MAIS
USO NON
ZOOTECNICO
64%
1%
18%
4%
11%
2%
*(dolcificanti, biopolimeri, energia)
*
IMPORTANZA ECONOMICA AD USO
NON ZOOTECNICO
In Italia
Italy (2004)
products
for human
usesdalmade
In
i prodotti
per uso alimentare
ricavati
mais
generano
un businessadibusiness
oltre 500 milioni
dimillion
euro
from
maize generate
of 592
€
5%
8%
11%
60%
16%
Source: Aires.
Amiderie
Molini industriali
Molini artigianale
Trasporto
Manut.ne e Comm.le
USI INDUSTRIALI DEL MAIS
Birra
Whiskey bourbon: 70-80% mais, 15% segale, 5-10%
malto
Farina bramata
Fioretto
Fumetto
MACINAZIONE UMIDA
• Lo scopo della macinazione umida è la
produzione di amido puro e di vari prodotti
derivati dall’amido estratto.
• Il processo si basa sull’impiego dell’acqua calda
(per 30-36 ore, t°<50°C) integrata da processi
chimici o enzimatici per convertire l’amido in
sciroppi e zucchero.
• I sottoprodotti sono: germi, usati per
estrarre olio, o unitamente ai pericarpi
(crusca) per l’alimentazione degli animali.
Composizione chimica dell’amido
L’amido di mais è costituito da molecole di
destrosio organizzate in catene:
- amilosio, a struttura lineare
- amilopectina, a struttura ramificata
Il rapporto amilosio/amilopectina è:
nel mais comune mediamente 26/74,
nel mais waxy 0,2/99,8
nell’amylo-mais 30/70
Campi d’impiego dell’amido e dei suoi
derivati
PRINCIPALI DERIVATI DELLA
MACINAZIONE UMIDA
• GLUTINE DI MAIS (corn gluten meal) per mangimi
zootecnici o usi alimentari (alto contenuto proteico,
60%)
• CONCENTRATO DELLE ACQUE DI
MACERAZIONE (corn steep liquor) contiene
sostanze azotate (21%), glucidiche e saline solubili,
usato in mangimistica e nell’industria farmaceutica
come substrato di fermentazione. Viene
addizionato alla semola di mais per formare la
farina glutinata di mais (corn gluten feed)
• CRUSCA usata in mangimistica
• GERME per estrazione di olio e, come
sottoprodotto, il panello ad uso mangime.
OLIO DI MAIS
• BUONA QUALITÀ per alto contenuto in acidi
grassi insaturi (>80%)
• Alto contenuto in ACIDO LINOLEICO (55-60%)
ACIDO OLEICO (30%)
• Basso contenuto in ACIDO LINOLENICO (0,8%)
• Alto contenuto in SOSTANZE ANTIOSSIDANTI
(tocoferoli)
MACINAZIONE A SECCO
• La granella viene macinata e sottoposta a tre
operazioni di setacciatura, dalle quali si ricavano:
BRAMATA o SEMOLINO (prodotto più grossolano),
usato per preparare prodotti per la prima colazione a
base di cereali (corn flakes), per mezzo di cottura,
rullatura e tostatura.
FIORETTO o FARINA DI MEDIA FINEZZA, è
cucinata in acqua bollente per preparare la polenta
FUMETTO o FARINA FINE, così come la media, è
usata per fare frittelle, pane di mais, vari altri
prodotti da forno (dolci e biscotti) o per l’industria
della birra o del whisky in sostituzione del malto.
SOTTOPRODOTTI, germi, usati per estrarre olio, o
unitamente ai pericarpi (crusca) per l’alimentazione
degli animali.
