Scheda Tecnica: Mais

Introduzione

Il mais (Zea mays) è un'erbacea monocotiledone di coltivazione stagionale che appartiene alla famiglia delle graminacee. Attualmente, viene coltivato in tutto il mondo, è il principale cereale usato in alimentazione animale che sfrutta basicamente il suo contenuto energetico. La selezione ed il miglioramento del seme ha creato molte varietà in base ai fattori climatici, agronomici o di destinazione d'uso. Il mais dentato è il cultivar più impiegato nell'alimentazione animale; altre varietà sono: flint (duro), farinoso, dolce, popcorn ed ornamentale (pod) sono le più utilizzate per l'alimentazione umana. Alcuni varietà sono state create per la loro applicazione industriale o per il miglioramento del valore nutrizionale: lisina elevata, triptofano elevato, alto contenuto in olio, alto in amilosio, basso in fosforo fatico, oppure per migliorare la digeribilità. Le varietà geneticamente modificate sono state sviluppate per ottenere resistenza a malattie e per migliorare la produttività.

La semente del mais è composta per circa il 6% dal pericarpio, circa l'11% di germe ed dell'83% di endosperma. Oltre il 50% dell'endosperma è di tipo farinoso, caratterizzando il mais come una delle fonti energetiche principali nelle diete dei suini, dato che contiene un'elevato tenore di amido, > 60% assieme ad un contenuto medio in grassi di circa 3,5%. L'altra metà dell'endosperma è di tipo corneo, formato da tessuto proteico che avvolgono i grani di amido, essendo una frazione più ricca in proteina che assieme al germe apportano un valore totale di proteina di circa il 7,5%. Tuttavia, il basso tenore in fibra (2%), il maggiore tenore in lipidi (2%) ed amido, fa sì che il mais presenti un valore energetico superiore al resto dei cereali (EM/kg). La proporzione media di amilasi e amilopectina è di 25:75, ma in varietà di tipo vitreo il rapporto amilopectina raggiunge quasi il 100%, mentre quelle di tipo amilomais o 2 si riduce fino al 20%.

La presenza di pentosani, fondamentalmente associati al pericarpo o cuticola (contenuto in FND di circa 8%), non rappresentano un impatto negativo sulla viscosità del bolo alimentare dei suinetti e meno ancora degli adulti, diversamente da quanto avviene per altri cereali come il frumento e l'orzo. Il chicco di mais è tipicamente povero in lisina e sbilanciato in triptofano; inoltre, l'elevata percentuale delle proteine strutturali o di riserva (±94%) rispetto al totale delle proteine, determina che questa sia di scarsa qualità se confrontato con altri cereali tipicamente energetici come il frumento. Come in altri cereali utilizzati comunemente nei suini, il chicco di mais è povero in minerali ( Ca, Na e microminerali) e vitamine. In ultimo, i trattamenti del mais possono migliorare la digeribilità dell'amido e la qualità del granulo; per esempio, l'estrusione (da solo o assieme ad altri cereali) o la fioccatura (con o senza cottura) sono i trattamenti più frequenti quando sono impiegato nei mangimi dei suinetti.

Produzione e commercio

Nei grafici si mostrano i dati di produzione e commercio del comparto del mais.

Produzione

Commercio

Studio comparativo dei valori nutrizionali

Per il confronto sono stati utilizzati i parametri: FEDNA (Spagna), CVB (Olanda), INRA (Francia), NRC (USA) e del Brasile.

¹Per la valutazione FEDNA si presenta un range di valori (minimo e massimo) provenienti dall'integrazione delle 3 differenti classificazioni che le tabelle di valutazione considera in funzione del contenuto in proteina, grasso ed amido, parametri che differiscono basicamente per l'origine di produzione(mais spagnolo, mais francese e mais USA, come rappresentazione dell'importazione di mais complementare alla produzione spagnola).

²Per i parametri Brasile, si presenta un range di valori (minimo e massimo) proveniente dall'integrazione delle 3 classificazioni che il sistema di valutazione adotta in funzione del contenuto proteico (6,92%, 7,86% e 8,80%) soggetti basicamente a differenti condizioni di coltivazione dentro dello stesso paese.

