Materia Prima Agroindustrial CURSO 2011 Licenciatura en Tecnología de los Alimentos FCV, UNCPBA

MATERIA PRIMA DE ORIGEN VEGETAL. CEREALES. OLEAGINOSAS. FRUTALES MATERIA PRIMA DE ORIGEN VEGETAL CEREALES OLEAGINOSAS FRUTALES HORTÍCOLAS

Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera centeno maíz mijo sorgo trigo Oleaginosas: cártamo colza girasol lino soja tung

Cereales y oleaginosas son cultivos anuales de tipo extensivo Se cultivan en zonas con determinadas características de suelo y clima (temperatura y lluvia).

Climas Suelos

Cultivo de cereales y oleaginosas Labores necesarias: arar disquear rastrear sembrar (fertilizar, regar, pulverizar) cosechar Objetivo: lograr una óptima cama de siembra Objetivo: lograr una densidad óptima Objetivo: lograr rendimiento y calidad óptimos

Cultivo de cereales y oleaginosas Labores necesarias: arar disquear rastrear sembrar (fertilizar, regar, pulverizar) cosechar Alternativa: siembra directa Ventajas:  menor número de labores  menor erosión  mejor conservación del agua  conservación de la materia orgánica

Cultivo de cereales y oleaginosas BARBECHO (DESCANSO)  mejor conservación del agua  conservación de la materia orgánica

Cultivo de cereales y oleaginosas Carbono SOJA - MAÍZ  mejor conservación del agua  conservación de la materia orgánica ROTACIÓN DE CULTIVOS

Cultivo de cereales y oleaginosas SOJA - TRIGO - PASTURAS - MAÍZ Mayor materia orgánica Menor incidencia de plagas y enfermedades ROTACIÓN DE CULTIVOS

Cultivo de cereales y oleaginosas IMPORTANTE EXISTE POCO SUELO APTO PARA EL CULTIVO

Total mundial de tierras aptas para cultivo. (Casas, 2001) Centro-oeste de los Estados Unidos, norte de Francia, Ucrania, centro-norte de China y la Región Pampeana Argentina

Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera Cultivo de cereales Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera centeno maíz mijo sorgo trigo Los cereales pertenecen a la familia de las gramíneas

Desarrollo de los cultivos de cereal

 Hidratos de carbono: ALMIDÓN y fibra Cultivo de cereales Composición de los granos de cereal:  Hidratos de carbono: ALMIDÓN y fibra  Proteínas  Lípidos (aceites) gránulo de almidón de maíz grano de trigo

Cultivo de cereales: trigo alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera centeno maíz mijo sorgo trigo Triticum aestivum (Trigo pan) Triticum durum (Trigo candeal)

Cultivo de cereales: trigo  trigos duros (para pan)  trigos blandos (para galletitas)  trigo candeal (para fideos)  trigo forrajero Triticum aestivum (Trigo pan) Triticum durum (Trigo candeal)

Cultivo de cereales: trigo Producción de Argentina: 15.970.130 toneladas (2004/2005) Producción mundial: 640.000.000 toneladas (98/2003)  China: 16,7 %  India: 12,4 %  Estados Unidos: 9,8 %  Rusia: 6,8 %  Francia: 6,1 %  Canadá: 3,9 %  Australia: 3,7 %  Argentina: 2,5 %

Cultivo de cereales: trigo Producción de Argentina: 16.000.000 toneladas (2004/2005) 15.000.000 toneladas (2006/2007) 8.400.000 toneladas (2008/2009)  Exportación: 70 % (5to exportador mundial) ?  Mercado interno: 30 %

Cultivo de cereales: trigo

Cultivo de cereales: trigo

Cultivo de cereales: trigo

Cultivo de cereales: trigo Cereal de invierno (cosecha fina)

Proceso industrial

Pastas secas, frescas y otros Harina de trigo 14 % Pastas secas, frescas y otros 8,6 % 70 % Galletitas Panificación

Cultivo de cereales: trigo Composición del grano de trigo Almidón Proteína Fibra Lípidos Minerales % 80 12 4 2 Muy importantes !

