10/11/2013
“DESARROLLO POTENCIAL DE MAÍCES ESPECÍFICOS PARA USOS INDUSTRIALES Y AGROALIMENTARIOS A TRAVÉS DEL MEJORAMIENTO GENÉTICO”. Ricardo Ernesto Preciado Ortiz
Introducción En México cada día son más importantes los maíces especializados debido a su contribución a la alimentación humana, pecuaria y como materia prima en la industria de la transformación
1
10/11/2013
Con los maíces especializados, se abre una oportunidad para los productores maiceros de México de competir en el ámbito internacional con la generación de productos de valor agregado, que permitan hacer más competitiva la producción de maíz.
2
10/11/2013
HARINERO 9.2%
PECUARIO 51.3%
ALMIDONERO 36.5%
FRITURAS Y BOTANAS 1.2%
CEREALERO 1.8%
Principales usos industriales del maíz en México
3
10/11/2013
Carbohidratos 70-77%
Proteínas 7-10%
Lípidos 3-5%
Vitaminas 0.08%
Minerales 0.05%
Cascar l a
Ep dermis Mesocarpio
Fibra cruda 10-15%
Célu as c uzadas Célu as tubulares
Célu as que contienen gránulos de almidón en una mat iz proteica
Testa Capa de a eurona Endospermo cr stalino Endospermo harinoso
Embr ón o germen
Pa ed celular Escu e o Plúmula Pedicelo
Radícula
4
10/11/2013
•
•
A nivel mundial la innovación tecnológica en la industria del maíz ha seguido avanzando y cada vez se han desarrollado nuevas tecnologías que hacen más eficientes los procesos industriales, La propiedad intelectual de las nuevas tecnologías , limitan su disponibilidad en la industria de países en desarrollo donde en ocasiones ya es obsoleta y pone en una seria desventaja para la competencia en el ámbito internacional.
•Por lo anterior, resulta imperativo que se desarrolle la innovación tecnológica en todos los eslabones de la cadena productiva e industrial del maíz, incluyendo el maíz como materia prima.
5
10/11/2013
% de Endospermo Maices Criollos Maices Híbridos
60
Endospermo Duro (%)
50 40 30 20 10 0 20
30
40
50
60
Muestra
Diferencias significativas entre grupos
I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
113.97 m
Grosor de Pericarpio 120
Criollos H bridos
63
100
m
80
60
40
47.294 m
24
20
0
20
30
40
Muestra
Diferencias significativas entre grupos
50
60
I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
6
10/11/2013
Propiedades microestructurales
Estructuras internas y grado de compactación en grano Determinación de endospermo duro y suave en grano.
Suave
Duro
Germen
MICROSCOPIO OPTICO Narváez-González y col. (2006) ESEM Narváez-González y col. (2006) I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
1
4
Grado de Compactación
2
4
Criollos
3
Grado de Compactación
Híbridos 3
2
1
0 20
30
40
Muestra
50
60
I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
7
10/11/2013
Propiedades Químicas
Lípidos Proteínas Humedad Amilosa Aparente
AACC (1995)
Morrison y Laignelet (1983)
AOAC (1984)
AACC (1995) I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
Muestra
Humedad
Proteína
Lípidos
Cenizas
Almidón total
Amilosa aparente
Amilosa total
ASN
8.5 ± 0.38
7.1 ± 0.01
0.3 ± 0.03
0.6 ± 0.03
89.7 0.44
22.95 ± 0.59
25.50 ± 0.82
AN
8.8 ± 0.09
4.6 ± 0.08
4.4 ± 0.47
1.6 ± 0.03
87.7 1.87
25.96 ± 0.92
33.34 ± 0.36
8
10/11/2013
•A través de metodologías y equipos de laboratorio modernos ,es posible asistir la selección de maíces específicos mediante esquemas de mejoramiento genético, para el desarrollo de nuevos productos y procesos industriales más eficientes y redituables.
Las estrategias para hacer más redituable y competitivo el cultivo de maíz en diversos sistemas de producción son :
a)incrementar a ))i la producción unitaria, b) buscar un valor agregado del producto c) reducir costos de producción.
El Programa de Mejoramiento Genético de Maíz del INIFAP busca incidir en las tres estrategias, a través de la generación maíces especializados de alto potencial de rendimiento, que generen alternativas mas redituables y competitivas a los productores maiceros.
