Maíz - Maize

Maíz
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Ilustración que muestra flores de maíz masculinas y femeninas
clasificación cientifica editar
Reino: Plantae
Clade : Traqueofitos
Clade : Angiospermas
Clade : Monocotiledóneas
Clade : Commelínidos
Pedido: Poales
Familia: Poaceae
Subfamilia: Panicoideae
Género: Zea
Especies:
Z. mays
Nombre binomial
Zea mays

El maíz ( / m z / MAYZ ; Zea mays subsp. Mays , del español : maíz después de Taino : mahiz ), también conocido como maíz (inglés norteamericano y australiano ), es un grano de cereal domesticado por primera vez por los pueblos indígenas en el sur de México aproximadamente Hace 10,000 años. El tallo frondoso de la planta produce inflorescencias de polen e inflorescencias ovulíferas separadas llamadas mazorcas que producen granos o semillas, que son frutos .

El maíz se ha convertido en un alimento básico en muchas partes del mundo, y la producción total de maíz supera a la de trigo o arroz . Además de ser consumido directamente por los humanos (a menudo en forma de masa ), el maíz también se usa para etanol de maíz , alimento para animales y otros productos de maíz , como almidón de maíz y jarabe de maíz . Los seis principales tipos de maíz son maíz dentado , maíz duro , maíz de vaina , palomitas de maíz , harina de maíz y maíz dulce . Las variedades ricas en azúcar llamadas maíz dulce generalmente se cultivan para consumo humano como granos, mientras que las variedades de maíz de campo se usan para alimento animal, varios usos de alimentos humanos a base de maíz (incluida la molienda en harina o masa de maíz , prensado en aceite de maíz y fermentación y destilación en bebidas alcohólicas como el whisky bourbon ) y como materias primas químicas. El maíz también se utiliza en la fabricación de etanol y otros biocombustibles .

El maíz se cultiva ampliamente en todo el mundo y cada año se produce un mayor peso de maíz que cualquier otro grano. En 2014, la producción mundial total fue de 1.040 millones de toneladas . El maíz es el cereal más cultivado de cultivos en todas las Américas, con 361 millones de toneladas métricas cultivadas en los Estados Unidos solamente en 2014. maíz genéticamente modificado compuesto por el 85% del maíz sembrado en los Estados Unidos en 2009. Los subsidios en los Estados Unidos ayuda para dar cuenta de su alto nivel de cultivo de maíz y su posición como el mayor productor del mundo.

Historia

Desarrollo precolombino

Los fragmentos de plantas que datan del 4200 a. C. encontrados en la cueva Guilá Naquitz en Oaxaca , México, mostraron que el maíz ya había sido domesticado a partir del teosinte .
Cultivo de maíz en una ilustración del s. XVI. Códice florentino

El maíz es un cultivo ; se requiere la intervención humana para que se propague. Si los granos se caen de la mazorca por sí solos o no, es una pieza clave de evidencia utilizada en arqueología para distinguir el maíz domesticado de su ancestro teocintle que se propaga naturalmente . La evidencia genética también se puede utilizar para determinar cuándo se dividen varios linajes.

La mayoría de los historiadores creen que el maíz fue domesticado en el Valle de Tehuacán de México. Investigaciones recientes realizadas a principios del siglo XXI han modificado un poco este punto de vista; los eruditos ahora señalan el valle adyacente del río Balsas del centro-sur de México como el centro de domesticación.

Un influyente estudio de 2002 realizado por Matsuoka et al . ha demostrado que, en lugar del modelo de domesticación múltiple independiente, todo el maíz surgió de una sola domesticación en el sur de México hace unos 9.000 años. El estudio también demostró que los tipos de maíz más antiguos que se conservan son los del altiplano mexicano. Posteriormente, el maíz se extendió desde esta región a las Américas por dos caminos principales. Esto es consistente con un modelo basado en el registro arqueológico que sugiere que el maíz se diversificó en las tierras altas de México antes de extenderse a las tierras bajas.

La arqueóloga Dolores Piperno ha dicho:

Un gran corpus de datos indica que [el maíz] se dispersó en la parte baja de América Central hacia el 7600 a. C. [5600 a. C.] y se había trasladado a los valles interandinos de Colombia entre el 7000 y el 6000 a. C. [5000–4000 a. C.].

-  Dolores Piperno, Los orígenes del cultivo y la domesticación de plantas en los trópicos del nuevo mundo: patrones, procesos y nuevos desarrollos

Desde entonces, se han publicado fechas incluso anteriores.

Según un estudio genético de Embrapa , el cultivo del maíz se introdujo en Sudamérica desde México, en dos grandes oleadas: la primera, hace más de 6000 años, se extendió por los Andes . Se ha encontrado evidencia de cultivo en Perú que data de hace aproximadamente 6700 años. La segunda ola, hace unos 2000 años, atravesó las tierras bajas de América del Sur.

Las primeras plantas de maíz crecieron solo mazorcas de maíz pequeñas, de 25 milímetros de largo (1 pulgada), y solo una por planta. En opinión de Jackson Spielvogel, muchos siglos de selección artificial (en lugar de la visión actual de que el maíz se explotaba intercalando con teocintle ) por parte de los pueblos indígenas de las Américas dieron como resultado el desarrollo de plantas de maíz capaces de producir varias mazorcas por planta, que generalmente eran varios centímetros / pulgadas de largo cada uno. Los olmecas y mayas cultivaban maíz en numerosas variedades en toda Mesoamérica ; lo cocinaban, molían y procesaban mediante nixtamalización . Se creía que a partir del 2500 a.C., la cosecha se extendió por gran parte de América. La investigación del siglo XXI ha establecido fechas incluso anteriores. La región desarrolló una red comercial basada en excedentes y variedades de cultivos de maíz.

Los mapuches del centro-sur de Chile cultivaban maíz junto con quinua y papas en la época prehispánica ; sin embargo, la papa era el alimento básico de la mayoría de los mapuches, "especialmente en los territorios del sur y la costa [mapuche] donde el maíz no alcanzaba la madurez". Antes de la expansión del Imperio Inca, el maíz se comercializaba y transportaba hasta los 40 ° 19 'S en Melinquina, Departamento de Lácar . En ese lugar se encontraron restos de maíz dentro de alfarería fechada en 730 ± 80 AP y 920 ± 60 AP. Probablemente este maíz fue traído a través de los Andes desde Chile. La presencia de maíz en el archipiélago de las Guaitecas (43 ° 55 'S), el puesto avanzado más austral de la agricultura prehispánica, es informado por los primeros exploradores españoles. Sin embargo, los españoles pueden haber identificado erróneamente la planta.

Intercambio colombino

Después de la llegada de los europeos en 1492, los colonos españoles consumieron maíz, y los exploradores y comerciantes lo llevaron de regreso a Europa y lo introdujeron en otros países. Los colonos españoles prefirieron con mucho el pan de trigo al maíz, la mandioca o las patatas. La harina de maíz no podía sustituir al trigo por el pan de comunión, ya que en la creencia cristiana sólo el trigo podía someterse a la transubstanciación y transformarse en el cuerpo de Cristo. A algunos españoles les preocupaba que al comer alimentos indígenas, que no consideraban nutritivos, se debilitaran y se arriesgaran a convertirse en indígenas. "En opinión de los europeos, fue la comida que comieron, incluso más que el entorno en el que vivían, lo que dio a los amerindios y españoles tanto sus características físicas distintivas como sus personalidades características". A pesar de estas preocupaciones, los españoles consumieron maíz. La evidencia arqueológica de los sitios de Florida indica que también la cultivaron.

El maíz se extendió al resto del mundo debido a su capacidad para crecer en diversos climas. Se cultivó en España solo unas décadas después de los viajes de Colón y luego se extendió a Italia, África Occidental y otros lugares. El cultivo generalizado probablemente comenzó en el sur de España en 1525, después de lo cual se extendió rápidamente al resto del Imperio español, incluidos sus territorios en Italia (y, desde allí, a otros estados italianos). El maíz tenía muchas ventajas sobre el trigo y la cebada; producía dos veces y media la energía alimentaria por unidad de superficie cultivada, podía cosecharse en años sucesivos en la misma parcela de tierra y crecía en altitudes y climas muy variables, en regiones relativamente secas con sólo 250 mm (10 pulgadas) de tierra. precipitación anual a regiones húmedas con más de 5.000 mm (200 in). En el siglo XVII, era un alimento campesino común en el suroeste de Europa, incluidos Portugal, España, el sur de Francia e Italia. En el siglo XVIII, era el principal alimento del campesinado del sur de Francia e Italia, especialmente en forma de polenta en Italia.

Nombres

Muchas pequeñas flores masculinas forman la inflorescencia masculina, llamada borla.

La palabra maíz deriva de la forma española de la palabra indígena taína para la planta, mahiz . Es conocido por otros nombres en todo el mundo.

