¿ Que es el Maíz?Maíz, palabra de origen indio caribeño, significa literalmente «lo que sustenta la vida». El maíz, que es junto con el trigo y el arroz uno de los cereales más importantes del mundo, suministra elementos nutritivos a los seres humanos y a los animales y es una materia prima básica de la industria de transformación, con la que se producen almidón, aceite y proteínas, bebidas alcohólicas, edulcorantes alimenticios y, desde hace poco, combustible. La planta tierna, empleada como forraje, se ha utilizado con gran éxito en las industrias lácteas y cárnicas y, tras la recolección del grano, las hojas secas y la parte superior, incluidas las flores, aún se utilizan hoy en día como forraje de calidad relativamente buena para alimentar a los rumiantes de muchos pequeños agricultores de los países en desarrollo. Los tallos erectos, que en algunas variedades son resistentes, se utilizan para construir cercas y muros duraderos.

Composición del MaízLa composición química del maíz es un aspecto importante de valor nutritivo en ella influye la estructura física del grano, factores genéticos y ambientales, la elaboración y otros eslabones de la cadena alimenticia. • Valores nutricionales del maíz:

100 gramos de maíz aportan 265 calorías. Hidratos de carbono: 66 gramos. Proteínas: 10 gramos. Grasas: 25 gramos. Fibras: 10 gramos. Vitaminas: B1 (25%), B3 (9%) y A (12%). Minerales: Fósforo, magnesio, hierro, zinc y manganeso

Partes del Maiz

Las partes principales del grano de maíz difieren considerablemente en su composición química.

- La cubierta seminal(pericarpio) se caracteriza por un elevado contenido de fibra cruda, aproximadamente el 87%, la que a su vez está formada fundamentalmente por hemicelulosa (67%), celulosa (23 %) y lignina (0,1 %). - El endospermo, en cambio, contiene un nivel elevado de almidón (87 % aproximadamente 8 % de proteínas y un contenido de grasas crudas relativamente bajo.

PRODUCTOS DERIVADOS DEL MAIZ

• Harina de maíz• Salvado de maíz• Jarabe de maíz de alta fructosa• Glucosa• Jarabes mezcla• Jarabe de maltosa• Colorante caramelo• Almidones• Almidones modificados• Gluten meal• Gluten feed• Aceite de maíz

Molienda Seca

Molienda Seca es el proceso donde se separan las distintas partes que componen los granos del maíz. Según las características del grano se pueden obtener distintosproductos. El maíz contiene dos estructuras, un germen de donde nace una nueva planta y un endosperma que proporciona alimentos nutritivos a la semilla hasta que germine.A partir del endosperma de los granos, se obtienen cereales para desayuno, alcoholes y bebidas alcohólicas. También, con un proceso de fabricación previa se logran las sémolas y harinas.

Molienda Húmeda El proceso de Molienda Húmeda es el momento en que el grano de maíz, antes de ingresar al Molino, es sometido a un proceso de maceración con agua sulfurada. Este proceso facilita la separación de los cuatro componentes básicos: Almidón, Aceite de Maíz (GERMEN), Gluten para Consumo y Gluten Ingrediente.Algunos productos derivados de la molienda húmeda son:• La maicena, el almidón en estado puro.• El jarabe de maíz, formado por fructosa y glucosa.• El aceite de maíz, se obtiene por medio de un proceso de refinamiento y se utiliza para

cocinar o como aderezo para ensaladas.• El alcohol etílico, se logra por fermentación y destilación de diversos granos. Se puede

encontrar en diferentes proporciones en las bebidas alcohólicas.• EL etanol es un combustible que se obtiene por fermentación, incrementa el octano

de la gasolina y puede emplearse en autos especialmente diseñados para su uso.• El gluten es una proteína nutritiva que se utiliza para consumo animal. Les ofrece

buena digestibilidad, bajo residuo, aporta proteínas y fibras al alimento.

• Edulcorantes de Maíz :Los edulcorantes de maíz son los productos refinados más importantes por su uso como insumo en la industria de bebidas y golosinas. Las mejores clases de edulcorantes son: la glucosa, la dextrosa y la fructosa. La glucosa provee energía y ofrece el edulcorante adecuado en

muchos alimentos. Generalmente, es utilizada como ingrediente para alimentos como aderezos, carne, condimentos, frutas y verduras en lata.

