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ALMIDON DE MAIZ

I. Descripción

Maíz, palabra de origen indio caribeño, significa literalmente «lo que sustenta la vida». Botánicamente, el maíz (Zea mays) pertenece a la familia de las gramíneas y es una planta anual alta dotada de un amplio sistema radicular fibroso El maíz o Zea mays de acuerdo a su nombre científico es una planta gramínea, lo cual significa que tiene un tallo cilíndrico y hojas largas y gruesas. El maíz también puede ser conocido como choclo (que sería específicamente el fruto de la planta) u olote dependiendo de la región de América Latina.

El maíz es uno de los cereales más abundantes y populares en el mundo. De color amarillo pero también disponible en diferentes tonos de rojos, marrones y naranjas, el maíz es actualmente la base de muchas gastronomías, especialmente las de América Latina de donde la planta es originaria.

II. Generalidades Características: planta anual, muy exuberante, con tallo sencillo o poco

ramificado. Este tallo es liso, erecto, medular, de 150-250 cm de altura y un grosor en la base de hasta 5 cm. Posee numerosos nódulos en una sucesión densa; en los más cercanos al suelo se desarrollan numerosas raíces que sirven para la percepción de las sustancias nutrientes y la captación de agua; además, sirven para reforzar la firmeza 99de la planta. A lo largo del tallo, se encuentran hasta 40 hojas acentuadas, de 4-10 cm de anchura, más de 100 cm de longitud y un color verde oscuro. Los lemas son relativamente cortas (hasta 5 mm) y longitudinalmente escindidas o ciliadas. Las vainas son lisas. Las hojas son plantas con pilosidades diseminadas en la parte superior y forma ondulada en el borde; además, son ligeramente ásperas. Las panículas son terminales, muy grandes, de hasta 50 cm de longitud. Las ramas paniculares tienen espículas dispuestas en forma pareada con dos flores masculinas y dos lemas herbáceas, puntiagudas, pubescentes, poli nervadas, de color violeta claro. Flores femeninas en inflorescencias en número de 1 a 3, que aparecen como brotes cortos, laterales, en las axilas de las hojas y en el tallo inferior o medio; se trata de mazorcas de tallo corto, encerradas en hojas involúcrales anchas, verdosas (que en alemán reciben el nombre de “Lieschen”, “Elisitas”); llevan espículas pareadas, en 8-16 líneas longitudinales que constan, cada una de ellas, de dos flores, de las cuales solo de ha desarrollado una plenamente. Los ovarios son muy pequeños y miden a lo sumo 3 mm de longitud; sin embargo, en el periodo de floración, ostentan pistilos, de casi 20-40 cm, dotados con un estigma terminal. Estos pistilos, que después se desecan, sobresalen como un manojo marrón en la punta de la mazorca, entre las hojas. Por su parte, las lemas y las glumas anteriores de las flores femeninas no se desarrollan más. Los frutos pueden, por ende, quedar pre arqueados, sin glumas. Los granos de maíz son,

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durante los periodos de maduración, blanquecinos, dorados, rojos o de color violeta oscuro.

Hábitat: prefiere suelos limosos. Distribución: crece en todo el mundo como planta de cultivo. Época de floración: desde Julio hasta Septiembre.

La forma silvestre del maíz, no ha sido aún localizada. Puede decirse con cierta exactitud, que las variedades del maíz que hoy en día se cultivan en toda la tierra tienen su origen en la región situada entre América central y meridional. Desde el punto de vista botánico, el maíz se diferencia de las demás plantas por sus flores de sexos separados y por la posición específica de las inflorescencias femeninas. Esto es muy comprensible, teniendo en cuenta que los granos de polen del maíz son inhabitualmente grandes y por ello no pueden ser transportados por el viento. Para la polinización basta con que, en un campo de maíz, estos granos avancen, girando simplemente sobre su eje, desde las inflorescencias masculinas que sobresalen en lo alto. La autopolinización está excluida, ya que las flores masculinas florecen siempre antes que las femeninas de la misma planta. El maíz es un cultivo muy productivo, que pertenece, como el mijo y la caña de azúcar, a las llamadas plantas tropicales de elevado rendimiento, ya que, a causa de un mecanismo fisiológico especial, pueden transformar más dióxido de carbono en hidratos de carbono que las demás plantas.