A differenza del restante delle tabelle, BRASILE e FEDNA si differenziano in modo evidente per le 3 qualità di mais classificate in funzione del contenuto in proteina (BRASILE) e 3 origini (FEDNA) basicamente differenziato per il contenuto in proteina, grasso ed amido, mentre CVB, INRA e NRC considerano una sola qualità di mais con valori intermedi, con il CVB che presenta il valore più vicino al mais spagnolo FEDNA (7,6%) e NRC nella parte alta della classifica (8,24%), equiparandosi con i valori di INRA, FEDNA per il mais francese e FEDNA per il mais USA , eccetto il BRASILE (11,5%) che mostra mais con la più alta percentuale di proteine (8,80%). Il range di umidità proposto dai differenti sistemi di valutazione oscilla di >6 punti percentuali con un minimo di 7,4% per il mais BRASILE che presenta maggior contenuto proteico. Indubbiamente, FEDNA non fa distinzione per quanto riguarda il livello di umidità tra i vari mais considerando le differenti origini, equiparandosi ai range di umidità proposti da CVB e INRA, con il NRC il più vicino al valore medio proposto dal BRASILE. Se non si considera il valore più estremo di proteina ed amido dal BRASILE, non ci sarebbe nessuna correlazione tra il tenore di sostanza secca, la proteina e l'amido, tuttavia, rappresenta un valore ininfluente che trascina un'evidente correlazione come artefatto fino ad arrivare a r² = 0,40. Si osserva un'evidente correlazione positiva (r² = 0,55) tra il contenuto in proteina ed amido, che potrebbe caratterizzare il grado di viscosità dell'amido, dato che si sa che i granuli di amido vitreo sono quelli più duri quando vengono compattati da una matrice con elevato contenuto in proteina. Però, il mais presenta una marcata correlazione negativa (r² > 0,75) tra sostanza secca e contenuto in fibra (aumentando fino a r² = 0,87 se si considera il valore estremo proposto da BRASILE).

Queste correlazioni hanno un impatto diretto sulla stima del valore di energia netta(EN). Anche se l'amido rappresenta il maggior contribuente in termini di energia, la sottile variabilità esistente (4 %), non sono determinanti per spiegare le quasi 200kcal/kg di EN osservate tra le differenti tabelle di riferimento più estreme per l'energia (2749 kcal/kg; CVB vs. 2550 kcal/kg; FEDNA (mais spagnolo). E' necessario considerare che si osservano correlazioni negative (r2 = 0,55) e positive (r2 > 0,35) per l' EN per quanto riguarda il contenuto in fibra e grasso, che sono più determinanti che il proprio amido sulla valutazione osservata nel contenuto in EN. Queste correlazioni con l'EN sono evidenti, ad eccezione del CVB, che stima l'EN molto elevata per i valori medi di fibra e grasso se confrontato con il resto delle tabelle di valutazione dove sta la correlazione più diretta, indicando un'alta valutazione energetica maggiormente della fibra da parte del CVB.

Vale la pena sottolineare che a differenza del resto delle tabelle di valutazione,BRASILE e NRC danno al mais i valori più alti di sostanza secca (+4%), amido (+2,2%), proteina (+8,4%), grasso (+6,3%) ed EN (+3%) e meno tenore in fibra (-18,6%) rispetto alla media delle altre tabelle (FEDNA, INRA e CVB). Si ricorda anche che la valutazione di una stessa origine per i differenti sistemi di valutazione risulta in valori molto similari (caso del INRA e FEDNA per il mais francese e del NRC per il mais USA di FENDA, anche se esiste una leggera variazione in aumento per NRC in termini di proteina e amido, ma meno in fibra, che può spiegare la variazione in EN).

In termini di aminoacidi totali, prendendo come riferimento la lisina e pari contenuto di proteina (7,5±0,43%), si può osservare che basicamente BRASILE e FEDNA (su tutte le categorie di origine e di contenuto proteico), cosí come CVB, danno valori similari di lisina ±2,93, tuttavia, NRC e INRA presentano valori superiori (3% di lisina). I valori per il resto degli amminoacidi totali sono di molto proporzionali alla lisina, eccetto per la treonina e gli aminoacidi ramificati(valina ed isoleucina), presentandosi come più variabili tra le varie tabelle di riferimento studiate. Il coefficiente di digeribilità della proteina e della lisina presenta un range tra 74-80% con un valore medio del 77%, però basicamente attribuibile al valore massimo dell'80% presentato solo da INRA, con il valore più basso per NRC.

Recenti riscontri

1. Determinazione dei contenuti in energia e digeribilità dei nutrienti del mais, mais ceroso e mais estruso con trattamenti a vapore somministrati a suini in accrescimento.

Rispetto al confronto con il mais normale, sia il contenuto in amilosio come di fibra dietetica nel mais ceroso furono minori, ma il grado di gelatinizzazione dell'amido fu maggiore. Inoltre, il contenuto in ED e EM, così come la digeribilità apparente del tratto totale della FND e della FAD nel mais ceroso furono maggiori rispetto al mais normale quando vengono somministrati a suini in accrescimento. Inoltre, il mais fioccato con trattamento a vapore aveva un maggior contenuto in ED e EM, e digeribilità apparente del tratto totale dell'estratto etereo (EE) e FAD rispetto al mais normale.
Per cui, sia la varietà del mais, come il trattamento subìto, influenzano le composizioni chimiche, il contenuto in energia e la digeribilità dei nutrienti del mais, alterando il contenuto in energia per i suini in accrescimento.

2. Effetto della fitasi espressa in un mangime a base di mais sulle performance in vivo, le caratteristiche delle ossa e digeribilità del fosforo in suini in svezzamento..

