En agricultura, la calidad del grano depende del uso del grano . En la producción de etanol , la composición química del grano, como el contenido de almidón, es importante, en la fabricación de alimentos y piensos, las propiedades como la proteína , el aceite y el azúcar son importantes, en la industria molinera la solidez es el factor más importante a considerar y para el productor de semillas, el el alto porcentaje de germinación (viabilidad de la semilla) y la latencia de la semilla es la característica importante a considerar, para los consumidores las propiedades como el color y el sabor serán importantes.
Propiedades de la calidad del grano
La calidad general del grano se ve afectada por varios factores que incluyen prácticas de cultivo, tiempo y tipo de cosecha, manejo poscosecha, manejo de almacenamiento y prácticas de transporte. [1] Las propiedades de la calidad del grano se pueden resumir en diez factores principales (i) Contenido uniforme de humedad, (ii) Peso específico alto, (iii) Sin material extraño, (iv) Bajo porcentaje de granos descoloridos, rotos y dañados, ( v) Baja rompibilidad, (vi) Alta calidad de molienda, (vii) Alto contenido de proteínas y aceite, (viii) Alta viabilidad, (ix) Sin aflatoxinas (micotoxinas) y (x) Sin presencia de insectos y mohos.
Características de la calidad del grano
La calidad del grano se caracteriza por dos factores principales (i) factores intrínsecos y (ii) factores extrínsecos. Los factores intrínsecos del grano incluyen color, composición, densidad aparente, olor, aroma, tamaño y forma.
El color es un factor primario importante para la caracterización y clasificación, el comercio y el procesamiento del grano. Es un criterio común utilizado en el comercio de trigo.
Las principales composiciones del grano son carbohidratos (energía), proteínas, lípidos, minerales, fibra, ácido fítico y taninos. Varía significativamente según el tipo de grano, la genética, las variedades, la práctica agrícola y el manejo del grano. La composición del grano juega un papel importante en la clasificación y comercialización de granos.
La densidad aparente se define como la relación entre la masa y un volumen dado de una muestra de grano, incluidos los huecos intersticiales entre las partículas.
El tamaño y la forma son factores importantes en la calidad y clasificación del grano; varía de un grano a otro y entre variedades de la misma especie. Se utiliza comúnmente en la clasificación del arroz y es un factor clave en la industria de la molienda.
Los factores extrínsecos incluyen: edad, grano quebrado, grano inmaduro, materia extraña, grano infectado y contenido de humedad.
Grado y especificación de la calidad del grano
El sistema de clasificación y especificación de granos asegura que un lote particular de grano cumpla con los estándares establecidos por el cliente. En muchos países, la clasificación del grano depende de cuatro propiedades principales; (i) bushel (prueba) peso (ii) contenido de humedad (iii) material extraño roto o el porcentaje de fragmentos, ejemplo materiales extraños de maíz roto (iv) granos dañados (es decir, daño total y por calor).
Prueba de peso
El peso de prueba (bushel), también conocido como peso volumétrico, es uno de los criterios más simples y tradicionales que se utilizan para determinar la calidad del grano y medir la densidad aparente del grano. Es un indicador de la calidad general del grano y la especificación del grano primario, normalmente cuanto mayor es la pesa de prueba, mayor es la calidad, y cuanto menor es la pesa de prueba, menor es la calidad, y la calidad del grano disminuye drásticamente a medida que el grano se deteriora. [2] El peso específico del grano se ve afectado por muchos factores, incluidos el contenido de humedad (inicial y final), el daño por heladas y la madurez, las condiciones de crecimiento y cosecha, las condiciones de secado, el material fino y el grado de daño del grano y la variedad. [3]
Contenido de humedad
El contenido de humedad es uno de los factores importantes en la calidad de los granos. Denota como la calidad del agua por unidad de masa de grano y se expresa en porcentaje (es decir, base húmeda o base seca). El contenido de humedad no afecta directamente la calidad del grano, pero puede afectar indirectamente la calidad, ya que el grano se echa a perder con un contenido de humedad superior al recomendado para el almacenamiento.
