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Revista chilena de nutrición

On-line version ISSN 0717-7518

Rev. chil. nutr. vol.32 no.3 Santiago Dec. 2005

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182005000300010 

Rev Chil Nutr Vol. 32, No3, Diciembre 2005

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD FÍSICA DE DIFERENTES VARIEDADES DE CEBADA (Hordeum sativum jess) CULTIVADAS EN LOS ESTADOS DE HIDALGO Y TLAXCALA, MÉXICO

EVALUATION OF PHYSICAL QUALITY FROM DIFFERENT BARLEY VARIETIES (Hordeum sativum jess) PRODUCED IN THE STATES OF HIDALGO AND TLAXCALA FROM MÉXICO

 

Patricia López P., Fabiola Araceli Guzmán O., Eva María Santos L., Francisco Prieto G., Alma D. Román G.


Centro de Investigaciones Químicas, Departamento de Química de Alimentos.
Tecnología de Alimentos. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Hidalgo, México.


ABSTRACT

Barley is the fourth cereal of greater importance at world-wide level, as well as at national level in México. Hidalgo and Tlaxcala are two of the states of greater production of barley. Between cereals, physical variations in their characteristics and properties exist, even in those of the same variety. A classification systems exist to give to the grain from certain barley regarding quality and degree. With the purpose of determining the quality of seven produced varieties of barley in Hidalgo and Tlaxcala, samples were put under different analyses: sensorial and temperature, impurities and sanitary, density, hardness and selectivity. From the analyses mentioned it was determined that only the Pastor Ortiz variety has the «Mexico degree» according to Mexican norm NMX-FF-043-SCFI-2003, the other six varieties received the Mexico rank of none classified.


Key words: barley, physical quality, Mexican norms, Mexico degree.

Este trabajo fue recibido el 9 de Agosto de 2005 y aceptado para ser publicado el 30 de Noviembre de 2005.


 

INTRODUCCIÓN


En la actualidad la cebada es el cuarto cereal cultivado a nivel mundial después del trigo, arroz y maíz. En México la cebada es un cultivo de gran importancia económica y social en la zona de los Valles Altos del país (Estado de México, Puebla, Tlaxcala e Hidalgo), ya que los agricultores lo prefieren a otros granos debido a que su ciclo vegetativo es corto, así como por su resistencia a la sequía, a bajas temperaturas y a la salinidad de suelos [1]. Los Estados de Hidalgo y Tlaxcala son los dos principales productores de cebada en grano de temporal en México. Ambos Estados proporcionan casi la tercera parte de la producción total nacional. La cebada producida en ambos Estados es de la especie Hordeum sativum jess de seis hileras de grano [2].


Los cereales difieren en sus propiedades físicas dentro de cada especie. Estas variaciones hacen que los cereales se seleccionen basándose en estas propiedades porque se relacionan con sus diferentes segmentos industriales. Las propiedades físicas de los granos se relacionan con su composición química y las propiedades funcionales [3]. La caracterización de la clase y el grado
de calidad de los cereales juega un papel fundamental y crítico en el mercado y movimiento de granos en el mundo. En la comercialización de granos, generalmente se consideran los atributos y pruebas de calidad establecidos en normas [4]. En México la comercialización de la cebada para consumo humano está regida por la norma NMX-FF-043-SCFI-2003. Los grados que establece la norma mexicana son: grado México y grado México no clasificado [5].

MATERIAL Y MÉTODO


Se utilizaron siete muestras de cebada (Hordeum sativum jess), cuatro de ellas fueron producidas en el Estado de Hidalgo en las regiones de Apan (Esmeralda 1 y M16), Almoloya de Juárez (Pastor Ortiz) y Emiliano Zapata (Esmeralda 2). Con respecto a las cebadas del estado de Tlaxcala fueron cosechadas en las regiones de Calpulalpan (Esmeralda, Forrajera) y Zacatecanco (M16). Todas las muestras fueron recibidas en bultos de 50 Kg, las cuales fueron proporcionadas por los productores de la cosecha 2003. Todos los análisis se realizaron al menos por triplicado en los dos meses siguientes a su recep
ción. Los análisis empleados para determinar su calidad física fueron:


Sensorial y temperatura: Sensorialmente se consideró el olor y color del grano, éste análisis se realizó de acuerdo con la metodología descrita por [5].La temperatura del grano se determinó en 5 zonas diferentes dentro del saco que contenía la muestra con un termómetro de mercurio al momento de su recepción [5], al mismo tiempo se monitoreó la temperatura ambiente del cuarto de almacenamiento. Posteriormente las muestras fueron almacenadas en recipientes herméticos hasta el momento de su análisis.


