Índice de Materias. Página Resumen Ejecutivo... 3

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3 Índice de Materias Página Resumen Ejecutivo Características del Maíz de los EE.UU. Producción Comercialización Calidad Condición de exportación Calidad y Valor del Maíz Clasificaciones Contenido de humedad Valor nutritivo Almacenaje Tropical del Maíz Estadounidense Temperatura, contenido de humedad, y deterioración Contenido de humedad en equilibrio Condensación Material fino Mohos Insectos Mantenimiento de Calidad en Almacenaje Tropical Invertir el cono Control de existencias Monitoreo de humedad Monitoreo de temperatura Secar o enfriar Aireación Inhibidores de moho Tamizado Fumigación Referencias y Lecturas Recomendadas Apéndices Apéndice I Clasificación del maíz Apéndice II Monitoreo de la temperatura del grano Apéndice III Aireación en climas tropicales Apéndice IV Valor nutritivo y contenido de xantofila Apéndice V Resumen de recomendaciones

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5 Resumen Ejecutivo y Recomendaciones para el Almacenamiento Características El maíz de los EE.UU. es semiblando y dentado, el cual contiene dos tipos de células de endosperma en el mismo grano. Parte del endosperma consiste en células que contienen una combinación cristalina dura de almidones y proteínas. El resto del endosperma consiste en una combinación de almidón y proteína más blanda y opaca. Debido a estas características, las variedades de alta producción norteamericanas son semiblandas y se quiebran más fácilmente que las variedades más duras. El grano blando requiere menos energía y menos tiempo para moler que el grano duro. Las variedades de maíz común producen grano de alto valor energético y nutritivo. Además, hay maíces especiales de identidad preservada que tienen niveles aún más altos de energía y proteína. La zona norteamericana más productora de maíz tiene un clima que se mantiene frío y húmedo durante la época de la cosecha y durante los primeros seis meses de almacenaje. Por esto, la mayoría del maíz norteamericano se cosecha con contenidos altos de humedad y se seca con secadoras de granos. Este grano se almacena frío con un contenido de 14-17% de humedad. Los exportadores tienen que acumular cantidades de grano que contiene niveles de humedad baja para alcanzar los requisitos de exportación. Grados, Especificaciones de Contrato, y Almacenabilidad El grado limita tanto los daños como el material extraño La mayoría de maíz de producto básico de los EE.UU. se exporta bajo contratos que especifican US #2 o mejor. El límite de la clasificación de US #2 es 3% de granos quebrados y material extraño (BCFM). Esto significa que el grano que sale del silo del exportador rumbo al barco no puede contener más de un promedio de 3% de material que pasa por un tamiz de 12/64 pulgadas (4.8 mm) de huecos redondos. Para la clasificación US #2 se limita al 5% los granos dañados, o sea, decolorados por la acción del clima o plagas. No obstante, el contenido promedio de granos dañados del maíz de exportación es menos del 3%. La clasificación de los EE.UU. no limita el contenido de humedad El contenido de humedad no es un factor de clasificación puesto que se puede cambiar fácilmente sin cambiar la calidad inherente además del valor nutritivo del grano. Por lo tanto, si el exportador en los países tropicales tiene que almacenar el grano por más de unas semanas, es importante que limite el contenido de humedad bajo especificaciones de contrato. Un limite de 14.0 o 14.5% normalmente no es caro pero sí es una garantía importante. 3

6 Humedad y valor equivalente La humedad del grano contribuye peso sin proveer substancias nutritivas, tales como proteínas, almidones, grasas, vitaminas y minerales. El valor equivalente de grano a cualquier nivel de humedad se puede calcular multiplicando el precio por tonelada por la proporción del peso seco a los distintos niveles de contenido de humedad. Vamos a considerar el ejemplo de un comprador dispuesto a pagar $120/tonelada de un producto básico a un nivel de 15% de humedad. Si comprara el mismo producto básico a un nivel de 14% de contenido de humedad, recibiría más sustancias nutritivas por tonelada. En este ejemplo la proporción de peso seco es (100%-14% c.h.)/(100% - 15% c.h.) = [Véase nota a pie de página 1 ]. El valor equivalente por tonelada del producto básico al nivel de 14% contenido de humedad es $120* , o sea = $121.4/tonelada. Dicho de otra manera, a un nivel de 14% de contenido de humedad y $121.4/tonelada el comprador no paga más por kilogramo de sustancias nutritivas que $120/tonelada por el mismo producto básico a 15% c.h. Material Fino Definiciones El material fino del maíz consiste en partículas notablemente más pequeñas que los mismos granos. La mayoría del material fino en maíz de los EE.UU. consiste en pedazos de maíz quebrado y tiene más o menos la misma calidad de sustancias nutritivas que el grano entero. El punto de acumulación de este material fino debajo de la espita (tubo) por donde cae el grano al contenedor generalmente se designa como spoutline. En el maíz estas spoutlines contienen cinco veces o más material fino que el grano en otras partes de la masa. Tamizado El maíz se pasa por tamices para separar el material más grande que el mismo maíz así como también para sacar o quitar la mayoría del material fino. Si se limpia el maíz pasándolo por tamices antes de almacenarlo se acumula menos material fino en la columna central o spoutline y se simplifica el proceso de almacenamiento. Patrones de flujo Si no se limpia el maíz para sacarle el material fino, el manejo de los materiales finos depende del tipo y configuración del depósito de almacenaje. La salida del grano de los silos altos tiende a descargarse en un patrón de salida llamado flujo en masa en el cual el grano se descarga del depósito más o menos en el mismo orden en que fue introducido. Depósitos anchos, bajos con pisos planos como los depósitos de metal corrugado normalmente en uso en los molinos de alimentos en países tropicales muestran un patrón llamado flujo de embudo. En este tipo de flujo, la columna de grano inmediatamente arriba de la compuerta de salida es la primera en salir. El grano en la superficie sobre la compuerta de salida forma rápidamente un cono invertido. En un flujo de embudo la mayoría del grano que entró en último término al depósito es el primero en salir. En los depósitos de piso plano se quedan grandes cantidades de grano contra las paredes del depósito después que el grano ha dejado de fluir por la fuerza de gravedad. 1 La designación c.h. representa el contenido de humedad en base húmeda 4

