CARACTERISTICAS MORFOLOGICAS Y FISICAS DE LOS GRANOS DE CEREALES

Luis Monroy Rodríguez2, Kelly Angulo Diaz1, Carmen Arrieta1, Jorge Benedetti Jimenez1, Claudia meza acosta1, Harold Pájaro Escobar1.Programa de Ingeniería de Alimentos

Facultad de IngenieríaAgosto de 2015

1. Estudiantes Ingeniería de Alimentos. 2. Docente Universidad de Cartagena

Resumen

Los cereales son granos que normalmente crecen en espiga o mazorca, cada especie de granos posee su propia estructura y propiedades fisicoquímicas. Es fundamental conocer la estructura de los estos por su relación con el procesamiento y transformación a escala piloto e industrial, permitiendo optimizar la operación de molienda y extracción de harinas. El objetivo principal de esta práctica fue observar e identificar las estructuras características de los granos de cereales a partir de la utilización del microscopio y estereoscopio. Los resultados permitieron identificar las principales partes (Germen, endospermo y pericarpio) que constituyen el grano de cereal, así como el peso promedio y el factor de forma de cada uno de los cereales utilizados. De esta manera se logró conocer los parámetros necesarios que se llevan a cabo en el procesamiento de cereales.

Palabras claves: Microscopio, estereoscopio, cortes transversales, longitudinales, factor de forma.

Summary

Cereals, grains grow normally are herringbone or cob. It is essential to know the structure of these on your relationship with the processing and transformation pilot and industrial scale, thus optimizing the operation of flour milling and extraction, as well as marketing. The main objective of this practice was to observe and identify the characteristic structures of cereal grains from the use of stereoscopic microscope. The results helped identify the main parts (germ, endosperm and pericarp) forming the cereal grain, and the average weight and form factor of each of the cereals used. In this way it was possible to know the necessary parameters are held in the processing of cereals.

Keywords: Microscope, stereoscope, transverse, longitudinal cuts form factor

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1. MATERIALES Y METODOS

1.1 Materiales

4 Microscopio 4 Estereoscopio 4 Bisturí 4 Pinzas 4 Calibradores Agua destilada Granos de Cereales

1.2 REACTIVOS

Etanol Sudan III Etanol

1.3 MÉTODOS

1.3.1 Estructuras macroscópicas de los granos.

Remojar por separado los granos de maíz, durante media hora a 50°C.Remojar los granos de trigo, cebada y millo a temperatura ambiente.Obtener cortes longitudinales y transversales de cada grano que se va a observar, asegurándolo con una pinza de kelly o similar y luego efectuar los cortes finos.Observar la estructura en el estereoscopio, identificar las principales partes que lo constituyen (Germen, endospermo y pericarpio) y dibujar las estructuras observadas.

1.3.2 Estructuras microscópicas de los granos.

Humectar adecuadamente los granos y efectuar cortes longitudinales y transversales muy delgados.

Colocar cada corte al microscopio con aumentos de (10X) y (40X). Ubicar cada corte sobre un porta objeto, humedecer con unas pocas gotas de agua destilada y cubrir con un cubre objeto teniendo la precaución de eliminar las burbujas de aire.Observar la estructura en el microscopio, identificar las principales partes que lo constituyen (Germen, endospermo y pericarpio) y dibujar las estructuras observadas.

1.3.3 Determinación cualitativa del componente de grasa.

Obtener cortes longitudinales y transversales delgados de cada uno de los granos a observar.Colocar cada uno de los cortes en sendas láminas porta objetos y adicionar unas pocas gotas de etanol, escurrir y dejar secar a temperatura ambiente.Adicionar tres gotas de colorante sudan III y permitir su acción por cinco minutos, escurrir y eliminar el exceso de colorantes con agua destilada. Observar al estereoscopio.Colocar el cubreobjetos y observar al microscopio con lente 10X y 40X.