La dextrosa es muy nutritiva y fácil de digerir por su pureza. Se utiliza para endulzar gelatinas, mermeladas, chicles.

La fructosa tiene una capacidad de generar un sabor más endulzante que la glucosa y, comúnmente se utiliza en bebidas.

Productos Derivados

APLICACIONES DEL MAÍZ• El maíz tiene tres aplicaciones posibles: Alimento, Forraje y Materia

Prima para la industria.

• Alimento: El uso principal del maíz es alimentario. Puede cocinarse entero, desgranado (como ingrediente de ensaladas, sopas y otras comidas). La harina de maíz (polenta) puede cocinarse sola o emplearse como ingrediente de otras recetas. El aceite de maíz es uno de los más económicos y es muy usado para freír alimentos. Para las culturas latinoamericanas, los productos a base de masa de maíz sustituyen al pan de trigo.En el mapa inferior se muestra la tasa de consumo de maíz per cápita a nivel mundial; como se ve en el mapa México, Guatemala, Sudáfrica, Zimbabue, Zambia y Malaui encabezan la lista de los principales consumidores de maíz.12

Se puede utilizar todo el grano, maduro o no, o bien se puede elaborar con técnicas de molienda en seco para obtener un número relativamente amplio de productos intermedios, como por ejemplo sémola de partículas de diferentes tamaños, sémola en escamas, harina y harina fina, que a su vez tienen un gran número de aplicaciones en una amplia variedad de alimentos; se debe notar que el maíz cultivado en la agricultura de subsistencia continúa siendo utilizado como cultivo alimentario básico.

• Maíz Forrajero:

El maíz forrajero es muy cultivado para alimentación de ganado. Se recoge y se ensila para suministro en épocas de no pastoreo. La siembra se efectúa de forma masiva si se utiliza como alimento en verde de manera que la densidad de plantación de semilla de 30 a 35 Kg. por hectárea se siembra en hileras con una separación de una a otra de 70 a 80 cm. y con siembra a chorrillo. Se escogen variedades con alta precocidad para mejor desarrollo de la planta.El maíz con los granos en estado pastoso es el mas adecuado para usar como forraje y contiene mas materia seca y elementos digestibles por hectárea que cualquier otro cultivo; este es también el mejor estado para preparar ensilaje.Los restos del maíz que quedan después de la cosecha también se usan como forraje, sobre todo las plantas que permanecen verdes y erectas después de la cosecha y que no están total-mente secas.

• Materia Prima:

La molienda húmeda es un procedimiento que se utiliza fundamentalmente en la aplicación industrial del maíz, aunque el procedimiento de cocción en solución alcalina empleado para elaborar las tortillas (el pan fino y plano de México y otros países de América Central) también es una operación de molienda húmeda que sólo elimina el pericarpio. La molienda húmeda produce almidón de maíz y subproductos entre los que figura el gluten que se utiliza como ingrediente alimenticio, mientras que el germen de maíz elaborado para producir aceite da como subproducto harina de germen que se utiliza como pienso; ha habido algunos intentos de emplear dichos subproductos para el consumo humano en distintas mezclas y formulaciones alimenticias.

MAIZ TRANSGENICOEs el maíz al que se le introducen artificialmente características biológicas nuevas provenientes de otras especies de plantas, animales o bacterias, para que adquiera capacidades inusitadas como la resistencia al uso de herbicidas, que la propia planta adquiera la propiedad matar insectos que la atacan o bien, que sus semillas pierdan la propiedad de reproducirse naturalmente, sin no es mediante la intervención de candados químicos. Se trata, entonces, de la creación de nuevas variedades que no existen como tales en la naturaleza, sino que han sido creadas de manera completamente artificial. Uno de los mayores problemas que debe enfrentar un agricultor al momento de cultivar el maíz, es el gusano taladrador, pues este al introducirse en el tallo de la planta simplemente la destruye. A raíz de esto es que el laboratorio Ciba - Geigy ha aislado un gen de la bacteria Bacillus thurgienesis, que habita en el suelo de los cultivos. El gen aislado es el responsable de la síntesis de la toxina Bt Que mata al gusano. Al ser incorporado este gen el genoma de la planta de maíz, hace a esta inmune al gusano taladrador, debido a que la planta produce su propia toxina. Toxina que también ingerimos nosotros.

