Granos

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DCE. Rafael Zamora Vega

DC. Héctor Eduardo Martínez Flores

DC. José Octavio Rodiles López

QFB. UMSNH

Se le llama grano a la semilla dura, seca, ya sea con o sin cáscara, y cubierta o no de fruto, y cosechada para consumo humano y animal. La palabra grano proviene del latín granum que se usaba para definir al grano que se obtenía del trillado y eliminando la paja.

Los granos normalmente se dividen en dos tipos: cereales y legumbres. Los cereales pertenecen a la familia de las Gramineae, actualmente llamada Poaceae; 70% de la superficie cultivable del planeta son gramíneas, y se caracterizan por su alto contenido de almidón, alrededor del 60%. El almidón es un polímero formado por dos polímeros, amilosa y amilopectina, y ambos formados por miles de unidades de glucosa, que provocan una saciedad inmediata, y también son fuente de proteínas, lípidos, vitaminas, minerales, y fibra dietética, y se incluyen al maíz, arroz, trigo, cebada, avena, centeno, sorgo, y mijo, y también a los bambús y la caña de azúcar. Se estima que el 50% de la energía consumida en el mundo es brindada por los cereales, y el uso de la biotecnología y la ingeniería genética provee nuevas herramientas para el mejoramiento de los cereales como fuentes de nutrición; plantas más resistentes a las sequias, aumento de su valor nutritivo, resistencia a plagas, mayor productividad por hectáreas, etc. Por otro lado, las legumbres pertenecen a la familia Fabaceae cuya principal característica es su alto contenido de proteínas, que incluyen garbanzos, lentejas, frijoles, soya, habas, judías verdes, entre otras. Cuando en los granos el principal componente de reserva es el almidón se denominan amiláceos, mientras que cuando son los lípidos son llamados oleaginosos.

La composición nutricional de los granos varía de acuerdo con el tipo, variedad genética, factores ambientales, y manipulación industrial. Las propiedades físicas incluyen peso, color, tamaño, forma, rugosidad, volumen, apariencia, densidad, etc. Los granos de cereales bioquímicamente se clasifican en C3 y C4, los primeros incluyen trigo, cebada, centeno y avena, y los segundos al maíz, arroz, sorgo y mijo. Los cereales C4 utilizan más eficientemente el CO₂ para la fotosíntesis, así como el agua y los nutrientes inorgánicos, por lo que es más eficiente su cultivo, además de tolerar mejor las altas temperaturas.

El grano de los cereales en su estado natural se le conoce como grano entero, y el cual está compuesto de afuera hacia adentro por cáscara (salvado), testa, aleurona, endospermo y germen (embrión). El salvado, 10% del peso, tiene como función proteger al grano contra agentes biológicos (microorgamismo e insectos) e impedir la pérdida de agua, y este es rico en compuestos antioxidantes, fibra dietética, y vitaminas del complejo B. La testa proporciona el color a los cereales, y ciertos pigmentos generan sabores amargos o astringentes que evitan que sean consumidos por ciertas aves y animales, sin embargo, bajan la digestibilidad de las proteínas. La aleurona rodea al endospermo, no contiene almidón, pero si proteínas, aceites y minerales, y aquí se sintetizan las enzimas necesarias para desdoblar los compuestos del endospermo para nutrir al germen. El endospermo, 85% del peso, es rico en almidón que es embebido por ciertas proteínas, y es la fuente de nutrientes para el crecimiento del embrión; cereales como el trigo, cebada y avena poseen un tipo de proteínas muy especiales, gluten, que sirven para que la masa panadera sea elástica y que los panes puedan esponjar durante su elaboración, pero estas proteínas no están presentes en los otros cereales. El germen, 5% del peso, carece de almidón, pero es rico en ácidos grasos esenciales, proteínas, azúcares solubles, vitaminas hidrosolubles y liposolubles.

En general se dice que los granos enteros de los cereales poseen 10% de humedad, 70% de carbohidratos, 5% de fibra dietética, 10% de proteínas, 3% de grasas, y 2% de minerales. Por otro lado, los granos de leguminosas poseen en promedio 9% de humedad, 35% de carbohidratos, 16% de fibra dietética, 25% de proteínas, 12% de lípidos, y 3% de minerales.

