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Cereal

Cosecha de cereal con cosechadora acompañada de tractor y remolque.
Granos de cereales : (arriba) mijo perla , arroz , cebada
(centro) sorgo , maíz , avena
(abajo) mijo , trigo , centeno , triticale

Un cereal es una hierba cultivada por su grano comestible . Los cereales son los cultivos más importantes del mundo y, por tanto, son alimentos básicos . Incluyen arroz , trigo , centeno , avena , cebada , mijo y maíz . Los cereales comestibles de otras familias de plantas, como el trigo sarraceno y la quinua , son pseudocereales . La mayoría de los cereales son anuales y producen una cosecha de cada plantación, aunque el arroz a veces se cultiva como planta perenne . Las variedades de invierno son lo suficientemente resistentes como para plantarlas en otoño, quedar inactivas en invierno y cosecharse en primavera o principios de verano; Las variedades de primavera se plantan en primavera y se cosechan a finales del verano. El término cereal se deriva del nombre de la diosa romana de los cultivos de cereales y la fertilidad, Ceres .

Los cereales fueron domesticados en el Neolítico , hace unos 8.000 años. El trigo y la cebada fueron domesticados en el Creciente Fértil ; el arroz se domesticó en el este de Asia y el sorgo y el mijo se domesticaron en África occidental. En el siglo XX, la productividad de los cereales aumentó considerablemente gracias a la Revolución Verde . Este aumento de la producción ha ido acompañado de un creciente comercio internacional , en el que algunos países producen grandes porciones del suministro de cereales para otros países.

Los cereales proporcionan alimento que se consume directamente como granos integrales , generalmente cocidos, o se muelen hasta obtener harina y se convierten en pan , gachas y otros productos. Los cereales tienen un alto contenido de almidón , lo que les permite fermentarse y convertirse en bebidas alcohólicas como la cerveza . El cultivo de cereales tiene un impacto ambiental sustancial y, a menudo, se produce en monocultivos de alta intensidad . Los daños ambientales pueden mitigarse mediante prácticas sostenibles que reduzcan el impacto en el suelo y mejoren la biodiversidad, como la agricultura sin labranza y los cultivos intercalados .

Historia

Orígenes

Trilla de grano en el antiguo Egipto

El trigo, la cebada, el centeno y la avena se recolectaban y consumían en el Creciente Fértil durante el Neolítico temprano . En el yacimiento de Ohalo II, en Israel , se han encontrado granos de cereales de 19.000 años de antigüedad , con restos carbonizados de trigo y cebada silvestres. [1]

Durante el mismo período, los agricultores de China comenzaron a cultivar arroz y mijo, utilizando inundaciones e incendios provocados por el hombre como parte de su régimen de cultivo. [2] [3] El uso de acondicionadores del suelo , incluidos estiércol , pescado, abono y cenizas , parece haber comenzado temprano y haberse desarrollado de forma independiente en áreas del mundo como Mesopotamia , el valle del Nilo y Asia oriental. [4]

Los cereales que se convirtieron en la cebada y el trigo modernos fueron domesticados hace unos 8.000 años en el Creciente Fértil. [5] El mijo y el arroz se domesticaron en el este de Asia, mientras que el sorgo y otros mijos se domesticaron en el África occidental subsahariana, principalmente como alimento para el ganado. [6]

Cosechadora romana

En estas regiones agrícolas, la religión a menudo estaba determinada por la divinidad asociada con el grano y las cosechas. En el mito de la creación mesopotámico, la diosa del grano Ashnan inaugura una era de civilización . [7] La ​​diosa romana Ceres presidía la agricultura, los cultivos de cereales, la fertilidad y la maternidad; [8] el término cereal se deriva del latín cerealis , "de grano", que originalmente significa "de [la diosa] Ceres". [9] Varios dioses de la antigüedad combinaban la agricultura y la guerra: la diosa hitita del Sol de Arinna , el cananeo Lahmu y el romano Jano . [10]

Surgieron civilizaciones complejas donde la agricultura de cereales creó un excedente, lo que permitió que parte de la cosecha fuera apropiada de los agricultores, lo que permitió concentrar el poder en las ciudades. [11]

Moderno

Campos de arroz en la India. La participación de la India en la Revolución Verde ayudó a resolver la escasez de alimentos a mediados del siglo XX. [12] [13]