1.3.4 Peso promedio de granos de cereales.

Seleccionar por separado 50- 100, en buen estado, de cada cereal seco (natural) y pensar en una balanza de precisión 0,01g. Anotar este peso resultante, en gramos.

El peso promedio de cada grano será:

1.3.5 Factor de forma de los granos de cereales.Seleccionar 10 de los 50 granos, en buen estado, del procedimiento 4. Medir en cada cereal su longitud y diámetro, mediante un calibrador o nonio. Anotar estos valores y calcular el factor de forma por medio de esta relación.

2. RESULTADOS

2.1 Estructuras macroscópicas de los granos.

Maíz:

Imagen 1. Vista de las estructuras macroscópicas (endospermo, germen y pericarpio) del grano de maíz.

Trigo

Imagen 2. Vista de las estructuras macroscópicas (endospermo, germen y pericarpio) del grano de trigo

Mijo

Imagen 3. Vista de las estructuras macroscópicas (endospermo, germen y pericarpio) del grano de mijo.

Cebada

Imagen 4. Vista de las estructuras

macroscópicas (endospermo, germen y pericarpio) del grano de maíz.

2.2 Estructuras microscópicas de los granos.

Al colocar al microscopio los diferentes cortes se observó las principales partes de los componentes, los resultados fueron:

Imagen 5. Vista de los diferentes cereales en el microscopio (maíz (A), cebada (B), trigo (C), mijo (D))

2.3 Determinación cualitativa del componente grasa (mijo, trigo, maíz, cebada):

Esta observación se realizó, adicionándole un colorante a las muestras de los granos, en este caso sudam III, con el objeto de poder observar con claridad las partículas de grasa que poseen los granos de estos cereales. Las zonas teñidas de color rojo, indicaran las zonas con presencia de grasa en los granos en la Imagen 6 y tabla 1.

Imagen 6. Regiones con presencia de lípidos en los granos (maíz, cebada, mijo y trigo) observados desde el microscopio (A) y estereoscopio (B).

Grano de cereal

Región presencia de lípidos

Maíz Embrión y endospermo

Cebada EndospermoMijo Germen y

endospermoTrigo GermenTabla 1. Región donde hay mayor presencia de lípido en los diferentes cereales.

2.4 Peso promedio de granos de cereales.

[2][3]

2.5 Factor de forma de los granos de cereales.

3. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

3.1 Estructuras macroscópicas de los granos.

Se observó o en todos los granos de los cereales analizados en el estereoscopio y el microscopio, su morfología dependiendo del corte que se le realizo, las distintas partes que conforman un grado tanto el pericarpio, endocarpio y el germen.

3.2 Estructuras microscópicas de los granos.

Por medio de lo observado se logró identificar las partes como germen, el endospermo y el pericarpio, de los diferentes granos, ilustrándolos en la imagen 5. Se observó en las ilustraciones que el maíz y el mijo tienen pericarpios

más gruesos en comparación con los demás granos, además el germen es más grande en estos granos de cereales. Se observó pequeñas grietas o fracturas en el endospermo amiláceo de los granos, observándose con mayor claridad en los granos de maíz, lo cual concuerda con lo estudiado por Y. Ogawa, G. M. Glenn y W. J. Orts para granos de arroz, en los cuales se encontraron estas mismas grietas en la estructura del endospermo del grano seco, atribuyendo esto a la perdida de agua de los granos durante la maduración [1].

El ablandamiento observado después del remojo a temperatura ambiente (a excepción del maíz) se puede asociar con una mayor cantidad de amilasa en el contenido de almidones que posee el grano.

3.3 Determinación cualitativa del componente grasa

En la imagen 6 se ven zonas teñidas de rojo que predominan en el germen de los granos de trigo y mijo, lo cual muestra la alta presencia de lípidos en este sector del cereal, presentando más lípidos (Representado en manchas rojas) el grano de trigo.

