Mais ad alto contenuto di olio

L’olio di mais è ora in abbondanza come coprodotto derivante dalla crescita dell’industria della macinazione a umido del mais seguita più recentemente da un aumento della produzione di etanolo per i biocarburanti. La produzione totale di olio di mais negli Stati Uniti ha raggiunto nuovi massimi superiori a 2,5 miliardi di kg o 5,5 miliardi di sterline in 2016 / 17 (USDA-ERS). L’olio di mais è stato utilizzato principalmente per l’olio commestibile direttamente dai consumatori, ma ora sta entrando anche nel flusso di materie prime biodiesel. La tecnologia ibrida ad alto contenuto di petrolio è tuttavia interessante per la produzione di materie prime animali ad alta energia o per la produzione diretta di prodotti petroliferi di mais, specialmente nelle regioni che potrebbero non generare grandi quantità di olio di mais come coprodotto o sottoprodotto.

Commodity Corn Belt Dent corn visualizza una gamma di 3,1% -5,7% (base di peso secco) secondo la Corn Refiners Association (2006). Watson (1987) ha osservato che il contenuto medio di olio negli impianti di macinazione a umido dell’Illinois era diminuito dal 4,9% al 4,3% per diversi decenni durante la metà del 20 ° secolo. Più recentemente, il contenuto aggregato di olio di mais statunitense sembra essere sceso a un valore medio leggermente inferiore a 4.0% negli ultimi cinque anni di produzione (U. S. Grain Council, 2018).

Il contenuto di olio del kernel risponde bene all’allevamento come dimostrato dal programma di selezione a lungo termine dell’Illinois (recensito in Dudley e Lambert, 2004), che ha prodotto popolazioni con un contenuto di olio fino al 22%. I geni che controllano il contenuto di olio sono stati caratterizzati e un gene chiamato diacilglicerolo aciltransferasi ha dimostrato di essere importante nel controllo del contenuto totale di olio (Zheng et al., 2008). Le varietà commerciali di mais ad alto olio con contenuto di olio nell’intervallo 6% -8% (base di peso secco) sono state commercializzate dagli 1950 (Lambert, 2000). Le prime introduzioni hanno mostrato una riduzione delle prestazioni di rendimento rispetto agli ibridi normali (”resistenza alla resa”), nonché una maggiore alloggio e suscettibilità agli stress biotici e abiotici. La loro produzione è rimasta limitata.

Il sistema TopCross è stato introdotto da DuPont Specialty Grains nei primi anni 1990 e ha rappresentato un notevole aumento della superficie produttiva di mais ad alto contenuto di olio durante gli anni 1990 (Davis e Gray, 2002). Il sistema consisteva in una miscela di un ibrido femminile sterile maschio contenente livelli normali di olio e un impollinatore ad alto contenuto di olio (circa l ‘ 8% del seme) che conferiva alla femmina dimensioni del germe più grandi e successivamente un contenuto di olio più elevato. Le miscele TopCross più performanti si avvicinavano alle varietà di controllo e producevano circa il 7% -8% di contenuto di olio (Lauer, 1995; Thomison et al., 2003) con meno problemi agronomici rispetto agli ibridi precedenti (Thomison et al., 2002). Le società multiple del seme hanno utilizzato la tecnologia di TopCross per generare le versioni alto-olio dei loro ibridi proprietari. Il lettore si riferisce a una revisione completa dei progressi di selezione per l’aumento del contenuto di olio durante il 20 ° secolo da Lambert (2000). Gli sforzi per coordinare la catena di fornitura per questo grano di specialità hanno portato ad alleanze strategiche tra DuPont e Consolidated Grain and Barge, ConAgra Trade Group e Archer Daniels Midland Company per sviluppare un sistema di contrattazione per la produzione e il movimento di grano attraverso ascensori di campagna per gli utenti finali (Davis e Gray, 2002).