La palabra "maíz" fuera de los EE. UU., Canadá, Australia y Nueva Zelanda se refiere a cualquier cultivo de cereales , entendiéndose que su significado varía geográficamente para referirse al alimento básico local . En los Estados Unidos, Canadá, Australia y Nueva Zelanda, maíz significa principalmente maíz; este uso comenzó como un acortamiento de "maíz indio". "Maíz indio" significa principalmente maíz (el grano básico de los indígenas estadounidenses ), pero puede referirse más específicamente al " maíz pedernal " multicolor que se usa para decoración.

En lugares fuera de los EE. UU., Canadá, Australia y Nueva Zelanda, el maíz a menudo se refiere al maíz en contextos culinarios. El significado más estrecho se suele indicar por alguna palabra adicional, como en el maíz dulce , maíz , mazorcas de maíz , maíz tierno , el dulce hinchado conocido como palomitas de maíz y el cereal de desayuno conocido como copos de maíz .

En el sur de África, el maíz se llama comúnmente mielie ( afrikaans ) o mealie (inglés), palabras derivadas de la palabra portuguesa para maíz, milho .

Se prefiere el maíz en el uso formal, científico e internacional porque se refiere específicamente a este grano, a diferencia del maíz , que tiene una compleja variedad de significados que varían según el contexto y la región geográfica. El maíz es utilizado por organismos agrícolas e institutos de investigación como la FAO y el CSIRO . Las asociaciones nacionales de agricultura e industria a menudo incluyen la palabra maíz en su nombre, incluso en países de habla inglesa donde la palabra local e informal no es maíz ; por ejemplo, la Asociación de Maíz de Australia, la Asociación de Desarrollo del Maíz de la India, el Consorcio de Maíz de Kenia y la Red de Mejoradores de Maíz, la Asociación Nacional de Maíz de Nigeria, la Asociación de Semillas de Maíz de Zimbabwe.

Estructura y fisiología

La planta de maíz suele tener 3 m (10 pies) de altura, aunque algunas variedades naturales pueden crecer 13 m (43 pies). El tallo se compone comúnmente de 20 entrenudos de 18 cm (7 pulgadas) de longitud. Las hojas surgen de los nudos, alternativamente en lados opuestos del tallo. Una hoja, que crece de cada nodo, es generalmente de 9 cm ( 3+12  pulg.) De ancho y 120 cm (3 pies 11 pulg.) De largo.

Las mazorcas se desarrollan por encima de algunas de las hojas en la sección media de la planta, entre el tallo y la vaina de la hoja, alargándose alrededor de 3 mm ( 18  in) por día, hasta una longitud de 18 cm (7 in) con 60 cm ( 24 in) siendo el máximo alegado en la subespecie. Son inflorescencias femeninas , fuertemente envueltas por varias capas de hojas de mazorcas comúnmente llamadas cáscaras. Se han obtenido ciertas variedades de maíz para producir muchas mazorcas más desarrolladas. Éstos son la fuente del " maíz tierno " que se utiliza como verdura en la cocina asiática .

El ápice del tallo termina en la borla, una inflorescencia de flores masculinas. Cuando la borla está madura y las condiciones son adecuadamente cálidas y secas, las anteras de la borla se dehiscen y liberan polen. El polen de maíz es anemófilo (dispersado por el viento) y, debido a su gran velocidad de sedimentación, la mayor parte del polen cae a unos pocos metros de la espiga.

Los estigmas alargados , llamados sedas , emergen del verticilo de hojas de la cáscara al final de la mazorca. A menudo son de color amarillo pálido y de 18 cm (7 pulgadas) de largo, como mechones de pelo en apariencia. Al final de cada uno hay un carpelo, que puede convertirse en un "núcleo" si se fertiliza con un grano de polen. El pericarpio de la fruta se fusiona con la cubierta de la semilla denominada " cariópside ", típica de las gramíneas , y el núcleo completo se denomina a menudo " semilla ". La mazorca tiene una estructura similar a una fruta múltiple , excepto que las frutas individuales (los granos) nunca se fusionan en una sola masa. Los granos son del tamaño de un guisante y se adhieren en filas regulares alrededor de una sustancia blanca y concisa, que forma la mazorca. Se dice que el tamaño máximo de los granos es de 2,5 cm (1 pulgada). Una mazorca suele contener 600 granos. Son de varios colores: negruzco, gris azulado , violeta , verde, rojo, blanco y amarillo. Cuando se muele en harina , el maíz produce más harina con mucho menos salvado que el trigo. Carece de la proteína gluten del trigo y, por lo tanto, produce productos horneados con poca capacidad de aumento. Una variante genética que acumula más azúcar y menos almidón en la mazorca se consume como verdura y se llama maíz dulce . Las mazorcas jóvenes se pueden consumir crudas, con la mazorca y la seda, pero a medida que la planta madura (generalmente durante los meses de verano), la mazorca se vuelve más dura y la seda se seca hasta llegar a ser incomible. Al final de la temporada de crecimiento , los granos se secan y se vuelven difíciles de masticar sin cocinarlos tiernos primero en agua hirviendo.

La densidad de siembra afecta múltiples aspectos del maíz. Las técnicas agrícolas modernas en los países desarrollados generalmente se basan en una plantación densa, que produce una mazorca por tallo. Los rodales de maíz ensilado son aún más densos y logran un menor porcentaje de mazorcas y más materia vegetal.

El maíz es una planta facultativa de días cortos y florece en un cierto número de grados día de crecimiento > 10 ° C (50 ° F) en el ambiente al que está adaptado. La magnitud de la influencia que tienen largas noches en el número de días que deben pasar antes de maíz flores está genéticamente prescrito y regulado por el fitocromo sistema. La fotoperiodicidad puede ser excéntrica en los cultivares tropicales, de modo que los días largos característicos de las latitudes más altas permiten que las plantas crezcan tanto que no tienen tiempo suficiente para producir semillas antes de morir por las heladas. Sin embargo, estos atributos pueden resultar útiles en el uso de maíz tropical para biocombustibles .

Los brotes de maíz inmaduros acumulan una poderosa sustancia antibiótica, 2,4-dihidroxi-7-metoxi-1,4-benzoxazin-3-ona ( DIMBOA ). DIMBOA es miembro de un grupo de ácidos hidroxámicos (también conocidos como benzoxazinoides) que sirven como defensa natural contra una amplia gama de plagas, incluidos insectos, hongos patógenos y bacterias . DIMBOA también se encuentra en pastos relacionados, particularmente en trigo. Un mutante de maíz (bx) que carece de DIMBOA es muy susceptible al ataque de pulgones y hongos . DIMBOA también es responsable de la resistencia relativa del maíz inmaduro al barrenador europeo del maíz (familia Crambidae ). A medida que el maíz madura, los niveles de DIMBOA y la resistencia al barrenador del maíz disminuyen.

Debido a sus raíces poco profundas, el maíz es susceptible a las sequías, intolerante a los suelos deficientes en nutrientes y propenso a ser desarraigado por los fuertes vientos.

Zea mays 'Ottofile giallo Tortonese' - MHNT
Zea mays "fresa" - MHNT
Zea mays "Verde Oaxaqueño" MHNT
Mazorcas de maíz abigarradas
Granos de maíz multicolores ( CSIRO )

Mientras que los maíces amarillos obtienen su color de la luteína y la zeaxantina , en los maíces de color rojo, la coloración del grano se debe a las antocianinas y los flobafenos . Estas últimas sustancias se sintetizan en la vía sintética de flavonoides a partir de la polimerización de flavan-4-ols mediante la expresión del gen color1 (p1) del pericarpio del maíz que codifica un activador transcripcional R2R3 similar a myb del gen A1 que codifica la dihidroflavonol 4-reductasa ( reduciendo dihidroflavonoles en flavan-4-ols) mientras que otro gen (Suppressor of Pericarp Pigmentation 1 o SPP1) actúa como supresor . El gen p1 codifica un activador transcripcional homólogo Myb de genes necesarios para la biosíntesis de pigmentos rojos de flobafeno, mientras que el alelo P1-wr especifica el pericarpio del grano incoloro y las mazorcas rojas, y el factor inestable para orange1 (Ufo1) modifica la expresión de P1-wr para conferir pigmentación. en el pericarpio del grano, así como en los tejidos vegetativos, que normalmente no acumulan cantidades significativas de pigmentos de flobafeno. El gen P del maíz codifica un homólogo de Myb que reconoce la secuencia CCT / AACC, en marcado contraste con el C / TAACGG unido por proteínas Myb de vertebrados.

La hoja de la mazorca es la hoja más estrechamente asociada con una mazorca en desarrollo particular. Esta hoja y más contribuyen del 70% al 75% al ​​90% del relleno de grano . Por lo tanto, la aplicación de fungicidas es más importante en esa región en la mayoría de los entornos de enfermedades.

Flores anormales

Las flores de maíz a veces pueden presentar mutaciones que conducen a la formación de flores femeninas en la borla. Estas mutaciones, ts4 y Ts6 , prohíben el desarrollo del estambre al mismo tiempo que promueven el desarrollo del pistilo. Esto puede causar inflorescencias que contengan flores masculinas y femeninas, o flores hermafroditas .

Genética

Se recolectan variedades exóticas de maíz para agregar diversidad genética al criar selectivamente nuevas cepas domésticas.