3.4 Peso promedio de granos de cereales.

Se determinó el peso promedio de cada grano y se obtuvo que para el grano de mijo comparado con la literatura se encontraran entre los valores esperados.Para el grano de maíz se evidencio que los valores arrojados en el laboratorio al momento de hacer el pesaje y el peso promedio de cada grano se obtuvo muy por encima del reportado por la literatura, esto pudo haberse debido a que no se conocía la variedad de maíz que se estaba

utilizando y ya que hay muchas variedades de maíz estos valores son muy cambiantes de una variedad a la otra.De igual manera que en el caso del grano de maíz, el grano de trigo dio valores más altos a los reportados por la literatura, aunque no tan bruscos como los presentados en el maíz; por ende se puede considerar que ocurrió el mismo error que con el grano de maíz al no tener la ficha técnica del grano de trigo utilizado.En el grano de cebada ocurrió que los valores de peso promedio estaban por debajo a los reportados por la literatura, una posible explicación de esto era que los granos utilizados en el laboratorio no eran de la mejor calidad ya que presentaban una excesiva resequedad esto pudo ser debido a un mal manejo en su proceso de secado que disminuyo mucho su cantidad de humedad y por ende su peso.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A partir del presente informe se logró conocer la morfología y las diferentes partes que constituyen a los diversos granos estudiados, por medio de la utilización del microscopio y estereoscopio. De esta manera se logró adquirir las habilidades deseadas, en cuanto al manejo e utilización de estos instrumentos.

Se logró conocer y evidenciar la función que cumple la sustancia llamada Sudan III, a la hora de identificar la existencia de lípidos en la estructura de algunos granos, arrojando en este caso como resultado que la mayoría se encontraba en el germen de cereales como trigo y mijo.

Además se logró conocer el factor de forma de cada uno de los cereales

utilizados, factor que es muy importante en la industria alimentaria por sus modos de aplicación, necesarios para el diseño de herramientas utilizadas en los procesamientos de los cereales, así como un buen parámetro que representa su calidad. De esta manera se puede afirmar que las características físicas y morfológicas de los granos tienen gran importancia en los procesos de reconocimiento, tratamiento, conservación, preparación de alimentos y en la selección de equipos.

Recomendaciones:

Para la obtención de mejores resultados es necesario ser cuidadosos a la hora de realizar los cortes tanto longitudinales como transversales.

Que los cortes de los respectivos granos de cereales, sean los adecuados para obtener una mejor observación de sus estructuras.

Tener previos conocimientos sobre cada una de las partes del grano para poder identificarla de manera exacta en las estructuras observadas a través del microscopio y estereoscopio.

5. BIBLIOGRAFÍA

[1] Yukiharu Ogawa, Gregory m. Glenn, William j. orts, and Delilah F. Wood. Histological structures of cooked rice grain. 2003. [2]Arias, C.1994.Manual de postcosecha de granos a nivel rural. Oficina Regional de la FAO para América Latina.

[3]Cepeda, R.2004.Tecnologia de cereales y oleaginosas. Bogotá.

6. CUESTIONARIO

Investigar el significado de sudam III, su estructura y su aplicación en la Ingeniería de Alimentos.

El Sudán III es un tinte diazo del tipo lisocromo (tinte soluble en grasa) usado para manchar de triglicéridos en secciones congeladas, y algunos lípidos y lipoproteínas encuadernados de la proteína en secciones de la parafina. Tiene el aspecto de cristales rojizos y una absorción máxima en 507 (304) nanómetros.

1-((4-(fenildiazenil)fenil)diazenil) naftaleno-2-ol

En ingeniería de alimentos, el Sudán III es un colorante que se utiliza para detectar específicamente las grasas, porque es insoluble en agua y en cambio es soluble en las grasas. Al ser de color rojo, cuando se disuelve tiñe las grasas de color rojo anaranjado.