Cultivo de cereales: trigo Composición del grano de trigo: proteínas Proteína 9 - 20 % Cantidad variable Proteína: gliadinas + gluteninas + albúminas + globulinas 75 - 95 % + 5 -25 % GLUTEN = flexibilidad y elasticidad

Cultivo de cereales: trigo Composición del grano de trigo: proteínas Proteína 9 - 20 % Cantidad variable Proteína: gliadinas + gluteninas + albúminas + globulinas CALIDAD NUTRICIONAL BAJO CONTENIDO DE LISINA

Cultivo de cereales: trigo Composición del grano de trigo: proteínas Proteína 9 - 20 % Cantidad variable GENOTIPO Y AMBIENTE

Cultivo de cereales: trigo CALIDAD: GENOTIPO Y AMBIENTE Genotipo (cultivares) y ambiente (disponibilidad de N y agua):  cantidad y composición del gluten  peso hectolítrico (peso del grano)  actividad diatásica (desdoblamiento del almidón)  rendimiento de harina  granos "panza blanca"  granos "chuzos"

Cultivo de cereales: trigo CALIDAD: AMBIENTE Y MANEJO  fertilización (N): > disponibilidad de N > rendimiento > proteínas disminuye la ocurrencia de granos "panza blanca"  cultivo antecesor - barbecho - labranzas óptimo: papa, soja o girasol (no maíz por alta C/N) barbecho: 90-100 días (retención de agua y mineralización del N)  granos "panza blanca" altos rendimientos con poco N disponible siembra directa: > panza blanca (poca mineralización del N del suelo)

Cultivo de cereales: trigo CALIDAD: AMBIENTE Y MANEJO  granos "chuzos" altas temperaruras y poca disponibilidad de agua  malezas compiten por agua-nutrientes-luz y dificultan la cosecha  enfermedades y plagas nematodes, hongos (raíz, tallo y hoja), insectos, etc.

Cultivo de cereales: trigo CALIDAD: AMBIENTE Y MANEJO  fecha de siembra afecta el rendimiento, peso del grano, y la proteína  momento de cosecha recomendado: 16-18 % humedad en el grano anticipada: granos con humedad excesiva tardía: riesgo de lluvias (lavado del grano: "panza blanca")

Cultivo de cereales: trigo CALIDAD: COSECHA Y POSTCOSECHA granos quebrados e impurezas (mala regulación de la cosechadora)  secado TEMPERATURA: < 55-60°C a > humedad del grano < temperatura de secado  almacenamiento humedad: < 14 % temperatura: 12-15°C plagas y enfermedades afectan la calidad: degradación de proteínas y almidón y aumento de t°

Proceso industrial

Cultivo de cereales: trigo Productos de la molienda: Salvado: tegumentos y capa de aleurona Harina y sémolas: endosperma De acuerdo al grado de "blancura" * (las harinas se clasifican (de mayor a menor):  0000 (repostería)  000 (panificación)  00, 0, 1/2 0, etc. (*): mayor contenido de cenizas menor blancura.

Cultivo de cereales: trigo RECORDAR: Argentina produce trigos de excelente calidad

Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera Cultivo de cereales Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera centeno maíz mijo sorgo trigo Zea mays

Cultivo de cereales: maíz Maíz duro Maíz dentado Zea mays Maíz semi-dentado Maíz pisingallo Maíz dulce etc......

Cultivo de cereales: maíz Producción de Argentina: 20.500.000 toneladas (2004/2005) Producción mundial: 500.000.000 toneladas (2002/03)  Estados Unidos (1er exportador mundial)  China (2do exportador mundial)  Unión Europea  Brasil  Méjico  Argentina (3er exportador mundial)

Cultivo de cereales: maíz Producción de Argentina: 20.500.000 toneladas (2004/2005) 22.000.000 toneladas (2007/2008)  Exportación: 70 % (3er exportador mundial)  Mercado interno: 30 % Recordar: el maíz es, fundamentalmente, un grano/cultivo forrajero (alimentación de animales: bovinos, cerdos, pollos)

Cultivo de cereales: maíz

Cultivo de cereales: maíz

Cultivo de cereales: maíz Cereal de verano (cosecha gruesa)

Cultivo de cereales: maíz Composición del grano: Componentes Promedio Rango típico (%) Almidón 71,3 64-78 Proteínas 9,91 8-14 Lípidos 4,45 3,1-5,7 Fibra 2,66 1,8-3,5 Ceniza 1,42 1,1-3,9

Cultivo de cereales: maíz Composición del grano: Almidón: amilosa + amilopectina (cadena ramificada) La mayor proporción de almidón se encuentra en el endosperma. El endosperma puede ser:  vítreo (traslúcido)  harinoso La relación vítreo:harinoso determina la textura del grano gránulo de almidón de maíz

Cultivo de cereales: maíz Composición del grano: > vítreo: maíz duro (flint) y pisingallo > harinoso: maíz dentado y harinosos La relación vítreo:harinoso determina la textura del grano gránulo de almidón de maíz

Cultivo de cereales: maíz Calidad del grano de maíz DEPENDE DEL DESTINO: PRODUCTO FINAL  alimentación (fresco, seco, harina, etc)  bebidas (destilería)  papel  textil y construcción  cerámicas, pinturas, anticorrosivos  jabones  explosivos  farmacia, etc.............

