“Para recibir los nutrientes de estos productos, es importante tomar en cuenta factores físicos humanos, que serán equivalentes energéticos para la realización de actividades”.

Por: Dr. José Octavio Rodiles López,

Dr. Rafael Zamora Vega,

QFB. UMSNH. Michoacán, México.

En el artículo anterior comenzamos el tema de los cereales, en esta edición lo continuaremos.

Son plantas perennes, con un alto poder de aclimatación. Las plantas perennes son aquellas que viven más de dos años, florecen y producen semillas más de una vez en su vida. En general, presentan hojas con vaina abierta, tallos cilíndricos normalmente huecos, con una inflorescencia característica llamada espiguilla. Se caracterizan por producir un fruto cubierto o protegido, llamado grano o cariópside, que está formado por la semilla y el fruto.

Los cereales son la principal fuente de energía de los seres humanos, además, sirven de alimento para el ganado, este se transforma en carne, leche y huevos. Se estima que el 50% de la energía consumida en el mundo, es brindada por los cereales. Además, el uso de la biotecnología y la ingeniería genética proveen nuevas herramientas para el mejoramiento de estos, tanto nutricional como de cultivo, conocidos como organismos transgénicos.

Los transgénicos u organismos genéticamente modificados (OGM), son seres vivos donde se ha modificado su DNA o genoma. El DNA, es la molécula de la vida, dicta las características de cada organismo y permite mantener la herencia, ya que el DNA se transmite de los padres a los hijos. Un OGM, es un organismo que ha sufrido cambios en su DNA mediante su manipulación en laboratorio, puede reproducirse y generar descendencia que heredará estos cambios. Existe la controversia si son buenos o malos, pero es un hecho de que forman parte de nuestro día a día, puesto que muchas veces llegamos a consumirlos.

Un ejemplo de beneficio sería la insulina, ya que hoy en día toda la insulina que consumen los diabéticos es producto de una manipulación genética, transgénico… A una determinada bacteria se le insertó un pedazo de DNA, que permite la síntesis de insulina, así, cuando se cultiva la bacteria en un reactor se produce insulina en grandes cantidades, abaratando los costos de esta, ya que anteriormente se obtenía de cerdos. En agricultura, se usan organismos transgénicos, plantas, que han sido modificadas para resistir ciertos plaguicidas, así, se puede rociar plaguicidas que matan a las malas hierbas, pero no mata a la planta que cultivamos. También se han creado seres resistentes a las heladas, granizo, lluvias extremas, sequías, etc. Pero también hay que señalar que estos nuevos organismos “destruyen” a otras plantas endémicas, disminuyen con ello, la variabilidad genética del planeta. Por mencionar, un maíz propio de una región estará en desventaja con un transgénico, ya que éste último es más resistente, ocasionará que el maíz endémico muera por competencia. Muchos agricultores actuales mencionan que este fenómeno afecta seriamente a sus cultivos. Otro punto en contra, es que la mayoría de los transgénicos han sido patentados y por tanto cuesta dinero al agricultor para poderlos usar.

Volviendo a los cereales, el fruto maduro es un grano no perecedero que puede ser almacenado por largos tiempos y utilizarse paulatinamente como alimento, así mismo, se puede conservar la semilla para posteriores siembras.

La industrialización de los cereales afecta su composición química y nutricional, siendo el principal producto las llamadas harinas. Los principales pasos de su industrialización son siembra, cosecha, almacenamiento, procesamiento y empacado. El grano se puede consumir entero o decorticado, harina o productos que han sufrido una transformación industrial, como son productos de panificación, galletería, cereales para el desayuno, botanas, pastas, bebidas alcohólicas, cosméticos, nixtamalización, mieles, edulcorantes, biodiesel, etc.

Estructura del grano

Una semilla o grano da origen a una nueva planta. Ésta se produce por la maduración de un óvulo, básicamente el grano es un embrión donde bajo condiciones adecuadas se genera una nueva planta. El grano se compone de adentro hacia afuera de germen o embrión, endospermo, aleurona, testa y cáscara.

