Fijación de nitrógenoL fij ió d it ó t l i l d d l

IV. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA AGRICULTURA Y LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

IV.1. Nutrientes de suelo y los fertilizantes

La fijación de nitrógeno es un proceso natural y esencial donde losmicroorganismos convierten el nitrógeno, que es poco reactivo, encompuestos de nitrógeno inorgánico, que a su vez entra de primerainstancia a la cadena alimentaria como compuestos de nitrógenoorgánico tales como las proteínas en plantas. La mayoría de los suelosdisponibles para cultivos son deficientes en nitratos. Por esta razón,muchos procesos comerciales se han desarrollado para producirproductos químicos nitrogenados o fertilizantes; como el muy bienconocido proceso de Haber-Bosch. La obtención de un suelo

El ciclo del nitrógeno

químicamente balanceado surgió en el 1956 con el desarrollo delmétodo Kjeldahl, que analiza automáticamente la cantidad de nitrógenoexistente en compuestos orgánicos.

El proceso de Haber-BoshA finales del siglo diecinueve, la escasez de alimentos y el aumento en lapoblación levantó preocupaciones serias en el mundo. El contenido denitrógeno en el suelo agrícola había sido utilizado a su capacidad máxima y elapoyo industrial para la producción de fertilizantes permanecía sin resolver

Nódulos en raíces

apoyo industrial para la producción de fertilizantes permanecía sin resolver.Algunos científicos hicieron predicciones de una hambruna mundial si estocontinuaba. Surgió entonces una necesidad urgente para la producción decompuestos nitrogenados a partir del aire. La respuesta vino en el 1908 enAlemania, cuando Fritz Haber descubrió los principios de la síntesis deamoniaco, utilizando todos los recursos físicos y químicos disponibles a sualcance. La síntesis requiere un catalizador de hierro a altas presiones ytemperaturas. El químico Carl Bosch, de la industria BASF (Badische Anilin- &Soda-Fabrik) comercializó el proceso estableciendo la primera y mas modernaproducción industrial en el 1913 Este proceso industrial promovió un aumento

Fritz Haberproducción industrial en el 1913. Este proceso industrial promovió un aumentoen la producción agrícola y el crecimiento poblacional durante el siglo 20.

Avances en los fertilizantes químicosA principios del 1913, se produjeron fertilizantes sintéticoscomercialmente, los cuales mejoraron dramáticamente la producción y elrendimiento agrícola. Desde entonces, se ha hecho innovaciones en laproducción básica de fertilizantes químicos, incluyendo el mercadeo delos fertilizantes granulados en el 1930 y la introducción de fertilizantes desuspensión en el 1965 para el mercado americano Para los años 70 elsuspensión en el 1965 para el mercado americano. Para los años 70, elfertilizante granulado fue refinado para que fuese adecuado para usocasero.

La innovación mas reciente de fertilizantes comerciales incluye laencapsulación por tiempo de fertilizantes, lo que evita la sobrefertilización indeseable para el ambiente.

Revolución verde y plantas híbridasDesde el 1870 se han creado de forma selecti a plantas hibridas q eDesde el 1870, se han creado de forma selectiva plantas hibridas quepromueven el aumento en la producción y la calidad de los alimentos. LaQuímica Orgánica identifica las cualidades deseables de una planta ydesarrolla híbridos que promueven una mayor absorción del nitrógenode los fertilizantes químicos.

Estos avances dieron lugar a la ‘Revolución Verde’, que comenzócuando Méjico se convirtió en autosuficiente en la producción de trigo enel 1943. Para el 1964, la mayor parte de la población de Asia estabasiendo alimentada con plantas hibridas y usaban nutrientes químicos

l l E l t lid d l i lt i tápara el suelo. En la actualidad, es que los agricultores americanos estánutilizando estas nuevas plantas hibridas, tales como los maizales ypapas que segregan pesticidas en sus hojas y tallos.

El método de Bordeaux y los fungicidas

IV. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA AGRICULTURA Y LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

IV.2. Protección agrícola y manejo de plagas

En el 1882, el botánico francés, Pierre M. A. Millardet empleóuna solución acuosa de sulfato cúprico y cal hidratada, conocidacomo la mezcla de Burdeos o caldo bordelés (Bordeauxmixture), para combatir efectivamente el hongo encontrado enlos viñedos de Francia. En la actualidad se usa esta mezclapara controlar el crecimiento de hongo que atacan la cosecha.Éste se convirtió en el primer fungicida usado en gran escalaque revolucionó la protección química de las cosecha. Lasinnovaciones químicas en la agricultura continuaron con laintroducción de los fungicidas de ditiocarbamato en el 1934 y losfungidas de strobilurina para el 1996.