El maíz es una hierba anual de la familia de las gramíneas , que incluye plantas como el trigo , el centeno , la cebada , el arroz , el sorgo y la caña de azúcar . Hay dos especies principales del género Zea (de un total de seis): Zea mays (maíz) y Zea diploperennis , que es un tipo perenne de teocintle. La variedad anual de teocintle llamada Zea mays mexicana es el pariente botánico más cercano al maíz. Todavía crece en la naturaleza como anual en México y Guatemala.

Muchas formas de maíz se utilizan para la alimentación, a veces clasificadas como varias subespecies relacionadas con la cantidad de almidón que tiene cada una:

Este sistema ha sido reemplazado (aunque no completamente desplazado) durante los últimos 60 años por clasificaciones multivariables basadas en cada vez más datos. Los datos agronómicos se complementaron con rasgos botánicos para una clasificación inicial sólida, luego se agregó evidencia genética, citológica , proteica y de ADN. Ahora, las categorías son formas (poco utilizadas), razas, complejos raciales y ramas recientes.

El maíz es un diploide con 20 cromosomas (n = 10). La longitud combinada de los cromosomas es de 1500 cM . Algunos de los cromosomas del maíz tienen lo que se conoce como "protuberancias cromosómicas": dominios heterocromáticos muy repetitivos que se tiñen de forma oscura. Los nudos individuales son polimórficos entre las cepas de maíz y teocintle .

Barbara McClintock utilizó estos marcadores de perilla para validar su teoría del transposón de los "genes saltarines", por la que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1983 . El maíz sigue siendo un organismo modelo importante para la genética y la biología del desarrollo en la actualidad.

Los centrómeros tienen dos tipos de componentes estructurales, ambos de los cuales se encuentran solo en los centrómeros: grandes conjuntos de CentC, un ADN satélite corto ; y algunos de una familia de retrotransposones . El cromosoma B , a diferencia de los demás, contiene una repetición adicional que se extiende a las áreas vecinas del cromosoma. Los centrómeros pueden encogerse accidentalmente durante la división y seguir funcionando, aunque se cree que esto fallará si se encoge por debajo de unos pocos cientos de kilobase. Los cinetocoros contienen ARN que se origina en los centrómeros. Las regiones del centrómero pueden volverse inactivas y pueden continuar en ese estado si el cromosoma todavía tiene otro activo.

El Centro de existencias de cooperación genética de maíz, financiado por el Servicio de Investigación Agrícola del USDA y ubicado en el Departamento de Ciencias de los Cultivos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , es un centro de existencias de mutantes de maíz. La colección total tiene cerca de 80.000 muestras. La mayor parte de la colección consta de varios cientos de genes con nombre, además de combinaciones de genes adicionales y otras variantes hereditarias. Hay alrededor de 1000 aberraciones cromosómicas (p. Ej., Translocaciones e inversiones) y existencias con números de cromosomas anormales (p. Ej., Tetraploides ). Se puede acceder a los datos genéticos que describen las poblaciones de mutantes de maíz, así como a una miríada de otros datos sobre la genética del maíz, en MaizeGDB , la base de datos de genética y genómica del maíz.

En 2005, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU . (NSF), el Departamento de Agricultura ( USDA ) y el Departamento de Energía (DOE) formaron un consorcio para secuenciar el genoma del maíz B73 . Los datos de la secuencia de ADN resultante se depositaron inmediatamente en GenBank , un depósito público de datos de la secuencia del genoma. Las secuencias y anotaciones del genoma también se han puesto a disposición a lo largo de la vida del proyecto en el sitio oficial del proyecto.

La secuenciación primaria del genoma del maíz se completó en 2008. El 20 de noviembre de 2009, el consorcio publicó los resultados de su esfuerzo de secuenciación en Science . Se descubrió que el genoma, el 85% del cual está compuesto por transposones , contiene 32.540 genes (en comparación, el genoma humano contiene aproximadamente 2.900 millones de bases y 26.000 genes). Gran parte del genoma del maíz se ha duplicado y reorganizado mediante helitrones, un grupo de transposones de círculos rodantes .

En Z. mays y varias otras angiospermas, el motivo de la caja MADS está involucrado en el desarrollo floral. Los primeros estudios en varios modelos de angiospermas, incluida Z. mays, fueron el comienzo de la investigación sobre la evolución molecular de la estructura floral en general, así como su papel en las plantas que no florecen.

Evolución

Como ocurre con muchas plantas y animales, Z. mays tiene una correlación positiva entre el tamaño efectivo de la población y la magnitud de la presión de selección . Z. m. con un EPS de ~ 650.000, se agrupa con otros de aproximadamente el mismo EPS y tiene el 79% de sus sitios de aminoácidos bajo selección.

La recombinación es una fuente importante de diversidad en Z. mays . (Tenga en cuenta que este hallazgo reemplaza los estudios anteriores que no mostraron tal correlación).

Este efecto de recombinación / diversidad se observa en todas las plantas, pero también se encuentra que no ocurre, o no con tanta fuerza, en regiones de alta densidad genética . Esta es probablemente la razón por la que Z. mays domesticados no ha visto un aumento en la diversidad tanto dentro de las áreas de mayor densidad como en las regiones de menor densidad, aunque hay más evidencia en otras plantas.

Algunas líneas de maíz han sufrido antiguos eventos de poliploidía , que comenzaron hace 11 millones de años. Durante ese tiempo, se ha retenido ~ 72% de los genes duplicados poliploides, que es más alto que en otras plantas con eventos de poliploidía más antiguos. Por tanto, es posible que el maíz pierda más genes duplicados con el paso del tiempo, de forma similar al curso que siguen los genomas de otras plantas. Si es así, si la pérdida de genes simplemente no ha ocurrido todavía, eso podría explicar la falta de selección positiva observada y una selección negativa más baja que se observan en plantas similares, es decir, también cruzas naturales y con tamaños de población efectivos similares.

La ploidía no parece influir en la EPS o la magnitud del efecto de selección en el maíz.

Cría

El maíz se reproduce sexualmente cada año. Esto selecciona al azar la mitad de los genes de una planta determinada para propagarlos a la siguiente generación, lo que significa que los rasgos deseables que se encuentran en el cultivo (como un alto rendimiento o una buena nutrición) se pueden perder en las generaciones posteriores a menos que se utilicen ciertas técnicas.

La cría de maíz en la prehistoria resultó en plantas grandes que producían mazorcas grandes. El mejoramiento moderno comenzó con individuos que seleccionaban variedades altamente productivas en sus campos y luego vendían semillas a otros agricultores. James L. Reid fue uno de los primeros y más exitosos en desarrollar Reid's Yellow Dent en la década de 1860. Estos primeros esfuerzos se basaron en una selección masiva . Los esfuerzos posteriores de mejoramiento incluyeron la selección de oreja a hilera (CG Hopkins c. 1896), híbridos hechos de líneas puras seleccionadas (GH Shull, 1909) y los híbridos cruzados dobles de gran éxito que utilizan cuatro líneas puras ( DF Jones c. 1918, 1922). Los programas de mejoramiento apoyados por la universidad fueron especialmente importantes para desarrollar e introducir híbridos modernos. En la década de 1930, empresas como Pioneer dedicadas a la producción de maíz híbrido habían comenzado a influir en el desarrollo a largo plazo. Los bancos de semillas de importancia internacional como el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y el banco estadounidense del Centro de Stock de Cooperación Genética de Maíz de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign mantienen germoplasma importante para el desarrollo futuro de cultivos.

Desde la década de 1940, las mejores variedades de maíz han sido los híbridos de primera generación elaborados a partir de variedades puras que se han optimizado para características específicas, como rendimiento, nutrición, sequía, plagas y tolerancia a enfermedades. Tanto el cruzamiento convencional como la modificación genética han logrado aumentar la producción y reducir la necesidad de tierras de cultivo, pesticidas, agua y fertilizantes. Hay pruebas contradictorias que apoyan la hipótesis de que el potencial de rendimiento del maíz ha aumentado en las últimas décadas. Esto sugiere que los cambios en el potencial de rendimiento están asociados con el ángulo de la hoja, la resistencia al acame, la tolerancia a una alta densidad de plantas, la tolerancia a enfermedades / plagas y otras características agronómicas en lugar del aumento del potencial de rendimiento por planta individual.

Las razas autóctonas tropicales siguen siendo una fuente importante y subutilizada de alelos de resistencia para las enfermedades y los herbívoros . Dao et al 2014 y Sood et al 2014 realizaron descubrimientos notables de alelos raros para este propósito .

Programa global

El CIMMYT opera un programa de reproducción convencional para proporcionar cepas optimizadas. El programa comenzó en la década de 1980. Las semillas híbridas se distribuyen en África mediante el proyecto Maíz tolerante a la sequía para África.

