Introducción

El triticale (X. Triticosecale Wittmack), un cereal artificial de hibridación de trigo y centeno, se utiliza principalmente como alimento para animales; en los últimos años se ha incrementado el interés en utilizar el triticale para la producción de alimentos (^{Zhu, 2018}). Debido a su variabilidad genética y su composición nutricional en el grano se han realizado estudios en diversos productos alimenticios y bebidas de triticale, incluidos los productos de panadería como galletas, pastas, panes y maltas. Existen diversas investigaciones que se han realizado de la composición nutricional y los diversos usos alimentarios del triticale debido a su amplia variación en la composición química del grano, lo que es importante realizar estudios de este cultivo por las propiedades físico químicas que contiene el grano como una alternativa entre los cereales para diversas aplicaciones de alimentos (^{Zhu, 2018}).

El grano de triticale y la harina constituyen una buena fuente de vitaminas y minerales (^{Pruska et al., 2017}), en general, desde el punto de vista de calidad, los triticales tienen mayor cantidad de proteínas, alrededor de 20 % más que el trigo con un promedio de 3.4 % de lisina en la proteína (^{Zhu, 2018}), que variedades de trigo. Su proteína es más digestiva lo que es valioso por tratarse de un aminoácido esencial que el organismo no sintetiza, por lo tanto, se trata de un producto de gran interés para la alimentación humana. Aunque sus características, tales como la textura del grano y a veces el llenado del grano, juegan en su contra durante la comercialización, puesto que los molinos saben que el rendimiento de harina es inferior al trigo (^{Pruska et al., 2017}). La extracción de harina del grano de triticale puede llegar hasta un 65 % que representa entre 70 y 75 % del peso inicial del grano y comprende aproximadamente el 70 % de las proteínas totales y el 80 % del almidón, aunque es muy variable según la variedad, condiciones de manejo y cosecha (^{Riasat et al., 2019}).

De acuerdo a su valor nutricional, el triticale puede convertirse en un grano de suma importancia para la alimentación humana. Sus factores nutricionales más importantes son el contenido de almidón y la cantidad y calidad de las proteínas como se mencionó anteriormente. Sin embargo, la digestibilidad del triticale es similar a la del trigo y el valor biológico y la utilización de proteínas es un 10 % superior (^{Riasat et al., 2019}). Los granos del triticale pueden ser comparados con el trigo, por obtener buen potencial de rendimiento en ambientes sujetos a déficit hídrico.

Los progresos logrados en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) se debieron principalmente al aumento del índice de cosecha, mayor número de granos y espigas, peso hectolítrico y a la disminución de la altura de planta (^{Noriega-Carmona et al., 2019}). Además, la utilidad de las harinas para fabricar galletas, pastas y pan de caja ha sido probada. Por su parte ^{Oliete et al. (2010)} mencionaron que el triticale puede considerase para la alimentación humana, sin embargo, se deben aumentar los rendimientos de este cultivo en la calidad de las harinas. El rendimiento en harina y su calidad dependen de la variedad y de las condiciones de cultivo, así como la viscosidad de las harinas. Las harinas de triticale son un poco más oscuras que las de trigo y más claras que las de centeno. El color constituye uno de los principales obstáculos para su aceptación en panadería. El rendimiento en molino del triticale es inferior al del trigo. Esto se debe fundamentalmente a la forma alargada y arrugada del grano, que implica una mayor relación entre la superficie exterior y el volumen, y a las características excesivamente blandas del endospermo (^{Riasat et al., 2019}).

En México, la selección de genotipos de triticale con granos para la molienda son escasos, los estudios se han enfocado a la producción de forraje y grano. Sin embargo, ^{Ammar et al. (2004)} señalaron que, se siguen buscando los medios de elevar el rendimiento, mejorar la adaptación y su calidad industrial en México. En la actualidad se dedica mayor atención a desarrollar variedades que prosperen en ambientes agronómicamente subóptimos y que presenten resistencia a enfermedades. Cuando se mejoran características relacionadas con la productividad, suele intentarse una selección indirecta a través de los componentes de rendimiento y caracteres fisicoquímicos (^{Aisawi et al., 2015}).

