Mais (Granoturco)
(Da Zea mays, famiglia Poaceae)

Descrizione
Il mais è un cereale originario delle Americhe, oggi coltivato in tutto il mondo. Il chicco è composto da pericarpo (crusca), endosperma amidaceo e germe, con colore variabile dal giallo al bianco, fino al rosso/viola in alcune varietà.
Nell’industria alimentare viene utilizzato soprattutto in forma di granella secca, semole, farine, fiocchi, amidi e derivati (es. sciroppi di glucosio/fruttosio), per prodotti da forno, snack, polente, cereali da colazione, bevande e alimenti per l’infanzia.

Valori nutrizionali indicativi per 100 g
(granella secca di mais giallo)

• Energia: 340–380 kcal

• Carboidrati: 70–75 g

  • zuccheri: 1–3 g

  • amido: 65–72 g

• Fibre: 6–10 g (più elevate nei prodotti integrali)

• Proteine: 7–10 g

• Lipidi: 3–5 g

  • SFA (prima occorrenza – acidi grassi saturi): 0,5–1 g

  • MUFA: 1–1,5 g

  • PUFA: 1,5–2,5 g (prevalentemente acido linoleico)

  • TFA: non presenti in modo naturale significativo

• Vitamine: B1, B3, B5, B6, folati; piccole quantità di vitamina E

• Minerali: fosforo, magnesio, potassio, tracce di zinco, rame, manganese

I valori variano in base a varietà (dentato, vitreo, ceroso), grado di raffinazione (integrale vs. raffinato) e processi di trasformazione.

Principali sostanze contenute

• Amido (principalmente nell’endosperma)

• Proteine (zeine, gluteline) con valore biologico moderato

• Lipidi concentrati nel germe (acido linoleico, oleico)

• Fibre (crusca di mais: cellulosa, emicellulose, lignina)

• Carotenoidi (luteina, zeaxantina) responsabili del colore giallo

• Vitamine del gruppo B e vitamina E (soprattutto nel germe)

• Minerali (P, Mg, K)

• Composti fenolici antiossidanti (es. acidi ferulici nella crusca)

Processo di produzione
(granella secca e semole/farine)

1. Coltivazione e raccolta: raccolta della pannocchia a maturazione fisiologica.

2. Essiccazione: abbassamento dell’umidità della granella (in genere <14%) per garantire conservabilità.

3. Sgranatura e pulitura: separazione dei chicchi dal tutolo, rimozione di impurità, polveri, materiali estranei.

4. Stoccaggio silos: in condizioni controllate di umidità e temperatura.

5. Macinazione:

   • a secco per ottenere semole e farine (per polenta, snack, bakery);

   • a umido nei processi di wet milling (amido, sciroppi, oli).

6. Eventuale raffinazione: separazione di crusca e germe (mais degerminato) o produzione di farina integrale mantenendo tutte le frazioni.

7. Eventuali trattamenti termici: precottura, tostatura, estrusione (fiocchi, cereali da colazione, snack estrusi).

8. Confezionamento in sacchi, sacchetti o contenitori idonei.

Tutto secondo GMP/HACCP, con controllo di umidità, infestanti e contaminanti.

Proprietà fisiche

• Aspetto granella: chicchi duri o semiduri, lucidi, di colore giallo o bianco (altre colorazioni in varietà speciali).

• Umidità (granella secca): circa 12–14%

• Densità apparente: variabile (in genere 700–800 g/L per granella; più bassa per semole/farine).

• Solubilità: amido insolubile in acqua fredda, gelatinizza a caldo.

• Stabilità: buona se correttamente essiccato e protetto da umidità e infestanti.

Proprietà sensoriali e tecnologiche

• Sapore: delicato, leggermente dolce e cerealicolo.

• Colore: giallo più o meno intenso in funzione del contenuto in carotenoidi.

• Funzionalità tecnologiche principali:

  • l’amido di mais conferisce gelatinizzazione, addensamento e struttura in prodotti cotti;

  • le semole sono idonee per polente, snack estrusi, prodotti da prima colazione;

  • la farina di mais conferisce colore, friabilità e texture sablata in prodotti da forno;

  • la crusca di mais apporta fibre e struttura.