Si studiò l'efficacia della fitasi espressa nel mais sulle performance, caratteristiche ossee e digeribilità del P in suini in fase di svezzamento alimentati con una dieta ridotta in P. Sono stati progettati 6 trattamenti: controllo positivo (CP; 0,4% o 0,32% aP per le fasi 2 o 3 e 4, rispettivamente), controllo negativo (CN; riduzione del 0,15% di aP) e 500, 1,000, 2,000 o 4,000 FTU per kg di fitasi aggiunta a CN in un programma alimentare a 3 fasi. I suini alimentati con ≥500 FTU per kg di fitasi migliorarono l'accrescimento, la digeribilità apparente del tratto totale di P e le ceneri ossee quando vengono aggiunti ad una dieta a basso contenuto in P e 4,000 FTU per kg di fitasi aumentò l'accrescimento rispetto al trattamento con CP.

3. Effetti della dimensione delle particelle di mais sull'utilizzo dei nutrienti in suini in condizioni ottimali e in condizioni di stress termico..
Sono stati verificati gli effetti della dimensione delle particelle di mais sulla digeribilità dei nutrienti e l'uso di energia da parte di suini in condizioni ottimali o in condizioni di stress da caldo. I trattamenti furono: dimensione delle particelle di mais a 200, 300, 400, 600, 800 μm ottenuti con setacci . La macinatura del mais a dimensioni pari a 200 μm ha avuto un effetto positivo sul: MS, PB, EE e FB in condizioni termiche ottimali, mentre la dimensione di mais a 600 μm ha dato effetti positivi sulla digeribilità della FB, FDN e FAD rispetto alla dimensione di 200 μm quando i suini furono sottoposto a stress termico.

4. Alterazione della digeribilità in vitro dell'amido del mais normale e del mais ceroso mediante l'aggiunta di Tween 80.

Sono state mescolate dispersioni acquose di amido normale e ceroso (3% m/m) con Tween 80 (0, 7,5, 15, 22,5 y 30 g/100 g di amido) e sottoposti a gelatinizzazione (90 °C, 20 min). La microscopia ottica delle dispersioni di amido gelatinizzato (GSDx; x = concentrazione di Tween 80) ha rilevato che la microstruttura si caratterizzava da una fase continua di catene rettificate di amilosio e amilopectina dilavata e una fase dispersa di insolubili rimanenti, denominati "fantasmi", sulle cui superfici si osservavano piccoli granuli, imputati al Tween 80. La viscosità apparente del GSDx diminuì a misura che aumentava la concentrazione di Tween 80 (fino a circa 70-90%). Il contenuto delle frazioni di amido di rapida digestione (RDS) e di amido resistente (RS) tese ad aumentare significativamente, a spese della diminuzione significativa della frazione di amido di digestione lenta (SDS), un effetto che può essere attribuito all'aumento delle strutture amorfe e complessi surfattanti delle catene di amido. L'aumento di RDS e RS fu più evidente per il mais normale rispetto al mais ceroso; l'importanza dell'aumento dipendeva dalla concentrazione di Tween 80.In genere, i risultati mostrano che il surfattante può influenzare fortemente la digeribilità delle catene di amido.

5. Un aumento dell'amido resistente del mais diminuisce la fermentazione delle proteine e modula il microbiota intestinale durante la coltivazione in vitro di inoculi di intestino di suini..
L'aumento del contenuto in amido resistente di mais può rallentare la fermentazione delle proteine. I modelli di fermentazione sono stati analizzati durante l'incubazione di 24 ore di digestione a livello del cieco e colon con differenti contenuti di amido resistenti di mais, usando una proteina (caseina) come unica fonte azotata. I risultati mostrarono che la concentrazione degli acidi grassi a corta catena e la produzione accumulata di gas aumentarono, mentre l'ammoniaca-azoto (NH₃-N) e gli acidi grassi a catena ramificata, che indicano la fermentazione delle proteine, diminuirono quando si aumentava il livello di amido resistente. Si può concludere che l'aggiunta di amido resistente di mais riduce la fermentazione delle proteine per influenza sulla popolazione microbica intestinale e riduce la fermentazione delle proteine al cieco e colon in vitro.

Riferimenti bibliografici

Foreing Agricultural Service. USDA. https://apps.fas.usda.gov/psdonline/app/index.html
FEDNA: http://www.fundacionfedna.org/
FND. CVB Feed Table 2016. http://www.cvbdiervoeding.nl
INRA. Sauvant D, Perez, J, y Tran G, 2004, Tables de composition et de valeur nutritive des matières premières destinées aux animaux d'élevage.
NRC 1982. United States-Canadian Tables of Feed Composition: Nutritional Data for United States and Canadian Feeds, Third Revision.
Rostagno, H,S, 2017, Tablas Brasileñas para aves y cerdos, Composición de Alimentos y Requerimientos Nutricionales, 4° Ed.