Tema 4: Trigo, descripción botánica y producción en España

Descripción Botánica del Trigo

Tema 4 .- TrigoDescripción botánica del trigo

• El trigo es un cereal que pertenece a la familia de las Gramíneas y al género Triticum.
• Los trigos se clasifican en las tres especies T. monococcum, T. turgidum y T. aestivum:
• Triticum monococcum: son plantas diploides con 14 cromosomas. Se denomina einkorn, espelta pequeña o escaña menor. Los trigos tetraploides se originaron con el cruzamiento espontáneo de un trigo diploide (T. urartu) cultivado con una gramínea silvestre diploide (Aegilops speltoides).
• Triticum turgidum: son plantas tetraploides con 28 cromosomas (14 x 2).
• Triticum turgidum var. durum es el trigo duro o semolero (para fabricación de pasta).
• Triticum aestivum: son plantas hexaploides con 42 cromosomas (14 x 3).
• Triticum aestivum var. aestivum es el trigo blando, harinero o panificable (harinas y pan).
• Triticum aestivum var. spelta es la espelta o escaña mayor. Comercialmente, los trigos más cultivados son el trigo blando y el trigo duro. Los trigos hexaploides de la especie T. aestivum se originaron con el cruzamiento espontáneo de un trigo tetraploide cultivado (T. turgidum) con una gramínea diploide (Aegilops tauschii). Matsuoka, Y. (2011). Evolution of Polyploid TriticumWheats under Cultivation. Plant Cell Physiol, 52(5).Descripción botánica del trigo

Variedades de Trigo

Espelta pequeña o escaña menor (Triticum monococcum) Trigo diploide Trigo duro (Triticum turgidum var. durum) Trigo tetraploide Variedad con espiga blanca y aristas negras Variedad con espiga blanca Espelta o escaña mayor (Triticum aestivum var. spelta) Trigo blando (Triticum aestivum var. aestivum ) Trigos hexaploides Variedad con espiga mocha (sin aristas) Variedad con espiga aristadaMorfología de la planta: espiga del trigo

Morfología de la Espiga del Trigo

Cereal Inflorescencia Nº espiguillas/nudo Nº flores/espiguilla 3 o más Trigo Espiga 1 Centeno Espiga 1 2 Cebada Espiga 3 1 Arroz Panícula Avena Panícula 2 - 3 7 8 6 10 4 5 3 1 2 Developed seeds (from fertile florets ) Infertile floret Glumes Trigo

• Una espiguilla en cada nudo del raquis. Cubierta con las glumas.
• Tres o más flores en cada espiguilla. Cubiertas con la palea y la lemma (con arista o sin arista).
• Al cosechar el grano (trilla) se desprenden las glumas y la pálea y la lemma (grano desnudo). 1 .- Eje principal o raquilla 2 .- Eje de la espiguilla o raquilla 3 .- Glumas 4 .- Lemma (a veces aristada) 9 .- Estambres 5 .- Pálea 10 .- Glumelulas o lodículas Espiguilla de trigo con 3 o más flores Pálea Lemma Glumas 1 3 6 .- Eje de la flor (muy alargado) 7 .- Estigmas 8 .- Ovarios CMorfología de la planta

Fruto y Grano de Trigo

Características del Grano de Trigo

o El grano de trigo es un fruto en cariópside, ya que la cubierta de las semillas está soldada al pericarpio.

• El grano está desnudo, ya que las glumas y glumillas (palea y lemma) se separan al recolectarlo en el proceso de trilla. Glumas y glumillas Surco ventral Pericarpio Salvado Endospermo Embrión &Morfología de la planta

Composición del Grano de Trigo

Grano de trigo Salvado: Formado por pericarpio, testa y aleurona 15% peso grano Fibra (celulosa, pentosanas): 53% Endospermo: Formado por las células de almacenamiento de las reservas del grano 82% peso grano Almidón: 50-65% Proteínas: 7-17% Fibra (beta-glucanos) Embrión: 3% peso grano Proteínas Lípidos Minerales Vitamina E Salvado Endospermo Embrión >Morfología de la planta

Endospermo del Grano de Trigo

Grano de trigo: endospermo Almidón del endospermo Gránulos pequeños y grandes Los gránulos grandes: 80% del peso del almidón 10% del número total de gránulos El almidón está formado por: Amilosa 33% Amilopectina 66% Gránulos de almidón del endospermo de trigo blandoGrano de trigo

