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Avena

La avena ( Avena sativa ), a veces llamada avena común , es una especie de cereal cultivado por sus semillas, que se conocen con el mismo nombre (generalmente en plural). La avena parece haber sido domesticada como un cultivo secundario , ya que sus semillas se parecían lo suficiente a las de otros cereales como para que los primeros cultivadores las incluyeran. La avena tolera los inviernos fríos menos que los cereales como el trigo , la cebada y el centeno , pero necesita menos calor de verano y más lluvia, lo que la hace importante en áreas como el noroeste de Europa que tienen veranos frescos y húmedos. Puede tolerar suelos ácidos y con bajos nutrientes. La avena crece espesa y vigorosamente, lo que le permite competir con muchas malezas y, en comparación con otros cereales, está relativamente libre de enfermedades.

La avena se utiliza para el consumo humano en forma de harina de avena , incluso en forma de avena cortada en trozos o avena en hojuelas . La producción mundial está dominada por Canadá y Rusia; el comercio mundial es una pequeña parte de la producción, y la mayor parte del grano se consume en los países productores. La avena es un alimento rico en nutrientes asociado con un menor colesterol en sangre y un menor riesgo de enfermedades cardíacas humanas cuando se consume con regularidad. Uno de los usos más comunes de la avena es como alimento para el ganado ; el cultivo también se puede cultivar como cubierta vegetal y se puede arar como abono verde.

Orígenes

Filogenia

Ascendencia de la avena, que muestra cómo las especies hexaploides, incluida la avena común Avena sativa, derivan de especies diploides y tetraploides

El análisis filogenético que utiliza ADN molecular y evidencia morfológica ubica al género de avena Avena en la subfamilia Pooideae . Esa subfamilia incluye los cereales trigo , cebada y centeno ; están en la tribu Triticeae , mientras que Avena está en Poeae , junto con gramíneas como Briza y Agrostis . [1] El ancestro silvestre de Avena sativa y el cultivo menor estrechamente relacionado, A. byzantina , es A. sterilis , una avena silvestre naturalmente hexaploide , que tiene su ADN en seis juegos de cromosomas . La evidencia genética muestra que las formas ancestrales de A. sterilis crecieron en la Media Luna Fértil del Cercano Oriente. [2] [3]

El análisis de los linajes maternos de 25 especies de Avena utilizando ADN mitocondrial y de cloroplastos mostró que el genoma hexaploide de A. sativa deriva de tres especies de avena diploide (cada una con dos juegos de cromosomas); los juegos se denominan A, B, C y D. Las especies diploides son la CC A. ventricosa , la AA A. canariensis y la AA A. longiglumis , junto con dos avenas tetraploides (cada una con cuatro juegos), a saber, la AACC A. insularis y la AABB A. agadiriana . Los tetraploides se formaron hace 10,6 millones de años y los hexaploides hace 7,4 millones de años. [4]

Domesticación

El estudio genómico sugiere que la variedad descascarada y la variedad desnuda A. sativa var. nuda divergieron hace unos 51.200 años, mucho antes de la domesticación . Esto implica que las dos variedades fueron domesticadas de forma independiente. [5]

Se cree que la avena surgió como un cultivo secundario , es decir, que se deriva de lo que se consideraba una maleza de los cereales domésticos primarios, como el trigo. Sobrevivió como una imitación de Vavilov , ya que tenía granos que a los neolíticos les resultaba difícil distinguir del cultivo primario. [3]

La avena se cultivó durante varios miles de años antes de ser domesticada. Un granero del Neolítico precerámico , hace unos 11.400 a 11.200 años en el valle del Jordán en Oriente Medio contenía una gran cantidad de granos de avena silvestre (120.000 semillas de A. sterilis ). El hallazgo implica un cultivo intencional . Los granos de avena domesticados aparecen por primera vez en el registro arqueológico en Europa hace unos 3000 años. [3] [5] [6]

