Improved Mexican Varieties of Bread Wheat: Characterization and evaluation of Physical and Viscoelastic Properties

Dulce María Hernández Colín; Anayansi Escalante-Aburto; Nestor Ponce García

doi:10.18633/biotecnia.v27.2406

Autores/as

DM Hernández Colín Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma del Estado de México (UAEMéx), Toluca 50200, México.
A Escalante-Aburto Tecnologico de Monterrey, The Institute for Obesity Research
N Ponce García Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma del Estado de México (UAEMéx), Toluca 50200, México. https://orcid.org/0000-0001-9342-0095

DOI:

https://doi.org/10.18633/biotecnia.v27.2406

Palabras clave:

contenido de humedad; compresión uniaxial; pequeña-deformación; grano, Triticum aestivum

Resumen

Las propiedades físico-mecánicas y viscoelásticas de los granos de trigo están influenciadas por el contenido de humedad. A mayor contenido, la dureza y elasticidad de los granos reduce notablemente, e inversamente, las dimensiones axiales y el trabajo plástico (W_t) se incrementan. El objetivo de esta investigación fue caracterizar las propiedades físico-mecánicas y viscoelásticas de granos de trigo de cuatro variedades mejoradas mexicanas evaluadas a diferentes contenidos de humedad: 12%, 16% y 20%. Las propiedades viscoelásticas se evaluaron mediante el método de compresión uniaxial bajo pequeña deformación. Como resultado se identificaron correlaciones entre algunas propiedades físico-mecánicas y viscoelásticas. En términos de trabajo total (Wt), plástico (W_p), elástico (W_e) y grado de elasticidad (GE), se observaron diferencias estadísticas significativas entre variedades. Estos parámetros mostraron una disminución gradual con el aumento del contenido de humedad. El estudio también reveló correlaciones significativas entre algunas propiedades físico-mecánicas y viscoelásticas. En particular, se observaron correlaciones negativas (P<0.05) entre el GE y las dimensiones axiales grosor y longitud. La densidad aparente mostró correlaciones altamente significativas (P<0.01), negativa con W_p y positiva con el GE. Las variedades Z1 y X5 mostraron un mejor comportamiento viscoelástico, particularmente en W_t y W_e, así como en sus características físicas y mecánicas.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

AACCI. American Association of Cereal Chemists International. 2000. Method 55-10.01. En: Approved Methods of the AACC Int. St. Paul, MN, USA.

Ahmad, H.I., Mohammad, F., Ud-Din, S., Hassan, G. and Gul, R. 2006. Diallel analysis of the inher-itance pattern of agronomic traits of bread wheat. Pakistan Journal of Botany. 38(4):1169-1175.

Al Aridhee, J.K.; Łysiak, G.; Kulig, R.; Wójcik, M. and Panasiewicz, M. 2019. The Effect of Wheat Moisture and Hardness on the Parameters of the Peleg and Normand Model during Relaxation of Single Kernels at Variable Initial Loading. Sustainability. 11:7100.

ASAE S352.2. 1988. Moisture Measurement–Unground Grain and Seeds. ASAE: St. Joseph, MI, USA. Available online: https://engineering.purdue.edu/~{}abe305/moisture/html/page12.htm. (accessed on 29 June 2024).

Başlar, M., Kalkan, F., Kara, M. and Ertugay, M.F. 2012. Correlation between the protein content and mechanical properties of wheat. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 36: 601-607.

Bhise, R., Kaur, A. and Manikantan, R. 2014. Moisture dependent physical properties of wheat grain (PBW 621). International Journal of Engineering Practical Research. 3:40–45.

De la Horra, A., Seghezzo, M., Molfese, E., Ribotta, P.D. and León, A. 2012. Indicadores de calidad de las harinas de trigo: índice de calidad industrial y su relación con ensayos predictivos. Agriscientia. 29(2):81–89.

De la O, M., Espitia, R., López S., Peña, R. and Villaseñor, M. 2012. Calidad física de grano de trigos harineros (Triticum aestivum L.) mexicanos de temporal. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 3(2):271-283.

Erenstein, O., Jaleta, M., Mottaleb, K.A., Sonder, K., Donovan, J. and Braun, H.J. 2022. Global trends in wheat production, consumption and trade. En Wheat Improvement. Food Security in a Changing Climate. M.P. Reynolds and H.J. Braun (ed.), pp 47-66. Springer, Cham, Switzerland.

Escalante-Aburto, A., Figueroa-Cardenas, J.D., Dominguez-Lopez, A., Garcia-Lara, S. and Ponce-García, N. 2023. Multivariate analysis on the properties of intact cereal kernels and their as-sociation with viscoelasticity at different moisture contents. Foods. 12(4):808.

