MAIS

USO NON ZOOTECNICO

64% 1%

18%

11%

4%

2% *(dolcificanti, biopolimeri, energia)

*

In Italy (2004) products for human uses made

from maize generate a business of 592 million €

60%16%

11%

5%8%

Amiderie Molini industriali Molini artigianale Trasporto Manut.ne e Comm.le

IMPORTANZA ECONOMICA AD USO NON ZOOTECNICO

Source: Aires.

In Italia i prodotti per uso alimentare ricavati dal mais generano un business di oltre 500 milioni di euro

USI INDUSTRIALI DEL MAIS

Whiskey bourbon: 70-80% mais, 15% segale, 5-10% malto

Farina bramata

Fioretto

Fumetto Birra

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

Piralide

Principali fitofagi

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

Ovideposizione sulla pagina inferiore delle foglie

Scavano gallerie nel fusto arrivando anche al pennacchio

Ovideposizione sulla spiga I

I

I

2a generazione più dannosa

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); T2, HT2 (F. sporotrichiodes) fumosine (F. verticilliodes e F. proliferatum)

F. Infezione tardiva. Il bianco indica micelio non ancora maturo

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!) Produce una muffa verde sulle cariossidi e può produrre aflatossine, la cui produzione può continuare anche in post-raccolta

La loro moltiplicazione avviene specialmente in condizioni di stress idrico.

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. Producono ocratossine

Spiga e cariossidi danneggiate

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 post-raccolta

• Fusarium spp: preferisce temperature fresche ed elevati livelli di umidità, diffuso nelle aree settentrionali, è tipico del campo

FUSARIUM-TOXINS IN EUROPA

Fumonisine B1-B2

Media 1999-2003

Deossinivalenolo

Media 1999-2003

Zearalenone

Media 1999-2003

Fumonisins are higher in South Europe

DON and ZEA are higher in Center-North 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 tut te le località 1999 - 2003

Zearalenone 0.06 ppm

Deossinivalenolo 0.82 ppm

Fumonisine B1 e B2 1.59 ppm

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

Concia del Trattamento

seme fogliare

Trattamento

fogliare

Trattamento

fogliare

Trattamento

fogliare

Trattamento

fogliare

Concia del

seme