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Cereal

Cosecha de cereales con una cosechadora combinada acompañada de un tractor y un remolque. Cereales : (arriba) mijo perla , arroz , cebada (medio) sorgo , maíz , avena (abajo) mi...

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Cosecha de cereales con una cosechadora combinada acompañada de un tractor y un remolque.
Cereales : (arriba) mijo perla , arroz , cebada (medio) sorgo , maíz , avena (abajo) mijo , trigo , centeno , triticale

Un cereal es una gramínea (familia Poaceae ) 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 amaranto , el trigo sarraceno y la quinua , son pseudocereales . La mayoría de los cereales son anuales , produciendo una cosecha por cada siembra, aunque el arroz a veces se cultiva como perenne . Las variedades de invierno son lo suficientemente resistentes como para plantarse en otoño, entrando en letargo durante el invierno y cosechándose en primavera o principios de verano; las variedades de primavera se plantan en primavera y se cosechan a finales de verano. El término cereal deriva del nombre de la diosa romana de los cultivos de grano y la fertilidad, Ceres .

Los cereales fueron domesticados en el Neolítico, hace unos 8000 años. El trigo y la cebada fueron domesticados en el Creciente Fértil . El arroz y algunos mijos fueron domesticados en Asia Oriental , mientras que el sorgo y otros mijos fueron domesticados en Sudán . [ 1 ] El maíz fue domesticado por los pueblos indígenas de América en México hace unos 9000 años. En el siglo XX, la productividad de los cereales aumentó considerablemente gracias a la Revolución Verde . Este aumento en la producción ha ido acompañado de un creciente comercio internacional , con algunos países produciendo gran parte del suministro de cereales para otros países.

Los cereales proporcionan alimento que se consume directamente como granos enteros , generalmente cocinados, o se muelen para obtener harina y se utilizan para elaborar pan , gachas y otros productos. Los cereales tienen un alto contenido de almidón , lo que permite fermentarlos para producir bebidas alcohólicas como la cerveza . El cultivo de cereales tiene un impacto ambiental considerable y, a menudo, se realiza en monocultivos de alta intensidad . Los daños ambientales pueden mitigarse mediante prácticas sostenibles que reduzcan el impacto en el suelo y mejoren la biodiversidad, como la siembra directa y el cultivo intercalado .

Historia

Orígenes

La trilla del grano en el antiguo Egipto.

Los fitolitos encontrados en piedras de moler en Cuddie Springs , Australia, sugieren que los humanos recolectaban y molían semillas de pasto para alimentarse ya hace 30.000 años. [ 2 ] El trigo , la cebada , el centeno y la avena se recolectaban y consumían en la Media Luna Fértil durante el Neolítico temprano ; se han encontrado granos de cereales de 19.000 años de antigüedad en el sitio de Ohalo II en Israel , con restos carbonizados de trigo y cebada silvestres. [ 3 ]

Durante el mismo período, los agricultores de China comenzaron a cultivar arroz y mijo, utilizando inundaciones y incendios provocados por el hombre como parte de su régimen de cultivo. [ 4 ] [ 5 ] El uso de acondicionadores del suelo , incluidos el estiércol , el pescado, el compost y las cenizas , parece haber comenzado pronto y se desarrolló de forma independiente en áreas del mundo como Mesopotamia , el valle del Nilo y Asia oriental. [ 6 ]

Los cereales que se convirtieron en la cebada y el trigo modernos fueron domesticados hace unos 8000 años en el Creciente Fértil. [ 7 ] El mijo y el arroz fueron domesticados en Asia Oriental, mientras que el sorgo fue domesticado en Sudán . [ 1 ] El maíz surgió de una única domesticación en Mesoamérica hace unos 9000 años. [ 8 ]

Máquina cosechadora romana

En estas regiones agrícolas, la religión a menudo estaba marcada 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 . [ 9 ] La diosa romana Ceres presidía la agricultura, los cultivos de grano, la fertilidad y la maternidad; [ 10 ] el término cereal deriva del latín cerealis , "de grano", que originalmente significaba "de [la diosa] Ceres". [ 11 ] Varios dioses de la antigüedad combinaban la agricultura y la guerra: la diosa hitita del sol Arinna , la cananea Lahmu y el romano Jano . [ 12 ]

Las civilizaciones complejas surgieron donde la agricultura de cereales generó un excedente, lo que permitió apropiarse de parte de la cosecha de los agricultores y concentrar el poder en las ciudades. [ 13 ]