Cultivo de cereales: maíz Calidad del maíz para la nutrición humana:  buena fuente de energía (almidón)  poca proteína (deficiente en lisina y triptófano)  deficiente en vitaminas (C, D, niacina y tiamina) Dieta a base de maíz: avitaminosis raquitismo pelagra escorbuto beriberi

Cultivo de cereales: maíz Calidad del maíz para la nutrición humana: PROTEÍNAS:  albúminas  globulinas  prolaminas (zeínas)  glutelinas Alto contenido de aminoácidos azufrados (metionina y cistina) y bajo contenido de lisina y triptófano. Nota: existen maíces con alto contenido de lisina (mutación opaco-2).

Cultivo de cereales: maíz Calidad del maíz para la nutrición humana: ACEITE:  representa el 5% del peso seco del grano (se encuentra en el germen)  composición: 60 %: á. linoleico (18:2) 24 %: á. oleico (18:1) 15 %: palmítico (16:0) Características:  buen sabor (suave)  buena estabilidad en la cocción  buena estabilidad en el almacenamiento (antioxidantes naturales)

Cultivo de cereales: maíz Calidad del maíz para la industria: Maíz duro (endorperma vítreo):  sémolas (polenta)  copos (cereales para el desayuno)  destilería (whisky, cerveza, etc) Maíz dentado (endosperma harinoso)  molienda húmeda jarabes endulzantes textiles aspirinas aceites alcohol (destilería) combustibles polímeros (plásticos biodegradables) pegamentos, etc almidón gluten fibra germen

Cultivo de cereales: maíz Factores que afectan la calidad del grano de maíz: GENOTIPO  Maíces con alto contenido de aceite (7-15 %)  Maíz ceroso (waxy) (100 % amilopectina): industria del almidón.  Maíz con alta amilosa (hasta 80 % amilosa): plásticos, fotografía, etc.  Maíz pisingallo ("pochoclo")  Maíz dulce (altos niveles de sacarosa)  Maíces BT:.........................

Cultivo de cereales: maíz Factores que afectan la calidad del grano de maíz: MANEJO Y AMBIENTE  Disponibilidad de nitrógeno en el suelo  Deficiencia de agua  Ocurrencia de heladas  Baja insolación y temperatura durante el llenado del grano  Alta humedad relativa al momento de la madurez fisiológica del grano  Daños durante la cosecha (granos partidos favorecen la proliferación de insectos y hongos)

Cultivo de cereales: maíz Factores que afectan la calidad del grano de maíz: MANEJO Y AMBIENTE  Malezas  Hongos (Fusarium, Giberella)  Insectos (por ejemplo: barrenador del tallo)

Cultivo de cereales: maíz Factores que afectan la calidad del grano de maíz: COSECHA-POSTCOSECHA-ALMACENAMIENTO  Daños en el pericarpio (cosecha: grano húmedo, mal ajuste en la cosechadora)  Fisuras en el endosperma (secado muy rápido)  Hongos e insectos (daños en los granos y presencia de toxinas) Aspergillus flavus: toxina cancerígena

Cultivo de cereales: maíz RECORDAR: Argentina produce maíces de tipo duro (flint) colorados de buena calidad (apropiados para la elaboración de copos)

Cereales: alpiste arroz (Oriza sativa) avena cebada cervecera Cultivo de cereales Cereales: alpiste arroz (Oriza sativa) avena cebada cervecera cebada forrajera centeno maíz mijo sorgo trigo

Cultivo de cereales: arroz Producción de Argentina: 1.000.000 toneladas (2003/05) Producción mundial: 593.800.000 toneladas (1999/03)  China (31 %)  India (22 %)  Indonesia (8,6 %)  Bangladesh (6,2 %)  Viet Nam (5,5 %)  Tailandia y Myanmar (8 %)

Cultivo de cereales: arroz Producción de Argentina: 1.000.000 toneladas (2003/05) 1.300.000 toneladas (2008/2009) Argentina y Uruguay son los principales exportadores de América del Sur. Argentina exporta principalmente a Brasil.