Durante la segunda mitad del siglo XX, se produjo un aumento significativo en la producción de cultivos de cereales de alto rendimiento a nivel mundial, especialmente trigo y arroz, debido a la Revolución Verde , un cambio tecnológico financiado por organizaciones de desarrollo. [14] Las estrategias desarrolladas por la Revolución Verde, incluida la labranza mecanizada, el monocultivo , los fertilizantes nitrogenados y el cultivo de nuevas variedades de semillas. Estas innovaciones se centraron en evitar el hambre y aumentar el rendimiento por planta, y tuvieron mucho éxito en aumentar el rendimiento general de los cereales, pero prestaron menos atención a la calidad nutricional. [15] Estos cultivos modernos de cereales de alto rendimiento tienden a tener proteínas de baja calidad , con deficiencias de aminoácidos esenciales , tienen un alto contenido de carbohidratos y carecen de ácidos grasos esenciales , vitaminas , minerales y otros factores de calidad equilibrados . [15] Los llamados granos antiguos y variedades tradicionales han experimentado un aumento en popularidad con los movimientos "orgánicos" de principios del siglo XXI, pero existe una compensación en el rendimiento por planta, lo que ejerce presión sobre las áreas pobres en recursos como alimento. los cultivos se reemplazan por cultivos comerciales . [dieciséis]

Biología

Estructura de un cereal, el trigo . Una planta; B espiga de grano madura; 1 espiguilla antes de la floración; 2 iguales, florecientes y extendidas, agrandadas; 3 flores con glumas ; 4 estambres 5 polen ; 6 y 7 ovarios con escamas de jugo; 8 y 9 partes de la cicatriz; 10 cáscaras de frutas; 11 a 14 granos, tamaño natural y agrandados.

Los cereales son gramíneas, de la familia de las Poaceae , que producen granos comestibles . Un grano de cereal es botánicamente una cariopsis , un fruto donde la cubierta de la semilla se fusiona con el pericarpio . [17] [18] Los pastos tienen tallos huecos excepto en los nudos y hojas estrechas y alternas que nacen en dos filas. [19] La parte inferior de cada hoja encierra el tallo, formando una vaina foliar. La hoja crece desde la base de la lámina, una adaptación que protege el meristemo en crecimiento de los animales que pastan. [19] [20] Las flores suelen ser hermafroditas , con excepción del maíz , y principalmente anemófilas o polinizadas por el viento, aunque ocasionalmente los insectos desempeñan un papel. [19] [21]

Entre los cereales más conocidos se encuentran el maíz, arroz , trigo, cebada, sorgo , mijo , avena, centeno y triticale . [22] Algunos otros granos se llaman coloquialmente cereales, aunque no son pastos; estos pseudocereales incluyen el trigo sarraceno , la quinua y el amaranto . [23]

Cultivo

Todos los cultivos de cereales se cultivan de forma similar. La mayoría son anuales , por lo que tras la siembra se cosechan una sola vez. [24] Una excepción es el arroz, que, aunque generalmente se trata como anual, puede sobrevivir como planta perenne y producir una cosecha de renuevos . [25] Los cereales adaptados a un clima templado , como la cebada , la avena , el centeno , la espelta , el triticale y el trigo , se denominan cereales de estación fría. Los que prefieren un clima tropical , como el mijo y el sorgo , se denominan cereales de estación cálida. [24] [26] [27] Los cereales de estación fría, especialmente el centeno, seguidos de la cebada, son resistentes; crecen mejor en climas bastante frescos y dejan de crecer, según la variedad, cuando la temperatura supera los 30 °C o 85 °F. Los cereales de estación cálida, por el contrario, requieren un clima cálido y no toleran las heladas. [24] Los cereales de estación fría se pueden cultivar en las tierras altas de los trópicos, donde a veces producen varias cosechas en un solo año. [24]

Plantando

Arroz recién plantado en un arrozal

En los trópicos, los cereales de estación cálida se pueden cultivar en cualquier época del año. En las zonas templadas, estos cereales sólo se pueden cultivar cuando no hay heladas. La mayoría de los cereales se plantan en suelos labrados , lo que reduce las malas hierbas y rompe la superficie del campo. La mayoría de los cereales necesitan agua regular en la primera parte de su ciclo de vida. El arroz se cultiva comúnmente en campos inundados, [28] aunque algunas variedades se cultivan en tierra firme. [29] Otros cereales de clima cálido, como el sorgo, se adaptan a condiciones áridas. [30]