TIPOS DE MAIZ TRANGENICO MÁS IMPORTANTES

• MAIZ BT

El maíz Bt es un tipo de maíz transgénico que produce una proteína de origen bacteriano. La proteína Cry, producida naturalmente por Bacillus thuringiensis es tóxica para las larvas de insectos barrenadores del tallo, que mueren al comer hojas o tallos de maíz Bt.Los beneficios que presenta el maíz Bt se centran en la posibilidad que tiene el agricultor de controlar las plagas sin emplear insecticidas. El control eficiente de las plagas permite un mayor rendimiento y un manejo más flexible de las fechas de siembra y cosecha.

• MON 810 El maíz MON 810 es un maíz modificado genéticamente se usa en todo el mundo. Se trata de una línea de Zea Mays conocido como YieldGard de la empresa Monsanto. Esta planta es un organismo modificado genéticamente, diseñado para combatir la pérdida de cultivos debido a insectos. Existe un gen insertado en el ADN de MON810 que permite a la planta para hacer una proteína que daña a los insectos que tratan de comérselo. El gen insertado es del Bacillus thuringiensis que produce la toxina Bt que es venenoso para los insectos en el orden de los lepidópteros, incluyendo el barrenador del maíz europeo.

BIOPRODUCTOS

Los bioproductos incluyen una gran variedad de mercancías refinadas a partir del maíz, reemplazando productos hechos de materia prima distinta o a través de síntesis química. El más conocido es el etanol, un aditivo de motores obtenido a partir de la fermentación del maíz. El etanol ha sido utilizado como aditivo de combustible de motores hace apenas 20 años. El etanol es hecho de la fermentación de azúcares del almidón del maíz. Muchas refinerías de maíz producen tanto etanol como otros derivados del maíz: almidones, edulcorantes, aceites y piensos. En el mundo el etanol como combustible está jugando un papel importante en el balance de pagos de los países, pues evita importaciones de petróleo por unos 2 mil millones de dólares. La dextrosa, originada a partir de maíz fermentado, ha creado un grupo nuevo de bioproductos: ácidos orgánicos, aminoácidos, vitaminas y aditivos alimenticios. Los ácidos cítricos y lácticos, producidos de igual forma del maíz, pueden ser encontrados en cientos de productos alimenticios e industriales, y sirven como punto de partida para otros productos. Los aminoácidos de maíz también son parte de la alimentación industrial. La lisina obtenida a partir del maíz es utilizada en planteles industriales de chanchos y pollos como complemento alimenticio. Otros compuestos obtenidos del maíz que son añadidos a los piensos son la theonina y el triptófano. Las vitaminas C y E se derivan también del maíz. Y hasta aditivos como el glutamato monosódico proviene de la fermentación del maíz. Finalmente, a través de un proceso llamado extrusión, se altera la estructura física del almidón del maíz para producir un tipo de plástico biodegradable.

BENEFICIOS GENERALES DE LOS ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICABLES

• Se han triplicado las cosechas del maíz, lo cual ha ayudado en gran medida a combatir el hambre en poblaciones en constante crecimiento con escasez y sequia.

• Se ha logrado disminuir considerablemente el uso de pesticidas químicos y con ello la toxicidad de alimentos tratados con ellos.

• Los alimentos genéticamente modificados ya se cosechan con las vitaminas y minerales integrados.

• La aplicación de esta tecnología permite prácticas agrícolas sustentables y la producción de materiales con recursos renovables.

• Incrementa la viabilidad económica en la producción y se reduce la perdida hasta un 30% durante su distribución y venta, de manera que se puede ampliar la vida pos cosecha de los productos.