Desde el punto de vista predictivo de la selección, es importante saber que la planta de triticale tiene semejanzas morfológicas generales con la planta de trigo, aunque es más robusto y vigoroso y con una espiga más grande (^{Montemayor et al., 2015}). Durante mucho tiempo se trabajó en la combinación de la rusticidad, el vigor y la tolerancia a suelos pobres del centeno, con la calidad de los granos de trigo. Esto permitiría extender la producción de granos a regiones que por factores climáticos y características del suelo son consideradas marginales para trigo, especialmente en México (^{Montemayor et al., 2015}). En aquellas regiones de México donde las enfermedades o las condiciones adversas del suelo restringen el cultivo de trigo, el triticale se ha revelado como un grano alternativo superior para la alimentación humana, sobre todo porque ha demostrado una gran capacidad de adaptación a los suelos ácidos y salinos con la necesidad de contar con variedades de mayores y mejores bondades que satisfagan las necesidades y los requerimientos de la industria (^{Pattison et al., 2014}). Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue identificar líneas de triticales en base a sus propiedades físicas y químicas del grano con valor a la industria alimentaria.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

En el Tabla 2, el análisis de varianza indicó diferencias significativas para líneas en todas las variables en estudio. Los efectos que contribuyeron más a la variación total entre las líneas de acuerdo con los cuadrados medios del error fueron en carbohidratos, peso de mil granos y peso hectolítrico, humedad y proteínas. Esto fue debido a la expresión entre las líneas (^{Fraś et al., 2016}), donde se encontraron diferencias en propiedades físicas como PMG y PH en líneas avanzadas de triticales.

Las líneas L-18, L-17, L-14, L-19 y L-20 mostraron mayores promedios en PMG y PH, (Tabla 3), por lo que al peso de grano y hectolítrico suelen considerarse como un indicador del potencial de rendimiento de grano que posee un grupo de variedades o líneas. ^{Kandrokov et al. (2019)}, mencionaron que debe tenerse en cuenta que la morfología del grano puede ser alterada negativamente por siembras tardías, deficiencia de nitrógeno, deficiencia en el abasto de agua y en el llenado de grano por temperaturas altas o bajas. Los resultados obtenidos fueron debido a las condiciones ambientales en que fueron sembradas las líneas en campo (18 noviembre de 2017). Los resultados indican que el llenado de grano durante el ciclo de siembra fue debido a las 796 horas frío, superando el promedio necesario de 600 horas que requiere el triticale para obtener buen peso hectolítrico y peso de mil granos (^{CONAGUA, 2018}). Se espera que proporcione excelente rendimiento de harinas durante el proceso de molienda en la industria alimentaria. Estos resultados concuerdan con lo repor tado por ^{Pomortsev et al. (2019)} y ^{Giunta et al. (2017)}, quienes mencionan que el mayor peso de grano es fuertemente afectado por factores genéticos y ambientales. Los resultados mostraron que, dentro de la variación total de los valores de estas variables fueron debido a la constitución genética de cada línea, poniendo de manifiesto predecir el comportamiento de las líneas al ser evaluadas.

El contenido de humedad tiene gran relevancia porque contenidos mayores a 14 % favorecen el daño que causa la presencia de microorganismos durante el almacenamiento temporal, por consecuencia afecta la calidad de harinas en la fabricación de subproductos, por lo que es importante identificar genotipos con contenidos menores del 13 % de humedad para evitar presencia de microrganismos que afecten la calidad en harinas (^{Zhu, 2018}).

La humedad en las líneas L-6, L-7, L-11 y L-14 analizadas fue satisfactoria y confiable para realizar un procesamiento en la elaboración de subproductos debido a que presentaron valores inferiores al 13 %. Por otra parte, el contenido de minerales (cenizas) en el grano es importante ya que, si su concentración es alta, sobre todo en granos con bajo peso hectolítrico, puede no ser favorable en la industria alimentaria y animal (^{Riasat et al., 2019}). En esta investigación se encontraron valores superiores de cenizas y peso hectolítrico en la línea L-20, sin embargo, los bajos niveles de cenizas son favorables en virtud que pueden aportar mayor cantidad de minerales para la alimentación. Por otro lado, cuando existen niveles altos en cenizas son particularmente indeseables porque oscurecen la semolina y en mayor grado las pastas alimenticias (^{Biel et al., 2020}). Los niveles de concentración de cenizas en grano que se consideran deseables deben ser menores a 2.0 % (^{Krasilnikov et al., 2018}). Los resultados mostraron que las líneas L-17, L-18, L-19 y L-14 presentaron valores menores a 2 % en cenizas, lo que les hace importantes para la aportación de minerales.