El maíz Híbrido: el aumento de la producción de maíz se hizo posible principalmente gracias a la introducción de semillas híbridas que para obtenerlas se utilizaban como progenitores diversas líneas obtenidas por endogamia (asimismo de origen híbrido). Cuando tales líneas se cruzan, la semilla resultante produce plantas híbridas muy vigorosas. Las variedades que se quieren cruzar deben sembrarse en hileras alternas, retirando las inflorescencias masculinas de una de ellas a mano, de manera que todas las semillas que se produzcan a partir de dichas plantas serán híbridas. Mediante una selección cuidadosa de las mejores líneas cruzadas, se pueden producir los híbridos de maíz más vigorosos y apropiados para el cultivo en una zona determinada. Debido a la uniformidad de las características de las plantas híbridas, éstas son fáciles de cosechar y dan lugar a producciones más altas que los individuos no híbridos. Menos del 1% del maíz que se cultivaba en Estados Unidos en 1935 era híbrido, mientras que hoy en día lo es virtualmente en su totalidad. Actualmente se necesita mucho menos trabajo para conseguir mayores producciones por hectárea de lo que se requería antes.

ESTRUCTURAL

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A excepción del tunicado, el maíz puede dividirse en varios tipos (razas o grupos), en función de calidad, cantidad y patrón de composición del endospermo. Estos son: el maíz dentado, cristalino, amilaceo (harinoso), dulce y palomero.

1. Maíz dentado (Zea mays indentata)

Tiene una cantidad variable de endospermo corneo (duro) y harinoso (suave). La parte cornea está a los lados y detrás del grano, mientras que la porción harinosa se localiza en la zona central y en la corona del grano. Se caracteriza por una depresión o “diente” en la corona del grano, que se origina por la contracción del endospermo harinoso a medida que el grano va secándose. Se usa principalmente como alimento animal, materia prima industrial y para la alimentación humana. Se estima que el 95% de la producción de Estados Unidos es con variedades de este tipo.

2. Maíz cristalino (Zea mays indurata)

Contiene una gruesa capa de endospermo cristalino, que cubre un pequeño centro harinoso. Generalmente el grano es liso y redondo. En Estados Unidos se produce poco. Se siembra ampliamente en Argentina, en otras áreas de Latinoamérica y al sur de Europa, donde se usa como alimento animal y humano. Según el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, este tipo de maíz es de cualquier clase (blanco, amarillo o mezclado), y consiste en un 95 % o más de maíz cristalino.

3. Maíz harinoso (Zea mays amilaceo)

Se caracteriza por un endospermo harinoso, sin endospermo cristalino. Es de producción limitada en Estados Unidos. Es muy común en la región andina del sur de América. En Méjico este tipo de maíz se usa para hacer pozole.

4. Maíz dulce (Zea mays saccharata)

En este tipo de maíz, la conversión del azúcar en almidón es retardada durante el desarrollo del endospermo. En Estados Unidos se consume en estado lechoso-masoso, como vegetal enlatado o consumo fresco.

5. Maíz palomero (Zea mays everta)

Es una de las razas más primitivas y es una forma extrema de maíz cristalino. Se caracteriza por un endospermo cristalino muy duro, que solamente tiene una pequeña porción de endospermo harinoso. Sus granos son redondos (como perlas), o puntiagudos

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(como el arroz). Aproximadamente el 0.1% de la superficie maicera total de Estados Unidos, se siembra con este cultivar, que se emplea principalmente para consumo humano en la forma de rosetas (palomitas), dada su característica de expansión al someterse al calor.