Impieghi alimentari

• Prodotti farinacei:

  • polente, semolini, farine per pane e prodotti da forno (pane di mais, focacce, torte salate);

  • tortillas, taco shells, chips (dopo nixtamalizzazione nelle tradizioni latino-americane).

• Snack e cereali da colazione:

  • corn flakes, puffed corn, snack estrusi, grissini e cracker al mais.

• Ingredienti funzionali:

  • amido di mais come addensante in salse, creme, dessert, prodotti lattiero-caseari;

  • amidi modificati per applicazioni specifiche (resistenza a calore, acidi, congelamento-scongelamento).

• Alimenti per l’infanzia:

  • farine per baby food, creme di cereali.

• Altri usi alimentari:

  • produzione di sciroppi di glucosio/fruttosio tramite idrolisi e isomerizzazione dell’amido;

  • ingrediente in prodotti plant-based come fonte di carboidrati e struttura.

Nutrizione e salute

• Fonte di carboidrati complessi e energia a rilascio relativamente graduale.

• Il contenuto proteico è moderato e il profilo aminoacidico è limitante in lisina (spesso associato ad altri cereali o legumi per bilanciare).

• Le varietà gialle apportano carotenoidi (luteina, zeaxantina) con azione antiossidante.

• La versione integrale fornisce quantità significative di fibre.

• Il contributo lipidico è modesto, ma il germe è ricco di PUFA e vitamina E.

• L’effetto glicemico dipende da grado di raffinazione, granulometria e modalità di cottura (es. polenta densa vs creme istantanee).

Nota porzione

• Cereale cotto (polenta, creme):

  • porzione tipica 60–80 g di farina/semola secca per persona (che corrisponde a 180–250 g da cotto circa).

• Prodotti da forno/snack:

  • percentuale di farina/semola di mais in ricetta: 5–60%, in funzione del prodotto (es. snack di mais vs pane misto).

Allergeni e intolleranze

• Il mais non è un allergene maggiore nella normativa UE, ma esistono rari casi di allergia specifica alle proteine del mais.

• È naturalmente senza glutine, quindi adatto a formulazioni per celiaci se coltivato, macinato e confezionato in condizioni che evitino contaminazione crociata con cereali contenenti glutine.

• Alcune persone possono avere intolleranze individuali; la valutazione deve considerare il prodotto finito e tutti gli ingredienti.

Conservazione e shelf-life

• Granella secca:

  • stoccaggio in silos o sacchi in ambiente fresco, asciutto e ben ventilato;

  • umidità <14% per limitare crescita microbica e sviluppo di muffe;

  • shelf-life: diversi mesi, fino a 12 mesi o più se ben conservato.

• Farine e semole:

  • più sensibili a ossidazione (soprattutto se contengono germe) e a umidità;

  • conservazione in confezioni barriera all’umidità e all’ossigeno;

  • shelf-life tipica: 6–12 mesi, più breve per prodotti integrali o con germe.

Principali rischi:

• sviluppo di muffe e micotossine (es. fumonisine, aflatossine) in caso di umidità e temperatura non corrette;

• infestazioni da insetti (punteruoli, tignole dei cereali), prevenibili con corretta gestione integrata.

Sicurezza e regolatorio

• Soggetto a limiti normativi per:

  • micotossine (aflatossine, fumonisine, zearalenone, ecc.),

  • residui di pesticidi,

  • metalli pesanti.

• Devono essere rispettati gli standard igienici per prodotti cerealicoli (carica microbica generale, assenza di patogeni).

• Produzione secondo GMP/HACCP, con tracciabilità dal campo al prodotto finito.

• Per prodotti destinati a infanzia e categorie vulnerabili, si applicano limiti più severi su contaminanti.

Etichettatura

• Denominazioni tipiche:

  • “mais”,

  • “farina di mais”,

  • “semola di mais”,

  • “crusca di mais”.

• Nei prodotti composti compare in elenco ingredienti in ordine decrescente di peso.

• Per prodotti senza glutine è possibile indicare “senza glutine” solo con requisiti analitici conformi ai limiti di legge.

• Se impiegato come fonte di amido o sciroppi, compaiono denominazioni relative (es. “amido di mais”, “sciroppo di glucosio/fruttosio da mais”).