Hablando de cereales, en carbohidratos, el almidón es degradado en forma lenta y gradual, por lo que aporta energía a los organismos durante un largo periodo de tiempo, además posee azúcares simples como sacarosa, glucosa y fructuosa. Las proteínas incluyen albúminas, globulinas, prolaminas y glutelinas, pero cabe mencionar que carecen o son bajos en los aminoácidos esenciales lisina, treonina y triptófano; la lisina es esencial para el desarrollo de los niños, por lo que una buena dieta debe contemplar el suministrar dicho aminoácido. Ciertas personas presentan intolerancia o alergia al gluten, llamadas “celiacos”, y deberán tener cuidados con el consumo de cereales como trigo, cebada y avena. Se aconseja alimentar a los niños menores de un año con cereales carentes de gluten. Los cereales tienen poca cantidad de lípidos, y se concentran principalmente en el germen, sin embargo, éstos son susceptibles a problemas de rancidez durante el almacenamiento o industrialización. Ciertos cereales poseen buena cantidad de aceites y se llegan a comercializar, ejemplo, aceite de maíz. Los cereales contienen gran variedad de vitaminas y minerales, pero la industrialización de estos les hace perder gran cantidad de estos. Normalmente tienen bajo contenido de calcio; sin embargo, la nixtamalización del maíz para hacer tortillas aporta el calcio necesario para la dieta mexicana. El nixtamal de la tortilla consiste en mezclar el grano con cal, hidróxido de calcio, que finalmente aporta una buena cantidad de calcio a la tortilla.

El proceso completo del grano hasta su consumo es siembra, cosecha, almacenamiento, procesamiento, y empaque. Hoy en día, existen un sin número de alimentos procesados que usan granos, ya sean procesados o no, para su elaboración, tales como aceites comestibles, panes, galletas, cereales para el desayuno, botanas, pastas, bebidas alcohólicas, tortillas, mieles, jarabes, edulcorantes, biodiésel, etc. El principal producto industrial son las harinas, que se caracterizan por un proceso de molienda selectiva.

Normalmente los granos enteros son procesados a nivel industrial, y llamados granos refinados, que carecen de una o más de las partes que los constituyen. Por ejemplo, las harinas blancas provienen de granos refinados donde se concentra únicamente el endospermo, almidón presente, eliminando germen y salvado, y con ello la disminución en el contenido de proteínas, fibra dietética, grasas, y ciertas vitaminas y minerales. Hoy en día, se recomienda que el consumo de estas harinas se enriquezca con los nutrientes faltantes.

La llamada refinación del grano es un proceso que se lleva a cabo por medio de la molienda de los granos, tecnología que tuvo sus orígenes a inicios del siglo XIX, y que ayuda a separar con facilidad el germen, endospermo y cáscara. Actualmente, la mayoría de los granos que se consumen en todo el mundo son refinados, alta concentración de almidón, lo que ha provocado problemas en la salud del consumidor, tales como sobrepeso, obesidad, y diabetes, entre otros padecimientos.

El grano respira oxígeno del medio ambiente y produce dióxido de carbono y agua, llevándose así el proceso de respiración, que afecta directamente el tiempo de vida de este en almacén. El fenómeno de la respiración se da más rápido en climas cálidos y húmedos que en fríos y secos, y una alta presencia de oxígeno favorece el desarrollo de hongos y bacterias, así como de insectos, y procesos metabólicos que disminuyen su tiempo de vida de anaquel. También, durante el almacenamiento se pueden sufrir perdidas y contaminación, siendo los factores críticos la temperatura y humedad. Así mismo, se presentan problemas como granos quebrados, presencia de tierra, y partes de las plantas como hojas, tallos, y flores, e inclusive insectos muertos como palomillas y gorgojos. El precio de venta dependerá de las cualidades físicas del grano.

En México, los granos se almacenan a granel o en silos, y se usan sacos tejidos con hilos sintéticos, sacos de plástico, y tambos metálicos, que evitan la entrada de aire y humedad; pero también se usan sacos de yute, henequén y fibras naturales, aunque menos eficientes en la vida de anaquel. El cierre hermético tiene como objetivo agotar el oxígeno presente por la respiración del grano, y cuya ausencia provocará la muerte de insectos y retardará el proceso de maduración del grano. Se piensa que los cereales son almacenados desde hace unos 10,000 años.