La capacidad de reventar parece estar condicionada por la proporción relativa de endospermo córneo, en el que los gránulos de almidón están incrustados en un material coloidal tenaz y elástico que resiste la presión de vapor generada dentro del grano al calentarse, hasta que alcanza una fuerza explosiva, que lo hace aumentar su volumen original unas 30 veces.

6. Maíz tunicado (Zea mays tunicata)

Se caracteriza porque cada grano está encerrado en una vaina o túnica. La mazorca está cubierta con “espatas” como los otros tipos de maíz. Se usa como ornamento o como fuente de germoplasma en los programas de Fito mejoramiento.

El maíz puede ser alterado por medios genéticos para producir modificaciones en el almidón, proteína, aceite y otras propiedades, como se menciona a continuación.

7. Maíz céreo (waxi) (Zea mays cerea)

Fue introducido en Estados Unidos en 1908. La principal fuente de almidón con base en amilo pectina antes de la Segunda Guerra Mundial fue la tapioca, importada de Asia Central; la ocupación de esa área por los japoneses cortó su suministro y se creó un programa de emergencia para producir el maíz ceroso a nivel comercial. Después de la guerra el maíz ceroso continuó como una importante fuente de almidón con base en amilo pectina.

La diferencia con el almidón del maíz común, está en que el almidón del maíz céreo está compuesto de 100% amilo pectina y se tiñe de color café rojizo con una solución al 2% de yoduro potásico, mientras que el almidón del maíz común contiene 73% de amilo pectina y 27% de amilosa, además se tiñe de color azul en presencia de la solución anteriormente mencionada. Este maíz se usa como materia prima para la producción de almidón céreo, en la molienda húmeda del maíz en Estados Unidos, Canadá, Europa y México.

Los tipos de almidón céreo (nativo y modificado) son comercializados a nivel mundial debido a su estabilidad y a otras propiedades de sus soluciones. Son usados por la industria alimenticia como estabilizadores en pudines, salsas, pasteles, aderezos de ensaladas; en la industria papelera, en la elaboración del papel engomado como adhesivo.

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De acuerdo con el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, el maíz ceroso es el maíz de cualquier clase, que consiste en un 95% o más de maíz ceroso identificado por un análisis de laboratorio con base en una solución de yodo.

8. Maíz de alta amilosa, amylomaíz o ambos

Es el nombre genérico usado para designar al maíz que tiene un contenido alto de amilosa (50%). Este grano se produce exclusivamente para la industria húmeda del maíz. Hay dos tipos desarrollados comercialmente: el que tiene un contenido de amilosa entre 50 y 60 % y otro que contiene entre 70 y 80%.

El almidón de maíz de alto contenido de amilosa es usado en la industria textil y como adhesivo en la manufactura de cartón corrugado.

9. Maíz de alta lisina

Este es el nombre genérico para el maíz que tiene un mejor balance de aminoácidos y por consiguiente, una mayor calidad de proteína para alimento humano o animal, en comparación con el tipo dentado ordinario, que es deficiente en lisina.

En 1964 se descubrió que el nivel de lisina es controlada genéticamente por un gen recesivo (opaco-2), que reduce el contenido de zeína en el endospermo e incrementa el porcentaje de lisina. La investigación agronómica con este maíz, indica que es ligeramente bajo en productividad y alto en humedad comparado con el maíz normal. Además el grano es suave y más sensible al daño. La investigación actual con híbridos más sofisticados indica que estas características (rendimiento y grano suave) pueden mejorarse.