7 Invertir el cono En los depósitos que tienen una espita de entrada central y una compuerta de salida central, se extrae la columna central o spoutline del maíz poco después de llenar el depósito. Esto deja un cono invertido en la superficie y no un pico en la superficie del grano. Esta práctica económica y sencilla extrae mucho del material fino y facilita enormemente el mantenimiento de la calidad del grano. Humedad Condensación Cuando los granos fríos pasan por aire tibio y húmedo, el agua a veces se condensa en la superficie del grano. Esto se ve de vez en cuando al descargar el grano frío en puertos tropicales. El grano absorbe esta humedad rápidamente. Si se mantiene el grano fresco por varios días o semanas, este contenido mayor de humedad y la humedad relativa dentro del grano tiene muy poco efecto negativo y el aumento del contenido de la humedad es bajo. Sin embargo, esta concentración de agua recién absorbida se mantiene en las capas de afuera del grano y puede causar que los medidores de humedad electrónicos sobreestimen la humedad del grano. Efecto de humedad en la tasa de deterioro Si el grano presenta altos contenidos de humedad, esto produce una humedad relativamente alta en el aire entre los granos, lo cual permite el crecimiento y respiración acelerada del moho. Por cada punto de porcentaje de humedad mayor del 14% aumenta la tasa de la respiración y deterioro del grano por un factor de aproximadamente dos, al tomar en cuenta el rango de temperatura normal que se encuentra en los depósitos de almacenaje en el trópico. Como se mueve la humedad La humedad puede emigrar y concentrarse en un área de la masa del grano. La humedad se mueve en forma de vapor por gradientes de presión del vapor producidos por las diferencias en la temperatura de una parte de la masa a otra. Otra manera de movimiento de la humedad puede ser causada por corrientes de aire impulsado por el viento o por efectos de chimenea. Normalmente en los climas tropicales la migración de humedad es causada más probablemente por los siguientes factores: Aireación. El proceso de aireación mal controlado probablemente causa la acumulación de humedad en partes de la masa del grano. Ejemplos de un proceso de aireación mal controlados incluyen airear grano fresco con aire tibio y húmedo, o mantener el grano a temperaturas más altas que la temperatura promedio ambiental, aireándolo sólo durante las horas calientes del día. Puntos calientes. Cuando el moho empieza a crecer rápidamente en una área de la masa del grano esto produce calor que aumenta la temperatura del grano y produce focos calientes. Las corrientes de aire caliente que van ascendiendo llevan la humedad producida por el deterioro o a lo largo de gradientes de concentración a las áreas más frescas del grano. 5

8 Efectos de la sombra. En sitios tropicales la pared interior de los depósitos en zonas con sombra con frecuencia desarrolla capas de granos oscuros y endurecidos que se pegan a la pared al sacar el grano. Se cree que estos daños son los resultados de concentraciones de humedad en las áreas más frescas del deposito. Temperatura Por qué cambia la temperatura Durante el almacenaje en zonas tropicales existen dos razones por las cuales cambia la temperatura del grano importado. Ya sea que el grano llegó más fresco que las condiciones ambientales existentes y poco a poco se está calentando para balancearse con esas condiciones, o el grano se está calentando de manera interna. Se puede descubrir la razón del cambio al observar el patrón de cambio de las temperaturas dentro de la masa. Efectos de la temperatura sobre la tasa de deterioro La tasa de respiración y deterioro del grano por encima de los límites del umbral para el crecimiento de moho depende de la temperatura y contenido de humedad del grano. Cada aumento de 10 ºC en la temperatura del grano a nivel normal de humedad, causa un aumento en la tasa de respiración y deterioro por un factor de tres. Gradientes de temperatura Existen gradientes de temperatura cuando la temperatura del grano en una parte de la masa es distinta de la de otra. Como el grano no es buen conductor de calor se pueden encontrar enormes diferencias de temperatura en solo pocos centímetros de grano. Ciertos gradientes de temperatura se producen cuando se calienta una parte de la masa del grano, o cuando se juntan en el mismo depósito granos de dos temperaturas extremadamente diferentes. Estos gradientes también ocurren cuando se introduce grano frío en un depósito de metal en clima caliente. En este caso, se calientan primero las superficies de arriba y de afuera, y la temperatura va aumentando hacia el centro de la masa. A corto plazo este tipo de gradiente no es peligroso para la calidad del grano porque la humedad normalmente tiene la tendencia de moverse hacia las áreas más frescas, las cuales están protegidas de cualquier deterioro por sus temperaturas más bajas. Sin embargo, el tipo de gradiente opuesto al anterior existe cuando el grano está más caliente que la temperatura ambiental y esto frecuentemente promueve deterioro en unas semanas. 6