Figueroa, C.JD., Hernández, E.Z., Véles, J., Rayas-Duarte, P., Martínez-Flores, E. and Ponce-García, N. 2011. Evaluation of degree of elasticity and other mechanical properties of wheat kernels. Cereal Chemistry. 88(1):12-18.

Gabrielly, B., Rodrigues, R., de Oliveira C., Lígia, C. and Weder, N. 2019. Mechanical properties of grains sorghum subjected to compression at different moisture contents. Journal of Agricultural Science, 11(4):279-287.

Gao, P., Tian, S., Xue, X. and Lu, J. 2024. Determination methods and influencing factors of grain

Gürzoy, S. and Güzel, E. 2010. Determination of properties of some agricultural grains. Research Journal of Applied Sciences. 2(5):492-498.

Hourston, J.E., Ignatz, M., Reith, M., Leubner-Metzger, G. and Steinbrecher, T. 2017. Biomechanical properties of wheat grains: the implications on milling. The Royal Society Publishing Interface. 14: 20160828.

Jamali, L.A., Soomro, S.A., Abro, A.A., Khan, Z.A. and Walhari, N.H. 2016. Effect of grain moisture content on physico-engineering properties of wheat. Journal of Agricultural Research. 54(4):773-785.

Khalid, A., Hameed, A. and Thair, M.F. 2023. Wheat quality: A review on chemical composition, nu-tritional attributes, grain anatomy, types, classification, and function of seed storage proteins in bread making quality. Frontiers in Nutrition. 10:1053196.

Listman, M. 2022. Innovaciones en el fitomejoramiento. CIMMYT. https://www.cimmyt.org/es/noticias/innovaciones-en-el-fitomejoramiento/ Acceso: junio 07, 2024.

Lullien-Pellerin, V. 2020. Both genetic and environmental conditions affect wheat grain texture: Con-sequences for grain fractionation and flour properties. Journal of Cereal Science. 92: 102917.

Maucher, T., Figueroa, J., Reule, W., and Peña, R. 2009. Infuence of low molecular weight glutenins on viscoelastic properties of intact wheat kernels and their relation to functional properties of wheat dough. Cereal Chemistry. 86:372-375.

mechanical properties. Journal of Food Quality. 3407485.

Ponce-García, N., Escalante-Aburto, A., Torres-Chávez, P. and Serna-Saldívar, S. 2017. Grading Factors of Wheat Kernels Based on Their Physical Properties. En Wheat Improvement, Management and Utilization. R. Wanyera and J. Owuoche (ed.), InTech, pp 275-291. Croatia.

Ponce-García, N., Ramírez-Wong, B., Escalante-Aburto, A., Torres-Chávez, P. and Figueroa-Cárdenas, J.D.D. 2016. Mechanical properties in wheat (Triticum aestivum) kernels evaluated by compression tests: A review. En Viscoelastic and viscoplastic materials. El-Amin, M. (ed.), InTech, pp 21-33. Croatia.

Ponce-García, N., Ramirez-Wong, B., Torres-Chavez, P.I., Figueroa-Cardenas, J.D., Serna-Saldivar, S.O. and Cortez-Rocha, M. 2013. Effect of moisture content on the viscoelastic properties of individual wheat kernels evaluated by the uniaxial compression test under small strain. Cereal Chemistry. 90(6):558–563.

Sandra, Putri, R.E., Djowasito, G. and Wijaya, S.N. 2020. Effect of moisture content on some physical and mechanical properties of ‘Genjah Arum’ local rice (Oryza sativa L) variety in Banyuwangi. In-ternational Conference of Sustainability Agriculture and Biosystem. 55:1-9.

SEGOB. Secretaria de Gobernación. México. 2021. Cultivo de trigo en México: todo lo que debes de saber. (https://www.gob.mx/agricultura/articulos/cultivo-de-trigo-en-mexico-todo-lo-que-debes-de-saber. Acceso: junio 08, 2024.

Serna-Saldivar, S.O. 2012. Laboratory reference and procedures manual. Cereal Grains. USA.

Suprabha Raj, A., Dogan, H. and Siliveru, K. 2024. Time dependent changes in the compression behavior of single wheat kernels upon tempering. Journal of Food Measurement and Characterization. https://doi.org/10.1007/s11694-024-02629-0.

Warechowska, M., Markowska, A., Warechowski, J., Miś, A. and Nawrocka, A. 2016. Effect of tem-pering moisture of wheat on griding energy, middlings and flour size distribution, and gluten and dough mixing properties. Journal of Cereal Science. 69:306-312.