En relación con el contenido de grasas se encontró una variación entre las diez líneas, solo las líneas L-17, L-18 y L-20 mostraron mayores valores. En general, los cereales tienen bajas cantidades de compuestos lipídicos, el triticale se encuentra entre el 1.5 % de grasas (^{Wang et al., 2021}), los cuales están presentes principalmente en el germen y la capa de aleurona del grano. Por lo tanto, las tres líneas de triticale están dentro del intervalo que se conoce para el contenido de grasas en el cereal. A su vez, ^{Pruska et al. (2017)} mencionaron que se debe considerar aquellos cereales con mayores contenidos de grasas para extender su uso en la alimentación humana al mismo tiempo aumentando los rendimientos del cultivo y la calidad en sus harinas, dado que las grasas representan la fuente principal de energía procedente de los alimentos, como es el caso de la concentración que tienen algunos cereales en el grano como el trigo y avena.

En el caso de fibra, se encontraron valores superiores en seis líneas (L-13, L-7, L-15, L-12, L-17 y L-20) donde arrojaron valores por arriba de 3.84 y 3.94 g; el rango para esta variable es de 3.1 g en triticales (^{Peña et al., 2007}). En general las 20 líneas representan buena fuente de fibra, que al consumir 5 g o más de fibra por porción en productos elaborados de triticale, puede prevenir el estreñimiento y además contribuye a que los alimentos pasen más rápido a través del estómago y de los intestinos (^{Wu et al., 2019}). Por otra parte, las líneas L-10, L-12, L-2 y L-17 produjeron mayores concentraciones de proteínas desde 14.11 a 16.61 %. Estos valores difirieron notablemente en las cuatro líneas obteniendo porcentajes superiores a lo mencionado por ^{Xiong et al. (2022)} quienes reportaron que el triticale tiene usualmente un contenido proteico de 14.3 %. Consecuencia de estos resultados indican que los valores de contenido de proteína son deseables para elaborar subproductos con calidad como pastas y galletas con mayor proporción de proteína; así mismo superaran en un 4.61 % más su contenido de proteína que los trigos (12 %). ^{Gulmezoglu et al. (2010)} reportaron que los triticales contienen una buena fuente de proteínas, carbohidratos y grasas que pueden utilizarse en la alimentación humana en diferentes productos elaborados para la industria alimentaria en pastas, galletas o panes con harinas propias o mezclas con harinas de otros cereales (^{Krasilnikov et al., 2018}).

En relación al contenido de carbohidratos en el grano se observó que en las líneas L-18, L-14, L-17 y L-9 presentaron valores altos de carbohidratos, al comparar estos valores con los obtenidos por ^{Kandrokov et al. (2021)} quienes encontraron valores inferiores a este estudio. En base a lo anterior, se puede decir que los alimentos ricos en hidratos de carbono están presentes en semillas, pastas, panes, galletas, tubérculos entre otros (^{Pattison et al., 2014}). Estos alimentos son muy importantes ya que representan el 55 % del total de alimentos en la dieta de los países desarrollados y más del 80 % en los países subdesarrollados, lo que las líneas con mayores porcentajes de proteínas, carbohidratos, fibras, las convierte en un grano con excelente valor calórico y con posibilidades de ser utilizado en la elaboración de fórmulas alimenticias para humanos y/o animales (^{Kandrokov et al. 2021}).

El análisis conglomerado clasificó a las 20 líneas de triticales en cuatro grupos con similitud en base a las características fisicoquímicas del grano (Figura 1). El primer grupo lo conformaron las líneas L-17 y L-18, que aportaron mayor PMG y PH, superando a la media general por 5.91 g y 3.66 kg hL^-1 respectivamente. Sin embargo, para cenizas, proteínas, fibra y grasa sus valores fueron superiores por lo reportado por ^{Biel et al. (2020)} siendo aceptables para la industria molinera, en especial para elaboración de pastas, galletas, macarrones y sopas. ^{Chavoushi et al. (2020)} refirieron que una buena calidad de harinas en granos de triticales debe ser cuando éstos presenten valores superiores de 14.3 % en proteína, menores de 2.0 % de cenizas y mayores de 1.5 % de grasa.