Combustione del mais
I residui (stocchi, foglie, tutoli, brattee)
utilizzati tal quali, o imballati o
addensati in pellet o bricchette di
diverse dimensioni
La granella, in sostituzione di pellet
legnosi, in caldaie di piccole dimensioni
I prodotti della lavorazione della granella
(es. farine, amido) quali ingredienti o
additivi dei pellet
(In futuro non solo da granella ma anche dagli stocchi, ricchi di cellulosa)
Raccolto a maturazione cerosa
SILOMAIS- FONTE ENERGETICA PER LA PRODUZIONE
DI BIOGAS
MAIS
AVVERSITÀ
AVVERSITÀ
• Meteoriche: temperature, siccità, ristagno
idrico, vento, grandine
• Parassiti animali ipogei: elateridi
(ferretti), agrotidi (nottue), miriapodi,
maggiolino, grillotalpa, afidi radicali
• Parassiti animali epigei: piralide,
diabrotica, nottua delle graminacee, tripidi,
sesamia, crambide
• Parassiti vegetali: carbone,
elmintosporiosi, fusariosi, marciumi stocco
Principali fitofagi
Piralide
PIRALIDE (Ostrinia nubilalis)
Facilità di stroncamento dello stocco
Danni produttivi fino al 30%. Danni qualitativi
Sulle spighe danneggiate sviluppo di muffe che producono
micotossine
Il livello di suscettibilità cresce con lo sviluppo della
pianta e con la conseguente diminuzione nelle foglie del
glucoside Dimboa (presente fino allo stadio V7-9)
PIRALIDE: CICLO BIOLOGICO
2a generazione più dannosa
I
I
I
Ovideposizione sulla spiga
Scavano gallerie nel fusto arrivando anche al pennacchio
Ovideposizione sulla pagina inferiore delle foglie
Lotta mediante trattamenti bioinsetticidi a base di Bacillus thurigensis, o
chimici. Importante l’epoca (schiusa delle uova e prima della penetrazione
nella pianta), di solito dopo una settimana dalla sfarfallamento
TRATTAMENTI ALLA PIRALIDE
APPLICAZIONI PRODOTTI ANTIPIRALIDE
IGR=insect growth regulator, molecole che disturbano la muta degli insetti
La DIABROTICA rappresenta attualmente
la più grave minaccia per la maiscoltura del
nord Italia.
Arriva in Europa nel 1992 (Belgrado), a Venezia nel 1999,
a Milano nel 2002
Diabrotica - ciclo
Diabrotica – Ciclo in Nord Italia
(400 uova per femmina)
Piante con conformazione a ‘collo d’oca’
DIFESA:
Avvicendamento,
Semine precoci,
Scelta dell’ibrido,
Geoinsetticidi,
Trattamenti con insetticidi
Elateridi (gen. Agriotes)
Frequenti in terreni dopo prato o medicaio
Le larve completano lo sviluppo dopo numerose mute
(>8), superando anche 2 inverni
Elateridi - sintomatologia
Le larve, ma anche gli adulti, prima attaccano i semi in germinazione,
successivamente la parte interrata della pianta e poi l’intera pianta.
Lotta: concia del seme o geoinsetticidi
Nottue
(delle graminacee, delle messi, dei seminativi)
Nottue- danni
Lotta: trattamento con insetticidi a base di deltametrina (piretroidi), nel
tardo pomeriggio o alla sera con abbondante bagnante
Afidi (Rhopalosiphon maidis, R. padi) e
Cicaline (Metopolophium dirhodum, Laodelphax
striatellus, Peregrinum maidis )
Gli afidi sono particolarmente dannosi sui mais dolci
Afidi e Cicaline - virus
Lotta: seme conciato e trattamenti insetticidi
Crambide
(Angustalius malacellus)
• Diffuso in pianura padana
• Compie saltuari attacchi, favoriti
dalla soppressione di graminacee
spontanee
• Le larve attaccano prevalentemente
i mais dolci e di secondo raccolto
• La pianta reagisce con emissione di
culmi secondari
• Depone le uova nel terreno
• Tre generazioni/anno. La seconda è
la più dannosa
Sesamie
(Sesamia cretica e S. nonagrioides)
Sono diffuse al centro ed al sud.