Los cereales de estación fría se cultivan principalmente en zonas templadas. Estos cereales suelen tener tanto variedades de invierno para la siembra de otoño, latencia invernal y cosecha a principios de verano, como variedades de primavera sembradas en primavera y cosechadas a finales del verano. Las variedades de invierno tienen la ventaja de utilizar agua cuando es abundante y permiten una segunda cosecha después de la cosecha temprana. Florecen únicamente en primavera ya que requieren vernalización , exposición al frío durante un período determinado, fijado genéticamente. Los cultivos de primavera crecen cuando hace más calor pero menos lluvioso, por lo que es posible que necesiten riego. [24]

Crecimiento

Fusarium graminearum daña muchos cereales, en este caso el trigo , donde provoca la sarna (derecha).

Las variedades de cereales se obtienen para lograr consistencia y resistencia a las condiciones ambientales locales. Las mayores limitaciones para el rendimiento son las enfermedades de las plantas , especialmente las royas (principalmente Puccinia spp.) y el oídio . [31] El tizón de la cabeza por Fusarium, causado por Fusarium graminearum , es una limitación importante en una amplia variedad de cereales. [32] Otras presiones incluyen plagas de insectos y vida silvestre como roedores y ciervos. [33] [34] En la agricultura convencional, algunos agricultores aplican fungicidas o pesticidas.

Cosecha

Los cereales anuales mueren cuando han llegado a sembrar y se secan. La cosecha comienza una vez que las plantas y las semillas estén lo suficientemente secas. La cosecha en los sistemas agrícolas mecanizados se realiza mediante cosechadora , una máquina que recorre el campo en una sola pasada en la que corta los tallos para luego trillar y aventar el grano. [24] [35] En los sistemas agrícolas tradicionales, principalmente en el Sur Global , la cosecha puede realizarse a mano, utilizando herramientas como guadañas y soportes para granos . [24] Se puede permitir que las partes sobrantes de la planta se descompongan o se recojan como paja ; esto se puede utilizar como lecho para animales, mantillo y sustrato de cultivo para hongos. [36] Se utiliza en artesanías como la construcción con mazorca o balas de paja . [37]

Preprocesamiento y almacenamiento

Si los cereales no están completamente secos cuando se cosechan, como cuando llueve, el grano almacenado se echará a perder por hongos como Aspergillus y Penicillium . [24] [38] Esto se puede prevenir secándolo artificialmente. Luego podrá almacenarse en un elevador de granos o en un silo , para ser vendido posteriormente. Es necesario construir almacenes de granos para protegerlos de los daños causados ​​por plagas como aves que se alimentan de semillas y roedores . [24]

Procesando

Una mujer indígena mexicana prepara tortillas de maíz , 2013

Cuando el cereal está listo para ser distribuido, se vende a una instalación de fabricación que primero retira las capas externas del grano para su posterior molienda para harina u otros pasos de procesamiento, para producir alimentos como harina, avena o cebada perlada . [39] En los países en desarrollo, el procesamiento puede ser tradicional, en talleres artesanales, como ocurre con la producción de tortillas en Centroamérica. [40]

La mayoría de los cereales se pueden procesar de diversas formas. El procesamiento del arroz , por ejemplo, puede generar arroz integral o pulido, o harina de arroz. La eliminación del germen aumenta la longevidad del almacenamiento del grano. [41] Algunos granos se pueden maltear , un proceso de activación de enzimas en la semilla para provocar la germinación que convierte los almidones complejos en azúcares antes de secarse. [42] [43] Estos azúcares pueden extraerse para usos industriales y procesamiento posterior, como para fabricar alcohol industrial , [44] cerveza , [45] whisky , [46] o vino de arroz , [47] o venderse directamente como azúcar . [48] ​​En el siglo XX, los procesos industriales se desarrollaron en torno a la alteración química del grano, para usarlo en otros procesos. En particular, el maíz puede modificarse para producir aditivos alimentarios, como almidón de maíz [49] y jarabe de maíz con alto contenido de fructosa . [50]

Efectos sobre el medio ambiente

Impactos

Cosecha de kernza , un cereal perenne desarrollado en el siglo XXI. Como vuelve a crecer cada año, los agricultores ya no tienen que labrar la tierra.