Impurezas y sanidad: Se tomó un kilo de cada muestra. Se realizó una separación manual de las impurezas encontradas. Se reportó el contenido de impurezas según la norma NMX-FF-043-SCFI-2003. La determinación de sanidad consistió en identificar la presencia de insectos [4].


Densidad: La densidad se determinó por tres métodos:


(a) Peso hectolítrico: De acuerdo con la metodología descrita por la norma mexicana NMX-FF-043-SCFI-2003.


(b) Peso de mil granos: Se tomaron al azar 50 piezas de grano. Las piezas fueron colocadas en un vaso de precipitado previamente pesado. Se registró el peso y por diferencia se calculó el peso de las piezas de grano. El peso correspondiente a las 50 piezas se multiplicó por 20 [4].


(c) Índice de flotación: En un vaso de precipitado se adicionó agua y posteriormente se adicionaron 100 piezas de muestra. Una vez incorporada la muestra se agitó en forma circular por un periodo de 30 s y se dejó reposar durante 60 s. Posteriormente se llevó a cabo el conteo del número de granos flotantes [4].

Dureza: Dicha propiedad intrínseca se determinó por dos métodos:


(a) Dureza por abrasión: Se tomaron 10 piezas de la muestra, se pesaron y tallaron 5 veces cada uno de los granos sobre tiras de papel de lija No. 100 de 3 x 23 cm. Al final se pesaron los residuos no desgastados de los granos [4].


(b) Dureza por texturómetro: 5g de muestra en grano se vertieron en un recipiente cilíndrico. Se empleó un texturómetro Stable Micro Systems «TAHDi» con una capacidad de 250 Kg y una resolución de fuerza de 5g. Para aplicar la fuerza de compresión se utilizó una sonda P25/L Cilíndrica PERSPE X 25 mm de diámetro, la cual tuvo una penetración de 5 mm en la muestra a una velocidad de penetración de 5 mm/s. El software utilizado fue Textura Expert Exceed, versión 2.01.


Análisis selectivo: Se tomaron 100 g del grano limpio y se separaron las fracciones, apartando los granos para revisarlos. Los daños que se tomaron en cuenta fueron los considerados en la norma mexicana NMX-FF-043-SCFI-2003.


Se efectuó un análisis de varianza ANOVA de una sola vía acoplado a la prueba de rango múltiple de «Duncan» empleando el software STATGRAPHICS plus versión 4.0.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Sensorial y temperatura


En la tabla I, se muestran los resultados promedio del análisis sensorial y temperatura, como parte del análisis físico. La ausencia de alteraciones de olor y color de los granos es una señal de que no existe contaminación por hongos o insectos [6]. Sensorialmente, la mayoría de las variedades presentaron un olor y color característico del
grano sano y seco. Excepto la variedad M16 Tlaxcala, la cual presentó un olor a humedad, que probablemente se debió a que su estado de maduración aún no era el óptimo. Después de almacenarla en condiciones adecuadas se presentó el olor característico del grano maduro. En la determinación de temperatura del grano ninguna variedad mostró una variación mayor a 5ºC, que es la temperatura que la norma mexicana marca como máximo permisible entre la temperatura del grano y la temperatura ambiente. Dentro de esta prueba la variedad Esmeralda Tlaxcala presentó la mayor variación entre la temperatura ambiente y la temperatura del grano (variación de 4ºC). Esto fue indicativo de alguna actividad metabólica de algún organismo vivo. A pesar de que Esmeralda Tlaxcala presentó la mayor variación de temperatura, ninguna variedad está fuera de norma NMX-FF-043-SCFI-2003.


Impurezas y sanidad


En general la mayoría de las variedades estuvieron fuera de norma (Tabla II), sólo una de las siete varieda
des estudiadas se encuentro dentro del límite establecido para impurezas (2%). La variedad que presentó el más alto porcentaje de impurezas fue M16 Tlaxcala (13.7%). Por otro lado la variedad más limpia es Pastor Ortiz (0.7%) al presentar menor contenido de impurezas. Por lo tanto Pastor Ortiz es la variedad que se encuentra dentro norma. Lo anterior da una bonificación de precio a esta variedad con respecto a las demás y M16 Tlaxcala debe tener un precio menor a todas las variedades, esto es por contener mayor cantidad de impurezas y estar alejada casi 7 veces más del límite máximo (<2%). Las principales impurezas observadas fueron por presencia de tallo y hojas de acuerdo a la información presentada en la tabla IIA. Esto indica que no se tiene un especial cuidado al momento de la separación de los granos con el resto de la planta al momento de la colecta.


Con respecto a la presencia de insectos se encontró un barrenador de cereales vivo en 1 Kg de cebada en la variedad Esmeralda Tlaxcala. La presencia de éste indujo la variación entre la temperatura ambiente y la del grano
de cebada debido a su metabolismo. La cebada se considera infestada al encontrar más de tres insectos vivos en 1Kg [4]. Con base a lo anterior la variedad Esmeralda Tlaxcala no se consideró infestada.