Cultivo de cereales: arroz

Cultivo de cereales: arroz

Cultivo de cereales: arroz Particularidades: cultivo de verano, requiere riego

Cultivo de cereales: arroz La semilla requiere una temperatura superior a 17°C y mucha humedad para germinar Para poder regar hay que preparar el terreno Particularidades: cultivo de verano, requiere riego

Cultivo de cereales: arroz Composición del grano de arroz Almidón Proteína Fibra Lípidos Minerales Integral % 85 10.7 1 2 1.3 Blanco % 90.5 8 0.3 0.6

Cultivo de cereales: arroz Consumo interno:  6,5 kg / habitante / año (en aumento) Preferencias:  arroz Doble Carolina (24 %)  arroz parboilizado* (16 %)  arroz integral (4 %)  arroz largo fino (26 %) (*) parboilizado: al grano se lo somete a calor y presión lo que gelatiniza el almidón

Cultivo de cereales: arroz Tipos comerciales de arroz: en función de relación largo/ancho y longitud del grano Largo ancho (Doble Carolina) Largo fino Mediano (Mediano Carolina) Corto (Japonés) largo/ancho 2:1 - 3:1 > 3:1 < 2:1 longitud > 7 mm > 6.5 6 - 7 mm < 6 mm

Cultivo de cereales: arroz CALIDAD Las manchas en el grano de arroz pueden ser provocadas por hongos e insectos Ejemplo de distintos tipos de manchas: M. Pinciroli1, M. N. Sisterna2, R. Bezus1 y A. A. Vidal1 1Programa Arroz; 2Centro de Investigaciones de Fitopatología (CIDEFI) – CIC. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales

Cultivo de cereales: arroz CALIDAD Otros aspectos de calidad:  granos "panza blanca"  granos "enyesados" (muertos)  granos colorados (con estrías rojas que perduran luego del pulido)  presencia de insectos Nota: a mayor disponibilidad de nitrógeno mayor incidencia de granos manchados por hongos

Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera Cultivo de cereales Cereales: alpiste arroz avena cebada cervecera cebada forrajera centeno maíz mijo sorgo trigo Hordeum vulgare

Cultivo de cereales: cebada cervecera Producción de Argentina: 950.000 toneladas (2003/2004) 1.700.000 toneladas (2008/2009) Producción mundial: 135.000.000 toneladas (98/2002)  Alemania: 9 %  Canadá: 8,4 %  Francia: 7,3 %  España: 6,1 %  Turquía: 5,8 %  Reino Unido: 4,8 %  Australia: 4,5 %

Cultivo de cereales: cebada cervecera

Cultivo de cereales: cebada cervecera

Cultivo de cereales: cebada cervecera Cultivo de invierno, cosecha fina

Cultivo de cereales: cebada cervecera Composición del grano de cebada Almidón Proteína Fibra Lípidos Minerales % 60 11 24 2 3 Nota: el grano de cebada es un grano "vestido" (luego de la trilla conserva las cubiertas del grano)

Cultivo de cereales: cebada cervecera CALIDAD  Es importante el contenido de proteína Debe ser: 10 - 11 % (máximo 12 %)  Granos enteros con buen poder germinativo La temperatura de secado es muy importante. Nota: el grano de cebada puede "brotar" en la espiga (con condiciones de temperatura y humedad) lo que disminuye su valor comercial

Cultivo de cereales: cebada cervecera Germinación de la cebada Elaboración de cerveza Tostado de los granos Molido de los granos agua + calor Filtrado Líquido + lúpulo ebullición Filtrado/centrifugación enfriado Líquido + levaduras Fermentación

Cultivo de cereales: cebada cervecera CALIDAD  Tamaño grande y uniforme (retenido en zarandas de 2,5 mm)  No tener > 12 % de proteína (buen manejo de la fertilización)  Evitar zonas con alta probabilidad de lluvias luego de la madurez fisiológica del grano  Suceptibilidad a hongos !

Cultivo de cereales: cebada cervecera RECORDAR La cebada cervecera es un cultivo con posibilidades de expansión. El consumo de cerveza está aumentando (en Argentina y en el mundo).

Cultivo de cereales: cebada cervecera Los docentes del área recomiendan beber con moderación