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• Denisse Vargas

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INTRODUCCION Los cereales constituyen la fuente de alimento más importante de la humanidad. Históricamente están asociados al origen de la civilización y cultura de todos los pueblos. El hombre pudo pasar de nómada a sedentario cuando aprendió a cultivar los cereales y obtener de ellos una parte importante de su sustento. El origen de su cultivo no se conoce con precisión, aun que se cree que los primeros cultivos de cereales fueron cerca del rio Nilo, donde el trigo y otros cereales comenzaron a cultivarse hacia los años 8000 al 6000 a.C. Los cereales constituyen un producto básico en la alimentación de los diferentes pueblos, por sus características nutritivas, su costo moderado y su capacidad para provocar saciedad inmediata. Su preparación agroindustrial y tratamiento culinario son sencillos y de gran versatilidad, desde el pan o una pizza, hasta miles de dulces diferentes. Su consumo es adecuado, para cualquier edad y condición. En nuestro ambiente la forma de consumo de los cereales es muy variada; pan, bollería, pasteles, pastas, copos o cereales expandidos; pero también sirven como materia prima para industrias de bebidas alcohólicas como la cerveza o el whisky. Además de su consumo directo por el hombre, los cereales ocupan un lugar importante en la alimentación animal, tales como la avena, la cebada, el sorgo y el centeno son utilizados con ese fin. Los cereales más importantes y a su vez más cultivados a nivel mundial son el trigo, el maíz, el arroz y la cebada. En este trabajo estudiaremos los conceptos generales que rodean el entorno de los cereales, desde sus propiedades física y química, hasta su siembra y cosecha del mismo, los procesos industriales que se llevan a cabo para su transformación en productos, la normatividad existente para su venta y exportación, entre otros aspectos relevantes.

DEFINICION Los cereales constituyen un grupo de plantas dentro de otro más amplio: las gramíneas. Se caracterizan porque la semilla y el fruto son prácticamente una misma cosa: los granos de los cereales, trigo, avena, cebada, centeno, arroz, maíz, mijo etc. Todos aquellos que conservan su corteza son los llamados integrales, más ricos en minerales, vitaminas y fibras vegetales. La palabra cereales proviene del latín cerialia. Este era el término con el que los antiguos romanos designaban las fiestas en honor de Ceres, diosa de los granos. También era conocida como Deméter”tierra madre”, pues se la consideraba protectora de la agricultura y de los cereales. CLASIFICACIÓN • Si tomamos en cuenta un criterio económico y agrícola podemos agrupar a los cereales y semillas oleaginosas como “granos”, estos a su vez pueden clasificarse en dos grupos: • Granos finos o de cosecha fina: Trigo, cebada, avena, centeno, alpiste y mijo, como cereales; y como oleaginosas el lino. • Granos gruesos o de cosecha gruesa: Maíz y sorgo como cereales; y como oleaginosas el girasol, la soja y el maní. • Otra clasificación, es en Grupos Culturales de Granos, esta se realiza teniendo en cuenta las condiciones ecológicas para su cultivo y se las clasifica en tres grupos diferentes: • Grupo Cultural Trigo: Trigo, cebada, avena, alpiste y centeno. • Grupo Cultural Maíz: Maíz, mijo y sorgo. • Grupo Cultural Arroz: Por las condiciones ecológicas tan específicas que este requiere, no incluye ningún otro grupo. • Desde el punto de vista económico podemos clasificar a los cereales en: • Alimentación Humana: Trigo pan, trigo candela, maíz, centeno. • Alimentación Animal: Sorgo granífero y forrajero, maíz forrajero, avena y centeno. • Uso Industrial: Cebada cervecera.

CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA: Los cereales pertenecen a la familia de las Gramíneas (Gramineae). El trigo corresponde al género Triticum, la cebada a Hordeum, el centeno a Secale, la avena a Avena, el arroz a Oryza y el maíz a Zea. El mijo se clasifica en los géneros Setatia, Eleusine, Panicum y Pennisetum. El sorgo corresponde a Sorghum y el cerrillo es una especie de Andropogon. MÉTODOS DE CULTIVACIÓN Y RECOLECCIÓN La agricultura es un arte milenario que tiene el propósito de cultivar la tierra mediante diferentes tratamientos y alternativas con el fin de obtener vegetales y frutos que puedan ser utilizados con propósitos alimenticios, medicinales y estéticos. Existen diversos métodos para cultivar, los cuales se utilizan de acuerdo a las necesidades de las poblaciones humanas que se encuentran en zonas geográficas donde es difícil sembrar. Métodos de cultivo orgánico ó tradicional: Los métodos de cultivo orgánico son un sistema de producción que promueve la producción sana y segura de alimentos, en lo ambiental, social y económico. Para ello se emplean métodos naturales, prescindiendo de elementos químicos, recurriendo a cultivos intercalados, el acolchado, abonado orgánico. Estos sistemas se basan en la fertilidad del suelo para la producción de calidad, ateniéndose a las características naturales de los cultivos. Existen leyes internacionales y regionales que reglamentan el cultivo orgánico. Requerimientos de clima y suelo El trigo, la cebada y la avena se cultivan principalmente en zonas templadas. Sin embargo, las plantas pueden crecer en áreas con altas temperaturas, a condición de que no haya alta humedad. La temperatura adecuada para el cultivo de estas plantas varía entre 15 y 31 °C. La óptima depende de la etapa del desarrollo, de la variedad y del tipo de plantas. | |mínima |optima |máxima | |Avena |4 a 5 ºC |25 a 31 ºC |31 a 37 ºC | |Cebada |3 a 4 ºC |28 a 40 ºC |40 a 50 ºC | |trigo |2 a 4 ºC |25 a 31 ºC |31 a 43 ºC |

Las semillas y las plántulas de cereales de invierno soportan las temperaturas mínimas. El trigo es el cereal que más resiste, tanto las temperaturas bajas como las altas. Con respecto a la humedad del suelo, la avena requiere más humedad que el trigo, y la cebada requiere menos que éste. En general, estos cereales necesitan entre 400 y 1 300 mm de agua por año. Una alta humedad del aire y altas temperaturas limitan el cultivo de los cereales porque estas condiciones propician el desarrollo de enfermedades. La luz no es un factor limitante. Sin embargo, en un cultivo denso, las hojas inferiores reciben poca luz. Por lo tanto, la eficiencia fotosintética es baja. Los vientos demasiado fuertes provocan el acame de los cereales especialmente en las variedades de tallo largo. En áreas donde soplan vientos fuertes, las variedades se limitan a aquéllas que no son muy altas, o a variedades enanas. Se puede cultivar el trigo, la cebada y la avena en una gran variedad de condiciones y tipos de suelos. Sin embargo, para obtener una buena cosecha, es necesario que la condición física del suelo tenga las siguientes características: * Una estructura granular, que permita la aireación y el movimiento del agua en el suelo. * Un perfil de tierra cultivable de hasta unos 30 cm, para un enraizamiento adecuado. * Que no sea susceptible a la formación de costras que dificulten la germinación y la aireación. * Que tenga suficiente materia orgánica. Antes de cultivar el trigo, la cebada o la avena, es necesario analizar el suelo para determinar su fertilidad, acidez y salinidad. La acidez determinará la variedad a cultivar. Los mejores resultados se obtienen con un pH de alrededor de 7. La avena no crece bien en suelos con un pH mayor de 7. El trigo y la cebada se pueden cultivar en suelos con un pH de hasta 8. Los cereales requieren un suelo que no presente problemas de salinidad. Existen variedades de trigo y cebada que tienen mejor comportamiento en suelos salinos, pero todas las variedades de la avena son sensibles a la salinidad.