Troubleshooting

• Sviluppo di muffe/cattivi odori in granella:

  • umidità e temperatura di stoccaggio troppo elevate → migliorare essiccazione, ventilazione e controllo dei silos.

• Insettazioni:

  • mancanza di adeguato controllo integrato → implementare programmi di disinfestazione e monitoraggio.

• Farina che irrancidisce rapidamente:

  • presenza di germe (più oli) e cattiva conservazione → usare farine degerminate o migliorare packaging e catena logistica.

• Texture inadeguata in prodotti da forno:

  • eccessiva quota di farina di mais (mancanza di glutine) → bilanciare con altri cereali o aggiungere leganti/idrocolloidi.

Sostenibilità e filiera

• Il mais è una coltura ad alta resa per ettaro, ma può avere impatto rilevante per:

  • uso di fertilizzanti e fitofarmaci,

  • consumo idrico (in funzione della zona e del sistema irriguo),

  • potenziale erosione del suolo.

• Miglioramenti possibili tramite:

  • agricoltura integrata e di precisione,

  • rotazioni colturali,

  • uso efficiente di acqua e nutrienti.

• Nella trasformazione industriale:

  • gestione dei reflui e delle acque di processo (monitorate con indicatori come BOD/COD);

  • valorizzazione dei sottoprodotti (crusca, trebbie, tutoli) in mangimistica, bioenergie o bioplastiche.

Principali funzioni INCI (cosmesi)
(come “Zea Mays Starch”, “Zea Mays Kernel Extract”, “Zea Mays Germ Oil”)

• Zea Mays Starch:

  • assorbente (assorbe sebo e umidità in polveri, deodoranti, make-up),

  • bulking agent e regolatore di viscosità.

• Zea Mays Kernel Extract:

  • skin conditioning (apporto di zuccheri e componenti idratanti).

• Zea Mays Germ Oil:

  • emolliente, ricco in PUFA e vitamina E.

Usato in prodotti corpo, viso, make-up in polvere e formulazioni naturali.

Conclusione
Il mais è un cereale estremamente versatile e diffuso, base per granella, farine, semole, amido e sciroppi.
Dal punto di vista tecnologico fornisce struttura, corpo, colore e funzionalità di addensamento, mentre sul piano nutrizionale rappresenta una fonte importante di carboidrati complessi, fibre (in forma integrale) e alcuni micronutrienti.
Se coltivato e trasformato in filiere controllate e gestito nel rispetto di GMP/HACCP, il mais costituisce un ingrediente sicuro, stabile e di elevata qualità, adatto a un ampio spettro di applicazioni alimentari, da quelle tradizionali a quelle più innovative e plant-based.

Mini-glossario

• SFA – Saturated Fatty Acids (acidi grassi saturi): da limitare nella dieta; nel mais sono presenti in quantità contenute, ma aumentano nei prodotti con aggiunta di grassi.

• MUFA – acidi grassi monoinsaturi: componenti lipidici considerati generalmente favorevoli o neutri.

• PUFA – acidi grassi polinsaturi: includono gli essenziali (es. acido linoleico), abbondanti nel germe di mais.

• TFA – acidi grassi trans: associati a effetti negativi sulla salute quando di origine industriale; non sono una componente naturale rilevante del mais.

• GMP/HACCP – Good Manufacturing Practices / Hazard Analysis and Critical Control Points, sistemi per garantire igiene, sicurezza e qualità di processo.

• BOD/COD – Biological / Chemical Oxygen Demand, indicatori della “carica inquinante” delle acque reflue industriali.

Studi

I risultati di questo studio suggeriscono che anche se ci sono state perdite di pigmenti, i pigmenti di mais creolo mostrano attività antiossidanti e antimutagenica dopo il processo di nixtamalizzazione (1).

Dal mais vengono industrialmente estratti:

• Sciroppo di fruttosio o HFCS (High Fructose Corn Syrup)
• Sciroppo di glucosio
• Sciroppo di glucosio-fruttosio
• Sciroppo di mais (dizione inusuale in quanto dovrebbe essere specificato anche il contenuto, se fruttosio o glucosio. Il glucosio è zucchero, quindi un componente da assumere con moderazione. Il fruttosio è un carboidrato dolcificante che, francamente, sarebbe da evitare ).