Moderno

Campos de arroz en la India. La participación de la India en la Revolución Verde ayudó a resolver la escasez de alimentos a mediados del siglo XX. [ 14 ] [ 15 ]

Entre 1964 y 2023, la producción de cereales aumentó un 213%, principalmente debido a mayores rendimientos: el área cosechada aumentó solo un 10%. [ 16 ] Los rendimientos de trigo y arroz aumentaron en la Revolución Verde , un cambio tecnológico financiado por organizaciones de desarrollo. [ 17 ] Las estrategias incluyeron labranza mecanizada, monocultivo , fertilizantes nitrogenados y mejoramiento de nuevas cepas de semillas. Estas innovaciones evitaron la hambruna y aumentaron el rendimiento por planta, pero prestaron menos atención a la calidad nutricional. [ 18 ] Los cultivos de cereales 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 , vitaminas y minerales equilibrados . [ 18 ] Los llamados granos antiguos y variedades tradicionales ganaron popularidad con los movimientos "orgánicos" de principios del siglo XXI, pero existe una compensación en el rendimiento por planta, lo que ejerce presión sobre las zonas con escasos recursos a medida que los cultivos alimentarios se reemplazan por cultivos comerciales . [ 19 ]

Los alimentos a base de cereales son fundamentales en la dieta de muchas regiones del mundo, ya que constituyen fuentes primarias de energía y nutrientes esenciales. Por consiguiente, la reducción de la producción de cereales es uno de los factores que más contribuyen a la pérdida de energía y micronutrientes esenciales como hierro, zinc, magnesio, fósforo, tiamina y riboflavina. [ 20 ]

Biología

Estructura de un cereal, trigo . A: Planta; B espiga madura; 1 espiguilla antes de la floración; 2 la misma, floreciendo y extendida, agrandada; 3 flores con glumas ; 4 estambres ; 5 polen ; 6 y 7 ovarios con escamas de jugo; 8 y 9 partes de la cicatriz; 10 brácteas del fruto; 11–14 granos, de tamaño natural y agrandados.

Los cereales son gramíneas de la familia Poaceae que producen granos comestibles . Un grano de cereal es botánicamente una cariópside , un fruto donde la cubierta de la semilla está fusionada con el pericarpio . [ 21 ] [ 22 ] Las gramíneas tienen tallos huecos excepto en los nudos y hojas alternas estrechas dispuestas en dos hileras. [ 23 ] La parte inferior de cada hoja envuelve el tallo, formando una vaina foliar. La hoja crece desde la base de la lámina, una adaptación que protege el meristemo en crecimiento de los animales herbívoros. [ 23 ] [ 24 ] Las flores suelen ser hermafroditas , con la excepción del maíz , y principalmente anemófilas o polinizadas por el viento, aunque ocasionalmente los insectos desempeñan un papel. [ 23 ] [ 25 ]

Entre los cereales más conocidos se encuentran el maíz, el arroz , el trigo, la cebada, el sorgo , el mijo , la avena, el centeno y el triticale . [ 26 ] Otros granos se denominan coloquialmente cereales, aunque no sean gramíneas; estos pseudocereales incluyen el trigo sarraceno , la quinua y el amaranto . [ 27 ]

Cultivo

Fuentes de variación en la producción de cereales, 1964–2023.

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. [ 28 ] Una excepción es el arroz, que aunque generalmente se trata como anual puede sobrevivir como perenne , produciendo una cosecha de retoño . [ 29 ] Los cereales adaptados a un clima templado , como la cebada , la avena , el centeno , la espelta , el triticale y el trigo , se llaman cereales de estación fría. Aquellos que prefieren un clima tropical , como el mijo y el sorgo , se llaman cereales de estación cálida. [ 28 ] [ 30 ] [ 31 ] 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, dependiendo de la variedad, cuando la temperatura supera los 30 °C o 85 °F . Los cereales de estación cálida, en cambio, requieren un clima cálido y no toleran las heladas. [ 28 ] 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. [ 28 ]  

Plantación

Arroz recién plantado en un campo de arroz.