El punto clave en el almacenamiento es el contenido de humedad, y los principales controles son evitar contacto con el agua de lluvia, movimiento y rotación del grano, aireación, y secado artificial. Si la humedad es menor al 12%, permitirá un almacenamiento adecuado y una conservación por más tiempo, ya que las distintas especies de bacteria y hongos no crecen a baja humedad, pero a partir del 14% o más su desarrollo será más rápido. Recordamos que los factores fundamentales para el crecimiento de microorganismos son la temperatura, humedad y presencia o ausencia de oxígeno, además de los componentes nutricionales del grano. Los cereales tienen enzimas tipo amilasas que se activan con humedades mayores al 15%, que degradan el almidón y pueden llegar a sufrir procesos fermentativos. El grano entero contiene antioxidantes naturales, pero el grano procesado tiende a perder dichos compuestos y es muy susceptible a la oxidación de los aceites.

El grano con exceso de humedad será rápidamente dañado y disminuirá su vida de anaquel. Se usa normalmente un sistema de aireación y secado para aumentar su vida útil. La deshidratación puede ser directamente por aireación o con el uso de ventiladores de aire caliente. La temperatura del aire no puede ser superior a 45°C para evitar fisuras en el grano. La aeración usa ductos subterráneos donde el flujo de aire mana de abajo hacia arriba y el calor se distribuye por todo el lote y la temperatura se mantiene uniforme, y el proceso es más efectivo cuando el grano es rotado o movido usando gusanos helicoidales.

El secado también se aplica para la prevención y control de las plagas en el almacén. Los granos se extienden sobre superficies de cemento que alcanzan temperaturas mayores a los 40°C, no tolerables para los insectos presentes y provocando su muerte. Cabe señalar que este método de secado solar no es efectivo para eliminar larvas y huevecillos, por lo que se tendrá que implementar un método más eficaz y menos agresivo que resguarde las propiedades físicas y nutricionales de estos.

La humedad contenida en el grano recientemente cosechado y la humedad relativa de la bodega o almacén tenderá al equilibrio, es decir, cuando la humedad del espacio sea mayor, esta migrará hacia el interior de los granos, por el contrario, cuando la humedad del grano es mayor al del medio ambiente, el grano perderá agua. Sin embargo, un grano con muy baja humedad corre el riesgo de presentar cambios de color y de quebrarse durante su manipulación.

Otro método utilizado es el ahumado, el cual ayuda a ahuyentar a insectos a través del humo, fuego, y calor. También se utilizan métodos químicos, agroquímicos, los cuales tienen un efecto fungicida, plaguicida, insecticida, entre otros. Sin embargo, lo más recomendable siempre será no recurrir a estos por su posible toxicidad, y por el hecho de que los granos son principalmente para consumo humano y animal.

Los granos son molidos para mejorar su textura, sabor y apariencia, así como para incrementar su vida de anaquel. Las harinas comerciales normalmente son fortificadas con vitaminas y minerales. Hoy en día se habla de tres productos, Cereal Refinado, carente de cáscara y germen; Cereal Integral, grano completo; y Salvado, que corresponde a la testa y cáscara. La nueva tendencia a nivel mundial es hacer harinas con todo el grano y conservar todo su perfil nutricional, como fibra dietética y compuestos antioxidantes.

En México, el maíz, frijol, arroz y trigo son considerados como granos básicos y alimentos indispensables para garantizar la seguridad alimentaria. En 2024, la llamada canasta básica en México acorde a Profeco abarca 24 productos, y se incluyen a los aceites comestibles de origen vegetal, arroz en grano, frijol negro, pan blanco de caja, pasta para sopa, y tortilla de maíz; todos productos derivados de granos.

Los granos, ya sean de cereales o leguminosas, son productos claves a nivel mundial para la nutrición, y en su mayoría son considerados como alimentos básicos. Los cereales no procesados son excelente fuente de carbohidratos y las leguminosas de proteínas, y la combinación de estas es una excelente fuente de todos los nutrientes, incluyendo carbohidratos, fibra dietética, proteínas, lípidos y vitaminas y minerales. El almidón será fuente de energía para el día a día, y las proteínas te ayudarán a tener buena masa muscular, y la fibra dietética te dará una buena digestión intestinal.