Descripción

La avena es una hierba alta y robusta, miembro de la familia Poaceae ; puede crecer hasta una altura de 1,8 metros (5,9 pies). Las hojas son largas, estrechas y puntiagudas, y crecen hacia arriba; pueden tener unos 15 a 40 centímetros (5,9 a 15,7 pulgadas) de largo y alrededor de 5 a 15 milímetros (0,20 a 0,59 pulgadas) de ancho. En la parte superior del tallo, la planta se ramifica en un grupo suelto o panícula de espiguillas . Estas contienen las flores polinizadas por el viento , que maduran en las semillas o granos de avena. [7] Botánicamente, el grano es una cariópside , ya que la pared del fruto está fusionada con la semilla real. Al igual que otros granos de cereales, la cariópside contiene la cáscara exterior o salvado , el almacén de alimentos almidonados o endospermo que ocupa la mayor parte de la semilla y el germen rico en proteínas que, si se planta en el suelo, puede crecer hasta convertirse en una nueva planta. [8]

Agronomía

Cultivo

La avena es una planta anual que crece mejor en regiones templadas . [7] Tolera menos los inviernos fríos que el trigo, el centeno o la cebada; le perjudica el frío sostenido por debajo de los -7 °C (20 °F). [9] Tiene un requerimiento de calor de verano menor y una mayor tolerancia (y necesidad de) lluvia que los otros cereales mencionados, por lo que es particularmente importante en áreas con veranos fríos y húmedos, como el noroeste de Europa. [7] [10]

La avena puede crecer en la mayoría de los suelos fértiles y drenados, siendo tolerante a una amplia variedad de tipos de suelo. Aunque se logran mejores rendimientos con un pH del suelo de 5,3 a 5,7, la avena puede tolerar suelos con un pH tan bajo como 4,5. Crece mejor en suelos con bajos nutrientes que el trigo o el maíz , pero generalmente es menos tolerante a la alta salinidad del suelo que otros cereales. [11]

Malezas, plagas y enfermedades

Hoja de avena infectada con roya de la corona

La avena puede competir con muchas malezas, ya que crece densamente (con muchos brotes frondosos) y con vigor, pero aún está sujeta a algunas malezas de hoja ancha . El control puede realizarse mediante herbicidas o mediante el manejo integrado de plagas con medidas como sembrar semillas libres de malezas. [12]

La avena está relativamente libre de enfermedades. Sin embargo, sufre algunas enfermedades de las hojas, como la roya del tallo ( Puccinia graminis f. sp. avenae ) y la roya de la corona ( P. coronata var. avenae ). [13] La infección por roya de la corona puede reducir en gran medida la fotosíntesis y las actividades fisiológicas generales de las hojas de avena, lo que reduce el crecimiento y el rendimiento del cultivo. [14] [15]

La avena es atacada por nematodos e insectos como pulgones, gusanos soldados, abejorros, saltamontes, trips y gusanos de alambre. La mayoría de estas plagas no son específicas de la avena y solo ocasionalmente causan daños importantes a los cultivos de avena. [ cita requerida ]

Tratamiento

Avena en polvo totalmente procesada , lista para cocinar

La avena cosechada pasa por varias etapas de molienda. La primera etapa es la limpieza, para eliminar las semillas de otras plantas, las piedras y cualquier otro material extraño. A continuación, se descascara para eliminar el salvado no digerible, dejando la semilla o " grano ". El calentamiento desnaturaliza las enzimas de la semilla que la harían agria o rancia; luego, el grano se seca para minimizar el riesgo de deterioro por bacterias y hongos. Pueden seguir numerosas etapas de corte o molienda del grano, según el tipo de producto que se requiera. Para la avena (harina de avena), el grano se muele hasta una finura específica. Para uso doméstico, como hacer papilla , la avena a menudo se aplana para que se cocine más rápido. [16]

La harina de avena se puede moler para uso a pequeña escala triturando avena laminada o avena tradicional (no instantánea) en un procesador de alimentos o un molinillo de especias. [17]

Producción y comercio

En 2022, la producción mundial de avena fue de 26 millones de toneladas, liderada por Canadá con el 20% del total y Rusia con el 17% (tabla). Esto se compara con más de 100 millones de toneladas de trigo , por ejemplo. [18] El comercio mundial representa un porcentaje modesto de la producción, menos del 10%, y la mayor parte del grano se consume en los países productores. El principal exportador es Canadá, seguido de Suecia y Finlandia; Estados Unidos es el principal importador. [19]

Los futuros de avena se negocian en dólares estadounidenses en cantidades de 5000 bushels en la Bolsa de Comercio de Chicago y tienen fechas de entrega en marzo, mayo, julio, septiembre y diciembre. [20]

Genómica

Genoma

Avena sativa es una especie alohexaploide con tres genomas ancestrales (2 n = 6 x = 42; AACCDD). [21] [22] [23] Como resultado, el genoma es grande (12,6 Gb, valor 1C = 12,85) y complejo. [24] [25] La avena hexaploide cultivada tiene una arquitectura cromosómica en mosaico única que es el resultado de numerosas translocaciones entre los tres subgenomas. [21] [26] Estas translocaciones pueden causar barreras de reproducción e incompatibilidades al cruzar variedades con diferente arquitectura cromosómica. Por lo tanto, la cría de avena y el cruce de rasgos deseados se ha visto obstaculizado por la falta de un ensamblaje del genoma de referencia. En mayo de 2022, se informó una secuencia del genoma de referencia completamente anotada de Avena sativa . [21] Se presume que el subgenoma AA se deriva de Avena longiglumis y el CCDD del tetraploide Avena insularis . [21]

Genética y crianza

Las especies de Avena pueden hibridarse , y los genes introgresados ​​(traídos) de otras especies de genoma "A" han aportado muchos rasgos valiosos, como la resistencia a la roya de la corona de la avena . [27] [28] Pc98 es uno de esos rasgos, introducido desde A. sterilis CAV 1979 , que confiere resistencia a todas las etapas (ASR) contra Pca . [29]

Es posible hibridar avena con gramíneas de otros géneros, lo que permite a los fitomejoradores la fácil introgresión de caracteres. A diferencia del trigo , la avena a veces retiene cromosomas del maíz o del mijo perlado después de tales cruces. Estos cruces amplios se realizan típicamente para generar material de cría haploide doble ; la rápida pérdida de los cromosomas ajenos del donante de polen no relacionado da como resultado una planta con un solo juego de cromosomas (un haploide ). [30] [31] [32]

Las líneas de adición con cromosomas ajenos pueden utilizarse como fuente de nuevos rasgos en la avena. Por ejemplo, la investigación sobre líneas de adición de avena y maíz se ha utilizado para mapear genes involucrados en la fotosíntesis C4 . Para obtener la herencia mendeliana de estos nuevos rasgos, se han establecido líneas híbridas de radiación , donde segmentos de cromosomas de maíz se han introgresado en el genoma de la avena. Esto potencialmente transfiere miles de genes de una especie que está distantemente relacionada, pero no se considera una técnica de OGM . [33]

Un estudio de 2013 aplicó una repetición de secuencia simple y encontró cinco agrupaciones principales, a saber, cultivares comerciales y cuatro grupos de razas locales . [34] [35]

Valor nutritivo

Nutrientes

La avena cruda contiene un 66 % de carbohidratos , incluidos un 11 % de fibra dietética y un 4 % de betaglucanos , un 7 % de grasa , un 17 % de proteínas y un 8 % de agua (tabla). En una porción de referencia de 100 g (3,5 oz), la avena aporta 389 kilocalorías (1630  kJ ) y es una fuente rica (20 % o más del valor diario , VD) de proteínas (34 % VD), fibra dietética (44 % VD), varias vitaminas B y numerosos minerales dietéticos , especialmente manganeso (213 % VD) (tabla).

Efectos sobre la salud

El consumo crónico de productos de avena reduce los niveles sanguíneos de lipoproteínas de baja densidad y colesterol total , [39] reduciendo el riesgo de enfermedad cardiovascular . [40] El efecto beneficioso del consumo de avena en la reducción de lípidos en sangre se atribuye al betaglucano de avena . [39] [40] El consumo de avena puede ayudar a reducir el índice de masa corporal en personas obesas . [40]

La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos permite a las empresas realizar declaraciones de propiedades saludables en las etiquetas de productos alimenticios que contienen fibra soluble de avena integral, siempre que el alimento proporcione 0,75 gramos de fibra soluble por porción. [41]

Usos

Como alimento

Cuando se utiliza en alimentos, la avena se suele enrollar o triturar para obtener harina de avena o se muele para obtener harina de avena fina . La avena se consume principalmente como papilla , pero también se puede utilizar en una variedad de productos horneados, como tortas de avena (que se pueden hacer con avena cortada gruesa para obtener una textura más áspera), galletas de avena y pan de avena. La avena es un ingrediente de muchos cereales fríos, en particular muesli y granola ; la Quaker Oats Company introdujo la avena instantánea en 1966. [42] La avena también se utiliza para producir sustitutos de la leche (" leche de avena "). [43] A fines de 2020, el mercado de la leche de avena se convirtió en el segundo más grande entre las leches vegetales en los Estados Unidos, después de la leche de almendras , pero superando las ventas de la leche de soja . [44] Como pilar del oeste de Gales durante siglos, hasta los cambios en las prácticas agrícolas en la década de 1960, la avena se usaba en muchos platos tradicionales galeses , incluido el pan de algas , un desayuno galés , y los " berberechos y huevos" servidos con pan de avena. [45]

En Gran Bretaña, la avena se utiliza a veces para elaborar cerveza, como la stout de avena , en la que se añade un porcentaje de avena, a menudo el 30%, a la cebada para el mosto . [46] El caudle de avena , hecho de cerveza y avena con especias, era una bebida tradicional británica y una de las favoritas de Oliver Cromwell . [47] [48]

Alimento para animales

Una mezcla de granos preparada comercialmente para caballos, con maíz, avena y cebada triturados mezclados con melaza y suplemento granulado.

La avena se utiliza comúnmente como alimento para caballos cuando se requieren carbohidratos adicionales y el consiguiente aumento de energía. La cáscara de avena puede triturarse (" enrollarse " o "rizarse") para que sea más fácil de digerir, [49] o puede administrarse entera. Puede administrarse sola o como parte de un pellet de alimento mezclado. El ganado también se alimenta con avena, ya sea entera o molida en una harina gruesa utilizando un molino de rodillos , un molino de muelas o un molino de martillos . El forraje de avena se utiliza comúnmente para alimentar todo tipo de rumiantes, como pasto, paja, heno o ensilado. [50]

Cobertura del suelo

La avena de invierno se puede cultivar como cobertura del suelo fuera de temporada y se puede arar en primavera como fertilizante verde , o se puede cosechar a principios del verano. También se puede utilizar como pasto; se puede pastar durante un tiempo y luego dejar que se saque para la producción de cereales, o se puede pastar de forma continua hasta que otros pastos estén listos. [51]

Otros usos

La paja de avena se utiliza como lecho para animales; absorbe líquidos mejor que la paja de trigo. [52] La paja se puede utilizar para hacer muñecos de maíz , pequeñas figuras decorativas tejidas. [53] Atada en una bolsa de muselina, la paja de avena se ha utilizado para ablandar el agua del baño. [54]

Enfermedad celíaca

La enfermedad celíaca (o celiaquía) es una enfermedad autoinmune permanente desencadenada por las proteínas del gluten . [55] [56] [57] [58] Casi siempre ocurre en personas genéticamente predispuestas, con una prevalencia de alrededor del 1% en el mundo desarrollado . [55] [59] [60] Los productos de avena con frecuencia están contaminados por otros granos que contienen gluten, principalmente trigo y cebada , lo que requiere precaución en el uso de avena si las personas son sensibles al gluten en esos granos. [56] [57] [61] [62] Por ejemplo, el pan de avena a menudo contiene solo una pequeña proporción de avena junto con trigo u otros cereales. [63] El uso de avena pura en una dieta sin gluten ofrece un valor nutricional mejorado, [57] [64] pero sigue siendo controvertido porque una pequeña proporción de personas con enfermedad celíaca reaccionan a la avena pura. [56] [65]

En la cultura humana

En su Diccionario de la lengua inglesa de 1755 , Samuel Johnson definió la avena como "un grano que en Inglaterra generalmente se da a los caballos, pero que en Escocia sustenta a la gente". [66]

"Oats and Beans and Barley Grow" es la primera línea de una canción popular tradicional (1380 en el Roud Folk Song Index ), grabada en diferentes formas a partir de 1870. Se han grabado canciones similares en Francia, Canadá, Bélgica, Suecia e Italia. [67]

En inglés , la avena se asocia con las relaciones sexuales , como en los modismos "sowing one's (wild) oats", que significa tener muchas parejas sexuales en la juventud, [68] y "getting your oats", que significa tener relaciones sexuales regularmente. [69]

Referencias

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