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 siembran en suelos labrados , lo que reduce las malas hierbas y desmenuza la superficie del campo. La mayoría de los cereales necesitan riego regular al principio de su ciclo de vida. El arroz se cultiva comúnmente en campos inundados, [ 32 ] aunque algunas variedades se cultivan en tierras secas. [ 33 ] Otros cereales de clima cálido, como el sorgo, están adaptados a condiciones áridas. [ 34 ]

Los cereales de estación fría se cultivan principalmente en zonas templadas. Estos cereales suelen tener variedades de invierno para siembra otoñal, dormancia invernal y cosecha a principios de verano, y variedades de primavera que se siembran en primavera y se cosechan a finales de verano. Las variedades de invierno tienen la ventaja de aprovechar el agua cuando es abundante y permiten una segunda cosecha después de la cosecha temprana. Florecen solo en primavera, ya que requieren vernalización , una exposición al frío durante un período específico, determinado genéticamente. Los cultivos de primavera crecen cuando hace más calor pero llueve menos, por lo que pueden necesitar riego. [ 28 ]

Crecimiento

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

Las variedades de cereales se cultivan para lograr consistencia y resistencia a las condiciones ambientales locales. La mayor limitación en el rendimiento son las enfermedades de las plantas , especialmente las royas (principalmente Puccinia spp.) y los oídios . [ 35 ] La fusariosis de la espiga, causada por Fusarium graminearum , es una limitación significativa en una amplia variedad de cereales. [ 36 ] Otras presiones incluyen insectos plaga y fauna silvestre como roedores y ciervos. [ 37 ] [ 38 ] En la agricultura convencional, algunos agricultores aplican fungicidas o pesticidas.

Cosecha

Los cereales anuales mueren cuando han llegado a producir 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 con una cosechadora combinada , una máquina que recorre el campo en una sola pasada en la que corta los tallos y luego trilla y aventa el grano. [ 28 ] [ 39 ] En los sistemas agrícolas tradicionales, principalmente en el Sur Global , la cosecha puede ser manual, utilizando herramientas como guadañas y cunas de grano . [ 28 ] Las partes restantes de la planta pueden dejarse descomponer o recolectarse como paja ; esta puede usarse como lecho para animales, mantillo y medio de cultivo para hongos. [ 40 ] Se utiliza en artesanías como la construcción con adobe o balas de paja . [ 41 ]

Preprocesamiento y almacenamiento

Si los cereales no están completamente secos al momento de la cosecha, por ejemplo, en días lluviosos, el grano almacenado se estropeará por hongos mohosos como Aspergillus y Penicillium . [ 28 ] [ 42 ] Esto se puede prevenir secándolo artificialmente. Luego se puede almacenar en un elevador de granos o silo para su posterior venta. Los almacenes de granos deben construirse para proteger el grano de los daños causados ​​por plagas como aves y roedores que se alimentan de semillas . [ 28 ]

Tratamiento

Una mujer indígena mexicana prepara tortillas de maíz , 2013

Cuando el cereal está listo para su distribución, se vende a una planta procesadora que primero retira las capas exteriores del grano para su posterior molienda para obtener harina u otros procesos, para producir alimentos como harina, avena o cebada perlada . [ 43 ] En los países en desarrollo, el procesamiento puede ser tradicional, en talleres artesanales, como ocurre con la producción de tortillas en Centroamérica. [ 44 ]

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. [ 45 ] Algunos granos se pueden maltear , un proceso que activa las enzimas de la semilla para provocar la germinación, lo que convierte los almidones complejos en azúcares antes del secado. [ 46 ] Estos azúcares se pueden extraer para usos industriales y procesamiento posterior, como para la elaboración de alcohol industrial , [ 47 ] cerveza , [ 48 ] whisky , [ 49 ] o vino de arroz , [ 50 ] o venderse directamente como azúcar . [ 51 ] En el siglo XX, se desarrollaron procesos industriales en torno a la alteración química del grano, para su uso en otros procesos. En particular, el maíz se puede alterar para producir aditivos alimentarios, como almidón de maíz [ 52 ] y jarabe de maíz de alta fructosa . [ 53 ]

Efectos sobre el medio ambiente

Impactos

Cosechando kernza , un cereal perenne desarrollado en el siglo XXI. Gracias a que vuelve a crecer cada año, los agricultores ya no tienen que arar la tierra.