Material extraño (FM)
El material extraño roto es un factor importante en la clasificación y clasificación de granos. Se describe como material extraño distinto de los granos, como arenas, trozos de rocas, partículas de plástico, metales y trozos de vidrio, que contaminan un lote particular de granos. En el comercio de granos, la presencia de un porcentaje de FM superior al establecido resulta en leyes bajas, descuento de precio o rechazo de lote, porque cuanto mayor es la FM, mayor es el costo de limpieza antes de los usos.
Kernel dañado (DK)
Los granos dañados constituyen un factor de clasificación importante. Se consideran DK aquellas que tienen un evidente daño visual y afectan negativamente su valor de los granos. Por lo general, se cuantifica eliminando a mano los granos dañados de las pociones libres de impurezas. Los grados de grano contienen un límite de granos dañados para cada grado, por ejemplo, para que el trigo sea de grado uno no debe contener más del 0,4% del peso total. Los principales tipos de daños se deben a insectos, calor, moho y meteorización, brotes, heladas, enfermedades, madurez no uniforme y falta de relleno parcial de grano.
En los sistemas de clasificación o especificación, los granos dañados se dividen en dos partes principales (i) dañados por calor y (ii) dañados por completo.
Propiedades que no se ajustan a los estándares de grano
Los estándares importantes para productos no cereales en los estándares de cereales de EE. UU. Incluyen (i) susceptibilidad a la rotura, (ii) calidad de molienda (iii) viabilidad de la semilla, (iv) valor nutritivo, (v) recuento de mohos y contenido carcinógeno, y (vi) infestación y daños por insectos [1]
El mejor ejemplo de calidad de grano se puede describir en dos granos comunes (trigo y arroz).
Decoloración
El color de la veta es una característica importante en la clasificación de la veta. Una forma de deterioro del color que es común es la decoloración del arroz molido. La blancura del arroz cambia a diferentes clases de decoloración del arroz molido si se almacena incorrectamente. Se ha demostrado que la decoloración del arroz se debe a reacciones microbianas y químicas que dependen de la temperatura de almacenamiento, el contenido de humedad y la duración. Según el estándar de EE. UU., El arroz se degradará si hay un grano descolorido por cada 500 gr de muestras de arroz. [4]
Trigo
El grano de trigo (Triticum aestivum L.) es la principal fuente agrícola mundial de energía, proteína y fibra; Pertenece a la familia Graminaea y al género Triticum y se puede clasificar en tres clases principales: dura, blanda y dura. La calidad del trigo se puede describir mejor en términos de usuario final, calidad nutricional, molienda y calidad de horneado y reología. En general, el trigo debe estar sano, limpio, bien maduro, libre de materias extrañas y dañado. [5]
Calidad del trigo
En general, la calidad del trigo se puede dividir en tres grupos principales (i) botánicos (especies y variedades), (ii) físicas (iii) y características químicas.
Criterios botánicos de calidad En términos botánicos, la calidad del trigo se puede describir como perteneciente a los siguientes dos criterios principales (i) especies y (ii) variedades.
Criterios físicos
Las características físicas de la calidad del trigo incluyen peso del grano, dureza, tamaño y forma del grano, vítreo y color.
Las propiedades físicas del grano como el trigo juegan un papel muy importante en la calidad del grano y en los productos finales como la harina. Las principales propiedades físicas que influyen en la calidad del trigo son el peso específico, la dureza, el tamaño y la forma del grano, el vítreo y el color.