10. Maíz de alto contenido de aceite

En el verano de 1896, C. G. Hopkins, de la Universidad de Illinois, comenzó un programa de fitomejoramiento en maíz en relación con su contenido de aceite. El porcentaje de aceite del material que ha estado bajo selección continua, se ha incrementado desde 4 ó 5% (normal en maíz dentado) hasta 17.5%. Aunque las variedades con altos contenidos de aceite tienen un bajo rendimiento, las investigaciones recientes con la incorporación de nuevos genes, indican que las variedades que contienen entre 7 y 8% de aceite, pueden ser productivas en cuanto a rendimiento.

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Valor nutricional

Si bien el maíz es un alimento muy rico en nutrientes (al punto que era considerado el alimento vegetal principal entre los quechuas y tiene señalada participación en la mitología mesoamericana). La composición química del grano de maíz se ve afectada por el genotipo, medioambiente y condiciones de siembra. En promedio, el contenido de proteína es de 10 % y más de 60 % son prolaminas y se conocen como zeínas.

Presentan muy bajo contenido de aminoácidos esenciales, como lisina, triptofano e isoleucina, lo que provoca que el valor biológico de la proteína sea bajo y de pobre calidad nutricional. Esto motivó a los fitomejoradores a obtener nuevos materiales con mejor mensaje nutricional.

En el 2007 científicos del Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional de México han descubierto que el maíz azul, variedad llamada así por el color de sus granos, tiene menos almidón y menos índice glucémico (IG) que las variedades de consumo más frecuente en tal fecha. El menor índice de almidón puede hacer al maíz azul poco adecuado para la preparación de platos como el locro e incluso la polenta, pero parece resultar excelente para la elaboración de tortillas, de copos y de palomitas de maíz, ya que aporta menos calorías, lo que le hace ideal para la alimentación y, sobre todo, para prevenir padecimientos tales como la diabetes. Por otra parte, el color del maíz azul se debe a la presencia de antocianinas (compuestos considerados antioxidantes que también se encuentran en las frutas azules y moradas o en el vino tinto).

Existe un número considerable de datos sobre la composición química del maíz y múltiples estudios han sido llevados a cabo para tratar de comprender y evaluar las repercusiones de la estructura genética del número relativamente elevado de variedades de maíz existentes en su composición química, así como la influencia de los factores ambientales y las prácticas agronómicas en los elementos constitutivos químicos y en el valor nutritivo del grano y sus partes anatómicas. La composición química tras la elaboración para el consumo es un aspecto importante del valor nutritivo (véase el Capitulo 5), y en ella influyen la estructura física del grano, factores genéticos y ambientales, la elaboración y otros eslabones de la cadena alimenticia. En este capitulo se describirán las características químicas del maíz, tanto del tipo común como del que posee proteínas de elevada calidad, con el fin de comprender el valor nutritivo de los diversos productos del cereal que se consumen en todo el mundo.

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Composición química proximal de las partes principales de los granos de maíz (%)

Componente químico Pericarpio Endospermo Germen

Proteínas 3,7 8;0 18,4

Extracto etéreo 1,0 0,8 33,2

Fibra cruda 86,7 2,7 8,8

Cenizas 0,8 0,3 10,5

Almidón 7,3 87,6 8,3

Azúcar 0,34 0,62 10,8

Fuente: Watson, 1987

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Usos del maíz

USO DEL MAÍZ COMO ALIMENTO HUMANO

El maíz como alimento humano es usado en una gran variedad de formas. Como es lógico, la mayor variación se encuentra en México, América Latina y África Sub-Sahariana, donde es un alimento básico. Las formas de preparación del maíz como alimento son sin duda mas limitadas en el norte de África, Cercano Oriente y Asia. Miracle (1966) clasificó las distintas formas de preparación en base al estado de desarrollo del grano en el momento de ser consumido y si es usado como alimento, bebida u otros usos, por ejemplo como substituto del tabaco. Fussell (1992) presentó una descripción histórica de los alimentos preparados con el maíz, desde el "piki" a los copos de maíz en las Américas. Serna Saldívar y Gómez y Rooney (1994) describieron varios procesos para el uso del maíz como alimento, los platos que se preparan con el mismo en distintas partes del mundo y también varios usos alimenticios industriales. Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) también describieron brevemente varias de las formas en las que es consumido el maíz en el mundo, tal como se resume a continuación.

