6/17/2013

358. Incrementar la producción de Mandioca

Autor: Jorge Elías

A. Proyecto: Incrementar la producción de Mandioca (Yuca)

File:Manihot esculenta dsc07325.jpg
B. Fundamentación: La mandioca o yuca es un arbusto perenne de la familia de las euforbiáceas, autóctono y extensamente cultivado en Sudamérica y el Pacífico por su raíz almidonosa de alto valor alimentario. La mandioca es endémica de la región subtropical de Argentina y Paraguay, y de la región tropical de Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador, México, Panamá, Perú y Venezuela, aunque se estima que las variedades hoy conocidas son efecto de la selección artificial.
La yuca o mandioca, que ha sido considerada durante mucho tiempo como "el alimento de los pobres" por su alto consumo en zonas donde no hubo mucho más que comer, se ha transformado en los últimos años en un alimento que responde a las exigencias  de los países en desarrollo, pero también a las de la economía mundial y al desafío del cambio climático. Es lo que asegura un informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), que señaló a este tubérculo como "el cultivo del siglo XXI". Dado el elevado nivel actual de los precios de los cereales la convierte en una alternativa atractiva para el trigo y el maíz, en especial porque de la mandioca se obtiene una harina de alta calidad que puede usarse como sustituto de la de trigo. Pero además sirve a la industria: sólo es superada por el maíz como fuente de almidón. La demanda de mandioca como materia prima para la fabricación de bioetanol también está creciendo rápidamente. Ademas, se espera que la mandioca –dura y resistente– sea de los menos afectados por el cambio climático. 
La mandioca es la séptima mayor fuente de alimentos básicos del mundo, se la denomina "base de la vida" tropical, porque es una de las más importantes fuentes de alimentación en extensas áreas de los trópicos. Es un cultivo apreciado por su fácil y amplia adaptabilidad a diversos ambientes ecológicos, el poco trabajo que requiere, la facilidad con que se cultiva y su gran productividad. Puede prosperar en suelos poco fértiles, en condiciones de poca pluviosidad. En condiciones óptimas la yuca puede producir más calorías alimenticias por hectárea que la mayoría de los demás cultivos alimenticios tropicales. 
También, la mandioca es un cultivo ideal para la producción de etanol, tiene un alto rendimiento y cuenta con gran contenido de almidón; lo que permite una mayor producción de etanol por tonelada. En comparación con la caña de trigo, maíz o el azúcar, los rendimientos de etanol a base de yuca alcanzan aproximadamente hasta 200 litros por tonelada, pudiendo llegar hasta los 500 litros con una buena tecnología.
La producción de mandioca en nuestro país sigue siendo una buena alternativa para el pequeño y mediano productor, debido a que su uso industrial va creciendo paulatinamente y teniendo muchas más aplicaciones en áreas que aún no han sido implementadas en nuestro medio y permiten expandir la superficie actualmente cultivada.
 