• Permita la aplicación rápida de programas de conservación de suelos• Mejora la calidad de vida de los productos y la obtención de productos útiles y

que mejoran la salud humana

RIESGOS A LA SALUD, EL MEDIO AMBIENTE Y LA BIODIVERSIDAD

El uso de organismos transgénicos debe hacerse a partir de un riguroso análisis de los riesgos que puedan representar para la salud humana, el medio ambiente y la biodiversidad. Con respecto al medio ambiente representan riesgos porque son productos completamente nuevos en la naturaleza, que no han pasado por la prueba natural de la evolución y porque son resultado de una técnica muy reciente. Algunos de los posibles riesgos son: que puedan afectar a insectos benéficos; que las toxinas Bt activas puedan acumularse y persistir en los suelos; que puedan surgir plagas de insectos resistentes al Bt y que la resistencia a la ampicilina del maíz Bt pueda ser transferida a organismos patógenos, aumentando los preocupantes problemas de salud pública derivados del aumento de resistencia de determinadas bacterias a los antibióticos.No se ha demostrado que su consumo haga daño a la salud humana, pero tampoco lo contrario, y la demanda de las organizaciones civiles es que se investigue más antes de sacarlos al mercado. Sí es posible que este tipo de alimentos causen el desarrollo de alergias. El cuerpo humano se enfrenta a nuevas proteínas, que nuestro sistema inmunológico reconoce como extrañas.

En el caso de las toxinas Bt, las esporas de Bacillus thuringiensis utilizadas como bio-pesticidas, producen frecuentemente alergias en trabajadores rurales, pero dado que las esporas se lavan antes de que salgan al mercado, no hay una amenaza para el consumidor. Sin embargo, en el caso de los cultivos transgénicos la toxina es parte de cada una de las células de la planta, y no pueden ser lavadas antes del consumo, por lo que los problemas de alergias son inevitables. Otro problema que se perfila es la transferencia horizontal de genes: el material genético introducido, que es inestable, puede incorporarse en el material genético de otros organismos que se encuentren en el entorno.Con respecto a la biodiversidad, el maíz es una especie que tiene polinización cruzada y el polen es transportado por el viento. Esto ha sido estudiado por Chapela y Quist, quienes encontraron un alto nivel de flujo genético de maíces transgénicos producidos industrialmente hacia poblaciones de maíces criollos en Oaxaca, México. Ello resulta especialmente preocupante, no sólo debido a la importancia sociocultural y económica de la agricultura tradicional del maíz, sino también porque México es el centro de origen de este importante cereal.Los creadores y supervisores de la tecnología de modificación genética aplicada a plantas y a los microorganismos, debieran cerciorarse de que sus esfuerzos atiendan las necesidades de mejorar la producción y distribución de los alimentos, si es que se quiere alimentar y liberar del hambre a la creciente población mundial, reducir el impacto ambiental y generar empleos productivos en las regiones de bajos ingresos.

PROCESAMIENTO DEL MAIZ TRANSGENICO

Procesamiento industrial del maíz

• La industrialización del maíz permite obtener productos frescos, listos para ofrecer en las cadenas de supermercados, restaurantes y hoteles, lo cual permite comprobar la expansión en el mercado de productos alimenticios a base de granos. No obstante, la calidad es uno de los pilares fundamentales para mantenerse en el rubro.

• SELECCIÓN Y LIMPIEZA DE GRANOS

Las firmas dedicadas al procesamiento de granos, en caso de no tener parcelas cultivadas, se dedican a la compra de materia prima directamente de acopiadores y cooperativas de producción.La materia prima proveniente del campo, primeramente se almacena en depósitos, para luego realizarse la clasificación y limpieza de los granos. Estas labores se efectúan con ayuda de maquinarias densimétricas y volumétricas. Aquí, se hace la separación de los granos por tamaño y peso. Aquellos con mayor peso son los que poseen un valor estable en cuanto a buenas características, y porcentaje de fibra; por ende permitirán la obtención de una buena harina.Luego del proceso de clasificación y limpieza, los granos pasan por un proceso de prelavado. Esta tarea es fundamental, considerando que poseen fertilizantes, tierra, polvillo; además de granos dañados. El prelavado se realiza mediante baños de agua y todo lo que es producto flotante se descarta; así también, los granos partidos o aquellos con peso inferior a lo requerido. Después se hace una desinfección y enjuague de los granos, para eliminar toda impureza.

