Maíz con alto contenido de aceite

El aceite de maíz ahora está en abundante suministro como coproducto, como resultado del crecimiento de la industria de molienda húmeda de maíz, seguido más recientemente por el aumento de la producción de etanol para biocombustibles. La producción total de aceite de maíz en los Estados Unidos alcanzó nuevos máximos de más de 2,5 mil millones de kg o 5,5 mil millones de libras en 2016/17 (USDA-ERS). El aceite de maíz ha sido utilizado principalmente para aceite comestible directamente por los consumidores, pero ahora también está entrando en la corriente de materia prima de biodiesel. No obstante, la tecnología híbrida con alto contenido de petróleo es de interés para la producción de materias primas para animales de alta energía o para la producción directa de productos derivados del aceite de maíz, especialmente en regiones que no pueden generar grandes cantidades de aceite de maíz como coproducto o subproducto.

El maíz abollable de cinturón de maíz de productos básicos muestra un rango de 3,1% a 5,7% (en peso seco) según la Asociación de Refinadores de Maíz (2006). Watson (1987) señaló que el contenido promedio de aceite en las plantas de molienda húmeda de Illinois había disminuido de 4,9% a 4,3% durante varias décadas a mediados del siglo XX. Más recientemente, el contenido agregado de aceite de maíz de los Estados Unidos parece haber descendido a un valor promedio un poco inferior al 4,0% en los últimos cinco años de producción (U. S. Grain Council, 2018).

El contenido de aceite de semilla responde bien a la cría, como lo demuestra el programa de Selección a Largo plazo de Illinois (revisado en Dudley y Lambert, 2004), que ha producido poblaciones con un contenido de aceite de hasta el 22%. Se han caracterizado genes que controlan el contenido de aceite y se ha demostrado que un gen llamado diacilglicerol aciltransferasa es importante para controlar el contenido total de aceite (Zheng et al., 2008). Desde la década de 1950 se han comercializado variedades comerciales de maíz con alto contenido de aceite con un contenido de aceite del 6% al 8% (en peso seco) (Lambert, 2000). Las introducciones tempranas mostraron un menor rendimiento en comparación con los híbridos normales («arrastre de rendimiento»), así como un mayor alojamiento y susceptibilidad a tensiones bióticas y abióticas. Su producción siguió siendo limitada.

El sistema TopCross fue introducido por DuPont Specialty Grains a principios de la década de 1990 y representó un aumento considerable en la superficie de producción de maíz con alto contenido de aceite durante la década de 1990 (Davis y Gray, 2002). El sistema consistía en una mezcla de un híbrido hembra estéril macho que contenía niveles normales de aceite y un polinizador de alto contenido de aceite (aproximadamente el 8% de la semilla) que impartía un mayor tamaño de germen y, posteriormente, un mayor contenido de aceite a la hembra. Las mezclas TopCross de mejor rendimiento rindieron variedades más cercanas a la prueba y produjeron aproximadamente un contenido de aceite de 7% a 8% (Lauer, 1995; Thomison et al., 2003) con menos problemas agronómicos que los híbridos anteriores (Thomison et al., 2002). Varias compañías de semillas utilizaron la tecnología TopCross para crear versiones con alto contenido de aceite de sus híbridos patentados. Se remite al lector a una revisión exhaustiva del progreso de la selección para el aumento del contenido de aceite durante el siglo XX por Lambert (2000). Los esfuerzos para coordinar la cadena de suministro de este grano especial dieron como resultado alianzas estratégicas entre DuPont y Consolidated Grain and Barge, ConAgra Trade Group y Archer Daniels Midland Company para desarrollar un sistema de contratación para la producción y el movimiento de grano a través de elevadores rurales hasta los usuarios finales (Davis y Gray, 2002).