La producción de cereales tiene un impacto sustancial en el medio ambiente. El laboreo puede provocar erosión del suelo y un aumento de la escorrentía. [ 54 ] El riego consume grandes cantidades de agua; su extracción de lagos, ríos o acuíferos puede tener múltiples efectos ambientales , como la disminución del nivel freático y la salinización de los acuíferos. [ 55 ] La producción de fertilizantes contribuye al calentamiento global , [ 56 ] y su uso puede provocar contaminación y eutrofización de los cursos de agua. [ 57 ] La agricultura utiliza grandes cantidades de combustibles fósiles , liberando gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global. [ 58 ] El uso de pesticidas puede causar daños a la fauna silvestre, como a las abejas . [ 59 ]

Medidas de mitigación

Excelente estructura del suelo en terrenos de Dakota del Sur con labranza cero, mediante una rotación de cultivos de maíz, soja y trigo acompañada de cultivos de cobertura . El cultivo principal ya se cosechó, 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 siembra directa , por ejemplo, mediante la siembra directa de semillas de cereales, o mediante el desarrollo y la siembra de variedades de cultivos perennes que no requieran labranza anual. El arroz puede cultivarse como cultivo de rebrote ; [ 29 ] y otros investigadores están explorando cereales perennes de estación fría, como el kernza , que se está desarrollando en Estados Unidos. [ 60 ]

El uso de fertilizantes y pesticidas puede reducirse en algunos policultivos , cultivando varios cultivos en un mismo campo al mismo tiempo. [ 61 ] El uso de fertilizantes nitrogenados derivados de combustibles fósiles puede reducirse mediante el cultivo intercalado de cereales con leguminosas que fijan nitrógeno . [ 62 ] Las emisiones de gases de efecto invernadero pueden reducirse aún más mediante un riego más eficiente o mediante métodos de captación de agua como el cultivo en contorno que reducen la necesidad de riego, y mediante el desarrollo de nuevas variedades de cultivos. [ 63 ]

Usos

Consumo directo

Algunos cereales, como el arroz, requieren poca preparación antes de su consumo. Por ejemplo, para preparar arroz blanco cocido , se lava y se hierve el arroz crudo molido . [ 64 ] Alimentos como las gachas [ 65 ] y el muesli pueden estar elaborados principalmente con 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. [ 66 ]

Alimentos a base de harina

Diversos cereales y sus productos.

Los cereales se pueden moler para hacer harina. La harina de trigo es el ingrediente principal del pan y la pasta . [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] La harina de maíz ha sido importante en Mesoamérica desde la antigüedad, con alimentos como las tortillas y los tamales mexicanos . [ 70 ] La harina de centeno es un componente del pan en Europa central y septentrional, [ 71 ] mientras que la harina de arroz es común en Asia. [ 72 ]

Un grano de cereal consta de endospermo amiláceo , germen y salvado . La harina integral contiene todos estos componentes; la harina blanca carece de parte o la totalidad del germen o el salvado. [ 73 ] [ 74 ]

Alcohol

Debido a su alto contenido en almidón, los cereales se utilizan frecuentemente para elaborar alcohol industrial [ 47 ] y bebidas alcohólicas mediante fermentación . Por ejemplo, la cerveza se produce mediante la fermentación del almidón , principalmente de granos de cereales, sobre todo de cebada malteada . [ 48 ] En Asia se elaboran vinos de arroz como el sake japonés; [ 75 ] en China se elaboraba un vino fermentado de arroz y miel hace unos 9000 años. [ 50 ]

Alimento para animales

Porcentaje de cereales utilizados para la alimentación animal.
Pollos que comen alimento rico en cereales [ 76 ]

Los cereales y sus subproductos, como el heno, se utilizan habitualmente como alimento para animales de granja . Entre los cereales más comunes para la alimentación animal se encuentran el maíz, la cebada, el trigo y la avena. Los granos húmedos pueden tratarse químicamente o transformarse en ensilaje ; aplanarse o prensarse mecánicamente y conservarse en un recipiente hermético hasta su uso; o almacenarse secos con un contenido de humedad inferior al 14 %. [ 77 ] Comercialmente, los granos suelen combinarse con otros materiales y se transforman en pellets de pienso. [ 78 ]

Nutrición

Integral y procesado

Los granos integrales utilizados en este pan tienen más de la semilla original, lo que los hace más nutritivos pero más propensos a deteriorarse durante el almacenamiento. [ 79 ]