Figura 1 Dendrograma generado en base a los contenidos de parámetros fisicoquímicos de 20 líneas élite de triticales de hábito primaveral, Celaya, Guanajuato, México. 

Figure 1: Dendrogram generated based on the contents of physicochemical parameters of 20 elite lines of spring habit triticales, Celaya, Guanajuato, Mexico. 

El segundo grupo se formó por el 40 % de las líneas (L-10, L-7, L-20, L-5, L-19, L-15, L-12 y L-2). En este grupo mostró valores inferiores a la media general en PMG, PH y carbohidratos; estos parámetros indican la densidad y/o el grado de llenado del grano principalmente por la morfología del grano característico de las líneas. Normalmente, cuando el grano no está completamente lleno, los valores del peso hectolítrico son bajos, en esta investigación los valores presentados en PH y PMG fueron 5.14 kg hL^-1 más que se reporta en trigo (70 kg hL^-1) lo que refiririeron ^{Kandrokov et al., (2019)}. Cabe señalar que el experimento en campo se realizó en diciembre 2017, lo cual favoreció al llenado de grano, sin embargo, obtuvieron mayores promedios en grasa, fibra y proteínas.

El tercer grupo se formó por el 25 % líneas (L-13, L-8, L-16, L-9 y L-4) donde mostraron promedios inferiores a la media general en PMG, PH, grasa, fibra y proteínas. Sin embargo, estos resultados no son significativos para que sean utilizados en la industria molinera dado que superaron en 4.8 kg hL^-1 al trigo, en relación a cenizas, humedad y carbohidratos se encontraron promedios superiores a la media general. ^{Xiong et al. (2022)} refieren que la industria molinera produce tres grados de calidad de harina por sus propiedades fisicoquímicas: común o estándar, fina y extrafina, que constituyen la base para la elaboración de panes, tortillas, galletas y pasteles donde las sémolas pueden variar ligeramente en su grado de finura por la calidad de harinas por las líneas que se utilizaron las cuales son de diferente origen genético para ser utilizadas en la elaboración de pastas (espagueti, macarrones, sopas). Los resultados en esta investigación son indicadores que las líneas en este grupo pueden aprovecharse en la elaboración de galletas, pastas, pasteles y macarrones por el gluten con excepción del contenido de proteínas y carbohidratos que, a pesar de tener bajos valores, aun así, son favorables para considerarlas en la industria panificadora (^{Zhu, 2018}).

El cuarto grupo representó el 25 %, estuvo conformado por L-14, L-11, L-6, L-3 y L-1, donde presentaron promedios inferiores a la media general en PH, grasa, fibra, proteínas y en PMG. En cenizas solo L-14 y L-3 mostraron valores inferiores al 2.0 % aptas para la molienda. Grasa y fibra presentaron valores superiores. Proteínas y carbohidratos obtuvieron ligeramente valores inferiores a lo reportado por ^{Peña et al. (2007)}. Del total de la materia prima alimentaria generada por la industria molinera, aproximadamente 62 % se destina a la panificación; 26 % a galletas, tortillas y otros; y el 12 % a la elaboración de pastas alimenticias. Estas líneas son prometedoras para estar dentro del 12 % para elaborar pasta. Estos resultados coinciden con lo referido por ^{Jing et al. (2016)} quienes reportaron que el papel de las propiedades funcionales y estructura en harinas de cereales como el trigo y triticales son la base fundamental para tener buena calidad molinera.