Prueba de peso
El peso específico del trigo se considera la forma más común y fácil de cuantificar el trigo. Es un factor de calidad importante en la clasificación del trigo, ya que proporciona estimaciones aproximadas de los rendimientos de harina. Los factores básicos que afectan el peso específico del trigo son el tamaño y la forma del grano, la densidad del grano, la madurez del trigo, las semillas y la variedad real de trigo. [6]
Dureza
La dureza del endospermo del trigo es fundamental para determinar la idoneidad del trigo para varios productos finales e influye en el procesamiento y la molienda del trigo. Es la característica común utilizada por los molineros y comerciantes para clasificar el trigo. En términos de dureza, el trigo se puede clasificar como duro o blando. [7]
Color
En términos de color, el trigo se clasifica en dos clases (es decir, trigo rojo y trigo blanco), el trigo rojo duro de invierno se considera superior y se usa comúnmente para la producción de harina de pan, mientras que el trigo blanco se usa generalmente para pasteles, chapattis y pasta (macarrones ), cada tipo de trigo tiene propiedades diferentes como sabor, calidad de horneado y rendimiento de molienda. [8]
Vítreo
El vítreo del trigo es una propiedad óptica utilizada por muchos países para clasificar o cuantificar el trigo duro. Según el vítreo, el trigo se puede clasificar en tres clases principales: vítreo, harinoso y pío. [9] El trigo vítreo se diferencia del no vítreo por el aspecto del grano (almidonado y opaco); El trigo vítreo se considera de mejor calidad que los granos no vítreos, debido a la proteína de sémola de mayor calidad, el color agradable y la granulación uniforme más gruesa. [10]
Propiedades químicas (de calidad) del trigo
Contenido de humedad
Grano de trigo cosechado normalmente con un contenido de humedad del 10-12%. En la mayoría de los países, el contenido de humedad no forma parte del sistema de clasificación, pero es el factor más importante que afecta la calidad del grano de trigo, por lo que está inversamente relacionado con la pérdida de materia seca. [6] El contenido de humedad tiene dos significados importantes en la calidad del trigo (i) demasiado bajo (demasiado seco) resulta en que el trigo se rompa durante la operación de almacenamiento y manipulación y (ii) demasiado alto facilitará el crecimiento de mohos que conducen al deterioro.
Contenido de proteína
La proteína no es parte del trigo como factor de clasificación, pero su cantidad y calidad son las propiedades más importantes en el negocio del trigo. La mayoría de los compradores y molineros necesitan conocer la cantidad de contenido de proteína del trigo antes de comprarlo. El trigo contiene cinco clases diferentes de proteínas; (i) albúmina (soluble en agua), (ii) globulina (soluble en solución salina) (iii) gliadina (soluble en etanol acuoso al 70%) (iv) proteosa y (v) glutenina (soluble en ácido diluido o álcali). [11]
Otra cualidad importante del trigo es la calidad de molienda y horneado.
Calidad de fresado
La mayor parte del trigo se vende comercialmente como harina molida o sémola, por lo que la calidad de la molienda es un factor crucial en el comercio del trigo. La molienda depende de tres factores principales (i) tamaño y uniformidad de los granos; existe una estrecha correlación con el peso del grano, determinado por el peso de mil granos; (ii) la textura del endospermo, que se caracteriza por la vidriosidad o índice de perlado y dureza. Influyen en la utilización de la energía necesaria para la molienda, así como en la cantidad de sémola obtenida, y (iii) la proporción porcentual de la cubierta de la semilla: cuanto más grande es el grano, menor es la proporción de la cubierta de la semilla y si las capas no son más gruesas. , entonces el porcentaje de la cubierta de la semilla también disminuirá, y el color del endospermo y la cubierta de la semilla. [12]
Calidad de horneado
La calidad de horneado es otro criterio que se utiliza para determinar la calidad e idoneidad del trigo; La calidad de horneado depende de los tipos de uso del trigo y de las condiciones de procesamiento, por ejemplo, el trigo fuerte (duro) se considera de mayor calidad y adecuado para la elaboración de pan, donde la mayoría de las tortas se elaboran con harina de trigo blando. La calidad de horneado está determinada por las propiedades reológicas de la harina de trigo. [13] La propiedad reológica de la harina de trigo es esencial porque determina otras características físicas como el volumen de la masa (horneado) y los atributos sensoriales. [14]
Clasificación y clasificación de la calidad del trigo
El trigo, al igual que otros cereales, se clasifica según ciertos criterios, tales como; peso de prueba, pureza, porcentaje máximo de materiales dañados y extraños. [15] En los Estados Unidos, el trigo se clasifica en clases y subclases. En clases, el trigo se divide en ocho grupos diferentes; primavera rojo duro, invierno rojo duro, invierno rojo suave, trigo duro, blanco duro, blanco suave, trigo mixto y sin clasificar. Estas clases se subclasifican además en cinco grados (US. Nº 1-5), [15] con la excepción del trigo no clasificado.