Proteínas del Trigo

Proteínas del trigo: Albúminas Globulinas 25% de la proteína total Forman parte de enzimas y membranas, se encuentran sobre todo en la aleurona y embrión. Gliadinas Gluteninas 75% de la proteína total Son proteínas de reserva, son de alto peso molecular, se encuentran en el endospermo Las proteínas de reserva forman el gluten: Gliadinas: Tipos: a B y w Proteínas monoméricas Gluteninas: Poliméricas (polipéptidos unidos por puentes disulfuro) Bajo peso molecular: 30-55 kDa Alto peso molecular: 100-140 kDaCalidad de los trigos blandos

Calidad de los Trigos Blandos

Influencia del Gluten en la Calidad Panadera

Las gliadinas y gluteninas forman el gluten del trigo. Estas proteínas son las que confieren calidad panadera al trigo blando, ya que el gluten hace que la masa retenga el dióxido de carbono de la fermentación de la levadura y que haga "subir" el pan, y así la miga quede esponjosa, al igual que en la elaboración de bollería esponjosa con masas fermentadas. La fuerza panadera se expresa con el parámetro W.

• A mayor valor de W, mayor fuerza panadera.
• A mayor fuerza, mayor capacidad de la masa para aguantar la presión del gas que genera la fermentación.
• Con harinas de mayor valor de W se consigue un mayor volumen en el pan y la miga tiene más alvéolos (fotografía de abajo).
• Los panes hechos solo con harinas de bajo valor de W son de miga densa y sin "ojos" ni alvéolos en la miga.
• El valor de la fuerza panadera (W) depende del contenido de proteína del grano de trigo (figura de abajo). 450 y = 51.9x - 315.2, R2 = 0.72* . 400 . Fuerza panadera W (x 10-4J) 350 300- 250- . 200 10 11 12 13 14 Contenido de proteína del grano (%) López-Bellido et al. (2001)Calidad de los trigos blandos

Parámetros de Calidad del Trigo Blando

• El contenido de proteína confiere calidad panadera al trigo blando, así como la fuerza panadera (W).
• El trigo panificable debe tener más de un 11% de proteína y más de 160 de valor de W.

PARÁMETROS Proteína (%) W 1 ≥ 13 ≥ 300 2 ≥ 12 200 ≤ W <300 3 ≥ 11 100 ≤ W <200 4 > 10 < 100 5 El resto El grupo 1 de más calidad debe tener un contenido de proteína mínimo del 13% y una fuerza panadera (W) superior a 300 (harinas de fuerza). Los trigos panificables deben tener mas del 11% de proteína (grupos 1, 2 y 3) y una W>160.

• Otros parámetros de calidad del trigo blado son la humedad del grano, el peso específico del grano, el porcentaje de impurezas del grano y el índice de caída (ver tabla de abajo). Para los trigos blandos se establecen cuatro grados (I a IV) en función de los parámetros de la tabla. Cuando la humedad es alta, el peso específico bajo y hay más impurezas, el grado es peor. Las harinas de calidad deben tener un baja actividad alfa-amilasa que se mide con el tiempo de caída, que debe ser mayor de 300 segundos en el grado I.

PARÁMETROS Humedad (%) Peso específico (kg/hl) Índice de Caída (segundos) Impurezas (%) 1 ≤ 12 ≥ 80 ≥ 300 < 2 = ≤ 12,5 ≥ 78 ≥ 280 < 4 GRADO III ≤ 13 ≥75 ≥ 250 < 6 IV > 13 <75 ≥ 250 > 6 Ejercicio: Qué cantidad de proteína debe de tener un trigo blando para ser panificable. ¿Y valor de W? ¿Y para harina de fuerza? En el Real Decreto 1615/2010 se describen las normas de calidad de trigos blandos y trigos duros. Para los trigos blandos se establecen cinco grupos (1 a 5) en función de, entre otros, los parámetros de la tabla. GRUPOCalidad de los trigos duros

Calidad de los Trigos Duros

Factores Determinantes de la Calidad del Trigo Duro

En el trigo duro la calidad viene determinada por la firmeza de la pasta que se elabora con su harina. Al aumentar el contenido de proteína del grano aumenta la firmeza (gráfica de la derecha). Al aumentar el contenido de proteína también aumenta la vitrosidad del grano (gráfica de abajo). El endospermo vítreo tiene una mayor proporción de gliadinas en el gluten (gluten: suma de gliadinas y gluteninas) que proporcionan mayor adhesión de la matriz proteica a los gránulos de almidón, mejorando la firmeza de la pasta, frente a endospermos harinosos que tienden a deshacerse. 700 Firmeza de la pasta (g) 600 Peak force (g) 500 400 y = 43.26x+ 19.57 R2 = 0.90 300 200 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Contenido de proteína (%) Endospermo harinoso Endospermo vítreo > La ratio gliadinas/gluteninas influye en la vitrosidad.