La catena di fornitura per il mais ad alto contenuto di petrolio è guidata dalla domanda degli utenti finali e dalla loro volontà di fornire premi ai produttori che incorrono in rischi e costi aggiuntivi per la produzione di grano IP. I produttori di bestiame richiedono formulazioni di mangimi coerenti. Se hanno alcune riserve o se incontrano variabilità nella quantità di energia nel mais ad alto contenuto di olio, possono utilizzare ingredienti alternativi come il grasso bianco choice, con conseguente riduzione della domanda di mais ad alto contenuto di olio. Le varietà ad alto contenuto di olio attualmente disponibili raggiungono livelli fino a 9.0% -10% e questo può aiutare a garantire una domanda più coerente. Le aziende di sementi hanno ora spostato la loro enfasi dagli ibridi di mais ad alto contenuto di petrolio di per sé a tecnologie alternative e ibridi che mostrano combinazioni di tratti con un valore maggiore per i produttori di pollame e suini. Ad esempio, i calli speciali di nuova generazione sono commercializzati come ibridi HAE (High Available energy) (DuPont-Pioneer, 2018) e ibridi EFV (enhanced feed Value) (ibridi di Wyffel) o “trait hybrid” (Brown Seed Genetics, Inc). Questi ibridi possono anche mostrare alto-olio e/o altri tratti quale la composizione aumentata dell’amminoacido di valore ai produttori del bestiame. Per un elenco più completo di aziende che commercializzano prodotti a valore aggiunto, si prega di consultare l’American Agricultural Marketing Resource Center Value Enhanced Corn Report (Context Network e Novecta, 2006).

Le prove di alimentazione del bestiame hanno mostrato generalmente un beneficio dall’alimentazione delle materie prime ad alto contenuto di olio di mais. Una maggiore produzione di latte può verificarsi nelle mandrie da latte (Lauer, 1995) e proporzioni più elevate di manzi di manzo hanno classificato la scelta degli Stati Uniti. Manzi nutritiil mais ad alto olio (82% della dieta) ha mostrato una maggiore deposizione lipidica intramuscolare e una maggiore insaturazione degli acidi grassi del longissimus (Andrae et al., 2001). Il mais ad alto contenuto di olio era anche considerato un mezzo economicamente fattibile per aumentare la densità energetica delle diete di maiale e scrofa (Adams e Jensen, 1987). L’alimentazione del mais con livelli di olio superiori all ‘ 8% può comportare una “carne di maiale morbida” di scarsa qualità (Lambert, 2000). Le prove di alimentazione del pollame hanno dimostrato prestazioni comparabili dei polli da carne (Benitez et al., 1999) e layers (Lee et al., 2001) quando il mais convenzionale viene sostituito con mais ad alto contenuto di olio nelle diete isocaloriche. Risultati di questi studi e altri (Han et al., 1987) ha anche indicato che l’uso di mais ad alto contenuto di olio può portare a prestazioni migliorate se il mangime è formulato per sfruttare il più alto contenuto energetico disponibile del mais ad alto contenuto di olio. La necessità di integrare le razioni di mangimi con oli o grassi alternativi potrebbe anche essere ridotta, soddisfacendo così il fabbisogno energetico ad un costo possibilmente inferiore. La sostituzione del mais convenzionale con mais ad alto contenuto di olio non ha influenzato la qualità fisica delle uova e il contenuto di acidi grassi polinsaturi del tuorlo era più alto, riflettendo il più alto contenuto di acido linoleico del mais ad alto contenuto di olio (Lee et al., 2001).

L’accettazione dell’olio di mais come alimento è dovuta al suo sapore relativamente blando e stabile durante la conservazione e la cottura e all’alto punto di fumo (Watson, 1988). È anche diventato sempre più popolare a causa del suo alto contenuto di acidi grassi insaturi che promuovono la salute (acido linoleico nell’intervallo 54% -60% e acido linolenico circa 1%) (Corn Refiners Association, 2006). La qualità dell’olio ha dimostrato di essere facilmente manipolabile allevando, creando la possibilità che gli oli speciali vengano prodotti un giorno nel mais. Varietà sperimentali che producono olio di mais con alterata composizione di acidi grassi sono state sviluppate dall’allevamento (Duvick et al., 2003; Duvick et al., 2006). L’olio di queste varietà contiene fino al 60% di acido oleico, che può renderlo un prodotto benefico per la salute vascolare. Uno studio di mappatura genetica del tratto di acido oleico alto nel germoplasma commerciale d’élite ha rivelato che il tratto è in gran parte controllato dal locus fad2 (Beló et al., 2008), anche se gli studi sul germoplasma pubblico suggeriscono che sono coinvolti anche geni aggiuntivi (Mikkilineni e Rocheford, 2003).