Arroz
El arroz pertenece al género Oryza de la subtribu Oryzinea en la familia Gramineae. Tres categorías principales de arroz son, (i) de grano largo - tipos relativamente largos y atrevidos, conocidos como arroz Carolina, (ii) de grano mediano, largo, delgado y cilíndrico, conocido como Patna, y (iii) de grano corto -Grano corto y robusto, conocido como español-japonés.
Calidad del grano de arroz
No existe una definición o descripción adecuada de la calidad del arroz, porque como definición de calidad, depende de varios factores, como la práctica de cocción y la región y los usos, por ejemplo, el molinero de arroz describe la calidad del arroz en términos de recuperación total y / o granos de arroz rotos y descascarillados. mientras que el procesamiento de alimentos definirá el concepto de calidad del arroz en términos de tamaño de grano, aroma, apariencia y capacidad de cocción.
En general, muchos países clasifican el arroz en cuatro categorías principales (i) calidad de molienda (ii) calidad de cocción, consumo y procesamiento, (iii) calidad nutricional y (iv) normas específicas de limpieza, sanidad y pureza. En los Estados Unidos se han añadido tres factores más (i) casco y pericarpio (ii) tamaño de grano de color, forma, peso, uniformidad y apariencia general y (iii) tiza, translucidez y color del grano [16]
Propiedades físicas del arroz
Las propiedades físicas comunes del arroz son el tamaño, la forma, el color, la uniformidad y la apariencia general. Otros factores que contribuyen a la apariencia general del arroz son la limpieza, libre de otras semillas, vítreo, translucidez, tiza, color, grano dañado e imperfecto.
Para el caso del tamaño de grano, el grano de arroz se puede clasificar en tres grupos principales (i) longitud (ii) forma y (iii) peso, la longitud es la medida del grano de arroz tostado, integral o molido en su dimensión más alta, mientras que la forma es la relación entre el largo, el ancho y el grosor, y para el caso del peso se determina usando un peso de 1,000 granos. [17]
A continuación se muestran ejemplos de longitud, forma y peso utilizados en el sistema de clasificación de los EE. UU. Para granos de arroz integral. [17]
| Tipo de grano | Longitud (mm) | Forma (proporción) | peso (mg) |
|---|---|---|---|
| De grano largo | 6,61 hasta 7,5 | más de 3 | 15-20 |
| Grano medio | 5,51 hasta 6,6 | 2,1 hasta 3 | 17-24 |
| Grano corto | hasta 5.5 | hasta 2,1 | 20-24 |
Prueba de peso
El peso específico es otro factor de clasificación importante del arroz, está relacionado con la densidad aparente y se utiliza para medir la cantidad relativa de material extraño o granos inmaduros, es un índice útil en el resultado de la molienda. El peso específico promedio por bushel de arroz en bruto estadounidense es de 45 libras. [17]
Impurezas y arroz dañado
Las impurezas y el arroz dañado se consideran como el factor más importante de la calidad del arroz porque están directamente relacionados con el valor económico del lote, por ejemplo, la presencia de arena y piedras aumentará el peso del grano y dañará el caucho cuando se envíe al molinero. Las impurezas y el arroz dañado contienen muescas, granos dañados, granos calcáreos, arroz rojo, semillas o granos rotos y olores. [17]
Fresado de calidad o rendimiento
El objetivo principal de la molienda del arroz es eliminar la capa exterior (cáscara), el salvado y el germen con un daño mínimo del endospermo. La calidad de molienda del arroz es otro criterio importante que se utiliza en la comercialización, graduación y clasificación del arroz, así como en tratamientos como acondicionamiento, secado y sancochado, normalmente se estima utilizando el rendimiento de molienda. El rendimiento de la molienda varía depende de varios factores, como los tipos de grano, las variedades, la caliza, las condiciones de secado y almacenamiento, otros incluyen las condiciones ambientales y el contenido de humedad en la cosecha
La calidad de la molienda se puede determinar mediante dos parámetros comunes (i) el rendimiento total y (ii) el rendimiento de la espiga, también se utilizan otros parámetros como el grado de molienda y el arroz partido para estimar la calidad de molienda un expreso en porcentaje [16] Por definición, la calidad de molienda es la capacidad de los granos de arroz para soportar la molienda o el pulido sin romperse, y para producir una mayor cantidad de recuperación.