Ha un basso contenuto calorico.

Adatto per i celiaci.

Usato anche per l'alimentazione animale.

Mais OGM

Le colture geneticamente modificate (OGM) sono state introdotte nell'agricoltura commerciale nel 1996, e sono state coltivate in tutto il mondo, nel 2014, circa 181,5 milioni di ettari di OGM . Questi OGM hanno prodotto significativi benefici nel corso degli ultimi due decenni (Clive, 2015 ). Una recente meta-analisi di Klümper e Qaim ha concluso che l'ampia adozione della tecnologia OGM ha ridotto l'uso di pesticidi chimici, oltre ad aumentare le rese delle colture per migliorare i profitti degli agricoltori (Wilhelm e Matin, 2014 ). Nonostante gli evidenti effetti positivi degli OGM, sono ancora in corso contestazioni sugli effetti negativi non intenzionali, inaspettati, e non controllati degli OGM . Vi è una notevole preoccupazione che l'introduzione di sequenze di DNA esogeno ed enzimi nel genoma della pianta di destinazione negli OGM potrebbe comportare effetti indesiderati, e questi effetti negativi possono influenzare la salute umana e la sicurezza ambientale (Ioset et al., 2006) (2).

Mais studi

Bibliografia________________________________________________________________________

(1) Mendoza-Díaz S, Ortiz-Valerio Mdel C, Castaño-Tostado E, Figueroa-Cárdenas Jde D, Reynoso-Camacho R, Ramos-Gómez M, Campos-Vega R, Loarca-Piña G.  Antioxidant capacity and antimutagenic activity of anthocyanin and carotenoid extracts from nixtamalized pigmented Creole maize races (Zea mays L.).   Plant Foods Hum Nutr. 2012 Dec;67(4):442-9. doi: 10.1007/s11130-012-0326-9

Abstract. Nixtamalization process is the first step to obtain maize based products, like tortillas; however, in both the traditional and commercial processes, white grain is generally preferred. Creole maize races, mainly pigmented varieties, have increasingly attention since these are rich in anthocyanins and carotenoids. The aim of this investigation was to evaluate the antioxidant and antimutagenic activity of rich anthocyanins and carotenoids extracts from creole maize races before (grain) and after (masa and tortilla) the nixtamalization process. Most anthocyanins and carotenoids were lost during nixtamalization. Before nixtamalization, blue and red genotypes contained either higher antioxidant capacity and anthocyanin contents (963 ± 10.0 and 212.36 ± 0.36 mg of cyanidin-3-glucoside eq/100 g, respectively) than the white and yellow genotypes. However, the highest carotenoid levels were displayed by red grains (1.01 ± 0.07 to 1.14 ± 0.08 μg of β-carotene eq/g extract). Anthocyanins losses were observed when the blue grains were processed into masa (83 %) and tortillas (64 %). Anthocyanins content correlated with antiradical activity (r = 0.57) and with 2-aminoanthracene -induced mutagenicity inhibition on TA98 and TA100 (r = -0.62 and r = -0.44, respectively). For white grains, nixtamalization also reduced carotenoids (53 to 56 %), but not antioxidant activity and 2-Aa-induced mutagenicity. Throughout the nixtamalization process steps, all the extracts showed antimutagenic activity against 2-aminoanthracene-induced mutagenicity (23 to 90 %), displaying higher potential to inhibit base changes mutations than frameshift mutations in the genome of the tasted microorganism (TA100 and TA98, respectively). The results suggest that even though there were pigment losses, creole maize pigments show antioxidant and antimutagenic activities after nixtamalization process.

Amador-Rodríguez KY, Martínez-Bustos F, Silos-Espino H. Effect of High-Energy Milling on Bioactive Compounds and Antioxidant Capacity in Nixtamalized Creole Corn Flours. Plant Foods Hum Nutr. 2019 Jun;74(2):241-246. doi: 10.1007/s11130-019-00727-9.