9 Plagas Contaminación causada por plagas Los insectos causan contaminación del grano con partes de sus cuerpos y sus excrementos. La contaminación con orina y excremento de roedores así como los excrementos de aves pueden introducir organismos dañinos al grano, los cuales pueden introducirse en los alimentos. Control de aves y roedores Cuando se almacena el grano en un cobertizo abierto esto causa problemas por las aves y los roedores. Se debería mantener una barrera alrededor de la bodega en la cual no se permite vegetación y en la cual no haya agua. Se deberían sacar los excrementos de las aves y los roedores si es posible para no contaminar el grano y no pasar esta contaminación a los alimentos. Las aves son problemas particularmente en los puertos donde pueden contaminar el grano antes de que llegue a la bodega. Se recomienda una revisión de los alimentos para determinar si están contaminados con Salmonella u otros organismos. Control de insectos Los productores de alimentos normalmente no dan mucha importancia al presencia de insectos en el grano. Sin embargo, muchos importadores de maíz estadounidense producen harina, semilla o arroz molido en el mismo lugar donde producen alimentos para animales, así que es importante minimizar las infestaciones en los ingredientes sin procesar, incluyendo el maíz. El maíz de los EE.UU. no puede contener más de nueve insectos por kilogramo de muestra sin recibir la designación especial infestado. La mayoría del maíz exportado contiene niveles de densidad de insectos mucho más bajos. No obstante, en una planta procesadora que se preocupe por la presencia de insectos en el grano almacenado es mejor limitar los niveles de infestación en las especificaciones del contrato o requerir fumigación durante el tránsito. Una vez que el producto llega al país, el método más eficiente de controlar los insectos incluye un buen sanidad y programa de monitoreo, el uso de aireación para mantener la temperatura del grano por debajo de la temperatura diaria promedio del ambiente, así como limitar los períodos de almacenamiento en condiciones tropicales. Control de mohos Durante el almacenaje en climas tropicales, el moho causa la mayoría de los problemas de calentamiento, compactación, y deterioro que sufre el maíz. Se puede manejar controlando el contenido de humedad y temperatura del grano y de esa manera limitar su capacidad de crecimiento. En muchos países los inhibidores de moho se usan con frecuencia para demorar los daños en el alimento final. Si se aplica el inhibidor de moho al grano antes de almacenarlo, esto retrasa el calentamiento, reduce la tasa de crecimiento del moho, y preserva la materia seca. El uso de inhibidor de hongo es más eficiente en cuanto a la efectividad de costo en los casos en los cuales se agrega al alimento final siempre, o en las tierras bajas donde almacenar por más de dos meses es extremadamente difícil. No se debe esperar que los inhibidores de moho destruyan todo el moho o detengan el calentamiento que ya ha empezado. Los inhibidores de moho no pueden destruir la micotoxina ni sacarla del grano. 7

10 Micotoxinas Fuentes de micotoxinas Los mohos produces sustancias tóxicas llamadas micotoxinas. A veces existen toxinas en granos de cereal. En los EE.UU. todo maíz de exportación se analiza para la presencia de aflatoxina, la toxina más común. No se puede cargar maíz que contiene más de 20 ppb (partes por billón.) Toxinas de hongos de campo Ciertos hongos incluyendo los del género fusarium crecen comúnmente en plantas de maíz. Es muy común y nada raro encontrar estos hongos en el tejido exterior de los granos de maíz recién cosechados. La presencia continua de altos porcentajes de granos infectados con fusarium normalmente indica que el grano ha sido almacenado bajo buenas condiciones. La razón es que las mismas condiciones que promueven el crecimiento de hongos de almacenamiento tienden a causar la muerte del hongo fusarium en la semilla. El hongo fusarium causa la podredumbre del tallo y la espiga así como otras enfermedades de las plantas dependiendo de las condiciones del medio ambiente. El crecimiento de este hongo también puede resultar en la contaminación de la semilla con micotoxinas. DON, fumonisina, T-2 toxina y zearálenona son ejemplos de estos tipos de toxinas que a veces se encuentran en el grano cosechado. Normalmente la contaminación de micotoxinas es un fenómeno localizado presente durante unas cosechas y no otras. Aproximadamente 80% del maíz cultivado en los EE.UU. es de consumo interno así que la presencia de estas sustancias y la ubicación de áreas con problemas, típicamente se descubren mucho antes de que los granos contaminados entren en los canales de exportación. Toxinas de hongos de almacenamiento Ciertas especies de hongos se especializan en atacar semillas almacenadas. Bajo condiciones poco comunes de alta húmedad y altas temperaturas, algunos de estos hongos pueden producir micotoxinas. Las mismas buenas prácticas de almacenamiento que mantienen la calidad del grano previenen la contaminación con estas micotoxinas. Control de micotoxinas Existen varios equipos de prueba para revisar los ingredientes sin procesar de los alimentos para animales. El muestreo y pruebas rutinarias aseguran que el alimento esté libre de toxinas. 8

11 Características del Maíz de los Estados Unidos Producción Por más de un siglo el maíz ha sido la cosecha más grande de los Estados Unidos. Más de 70% de maíz producido en los EE.UU. se cultiva en la zona o cinturón de maíz en los estados templados de Iowa, Illinois, Nebraska, Minnesota, Indiana, Ohio y Dakota del Sur (Figura 1). Esta zona de Norteamérica es una de las áreas agrícolas más productivas del mundo debido a su tierra profunda, fértil, con topografía plana y ondulada, suficiente lluvia, además de una época larga de cultivo. Al principio del verano norteamericano se siembra semilla híbrida de alto rendimiento y luego se cosecha al principio de la época fría del invierno. Figura 1. Más de 70% de todo el maíz de los EE.UU. se cultiva en estos estados templados. Existe una red amplia de recursos disponibles para ayudar a que los productores de maíz en los EE.UU. eleven al máximo el rendimiento y calidad de su cosecha. Tanto entidades privadas como públicas invierten millones de dólares en programas de semilleros. La industria privada, así como el Servicio de Extensión Cooperativo de los EE.UU., proporcionan una variedad de información sobre cultivo, fertilización y control de plagas. Los campos de pruebas les permite a los productores comparar las pruebas de variedades, además del rendimiento y datos sobre la calidad. Muchas de las empresas más grandes y progresivas que fabrican maquinaria agrícola compiten para ofrecer sus servicios a los agricultores, brindándoles la tecnología más avanzada en cuanto al cultivo, control de plagas y cosecha. 9