Calidad nutricional y culinaria
El componente nutricional del arroz es uno de los indicadores de calidad más importantes; El arroz es predominantemente un alimento con almidón, aunque también aporta cantidades útiles de proteínas y vitaminas, minerales, pentosanos y fibra. [18] La composición química (nutrientes) del grano de arroz varía considerablemente y depende de factores como la variedad de plantas (razas), las condiciones ambientales (es decir, la ubicación y la estación en la que se cultiva), el tratamiento con fertilizantes, el grado de molienda y las condiciones de almacenamiento. El grado de los métodos de molienda y cocción influyen en la pérdida de cantidades significativas de nutrientes, por lo que la mayoría de las vitaminas y minerales se encuentran en las capas superficiales.
La calidad de cocción es otro criterio importante en lo que respecta a la calidad del arroz, está influenciada por muchos factores, como los métodos y el tiempo de cocción, la densidad aparente, las condiciones de almacenamiento, las variedades y los métodos de cultivo.
Las dos propiedades fisicoquímicas más importantes de la calidad de cocción del arroz son el contenido de amilosa y la temperatura de gelatinización.
Contenido de amilosa
Es otro factor importante en la calidad del arroz, al igual que otros cereales, el arroz es una buena fuente de almidón, especialmente amilosa. Está compuesto en más del 80% de almidón y, a nivel molecular, el almidón contiene amilosa (cadenas lineales de glucosa de enlaces α (1-4)) y amilopectina (glucosa de cadena ramificada con enlaces α (1-6). [3] En términos de amilosa el arroz se puede clasificar como ceroso 0-2%, muy bajo 2-10%, bajo 10-20%, intermedio 20-25% y alto 25-32% (arroz seco). [19] Contenido de almidón (amilosa) del arroz son factores muy importantes en el rendimiento, procesamiento y palatabilidad del grano.
Temperatura de gelatinización
La temperatura de gelatinización está relacionada con muchos factores como el tiempo de cocción, el tamaño de los gránulos, el tamaño molecular de la fracción de almidón; También se utiliza como arroz clasificado según los criterios en algunos países. Al igual que otros factores, también está influenciado por el entorno, como la temperatura de maduración, la genética y las variedades de arroz, así como el tiempo de cocción. [3] La temperatura de gelatinización está directamente relacionada con el contenido de amilosa; cuanto más alta es la amilosa, más alta es la temperatura de gelatinización, por lo que el arroz con alto contenido de cera tiene una temperatura de gelatinización más alta que el arroz con cera o muy bajo con cera. [20]
Clasificación y clasificación del arroz
Los principales criterios utilizados por muchos países y molineros para clasificar el arroz son el grado de molienda, el aspecto (color), el daño (quebrado) y el porcentaje de granos calcáreos. En los Estados Unidos, el arroz se comercializa de acuerdo con tres propiedades principales: tamaño, color y condición (daño de los granos), estas propiedades están directamente relacionadas con la calidad, el porcentaje de molienda y otras condiciones de procesamiento. [7] Todas las propiedades son importantes en la clasificación, por ejemplo, los granos con yeso no son deseables porque dan menores rendimientos de molienda después del procesamiento y se rompen fácilmente durante la manipulación.
El color y el grado de molienda es otro criterio que se utiliza principalmente para clasificar el arroz. Mediante el uso de estos criterios, el arroz se puede clasificar en cuatro clases principales: poco molido, ligeramente molido, razonablemente molido y bien molido. Otro factor que también se considera en la clasificación del arroz es el peso específico, por lo que se ha relacionado con el porcentaje de molienda, los granos vacíos, el grano inmaduro y una mayor cantidad de carga. La prueba promedio del peso del grano para el arroz es de 56 kg / hL para arroz largo, 58.5 kg / hL para arroz mediano y 60 kg / hL para arroz corto. [7] Grado y requisitos del arroz en EE . UU. [21]
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