Densidad


Para la determinación de densidad del grano se tomaron en cuenta tres parámetros (Tabla III). El límite mínimo de peso hectolítrico permitido por la norma NMX-FF-043-SCFI-2003 para la cebada de seis hileras es 56 Kg/HL. Todas las variedades están por arriba del límite mínimo (60.8-77.6 Kg/HL). Esto representa que entre mayor sea el peso hectolítrico mayor es el rendimiento de la cebada y a su vez mayor calidad. Tomando como base lo anterior Pastor Ortiz es la que tendrá mayor rendimiento por tener el mayor peso hectolítrico (77.6 Kg/HL). Sin embargo la de menor rendimiento entre las variedades es M16 Tlaxcala (60.8 Kg/HL). Como estadísticamente las variedades son diferentes en peso hectolítrico cada variedad tendrá rendimientos distintos.



El peso de mil granos en la cebada suele variar de 20-50 g [7]. Los valores de mil granos de las muestras varían de 30.3-42.5g. Los resultados de esta prueba siguen la misma tendencia de peso hectolítrico. Estadísticamente las variedades M16 y Forrajera del estado de Tlaxcala tienen los granos más pequeños en relación a las otras variedades. La variedad Pastor Ortiz posee los granos más grandes de las siete variedades y mayor contenido de endospermo. En relación al índice de flotación los valores oscilan de 2.0 a 12.5 % (Tabla 3). Siendo Pastor Ortiz (2.0 %) la variedad con menor número de granos suspendidos en la superficie y la de mayor M16 Tlaxcala (12.5 %). Estadísticamente las variedades Pastor Ortiz y M16 Hidalgo tienen el menor índice de flota
ción indicando que en su endospermo existen menos poros de aire o huecos, esto ayuda a disminuir el número de granos flotantes [8].

Por el contrario las variedades Esmeralda y M16 de Tlaxcala poseen un índice de flotación mayor a 12%, es decir, que contienen mayor cantidad de aire dentro de su endospermo. Por lo ya mencionado la variedad más densa es Pastor Ortiz al poseer el mayor peso hectolítrico, mayor peso mil granos y menor índice de flotación. Esta variedad por tanto tiene menos probabilidad de ser atacada por insectos, tiene mejores posibilidades de soportar el manejo durante el almacenamiento y comercialización y proporcionar mejores rendimientos. La variedad con menor densidad fue M16 Tlaxcala, al tener menor peso hectolítrico, menor peso mil granos y mayor índice de flotación. Así de ésta variedad se esperan menos rendimientos que el resto de las variedades.

Dureza


Los resultados obtenidos de la prueba de dureza por los dos métodos empleados se muestran en la tabla IV. Los valores de dureza por abrasión oscilan entre 31.4-55.2% de pérdida de peso. Todas las variedades son diferentes en dureza. Se observó que la variedad con mayor dureza fue Pastor Ortiz y M16 Tlaxcala obtuvo menor dureza perdiendo mayor peso en los granos expuestos a la abrasión. Los valores de dureza empleando el texturómetro varían entre 4.2-13.6 Kg/Fuerza (Tabla IV). Esta prueba proporcionó que aquella variedad a la cual se le aplicó mayor fuerza fue Pastor Ortiz y M16 Tlaxcala, la que necesitó menos fuerza, siendo casi 2.5 veces menos dura que Pastor Ortiz. De la misma forma que en dureza por abrasión no existe ninguna relación estadística entre las siete variedades con respecto a dureza. En ambos
métodos Pastor Ortiz es la variedad con mayor dureza del todo el conjunto de variedades y M16 Tlaxcala la menos dura por necesitar menos fuerza de compresión y tener menor resistencia a la abrasión.



Por lo tanto M16 Tlaxcala contiene mayor proporción de endospermo harinoso por lo que es menos densa y menos dura y Pastor Ortiz contienen mayor cantidad de endospermo vítreo que el resto de las variedades estudiadas.

Sharp, en 1987 comprobó que los granos harinosos tienen una menor densidad y dureza que los vítreos. Las condiciones ambientales durante el crecimiento y la maduración representan el factor más importante en el desarrollo del endospermo y la variación de densidad [9].


Las diferencias entre ambos métodos se deben a que el texturómetro mide la dureza en la superficie del endospermo, mientras que otros métodos miden la dure
za integral del grano, como es el caso de dureza por abrasión.

Análisis selectivo


El análisis selectivo tiene como objetivo determinar la cantidad de granos dañados (Tabla V). Es importante este porcentaje porque podría representar un menor rendimiento en la molienda y obtenerse menos harina [3].