El germen se encuentra en el centro de la semilla. Este corresponde al 5% del grano y carece de almidón. Este es rico en ácidos grasos esenciales, azúcares solubles, vitaminas, principalmente tiamina, riboflavina, niacina y vitamina E. A partir del embrión, se puede formar una nueva planta.

El endospermo es una estructura que cubre al germen, además de proporcionarle nutrientes. Está constituido principalmente de almidón embebido en una matriz proteica. Abarca el 85% del peso total del grano. Cabe señalar que el trigo, la cebada y la avena, contienen un complejo de proteínas llamadas gluten, que posteriormente veremos su importancia para la elaboración de pan, para que éste pueda ser esponjoso. El endospermo se divide en tres partes: periférico, vítreo y almidonado. El periférico, tiene un alto contenido proteico y pequeñas cantidades de almidón; su presencia en ocasiones causa una baja digestibilidad del grano, por ello, el procesamiento industrial para obtener harinas lo elimina y permite una mayor digestibilidad de los otros nutrientes. La parte vítrea, presenta fibras solubles e insolubles, gránulos de almidón rodeados y separados por una matriz proteica, recibe este nombre porque la luz no es difractada cuando pasa a través de esta capa. La parte almidonada, está formada por almidón y pequeñas cantidades de proteínas.

Hay que mencionar que los cereales que presentan gluten pueden originar dos problemas de salud independientes, la intolerancia y la alergia. Las personas intolerantes presentarán solamente malestares gastrointestinales, pero las personas alérgicas podrían hasta morir por su consumo. Se dice entonces que hay personas intolerantes al gluten y personas alérgicas al gluten, llamados estos últimos como celiacos. Las fábricas de alimentos que trabajan con los cereales que contienen gluten, deben especificar en su etiqueta de venta, que su producto incluye gluten para evitar cualquier problema de salud.

La aleurona rodea al endospermo y no contiene almidones; resguarda proteínas, aceites y minerales, aquí se sintetizan las enzimas necesarias para desdoblar los compuestos del endospermo y que sirvan de alimento para el embrión.

La testa es una capa externa que cubre a la aleurona, también proporciona nutrientes y vitaminas. Esta, es la parte del grano que proporciona su color mediante ciertos pigmentos. Cabe señalar, que ciertos pigmentos generan sabores amargos o astringentes, que evitan que sean consumidos por ciertas aves y hongos. Sin embargo, bajan la digestibilidad de las proteínas.

La cáscara es la capa exterior del grano que aporta dureza. Se compone de tres partes: epicarpio, mesocarpio, y endocarpio. Su principal función es proteger al grano contra agentes biológicos externos tales como insectos y microorganismos, impedir la pérdida de humedad, conducir y distribuir el agua, así como otros nutrientes durante la germinación. Ésta, está formada por fibras vegetales, principalmente celulosa y hemicelulosa, por lo que es una fuente de fibra, además contiene alta cantidad de hierro, vitaminas hidrosolubles y algunas proteínas. Esta corresponde al 10% del grano.

Composición química

Como hemos visto los cereales contienen todos los macronutrientes, agua, carbohidratos, proteínas, lípidos, la mayoría de las vitaminas y alta concentración de minerales. Ahora hablaremos un poco de sus macronutrientes.

El contenido de agua es muy bajo, por lo que su vida de anaquel natural es larga.

Los carbohidratos están formados mayoritariamente por almidón, que es un polisacárido formado por unidades de glucosa. En general, hay un 2% de monosacáridos, disacáridos y oligosacáridos, principalmente fructosa, glucosa y sacarosa. La hidrólisis del almidón produce maltosa y posteriormente glucosa. El almidón es degradado en forma lenta y gradual, por lo que aporta energía a los organismos durante un largo periodo de tiempo.

Cabe señalar, que la glucosa es el metabolito principal para obtener energía por parte de los seres vivos, mediante una ruta metabólica llamada glucólisis, donde la glucosa es degradada a piruvato, con la obtención de energía, posteriormente el piruvato entra a otras rutas metabólicas para generar mayor energía.