12 Comercialización Parte del maíz se transporta directamente del campo a las plantas de silos de grano, los cuales proporcionan servicios para secar y almacenar el grano, mientras que otra parte se almacena en las granjas. Muchas de las granjas tienen sus propias secadoras, así como depósitos grandes para el grano. Más de 20% de la producción de maíz en los EE.UU. es para la exportación. La mayoría de este maíz se transporta a los elevadores de exportación en el Golfo de Méjico por río, en barcazas, pero también se transportan grandes cantidades por ferrocarril a los elevadores de exportación en las costas del Este y Oeste de los Estados Unidos. Calidad Así como los otros pastos, el grano de maíz contiene un pericarpio, es decir, una capa fibrosa en el exterior del grano producida por la planta madre para proteger la semilla (Figura 2.) Dentro del pericarpio se encuentran las dos estructuras más importantes de la semilla, el germen y el endosperma. El endosperma es un depósito de almidones y otros carbohidratos que producen la energía que la nueva planta requiere al germinar la semilla. El germen contiene tejidos de planta en estado embrionario, los cuales incluyen la raíz, el retoño, y una estructura conocida como el órgano escutiforme, que le proporciona sustancias nutritivas además de materiales para crear células a la planta nueva al germinar la semilla. Figura 2. Estructura interna del grano de maíz de los EE.UU. 10

13 Puesto que estas estructuras tienen distintas razones de ser, ellas contienen distintos tipos de sustancias nutritivas. El pericarpio representa sólo aproximadamente 5% del peso total del grano de maíz pero contribuye casi toda la fibra. El germen representa aproximadamente 13% del peso del grano de maíz de producto básico, pero contribuye aproximadamente con 85% de los lípidos (grasas y aceites) y casi un cuarto de toda la proteína. El endosperma, que representa más del 80% del peso total del grano de maíz de producto básico, consiste casi completamente en almidón y proteína. Las variedades de maíz híbridas producen un grano con dos tipos de endosperma y con un dentado pronunciado al lado opuesto del germen. El endosperma consiste en células grandes con paredes muy delgadas. Dentro de las células traslúcidas (duras) del endosperma se encuentran los gránulos de almidón bien comprimidos. Este almidón junto con el tipo de proteína que existe entre los gránulos adquiere una apariencia vítrea así como una textura quebradiza. En el endosperma opaco (blando) los gránulos de almidón son de forma más esférica, lo cual permite la presencia de espacios de aire entre los gránulos. Estos minúsculos espacios de aire, así como el tipo de proteína, contribuyen a la apariencia opaca y a la textura blanda. Las variedades producidas en los EE.UU. se desarrollan con el fin de proveer potenciales de alto rendimiento, resistencia a las enfermedades, y buenas calidades nutritivas. Son tipos semiblandos con un pericarpio que, por casualidad, contienen concentraciones relativamente bajas de pigmentos amarillos y de color naranja (carotenos y xantofilas). Estas características de endosperma semiblandos y color amarillo relativamente pálido no son de mucha importancia en el mercado doméstico, pero sin embargo son de interés para los compradores internacionales del maíz estadounidense. Este tipo de endosperma contribuye a la característica del maíz de los EE.UU. que se quiebra al ser manejado después de un secamiento a altas temperaturas. El proceso de manejo requerido para la exportación, dada la repetición de elevaciones, caídas e impactos, además de fuerzas mecánicas a las cuales se somete el grano durante el proceso, produce desafíos para el importador. Durante el proceso de exportación los trocitos pequeños del endosperma se muelen y forman harina, creando el polvo blanco que bien conocen los importadores. En ciertos mercados el contenido bajo de caroteno en maíz requiere que se adicionen pigmentos a los alimentos de las aves de corral para producir el color deseado de los huevos y la carne. 11

14 Condición de Exportación Existen varios factores que afectan la almacenabilidad de grano importado. El primero es el contenido de humedad. La mayoría de los importadores de maíz de los EE.UU. especifican un contenido de humedad máxima en los granos. Se recomienda esta práctica puesto que es la única medida de control posible sobre uno de los parámetros más importantes que afectan la tasa de deterioro. En los últimos años, el promedio del contenido de humedad del maíz de los EE.UU. exportado ha sido aproximadamente 14.3%, probablemente debido a las especificaciones máximas de contenido de humedad de 14.5% en la mayoría de los contratos. De todo el maíz producido en los EE.UU., el maíz con más probabilidad de ser exportado es el que se encuentra cultivado cerca de los ríos a través de los cuales se transporta a los elevadores de exportación. En la zona conocida como el cinturón de maíz, lo más probable es que se cosecha el maíz cuando contiene un mínimo de 20% de humedad. Ahora, típicamente se seca el maíz en secadoras de grano y se almacena a 15-17% de contenido de humedad. Durante el proceso de aireación subsiguiente así como el almacenaje durante los meses fríos del invierno, el grano se seca aún más. Muchos granos de distintos orígenes y con distintas características se mezclan para lograr los requisitos de contenido de humedad, densidad a granel, y otras especificaciones de los contratos de exportación. El porcentaje de granos quebrados y granos ya dañados también afecta la almacenabilidad del grano. El promedio del contenido de maíz quebrado y materia extraña (BCFM) en el maíz de los EE.UU. exportado es el 2.7%, y el promedio de granos dañados es el 2.7%. Otros de los parámetros importantes para el almacenaje bajo condiciones tropicales de maíz de los EE.UU. es el número de granos infectados por mohos de almacenaje. Debido a que la prueba para determinar su presencia se demora varios días, esta información no está presente en el certificado de clasificación. Las infecciones de moho son una función de la historia del manejo y el almacenaje del grano, incluyendo el período de almacenaje, la humedad y la temperatura durante el almacenaje, además de los procesos de mezcla que han ocurrido durante el manejo de exportación. La Figura 3 muestra que el porcentaje de granos infectados por los mohos de almacenaje más importantes varía, dependiendo de la época de exportación del maíz de los EE.UU. Si la tasa de infección está alta, entonces el almacenaje bajo condiciones tropicales es más difícil. Aparentemente es más probable que el maíz de los EE.UU. se podrá almacenar con más facilidad en condiciones tropicales si proviene de los meses de enero a junio. Para tener éxito en el almacenaje del grano de julio o agosto a noviembre o diciembre se requieren más precauciones. 12