DDT y los pesticidasLos pesticidas protegen las plantaciones de daños causadospor los hongos, insectos además de la competencia de plantasindeseables en el terreno. En el 1939, Paul Mueller desarrolló elinsecticida de bajo costo DDT (dicloro-difenil-triclorethano) paracontrolar los escarabajos y otros insectos en las papascontrolar los escarabajos y otros insectos en las papas(patatas). El DDT y otros pesticidas similares controlaron lasplagas y las enfermedades contra las plantas poraproximadamente veinte años. Cerca de los años 60, lapreocupación del público sobre los daños al ambiente y laacumulación de DDT en los seres humanos, combinado con elaumento en la resistencia de los insectos al DDT condujo a laevolución de nuevos pesticidas y al descenso del DDT. Lospesticidas usados en la actualidad proveen mayor economía

l i lt id d l t b j d

Cascarón de huevo debilitado

por el DDT

DDT para el combate de la malaria

para los agricultores, seguridad a los trabajadores y sonmejores al ambiente.

Protección de ganadoEl tratamiento de las enfermedades de los animales, con vacunaso medicamentos ha aumentado la calidad y cantidad dealimentos disponibles para el hombre. En 1881, Louis Pasteurperfeccionó exitosamente una vacuna para el ántrax del ganado.En el 1981, se introdujo el anti-parasítico Ivermectin para combatirlos parásitos que afectan la salud del animal Investigacioneslos parásitos que afectan la salud del animal. Investigacionesrecientes intentan prevenir la encefalopatía espongiforme bovina(EEB), la ‘enfermedad de las vacas locas’, que se cree que escausada por proteínas priónicas encontrado en el alimento de losanimales que pueden tener agentes infecciosos.

Maquinaria para granjasLouis Pasteur

Maquinaria para granjasDurante el último siglo, ha existido la necesidad de usar

aplicaciones tecnológicas eficientes para la agricultura(fertilizantes y pesticidas), los sistemas de riego, la química enla agricultura y las maquinarias para los terrenos agrícolas.Éstos han aumentado dramáticamente la eficiencia yproductividad de las granjas.

El tractor diesel fue desarrollado por el inventor americanoBenjamin Holt, en el 1904. Los tractores de hoy día, loscultivadores los sistemas de riego la aplicación tecnológica y el

Cosechadora combinada-

Modernacultivadores, los sistemas de riego, la aplicación tecnológica y elprogramado y sofisticado sistema de posicionamiento global“GPS” son todos posibles gracias a las innovaciones químicasademás de los combustible, materiales (aleación de metales yplásticos avanzados), la tecnología de gomas y la electrónicacomputacional.

Tractor de arrastre de Holt

IV. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA AGRICULTURA Y LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

IV.3. Procesamiento, manejo y seguridad de alimentos

La sacarina y otros edulcorantesLos edulcorantes artificiales fueron creados para ayudar a los pacientesdiabéticos y a los que están a dieta en el control del consumo de azúcary la perdida de peso respectivamente. En el 1901, John F. Quennymanufacturó el edulcorante artificial sacarina. En 1967, se comenzó amanufacturar el almíbar de maíz alto en fructosa como aditivo paraaumentar el sabor dulce de los alimentos de un 14% a un 42%, y desdeentonces se esta utilizando para endulzar las bebidas carbonatadas. El

t dió i E t d U id l 1985aspartame se vendió por primera vez en Estados Unidos en el 1985;éste edulcorante de baja caloría, se mercadeó con el nombre deNutraSweet, sin embargo, fue originalmente desarrollado en el 1955como una droga anti-úlcera.

Aditivos vitaminadosEl conocimiento de la bioquímica de los alimentos a revolucionado la nutrición proveyendo la cura para enfermedades causada por la deficiencias de vitaminas en la dieta y por la mala nutrición. La química ha propiciado grandes adelantos en este campo por ejemploLa química ha propiciado grandes adelantos en este campo, por ejemplo el descubrimiento de la primera vitamina, la vitamina A (betacaroteno).La vitamina A se encuentra en la mantequilla y la yema del huevo, y es el nutriente esencial para la visión y la protección del epitelio. Su estructura química se determinó en el 1931 y fue sintetizado por primera vez en el 1947. El bioquímico húngaro, Albert Szent-Györgyi fue el primero en aislar el ácido hexaurónico (ácido ascórbico) de las glándulas adrenales en el 1928, conocido en la actualidad como la vitamina C.

En el 2001 aparece por primera vez en Asia el arroz modificadoEn el 2001, aparece por primera vez en Asia, el arroz modificado genéticamente ‘golden rice’, rico en-vitamina A, para combatir la ceguera y otras enfermedades causadas por la deficiencia de vitamina A.