• COCCIÓN DE LOS GRANOSLos granos, una vez limpios, pasan por un proceso de cocción a altas temperaturas, en una olla especial, con resistencias eléctricas. Esto permite eliminar todos los posibles microorganismos dañinos al ser humano. Anteriormente, el proceso de cocción era a leña, pero con la introducción de tecnología, se logra la producción de forma más limpia, segura y con mayor eficiencia en cuanto a rendimientos, pasando hoy de 1200 kg a 3500 kg por cocción.Cuando los granos llegan al punto de cocción, se introducen en un enfriador que, por medio de ductos, transporta la materia a tolvas intermedias que hacen de depósitos para el producto cocinado. En este estadio, los productos se mantienen frescos mediante un sistema de aireación en frío. De este modo, los granos no pierden mucho porcentaje de humedad para ingresar a los molinos.

• MOLIENDA DE GRANOSPara ejecutar esta labor, se cuenta con cinco molinos a martillo, preparados exclusivamente para la producción de harina pero con tratamiento de granos húmedos; es decir, que no es una molienda seca y tampoco es 100 % húmeda. Para ello, las máquinas fueron diseñadas y adaptadas al tipo de grano que se procesa, por lo cual cada una se fabricó en el país, considerando las necesidades en la industria. Los molinos a martillo están instalados en serie y van conectadas a una tolva. Posteriormente, el producto final ya molido, pasa a un ciclón donde se hace la separación de toda la masa molida y del aire caliente que se genera en el proceso de molienda.

• ENVASADOUna vez separado el material en seco, la harina de maíz se descarga en una mesa especial y se envasa en bolsas de 1,5 y10 kg, que son las presentaciones demandadas en el mercado. Los productos se elaboran diariamente para ser entregados en fresco; es decir, que no se hacen re-procesos, por lo que todo el material envasado se carga en vehículos refrigerados para su entrega a las bocas de comercialización. En el caso de la harina de maíz, que se utilizará para la elaboración de subproductos (masas de sopa, chipa y beju para hornear), pasa por un proceso de descanso en frío en cámaras especiales, para adquirir la textura requerida.

Producción de Maíz en el Mundo

Los tres principales productores por volumen de producción del grano son Estado Unidos, China y Brasil. Se destaca China por el mayor dinamismo en su cosecha, con una Tasa Media Anual de Crecimiento (TMAC) de 6.4%, entre el 2007 y el 2012. Por su parte, Estados Unidos presentó una TMAC de -3.7%, dejando de lado la afectación de la sequía severa del 2012, su tendencia decreciente es constante. El promedio de producción de los últimos tres años en EU es 9.0% inferior a la producción del 2007.

Producción Mundial de MaízCosecha 2013/2014

• Estados Unidos: 353,715,000• China: 218,490,000• Brasil: 79,300,000• Unión Europea: 64,190,000• Ucrania: 30,900,000• Argentina: 25,000,000• India: 24,190,000• México: 22,960,000• Sudáfrica: 14,750,000• Canadá: 14,200,000

BazucaBanda transportadora

TolvaCriba

EQUIPOS

CONTEXTO INTERNACIONAL ETANOL DE MAÍZ

• En E.E.UU. existen 74 plantas que producen etanol de maíz y existen otras 15 en construcción.

• Europa, Japón, India y China consumen 4500 millones de litros de etanol. En el viejo continente planearon mezclar en el 2010 un 5,75% de este combustible con nafta.

EL ETANOL SE PRODUCE A PARTIR DE 3 PRINCIPALESMATERIAS PRIMAS:

SACAROSAS•Materiales portadores de azúcares simples que contienen carbohidratos como fuente de azucares. •Se encuentran en la caña de azúcar, la melaza, el sorgo dulce, etc. •La caña de azúcar es una de las materias primas más atractivas para la elaboración de etanol, debido a que los azúcares se encuentran en una forma simple de carbohidratos fermentables.

ALMIDONES

•Materiales amiláceos los cuales contienen almidón como fuente de azúcares . •se encuentran en cereales (maíz, trigo, cebada, etc.) y tubérculos (yuca, camote, papa, etc.). •Los almidones contienen carbohidratos de mayor complejidad molecular que necesitan ser transformados en azúcares más simples mediante un proceso de conversión (sacarificación).

CELULOSA

•Materiales celulósicos, que contienen celulosa, hemicelulosa .

•Se encuentra en la madera, residuos agrícolas y forestales.

•Las materias primas ricas en celulosa son las más abundantes, sin embargo la complejidad de sus azúcares hacen que la conversión a carbohidratos fermentables sea difícil y costosa.