15 Figura 3. Porcentaje de granos de maíz de los EE.UU. infectados con especies del moho de almacenaje Aspergillus en el puerto de destino. 13

16 Calidad y Valor del Maíz Clasificaciones (Grados) La mayoría del maíz que se exporta de los EE.UU. está clasificado como U.S. #2. El certificado de clasificación significa que el comprador recibe una garantía que se han obtenido muestras y han sidas analizadas por los empleados de la agencia oficial de inspección de granos (FGIS) quienes son entrenados, certificados, y supervisados durante el desempeño de sus tareas, que las muestras han sido fiscalizadas de acuerdo con las normas oficiales, que los equipos empleados para la clasificación han sido certificados y mantenidos, así como una lista extensiva de otras garantías. El Servicio Federal de Inspección de Granos (Federal Grain Inspection Service o FGIS) es una agencia del gobierno federal de los EE.UU, y es parte de una unidad denominada Grain Inspection, Packers, and Stockyards Administration (GIPSA). Las clasificaciones del maíz de los EE.UU. son muy bien conocidas y se presentan en el apéndice I. El peso específico significa el peso del maíz que ocupa un volumen estándar. Esta medida se fija en libras por bushel y se puede convertir a kg/hl multiplicando la lb/bu por BCFM es el material que cae al pasar por tamices con huecos redondos de tamaño de 12/64 pulgadas (4.8 mm) al agitar una muestra por el tamiz de aproximadamente 250g tomado al azar de manera recomendada. También incluye los tallos, tusas o choclos y otros materiales que no son granos de maíz y que no pasan por el tamiz. Bajo las normas de los EE.UU. cualquier grano que no pasa por el tamiz aunque se encuentre quebrado sigue considerándose como maíz entero. En los manuales del FGIS/GIPSA se encuentra una lista larga y detallada de la definición de granos dañados. No todo grano que tiene una forma rara, deforme o con apariencia oscura se considera dañado. Los que tienen daños mecánicos tampoco se consideran como granos dañados. Ciertos mordiscos de insectos tampoco se consideran daños. A fin de cuentas se considera como dañado solo un grano que ha sufrido deterioro por mohos o insectos a tal grado que podría afectar la calidad nutritiva. Especialmente en el caso del maíz, los factores de clasificación sólo aportan información limitada. El peso específico mide la densidad del grano pero no necesariamente es una manera exacta de predecir las características de la molienda o de la calidad nutritiva. El BCFM conlleva información sobre la cantidad de material fino pero no necesariamente indica sus características de almacenamiento. Si una muestra contiene un porcentaje elevado de granos dañados, esto indicaría que en un momento dado ocurrió deterioro del grano. Sin embargo, la existencia de un nivel moderado de granos dañados, o sea menos de 10%, no necesariamente indica que el grano tiene un valor alimenticio inferior. 14

17 Contenido de Humedad El contenido de humedad no es un factor de clasificación pero sin embargo se proporciona como un factor de información en los certificados de clasificación. En general existe una relación inversa entre el contenido de humedad y el precio. Para poder evaluar el valor agregado de un producto básico más seco, se puede calcular el valor equivalente, es decir que la humedad agrega peso sin agregar los componentes deseados del maíz como proteínas, almidones, grasas, vitaminas y minerales. El valor equivalente a cualquier nivel de contenido de humedad se puede calcular multiplicando el precio por tonelada por la proporción del peso seco a distintos contenidos de humedad. Consideremos el ejemplo de un comprador dispuesto a pagar $120/tonelada por un producto básico con un contenido de humedad de 15%. Si compra el mismo producto básico a 14% en cuanto al contenido de humedad, recibiría más nutrientes por tonelada. La proporción de peso seco en este ejemplo es (100%-14% c.h.)/(100%-15% c.h.) = El valor equivalente por tonelada de este producto básico a 14% contenido de humedad sería $120* ó = $121.4/tonelada. En otras palabras al 14% contenido de humedad y $121.4/tonelada el comprador no paga más por kilogramo de nutriente que a $120/tonelada por el mismo producto básico a 15% c.h. Valor Nutritivo Normalmente maíz de producto básico de los EE.UU. contiene 8-10% de proteína, aproximadamente 3% de fibra, 3-5% de aceite, así como un contenido neto de energía para crecimiento de aproximadamente 2 Mcal/kg. El maíz de alto contenido de aceite, así como otros maíces especializados, tienen componentes químicos significativamente distintos. Se recomienda limpiar (tamizar) antes del almacenaje para minimizar segregación en cuanto a los tamaños de las partículas, lo cual resulta en una acumulación de materia fina en la columna central de la masa de grano. El valor nutritivo de varias fracciones de tamaños varía poco (Tabla 1). En esta tabla se puede ver que el valor alimenticio del maíz entero se fija en un valor de 100 para demostrar las diferencias relativas. Los granos quebrados así como el polvo del maíz son buenos ingredientes alimenticios. Comparado con el grano entero, el polvo contiene casi cuatro veces la cantidad de fibra y aproximadamente 90% en cuanto a la proteína y energía. Tabla 1. Valor nutritivo del BCFM y polvo en el maíz de los EE.UU. comparado con el grano entero. Tamaño Energía Proteína Fibra cruda Maíz entero BCFM (<4.8 mm) Polvo (<1.8 mm) Adaptado de Bern y Hurburgh,