C. Objetivos generales: 
- Aumentar las fuentes de alimentos para uso humano
- Ser una fuente de energía forrajera. 

- Estimular la producción de la mandioca ayudaría a bajar el desempleo, porque la tecnología empleada  para la producción se caracteriza por el uso intensivo de mano de obra familiar, poco uso de insumos modernos, como fertilizantes químicos, insecticidas, cal agrícola, entre otros. La mecanización sólo se limita en la preparación de suelo.
- Incrementar el rendimiento con el empleo del riego y tecnología mecanizada. La tecnología aplicada limita un promedio de rendimiento muy bajo de 15 toneladas por hectárea. Teniendo un potencial para crecer,  con riego, pudiendo llegar a más de 40.000 kilos por hectárea. Se puede tomar como promedio un incremento a 25.000 kilos por hectárea.
- Sustituir la harina de trigo y maiz en la dieta humana.
- Estimular el desarrollo industrial rural (procesamiento de alimentos, gastronomia y bioetanol)
- Ser una fuente ideal para obtener etanol por su alto contenido de carbohidratos, los cuales previamente hidrolizados proporcionan una buena capacidad fermentativa.
- Aumentar los ingresos rurales
- Permitir un mayor rendimiento en la rotación del cultivo de mandioca con poroto y sorgo que impulsa los rendimientos, sin empleo de fertilizantes minerales.
- Ser buena alternativa para el pequeño y mediano productor.
D. Lugar: La mandioca está adaptada a condiciones de la zona intertropical, por lo que no resiste las heladas. Requiere altos niveles de humedad -aunque no anegamiento- y de sol para crecer. En la Argentina, se plantan en la provincia de Misiones. Aunque existen existe una buena diversidad de variedades de mandioca (300) con características y comportamientos variados; se tienen variedades adaptadas en suelo pobre, arenoso, fértil, arcilloso; en otras palabras, hay variedades para las diferentes condiciones del país y preferencias de los consumidores.
E. Recursos necesarios: La producción mundial de la mandioca está estimada en 184 millones de toneladas,  la mayoría de la producción se encuentra en África, donde crecen 99,1 millones de toneladas, 51,5 en Asia y 33,2 en América Latina.
- Elaboración de un Programa Nacional de Mandioca
- En la post-producción y previo a su consumo debe efectuarse la desintoxicación de la mandioca. Los métodos de elaboración de la yuca para desintoxicar los tubérculos se basan en la hidrólisis enzimática para reducir la concentración de glucósidos.
Se pueden distinguir los siguientes procesos:
  • Métodos en los que se emplea solo el calor y el agua
  • Preparación y cocción modificadas
    • Sin elaborar, solo con pelado y un lavado a fondo. Se aplica a la yuca cruda y solo para las variedades dulces.
    • Cocinada como se hace con los alimentos básicos feculentos no tóxicos, o mediante un hervido repetido de varias veces en varias aguas. Después se hornea, se asa o se fríe.
    • Machacado, precedido o seguido por el hervido o cocción a vapor. 
  • Elaboración en seco (para conservación).
    • Tubérculo fresco en lonchas, secado al sol o en aire caliente (sin remojo, cocción ni fermentación).
    • El producto secado al sol se muele o se machaca. Se produce harina de yuca.
  • Elaboración en húmedo
    • Se prepara la fécula del tubérculo fresco y molido mediante sedimentación, lavado y secado. 
    • La fécula se gelatiniza al calor. Se produce la llamada tapioca lameliforme y perlada.
    • Se prepara harina a partir de los tubérculos no fermentados mediante pelado, rallado, exprimido y asado. El producto se conoce como farinha de mandioca en Brasil.
    • El producto secado al sol se muele y se machaca. El producto se conoce como harina de yuca.
  • Desintoxicación mediante fermentación
  • Métodos de fermentación en húmedo (yuca euriada). Remojo breve o prolongado, con fermentación en agua estática o corriente, dulce o salada:
    • Del tubérculo entero y fresco, sin pelar, seguido de pelado, reducción de fibras y machadado. Se produce así la pasta glutinosa de yuca.
    • Del tubérculo entero y fresco, sin pelar, seguido de pelado, reducción de fibras y asado. Se produce la harina de yuca fermentada, llamada "farinha d'agua".
    • De todo el tubérculo, entero (o en lonchas), pelado (o sin pelar) seguido por pelado, secado al sol con aire caliente y después triturado y machacado. Se produce la harina de yuque fermentada.
    • Del tubérculo, entero y fresco, pelado, después hecho pulpa con la criba, lavado y sedimentado de la fécula y después leve exprimido y cocción al vapor. 
    • Del tubérculo entero, pelado, recién hervido (fermentado de 6 a 14 días) rallado o hecho pulpa, cribado, exprimido y después machacado. 
    • Del tubérculo pelado, recién hervido y rallado (fermentado durante la noche) enjuagado y mezclado con semilla de legumbre fermentada. 
 
F. Características generales: La mandioca es un arbusto perenne que alcanza los dos metros de altura. Se reproduce mejor de esquejes que por semilla en las variedades actualmente cultivadas. El crecimiento es lento en los primeros meses, por lo que el control de hierbas es esencial para un correcto desarrollo. En su uso normal, la planta entera se desarraiga al año de edad para extraer las raíces comestibles; si alcanza mayor edad, la raíz se endurece hasta la incomestibilidad. De las plantas desarraigadas se extraen los recortes para la replantación.