9
10/11/2013
Ejemplos del desarrollo de maíces específicos • • • • • • • • •
Maíces blancos Maíces de alta calidad de proteína, Maíces pigmentados, Maíces con alto contenido de aceite Maíces amarillos Maíces cerosos Maíces dulces, Maíces palomeros, Maíces forrajeros,
• Maíces blancos: Para la industria de la masa y la tortilla, que se adecuen a las normas mexicanas existentes y que den mayores rendimientos en los procesos de nixtamalización y elaboración de harinas;
10
10/11/2013
METODOLOGÍA •
Propiedades Físicas Pericarpio
– – – – – –
Dureza de grano Disección de grano Índice de flotación Tamaño de grano Peso de 1000 granos Color de grano
Texturometro TX-XT2
Germen
Endospermo
Pedicelo
(Mauricio y Col. 2004)
(Norma Oficial Mexicana 2002)
(Mauricio y Col. 2004)
(Mauricio y Col.
2004)
I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
METODOLOGÍA
Calidad Tortillera
Pérdida de peso Rendimiento de tortilla y masa Textura en tortilla
(Mauricio 2001)
(Mauricio y Col. 2004)
I.B.Q. Beatriz Adriana Rodríguez Romero
11
10/11/2013
• Maíces de alta calidad de proteína con mayor contenido de los aminoácidos esenciales lisina y triptófano
Propiedades físicas y de nixtamalización
12
10/11/2013
Propiedades Físicas en híbridos de QPM. Tratamiento
Endospermo Harinoso Corneo
Peso 1000 Granos, gr
Peso Hectolítrico Indice %Hum. Textura* % Pico % Pericarpio % Germen Kg/HL Flotación Grano
1
51.417
28.683
296.602
79.255
17.668
D
13.475
1.728
5.638
12.534
2
42.994
37.277
281.737
79.546
18.791
D
12.825
1.129
6.109
12.491
3
60.342
21.409
299.925
77.205
41.788
I
13.000
1.582
4.986
11.681
4
47.244
33.760
268.952
79.800
23.670
D
13.100
1.565
5.999
11.431
5
38.107
40.428
277.131
80.909
7.875
MD
13.175
1.616
6.164
13.684
6
45.801
34.766
276.076
79.233
24.303
D
13.600
2.107
5.425
11.901
7
49.389
30.385
290.481
80.986
6.691
MD
13.100
1.705
5.823
12.699
8
46.149
35.399
320.113
79.237
19.148
D
12.950
1.396
5.525
11.532
9
45.636
33.402
239.483
79.399
30.426
D
12.550
2.254
6.074
12.635
10
45.700
35.629
326.170
78.402
11.563
MD
13.650
1.540
4.907
12.224
11
50.573
30.258
317.569
80.118
21.705
D
12.200
1.505
5.200
12.464
12
49.152
31.506
311.281
79.292
13.224
MD
13.750
1.770
5.090
12.482
13
53.033
28.691
256.496
79.754
27.003
D
12.050
1.904
5.119
11.253
14
48.699
32.269
316.996
80.869
11.260
MD
11.925
1.628
5.725
11.678
15
37.297
42.912
300.657
81.261
7.237
MD
12.150
1.872
6.258
11.661
16
46.485
35.990
332.008
77.791
38.334
D
13.025
1.857
4.178
11.490
GRAN MEDIA
47.376
33.298
294.480
79.566
20.043
12.908
1.697
5.514
12.115
DMS (0.05)
11.282
11.005
30.662
2.214
15.057
1.458
0.652
0.813
1.642
C.V.%
11.17
15.51
4.87
1.31
35.24
5.30
18.03
6.92
6.36
Propiedades de Nixtamalización en híbridos de QPM. Solidos gr
Rendimiento Rendimiento Volumen Nejayote, ml masaa Tortillab
Tratamiento
%Hum. Nixtamal
%Hum. Masa
%Hum. Tortilla
1
47.196
55.709
44.956
2 871
290 000
1.930
1.610
2
49.726
56.239
43.596
3 007
285 000
1.915
1.585
3
47.483
56.304
48.501
2.737
297 500
1.890
1.575
4
47.372
57.424
43.306
3 212
295 000
1.950
1.610
5
50.510
55.702
45.196
3.149
280 000
1.995
1.645
6
46.202
53.865
41.717
2.752
292 500
1.835
1.555
7
48.693
54.971
41.972
2 806
290 000
1.880
1.535
8
48.069
54.705
42.346
2 814
295 000
1.900
1.575
9
48.207
55.857
43.563
3 032
290 000
1.935
1.570
10
44.558
54.868
41.105
2.617
302 500
1.870
1.545
11
43.296
55.904
42.819
2 916
295 000
1.920
1.580
12
43.846
55.131
42.947
3.105
298 500
1.960
1.625
13
43.027
55.850
43.128
2.721
299 000
1.905
1.550
14
43.137
55.514
42.895
2 847
295 000
1.930
1.580
15
42.856