18 Almacenaje Tropical del Maíz Estadounidense Los clientes que importan maíz de los EE.UU. a un ambiente tropical se enfrentan con desafíos más difíciles que sus homólogos en el país de origen en cuanto al almacenaje, por las siguientes razones: a) el proceso de exportación con tanto manejo del grano, causa más rotura y polvo, b) la temperatura ambiental es más alta que en el país de origen, y c) la humedad relativa con frecuencia es más alta en los climas tropicales que en los EE.UU. Para poder enfrentarse con estos retos es importante entender los factores físicos, químicos y biológicos que afectan el deterioro del grano durante el período de almacenaje. Temperatura, Contenido de Humedad y Deterioración En cuanto a la calidad del grano durante el período de almacenaje, generalmente el calor y el agua son los enemigos principales. Aún en zonas templadas la temperatura y contenido de humedad del grano establecen la tasa de deterioro así como la pérdida. La Tabla 2 demuestra que si se usan los factores de 13% contenido de humedad y 20 ºC como la condición de referencia del grano, un lote hipotético de maíz para exportación se supone que tiene 100 días de almacenaje antes de que ocurra una cantidad dada de respiración y deterioro. Los números determinados en la tabla son los días equivalentes de almacenaje seguro para el mismo maíz a temperaturas y humedad más altas. Al aumentar la temperatura del maíz de 13% de humedad a 30 ºC se reduce a 35 el número de días seguros de almacenaje porque ocurre un deterioro del grano de tres veces más rápido a la temperatura más alta que bajo las condiciones de referencia. El período de almacenaje seguro a 25 ºC es aproximadamente cinco veces menos a 15% c. h.que al 13% c.h. Tabla 2. Días de almacenaje seguro según sea la temperatura y el contenido de humedad del grano. Contenido de Humedad del Grano (%) Temperatura ( C) Adaptado de Thompson,

19 Contenido de Humedad en Equilibrio del Grano y Humedad Relativa del Aire La humedad presente en el aire y en el grano afecta varios aspectos del manejo y almacenaje de maíz de los EE.UU. en zonas tropicales. La norma de ASAE (Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas) D245.4 para el contenido de humedad en equilibrio se ve en el Figura 4, donde se muestra la humedad relativa en equilibrio con maíz de los EE.UU. a 14.5% c.h. Puesto que existe un nivel más alto de granos quebrados en maíz exportado, es probable que la humedad relativa en equilibrio con este nivel de contenido de humedad sea un poco mas bajo de lo expuesto en la figura. Figura 4. Contenido de humedad en equilibrio según la ecuación Chung-Pfost para maíz de los EE.UU. bajo condiciones tropicales. ASAE estándar D245.4 La interpretación de la figura depende de la situación de almacenaje. Dentro de una masa de grano en la cual no hay movimiento de aire, por ejemplo dentro de un depósito sin aireación, la figura predice la humedad relativa en equilibrio del aire que se encuentra entre los granos. En contraste, cuando el movimiento del aire no se limita, o si la cantidad de grano es pequeña relativa a la cantidad de aire, se pueden predecir los cambios en las tendencias de la humedad del grano basadas en la humedad relativa del aire. 17

20 Por ejemplo, si maíz a 14.5% c.h. se almacena en un depósito con poco intercambio de aire, la humedad relativa del aire entre los granos se elevará aproximadamente a 73% si el grano y la temperatura del aire son 25 ºC, y aproximadamente 77%º si el grano y la temperatura del aire son 35 ºC. Estos factores son importantes porque si la humedad relativa y la temperatura está alta, estas condiciones facilitan el crecimiento de moho de almacenaje que causa el deterioro del grano. Además, si maíz a 14.5% c.h. se encuentra en contacto con grandes cantidades de aire tropical por ejemplo en la superficie del grano en una bodega plana, y si el aire y el grano ambos están a 30 ºC, entonces una humedad relativa más alta que aproximadamente el 74% tendrá la tendencia de humedecer el grano, y si la humedad relativa es menor que el 74% la tendencia sería de secarlo. Estas relaciones se aplican sólo a condiciones de equilibrio. Las curvas de equilibrio no aplican si la temperatura del grano es diferente que la temperatura del aire, como en el caso cuando se usa aire fresco para airear grano tibio. Por ejemplo, es falso concluir que para poder enfríar maíz que está a 35 ºC, se tiene que usar aire con humedad relativa de menos de 77% para evita mojar el grano. Interpretaciones incorrectas de esta relación ocurren con frecuencia y resultan en prácticas de aireación no sanas. En el Apéndice III véanse ejemplos de cómo se debe usar la información suministrada en las ecuaciones de equilibrios. Condensación Para entender la condensación asociada con el manejo y almacenaje de maíz importado de los EE.UU. a climas tropicales se necesita tener conocimientos de la humedad relativa del aire así como relaciones del equilibrio de la humedad del grano. Con frecuencia se ve agua condensada en el equipo de transporte de grano cuando se descarga maíz frío de un barco y se transporta bajo condiciones tropicales. Durante períodos de almacenamiento en el invierno de Norte América con frecuencia se enfría el grano hasta casi cero ºC. A pesar de que normalmente el grano se calienta durante el transporte doméstico y durante el proceso de cargarlo al barco, frecuentemente llega a los puertos tropicales a una temperatura por lo menos 10 ºC más fría que el aire ambiental. El contacto entre el grano frío y la maquinaria de metal enfría el metal hasta que el agua se condensa en su superficie. En la zona lindera entre el grano y el aire tropical la humedad relativa del aire aumenta a medida que se enfría el aire, así que a veces se puede observar agua en estado líquido sobre el grano. Aún si no se ve agua en forma líquida, la capa fría lindera de aire casi saturado emite vapor de agua al grano. Normalmente esta agua se retiene en las capas exteriores del grano y de esa manera aumenta la humedad relativa del aire entre los granos, aún si no afecta el contenido de humedad del grano. El agua recién absorbida se mantiene en las capas exteriores del grano causando que los medidores de humedad electrónicos sobreestimen la humedad del grano. 18