Preservativos y adelantos de la manufacturaLos orígenes de la química de los alimentos se remontan al siglo diecinueve, cuando el alemán, Justus Liebig, prepara por primera vez extractos de carnes. Los adelantos en las técnicas de preservación y de manufactura dieron lugar a la creación de los alimentos procesados. S ú l í i d l li t i ió i i d t á tiSegún la química de los alimentos siguió incursionado en otras prácticas industriales, se han desarrollado múltiples alimentos procesados. Las nuevas tecnologías han promovido extender la vida útil de los alimentos, por procesos tales como los procesos de congelación de alimentos en seco (liofilización) (1906), congelación intenso (1920), alimentos precocidos (1939), y preparando concentrados de líquidos (1946).

Una etiqueta del extracto de carne de Liebig

Seguridad y pruebas para alimentosCualquier producto agrícola tanto crudo como cocido puede contaminarse afectando adversamente la salud humana. La contaminación puede ocurrir durante la preparación, al cocinar, al servir o al almacenar el alimento. Los adelantos químicos que han ayudado a promover la seguridad en los alimentos incluye métodosayudado a promover la seguridad en los alimentos incluye métodos rápidos para detección de contaminación de los alimentos por microorganismos y el control de epidemias causadas por la contaminación de alimentos. Las enfermedades causadas por patógenos mas comunes causantes de enfermedades transmitidas por alimentos han disminuido un 20% , en Estados Unidos entre los años 1997 al 1999.

IV. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA AGRICULTURA Y LA INDUSTRIA DE ALIMENTOSIV.4. Almacenaje de alimentos

Almacenaje de alimentosLa tecnología para el almacenaje de alimentos utilizando plásticos,metales, vidrio, y cerámica contribuye a la preservación del alimentodurante su venta, distribución y preparación. En los años 1930, RalphWiley inventó el polímero saran, luego en el 1953 este polímero seintrodujo en el hogar como la envoltura de Saran (Saran Wrap), unproducto excelente contra el oxígeno, la humedad, los olores y lassustancias químicas causadas por la humedad y temperatura extremasustancias químicas causadas por la humedad y temperatura extrema.La envoltura del Sarán es un copolímero de cloruro de vinilidino ycloruro de vinilo. Otras innovaciones incluye la utilización de latas dealuminio para almacenar comestibles y bebidas en los años 1960, y elPET (polietileno de tereftalato), utilizado como envase reciclable parasustituir el vidrio o el aluminio (1970s).

Refrigerantes y los clorofluorocarbonosDesde que se introdujo en los hogares en el 1918, larefrigeración, ha contribuido a la preservación de losalimentos al proveer la oportunidad de transportar yalmacenar alimentos de una forma segura. A principiosde los años 1920, las neveras o los refrigeradores seconvirtieron en algo poco popular al descubrirse que eldióxido de azufre, utilizado como refrigerante, eratóxico. Se encontró otro refrigerante conocido como elFreón 12, clorofluorocarbono (también conocido comoCFC, CCl2F2) por Thomas Midgley y Charles Kettering,en el 1931. Las neveras entonces se convirtieronrápidamente en un elemento esencial en los hogares,los restaurantes y los supermercados. En laactualidad, el uso del Freón esta siendo descontinuadopor sus efectos destructivos en la capa de ozono.

El horno de microondasEn el siglo 20, los enseres del hogar han simplificado grandemente el trabajoen la preparación de los alimentos. Una de esas innovaciones en ensereseléctricos promovido por los avances de la química es el horno de microondas.

Envase de enfriamiento (1890) y la nevera moderna

eléctricos promovido por los avances de la química es el horno de microondas.En 1945, Percy L. Spencer estaba trabajando con un radar de transmisión enlos laboratorios de Raytheon, cuando se dio cuenta que un dulce que seencontraba en su bolsillo estaba derretido. Fascinado por este acontecimiento,replicó la experiencia con palomitas de maíz, de ahí nace la tecnología delhorno de microondas que entró en servicio una década después en las cocinashogareñas. Los transmisores de microondas del tipo de la Segunda GuerraMundial, llamados magnetrones, siguen siendo el dispositivo original de esteutensilio eléctrico.

Agua potableLos avances de la química han asegurado que los abastos deagua son seguros, libre de bacterias, virus y otroscontaminantes dañinos. Las innovaciones usadas para lograresto incluyen el uso de carbón activado para remover el malolor y sabor, y otras sustancias para suavizar el agua y removermetales pesado; además de la tecnología moderna para sutratamiento, abastecimiento y distribución. La desinfección concloro en los sistemas de tratamiento de aguas estaba en uso

Molécula de ácido hipocloroso

cloro en los sistemas de tratamiento de aguas estaba en usodesde 1910. La solución de cloro para uso casero se introdujoen el 1913. Los desinfectantes a base de cloro continúan comoexcelente método de protección contra enfermedadesadquiridas por el mal manejo y procesamiento de los alimentosen la cocina.