Como granos integrales , los cereales proporcionan carbohidratos , grasas poliinsaturadas , proteínas , vitaminas y minerales . Cuando se procesan eliminando el salvado y el germen, solo queda el endospermo amiláceo. [ 73 ] Los nutrientes que se añaden a los cereales durante el enriquecimiento nutricional incluyen hierro, calcio, zinc y folato. [ 80 ] En algunos países en desarrollo , los cereales constituyen la mayor parte de la alimentación diaria. En los países desarrollados , el consumo de cereales es moderado y variado, pero aún sustancial, principalmente en forma de granos refinados y procesados. [ 81 ]

Equilibrio de aminoácidos

Algunos cereales son deficientes en el aminoácido esencial lisina , lo que obliga a las culturas vegetarianas a combinar su dieta de cereales con legumbres para obtener una dieta equilibrada. Sin embargo, muchas legumbres son deficientes en el aminoácido esencial metionina , que contienen los cereales. Por lo tanto, una combinación de legumbres con cereales forma una dieta bien equilibrada para los vegetarianos. Estas combinaciones incluyen dal (lentejas) con arroz en el sur de la India y Bengala , frijoles con tortillas de maíz , tofu con arroz y mantequilla de maní con pan integral de trigo (como sándwiches) en varias otras culturas, incluidas las de América. [ 82 ] Para la alimentación animal , la cantidad de proteína cruda medida en los cereales se expresa como concentración de proteína cruda del grano. [ 83 ]

Comparación de los principales cereales

Productos básicos 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 las materias primas más importantes del mundo por tonelaje, ya sea medido por producción [ 85 ] o por comercio internacional. Varios productores importantes de cereales dominan el mercado. [ 86 ] Debido a la escala del comercio, algunos países se han vuelto dependientes de las importaciones, por lo que los precios o la disponibilidad de los cereales pueden tener impactos desproporcionados en países con un desequilibrio en el comercio de alimentos y, por ende, en la seguridad alimentaria . [ 87 ] La ​​especulación , así como otros factores compuestos de producción y suministro que llevaron a la crisis financiera de 2008 , crearon una rápida inflación de los precios de los granos durante la crisis mundial de precios de los alimentos de 2007-2008 . [ 88 ] 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 ucraniano y ruso, causando una crisis mundial de precios de los alimentos en 2022 que afectó a países que dependen en gran medida de la harina de trigo. [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ]

Producción

Superficie mundial cosechada de cultivos primarios por grupo de productos básicos.

Los cereales son los cultivos más importantes del mundo por tonelaje de grano producido. [ 85 ] Tres cereales, maíz, trigo y arroz, representaron en conjunto el 91% de toda la producción mundial de cereales en 2024, y el 40% de la disponibilidad mundial de energía alimentaria en 2023, [ 93 ] mientras que la producción de avena y centeno ha caído drásticamente desde sus niveles de la década de 1960. [ 94 ]

Otros cereales no incluidos en las estadísticas de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura ( FAO ) son el arroz salvaje , que se cultiva en pequeñas cantidades en Norteamérica, y el teff , un grano ancestral que constituye un alimento básico en Etiopía . [ 95 ] El teff se cultiva en el África subsahariana como pasto, principalmente para alimentar caballos. Es rico en fibra y proteínas. Su harina se usa a menudo para hacer injera . Se puede consumir como cereal caliente para el desayuno, similar a la sémola, con sabor a chocolate o a nuez. [ 95 ]

Producción de cereales
Rendimiento de cereales

La tabla muestra la producción anual de cereales en 1961, 1980, 2000, 2010 y 2024. [ a ] ​​[ 96 ] [ 94 ] [ 97 ]

Comercio

Un buque granelero , 2006

Los cereales fueron los productos básicos más comercializados en términos de cantidad en 2023, siendo el trigo, el maíz y el arroz los principales involucrados. América y Europa fueron los mayores exportadores, y Asia el mayor importador. [ 86 ] En 2023, Brasil fue el mayor exportador de maíz, India el mayor exportador de arroz y China el mayor importador de ambos. Muchos otros países comercializan cereales, tanto como exportadores como importadores. [ 99 ] Los cereales se negocian como futuros en los mercados mundiales de materias primas , lo que ayuda a mitigar los riesgos de cambios en los precios, por ejemplo, si las cosechas fracasan. [ 100 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ 1961 es el año más antiguo para el quese dispone de estadísticas de la FAO .
  2. ↑ El peso indicado corresponde al arroz con cáscara.

Referencias

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