USO DEL MAÍZ COMO ALIMENTO PARA GANADO Y AVES

Cerca del 40% del maíz producido en los países tropicales es usado para la alimentación animal; el maíz proporciona la mas alta tasa de conversión a carne, leche y huevos comparado con otros granos que se usan con el mismo propósito. Su alto contenido de almidón y bajo contenido de fibra hacen que sea una alta fuente de concentración de energía para la producción de ganado. Las estadísticas detalladas para este elemento no están, sin embargo, disponibles, si bien se considera que en los países tropicales la mayor parte se destina a la producción avícola. El maíz amarillo es preferido para la alimentación del ganado y se le da como grano entero, roto o molido gruesamente, seco o cocido al vapor, y es generalmente suplementado con otras fuentes de vitaminas o proteínas. El uso de fórmulas alimenticias no está aún muy difundido en los países tropicales pero están surgiendo establecimientos avícolas comer-ciales que sin duda demandarán un mayor uso de raciones conteniendo maíz.

El uso de maíz con proteínas de calidad como alimento animal muestra un buen potencial para la producción de cerdos, pero aún no ha sido explotado cabalmente; en la sección anterior ya se comentó sobre el uso de los maíces CCM. La importancia de los maíces con proteínas de calidad en la compos-ición de las raciones para cerdos ha sido ampliamente demostrada, y su uso está bastante difundido en Brasil y China. Es posible que el uso de maíces con proteínas de calidad como un ingrediente de las raciones para cerdos pueda contribuir a reducir los costos, dependiendo de la relación de precios entre estos maíces y los maíces comunes (López Pereira, 1992). Una de las posibles razones del uso hasta ahora limitado de estos maíces en las raciones para cerdos puede ser su escasa disponibilidad en el mercado ya que su cultivo no se ha desarrollado aún en escala comercial.

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III. Cosecha Manual 

Antes de empezar ésta, se deja el maíz en el campo adherido a las plantas por un tiempo variable, que depende de diversos factores, para que el grano se seque gradualmente. Entre las prácticas más usadas se podrían mencionar las siguientes: 

a) Dejar las plantas enteras en pie tal como se desarrollaron.b) Cortar la parte superior de las plantas (espiga o flor masculina), para permitir una mejor exposición de las mazorcas al sol. c) Doblado o quebrado: Consiste en doblar la parte superior de la planta o solamente la mazorca, para que la punta quede hacia abajo, esto es, para evitar que el agua de lluvia penetre al interior de la mazorca y disminuir el daño de los pájaros. 

Si después de la madurez fisiológicas las condiciones son desfavorables, como: lluvias frecuentes, incidencia de insectos, roedores y otras plagas, y si además se están cultivando variedades susceptibles a estos factores, las pérdidas pueden ser considerables. 

La cosecha o separación de las mazorcas de la planta se efectúa de 2 maneras, con y sin hojas. Cuando se quitan las hojas, la deshojadura puede realizarse con un instrumento llamado “gancho” que el operario se coloca en la mano derecha y que le facilita grandemente la operación. 

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En el caso que la separación de las mazorcas se produzca sin quitarle las hojas, su posterior deshojadura se puede hacer con otro instrumento manual llamado “clavija”. Una vez cortadas las mazorcas dependiendo del contenido de humedad, se acostumbra 

a) Continuar el proceso de secado que se inició en el campo después de la madurez fisiológica; b) Almacenarlas con o sin las hojas que las cubrenc) Desgranarlas