En el contenido de carbohidratos en los diferentes cereales de mayor a menor es:

Arroz>Mijo>Maíz>Sorgo>Cebada>Trigo>Centeno>Avena

Los cereales son considerados la principal fuente de fibra dietética en el mundo. La cáscara está formada por fibra dietética. Cabe señalar que los cereales refinados para hacer harinas, pierden la cáscara y por tanto carecen de fibra dietética. Hoy en día, la tendencia mundial es obtener harinas con la presencia de la cáscara y las llamadas harinas integrales.

Los cereales con mayor contenido de fibra son:

Trigo>Centeno>Avena>Cebada>Maíz>Sorgo>Arroz>Mijo

Por otra parte, el contenido de proteínas es de más o menos 11%, que es bajo para alimentos de origen animal, pero muy bueno para alimentos de origen vegetal. Las proteínas se forman por la unión de varios aminoácidos. Se habla de 20 aminoácidos que forman las diferentes proteínas de los seres vivos. Así mismo, estos 20 aminoácidos se clasifican en esenciales y no esenciales. Los esenciales son aquellos que no pueden sintetizar los seres vivos y obligadamente deben ser suministrados por los alimentos. En el caso del ser humano, se habla de 10 aminoácidos esenciales. Cabe mencionar que los cereales en general carecen de los aminoácidos esenciales lisina, treonina y triptófano.

La concentración de proteínas en el grano depende de la cantidad de nitrógeno en el suelo.

El gluten, es un tipo de proteína que solo se presenta en el trigo, la cebada y la avena, que es esencial para la elaboración del pan, ya que éste es el responsable de la elasticidad de la masa, esponjosidad y textura del pan. Los cereales sin gluten no pueden formar un pan esponjoso.

El contenido de proteínas de mayor a menor es:

Avena>Trigo>Centeno>Mijo>Sorgo>Cebada>Maíz>Arroz

Los lípidos incluyen a las grasas y aceites. Se dice que una grasa es sólida, de origen animal y un aceite es líquido, de origen vegetal. Las grasas están formadas principalmente por lípidos saturados y los aceites por insaturados. Los cereales tienen baja cantidad de lípidos, ±3.4%; aunque se puede extraer aceite vegetal de ciertos cereales. Un problema es, que son susceptibles a situaciones de rancidez durante el almacenamiento o industrialización, generar sabores y olores desagradables. Los lípidos se encuentran principalmente en el germen. De manera natural, se presentan principalmente en forma de triglicéridos. En el caso de los cereales, éstos últimos presentan una composición global de 85% de insaturados y 25% de saturados. El consumo excesivo de lípidos saturados puede generar problemas de cardiopatías y obesidad. Por otro lado, el consumo de insaturados disminuye los problemas cardiovasculares. Así como hablamos de aminoácidos esenciales, también existen ácidos grasos esenciales como el linoleico y linolénico, ambos presentes en los cereales.

Ciertos lípidos generan pigmentos amarillos, por ejemplo: el maíz, que hoy en día son usados para alimentar aves, con ello generar huevos con una yema más amarilla y también pieles más amarillas.

La concentración de lípidos en cereales de mayor a menor es:

Avena>Maíz>Mijo>Sorgo>Arroz>Trigo>Cebada>Centeno

Por último, el valor calórico de un alimento se calcula en base a su contenido de macronutrientes. En forma general, se dice que los carbohidratos y las proteínas aportan 4kcal por gramo, los lípidos o grasas totales 9kcal y la fibra dietética 1Kcal. El valor calórico promedio de los cereales, es de 344kcal por cada 100 gramos. Hay que mencionar que hoy en día, de acuerdo con la OMS (Organización Mundial de la Salud), se sugiere una dieta calórica de 2,000kcal por día, que sea principalmente aportada por carbohidratos y baja en lípidos.

Aporte calórico:

Mijo>Avena>Maíz>Arroz>Sorgo>Trigo>Cebada>Centeno