PLANIFICACION DEL CULTIVO Para elegir una variedad adecuada y un sistema de cultivo eficiente, el productor debe considerar factores como temperatura, precipitación, tipo de suelo, duración del día, y también las ventajas y desventajas de diferentes sistemas de cultivo. - Temperatura Cuando la temperatura en el invierno baja hasta 5 °C, se pueden cultivar los cereales de invierno. Hasta un cierto límite, existen diferentes variedades para las temperaturas mínimas extremas durante esta época. El productor debe escoger la variedad que corresponda a la temperatura mínima en su región. Cuando la temperatura en el invierno no baja hasta 10 °C, se siembran cereales de primavera, aunque la avena de invierno todavía puede ser sembrada. Los cereales de invierno se desarrollan mejor cuando la temperatura en la primavera está entre 15 y 25 °C. En el verano, las temperaturas pueden ser aún más altas para favorecer una buena maduración, incluso para cereales de primavera. En general, la cebada resiste mejor las temperaturas altas, mientras que la avena rinde menos en estas condiciones. - Precipitación Los cereales de primavera necesitan unos 600 mm de agua tirante el año. Los cereales de invierno requieren aproximadamente 800 mm de agua. -Duración del día. En la época de crecimiento y floración de los acereales requieren un periodo con días largos con mas de 12 hrs de luz por dia si no es suficiente tardara o no florecerá.

-ROTACION DE DIFERENTES CEREALES. Para evitar el problema de enfermedades y plagas de un tipo de cereal, se puede cultivar en rotación con otro cereal Trigo cebada trigo Avena trigo avena Cebada mijo o sorgo cebada -PREPARACION DEL SUELO. Para obtener una germinación Y UNA MADURAIOCN UNIFORMES, PUEDE SER NECESARIO ANIVELAR EL TERRENO antes de iniciar las labranzas, esto incluye: Aradura o labranza primaria y preparación de la cama de siembra o labranza secundaria. -ARADURA PARA EL SUELO. Para cereales de invierno, se ara unos días antes de la siembra, hay poco tiempo disponible entre el cultivo anterior y la nueva siembra. En cereales de primavera el tiempo entre la cosecha anterior y la nueva siembra es más largo para considerar le clima y el suelo, en caso de tierra arcillosa se ara con anticipación antes del invierno para que le clima ayude a la granulación, cuando la tierra es más ligera es con menos anticipación. En época de lluvia se ara temprano con la aradura ya que favorece mayor acumulación de agua en le suelo. La aradura se efectúa a una profundidad de 20 cm. -FORMA DE NUTRIENTES. Los nutrientes se pueden aplicar en forma de fertilizantes orgánicos (estiércol y el abono verde o inorgánico). Los fertilizantes deben contener compuestos como: 40% nitrógeno y lo de más de fosforo y potasio. La segunda aplicación se hará en la época de amacolla miento este debe tener un 60% de nitrógeno total y demás de azufre magnesio calcio. -SEMILLAS.

Se puede sembrar usando una semilla certificada o semilla de la propia cosecha anterior. No se recomienda usar más de dos veces seguidas la semilla de la propia cosecha. La cantidad de semilla por hectárea varia de 70 hasta 200 Kg/ha (120 Kg/ha trigo, 90Kg/ha avena, 100 Kg/ha cebada. Métodos de cultivo en sustrato: En los métodos de cultivo en sustrato, las plantas no se desarrollan en el terreno, pero tampoco en agua, sino en un medio sólido que sirve principalmente de soporte. Este método permite cultivar cualquier tipo de hortalizas, el sustrato debe proveer a las raíces del agua y aire necesarios para el desarrollo de las plantas. El sustrato puede utilizarse solo o mezclado. Algunos elementos para el sustrato son la arena de río o de cantera, arena de cuarzo, piedra pómez, grava, cascarilla de arroz, residuos de ladrillo, etc. el rendimiento del cultivo depende del sustrato y de la frecuencia de riego, también de las condiciones climáticas. Métodos de cultivo hidropónico: Los métodos de cultivo hidropónico son aquellos que emplean como sustrato una solución de minerales, en lugar de suelo agrícola. Las raíces reciben sus nutrientes de una solución equilibrada, que cubre todas las necesidades de las plantas. Puede emplearse la solución de agua y minerales exclusivamente, o emplear arena lavada, grava u otros. En condiciones naturales, el suelo actúa como reserva de nutrientes minerales, que son disueltos en agua, por lo que las raíces pueden absorberlos, por lo tanto, si se incorporan los minerales necesarios, no es preciso emplear suelo. Esta actividad es adecuada para regiones con suelos pobres. El crecimiento de los vegetales con este método es más rápido que en terreno normal. MICROFLORA Y MICROTOXINAS Los cereales son huéspedes de gran número de especies diferentes de microflora. Participan aquí, tanto los microorganismos que invaden toda la semilla, como los que son contaminantes superficiales. La microflora más importante, en cuanto a conservación del grano se refiere, son los hongos, los cuales prosperan con humedades relativas del aire interpuesto muy inferiores a las necesarias para otra microflora. Si se descontrola el sistema, y aumenta la humedad en zonas locales, pueden ser peligrosos otros tipos de organismos, pero esto no sucede bajo buenas condiciones de almacenamiento.