Modificación genética

El maíz genéticamente modificado (GM) fue uno de los 26 cultivos transgénicos cultivados comercialmente en 2016. La gran mayoría es maíz Bt . Cultivado desde 1997 en los Estados Unidos y Canadá, el 92% de la cosecha de maíz de EE. UU. Se modificó genéticamente en 2016 y el 33% de la cosecha de maíz en todo el mundo fue transgénica en 2016. A partir de 2011, las variedades de maíz tolerantes a herbicidas se cultivaron en Argentina, Australia , Brasil, Canadá, China, Colombia, El Salvador, la Unión Europea, Honduras, Japón, Corea, Malasia, México, Nueva Zelanda, Filipinas, Federación de Rusia, Singapur, Sudáfrica, Taiwán, Tailandia y Estados Unidos. El maíz resistente a insectos se cultivó en Argentina, Australia, Brasil, Canadá, Chile, China, Colombia, Egipto, la Unión Europea, Honduras, Japón, Corea, Malasia, México, Nueva Zelanda, Filipinas, Sudáfrica, Suiza, Taiwán, Estados Unidos y Uruguay.

En septiembre de 2000, se retiraron del mercado productos alimenticios por valor de 50 millones de dólares debido a la presencia de maíz transgénico Starlink , que había sido aprobado solo para consumo animal y no había sido aprobado para consumo humano, y posteriormente fue retirado del mercado.

Origen

El maíz es la variante domesticada del teocintle . Las dos plantas tienen una apariencia diferente, el maíz tiene un solo tallo alto con múltiples hojas y el teosinte es una planta baja y tupida. La diferencia entre los dos está controlada en gran medida por las diferencias en solo dos genes, llamados macollos herbáceos-1 ( gt1 , A0A317YEZ1 ) y teosinte ramificado-1 ( tb1 , Q93WI2 ).

Se habían propuesto varias teorías sobre el origen específico del maíz en Mesoamérica:

  1. Es una domesticación directa de un teocinte anual mexicano , Zea mays ssp. parviglumis , nativa del valle del río Balsas en el sureste de México, con hasta un 12% de su material genético obtenido de Zea mays ssp. mexicana a través de la introgresión .
  2. Se ha derivado de la hibridación entre un maíz pequeño domesticado (una forma ligeramente modificada de un maíz silvestre) y un teocintle de la sección Luxuriantes , ya sea Z. luxurians o Z. diploperennis .
  3. Ha sufrido dos o más domesticaciones, ya sea de maíz silvestre o de teocintle. (El término "teocintle" describe todas las especies y subespecies del género Zea , excepto Zea mays ssp. Mays ).
  4. Ha evolucionado a partir de una hibridación de Z. diploperennis por Tripsacum dactyloides .

A fines de la década de 1930, Paul Mangelsdorf sugirió que el maíz domesticado era el resultado de un evento de hibridación entre un maíz silvestre desconocido y una especie de Tripsacum , un género relacionado. Esta teoría sobre el origen del maíz ha sido refutada por las pruebas genéticas modernas , que refutan el modelo de Mangelsdorf y el cuarto mencionado anteriormente.

La teoría de origen teosinte fue propuesto por el botánico ruso Nikolai Ivanovich Vavilov en 1931 y la posterior estadounidense Premio Nobel -ganador George Beadle en 1932. Se apoya de forma experimental y por estudios recientes de los genomas de las plantas. El teosinte y el maíz pueden cruzarse y producir descendencia fértil. Quedan varias preguntas sobre la especie, entre ellas:

  1. cómo la inmensa diversidad de las especies de secta. Zea se originó,
  2. cómo los diminutos especímenes arqueológicos de 3500-2700 aC podrían haber sido seleccionados de un teosinte, y
  3. cómo pudo haber procedido la domesticación sin dejar restos de teocintle o maíz con rasgos teosintoides anteriores a los primeros conocidos hasta hace poco, que datan de ca. 1100 AC.

La domesticación del maíz es de particular interés para los investigadores: arqueólogos , genetistas , etnobotánicos , geógrafos, etc. Algunos creen que el proceso se inició hace entre 7.500 y 12.000 años. La investigación de las décadas de 1950 a 1970 se centró originalmente en la hipótesis de que la domesticación del maíz ocurrió en las tierras altas entre los estados de Oaxaca y Jalisco , debido a que allí se encontraron los restos arqueológicos de maíz más antiguos conocidos en ese momento.

Conexión con la subespecie 'parviglumis'

teosinte (arriba), híbrido de maíz-teosinte (medio), maíz (abajo)

Los estudios genéticos, publicados en 2004 por John Doebley , identificaron a Zea mays ssp. parviglumis , nativo del valle del río Balsas en las tierras altas del suroeste de México, y también conocido como Balsas teosinte, por ser el pariente silvestre de cultivo que es genéticamente más similar al maíz moderno. Esto fue confirmado por estudios posteriores, que refinaron un poco esta hipótesis. Los estudios arqueobotánicos, publicados en 2009, apuntan a la parte media del valle del río Balsas como el lugar probable de domesticación temprana; este río no es muy largo, por lo que estos lugares no están muy distantes. Se han encontrado herramientas de molienda de piedra con residuos de maíz en una capa de depósitos de 8.700 años de antigüedad en una cueva no lejos de Iguala, Guerrero .

Cabeza de estuco del dios maya del maíz , 550–850 d. C.

Doebley formó parte del equipo que publicó por primera vez, en 2002, que el maíz se había domesticado solo una vez, hace unos 9.000 años, y luego se había extendido por todo el continente americano.

Hace 7.000 años se cultivaba un maíz primitivo en el sur de México, América Central y el norte de América del Sur. Los restos arqueológicos de mazorcas de maíz tempranas, encontrados en la cueva Guila Naquitz en el valle de Oaxaca , datan de aproximadamente 6.250 años; las mazorcas más antiguas de las cuevas cercanas a Tehuacán , Puebla, 5450 AP

También se ha recuperado polen de maíz que data de 7.300 AP de San Andrés, Tabasco , en la costa del Caribe.

A medida que el maíz se introdujo en nuevos cultivos, se desarrollaron nuevos usos y se seleccionaron nuevas variedades para servir mejor en esas preparaciones. El maíz era el alimento básico, o un alimento básico importante, junto con la calabaza , la papa de la región andina , la quinua , los frijoles y el amaranto , de la mayoría de las culturas precolombinas de América del Norte, Mesoamérica, América del Sur y el Caribe. La civilización mesoamericana, en particular, estaba profundamente interrelacionada con el maíz. Sus tradiciones y rituales involucraban todos los aspectos del cultivo del maíz, desde la siembra hasta la preparación de la comida. El maíz formó la identidad del pueblo mesoamericano.

Se desconoce qué precipitó su domesticación, porque la porción comestible de la variedad silvestre es demasiado pequeña y difícil de obtener para ser consumida directamente, ya que cada grano está encerrado en una cáscara bivalva muy dura.

En 1939, George Beadle demostró que los granos de teosinte se "reventan" fácilmente para el consumo humano, como las palomitas de maíz modernas. Algunos han argumentado que se habrían necesitado demasiadas generaciones de reproducción selectiva para producir mazorcas grandes y comprimidas para un cultivo eficiente. Sin embargo, los estudios de los híbridos que se obtienen fácilmente cruzando el teocintle y el maíz moderno sugieren que esta objeción no está bien fundada.

Extendiéndose hacia el norte

Hace alrededor de 4.500, el maíz comenzó a extenderse hacia el norte; se cultivó por primera vez en lo que hoy es Estados Unidos en varios sitios de Nuevo México y Arizona, hace unos 4.100.

Durante el primer milenio d.C., el cultivo de maíz se extendió más ampliamente en las áreas del norte. En particular, la adopción a gran escala de la agricultura y el consumo de maíz en el este de América del Norte tuvo lugar alrededor del año 900 dC. Los nativos americanos despejaron grandes áreas de bosques y praderas para la nueva cosecha.

En 2005, una investigación del Servicio Forestal del USDA sugirió que el aumento en el cultivo de maíz hace 500 a 1,000 años en lo que ahora es el sureste de los Estados Unidos se correspondió con una disminución de los mejillones de agua dulce , que son muy sensibles a los cambios ambientales.

Cultivo

Plantando

Plántulas tres semanas después de la siembra.
Tallos jóvenes

Debido a que es intolerante al frío, en las zonas templadas el maíz debe plantarse en primavera. Su sistema de raíces es generalmente poco profundo, por lo que la planta depende de la humedad del suelo. Como planta que utiliza la fijación de carbono C4 , el maíz es un cultivo considerablemente más eficiente en el uso de agua que las plantas que utilizan la fijación de carbono C3 , como la alfalfa y la soja . El maíz es más sensible a la sequía en el momento de la aparición de la seda, cuando las flores están listas para la polinización. En los Estados Unidos, tradicionalmente se pronosticaba una buena cosecha si el maíz estaba "a la altura de la rodilla para el 4 de julio ", aunque los híbridos modernos generalmente superan esta tasa de crecimiento. El maíz que se usa para ensilaje se cosecha mientras la planta está verde y la fruta inmadura. El maíz dulce se cosecha en la "etapa de leche", después de la polinización pero antes de que se forme el almidón, entre finales del verano y principios y mediados de otoño. El maíz de campo se deja en el campo hasta muy tarde en el otoño para secar completamente el grano y, de hecho, a veces no se cosecha hasta el invierno o incluso principios de la primavera. La importancia de una humedad suficiente del suelo se demuestra en muchas partes de África, donde las sequías periódicas provocan regularmente la pérdida de cosechas de maíz y la consiguiente hambruna . Aunque se cultiva principalmente en climas cálidos y húmedos, se dice que prospera en condiciones frías, cálidas, secas o húmedas, lo que significa que es un cultivo extremadamente versátil.

