Trasformazione mais: macinazione o nixtamalizzazione

Le due principali modalità di trasformazione della granella di mais sono la macinazione, a secco o a umido, e la nixtamalizzazione, attraverso la quale si produce il masa. La macinazione è applicata in molti paesi, a secco per l’ottenimento di farine e a umido per la separazione dei componenti, soprattutto proteine e amido, che trovano collocazione in diversi processi industriali. La nixtamalizzazione è invece tipica del centro e sud America, e prosegue una tradizione di preparazione dell’impasto di mais che veniva usata già dalle popolazioni pre-colombiane. Questo tipo di trattamento ha il vantaggio di abbassare il livello di contaminazione della cariosside attraverso la rimozione del pericarpo e il mantenimento di molti principi nutrizionali.

La granella di mais può essere utilizzata sia per la filiera food che per fornire materia prima a diversi comparti industriali. Molti sono infatti i prodotti che si possono ottenere dalla trasformazione di questo cereale; a seconda della finalità d’uso di tali prodotti, il mais viene sottoposto a processi differenti: macinazione a secco, macinazione a umido o nixtamalizzazione (Figura 1). 

figura 1 - Modalità di trasformazione della granella di mais

Macinazione a secco

La macinazione a secco o dry milling viene utilizzata soprattutto per l’ottenimento di prodotti alimentari, e la maggior parte della granella usata è di tipo vitreo. La granella viene condizionata al 24% di umidità, poi sottoposta a una prima macinazione grossolana che serve a rimuovere la frazione del germe, da cui verrà estratto l’olio. Seguono poi dei passaggi di setacciatura attraverso i quali vengono separati i materiali con diversa granulometria (Figura 2):

  • hominy o spezzati grossi (3.5-5.4 mm), per corn flakes e mangimifici;
  • spezzati medi (1.6-3.4 mm), per mangimifici;
  • grits fini (0.3-1.6 mm) per birrerie e distillerie;
  • farine (bramata fine, bramata grossa e fioretto, per prodotti vari). 

    figura 2 - Frazioni ottenute dalla macinazione a secco della granella di mais

 Macinazione a umido

Il processo di macinazione a umido (wet milling) riguarda soprattutto i mais a granella dentata o i mais speciali (amilomais, mais waxy), ed è organizzata in modo da ottenere il valore d’uso più elevato da tutti i componenti, così da ammortizzare i costi dell’impianto. Il condizionamento della granella viene effettuato in una soluzione diluita di diossido di zolfo a 50°C per 36-48 ore. La granella, resa soffice dal trattamento, viene in seguito degerminata; la frazione del germe che rimane dopo l’estrazione dell’olio (Figura 3) costituisce il cosiddetto germ meal, utilizzato come alimento in zootecnia.

figura 3 - Olio di germe di mais

La cariosside degerminata viene setacciata per la rimozione della frazione fibrosa, la quale viene aggiunta all’acqua di macerazione (steep liquor) concentrata al 50% di sostanza secca a dare il corn gluten feed, anch’esso usato come alimento per la zootecnia. La centrifugazione del materiale rimanente consente di separare le proteine (più leggere) dall’amido (più pesante): le proteine vengono aggiunte al corn gluten feed, mentre l’amido viene modificato attraverso una serie di trattamenti chimici e fisici e quindi indirizzato all’industria alimentare, cartaria, tessile, e così via.

Nixtamalizzazione

Il metodo tradizionale sviluppato dai nativi dell’America centrale per processare la granella di mais per uso alimentare viene chiamato nixtamalizazione. In questo processo le cariossidi venivano cotte in una soluzione di calcio. Dopo la cottura, il nixtamal (Figura 4) veniva lavato a mano per rimuovere la calce e il pericarpo delle cariossidi e macinato a formare un impasto chiamato masa

figura 4 - Nixtamal

Ancora oggi si segue questo procedimento, ovviamente adattato agli impianti industriali e alle norme igieniche attuali. Il masa è la base per la preparazione di numerosi prodotti nel Messico e nel sud America: tortillas, tamales, atoles, arepas.

Molti sono i benefici che si ottengono grazie alla nixtamalizzazione:

  • innanzitutto è più facile la rimozione del pericarpo, grazie al rilascio di composti fenolici liberi nell’acqua di cottura; questo passaggio consente anche l’abbattimento del contenuto di micotossine eventualmente presenti nello strato più esterno del seme;
  • l’alcalinità della calce e della cenere aiuta l’idrolisi della emicellulosa rendendo la cariosside più soffice e quindi facilitando la macinazione;
  • si osserva un aumento della quantità di calcio incorporata nella cariosside;
  • durante il procedimento la niacina legata viene convertita a niacina libera, che risulta così maggiormente biodisponibile: questo aumenta il valore nutrizionale del nixtamal;
  • si osserva la formazione di composti colorati e aromatici che conferiscono ai prodotti speciali caratteristiche organolettiche;
  • infine, la trasformazione chimica durante la formazione del masa consente lo sviluppo di un impasto.

Questi benefici rendono la nixtamalizzazione uno step di cruciale importanza per la trasformazione del mais in prodotti alimentari. Che tale processo possa aumentare il valore nutrizionale dei prodotti derivati è suggerito anche dal fatto che, nonostante il mais rappresentasse la materia prima quasi esclusiva nell’alimentazione delle civiltà pre-colombiane, le popolazioni non hanno mai sofferto di pellagra, una malattia dovuta a un insufficiente assorbimento delle vitamine del gruppo B, tra cui appunto la niacina.

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Modalità di trasformazione della granella di mais

Modalità di trasformazione della granella di mais. Modificato da: Nuss e Tanumihardjo, 2010, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 9: 417-436

Modalità di trasformazione della granella di mais

Frazioni ottenute dalla macinazione a secco della granella di mais

Frazioni ottenute dalla macinazione a secco della granella di mais (le immagini delle frazioni sono tratte da: www.molinopeila.it)

Frazioni ottenute dalla macinazione a secco della granella di mais

Olio di germe di mais

Olio di germe di  mais

Olio di germe di mais

Nixtamal

Nixtamal

Nixtamal

I processi sopra descritti rappresentano due approcci molto diversi alla trasformazione della granella di mais nei prodotti richiesti; in particolare, la nixtamalizzazione, che risale al tempo delle civiltà pre-colombiane, che si nutrivano quasi esclusivamente di mais, è ancora oggi utilizzata su larga scala solo nell’America centrale e meridionale. Il mais è arrivato in Europa coi viaggi di Colombo e dei navigatori che in seguito percorsero la rotta verso le Americhe. Evidentemente, però, insieme alla materia prima, e cioè alle piante di mais, non è stata importata anche la conoscenza legata all’utilizzo più appropriato di questo cereale, conoscenza che avrebbe potuto ad esempio impedire la diffusione della pellagra, malattia praticamente sconosciuta tra le popolazioni delle zone di origine del mais ma che nel nostro continente è stata molto diffusa.

Colture alimentari, Università di Bologna

Corn Milling: Wet vs. Dry

Il mais. Coltura e cultura