Siempre están presentes los hongos de almacenamiento. Como se conocen bien sus características, se han establecido las condiciones necesarias para Detener su crecimiento. las medidas contra ellos se basan en mantener bajo control las condiciones apropiadas. Las pérdidas por almacenamiento debidas a microorganismos, se pueden controlar bajo casi cualquier medio ambiente. Solamente unas pocas especies de hongos atacan al grano almacenado. estas son primordialmente especies de Aspergillus, que están adaptadas a vivir en grano con poca humedad. También crecen sobre grano con contenido de humedad discretamente elevado, ciertas especies de Penicillium. Otras especies .sólo crecen sobre grano relativamente muy húmedo o a consecuencia de descontrolarse el sistema. Algunos hongos son capaces de producir sustancias tóxicas. Algunas de sus toxinas, resultan extraordinariamente tóxicas por ingestión o, en ciertos casos, en contacto con la piel. Algunas toxinas de Fusarium matan los ratones o conejos en 24 horas tras su aplicación a la piel. En 1960, la muerte en Inglaterra de gran número de pavos, condujo a la identificación de una aflatoxina producida por A. flavus en harina de cacahuete. Posteriormente se han identificado cuatro aflatoxinas. La presencia de aflatoxinas en el grano, presenta problemas para su consumo. Un problema es el establecimiento de la cantidad permisible. Los EE.UU., junto con otros varios países, han establecido tolerancias para aflatoxinas en alimentos y piensos. Un segundo problema es el número relativamente grande de pleitos surgidos a consecuencia de «toxinas» en piensos. Estos casos son de difícil solución porque las toxinas a pequeñas dosis pueden no matar animales, pero sí hacer que rindan pobremente durante periodos largos de tiempo. El pienso sospechoso de toxicidad, puede haber sido consumido mucho tiempo antes. Incluso, si el pienso estuviera disponible y se demostrara que contiene organismos capaces de producir la toxina, esto no es evidencia de que las toxinas estaban ciertamenle presentes. Para que se produzca la toxina es necesaria la presencia del organismo así como las condiciones oportunas. Gran parte de la micotoxina producida, es producto de la infestación del grano en el campo, aunque también es posible la producción de micotoxina por los organismos del almacenamiento.