Plantas maduras mostrando orejas

Los nativos americanos plantaron maíz en las colinas, en un sistema complejo conocido por algunos como las Tres Hermanas . El maíz proporcionó apoyo a los frijoles y los frijoles proporcionaron nitrógeno derivado de las bacterias rizobios fijadoras de nitrógeno que viven en las raíces de los frijoles y otras leguminosas ; y las calabazas proporcionaron cobertura del suelo para detener las malezas e inhibir la evaporación al proporcionar sombra sobre el suelo. Este método fue reemplazado por la siembra en colinas de una sola especie, donde cada colina con una separación de 60-120 cm (2 pies 0 pulg. 3 pies 11 pulg.) Se plantó con tres o cuatro semillas, un método que todavía utilizan los jardineros domésticos. Una técnica posterior fue el "maíz controlado", donde las colinas se colocaron a 1 m (40 pulgadas) de distancia en cada dirección, lo que permitió a los cultivadores correr por el campo en dos direcciones. En las tierras más áridas, esto se modificó y se plantaron semillas en el fondo de 10 a 12 cm (4 a 4+12  pulg.) De surcos profundos para recolectar agua. La técnica moderna planta el maíz en hileras, lo que permite el cultivo mientras la planta es joven, aunque la técnica de la colina todavía se usa en los campos de maíz de algunas reservaciones nativas americanas. Cuando el maíz se planta en hileras, también permite la siembra de otros cultivos entre estas hileras para hacer un uso más eficiente del espacio de la tierra.

Hoy en día, en la mayoría de las regiones, el maíz cultivado en huertos residenciales a menudo se sigue plantando manualmente con una azada , mientras que el maíz cultivado comercialmente ya no se planta manualmente, sino que se planta con una sembradora . En América del Norte, los campos a menudo se plantan en una rotación de dos cultivos con un cultivo que fija nitrógeno , a menudo alfalfa en climas más fríos y soja en regiones con veranos más largos. A veces , se agrega a la rotación una tercera cosecha, el trigo de invierno .

Muchas de las variedades de maíz que se cultivan en Estados Unidos y Canadá son híbridas. A menudo, las variedades han sido modificadas genéticamente para tolerar el glifosato o para brindar protección contra plagas naturales. El glifosato es un herbicida que mata todas las plantas excepto aquellas con tolerancia genética. Esta tolerancia genética rara vez se encuentra en la naturaleza.

En el medio oeste de los Estados Unidos, por lo general se utilizan técnicas agrícolas de labranza baja o nula . En labranza baja, los campos se cubren una vez, tal vez dos, con un implemento de labranza antes de la siembra del cultivo o después de la cosecha anterior. Los campos se plantan y fertilizan . Las malezas se controlan mediante el uso de herbicidas y no se realiza ningún laboreo durante la temporada de crecimiento. Esta técnica reduce la evaporación de la humedad del suelo y, por lo tanto, proporciona más humedad al cultivo. Las tecnologías mencionadas en el párrafo anterior permiten la labranza mínima y la labranza cero. Las malas hierbas compiten con el cultivo por la humedad y los nutrientes, lo que las hace indeseables.

Cosecha

Mazorcas de maíz maduras
Cosecha de maíz, condado de Jones, Iowa
Cosecha de maíz, Rantasalmi , South Savonia , Finlandia
Recolección manual de maíz en Myanmar.

Antes del siglo XX, toda la cosecha de maíz se realizaba mediante trabajo manual , pastoreo o alguna combinación de ambos. Ya sea que se recogieran las mazorcas a mano y se pastara el rastrojo , o que se cortara, recogiera y sacudiera toda la planta , la gente y el ganado hicieron todo el trabajo. Entre la década de 1890 y la de 1970, la tecnología de la cosecha de maíz se expandió enormemente. Hoy en día, todas estas tecnologías, desde la cosecha totalmente manual hasta la totalmente mecanizada, todavía se utilizan hasta cierto punto, según corresponda a las necesidades de cada explotación , aunque predominan las versiones completamente mecanizadas, ya que ofrecen los costes unitarios más bajos cuando se escalan a grandes explotaciones agrícolas. Para las fincas pequeñas, su costo unitario puede ser demasiado alto, ya que su costo fijo más alto no se puede amortizar en tantas unidades.

Antes de la Segunda Guerra Mundial , la mayor parte del maíz de América del Norte se cosechaba a mano. Esto involucró a una gran cantidad de trabajadores y eventos sociales asociados (descascarado o descascarado de abejas ). A partir de la década de 1890, se dispuso de alguna maquinaria para mecanizar parcialmente los procesos, como recolectores mecánicos de una y dos filas (recoger la mazorca, dejar el rastrojo ) y aglutinantes de maíz, que son segadoras-aglutinantes diseñadas específicamente para el maíz (por ejemplo, , Video en YouTube ). Estos últimos producen gavillas que pueden chocar . Con un recolector manual o mecánico, se cosecha toda la mazorca, lo que luego requiere una operación separada de un desgranador de maíz para quitar los granos de la mazorca. Las mazorcas enteras de maíz a menudo se almacenaban en cribas de maíz , y estas mazorcas enteras son una forma suficiente para algunos usos de alimentación del ganado. Hoy en día, las mazorcas de maíz con mazorcas enteras y aglutinantes de maíz son menos comunes porque la mayoría de las granjas modernas cosechan el grano del campo con una cosechadora y lo almacenan en contenedores . La cosechadora con cabeza de maíz (con puntas y rollos en lugar de carrete) no corta el tallo; simplemente tira del tallo hacia abajo. El tallo continúa hacia abajo y se arruga en una pila destrozada en el suelo, donde generalmente se deja para que se convierta en materia orgánica para el suelo . La mazorca de maíz es demasiado grande para pasar entre las ranuras de un plato cuando los rodillos de presión tiran del tallo, dejando solo la mazorca y la cáscara para entrar en la maquinaria. La cosechadora separa la cáscara y la mazorca, conservando solo los granos.

Cuando el maíz es un cultivo de ensilaje , se suele picar toda la planta de una vez con una cosechadora de forraje (picadora) y se ensila en silos o envolturas de polímero. El ensilado de gavillas cortadas con un aglutinante de maíz era común anteriormente en algunas regiones, pero se ha vuelto poco común.

Producción mundial de maíz

Para almacenar grano en contenedores, la humedad del grano debe ser lo suficientemente baja para evitar que se eche a perder. Si el contenido de humedad del grano cosechado es demasiado alto, se utilizan secadores de granos para reducir el contenido de humedad soplando aire caliente a través del grano. Esto puede requerir grandes cantidades de energía en forma de gases combustibles ( propano o gas natural ) y electricidad para alimentar los ventiladores.

Producción

Producción de maíz (2018)

El maíz se cultiva ampliamente en todo el mundo y cada año se produce un mayor peso de maíz que cualquier otro grano. En 2018, la producción mundial total fue de 1,150 millones de toneladas , liderada por Estados Unidos con el 34,2% del total (tabla). China produjo el 22,4% del total mundial.

Producción de maíz - 2018
País Producción
(millones de toneladas )
 Estados Unidos 392,5
 porcelana 257,3
 Brasil 82,3
 Argentina 43,5
 Ucrania 35,8
 Indonesia 30,3
 India 27,8
 México 27,2
 Rumania 18,7
 Canadá 13,9
 Francia 12,7
 Sudáfrica 12,6
 Rusia 11,4
 Nigeria 10,2
 Hungría 8.0
 Filipinas 7.8
 Etiopía 7.4
 Egipto 7.3
 Serbia 7.0
 Pakistán 6.3
 Italia 6.2
 Tanzania 6.0
 pavo 5.7
 Paraguay 5.3
 Tailandia 5,0
 Mundo 1147,6

Estados Unidos

En 2016, se pronosticó que la producción de maíz superará los 380 millones de toneladas métricas (15 mil millones de bushels ), un aumento del 11% con respecto a la producción estadounidense de 2014. Según las condiciones de agosto de 2016, el rendimiento esperado sería el más alto de la historia para Estados Unidos. Se pronosticó que el área de maíz cosechado sería de 35 millones de hectáreas (87 millones de acres), un aumento del 7% con respecto a 2015. El maíz es especialmente popular en los estados del medio oeste como Indiana , Iowa e Illinois ; en este último, fue nombrado grano oficial del estado en 2017.

