CÁLCULO DE LA PROPORCIÓN DE ENDOSPERMA CÓRNEO

CÁLCULO DE LA PROPORCIÓN DE ENDOSPERMA CÓRNEO

CÁLCULO DE LA PROPORCIÓN DE ENDOSPERMA CÓRNEO/ENDOSPERMA
HARINOSO MEDIANTE SOFTWARE DE ANÁLISIS DE IMÁGENES. RELACIÓN
CON PARÁMETROS DE CALIDAD PARA MOLIENDA SECA.
Ferraguti, F; Allo, G; Bandeo, M; Bandeo, P; Bettinsoli, A; Cuffaro, L; Ruiz, A; Santi, A.
EEA Oliveros (INTA); Ruta 11 km 353 (2206) Oliveros (SF), Argentina. [email protected]
Abstract
Argentinean commercial standard for exportation of flint maize requires high test weight and
a low percentage of floaters. Additionally, the standard demands that 95% of the kernels
should have predominant vitreous endosperm in an eye inspection of a longitudinal cut of the
kernel. Due to the lack of an objective test to asses this, we propose the use of image
analysis as a technique to establish the areas of vitreous and soft endosperm. After analyzing
192 samples of flint and semident kernels in longitudinal, sagittal and transversal cuts we
determined the proportion of each endosperm and related to dry milling quality parameters.
We were able to establish that the vitreous/soft ratio of a longitudinal cut proved to be the
best estimator of the quality standard for exportation and that it also relates to milling ratio
and protein content. This should be tested in a broader set of hybrids in order to evaluate the
feasibility of using this technique to characterize hybrids or predict dry milling performances.
Keywords: Maize, flint, dry milling, vitreous endosperm
Palabras claves: Maíz, Flint, molienda seca, endosperma córneo
INTRODUCCIÓN
Argentina exporta actualmente alrededor de 350.000 t anuales de maíz Flint
no OGM a la Unión Europea. Además de ser elegido por su color anaranjado, la
industria de la molienda seca europea demanda granos grandes, con endosperma
córneo predominante y con pericarpio y germen que puedan ser removidos
fácilmente y con alto rendimiento de fracciones gruesas.
La dureza está determinada principalmente por la proporción de endosperma
córneo (EC) y por la composición química del grano. La proporción de EC determina
la dureza del grano, la densidad, el peso hectolítirico (PH), y las propiedades
emergentes como la resistencia al quebrado por manipuleo y secado de la
mercadería (Paulsen & Hill, 1985).
Además del estatus de libre de OGM, la Norma XXIX de SENASA establece los
parámetros mínimos de calidad para para poder ser exportar maíz Flint: PH mínimo
76 Kg.hl-1 y máximo valor de test de flotación (TF:25%). Adicionalmente, el 95 % de
los granos debe presentar en un corte longitudinal un EC predominante en la
superficie del corte. Sobre este último punto no se dispone de un método analítico
objetivo sino que se basa en la pericia de un observador entrenado. Aún más, se ha
cuestionado si es pertinente un corte longitudinal o si un corte sagital sería más
indicado y se relacionaría más con las propiedades que indican calidad para molienda
seca.
Los objetivos de este trabajo fueron evaluar la posibilidad de utilizar un
software de análisis de imágenes para medir objetivamente el porcentaje de EC y
endosperma harinoso (EH) y determinar cuál de los 3 cortes posibles (longitudinal,
sagital y transversal) es el que más se relaciona con algunos parámetros de calidad
de molienda seca.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se utilizaron 192 muestras provenientes de un ensayo de fertilización que se
realizó durante 3 campañas continuas desde 2009 a 2012. La mitad de las muestras
pertenecen a un híbrido Flint (Mill 522, Dow Agrosciences) y la otra mitad a un
híbrido semidentado (DK 190, Monsanto Argentina). Para cada muestra se
determinó: PH, TF, relación de molienda (RM) y contenido proteico (CP %).
Para la determinación de la proporción de endosperma se evaluaron tres
cortes: longitudinal, sagital y transversal a la altura del ápice del escutelo. Posterior
al corte, 20 granos de cada muestra fueron escaneados con una impresora
multifunción (EPSON XP 201) para determinar el porcentaje de EC, EH y embrión
mediante un software de análisis de imágenes (ImageJ 1.48a). Para cada muestra el
valor promedio de los 20 granos fue asumido como el porcentaje de esa fracción.
Para cada corte se calculó el endosperma predominante mediante la relación EC/EH.