21 Otro fenómeno de condensación que a veces se asocia con el maíz importado de los EE.UU. se puede ver en la parte inferior del techo del depósito al airear el grano. Si el sistema que se usa es de ventiladores de aireación de presión positiva que empujan el paso del aire por el grano tibio hacia la superficie del grano, entonces puede ocurrir condensación en el techo del depósito, lo cual causa que el agua caiga a la superficie del grano. Es más probable que esto ocurra en depósitos de metal cuando la temperatura del grano es varios grados más alta que la del aire ambiental. Este problema se puede resolver con la instalación de ventiladores de extracción que mezclan el aire de afuera con el aire que se escapa de la superficie del grano, reduciendo de esa manera la temperatura y humedad relativa del aire en contacto con las superficies de metal frío. Material Fino A pesar de que el material fino y el polvo de maíz exportado de los EE.UU. se considera un ingrediente bueno para alimentos, su presencia puede causar problemas durante el almacenaje a no ser que se maneje esta condición de manera adecuada. Cuando el grano cae al depósito desde una espita, esto produce un montículo en forma de cono, con el pico aproximadamente debajo de la espita. Las partículas más grandes y densas tienen la tendencia a rodar hacia abajo por el montón mientras que partículas pequeñas y menos gruesas tienen la tendencia a quedar atrapadas entre los granos cerca del pico. Esto crea una acumulación de material fino llamado la columna central o spoutline debajo de la espita. Al cargar depósitos de almacenaje a granel la mayoría de los granos producen bolsas de material fino o liviano. Sin embargo, el maíz exportado es más probable que tenga una concentración más pronunciada de material fino que otros granos debido al proceso de manejo. Aún en maíz no exportado, investigadores describen casos en los cuales la columna central del maíz contiene seis veces la cantidad de material fino que el grano en sí. La mayoría de los depósitos de metal (silos) tienen la columna central ubicada en la mitad de la masa del grano porque normalmente se carga el depósito por el centro (Figura 5). En los silos altos de las plantas de silos, los cuales normalmente cargan cerca de la pared del interior, el spoutline se encuentra cerca de estas paredes del interior. En bodegas planas esta columna central está adonde sea que el grano está en pico (Figura 6). 19

22 Figura 5. Ilustración de una columna central o spoutline en un silo metálico. La columna central es el punto ideal en el grano donde empieza el deterioro. La acumulación de los granos quebrados proporciona una fuente muy accesible de alimentos para los mohos que causan calentamiento y endurecimiento. Las partículas pequeñas también están empacadas de forma muy compacta, lo cual atrapa el calor producido durante el crecimiento del moho; este calor adicional, a su vez, estimula más crecimiento de moho y por consiguiente más deterioro. Además de la tendencia natural de las columnas centrales de aumentar y fomentar el deterioro, también impiden el proceso de aireación. El aire forzado por el ventilador de aireación pasa por la masa de grano siguiendo el camino de menor resistencia, y por lo tanto pasa con más facilidad por el grano más limpio donde no existen obstrucciones en los espacios entre los granos. Mucho del espacio entre los granos en la columna central está lleno de material fino lo cual crea más resistencia al flujo del aire. Además, la columna central está ubicada debajo del pico del grano donde la distancia que tiene que atravesar el aire para salir del grano es la más larga. En los depósitos más grandes el efecto de las columnas centrales y los picos de granos sobre la eficiencia del proceso de aireación es mucho más pronunciado. En depósitos de 14.5 m en diámetro donde el pico fue aproximadamente 2.5 m de alto, la tasa del flujo del aire que pasó por el grano más limpio cerca de la pared fue 23 veces más que en el pico. Existen muchos ejemp- 20

23 los donde el grano en la columna central y el pico continúa calentándose y deteriorándose, aún durante la aireación con aire freso. En estos casos es muy probable que todo el aire pasó por el grano limpio y no penetró en el grano compactado en el la columna central y en el pico. Figura 6. Ilustración de las columnas centrales en almacén plano o bodega. Mohos Mohos de campo El moho es uno de muchos organismos microscópicos que existen en la naturaleza. Se hará sólo una presentación de mohos (hongo) puesto que el grano almacenado se presta sólo para su crecimiento y no para otro tipo de microorganismos como la bacteria, alga, virus etc. Muchos tipos de mohos viven en la tierra e invaden plantas en crecimiento, de donde se derriba el nombre moho de campo u hongo de campo. Algunos de estos mohos causan enfermedades en las plantas dependiendo de las condiciones ambientales, mientras que otros aparentemente no causan ningún daño. Unos de ellos viven en las raíces, tallos u hojas mientras que otros también invaden la semilla. Es muy común que varias especies del moho Fusarium invadan la planta del maíz en el campo y se encuentren de manera rutinaria en las raíces y en los tallos, así como también se encuentren presentes en los órganos reproductivos donde se forma la semilla. Normalmente estos mohos no interfieren en el crecimiento normal de la planta. Sin embargo, otros tipos de Fusarium causan añublos u otras enfermedades dependiendo del clima durante la época de crecimiento. 21