• Trigos duros de alta vitrosidad: ratio gliadinas/gluteninas = 1
• Trigos duro de baja vitrosidad y endospermo harinoso: ratio < 0,9 95 y = 4,9111x+20,871 . 90 R2 = 0,8983 Vitrosidad (%) 85 . . 80 75 70 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 Proteína (%) López-Bellido et al. (2001) Fu et al. (2018) -Calidad de los trigos duros

Normas de Calidad para Trigos Duros

En el Real Decreto 1615/2010 se describen las normas de calidad de trigos blandos y trigos duros. Para los trigos duros se establecen cuatro grupos (1 a 4) en función de, entre otros, los parámetros de la tabla. El grupo 1 de más calidad debe tener un contenido de proteína mínimo del 13% y una vitrosidad mayor del 80%, además de un peso específico del grano superior a 80 kg/hl. También se establecen 4 grados (I a IV) en función de los parámetros de la tabla. Cuando la humedad es alta y hay más impurezas, el grado es peor. Las harinas de calidad deben tener un baja actividad alfa-amilasa que se mide con el tiempo de caída, que debe ser mayor de 300 segundos en el grado I.

PARÁMETROS Proteína (%) Peso específico (kg/hl) Vitrosidad (%) 1 ≥ 13 ≥ 80 > 80 2 ≥ 12 ≥78 > 75 3 ≥ 11 ≥77 > 60 El resto PARÁMETROS Humedad (%) Índice de Caída (segundos) Impurezas (%) GRADO I ≤ 12 > 300 < 3 = ≤ 12,5 > 300 < 4 III ≤ 13 > 250 < 6 IV > 13 < 250 > 6 Ejercicio: Qué vitrosidad debe tener un trigo duro para ser de alta calidad (grupo 1). ¿Y qué contenido de proteína? GRUPO 4Producción mundial de trigo

Producción Mundial de Trigo

Superficie y Producción Global

• Superficie cultivada:
• 219 millones de ha
• 30% superficie cereales
• Primer cereal por superficie cultivada
• Producción: . 750 millones de toneladas al año
• 25% producción de cereales 250 219 197 200 167 Superficie (Mha) 150 100 47 41 50 31 10 4 4 0 Trigo Maíz Arroz Cebada Sorgo Mijo Avena CentenoTriticale Ejercicio: Trigo 750 millones de toneladas Maíz Arroz Cuál es el rendimiento medio (en kg/ha). RTO=(750.000 106 kg/219 106 ha)= 3425 kg/ha 300 200 100 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 FAO (2017) 1200 1100 1000 900 800 Producción (Mt/año) 700 600 500 400 Cebada Qué superficie se dedica en el mundo al cultivo de trigo y qué cantidad se produce.Producción mundial de trigo

Distribución Geográfica y Comercio del Trigo

• El trigo se produce mayoritariamente en Asia (45%) y Europa (34%).
• El 80% de la producción mundial se concentra en 15 países (tabla).
• China es el principal productor mundial, seguido de India y Rusia.
• Cada año se comercia con unos 200 Mt de trigo:
• Supone el 27% de la producción.
• Es el primer cereal por volumen de exportaciones.
• Diez países exportan el 80% del trigo del mundo:
• Principales exportadores: Rusia, USA, Canadá, Francia y Ucrania.
• Argentina y Australia exportan desde el Hemisferio Sur.
• Quince países importan el 50% del trigo del mundo (tabla).

Producción (Mt/año) China 133,1 Exportaciones (Mt/año) Indonesia 10,3 Turquía 9,7 China 8,2 Rusia 77,5 USA 51,2 Canadá 26,1 Francia 35,4 Francia 19,8 Argelia 7,1 Brasil 6,2 Filipinas 6,2 Bangladesh 6,0 Nigeria 5,9 Marruecos 5,5 Japón 5,4 Holanda 4,3 España 4,2 Alemania 4,0 FAO (2020) Producción mundial de trigo África Oceanía 4%. 2% América 15% Asia 45% Europa 34% Importaciones (Mt/año) India 103,7 Rusia 37,3 USA 26,1 Egipto 9,0 Italia 8,0 Canadá 33,4 Ucrania 26,0 Pakistán 24,9 Alemania 21,8 Alemania 9,3 Kazajistán 5,2 Polonia 4,7 Australia 17,7 Irán 14,5 Kazajistán 13,2 UK 13,1 Ucrania 18,1 Australia 10,4 Argentina 10,2 Turquía 19,8 Argentina 19,3