del Maíz:

• Alto contenido de carbohidratos.
• Proteína de bajo valor biológico (menor lisina y triptófano).
• Bajo aporte de vitaminas del grupo B (niacina no disponible).
• Alto contenido de grasa en el germen (34%).

Usos del Maíz:

• Mazorca: tierna (elote) o madura.
• Grano entero (tierno o maduro).
• Harinas: gachas, papillas infantiles, tortas, cereales de desayuno, panes, tortillas, bebidas…
• Maíz fermentado: industria cervecera.
• Materia prima para la obtención de almidón: espesante de productos alimenticios, sopas.
• Palomitas de maíz: granos de maíz ligeros, ligeramente dulces, ricos en agua, sometidos a alta temperatura.

Arroz

• Originario de China (5000 a.C.).
• Productores: Japón, China, India.
• Cultivo en zonas con agua abundante, temperatura elevada y alto nivel de insolación.
• Alimentación humana: arroz blanco pulido, arroz integral, arroz vaporizado, harina de arroz, fideos de arroz, sake (bebida), arroz hinchado.

Valor Nutritivo del Arroz:

• Contenido elevado de carbohidratos (almidón).
• Proteínas altamente digestibles (aminoácido limitante lisina y treonina).
• Vitaminas del grupo B (niacina, tiamina y riboflavina).
• Mayor K, P y Mg; menor Na.

Variedades de Arroz:

• 83.000 variedades (Instituto de Investigaciones Internacionales sobre el Arroz – IRRI).
• Razas principales de naturaleza ecogeográfica:
  • Japonica: Grano redondo, tolerante al frío, maduración prolongada.
  • Indica: Grano largo tropical.
• Arroz Basmati: Grano muy aromático (2 acetil-1 pirrolina).

Tipos de Arroz:

• Arroz Paddy (arroz con cáscara o vestido): Revestidos por las glumas (cubiertas), no utilizables para consumo humano.
• Arroz descascarillado (arroz moreno o integral): Se elimina la cáscara.
• Arroz blanco: Se han eliminado cáscaras, cubiertas y germen.
• Arroz sancochado: El arroz Paddy se somete a vapor a presión antes de la molienda.
• Arroz precocido: Arroz blando o moreno cocido y deshidratado.
• Arroz de cocción rápida: Se somete a un proceso de desecación a bajos niveles de humedad.

Proceso de Blanqueo del Arroz:

• Descarga en el almacén.
• Desecación.
• Limpieza para eliminar residuos, cubiertas e impurezas.
• Almacenamiento.
• Descascarillado para eliminar cascarillas.
• Proceso de pulido para eliminar el pericarpio (salvado) y el germen.
• Clasificación por color.
• Envasado y almacenamiento hasta su venta.

Principales Derivados del Arroz:

• Almidón de arroz: Gránulo pequeño con alta temperatura de gelatinización.
• Fideos de arroz: Elaborados con granos rotos o arroz de baja calidad.
• Productos fermentados: Elaborados para conseguir un aroma característico o para que el arroz aguante tiempo almacenado.

Factores de Clasificación del Arroz:

• Calibrado: Arroz de grano largo (6mm o más), arroz de grano medio o semilargo (5,2 – 6mm), arroz de grano corto o redondo (5,2 mm o menos).
• Proceso de elaboración.
• Granos defectuosos.
• Materias extrañas: piedras, polvo, pajas, granos de otras especies…

Pérdidas Nutricionales en el Procesado del Arroz:

• Pérdida de vitaminas y proteínas por infestación de gorgojos.
• Pérdida de vitaminas durante el proceso de pulido.
• Pérdida de sólidos totales, tiamina y niacina al lavar el arroz.
• Pérdidas de compuestos hidrosolubles en la cocción.

Otros Cereales Menos Consumidos

Centeno

• Se cultiva en zonas frías del norte de Europa.
• Se utiliza para la elaboración de panes y whisky.
• Alto contenido de fibra alimentaria.
• Valor nutritivo: fuente importante de fibra, minerales y vitaminas.
• Alto contenido de lisina y fitoestrógenos.

Cebada

• Se cultiva en todo tipo de climas.
• Se utiliza tras un proceso de malteado (cerveza y whisky) y en la alimentación animal.
• Variedades con alto contenido de lisina.
• En la alimentación humana se utiliza para la elaboración de copos de cebada, vinagre, sucedáneos de café.

Valor Nutricional de la Cebada:

• Alto contenido de proteínas, polisacáridos no amiláceos (glucanos y pentosanas).
• Vitaminas del grupo B (ácido nicotínico).
• Alto contenido en K, P, Si.
• Compuestos fenólicos (proantocianidinas).

Malteado de la Cebada:

• Selección de la cebada, proceso de limpieza y desecación.
• Remojo con agua a 16ºC.
• Germinación en tanques con aire frío y humificado.
• Proceso de secado o tostado.

Avena

• Se cultiva en zonas frías y húmedas.
• Se utiliza para la elaboración de panes, cereales de desayuno, copos de avena, alimentos infantiles y obtención de salvado.

Valor Nutritivo de la Avena:

• Alto contenido de lípidos (ácidos grasos monoinsaturados).
• Fibra soluble (poder anticolesterolante y regulador de los niveles de glucosa en sangre).
• Contenido importante de vitamina E, folatos, tiamina y niacina.
• Componentes con actividad antioxidante (tocoferoles, tocotrienoles, derivados de ácido cafeico y ferúlico).

Efectos Terapéuticos de la Avena:

• Reducción del colesterol plasmático.
• Modulación de los niveles de glucosa plasmática.
• Mejora de la función gastrointestinal.
• Alimento multifuncional.