24 Estas enfermedades ocurren en plantas cuando el moho sintetiza un alto nivel de ciertos productos químicos que interfieren en el funcionamiento de las células de la planta, aunque existen casos en los cuales las sustancias producidas por el moho en el tejido de la planta no causan ningún daño a la planta, pero sin embargo causan enfermedades en los animales que comen estas partes de las plantas contaminadas. Las micotoxinas como la DON (deoxinovalenol o vomitoxina), zearálenona, monoliformina y fumonisinas las produce el moho Fusarium que luego las deposita en las semillas. Estas toxinas permanecen en las semillas aún si se muere el moho o si se aletarga. Hongos de campo, incluidos Fusarium, Alternaria y otros, pueden crecer sólo cuando el medio de crecimiento contiene por lo menos 20 a 25% de humedad. Normalmente las plantas así como las semillas en desarrollo contienen por lo menos 50% de agua, y son excelentes medios para estos microorganismos. Eventualmente la planta del maíz se muere y se seca, llegando a un estado de contenido de humedad muy bajo para el crecimiento del moho. Las semillas del maíz también se secan hasta el punto en el cual el moho de campo ya no puede seguir creciendo; no obstante, estos hongos no se mueren sino más bien producen estructuras aletargadas que pueden sobrevivir bajo condiciones secas por largos períodos de tiempo. Las estructuras aletargadas del Fusarium, así como de otros hongos de campo, se encuentran con frecuencia en el tejido de la planta que forma el pericarpio (capa del exterior) del grano nuevo. Al analizar granos de maíz sanos recién cosechados en el laboratorio para detectar la presencia de moho, es común y corriente encontrar que la mayoría de los granos contienen estructuras viables de mohos de campo. De manera que la presencia de un número alto de granos invadidos por Fusarium o Alternaria no indica ni daños ni malas condiciones de almacenaje, ni que existen suficientes cantidades de tóxicos para causar problemas de alimentación; más bien podría indicar que el grano ha sido guardado bajo buenas condiciones de almacenaje. Bajo condiciones frescas y secas, el período durante el cual los mohos de campo siguen siendo viables dentro de la semilla del maíz es largo; sin embargo, cuando las condiciones de almacenaje no son buenas, por ejemplo cuando hay temperaturas tibias y aire húmedo, los hongos de campo y sus estructuras aletargadas se mueren. Las mismas condiciones de almacenaje de grano que causan la desaparición del hongo de campo viable permiten que los hongos de almacenamiento prosperen. Mohos de almacenamiento Los mohos de almacenamiento, especialmente los mohos de Aspergillus y Penicillium, se encuentran con frecuencia en la naturaleza y son comunes en la tierra y en muchos otros medios. Estos hongos prosperan en granos almacenados que están muy secos para sostener el crecimiento de hongos de campo. Los hongos de almacenamiento pueden invadir la semilla directamente, o sea que no crecen en la planta para llegar a las semillas. Las esporas de estos mohos, además de otras estructuras aletargadas, se encuentran normalmente en toda la naturaleza, con especial abundancia en el equipo e instalaciones de manejo de grano. Las esporas, así como las otras estructuras aletargadas, germinan cuando las condiciones de temperatura y humedad son favorables y atacan el grano almacenado. Dependiendo de la tem- 22

25 peratura, la mayoría de las especies de mohos de almacenamiento prosperan a un nivel específico de contenido de humedad, en un ámbito de 12 a 19% aproximadamente. Mohos de Aspergillus y Penicillium son capaces de infectar el grano del maíz en el campo si le ha ocurrido algún daño a la chala o farfolla (tusa) que les permita acceso a los granos; no obstante, la mayoría de infecciones ocurre durante el manejo y almacenaje. Bajo ciertas condiciones los mohos de almacenamiento pueden producir micotoxinas. La aflatoxina es la toxina de Aspergillus más conocida; sin embargo, se han descrito docenas de otras micotoxinas, incluyendo la ocratoxina y la citrinina. El moho de Penicillium también produce tóxicos así como el ácido penicílico. Los mohos de almacenamiento son responsables de la mayoría del deterioro del grano almacenado, así como del calentamiento y endurecimiento. Durante el deterioro, la proporción de granos invadidos por los mohos de almacenamiento va aumentando al pasar el tiempo. Así que si se detecta una gran cantidad de granos invadidos por Aspergillus o Penicillium esto indica que el grano ha sido almacenado bajo malas condiciones que permitieron que los mohos de almacenamiento infectaran y crecieran. Para probar si existe la presencia de infecciones de moho en el grano, granos elegidos al azar se lavan con una solución de cloro para destruir las esporas, micelio, así como otras estructuras de moho en la superficie del grano. Estos granos desinfectados se colocan en medios de agar que promueven el crecimiento de mohos de almacenamiento y se incuban a temperaturas cálidas por varios días. Bajo estas condiciones, colonias de mohos se producen de los granos internamente infectados y producen masas de esporas, las cuales se identifican por su color y forma. Este nivel de infección se informa como un porcentaje de los granos infectados con cada especie de moho. Si la infección es avanzada, las infecciones acumulativas por varias especies distintas de mohos podrían totalizar más del 100%. En la Tabla 3 se puede ver que las simulaciones con maíz exportado de los EE.UU. y almacenado bajo condiciones tropicales indican que se puede esperar un aumento en el nivel de infección por mohos de almacenamiento después de dos meses. Este aumento se asocia con la producción de calor metabólico y un doble del porcentaje de granos con daños en el germen. En esta simulación la temperatura del ambiente se mantuvo a 30 ºC. La temperatura del grano no excedió 32 ºC porque el tamaño pequeño de las masas de granos permitía la disipación rápida de calor metabólico al ambiente. Bajo estas condiciones, el aumento de granos dañados no se asoció con una disminución en el valor nutritivo del grano (véase Apéndice IV), ni tampoco se asoció con una disminución significativa en el contenido de xantofila. 23