La producción de cereales tiene un impacto sustancial en el medio ambiente. La labranza puede provocar la erosión del suelo y un aumento de la escorrentía. [51] El riego consume grandes cantidades de agua; su extracción de lagos, ríos o acuíferos puede tener múltiples efectos ambientales , como bajar el nivel freático y provocar la salinización de los acuíferos. [52] La producción de fertilizantes contribuye al calentamiento global , [53] y su uso puede provocar la contaminación y la eutrofización de las vías fluviales. [54] La agricultura herbácea utiliza grandes cantidades de combustibles fósiles , liberando gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global. [55] El uso de pesticidas puede causar daños a la vida silvestre, como a las abejas . [56]

Mitigaciones

Excelente estructura del suelo en tierras de Dakota del Sur con agricultura sin labranza mediante una rotación de cultivos de maíz, soja y trigo acompañada de cultivos de cobertura . Se ha recogido el cultivo principal, pero las raíces del cultivo de cobertura aún son visibles en otoño.

Algunos de los impactos del cultivo de cereales pueden mitigarse cambiando las prácticas de producción. La labranza se puede reducir mediante la agricultura sin labranza , como la siembra directa de semillas de cereales, o el desarrollo y plantación de variedades de cultivos perennes de modo que no sea necesaria la labranza anual. El arroz se puede cultivar como cultivo de retoños ; [25] y otros investigadores están explorando cereales perennes de estación fría, como el kernza , que se están desarrollando en Estados Unidos. [57]

El uso de fertilizantes y pesticidas puede reducirse en algunos policultivos , cultivando varios cultivos en un solo campo al mismo tiempo. [58] El uso de fertilizantes nitrogenados a base de combustibles fósiles se puede reducir intercalando cereales con leguminosas que fijan nitrógeno . [59] Las emisiones de gases de efecto invernadero se pueden reducir aún más mediante un riego más eficiente o mediante métodos de recolección de agua, como la excavación de zanjas en contorno , que reducen la necesidad de riego, y mediante el cultivo de nuevas variedades de cultivos. [60]

Usos

Consumo directo

Algunos cereales como el arroz requieren poca preparación antes del consumo humano. Por ejemplo, para hacer arroz cocido simple , el arroz molido crudo se lava y se hierve. [61] Alimentos como las gachas de avena [62] y el muesli pueden estar elaborados principalmente con cereales integrales, especialmente avena, mientras que los cereales comerciales para el desayuno , como la granola, pueden estar altamente procesados ​​y combinados con azúcares, aceites y otros productos. [63]

Alimentos a base de harina

Varios cereales y sus productos.

Los cereales se pueden moler para hacer harina. La harina de trigo es el ingrediente principal del pan y la pasta . [64] [65] [66] La harina de maíz ha sido importante en Mesoamérica desde la antigüedad, con alimentos como las tortillas y los tamales mexicanos . [67] La ​​harina de centeno es un componente del pan en el centro y norte de Europa, [68] mientras que la harina de arroz es común en Asia. [69]

Un grano de cereal se compone de endospermo , germen y salvado con almidón . La harina integral contiene todos estos; La harina blanca no contiene parte o la totalidad del germen o salvado. [70] [71]

Alcohol

Debido a que los cereales tienen un alto contenido de almidón, a menudo se utilizan para elaborar alcohol industrial [44] y bebidas alcohólicas por fermentación . Por ejemplo, la cerveza se produce elaborando y fermentando almidón , principalmente de granos de cereales, más comúnmente cebada malteada . [45] Los vinos de arroz, como el sake japonés , se elaboran en Asia; [72] En China se elaboraba un vino fermentado de arroz y miel hace unos 9.000 años. [47]

Alimentación animal

Pollos que comen piensos ricos en cereales [73]

Los cereales y sus subproductos relacionados, como el heno, se utilizan habitualmente como alimento para los animales de granja . Los cereales comunes como alimento animal incluyen el maíz, la cebada, el trigo y la avena. Los granos húmedos pueden tratarse químicamente o convertirse en ensilaje ; aplanado o rizado mecánicamente y mantenido en un lugar de almacenamiento hermético hasta su uso; o almacenado seco con un contenido de humedad inferior al 14%. [74] Comercialmente, los granos a menudo se combinan con otros materiales y se les da forma de pellets de alimento. [75]

Nutrición

Integrales y procesados

Los cereales integrales que se utilizan en este pan tienen más semillas originales, lo que los hace más nutritivos pero más propensos a estropearse durante el almacenamiento. [76]