La Figura 2 permitió dispersar las 20 líneas en sus propiedades fisicoquímicas con mayor y menor asociación formando tres grupos; el primero contribuyó con el 60 % y se integró por 11 líneas (L-19, L-11, L-6, L-3, L-12, L-2, L-16, L-9, L-8, L-4 y L-13). Estas líneas mostraron mayor asociación con proteínas, grasas y fibra donde L-20, L-2 y L-12 obtuvieron de 1.2 a 1.5 % más en proteínas. En fibra y grasa las 12 líneas obtuvieron en promedio entre 1 y 3 % respectivamente a lo reportado por ^{Xiong et al. (2022)}. Los resultados indicaron que estas líneas en específico tienen buena disponibilidad de nitrógeno en el grano y los niveles de este componente son aceptables para harinas destinadas a la panificación, la producción de tortillas, galletas y pastas. Esto es relevante porque el contenido de gluten es el factor más importante al definir la calidad tanto de cocción de las pastas (espagueti y sopas) como de panificación (^{Wang et al., 2021}). Por lo anterior, los contenidos de estos parámetros pueden ser un factor importante atribuible de las condiciones climáticas en que se colectaron los granos de campo. Los porcentajes de estos parámetros fueron entre 1 a 3 % más que lo reportado por F^{erreira et al. (2015)}; quienes refirieron que la calidad de proteína (tipo de gluten) presentes en granos como trigo y triticales son determinantes para el uso potencial en la industria alimentaria. El segundo grupo contribuyó con el 25 % siendo las líneas L-7, L-18, L-17, L-14 y L-10 asociadas a PMG, PH y carbohidratos. Estos parámetros son importantes en el contenido de grano, ya que se define principalmente por su morfología característica de la variedad, esta puede ser alterada negativamente por siembras tardías, deficiencia de nitrógeno, deficiencia en el abasto de agua, y en el llenado de grano por temperaturas altas o bajas. El peso hectolítrico (PH) suele considerársele como un indicador del potencial de rendimiento en harinas que posee una variedad o línea durante la molienda, de tal manera que las variedades con PH bajo (menores a 70 kg hL^-1) suelen mostrar bajos rendimientos de harina, por esta razón, durante la investigación se encontraron valores superiores en el PH, el valor más inferior fue en L-7 (76.10 kg hL^-1) y el superior en L-17 (78.07 kg hL^-1). Estos resultados indican que el PH en este grupo es un factor decisivo al determinar la calidad en harinas en obtener mejores rendimientos (^{Jing et al., 2016}).

Figura 2 20 líneas de triticales primaverales con las variables fisicoquímicas, evaluadas en Celaya, Guanajuato. 

Figure 2: 20 spring triticale lines with the physicochemical variables, evaluated in Celaya, Guanajuato. 

El tercer grupo conformado por L-1, L-5 y L-15 mostraron una relación negativa con el contenido de minerales (cenizas) y humedad en el grano. Este resultado es importante ya que, si la concentración de cenizas y humedad fueran mayor de 2.0 y 14 %, respectivamente sobre todo en granos con bajo PH, puede contaminar de manera significativa la sémola y la harina de la molienda. Los mayores niveles de contaminación con cenizas son particularmente indeseables en granos duros o cristalinos, en virtud de que las partículas oscurecen la semolina y, en mayor grado, las pastas alimenticias, el rango de cenizas en triticales es de 2.0 % para humedad, los contenidos en el grano mayores a 13-14 % favorecen el daño provocando la presencia de microorganismos (^{Zhu, 2018}).

Los niveles de concentración de cenizas en grano que se consideran deseables deben ser menores a 2.0 %. Los resultados indican que este grupo en especial las líneas L-5 y L-15 mostraron valores de cenizas menores a 2.0 %, y humedad. Solo la línea L-15 presentó 12.43 %. Estos resultados concuerdan con los obtenidos por ^{Wang et al. (2021)} quienes evaluaron la calidad de gluten en el grano de variedades en triticales, encontraron que porcentajes por arriba del 14 % en humedad y por encima del 2.1 % en cenizas contribuyen más en la calidad en harinas, por lo tanto, los resultados negativos en esta investigación pueden presentar efectos en tener una calidad de harinas no aptas para la industria alimentaria.

Conclusiones

Los resultados obtenidos mostraron que es posible utilizar el triticale como una alternativa en la industria alimentaria por su calidad nutrimental que contiene el grano, apta para distintos procesos de elaboración en especial de pastas, panes, tortillas, macarrones y sopas, incluidos los procesos mecanizados en sus harinas ya sea de manera individual o en mezclas con otros cereales como el trigo y avena. Es necesario modernizar la diversidad de variedades de triticales por su calidad proteica que se cultivan en México. Se recomienda seguir utilizando en futuras investigaciones las líneas L-18, L-17 y L-20 por haber obtenido promedios superiores en las variables de estudio favoreciendo los rangos de calidad industrial.

Conflicto de interes

Los autores firmantes del presente trabajo de investigación declaran no tener ningún potencial conflicto de interés personal o económico con otras personas u organizaciones que puedan influir indebidamente con el presente manuscrito.