La cadena de suministro del maíz con alto contenido de aceite está impulsada por la demanda de los usuarios finales y su disposición a ofrecer primas a los productores que incurren en riesgos y costos adicionales para producir granos de propiedad intelectual. Los productores de ganado requieren formulaciones de piensos consistentes. Si tienen algunas reservas, o si encuentran variabilidad en la cantidad de energía en el maíz con alto contenido de aceite, pueden utilizar ingredientes alternativos como la grasa blanca de elección, lo que resulta en una menor demanda de maíz con alto contenido de aceite. Se ha informado que las variedades con alto contenido de aceite actualmente disponibles alcanzan niveles de hasta 9.0% -10% y esto puede ayudar a asegurar una demanda más consistente. Las compañías semilleras ahora han cambiado su énfasis de los híbridos de maíz con alto contenido de aceite per se a tecnologías alternativas e híbridos que muestran combinaciones de rasgos con mayor valor para los productores avícolas y porcinos. Por ejemplo, los callos especiales de nueva generación se comercializan como híbridos de alta energía disponible (HAE) (DuPont-Pioneer, 2018) e híbridos de valor alimentario mejorado (EFV) (Híbridos de Wyffel) o «híbridos de rasgos» (Brown Seed Genetics, Inc). Estos híbridos también pueden mostrar un alto contenido de aceite y/u otros rasgos, como una composición mejorada de aminoácidos de valor para los productores de ganado. Para obtener una lista más completa de las empresas que comercializan productos con valor mejorado, consulte el Informe sobre Maíz con Valor Mejorado del Centro de Recursos de Marketing Agrícola de los Estados Unidos (Context Network y Novecta, 2006).

Los ensayos de alimentación del ganado generalmente han demostrado un beneficio de la alimentación de materias primas de maíz con alto contenido de aceite. En los rebaños lecheros se puede producir una mayor producción de leche (Lauer, 1995) y las proporciones más altas de bueyes han clasificado la elección de los Estados Unidos. El maíz de alto aceite de buey (82% de la dieta) mostró una mayor deposición de lípidos intramusculares y una mayor insaturación de ácidos grasos del longissimus (Andrae et al., 2001). El maíz con alto contenido de aceite también se consideró un medio económicamente viable para aumentar la densidad energética de las dietas de cerdos y cerdas (Adams y Jensen, 1987). Alimentar maíz con niveles de aceite superiores al 8% puede resultar en «carne de cerdo blanda» de mala calidad (Lambert, 2000). Los ensayos de alimentación de aves de corral han demostrado un rendimiento comparable de los pollos de engorde (Benítez et al., 1999) y layers (Lee et al., 2001) cuando el maíz convencional se sustituye por maíz con alto contenido de aceite en dietas isocalóricas. Los resultados de estos estudios y otros (Han et al., 1987) también indicó que el uso de maíz con alto contenido de aceite puede resultar en un mejor rendimiento si la alimentación se formula para aprovechar el mayor contenido de energía disponible del maíz con alto contenido de aceite. También podría reducirse la necesidad de complementar las raciones de alimentos con aceites o grasas alternativos, satisfaciendo así las necesidades de energía a un costo posiblemente menor. El reemplazo del maíz convencional por maíz con alto contenido de aceite no afectó la calidad física de los huevos y el contenido de ácidos grasos poliinsaturados de la yema fue mayor, lo que refleja el mayor contenido de ácido linoleico del maíz con alto contenido de aceite (Lee et al., 2001).

La aceptación del aceite de maíz como alimento se debe a su sabor relativamente suave y estable durante el almacenamiento y la cocción, y a su alto punto de humo (Watson, 1988). También se ha vuelto cada vez más popular debido a su alto contenido de ácidos grasos insaturados que promueven la salud (ácido linoleico en el rango del 54% al 60% y ácido linolénico alrededor del 1%) (Asociación de Refinadores de Maíz, 2006). Se ha demostrado que la calidad del aceite es fácilmente manipulable mediante la cría, lo que crea la posibilidad de que algún día se produzcan aceites especiales en el maíz. Las variedades experimentales que producen aceite de maíz con composición de ácidos grasos alterados se han desarrollado mediante la reproducción (Duvick et al., 2003; Duvick et al., 2006). El aceite de estas variedades contiene hasta un 60% de ácido oleico, lo que puede convertirlo en un producto beneficioso para la salud vascular. Un estudio de mapeo genético del rasgo de alto ácido oleico en germoplasma comercial de élite reveló que el rasgo está controlado en gran medida por el locus fad2 (Beló et al., 2008), aunque los estudios en germoplasma público sugieren que también están involucrados genes adicionales (Mikkilineni y Rocheford, 2003).