Abstract. This study aimed at evaluating the effect of high-energy milling (HEM) and traditional nixtamalization (TN) on bioactive compounds and antioxidant capacity in nixtamalized creole corn flours obtained from a maize genotype cultivated under rainy temporal conditions in the Mexican semidesert. Four creole grains, including San José de Gracia white and blue (WG and BG), Negritas (NG), and Ahualulco white corn grains (SG), were used. For HEM nixtamalization, corn grains were hammer-milled; then, two different conditions were evaluated: treatment H1, with raw flours with 14% moisture content and 1.1% Ca(OH)2, and treatment H2, with raw corn flours with a 23% moisture content and 1.4% Ca(OH)2. The TN process was utilized as a control. TN recorded significant losses in luminosity value L* (p < 0.05), while HEM nixtamalized blue corn flours remained close to -b* values, that is, near to those of raw flour. Anthocyanin content showed higher content values in HEM treatments compared with TN (759.55 and 252.53 mg cyanidin 3-O-β-D-glucoside (C3G)/kg, respectively) (p < 0.05). Total soluble phenolic content was higher in HEM nixtamalization compared with the traditional process, except for WH2 and SH2 (H2 treatment for WG and SG). Two redundant radical scavenging assays were used: antioxidant capacity (DPPH assay) exhibited less value in nixtamalized flours than in raw flour (p < 0.05). Antioxidant activity by (ABTS) assay was higher in HEM than in TN. Nixtamalized flours produced by HEM demonstrated more improvement in nutraceutical properties than those produced employing TN.

(2) Tan Y, Yi X, Wang L, Peng C, Sun Y, Wang D, Zhang J, Guo A, Wang X.  -- Comparative Proteomics of Leaves from Phytase-Transgenic Maize and Its Non-transgenic Isogenic Variety.    Front Plant Sci. 2016 Aug

 Abstract. To investigate unintended effects in genetically modified crops (GMCs), a comparative proteomic analysis between the leaves of the phytase-transgenic maize and the non-transgenic plants was performed using two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry. A total of 57 differentially expressed proteins (DEPs) were successfully identified, which represents 44 unique proteins. Functional classification of the identified proteins showed that these DEPs were predominantly involved in carbohydrate transport and metabolism category, followed by post-translational modification. KEGG pathway analysis revealed that most of the DEPs participated in carbon fixation in photosynthesis. Among them, 15 proteins were found to show protein-protein interactions with each other, and these proteins were mainly participated in glycolysis and carbon fixation. Comparison of the changes in the protein and tanscript levels of the identified proteins showed that most proteins had a similar pattern of changes between proteins and transcripts. Our results suggested that although some significant differences were observed, the proteomic patterns were not substantially different between the leaves of the phytase-transgenic maize and the non-transgenic isogenic type. Moreover, none of the DEPs was identified as a new toxic protein or an allergenic protein. The differences between the leaf proteome might be attributed to both genetic modification and hybrid influence.

Tan Y, Tong Z, Yang Q, Sun Y, Jin X, Peng C, Guo A, Wang X. Proteomic analysis of phytase transgenic and non-transgenic maize seeds. Sci Rep. 2017 Aug 23;7(1):9246. doi: 10.1038/s41598-017-09557-8. 

Abstract. Proteomics has become a powerful technique for investigating unintended effects in genetically modified crops. In this study, we performed a comparative proteomics of the seeds of phytase-transgenic (PT) and non-transgenic (NT) maize using 2-DE and iTRAQ techniques. A total of 148 differentially expressed proteins (DEPs), including 106 down-regulated and 42 up-regulated proteins in PT, were identified. Of these proteins, 32 were identified through 2-DE and 116 were generated by iTRAQ. It is noteworthy that only three proteins could be detected via both iTRAQ and 2-DE, and most of the identified DEPs were not newly produced proteins but proteins with altered abundance. These results indicated that many DEPs could be detected in the proteome of PT maize seeds and the corresponding wild type after overexpression of the target gene, but the changes in these proteins were not substantial. Functional classification revealed many DEPs involved in posttranscriptional modifications and some ribosomal proteins and heat-shock proteins that may generate adaptive effects in response to the insertion of exogenous genes. Protein-protein interaction analysis demonstrated that the detected interacting proteins were mainly ribosomal proteins and heat-shock proteins. Our data provided new information on such unintended effects through a proteomic analysis of maize seeds.