El etanol se produce por fermentación de estas materias primas(sacarosas, almidones, celulosa) con levaduras u otros microorganismos.•Las de la primera clase fermentan directamente. (sacarosa)•El segundo tipo consta de hidratos de carbono complejos, como el almidón, que primero se deben convertir en azúcares fermentables mediante la acción de enzimas. (almidón)•Las sustancias celulósicas de la tercera clase se convierten en azúcares fermentables por hidrólisis con ácidos inorgánicos, principalmente.

PRODUCCIÓN DE ETANOL DE MAÍZ

El etanol a partir de maíz se obtiene mediante los siguientes pasos:1. HIDRÓLISIS

(rompimiento o degradación) de las cadenas polisacáridas del almidón para obtener jarabe de glucosa.2. JARABE

El jarabe se convierte en Etanol mediante el uso de levaduras. De cada 100 g. de almidón se pueden obtener teóricamente

111 g. de glucosa, lo que implica una relación estequiometria de 9:10.

Para la hidrólisis del almidón se usan bacterias termo resistentes porque el proceso se lleva a cabo a altas temperaturas (90 -110 ºC).

Vías tecnológicas para la producción de etanol

IMPORTANCIA DEL ETANOL

Es un buen sustituyente de la gasolina y otros combustibles. ya que el etanol es más limpio durante su combustión al no tener presencia de azufre metales pesados entre otras sustancias toxicas.

En Brasil es usado como sustituyente total de la gasolina o usado en mezclas de gasolina y etanol.(gasohol)

Por el agotamiento de los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural).

• Se produce a partir de fuentes renovables.• Produce menos dióxido de carbono que la

gasolina, depende de los procesos de destilación y la eficiencia de los cultivos.

• Genera menos monóxidos de carbono al utilizarse como aditivo en la gasolina.

• Es menos inflamable que la gasolina y el diesel.

VENTAJAS

• No emite compuestos de azufre.• La combinación de 90% de gasolina y 10% de

etanol puede ser usado en los vehículos sin modificar el motor.

DESVENTAJAS

• Presenta menor poder calorífico que la gasolina, por lo que requiere un mayor consumo.

• La elaboración de etanol a partir de granos es más caro que la gasolina. Aproximadamente 1.5 veces.

• En climas muy fríos presenta dificultades para el encendido.

•Genera emisiones de óxidos de nitrógeno y aldehídos (contaminantes menores).•Para el uso de una mezcla de 85% etanol y 15% gasolina (E85) se requiere de una adecuada modificación en los motores.

UTILIZACIÓN DEL ETANOL • El ETANOL se usa en Bebida alcohólicas.• Sector farmacéutico, (como principio activo de algunos

medicamentos).• Sectores industriales (Es un buen disolvente, y puede

utilizarse como anticongelante).• Sector cosméticos (elaboración de ambientadores y

perfumes). • La industria química lo utiliza como compuesto el

acetato de etilo (un disolvente para pegamentos, pinturas, etc.).

• En el uso domestico como alcohol de quemar.• En los últimos años lo utilizan en maquinas especiales

de combustión interna.

• Se emplea como combustible industrial y doméstico.

• En el uso doméstico, se emplea el alcohol de quemar.

• El etanol contiene compuestos como la piridina o el metanol u otras sustancias denominadas desnaturalizantes, que impiden su uso como alimento, ya que el alcohol para consumo suele llevar impuestos especiales.

• En algunos países, en vez de etanol se utiliza metanol como alcohol de quemar.

Principales usos del Alcohol en la Industria Procesadora 

Esteres

Cadenas de compuestos orgánicos

Detergentes

Pinturas

Cosméticos

Aerosoles

Jabones

Perfumería

Medicina

Mezcla de solventes Alimentos

Países que utilizan etanol con mayor frecuenciaBrasil EE.UULa indiaColombiaTailandiaAustraliaChina Están comprometidos a utilizar el etanol como

combustible automotor alternativo, motivo por la preocupación ambiental y por una búsqueda de otras alternativas de azucares.

• Brasil posee la mayor tradición en el uso del Etanol como combustible, usado en motores especialmente diseñados, o mezclados con gasolina en motores convencionales.

• Desde el 2005 mas del 10% del combustible que se ha utilizado en Japón no ha sido contaminante.

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