Plagas

Insectos

La susceptibilidad del maíz al barrenador europeo del maíz y los gusanos de la raíz del maíz, y las grandes pérdidas resultantes de cultivos que se estiman en mil millones de dólares en todo el mundo por cada plaga, llevaron al desarrollo de transgénicos que expresan la toxina Bacillus thuringiensis . El "maíz Bt" se cultiva ampliamente en los Estados Unidos y ha sido aprobado para su distribución en Europa.

Enfermedades

Almacenamiento

El secado es vital para prevenir o al menos reducir la contaminación por micotoxinas . Aspergillus y Fusarium spp. son las fuentes de micotoxinas más comunes, pero hay otras. En conjunto, los contaminantes del maíz son tan comunes, y este cultivo es tan importante económicamente, que las micotoxinas del maíz se encuentran entre las más importantes en la agricultura en general.

Usos

Comida humana

Póster que muestra a una mujer sirviendo muffins, panqueques y sémola, con botes en la mesa etiquetados como harina de maíz, sémola y maíz, Administración de Alimentos de los Estados Unidos, 1918

El maíz y la harina de maíz (maíz seco molido) constituyen un alimento básico en muchas regiones del mundo. El maíz se utiliza para producir maicena , un ingrediente común en la cocina casera y en muchos productos alimenticios industrializados. El almidón de maíz se puede hidrolizar y tratar enzimáticamente para producir jarabes, particularmente jarabe de maíz con alto contenido de fructosa , un edulcorante; y también fermentado y destilado para producir alcohol de grano . El alcohol de grano de maíz es tradicionalmente la fuente del whisky Bourbon . La harina de maíz se usa para hacer pan de maíz y otros productos horneados.

En tiempos prehistóricos, las mujeres mesoamericanas usaban un metate para procesar el maíz y convertirlo en harina de maíz molida, lo que permitía la preparación de alimentos más densos en calorías que las palomitas de maíz. Después de que se inventaron las vasijas de cerámica, los olmecas comenzaron a cocinar maíz junto con frijoles, mejorando el valor nutricional de la comida básica. Aunque el maíz contiene naturalmente niacina , un nutriente importante, no estaba biodisponible sin el proceso de nixtamalización . Los mayas usaban harina de nixtamal para hacer variedades de papillas y tamales. El proceso se utilizó más tarde en la cocina del sur de Estados Unidos para preparar maíz para sémola y maíz .

El maíz es un alimento básico de la cocina mexicana . Masa (harina de maíz tratada con agua de cal ) es el ingrediente principal de las tortillas , el atole y muchos otros platos de la comida centroamericana. Es el ingrediente principal de la tortilla de maíz , tamales , pozole , atole y todos los platillos a base de ellos, como tacos , quesadillas , chilaquiles , enchiladas , tostadas y muchos más. En México el hongo del maíz, conocido como huitlacoche , se considera un manjar.

Tamales mexicanos hechos con harina de maíz
Maíz hervido en una placa blanca.

Harina de maíz de aproximación se realiza en una espesa papilla en muchas culturas: desde la polenta de Italia, el angu de Brasil, la mamaliga de Rumania, de harina de maíz en los EE.UU. (o sémola de maíz sémola de maíz en el sur) o la comida llamada Mieliepap en el sur África y sadza, nshima, ugali y otros nombres en otras partes de África. Introducido en África por los portugueses en el siglo XVI, el maíz se ha convertido en el cultivo alimentario básico más importante de África. Estos se comen comúnmente en el sureste de los Estados Unidos , alimentos heredados de los nativos americanos , quienes llamaron al plato sagamite .

El maíz también se puede cosechar y consumir en estado inmaduro, cuando los granos están completamente desarrollados pero aún blandos. Por lo general, el maíz inmaduro debe cocinarse para que sea agradable al paladar; esto se puede hacer simplemente hirviendo o asando las mazorcas enteras y comiendo los granos directamente de la mazorca. El maíz dulce , una variedad genética que tiene un alto contenido de azúcares y un bajo contenido de almidón, generalmente se consume en estado inmaduro. Este tipo de mazorca de maíz es un plato común en los Estados Unidos, Canadá, Reino Unido, Chipre, algunas partes de América del Sur y los Balcanes, pero prácticamente desconocido en algunos países europeos. Mazorcas de maíz se vendía en las calles de la ciudad de Nueva York a principios del siglo 19 por los pobres, los pies descalzos " Hot Corn Girls", que eran por lo tanto los precursores de los carros de perros calientes , churros vagones, y puestos de fruta ver en las calles de las grandes ciudades hoy dia.

Dentro de los Estados Unidos, el uso de maíz para consumo humano constituye solo alrededor de 1/40 de la cantidad cultivada en el país. En los Estados Unidos y Canadá, el maíz se cultiva principalmente para alimentar al ganado , como forraje, ensilaje (hecho por fermentación de tallos de maíz verdes picados) o grano. La harina de maíz también es un ingrediente importante de algunos productos alimenticios comerciales para animales.

Valor nutricional

Maíz dulce, amarillo, crudo
(solo semillas)
Nota: asumiendo niacina liberada
Valor nutricional por 100 g (3,5 oz)
Energía 360 kJ (86 kcal)
18,7 g
Almidón 5,7 g
Azúcares 6,26 g
Fibra dietética 2 g
1,35 g
3,27 g
Triptófano 0,023 g
Treonina 0,129 g
Isoleucina 0,129 g
Leucina 0,348 g
Lisina 0,137 g
Metionina 0,067 g
Cistina 0,026 g
Fenilalanina 0,150 g
Tirosina 0,123 g
Valina 0,185 g
Arginina 0,131 g
Histidina 0,089 g
Alanina 0,295 g
Ácido aspártico 0,244 g
Ácido glutamico 0,636 g
Glicina 0,127 g
Prolina 0,292 g
Serina 0,153 g
Vitaminas Cantidad
% DV
Equiv. De vitamina A
1%
9 μg
644 μg
Tiamina (B 1 )
13%
0,155 magnesio
Riboflavina (B 2 )
5%
0,055 magnesio
Niacina (B 3 )
12%
1,77 magnesio
Ácido pantoténico (B 5 )
14%
0,717 magnesio
Vitamina B 6
7%
0,093 magnesio
Folato (B 9 )
11%
42 μg
Vitamina C
8%
6,8 magnesio
Minerales Cantidad
% DV
Planchar
4%
0,52 magnesio
Magnesio
10%
37 magnesio
Manganeso
8%
0,163 magnesio
Fósforo
13%
89 magnesio
Potasio
6%
270 magnesio
Zinc
5%
0,46 magnesio
Otros componentes Cantidad
Agua 75,96 g

Enlace a la entrada de la base de datos del USDA
Una mazorca de
maíz de tamaño mediano (6-3 / 4 "a 7-1 / 2" de largo) tiene 90 gramos de semillas
† Los porcentajes se aproximan aproximadamente utilizando las recomendaciones de EE . UU. Para adultos.
Fuente: USDA FoodData Central

Los granos de maíz dulce, amarillo y crudo están compuestos de 76% de agua, 19% de carbohidratos , 3% de proteína y 1% de grasa (tabla). En una porción de 100 gramos , los granos de maíz proporcionan 86 calorías y son una buena fuente (10-19% del valor diario ) de vitaminas B , tiamina , niacina (pero vea la advertencia de Pellagra a continuación), ácido pantoténico (B5) y ácido fólico. (tabla de la derecha para granos crudos, sin cocer, base de datos de nutrientes del USDA ). En cantidades moderadas, también aportan fibra dietética y los minerales esenciales , magnesio y fósforo, mientras que otros nutrientes se encuentran en cantidades bajas (tabla).

El maíz tiene cantidades subóptimas de los aminoácidos esenciales triptófano y lisina , lo que explica su estado más bajo como fuente de proteínas. Sin embargo, las proteínas de los frijoles y las legumbres complementan las del maíz.

Piensos y forrajes para ganado

El maíz es una fuente importante de ambos grano de alimentación y forraje para el ganado . Se alimenta al ganado de diversas formas. Cuando se utiliza como cultivo de cereales, los granos secos se utilizan como pienso. A menudo se guardan en la mazorca para almacenarlas en una cuna de maíz , o se pueden descascarar para almacenarlas en un contenedor de granos . La granja que consume el alimento puede producirlo, comprarlo en el mercado o algo de ambos. Cuando el grano se usa como alimento, el resto de la planta (el rastrojo de maíz ) se puede usar más tarde como forraje, lecho (cama) o enmienda del suelo . Cuando la planta de maíz entera (grano más tallos y hojas) se usa como forraje, generalmente se pica de una vez y se ensila , ya que la digestibilidad y la palatabilidad son mayores en la forma ensilada que en la forma seca. El ensilaje de maíz es uno de los forrajes más valiosos para los rumiantes. Antes del advenimiento del ensilaje generalizado, era tradicional recolectar el maíz en choques después de la cosecha, donde se secaba aún más. Con o sin un traslado posterior a la cubierta de un establo, luego se almacenaba durante semanas o varios meses hasta que se alimentaba al ganado. Hoy ensilado puede ocurrir no sólo en silos , sino también en las envolturas de ensilado. Sin embargo, en los trópicos, el maíz se puede cosechar durante todo el año y alimentar a los animales como forraje verde.