Le larve scavano gallerie nello stocco, nell’asse delle
pannocchie e delle spighe e danneggiano le cariossidi.
La S. cretica svolge 2-3 generazioni, la S. nonagrioides, 4.
Svernano come larve nei residui degli stocchi.
Le piante attaccate in uno stadio
giovanile disseccano; quelle già
sviluppate, minate nello stocco,
si indeboliscono e si stroncano
facilmente
PRINCIPALI MALATTIE FUNGINE
• Carbone (Ustilago maydis)
• Marciume del seme e delle plantule (Pythium spp.,
Helmintosporium spp.)
• Elmintosporiosi (Helmintosporium turcicum, H.
maydis)
• Peronospora (Sclerospora macrospora)
• Marciume dello stocco (Fusarium graminearum)
• Fusariosi della spiga (Fusarium verticillioides)
• Marciumi da Aspergillus flavus
• Marciumi delle spighe e delle cariossidi (Penicillium
spp.)
• Mosaico del mais (Maize Mosaic Virus)
• Nanismo ruvido del mais (Maize Rough Dwarf Virus)
• Nanismo giallo dell’orzo (Barley Yellow Dwarf Virus)
Carbone (Ustilago maydis)
Causa la formazione di galle
su varie parti della pianta,
ma soprattutto sulla spiga.
Le galle sono bianche ma dopo
circa 20 gg si trasformano in
una massa nera pulverulenta.
Danno produttivo ridotto
Marciume del seme e delle plantule (Pythium
spp., Helmintosporium spp.)
Funghi presenti nel terreno o sul seme.
È spesso causa di morte della pianta
L’infezione prende avvio sulle parti della
pianta a contatto con il terreno, causando
imbrunimenti e successivi fenomeni di
marcescenza
La gravità della malattia è influenzata da
terreni mal drenati, compatti, freddi e umidi
I mais dolci sono più sensibili
Elmintosporiosi (Helmintosporium turcicum,
H. maydis)
Malattia fogliare che causa disseccamenti
con conseguente indebolimento della pianta.
La malattia è favorita da condizioni di
umidità molto alta.
La specie maydis comprende due razze:
- razza "O";
- razza "T" (più pericolosa; attacca le
foglie, le guaine, il culmo determinando
il marciume del tutolo).
Questi patogeni vengono controllati
mediante la concia del seme.
Peronospora o cima pazza (Sclerospora
macrospora)
Causa alterazioni in varie parti della pianta.
La più caratteristica e quella a carico del
pennacchio che si trasforma in una massa di
strutture fogliari.
L’infezione è favorita da condizione di
sommersione delle giovani piantine (fino allo
stadio di 4-5 foglie)
Sintomi: abbondanti accestimenti, arricciamenti
e arrotolamenti delle foglie superiori, foglie
strette e nastriformi, piante più piccole
Marciume dello stocco
(Fusarium graminearum)
Il rammollimento del culmo, soprattutto
nella parte basale, e la sua disgregazione
sono i sintomi tipici del marciume che
causa indebolimento della pianta fino
alla morte nei casi più gravi
Causa allettamenti e stroncature
del culmo, spighe ridotte, cariossidi
piccole e striminzite e ammuffimenti
sulla spiga
Fusariosi della spiga (Fusarium
verticillioides)
Causa marciumi all’apice o su piccoli gruppi di cariossidi in
altre parti della spiga
Spore trasportate dal vento
o dalla pioggia, l’infezione
avviene attraverso le sete o
ferite da grandine o da insetti,
oppure da seme infetto
MARCIUME DELLO
STOCCO, DELLA SPIGA
E DELLE CARIOSSIDI
DA FUSARIUM/
GIBBERELLA (Fusarium
graminearum/Gibberella
zeae/,
F. verticillioides/G.
fujikuroi)
Fusarium. Stadio iniziale
F. Stadio avanzato
F. Infezioni sulla foglia,
Danno da Gibberella
nello stocco
MARCIUME DELLO
STOCCO, DELLA SPIGA
E DELLE CARIOSSIDI
DA FUSARIUM/
GIBBERELLA
Producono MICOTOSSINE:
tricoteceni e zearalenone (F.