La raíz de la mandioca es cilíndrica y oblonga, y alcanza el metro de largo y los 10 cm de diámetro. La cáscara es dura y leñosa, e incomestible. La pulpa es firme e incluso dura antes de la cocción, surcada por fibras longitudinales más rígidas; muy rica en hidratos de carbono y azúcares, se oxida rápidamente una vez desprovista de la corteza. Según la variedad, puede ser blanca o amarillenta.
La evidencia más antigua del cultivo de la mandioca proviene de los datos arqueológicos de que se cultivó en el Perú hace 4.000 años y fue uno de los primeros cultivos domesticados en América. Ademas, era el complemento alimentario de los mayas, el que les permitió sostener poblaciones muy numerosas debido a su alto contenido calórico del cual se prepara una harina muy nutritiva. En el Paraguay, actualmente la mandioca es una de las especies más consumidas por los habitantes -su consumo per capita es uno de los más elevados del mundo- y puede estar presente en la mayoría de las comidas del día, sea hervida, frita o en 
platillos a base de su almidón.  
 
La mandioca, que ha sido considerada durante mucho tiempo como "el alimento de los pobres" por su alto consumo en zonas donde no hubo mucho más que comer, se ha transformado en los últimos años en un alimento que responde a las exigencias  de los países en desarrollo, pero también a las de la economía mundial y al desafío del cambio climático. Es lo que asegura un informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), que señaló a este tubérculo como "el cultivo del siglo XXI". Se trata de un tipo de cultivo  "respetuoso con el medio ambiente", y que llevó a un aumento del rendimientos de la mandioca en un 400 por ciento. La producción mundial de este tubérculo se ha incrementado en un 60% desde 2000 y se acelerará aún más en esta década, siempre y cuando "las autoridades nacionales y regionales comprendan su enorme potencial", como indican las autoridades de FOA.
La yuca no responde a la fertilización, sin embargo se ha dicho que es un cultivo que esteriliza el suelo, pues extrae sus nutrimentos, esto origina que cultivos sucesivos de yuca en un mismo terreno disminuyan sus rendimientos.Por lo tanto se recomienda no sembrar dos veces seguidas en un mismo lote si no se adiciona fertilizante en la segunda siembra para mantener el nivel adecuado de los nutrimentos, caso contrario, lo más conveniente es hacer rotar el cultivo. El periodo crítico de competencia con las malezas va desde la siembra hasta los tres meses, se recomienda eliminar las malas hierbas mecánicamente o aplicar herbicidas de preemergencia que tengan efecto selectivo.
Tiene pocos problemas de plagas y enfermedades. La planta soporta el daño y su combate no es rentable en infestaciones menores. Los tratamientos químicos solo se aplican en casos extremos.
La yuca contiene cantidades pequeñas pero suficientes para causar posibles molestias de sustancias llamadas linamarina y lotaustralina. Estos son glucósidos cianogénicos que se convierten en ácido prúsico (cianuro de hidrógeno), por la acción de la enzima lanamarasa, que también se encuentra presente en los tejidos del tubérculo.
La concentración del ácido prúsico puede variar de 10 a 490 mg/kg de tubérculo fresco. Las variedades de yuca "amarga" contienen concentraciones más altas, especialmente cuando estas se cultivan en zonas áridas y en suelos de baja fertilidad. En las variedades llamadas "dulce" la mayor parte de las toxinas se encuentra en la cáscara. Algunas de estas variedades se pueden hasta comer crudas después de pelarlas - como si fueran zanahorias. Sin embargo en muchas de las variedades más frecuentemente cultivadas, que son amargas, la toxina también se halla presente en la carne feculenta del tubérculo, especialmente en el núcleo fibroso que se halla en el centro.
Los tubérculos de yuca también contienen cianuro libre, hasta el 12 por ciento del contenido total de cianuro. La dosis letal de cianuro de hidrógeno no combinado para un adulto es de 50 a 60 mg, sin embargo la toxicidad del cianuro combinado no es muy conocida. Los glucósidos se descomponen en el tracto digestivo humano, lo que produce la liberación de cianuro de hidrógeno. Si se hierve la yuca fresca, la toxicidad disminuye muy poco. El glucósido linamarina es resistente al calor, y la enzima linamarasa se inactiva a 75°C.
Debido a la presencia de elementos cianogénicos, como por ejemplo la linamarina en la raíz, hace que la misma sea inutilizable y venenosa en algunas variedades, sin una prolongada cocción, necesaria además para reducir la rigidez de la pulpa. Aunque la variedad llamada Manihot aipi (considerada a veces una subespecie de M. esculenta) contiene concentraciones elevadas de elementos venenosos, que desaparecen al hervirla. Alternativamente, la raíz puede rallarse en crudo, tras lo cual es prensada para extraer el jugo potencialmente tóxico (ácido cianhídrico - HCN). Una vez secada al fuego o al sol, se muele para obtener una harina fina y delicada de la que se obtiene, por sedimentación, el almidón de mandioca y de este se obtiene la tapioca, también llamada casabe. Mediante este procedimiento se hacen comestibles incluso las variedades "amargas" que tienen alto contenido de toxinas. La raíz fresca debe consumirse en un plazo breve, ya que debido a su alto contenido de almidones se descompone rápidamente por la acción de diversos microorganismos. Congelada o envasada al vacío se conserva durante meses en buen estado.
Información nutricional:
- La Yuca es un alimento muy rico en hidratos de carbono (85 %).
- Pobre en grasas y proteínas.
- Es un alimento muy digestivo.
- Aporta, de forma moderada, vitaminas del grupo B (B2, B6), vitamina C, magnesio, potasio, calcio y hierro.
- Al no contener gluten es un alimento apto para los celíacos.
- Alimento muy adecuado para todas las edades y en especial, para situaciones que requieren de un gran desgaste físico y para los deportistas.
- Dado su elevado contenido de potasio, aquellas personas que padecen del riñón y que requieren de dietas bajas en dicho mineral, deberán tener en cuenta que antes de su consumo, se ha de dejar en remojo durante unas 10 h (cambiando el agua cuantas veces sea posible) para que el potasio pase al agua, la cual se deberá desechar siempre.
 