Para cuantificar la magnitud de la asociación entre %EC de los cortes, EC/EH y
variables asociadas a la calidad de molienda (PH, TF, RM y CP%), se realizó un
análisis de correlación de Pearson. Adicionalmente se realizaron regresiones entre los
parámetros de calidad y la relación EC/EH de cada corte.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Asociación entre parámetros y cortes
La relación EC/EH calculada por corte longitudinal mostró una alta asociación
con el PH (r=0.80). La asociación con %EC fue menor y con signo negativo para los
cortes
longitudinal,
sagital
y
transversal
(r=-0.79;
r=-0.59;
r=-0.50
respectivamente). Otro parámetro importante es el TFyaque es uno de los
parámetros de calidad más importantes y con mayor asociación a la calidad para
molienda seca (Fox & Manley, 2009). La relación EC/EH en corte longitudinal mostró
una moderada asociación negativa con el TF (r= -0.68). La misma asociación aunque
con signo contrario se observó para %EC en corte longitudinal (r=0.68). El %EC
determinado mediante corte sagital y transversal mostró una asociación más débil
(r=0.48 y r=0.49 respectivamente).
La RM no está incluida en la Norma XXIX de maíz flint, pero la industria
considera flint de primera calidad a aquellos con una RM igual o superior a 4 (Cirilo
et al., 2001). La relación EC/EH longitudinal fue el parámetro más asociado a la RM
(r=0.76). La asociación con %EC fue similar aunque de signo contrario para el corte
longitudinal (r= -0.72) y más débil para los cortes sagital y transversal (r=-0.61 y
r=-0.48 respectivamente).
El CP tuvo una alta asociación moderada con la EC/EH en corte longitudinal
(r=0.61), y similar, pero con signo contrario para el %EC de los cortes longitudinal y
sagital (r= -0.62 y r= -0.61respectivamente). El %EC en corte transversal tuvo una
asociación menor que los otros cortes (r= -0.50).
Regresión entre parámetros de calidad y EC/EH (longitudinal)
Debido a que la relación EC/EH en cortes longitudinales tuvo la mayor
asociación con los parámetros de calidad se utilizó como variable independiente en el
análisis de regresión (Fig. 1). Para PH se ajustó un modelo potencial (r2=0.63), para
TF uno polinomial (r2=0.50) y para RM y CP un modelo lineal (r2=0.58 y r2=0.38
respectivamente).
Los gráficos de la Fig. 1 muestran claramente la influencia del genotipo, los
valores más bajos de EC/EC corresponden al híbrido semidentado y la gran mayoría
de los datos correspondientes al híbrido flint poseen una relación EC/EH>1.
Independientemente del genotipo, a medida que aumenta la proporción de
endosperma córneo mejoran los parámetros de calidad de la Norma flint y la RM.
Esto se debe a que en el EC, la matriz proteica es más abundante y conforma junto
con los gránulos de almidón una estructura más compacta y resistente
(Chandrashekar & Mazhar, 1999).Esto se evidencia en un aumento del CP a medida
que aumenta la relación EC/EH (Fig. 1d).
a
c
b
d
Figura 1. Relación entre EC/EH y Peso Hectolítrico, Test de Flotación, Relación de Molienda y
Contenido Proteico.
CONCLUSIÓN
Estos resultados indican que es factible cuantificar objetivamente %EC con
software de análisis de imágenes. El corte que mejor explica los parámetros de
calidad es el corte longitudinal, aunque el ajuste mejora si en lugar del %EC se
utiliza la Relación EC/EH basada en ese corte.
Los valores de PH y TF exigidos por la Norma de maíz Flint diferenciaron
eficientemente entre el genotipo flint del semidentado ya que si bien algunos datos
superan el PH=76 Kg.hl-1, éstos mismos tienen un TF superior al 25% de
tolerancia.La mayoría de los datos que cumplen con la Norma Flint y a su vez poseen
una RM ≥ 4 tienen una relación EC/EH superior a 1,5 y se corresponden con un CP ≥
8%.
La robustez de esta metodología será comprobada en la medida en que se
amplíe el número de muestras evaluadas provenientes de diferentes híbridos.
BIBLIOGRAFÍA
Chandrashekar, A.; Mazhar H. 1999.The biochemical basis and implications of grain strength in sorghum
and maize. Journal of Cereal Science,30(3), 193-207.
Cirilo, A. G.; Actis M.; Andrade; F. H.& Valentinuz O. R. 2011. Crop management affects dry-milling
quality of flint maize kernels. Field crops research, 122(2), 140-150.
Fox, G.; Manley M. 2009. Hardness methods for testing maize kernels.Journal of agricultural and food
chemistry, 57(13), 5647-5657.
Paulsen, M. R.; Hill, L. D. 1985. Corn quality factors affecting dry milling performance. Journal of
Agricultural Engineering Research, 31(3), 255-263.