culmorum e F. graminearum);
F. Infezione tardiva.
Il bianco indica micelio
non ancora maturo
T2, HT2 (F. sporotrichiodes)
fumosine (F. verticilliodes e
F. proliferatum)
Evidenti danni alla granella
F. verticilliodes produce micotossine, in particolare le
fumosine
Marciumi da Aspergillus flavus
L’infezione avviene attraverso le sete o le ferite delle
cariossidi, specialmente quando l’umidità della
granella scende sotto il 28% (attenzione ai danni sulla
granella con raccolta ritardata!)
La loro moltiplicazione avviene specialmente in condizioni
di stress idrico.
Produce una muffa verde sulle
cariossidi e può produrre
aflatossine, la cui produzione
può continuare anche in
post-raccolta
MARCIUMI DELLA
SPIGA E DELLE
CARIOSSIDI DA
ASPERGILLO
(Aspergillus flavus
A. parasiticus)
Si sviluppano
anche in magazzino con
umidità > 15%.
Danni da piralide con infezione da Aspergillus
Granelle danneggiate da Aspergillus
MARCIUME DELLA
SPIGA E DELLE
CARIOSSIDI DA
PENICILLIUM
(Penicillium spp.)
Sviluppo prevalente
in magazzino se seme
danneggiato.
Spiga e cariossidi danneggiate
Producono ocratossine
Micotossine
• Sono sostanze naturali, prodotte da funghi
microscopici, in grado di causare effetti
tossici, acuti o cronici, sugli animali e sull’uomo
• I funghi tossigeni sono dei Deuteromiceti e
tra essi le secie più pericolose sono comprese
nei generi Aspergillus, Fusarium e
Penicillium, oltre ad Alternaria e Claviceps
• Essendo sostanze stabili si accumulano
nell’organismo e causano tossicità una volta
raggiunto un certo livello nei tessuti
• La loro pericolosità è elevata perché:
• Provocano gravi danni a diversi organi del
corpo (alcune possono essere cancerogene)
• Riescono ad agire a basse concentrazioni
• Alcune passano attraverso l’apparato
digerente e si possono ritrovare, variamente
modificate, nei prodotti zootecnici
• Non esistono metodi efficaci per eliminarli dai
prodotti contaminati
• Permangono anche dopo che è stato eliminato
l’organismo che le ha prodotte
• Possono essere presenti anche dove la muffa
non è visibile
• La produzione di micotossine è condizionata
da fattori ambientali tra cui i più importanti
sono umidità e temperatura
• I funghi tossigeni sono diffusi in modo quasi
ubiquitario nei nostri ambienti; sono dotati di
grande capacità saprofitaria e vivono e si
riproducono a spese di tutti i tipi di s.o. non
vivente.
• Le micotossine si possono sviluppare sia nelle
piante infette in campo, sia nelle derrate
immagazzinate.
• In campo si possono sviluppare soprattutto
quando le piante sono soggette a stress e su
ibridi/varietà suscettibili.
• La tecnica colturale può influire sullo sviluppo
dei funghi tossigeni.
• Nella fase di raccolta ed essiccazione i danni
meccanici al seme ed i tempi lunghi di
riduzione dell’umidità possono favorire lo
sviluppo dei funghi.
• In fase di conservazione, con presenza di
superfici di condensazione e nuclei di
riscaldamento si può avere un ulteriore
sviluppo dei funghi e delle micotossine
• Alcune micotossine sono labili al calore ed il
rischio di assunzione nell’uomo si riduce per
effetto della cottura degli alimenti, mentre è
rilevante nella formulazione dei mangimi per
l’allevamento del bestiame, utilizzati senza
trattamento
• La completa sanità è considerata oggi la base
per ogni prodotto destinato all’alimentazione.