INSECTOS Los insectos constituyen un problema importante para el almacenamiento de granos y semillas. No solamente, los insectos consumen parte del grano, sino que también lo contaminan constituyendo un problema sanitario importante. Los insectos que pueden vivir de los cereales, se pueden dividir entre los que se desarrollan dentro de los granos y los que viven fuera de los granos. Los que se desarrollan en el interior de los granos, son responsables de la infestación oculta que se encuentra en el grano almacenado. Cinco especies son las responsables de ese daño; oculto (gorgojo de granero, gorgojo del arroz, gorgojo del maíz, taladradores pequeños de los granos y la polilla Angoumois del grano). Los granos aparentan poca evidencia de la presencia de insectos en su interior hasta que emergen como coleópteros o mariposas. Los gorgojos depositan sus huevos en el interior de los granos. Los taladradores de los granos inferiores y la polilla del grano hacen la puesta de huevos en el exterior de los granos, pero la larva recién incubada penetra dentro de ellos. APORTACION NUTRIMENTAL DE LOS CEREALES Los cereales y sus derivados son ricos en carbohidratos tanto de absorción rápida, como de absorción lenta (fibra). El contenido de la fibra varía según el proceso industrial de preparación. El contenido proteico es muy variable, entre un 6 y un 16% del peso, dependiendo del tipo de cereal y del procesamiento industrial. La composición en aminoácidos de las proteínas de los cereales depende de la especie y variedad; en general son pobres en aminoácidos esenciales, por lo que se las cataloga de proteínas de moderada calidad biológica. Por tanto, cuando se combinan con legumbres, o con proteínas de origen animal (queso, pescado, etc.) se obtienen proteínas de elevado valor biológico. El contenido en grasas de los cereales naturales es muy bajo; algo más el del maíz cuyo contenido en grasa es del 4% aproximadamente y por ello se utiliza para obtener aceite. Los granos de los cereales contienen muy poca agua, es por ello su fácil manejo y conservación Los cereales contienen minerales como el calcio, fósforo, hierro y en menor cantidad potasio. Contienen también todas las vitaminas del complejo B. Carecen de vitamina A (excepto el maíz amarillo que contiene carotenos). La vitamina E está en el germen que se pierde con la molienda del grano y la vitamina B 1, es abundante en el salvado. De todas formas, la mayor parte de los cereales de uso más común sobre todo infantil como los copos de cereales del desayuno y diversa

bollería están enriquecidos artificialmente con vitaminas. COMPOSICIÓN QUIMICA DE LOS CEREALES La composición química de los cereales varía entre los límites muy amplios, dependientes no solamente de la variable, sino también de las condiciones del cultivo –climatología, abonado, época de cosecha, etc.- y de la historia de la partida, una vez cosechada, hasta que llega al consumidor. • HIDRATOS DE CARBONO: Representan el 65-90 % del peso seco de los granos de cereales, siendo más abundante en el arroz y cebada (86-88 %) y más escaso en la avena (65 %). El componente principal de esta fracción es el almidón, el cual representa el 40% de las calorías consumidas diariamente por la humanidad. Otros componentes importantes que conforman la fracción de hidratos de carbono son las hemicelulosas, la celulosa y los azucares libres. En el grano, los hidratos de carbono se localizan, fundamentalmente, en el endospermo, pero la distribución de los distintos constituyentes es muy distinta según la fracción o parte del cereal que se considere. En general, el almidón se concentra en el endospermo, los azucares libres en el germen y las hemicelulosas y celulosas en el pericarpio. Las hemicelulosas son conocidas también como los polisacáridos, distintos del almidón. Constituyen un componente fundamental de las paredes celulares; poseen estructuras amorfas, actuando como cemento, aun que unas poseen estructuras fibrilares. Los azucares más comunes en las hemicelulosas son la Dxilosa y la L-arabinosa. Los extractos de hemicelulosa contienen algunas proteínas, pero en muy pequeña proporción. Los granos de cereales contienen entre 1-3% de azucares libres en peso, que abundan en el germen y en las capas de salvado. El azúcar más abundante en todos los granos es la sacarosa, seguido por los trisacáridos. Otros azucares presentes en los cereales son la fructosa y la glucosa. La celulosa abunda en el pericarpio y en el germen de los cereales, funciona como constituyente de las paredes celulares. Estas celulosas son el constituyente principal de la fibra de los cereales. • PROTEÍNAS: Representan el 13% en peso del grano entero en el trigo. En porcentajes más pequeños del 10% se encuentran en el arroz, cebada y maíz, y mayores de 20-22% en la avena y el triticale. La distribución de proteínas entre los tejidos que constituyen el grano, no son uniformes, y varía mucho de un cereal a otro. Las concentraciones mayores de proteínas se localizan en las capas externas del endospermo, en la propia