Como cereales integrales , los cereales proporcionan carbohidratos , grasas poliinsaturadas , proteínas , vitaminas y minerales . Cuando se procesa mediante la eliminación del salvado y el germen, todo lo que queda es el endospermo almidonado. [70] En algunos países en desarrollo , los cereales constituyen la mayor parte del sustento diario. En los países desarrollados , el consumo de cereales es moderado y variado, pero aún sustancial, principalmente en forma de cereales refinados y procesados. [77]

Equilibrio de aminoácidos

Algunos cereales son deficientes en el aminoácido esencial lisina , lo que obliga a las culturas vegetarianas a combinar su dieta de cereales en grano con legumbres para obtener una dieta equilibrada. Muchas legumbres, sin embargo, tienen deficiencia del aminoácido esencial metionina , que contienen los cereales. Por tanto, una combinación de legumbres con cereales forma una dieta bien equilibrada para los vegetarianos. Tales combinaciones incluyen dal (lentejas) con arroz de los indios del sur y bengalíes , frijoles con tortillas de maíz , tofu con arroz y mantequilla de maní con pan integral (como sándwiches) en varias otras culturas, incluidas las americanas. [78] Para la alimentación de animales , la cantidad de proteína cruda medida en granos se expresa como concentración de proteína cruda de grano. [79]

Comparación de los principales cereales.

Producción y comercio de productos básicos.

Un elevador de granos en llamas en Ucrania, 2023. La invasión rusa de Ucrania interrumpió sus exportaciones de trigo y el comercio mundial de cereales .

Los cereales constituyen los mayores productos básicos del mundo por tonelaje, ya sea medido por producción [81] o por comercio internacional. Varios grandes productores de cereales dominan el mercado. [82] Debido a la escala del comercio, algunos países se han vuelto dependientes de las importaciones, por lo que el precio o la disponibilidad de los cereales pueden tener impactos enormes en los países con un desequilibrio comercial de alimentos y, por lo tanto , en la seguridad alimentaria . [83] La especulación , así como otros factores agravantes de producción y oferta que condujeron a las crisis financieras de 2007-2008 , crearon una rápida inflación de los precios de los cereales durante la crisis mundial de precios de los alimentos de 2007-2008 . [84] Otras perturbaciones, como el cambio climático o los cambios relacionados con la guerra en el suministro o el transporte, pueden crear una mayor inseguridad alimentaria; por ejemplo, la invasión rusa de Ucrania en 2022 interrumpió el suministro de trigo ucraniano y ruso, provocando una crisis mundial de precios de los alimentos en 2022 que afectó a países muy dependientes de la harina de trigo. [85] [86] [87] [88]

Producción

Trillando teff , Etiopía, 2007

Los cereales son los cultivos más importantes del mundo por tonelaje de grano producido. [81] Tres cereales, maíz, trigo y arroz, juntos representaron el 89% de toda la producción mundial de cereales en 2012, y el 43% del suministro mundial de energía alimentaria en 2009, [89] mientras que la producción de avena y centeno ha aumentado. drásticamente desde sus niveles de los años 1960. [90]

Otros cereales no incluidos en las estadísticas de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación incluyen el arroz silvestre , que se cultiva en pequeñas cantidades en América del Norte, y el teff , un grano antiguo que es un alimento básico en Etiopía . [91] El teff se cultiva en el África subsahariana como pasto principalmente para alimentar a los caballos. Tiene un alto contenido de fibra y proteínas. Su harina se utiliza a menudo para hacer injera . Se puede consumir como cereal caliente para el desayuno, como harina con sabor a chocolate o nuez. [91]

La tabla muestra la producción anual de cereales en 1961, 1980, 2000, 2010 y 2019/2020. [a] [92] [90]

Comercio

Un barco de cereales a granel , 2006

Los cereales son los productos básicos más comercializados por cantidad en 2021, siendo el trigo, el maíz y el arroz los principales cereales implicados. América y Europa son los mayores exportadores y Asia es el mayor importador. [82] El mayor exportador de maíz es Estados Unidos, mientras que la India es el mayor exportador de arroz. China es el mayor importador de maíz y arroz. Muchos otros países comercian con cereales, tanto como exportadores como importadores. [82] Los cereales se comercializan como futuros en los mercados mundiales de productos básicos , lo que ayuda a mitigar los riesgos de cambios en los precios, por ejemplo, si fracasan las cosechas. [94]

Ver también

Notas

  1. ^ 1961 es el primer año del que se dispone de estadísticas de la FAO .
  2. ^ El peso indicado es para arroz con cáscara.

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Fuentes