I limiti di contaminazione tollerati divengono
sempre più restrittivi sia perché la tecnica
permette di evidenziare quantitativi sempre
più bassi di contaminanti, sia perché sono
sempre di più le sostanze che vengono
studiate e che risultano dannose.
• Le micotossine sono un problema di filiera
• Diverse micotossine sono implicate
nell’insorgenza di malattie nell’uomo (effetto
cancerogeno). Il meccanismo d’azione si
esplica a livello degli acidi nucleici, inibendo la
sintesi del DNA o alterando la trascrizione e
la traduzione dell’informazione genetica e la
sintesi proteica.
• Nei bovini da latte, suini e pollame le
micotossine provocano danni al fegato o in
altri organi, riducendo l’efficienza della
crescita, la conversione del mangime in carne,
il livello di fertilità, la resistenza alle
malattie, l’efficacia delle vaccinazioni, etc.
• Aspergillus spp: molto termofilo (da 7 a
42°C), resiste al secco, predilige clima
caldo, è tipico del post-raccolta
• Penicillium spp: predilige ambienti
freschi ed umidi, è tipico del postraccolta
• Fusarium spp: preferisce temperature
fresche ed elevati livelli di umidità,
diffuso nelle aree settentrionali, è
tipico del campo
FUSARIUM-TOXINS IN EUROPA
Deossinivalenolo
Media 1999-2003
Fumonisine B1-B2
Media 1999-2003
DON and ZEA are higher in Center-North Europe
Fumonisins are higher in South Europe
da 0 a 75% della media Europea
1999 - 2003
da 75 a 125%
da 125 a 250%
più di 250%
dati non sufficienti
M edia di tutte le località 1999 - 2003
Zearalenone
0.06 ppm
Deossinivalenolo
0.82 ppm
Fumonisine B1 e B2 1.59 ppm
Zearalenone
Media 1999-2003
Source: Indagine Europea di Syngenta Seeds
aflatossine
fumosine
Misure di contenimento delle
micotossine
• Punto chiave della strategia di
contenimento dello sviluppo di patogeni
tossigeni è la gestione integrata
dell’agrotecnica, dal momento che sullo
sviluppo delle malattie fungine incide
largamente l’andamento climatico, ma
risultano fattori determinati anche le
scelte agronomiche, varietali e la
protezione fungicida.
Gli ibridi più precoci (300-400) sono maggiormente suscettibili alla contaminazione da aflatossine, mentre gli ibridi
più tardivi (600-700) sono più predisposti alla contaminazione da fumosine.
(Miglioramento genetico)
EFFETTI DEI TRATTAMENTI ALLA PIRALIDE
MAIS
TECNICA
COLTURALE
DIFESA
DIFESA
• Per limitare lo sviluppo di malattie si può agire in modo
preventivo attraverso la scelta degli ibridi e delle
tecniche colturali (avvicendamento, sfibramento e
interramento con aratura dei resti colturali) o in modo
curativo applicando agrofarmaci ad azione specifica
contro i patogeni.
• Una corretta scelta del seme è alla base della
prevenzione delle malattie, così come una buona semina
• Il diserbo e la concimazione possono svolgere un ruolo
importante nel controllo delle malattie, perché piante
vigorose sono in grado di affrontare meglio gli attacchi
dei patogeni
• La concia del seme garantisce buona protezione delle
plantule da insetti e patogeni presenti nel seme e nel
terreno
STRATEGIE DI DIFESA
Concia del
seme
Concia del
seme
Concia del
seme
Trattamento
fogliare
Trattamento
fogliare
Concia del
seme
Concia del
seme
Trattamento
fogliare
Trattamento
fogliare
Trattamento
fogliare