Productos quimicos

El almidón de maíz también se puede convertir en plásticos , telas , adhesivos y muchos otros productos químicos.

El licor de maceración de maíz , un subproducto acuoso abundante del proceso de molienda húmeda de maíz , se usa ampliamente en la industria bioquímica y en la investigación como medio de cultivo para cultivar muchos tipos de microorganismos .

La crisantemina se encuentra en el maíz morado y se utiliza como colorante alimentario.

Biocombustible

El "maíz para piensos" se utiliza cada vez más para calefacción; Se encuentran disponibles estufas de maíz especializadas (similares a las estufas de leña ) que utilizan maíz de alimentación o pellets de madera para generar calor. Las mazorcas de maíz también se utilizan como fuente de combustible de biomasa . El maíz es relativamente barato y se han desarrollado hornos de calefacción doméstica que utilizan granos de maíz como combustible. Cuentan con una tolva grande que alimenta los granos de maíz de tamaño uniforme (o pellets de madera o huesos de cereza ) al fuego.

El maíz se utiliza cada vez más como materia prima para la producción de combustible de etanol . Al considerar dónde construir una planta de etanol, uno de los criterios de selección del sitio es asegurarse de que haya materia prima disponible localmente. El etanol se mezcla con gasolina para disminuir la cantidad de contaminantes emitidos cuando se usa para alimentar vehículos de motor. Los altos precios de los combustibles a mediados de 2007 llevaron a una mayor demanda de etanol, lo que a su vez provocó que se pagaran precios más altos a los agricultores por el maíz. Esto llevó a que la cosecha de 2007 fuera uno de los cultivos de maíz más rentables de la historia moderna para los agricultores. Debido a la relación entre el combustible y el maíz, los precios que se pagan por la cosecha tienden ahora a seguir el precio del petróleo.

El precio de los alimentos se ve afectado en cierta medida por el uso del maíz para la producción de biocombustibles. El costo de transporte, producción y comercialización son una gran parte (80%) del precio de los alimentos en los Estados Unidos. Los costos de energía más altos afectan estos costos, especialmente el transporte. El aumento en los precios de los alimentos que viene viendo el consumidor se debe principalmente al mayor costo de la energía. El efecto de la producción de biocombustibles sobre los precios de otros cultivos alimentarios es indirecto. El uso de maíz para la producción de biocombustibles aumenta la demanda y, por lo tanto, el precio del maíz. Esto, a su vez, da lugar a que la superficie agrícola se desvíe de otros cultivos alimentarios a la producción de maíz. Esto reduce la oferta de otros cultivos alimentarios y aumenta sus precios.

Digestor de ensilaje de maíz de granja ubicado cerca de Neumünster en Alemania, 2007. Se muestra un soporte de biogás inflable verde en la parte superior del digestor

El maíz se utiliza ampliamente en Alemania como materia prima para plantas de biogás . Aquí el maíz se cosecha, se tritura y luego se coloca en abrazaderas de ensilaje desde donde se alimenta a las plantas de biogás. Este proceso hace uso de toda la planta en lugar de simplemente usar los granos como en la producción de etanol combustible.

Una planta de energía de gasificación de biomasa en Strem cerca de Güssing , Burgenland , Austria, comenzó en 2005. Se están realizando investigaciones para producir diesel a partir del biogás mediante el método Fischer Tropsch .

Cada vez más, el etanol se utiliza en concentraciones bajas (10% o menos) como aditivo en la gasolina ( gasohol ) para combustibles de motor para aumentar el octanaje , reducir los contaminantes y reducir el uso de petróleo (lo que hoy en día también se conoce como " biocombustibles " y ha venido generando un intenso debate sobre la necesidad del ser humano de nuevas fuentes de energía, por un lado, y la necesidad de mantener, en regiones como América Latina, los hábitos alimentarios y la cultura que ha sido la esencia de civilizaciones como el originario de Mesoamérica; la entrada, en enero de 2008, del maíz entre los acuerdos comerciales del TLCAN ha incrementado este debate, considerando las malas condiciones laborales de los trabajadores en el campo, y principalmente el hecho de que el TLCAN "abrió las puertas a la importación de maíz de los Estados Unidos, donde los agricultores que lo cultivan reciben subsidios multimillonarios y otros apoyos gubernamentales ... Según OXFAM Reino Unido, después de la entrada en vigencia del TLCAN, el precio del maíz en México cayó 70% entre 1994 y 2001. El número de empleos agrícolas también se redujo: de 8,1 millones en 1993 a 6,8 millones en 2002. Muchos de los que se quedaron sin trabajo eran pequeños productores de maíz "). Sin embargo, la introducción en las latitudes septentrionales de los EE. UU. De maíz tropical para biocombustibles , y no para consumo humano o animal, podría aliviar esto.

Mercancía

El maíz es comprado y vendido por inversores y especuladores de precios como un producto comercializable mediante contratos de futuros de maíz . Estos "futuros" se negocian en el Chicago Board of Trade (CBOT) bajo el símbolo ticker C . Se entregan todos los años en marzo, mayo, julio, septiembre y diciembre.

Usos ornamentales y otros

Algunas formas de la planta se cultivan ocasionalmente para uso ornamental en el jardín. Para este propósito, se utilizan formas de hojas abigarradas y coloreadas, así como aquellas con orejas de colores.

Las mazorcas de maíz se pueden ahuecar y tratar para hacer pipas de fumar económicas , fabricadas por primera vez en los Estados Unidos en 1869.

Niños jugando en una caja de granos de maíz.

Un uso inusual del maíz es crear un " laberinto de maíz " (o "laberinto de maíz") como atracción turística. La idea de un laberinto de maíz fue introducida por American Maze Company, que creó un laberinto en Pensilvania en 1993. Los laberintos tradicionales se cultivan más comúnmente con setos de tejo , pero estos tardan varios años en madurar. El rápido crecimiento de un campo de maíz permite trazar un laberinto usando GPS al comienzo de una temporada de cultivo y que el maíz crezca lo suficiente como para obstruir la línea de visión de un visitante al comienzo del verano. En Canadá y Estados Unidos, son populares en muchas comunidades agrícolas.

Los granos de maíz se pueden usar en lugar de arena en un recinto similar a una caja de arena para que jueguen los niños.

Los estigmas de las flores femeninas de maíz, popularmente llamadas seda de maíz , se venden como suplementos a base de hierbas .

El maíz se utiliza como cebo para peces , llamado "bolas de masa". Es particularmente popular en Europa para la pesca de altura .

Además, los cazadores utilizan a veces maíz para alimentar como cebo para animales como ciervos o cerdos salvajes.

Desglose de uso en Estados Unidos

El desglose del uso de la cosecha de maíz estadounidense de 12.100 millones de bushel (307 millones de toneladas) de 2008 fue el siguiente, según el Informe de Estimaciones de la Oferta y Demanda Agrícola Mundial del USDA.

Usar Monto
millones de bushels millones de toneladas porcentaje
alimentación del ganado 5.250 133,4 43,4
producción de etanol 3.650 92,7 30,2
exportaciones 1.850 47,0 15,3
producción de almidón, aceite de maíz, edulcorantes ( JMAF , etc.) 943 24,0 7.8
consumo humano: sémola, harina de maíz, harina de maíz, bebidas alcohólicas 327 8.3 2,7

En los EE. UU. Desde 2009/2010, el uso de materia prima de maíz para la producción de etanol ha superado un poco el uso directo para la alimentación del ganado; El uso de maíz para etanol combustible fue de 5.130 millones de bushels (130 millones de toneladas) en la campaña comercial 2013/2014.

Maíz estadounidense para grano 1999-2019.jpg

Una fracción de la materia seca de la materia prima de maíz utilizada para la producción de etanol se recupera de manera útil como DDGS (granos de destilería secos con solubles). En la campaña comercial 2010/2011, se suministraron alrededor de 29,1 millones de toneladas de DDGS al ganado y las aves de corral de EE. UU. Debido a que la utilización del almidón en la fermentación para la producción de etanol deja otros componentes del grano más concentrados en el residuo, el valor alimenticio por kg de DDGS, con respecto a la energía y proteína metabolizable por rumiantes, excede al del grano. El valor alimenticio de los animales monogástricos, como los cerdos y las aves de corral, es algo más bajo que el de los rumiantes.

Comparación con otros alimentos básicos

La siguiente tabla muestra el contenido de nutrientes del maíz y los principales alimentos básicos en forma cruda cosechada sobre la base del peso seco para tener en cuenta sus diferentes contenidos de agua. Las formas crudas no son comestibles y no se pueden digerir. Estos deben germinarse o prepararse y cocinarse para el consumo humano. En forma germinada o cocida, el contenido nutricional y antinutricional relativo de cada uno de estos alimentos básicos es diferente al de la forma cruda de estos alimentos básicos que se indica en la tabla siguiente.