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IV. PARTE EXPERIMENTAL

MATERIA PRIMA- Granos de maíz

REACTIVO- Alcohol etílico

MATERIALES- Moledor

- Microscopio

- Beacker

- Cubre y porta objetos

- Espátula

- Vaso precipitado de 250ml

- Mechero rejilla con asbesto trípode

- Termómetro

- Bagueta

- Pizeta

- Tamiz

- Bandeja

PROCEDIMIENTO

EXTRACCION DEL ALMIDON:En la ilustración Nº 1 se presenta el diagrama de flujo de las operaciones para la extracción del almidón

ESTRUCTURA MICROSCOPICA DE LOS GRANULOS DE ALMIDON

- En un beacker de 50ml se preparo una suspensión de almidón al 5% .

- Colocar en la lamina portaobjetos unas gotas de la suspensión y cubrir con la lamina cubreobjetos (evitar la inclusión de burbujas de aire).

- Observar en el microscopio e identificar el tipo de granulo de almidón utilizado.

GELATINIZACIÓN DEL ALMIDÓN - Calentar la suspensión al 5% de almidón preparada en la prueba anterior

hasta alcanzar los 60°C, extraiga una gota y colóquela en una lamina portaobjeto, deje enfriar y observe en el microscopio

- Continúe calentando la suspensión de almidón y cuando haya alcanzado la temperatura de 65ºC y proceda como el caso anterior

- Repetir la prueba a temperaturas 70ºC 75ºC 80ºC 85ºC y 90ºC para luego observar en el microscopio.

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Ilustración 1 Diagrama de flujo

- Se obtuvo la materia prima MAIZ, luego se procedió a moler dando como residuo la cascara.

- Se procedió a tamizar lo que se molió y que no se agregó agua para filtrar ya que el maíz es un cereal y no se necesita agua para su extracción del almidón.

- Se realizó otra tamizada para que no se encuentre residuos indeseados

- Se echó unos gotas de alcohol etílico para purificarlo.

- Se logró extraer el almidón de maíz.

Almidón de maíz

Se preparó una solución de 50 ml de almidón de yuca al 5% peso, peso en un beaker

Se llevó la solución al mechero para observar su reacción y alteración del almidón, moviéndolo constantemente con el calor midiendo la temperatura.

Se preparó 10 porta objetos y se tomó muestras por cada 5º de variación de temperatura partiendo desde los 60ºC, esto fue lo observado en el microscopio aun aumento de 100 veces.

Selección

Molido

Tamizado

Cernido

Extracto del almidó

n

Residuo

(impuresas)

Purificación

(gotas de

alcohol

etílico)

Se observó los gránulos de almidón de maíz de forma natural, y se pude apreciar que se encuentran de manera aglomerada y son de forma globular.

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T=60°C

T=65°C

T=70°C

Se observó los gránulos de almidón de maíz y se nota el hinchamiento de los gránulos.

Se observó los gránulos de almidón de maíz y que se empiezan a partir de forma lenta.

Se observó los gránulos de almidón de maíz y se pudo notar alguna diferencia, y es que se terminó de romper los gránulos ya hinchados.

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T=75°C

T=80°C

T=85°C

Se observó los gránulos de almidón de maíz apreciándose los gránulos ya reventados y ligeramente separados.

Se observó los gránulos de almidón de maíz de forma natural un poco más separados y grandes debido a su rompimiento.

Se observó los gránulos de almidón de maíz de forma natural, y se puede ver una ligera diferencia la anterior y es que ya no es evidente los gránulos reventados.

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V. BIBLIOGRAFIA- http://www.botanical-online.com/maiz.htm

- http://www.minag.gob.pe/portal/sector-agrario/agricola/cultivos-de- importancia-nacional/ma%C3%ADz/agroindustria-maicera

- GONZALEZ ALQUINZONES, Ubaldo. “El Maíz y su conservación”. 1995.

T=90°C

Se observó los gránulos de almidón de maíz de forma natural y en esta última se puede notar que el almidón está completamente reventado y no es muy notoria su presencia.