La norma NMX-FF-043-SCFI-2003 establece 10% como máximo de granos dañados. Conforme a la norma, las siete variedades se encuentran por debajo del valor que se índica en ésta. El porcentaje de granos dañados en las muestras está entre 0.3 a 2.6%. Así Esmeralda Tlaxcala (0.3%) es la variedad con más bajo contenido de granos dañados. La variedad Esmeralda 1 y M16 Hidalgo (2.6%) mostraron mayor porcentaje de estos granos. Los granos dañados pueden ser resultado de la falta de condiciones adecuadas durante la maduración de la espiga, falta de agua o nutrientes durante las épocas críticas de crecimiento, estrés térmico, enfermedad y otros aspectos [3]. En base a la norma ya mencionada, el porcentaje máximo de granos quebrados es 5%. Ninguna de las muestras sobrepasa el límite máximo, todas se encuentran dentro de norma. Los valores de granos quebrados oscilan entre 0.2-1.5%. Las variedades Esmeralda y Forrajera del estado de Tlaxcala presentaron la menor cantidad de estos granos (0.2%) y Esmeralda 2 la de mayor porcentaje (1.5%). Aquellas variedades que tuvieron mayor contenido de granos dañados presentaron menor rendimiento en la obtención de harinas y las variedades con mayor cantidad de granos quebrados representan menor número de granos viables para la obtención de malta.


De acuerdo a la norma mexicana NMX-FF-043-SCFI-2003 la cebada se puede clasificar en grado México y grado México no clasificado. Así de las siete variedades que se estudiaron y de acuerdo a los resultados ya discutidos del análisis físico sólo una de las siete variedades adquieren el grado México: Pastor Ortiz, al estar dentro de los límites máximos y mínimos permitidos. El resto de las variedades: Esmeralda 1, Esmeralda 2, M16 Hidalgo y las cebadas de Tlaxcala Esmeralda, M16 y Forrajera tienen grado México no clasificado ya que sobrepasan el límite máximo de impurezas. Pero aun cuando estas variedades no adquieran el grado México pueden ser comercializadas libremente en territorio nacional para consumo humano, mediante acuerdo entre las partes involucradas sobre la calidad del producto y se comercializaran a menor precio [5].

Conclusiones


La variedad de mejor calidad física fue Pastor Ortiz. Esta variedad obtiene Grado México. Su calidad podría reflejar un aumento en su valor comercial, debido a que cumple con los parámetros nacionales de calidad del grano de cebada de seis hileras. Se debe tener mayor cuidado durante el proceso de colecta de todas las variedades, para disminuir el contenido de impurezas, con el fin de que obtenga satisfactoriamente el grado México. Pastor Ortiz presentó mayor dureza y densidad. Esto refleja que se pude obtener mayor rendimiento de esta variedad en procesos de molienda y obtención de harinas. Por el contrario la variedad M16 Tlaxcala podría no ser apta para el proceso de obtención de harinas, debido a sus valores bajos de dureza y densidad.

RESUMEN
La cebada es el cuarto cereal de mayor importancia a nivel mundial, así como también a nivel nacional en México. Hidalgo y Tlaxcala son dos de los estados de mayor producción de cebada en grano de temporal. En
tre los cereales existen variaciones en sus características y propiedades físicas, aún siendo de la misma variedad. Es por eso que existen sistemas de clasificación, para darle al grano de cebada determinada calidad y grado. Con la finalidad de determinar la calidad de siete variedades de cebada producidas en Hidalgo y Tlaxcala, las muestras se sometieron a diferentes análisis: sensorial y temperatura, impurezas y sanidad, densidad, dureza y selectivo. De los análisis mencionados se determinó que sólo la variedad Pastor Ortiz tiene el «grado México» de acuerdo a la norma mexicana NMX-FF-043-SCFI-2003, las otras seis variedades obtienen el grado México no clasificado.


Palabras claves: cebada, calidad física, normas mexicanas, grado México.

Agradecimientos: Al Fondo del Sistema de Investigación Ignacio Zaragoza del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (FOSIZA-CONACyT Clave 20020802 001). A la Dra. Norma Guemes, por permitir realizar las pruebas de dureza en el ICAP-UAEH y por su apoyo técnico.

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9. USDA. Grain inspection packers and stockyards administration. Grain Evaluation. Kansas City, USA. 2000.


Dirigir la correspondencia a:
Profesora
Alma Delia Román Gutiérrez
Centro de Investigaciones Químicas,
Departamento de Química de Alimentos.
Tecnología de Alimentos.
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Carretera Pachuca-Tulancingo, km 4,5.
Ciudad Universitaria,
Pachuca, 42076 Hidalgo,
México.
e-mail: aroman@uaeh.edu.mx.

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