La obtención del etanol a partir de la mandioca es una realidad, mediante la hidrólisis. El proceso de elaboración de alcohol etílico a partir de la mandioca consta de la siguientes etapas:
- Lavado: La mandioca es sometida a un lavado con agua limpia con el fin de eliminar restos de tierra y otras impurezas.
- Pelado: Se elimina la cáscara mediante el pelado, obtenida la parte comestible, se procede al picado y reducción del tamaño.
- Molienda: Se efectúa su molienda empleando un molino apropiado, obteniendose el puré de mandioca.
- Prehidrólisis: Se coloca el puré en recipientes apropiados, se le agrega agua para tener una dilución apropiada.
- Hidrólisis: La hidrólisis del almidón contenido en la pulpa de la mandioca se efectúa  por vía ácida y por acción enzimática. El proceso por vía ácida, consiste en la hidrólisis del almidón en azúcar por los ácidos clorhídrico o sulfúrico, esta hidrólisis se realiza a una temperatura de ebullición superior a los 100 grados y a una presión atmosférica elevada, obteniéndose el jarabe hidrolizado de mandioca.
La hidrólisis por vía enzimática, se basa en usar dos tipos de enzimas, la alfa amilasa fúngica y la amiloglucosidasa en vez de emplear un ácido, el proceso se realiza a una temperatura que no debe ser mayor de los 75 grados centigrados. La bondad de la hidrólisis enzimática es la baja temperatura usada en el proceso por lo cual es económico, todo lo contrario es la hidrólisis ácida en la cual la temperatura a usar es elevada para lo cual es necesario tener una infraestructura especial, siendo costoso el procedimiento.
- Fermentación: El jarabe hidrolizado de la mandioca se somete a la acción fermentativa de las levaduras del género Saccharomyces cuyo complejo enzimático llamado zimasa que permite transformar las hexosas en alcohol y CO2. Finalizada la fermentación, la cual es controlada diariamente se procede a su destilación.
- Destilación: Mediante la destilación se obtiene el alcohol que ha sido producido en la fermentación, el cual no es puro por tener acompañantes no alcohólicos, como son ácidos, ésteres, aldehidos y otros que acompañan al alcohol etílico. Se usan diversos aparatos de destilación (alambiques y columnas de destilación),  continua o discontinua.
- Rectificación: El alcohol obtenido por la destilación -continua o discontinua- es sometido a un proceso de eliminación de los compuestos que lo acompaña mediante la rectificación en columnas especiales de destilación obteniéndose el alcohol rectificado.
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