aleurona y en el germen. Las prolaminas y las glutelinas se encuentran en el endospermo principalmente; las albúminas y globulinas se presentan también en las cubiertas exteriores y en el germen. En general, el 60-80% de las proteínas de los cereales son prolaminas y glutelinas. • LÍPIDOS: los lípidos representan el 1-4% en peso del grano; la avena es la más rica en grasa (de 9-10%). Estos se encuentran concentrados en la testa y en los tejidos del germen. Los lípidos de los cereales son, principalmente triglicéridos y fosfolípidos. También se encuentran mono- y di- glicéridos y ácidos grasos libres. La mayoría de los lípidos se encuentran generalmente en los tejidos del grano, como componente de las membranas celulares. En la capa de aleurona, los lípidos se encuentran almacenados en esferosomas. • MINERALES: los minerales constituyen el 1-3% del peso del grano. El porcentaje más bajo lo presenta la avena (4 por 100 de cenizas). Estos constituyentes se localizan en su mayor parte, en el pericarpio del grano. La cascarilla de los cereales que la contienen, es muy rica en sílice; (13-14%) en el arroz. Los minerales más abundantes de los cereales son el fosforo y el potasio( de 0.30.4%), seguidos por el magnesio, silicio, sodio y calcio; y en menor proporción el hierro, níquel, manganeso, cobre, zinc, níquel, cobalto, selenio, cromo, vanadio, estaño, cadmio, plomo y mercurio. • VITAMINAS: los cereales constituyen una fuente importante de vitaminas del grupo B, siendo la más abundante la niacina, seguida por el ácido pantoténico, la piridoxina y la tiamina. También son ricos en inositol, colina y tocoferoles. Otras vitaminas que se encuentran en pequeñísimas concentraciones son la C, B12, A y D. algunas vitaminas se encuentran ligadas a otras macromoléculas y se desconoce su utilidad o eficiencia en la dieta. ESTRUCTURA FÍSICA DE LOS CEREALES La estructura anatómica de todos los cereales es muy similar. Los granos, son relativamente grandes y contienen en su interior la semilla. En algunos casos las cariópsides pueden ser vestidas, como es el caso de la avena, cebada, arroz, etc, que presentan una cáscara o cubierta que envuelve el fruto. Esta cáscara externa está formada por unas cubiertas florales denominadas glumas, que permanecen plagadas incluso después de la trilla. Otras variedades como el centeno, maíz, trigo, etc. pierden fácilmente la cáscara en el proceso de trillado(separación de el grano y la paja), y a estas especies se las conoce como cariópsides desnudas. El grano o carópside está compuesto por dos estructuras principales: el pericarpio y la semilla.

EL PERICARPIO Es la cubierta del fruto, y forma una parte del salvado. Es la capa que mayor proporción de fibra posee de los cereales. Esta capa se divides en dos: Una exterior, conocida como alas de abeja, y otra interior formada por el endocarpio y una serie de células intermedias.

LA SEMILLA Es la estructura que se encuentra en el interior del pericarpio y también su estructura está formada a base de capas. La testa ( que es la cubierta de la semilla, la que da el color a los cereales, y el endospermo, que es la capa mas interna. El endospermo de la semilla constituye el tejido nutritivo de los cereales, y además es el lugar de reserva de hidratos de carbono ( en forma de almidón ) de los cereales, aunque también posee pequeñas cantidades de vitaminas, enzimas, y ácidos grasos. Dentro de la semilla se encuentra el germen o embrión, El germen es la base de lípidos de la que se extrae la grasa ( el aceite ) de los cereales, aunque también contiene almidón y enzimas. La capa de aleurona, junto con las demás capas forman el salvado de los granos. Una vez que el grano de cereal es recolectado, y tras haber estado almacenado en hacina o silos, debe ser sometido a una serie de operaciones de limpieza y acondicionamiento tanto se lo va a consumir entero como si se va a utilizar para hacer harina.