Nota: la niacina para maíz asume niacina libre .
Contenido de nutrientes de 10 alimentos básicos principales por 100 g de peso seco,
Grapa Maíz (maíz) Arroz blanco Trigo Patatas Mandioca Soja , verde Patatas dulces Batatas Sorgo Plátano RDA
Contenido de agua (%) 10 12 13 79 60 68 77 70 9 sesenta y cinco
Gramos crudos por 100 g de peso seco 111 114 115 476 250 313 435 333 110 286
Nutritivo
Energía (kJ) 1698 1736 1574 1533 1675 1922 1565 1647 1559 1460 8.368-10.460
Proteína (g) 10,4 8.1 14,5 9.5 3,5 40,6 7.0 5,0 12,4 3,7 50
Grasa (g) 5.3 0,8 1.8 0.4 0,7 21,6 0,2 0,6 3.6 1.1 44–77
Carbohidratos (g) 82 91 82 81 95 34 87 93 82 91 130
Fibra (g) 8.1 1,5 14.0 10,5 4.5 13,1 13,0 13,7 6,9 6.6 30
Azúcar (g) 0,7 0,1 0,5 3,7 4.3 0.0 18,2 1,7 0.0 42,9 mínimo
Minerales RDA
Calcio (mg) 8 32 33 57 40 616 130 57 31 9 1.000
Hierro (mg) 3,01 0,91 3,67 3,71 0,68 11.09 2,65 1,80 4.84 1,71 8
Magnesio (mg) 141 28 145 110 53 203 109 70 0 106 400
Fósforo (mg) 233 131 331 271 68 606 204 183 315 97 700
Potasio (mg) 319 131 417 2005 678 1938 1465 2720 385 1426 4700
Sodio (mg) 39 6 2 29 35 47 239 30 7 11 1500
Zinc (mg) 2,46 1,24 3,05 1,38 0,85 3,09 1,30 0,80 0,00 0,40 11
Cobre (mg) 0,34 0,25 0,49 0,52 0,25 0,41 0,65 0,60 - 0,23 0,9
Manganeso (mg) 0,54 1,24 4.59 0,71 0,95 1,72 1,13 1,33 - - 2.3
Selenio (μg) 17.2 17.2 81,3 1.4 1.8 4,7 2.6 2.3 0.0 4.3 55
Vitaminas RDA
Vitamina C (mg) 0.0 0.0 0.0 93,8 51,5 90,6 10,4 57,0 0.0 52,6 90
Tiamina (B1) (mg) 0,43 0,08 0,34 0,38 0,23 1,38 0,35 0,37 0,26 0,14 1.2
Riboflavina (B2) (mg) 0,22 0,06 0,14 0,14 0,13 0,56 0,26 0,10 0,15 0,14 1.3
Niacina (B3) (mg) 4.03 1,82 6.28 5,00 2.13 5.16 2,43 1,83 3,22 1,97 dieciséis
Ácido pantoténico (B5) (mg) 0,47 1,15 1.09 1,43 0,28 0,47 3,48 1.03 - 0,74 5
Vitamina B6 (mg) 0,69 0,18 0,34 1,43 0,23 0,22 0,91 0,97 - 0,86 1.3
Folato total (B9) (μg) 21 9 44 76 68 516 48 77 0 63 400
Vitamina A (UI) 238 0 10 10 33 563 4178 460 0 3220 5000
Vitamina E , alfa-tocoferol (mg) 0,54 0,13 1,16 0,05 0,48 0,00 1,13 1,30 0,00 0,40 15
Vitamina K1 (μg) 0,3 0,1 2.2 9.0 4.8 0.0 7.8 8.7 0.0 2.0 120
Betacaroteno (μg) 108 0 6 5 20 0 36996 277 0 1306 10500
Luteína + zeaxantina (μg) 1506 0 253 38 0 0 0 0 0 86 6000
Grasas RDA
Ácidos grasos saturados (g) 0,74 0,20 0,30 0,14 0,18 2,47 0,09 0,13 0,51 0,40 mínimo
Ácidos grasos monoinsaturados (g) 1,39 0,24 0,23 0,00 0,20 4,00 0,00 0,03 1.09 0,09 22–55
Ácidos grasos poliinsaturados (g) 2,40 0,20 0,72 0,19 0,13 10.00 0,04 0,27 1,51 0,20 13-19
RDA

A maíz dentado amarillo crudo
B arroz blanco de grano largo crudo no enriquecido
C trigo de invierno rojo duro crudo
D papa cruda con pulpa y piel
E yuca cruda
F soja verde cruda
G batata cruda
H sorgo crudo
Y ñame crudo
Z plátanos crudos
/ * no oficial

Riesgos

Pelagra

Cuando el maíz se introdujo por primera vez en sistemas agrícolas distintos de los utilizados por los pueblos nativos americanos tradicionales, en general fue recibido con entusiasmo por su productividad. Sin embargo, pronto surgió un problema generalizado de malnutrición dondequiera que se introdujera el maíz como alimento básico . Esto era un misterio, ya que estos tipos de desnutrición no se veían normalmente entre los indígenas americanos, para quienes el maíz era el principal alimento básico.

Finalmente se descubrió que los indígenas americanos habían aprendido a remojar el maíz en álcali - agua (el proceso ahora conocido como nixtamalización ) - hecho con cenizas y cal ( óxido de calcio ) desde al menos 1200-1500 aC por los mesoamericanos . Hicieron esto para liberar las cáscaras de maíz, pero (sin el conocimiento de los nativos o colonos) casualmente libera la vitamina B niacina , cuya falta era la causa subyacente de la condición conocida como pelagra .

El maíz se introdujo en la dieta de los estadounidenses no indígenas sin el conocimiento cultural necesario adquirido durante miles de años en las Américas. A finales del siglo XIX, la pelagra alcanzó proporciones epidémicas en partes del sur de los EE. UU., Ya que los investigadores médicos debatieron dos teorías sobre su origen: la teoría de la deficiencia (que finalmente se demostró que era cierta) decía que la pelagra se debía a una deficiencia de algún nutriente. y la teoría de los gérmenes decía que la pelagra era causada por un germen transmitido por las moscas de los establos. Una tercera teoría, promovida por el eugenista Charles Davenport , sostenía que las personas solo contraían pelagra si eran susceptibles a ella debido a ciertos rasgos "constitucionales y heredables" del individuo afectado.

Una vez que se entendieron y aplicaron el procesamiento de álcalis y la variedad dietética, la pelagra desapareció en el mundo desarrollado. El desarrollo de maíz con alto contenido de lisina y la promoción de una dieta más equilibrada también han contribuido a su desaparición. La pelagra todavía existe hoy en día en áreas pobres en alimentos y campos de refugiados donde la gente sobrevive con maíz donado.

Alergia

El maíz contiene proteína de transferencia de lípidos , una proteína no digerible que sobrevive a la cocción. Esta proteína se ha relacionado con una alergia rara y poco estudiada al maíz en los seres humanos. La reacción alérgica puede causar erupción cutánea, hinchazón o picazón de las membranas mucosas , diarrea, vómitos, asma y, en casos graves, anafilaxia . No está claro qué tan común es esta alergia en la población general.

Micotoxinas

La aplicación de fungicidas no reduce drásticamente el crecimiento de hongos o micotoxinas, aunque puede ser parte de una estrategia de reducción exitosa. Entre las toxinas más comunes se encuentran las producidas por Aspergillus y Fusarium spp. Las toxinas más comunes son las aflatoxinas , fumonisinas , zearalenona y ocratoxina A . El maíz Bt desalienta a los insectos vectores y, al hacerlo, reduce drásticamente las concentraciones de fumonisinas, reduce significativamente las aflatoxinas, pero solo reduce levemente otras.

Arte

Maíz dorado. Cultura Moche 300 AD, Museo Larco , Lima , Perú
Torre de agua en Rochester, Minnesota, pintada como una mazorca de maíz

El maíz ha sido un cultivo esencial en los Andes desde la época precolombina . La cultura Moche del norte de Perú hizo cerámica de tierra, agua y fuego. Esta cerámica era una sustancia sagrada, formada en formas significativas y utilizada para representar temas importantes. El maíz estaba representado tanto de forma antropomórfica como natural.

En los Estados Unidos, las mazorcas de maíz junto con las hojas de tabaco están talladas en los capiteles de las columnas del edificio del Capitolio de los Estados Unidos . El maíz en sí se usa a veces para detalles arquitectónicos temporales cuando la intención es celebrar la temporada de otoño, la productividad agrícola local y la cultura. Los manojos de tallos secos de maíz a menudo se exhiben junto con calabazas, calabazas y paja en exhibiciones otoñales fuera de hogares y negocios. Un ejemplo bien conocido de uso arquitectónico es el Corn Palace en Mitchell, Dakota del Sur, que utiliza mazorcas y mazorcas de maíz de colores para implementar un diseño mural que se recicla anualmente. Otro ejemplo bien conocido es la escultura Field of Corn en Dublin, Ohio , donde cientos de mazorcas de maíz de concreto se encuentran en un campo de hierba.

En el reverso de la moneda croata de 1 lipa , acuñada desde 1993, se representa un tallo de maíz con dos mazorcas maduras .

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos