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Cereal

Cosecha de un cereal con una cosechadora acompañada de un tractor y un remolque.
Granos de cereales : (arriba) mijo perlado , 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 grandes del mundo y, por lo tanto, son alimentos básicos . Incluyen arroz , trigo , centeno , avena , cebada , mijo y maíz . Los granos 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 por cada plantación, aunque el arroz a veces se cultiva como planta perenne . Las variedades de invierno son lo suficientemente resistentes como para ser plantadas en otoño, se vuelven inactivas en el invierno y se cosechan en primavera o principios del verano; las variedades de primavera se plantan en primavera y se cosechan a fines del verano. El término cereal se deriva del nombre de la diosa romana de los cultivos de granos 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 fue domesticado en el este de Asia, y el sorgo y el mijo fueron domesticados en África occidental. El maíz fue domesticado por los pueblos indígenas de las Américas en el sur de México hace unos 9.000 años. En el siglo XX, la productividad de los cereales aumentó considerablemente gracias a la Revolución Verde . Este aumento de la producción ha acompañado a un creciente comercio internacional , con algunos países produciendo grandes porciones del suministro de cereales para otros países.

Los cereales proporcionan alimentos que se consumen directamente como granos enteros , generalmente cocidos, o se muelen para hacer harina y se transforman en pan , papilla y otros productos. Los cereales tienen un alto contenido de almidón , lo que permite que se fermenten para producir 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 se pueden mitigar con prácticas sostenibles que reducen el impacto en el suelo y mejoran la biodiversidad, como la agricultura sin labranza y el cultivo intercalado .

Historia

Orígenes

La trilla del grano en el antiguo Egipto

En el Creciente Fértil , a principios del Neolítico , se recolectaban y consumían trigo, cebada, centeno y avena . 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, compost y cenizas , parece haber comenzado temprano y se desarrolló de forma independiente en áreas del mundo que incluyen 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 fueron domesticados en el este de Asia, mientras que el sorgo y otros mijos fueron domesticados en el África occidental subsahariana, principalmente como alimento para el ganado. [6] El maíz surgió de una única domesticación en Mesoamérica hace unos 9.000 años. [7]

Maquina 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, una era de civilización es inaugurada por la diosa del grano Ashnan . [8] La diosa romana Ceres presidía la agricultura, los cultivos de cereales, la fertilidad y la maternidad; [9] el término cereal se deriva del latín cerealis , "de grano", que originalmente significaba "de [la diosa] Ceres". [10] Varios dioses de la antigüedad combinaban la agricultura y la guerra: la diosa del sol hitita Arinna , la cananea Lahmu y el romano Jano . [11]

Surgieron civilizaciones complejas en las que la agricultura de cereales creó un excedente, permitiendo que parte de la cosecha fuera apropiada por los agricultores, lo que permitió que el poder se concentrara en las ciudades. [12]

Moderno

Arrozales en la India. La participación de la India en la Revolución Verde ayudó a resolver la escasez de alimentos a mediados del siglo XX. [13] [14]

Durante la segunda mitad del siglo XX, hubo un aumento significativo en la producción de cultivos de cereales de alto rendimiento en todo el mundo, especialmente trigo y arroz, debido a la Revolución Verde , un cambio tecnológico financiado por organizaciones de desarrollo. [15] Las estrategias desarrolladas por la Revolución Verde, incluyendo la labranza mecanizada, el monocultivo , los fertilizantes nitrogenados y el cruce de nuevas cepas de semillas. Estas innovaciones se centraron en evitar la hambruna y aumentar el rendimiento por planta, y tuvieron mucho éxito en el aumento de los rendimientos generales de los granos de cereales, pero prestaron menos atención a la calidad nutricional. [16] Estos cultivos de cereales modernos de alto rendimiento tienden a tener proteínas de baja calidad , con deficiencias de aminoácidos esenciales , son altos en carbohidratos y carecen de ácidos grasos esenciales equilibrados , vitaminas , minerales y otros factores de calidad. [16] Los llamados granos antiguos y las variedades tradicionales han experimentado un aumento en popularidad con los movimientos "orgánicos" de principios del siglo XXI, pero existe una desventaja en el rendimiento por planta, lo que ejerce presión sobre las áreas pobres en recursos a medida que los cultivos alimentarios se reemplazan por cultivos comerciales . [17]

Biología

Estructura de un cereal, trigo . A: Planta; B espiga madura de granos; 1 espiguilla antes de florecer; 2 iguales, florecidas 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 fruto; 11–14 granos, tamaño natural y agrandados.

Los cereales son gramíneas de la familia Poaceae que producen granos comestibles . Botánicamente, un grano de cereal es una cariópside , un fruto donde la cubierta de la semilla está fusionada con el pericarpio . [18] [19] Las gramíneas tienen tallos huecos excepto en los nudos y hojas alternas estrechas que nacen en dos filas. [20] La parte inferior de cada hoja encierra el tallo, formando una vaina foliar. La hoja crece desde la base del limbo, una adaptación que protege al meristemo en crecimiento de los animales que pastan. [20] [21] Las flores suelen ser hermafroditas , con excepción del maíz , y principalmente anemófilas o polinizadas por el viento, aunque ocasionalmente los insectos desempeñan un papel. [20] [22]

Entre los cereales más conocidos están el maíz, el arroz , el trigo, la cebada, el sorgo , el mijo , la avena, el centeno y el triticale . [23] Algunos otros granos son llamados coloquialmente cereales, aunque no sean gramíneas; estos pseudocereales incluyen el trigo sarraceno , la quinua y el amaranto . [24]

Cultivo

Todos los cultivos de cereales se cultivan de manera similar. La mayoría son anuales , por lo que después de la siembra se cosechan solo una vez. [25] Una excepción es el arroz, que aunque generalmente se trata como anual puede sobrevivir como perenne , produciendo un cultivo de retoño . [26] 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. [25] [27] [28] Los cereales de estación fría, especialmente el centeno, seguido de la cebada, son resistentes; crecen mejor en un clima bastante fresco y dejan de crecer, según la variedad, cuando la temperatura supera los 30 °C u 85 °F. Los cereales de estación cálida, por el contrario, requieren un clima cálido y no toleran las heladas. [25] 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. [25]

Plantación

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 solo 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 de un campo. La mayoría de los cereales necesitan agua con regularidad en la primera parte de su ciclo de vida. El arroz se cultiva comúnmente en campos inundados, [29] aunque algunas variedades se cultivan en tierra firme. [30] Otros cereales de clima cálido, como el sorgo, están adaptados a condiciones áridas. [31]

Los cereales de estación fría se cultivan principalmente en zonas templadas. Estos cereales suelen tener variedades de invierno para la siembra de otoño, latencia invernal y cosecha a principios de verano, y variedades de primavera plantadas en primavera y cosechadas a fines de verano. Las variedades de invierno tienen la ventaja de utilizar agua cuando es abundante y permitir una segunda cosecha después de la cosecha temprana. Florecen solo en primavera ya que requieren vernalización , exposición al frío durante un período específico, fijado genéticamente. Los cultivos de primavera crecen cuando hace más calor pero llueve menos, por lo que pueden necesitar riego. [25]

Crecimiento

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

Las variedades de cereales se crían para lograr consistencia y resiliencia a las condiciones ambientales locales. Las mayores limitaciones en el rendimiento son las enfermedades de las plantas , especialmente las royas (principalmente las Puccinia spp.) y los mildiú polvorosos . [32] La fusariosis de la espiga, causada por Fusarium graminearum , es una limitación significativa en una amplia variedad de cereales. [33] Otras presiones incluyen plagas de insectos y vida silvestre como roedores y ciervos. [34] [35] En la agricultura convencional, algunos agricultores aplicarán fungicidas o pesticidas.

Cosecha

Los cereales anuales mueren cuando han dado semillas y se secan. La cosecha comienza una vez que las plantas y las semillas están lo suficientemente secas. La cosecha en los sistemas agrícolas mecanizados se realiza mediante una cosechadora , una máquina que recorre el campo en una sola pasada en la que corta los tallos y luego trilla y avienta el grano. [25] [36] En los sistemas agrícolas tradicionales, principalmente en el Sur Global , la cosecha puede ser manual, utilizando herramientas como guadañas y cunas para granos . [25] Las partes sobrantes de la planta se pueden dejar descomponer o recolectar como paja ; esto se puede usar para lecho de animales, mantillo y un medio de cultivo para hongos. [37] Se utiliza en artesanías como la construcción con adobe o fardos de paja . [38]

Preprocesamiento y almacenamiento

Si los cereales no están completamente secos al momento de la cosecha, como cuando el clima es lluvioso, el grano almacenado se echará a perder por hongos como Aspergillus y Penicillium . [25] [39] Esto se puede prevenir secándolo artificialmente. Luego se puede almacenar en un elevador de granos o silo , para venderlo más tarde. Los almacenes de granos deben construirse para proteger el grano de daños causados ​​por plagas como pájaros que se alimentan de semillas y roedores . [25]

Tratamiento

Una mujer indígena mexicana prepara tortillas de maíz , 2013

Cuando el cereal está listo para ser distribuido, se vende a una planta de fabricación que primero retira las capas externas del grano para su posterior molienda para obtener harina u otros pasos de procesamiento, para producir alimentos como harina, avena o cebada perlada . [40] En los países en desarrollo, el procesamiento puede ser tradicional, en talleres artesanales, como ocurre con la producción de tortillas en América Central. [41]

La mayoría de los cereales se pueden procesar de diversas maneras. El procesamiento del arroz , por ejemplo, puede crear arroz integral o pulido, o harina de arroz. La eliminación del germen aumenta la longevidad del grano en el almacenamiento. [42] 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 del secado. [43] [44] Estos azúcares se pueden extraer para usos industriales y procesamiento posterior, como para hacer alcohol industrial , [45] cerveza , [46] whisky , [47] o vino de arroz , [48] o vender directamente como azúcar . [49] En el siglo XX, se desarrollaron procesos industriales en torno a la alteración química del grano, para usarlo en otros procesos. En particular, el maíz se puede alterar para producir aditivos alimentarios, como almidón de maíz [50] y jarabe de maíz con alto contenido de fructosa . [51]

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 erosión del suelo y un aumento de la escorrentía. [52] El riego consume grandes cantidades de agua; su extracción de lagos, ríos o acuíferos puede tener múltiples efectos ambientales , como la reducción del nivel freático y la salinización de los acuíferos. [53] La producción de fertilizantes contribuye al calentamiento global , [54] y su uso puede provocar contaminación y eutrofización de las vías fluviales. [55] La agricultura agrícola utiliza grandes cantidades de combustibles fósiles , lo que libera gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global. [56] El uso de pesticidas puede causar daños a la vida silvestre, como a las abejas . [57]

Mitigaciones

Excelente estructura del suelo en un terreno de Dakota del Sur con agricultura sin labranza que utiliza una rotación de cultivos de maíz, soja y trigo acompañados de cultivos de cobertura . Se ha cosechado 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 modificando las prácticas de producción. La labranza puede reducirse mediante la agricultura sin labranza , por ejemplo, mediante la siembra directa de semillas de cereales, o desarrollando y plantando variedades de cultivos perennes de modo que no sea necesario la labranza anual. El arroz puede cultivarse como cultivo de retoño ; [26] y otros investigadores están explorando cereales perennes de estación fría, como el kernza , que se está desarrollando en los EE. UU. [58]

El uso de fertilizantes y pesticidas se puede reducir en algunos policultivos , que permiten cultivar varios cultivos en un solo campo al mismo tiempo. [59] El uso de fertilizantes nitrogenados basados ​​en combustibles fósiles se puede reducir intercalando cereales con legumbres que fijan el nitrógeno . [60] 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. [61]

Usos

Consumo directo

Algunos cereales, como el arroz, requieren poca preparación antes del consumo humano. Por ejemplo, para preparar arroz cocido simple , se lava y se hierve arroz molido crudo. [62] Alimentos como las gachas [63] y el muesli pueden estar hechos principalmente de 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. [64]

Alimentos a base de harina

Diversos cereales y sus derivados

Los cereales se pueden moler para hacer harina. La harina de trigo es el ingrediente principal del pan y la pasta . [65] [66] [67] La ​​harina de maíz ha sido importante en Mesoamérica desde la antigüedad, con alimentos como las tortillas mexicanas y los tamales . [68] La harina de centeno es un componente del pan en Europa central y septentrional, [69] mientras que la harina de arroz es común en Asia. [70]

Un grano de cereal está compuesto de endospermo almidonado , germen y salvado . La harina integral contiene todos estos elementos; la harina blanca no contiene parte o la totalidad del germen o el salvado. [71] [72]

Alcohol

Debido a que los cereales tienen un alto contenido de almidón, a menudo se utilizan para elaborar alcohol industrial [45] y bebidas alcohólicas por fermentación . Por ejemplo, la cerveza se produce mediante la fermentación del almidón , principalmente de granos de cereales, más comúnmente cebada malteada . [46] Los vinos de arroz , como el sake japonés, se elaboran en Asia; [73] hace unos 9000 años se elaboraba en China un vino de arroz fermentado y miel. [48]

Alimento para animales

Pollos comiendo pienso rico en cereales [74]

Los cereales y sus subproductos, como el heno, se utilizan habitualmente como alimento para los animales de granja . Entre los cereales más comunes que se utilizan como alimento para animales se encuentran el maíz, la cebada, el trigo y la avena. Los granos húmedos pueden tratarse químicamente o ensilarse ; aplanarse o prensarse mecánicamente y almacenarse en un lugar hermético hasta su uso; o almacenarse secos con un contenido de humedad inferior al 14 %. [75] En el ámbito comercial, los granos suelen combinarse con otros materiales y formarse en forma de pellets de pienso. [76]

Nutrición

Granos integrales y procesados

Los granos integrales utilizados en este pan tienen más de la semilla original, lo que los hace más nutritivos pero más propensos a estropearse durante el almacenamiento. [77]

Como cereales integrales , los cereales aportan carbohidratos , grasas poliinsaturadas , proteínas , vitaminas y minerales . Cuando se procesan eliminando el salvado y el germen, lo único que queda es el endospermo almidonado. [71] 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 granos refinados y procesados. [78]

Equilibrio de aminoácidos

Algunos cereales son deficientes en el aminoácido esencial lisina , lo que obliga a las culturas vegetarianas a combinar su dieta de granos de cereales con legumbres para obtener una dieta equilibrada. Sin embargo, muchas legumbres son deficientes en el aminoácido esencial metionina , que contienen los granos. Por lo tanto, una combinación de legumbres con granos forma una dieta bien equilibrada para vegetarianos. Tales combinaciones incluyen dal (lentejas) con arroz por parte de los indios del sur y los bengalíes , frijoles con tortillas de maíz , tofu con arroz y mantequilla de maní con pan de trigo integral (como sándwiches) en varias otras culturas, incluidas las americanas. [79] Para alimentar a los animales , la cantidad de proteína cruda medida en granos se expresa como concentración de proteína cruda de grano. [80]

Comparación de los principales cereales

Productos de producción y comercio

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 productos básicos más importantes del mundo en términos de tonelaje, ya sea medidos por la producción [82] o por el comercio internacional. Varios productores importantes de cereales dominan el mercado. [83] 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 descomunales en los países con un desequilibrio en el comercio de alimentos y, por lo tanto, en la seguridad alimentaria . [84] La especulación , así como otros factores de producción y suministro que se combinaron y que condujeron a las crisis financieras de 2007-2008 , crearon una rápida inflación de los precios de los granos durante la crisis mundial de precios de los alimentos de 2007-2008 . [85] 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 los suministros de trigo de Ucrania y Rusia, lo que provocó una crisis mundial de precios de los alimentos en 2022 que afectó a los países que dependen en gran medida de la harina de trigo. [86] [87] [88] [89]

Producción

Trilla de teff , Etiopía, 2007

Los cereales son los cultivos más grandes del mundo por la cantidad de grano producido. [82] 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, [90] mientras que la producción de avena y centeno ha caído drásticamente desde sus niveles de la década de 1960. [91]

Otros cereales que no están incluidos en las estadísticas de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación son el arroz salvaje , que se cultiva en pequeñas cantidades en América del Norte, y el teff , un cereal antiguo que es un alimento básico en Etiopía . [92] El teff se cultiva en el África subsahariana como hierba, principalmente para alimentar a los caballos. Tiene un alto contenido en fibra y proteínas. Su harina se utiliza a menudo para hacer injera . Se puede comer como un cereal de desayuno caliente como la farina con sabor a chocolate o a nueces. [92]

En el cuadro se muestra la producción anual de cereales en 1961, 1980, 2000, 2010 y 2019/2020. [a] [93] [91]

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 involucrados. América y Europa son los mayores exportadores, y Asia es el mayor importador. [83] El mayor exportador de maíz es Estados Unidos, mientras que India es el mayor exportador de arroz. China es el mayor importador de maíz y arroz. Muchos otros países comercializan cereales, tanto como exportadores como importadores. [83] Los cereales se comercializan como futuros en los mercados mundiales de productos básicos , lo que ayuda a mitigar los riesgos de cambios en el precio, por ejemplo, si fallan las cosechas. [95]

Véase también

Notas

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

Referencias

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Fuentes