54.078
42.426
3 218
301 000
1.945
1.550
16
46.748
55.317
40.519
3 003
300 000
1.840
1.490
GRAN MEDIA
46.308
55.465
43.187
2 925
294.125
1.913
1.574
DMS (0.05)
2.658
2.516
3.536
0 355
13.637
0.058
0.069
C.V.%
2.69
2.13
3.84
5.69
2.18
1.43
2 05
13
10/11/2013
Propiedades de Nixtamalización en híbridos de QPM. Absorción de Agua 0 min
15 min
30 min
Tiempo Óptimo de a Cocción, mIn
1
50.80
52.20
56.80
y = 0.2x + 50.27
4.25
2
51.10
52.00
56.10
y = 0.1667x +50.57
4.50
3
50.30
50.50
52.20
y = 0.0633x + 50.1
3.75
4
48.20
48.90
54.80
y = 0.22x + 47.33
3.25
5
53.30
53.00
55.30
y = 0.0667x + 52.87
4.50
6
46.80
47.10
51.20
y = 0.1467x + 46.17
3.50
7
51.00
51.50
54.40
y = 0.1133x + 50.27
3.25
8
50.10
51.90
54.30
y = 0.14x + 50
3.25
Tratamiento
Remoción de Pericarpio
9
49.20
51.80
54.20
y = 0.1667x + 49.23
3.25
10
49.40
49.50
52.60
y = 0.1067x + 48.9
3.25
11
49.20
52.40
53.00
y = 0.1267x + 49.63
4.00
12
47.20
49.70
53.30
y = 0.2033x + 47.02
3.00
13
45.20
46.80
48.90
y = 0.1233x + 45.12
2.00
14
47.00
49.80
52.70
y = 0.19x + 46.98
3.00
15
43.90
44.90
49.80
y = 0.1967x + 43.25
3.25
16
44.30
47.40
50.10
y = 0.1933x + 44.37
2.75
14
10/11/2013
Propiedades quĂmicas nutrimentales
15
10/11/2013
DESARROLLO FISICO( PESO/EDAD) DE NIﾃ前(A)S DE ACUERDO AL CONSUMO DE MAIZ NORMAL Y MCPM. ENERO 2001-FEBRERO 2002.
90
DESARROLLO FISICO(%
88
86
84
82 MCP 80
78
NORMAL
76 E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
E2
F2
16
10/11/2013
• Maíces pigmentados: Por su contenido de antocianinas presentan propiedades nutraceuticas, antioxidantes y anti-cancerígenas que permiten reducir enfermedades crónico degenerativas
A la fecha se han identificado un grupo de híbridos experimentales pigmentados con buenas características agronómicas y competitivos en rendimiento.
17
10/11/2013
18
10/11/2013
instituto Nacional de investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
• Maíces con alto contenido de aceite
instituto Nacional de investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
• actualmente con las metodologías existentes y el equipo de laboratorio moderno, estamos en posibilidades de desarrollar metodologías que permitan seleccionar maíces con mayor contenido de ácidos grasos específicos de mayor interés nutrimental y nutraceutico;
19
10/11/2013
MaĂces amarillos
20
10/11/2013
• Maíces cerosos
• Los Maíces cerosos se utilizaban como materia prima para pegamentos, ahora se utiliza como carbohidratos de alto peso molecular para el desarrollo de músculos
21
10/11/2013
• Maíces dulces
• Maíces palomeros
22
10/11/2013
• Maíces forrajeros
¿Por qué mejorar el maíz para forraje? • El maíz alto productor de energía • Principal forraje para el ganado lechero • Grandes necesidades de forraje. • Altos costos de concentrados alimenticios. • Híbridos para grano usados como forrajeros.
23
10/11/2013
¿Por qué es importante la calidad del forraje?
Híbrido H-1
MST t/ha 20.1
FDN % 51.2a
FDA % 28.7a
DIV % 65.7b
LECHE t/ha 10.7b
H-2
19.6
47.5b
25.4b
74.3a
15.5a
Promedios con diferente letra son diferentes estadísticamente (P<0.05) Aprox 0.50 t/ha leche / unidad de cambio en DIV
Proyectos de colaboración interinstitucionales INIFAP-CIMMYT; INIFAP-UNAM; INIFAP-ITESM; INIFAP-UMSNH; INIFAP-UAQ; INIFAP-ITR; INIFAP-CP;
24
10/11/2013
Con base en los ejemplos anteriores, se puede afirmar que a través de un trabajo interdisciplinario e interinstitucional donde la industria se involucre de manera directa será posible el desarrollo tecnológico de los diversos componentes de la cadena de industrialización del maíz en México.
25