Lexikon der Biologie: Mais
Mais m [über span. maíz von einer Sprache Hispaniolas], Kukuruz, Welschkorn, Zea mays, zu den Süßgräsern (Unterfamilie Andropogonoideae) gehörende, vermutlich in Südmexiko oder Mittelamerika entstandene, uralte Kulturpflanze mit großer Formenvielfalt. Sie stammt wahrscheinlich von dem mexikanischen Wildgras Teosinte (Euchlaena mexicana syn. Zea mexicana) ab. Mais ist ein 1jähriges, bis 4 m hohes Getreide mit breiten, hellgrünen, bis 90 cm langen Blättern, eingeschlechtigen Blüten in staminaten bzw. karpellaten Blütenständen und einem robusten, markhaltigen Halm, der an den bodennahen Knoten sproßbürtige Wurzeln treibt. Die staminaten Ährchen (1–2blütig) stehen in einer endständigen Rispe, die karpellaten (1blütig) sind zu vielen in 1–4 blattachselständigen, von Hochblättern (Lieschen) umgebenen Kolben ( vgl. Abb. 1 ). vereint. Ihre langen, fadenförmigen, seidig schimmernden Griffel ragen wie ein Schopf über die Spitze des Kolbens hinaus. Da sich die pollenreichen staminaten Blüten des Maises zuerst öffnen (Proterandrie), wird dieser durch Wind fremdbestäubt. Die Fruchtstände (Maiskolben) können, je nach Sorte, eine recht unterschiedliche Größe, Form und Farbe haben. Die stärkereichen, weiß, gelb, rot oder blau gefärbten Samen (Maiskörner) stehen dicht gedrängt, meist in langen Reihen am Kolben. Ihr Endosperm ist in einen mehl- und einen hornartigen Teil gegliedert; eine Kleberschicht (Gluten) fehlt. Wie archäologische Funde aus Südmexiko belegen, wurde Mais bereits vor mehr als 7000 Jahren als Nahrungspflanze genutzt. Nach Europa gelangte das Getreide erst um 1500 durch die Spanier; der Anbau begann hier im 17. Jahrhundert. Heute ist Mais eine der wichtigsten Kulturpflanzen der warmgemäßigten Zone und nach Weizen und Reis das drittwichtigste Getreide überhaupt. Für die menschliche Ernährung wird er vor allem in Form von Maisgries, Maisflocken, Maismehl und Maisstärke (z.B. Mondamin) verarbeitet. Letztere dient hauptsächlich zur Herstellung von Pudding-, Soßen- oder Suppenpulvern. Gekochte, noch junge Maiskörner sind als Gemüse beliebt und werden zu Konserven verarbeitet. Brot läßt sich aus Maismehl allein nicht herstellen, da diesem der Kleber fehlt. Bekannte Mais-Produkte: Corn-flakes ( vgl. Tab. 1 ), Tortillas (Maisfladen), Polenta (Brei), Popcorn usw. Aus den fettreichen Maiskeimen läßt sich durch Auspressen das gelbe Maiskeimöl ( vgl. Tab. 2 ) gewinnen, das als Speiseöl oder zur Herstellung von Margarine verwendet wird. Mais ist auch eine hochwertige, sehr wichtige Futterpflanze (Inhaltsstoffe vgl. Tab. 3 ), die als Silage, Grünfutter oder Körnermais in der Rinder-, Schweine- oder Geflügelmast eingesetzt wird. Die Hauptanbaugebiete des Maises sind der corn-belt (Maisgürtel) der USA zwischen 37° und 43° n.Br., China, Brasilien, Mexiko, Frankreich, Südafrika, Indien, Argentinien ( vgl. Tab. 4 ). Für die Kultur reichen 500–700 mm Niederschläge aus; das Temperatur-Optimum liegt bei 30 °C (Frost verträgt die Maispflanze nicht). Die zahlreichen Kulturformen werden nach Körnermerkmalen in folgende Gruppen unterteilt ( vgl. Abb. 2 ): Zahn-Mais oder Pferdezahn-Mais (convar. dentiformis) mit außen hornigem, in der Mitte weichem Endosperm (wird besonders in den USA angebaut und vor allem als Viehfutter genutzt); Hart-Mais oder Stein-Mais (convar. mays syn. vulgaris) mit hornartigem Endosperm (wird zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Maisstärke und Traubenzucker verwendet); Zucker-Mais (convar. saccharata), eine seit ca. 150 Jahren bekannte Mutation, bei der das obere Endosperm Zucker, das untere Amylodextrin enthält (gutes Viehfutter; die noch weichen Körner werden gekocht als Gemüse verzehrt oder zu Konserven verarbeitet); Stärke-Mais oder Weich-Mais (convar. amylacea) mit weichem, mehligem, proteinarmem Endosperm (wird vor allem zur Gewinnung von Stärke und Alkohol oder als Viehfutter angebaut); Wachs-Mais (convar. ceratina) mit wächsernem Endosperm (Anbau besonders in den USA; besitzt durch Amylopektin-Speicherung eine hohe Quellfähigkeit und dient zur Herstellung von Klebstoffen und Puddingpulver) sowie Puff-Mais, Perl-Mais oder Reis-Mais (convar. microsperma) mit sehr kleinen, harten Körnern, die ein außen horniges, innen mehliges Endosperm besitzen (unter starker Hitzeeinwirkung platzt das innen feuchte Korn auf und kehrt sein schwammiges, stark aufgeblähtes Inneres nach außen; wird zur Herstellung von Popcorn, Maisflocken und Graupen verwendet). Je nach Nutzungsart wird Mais unterschiedlich geerntet. Für Silage oder Grünfutter wird die gesamte, noch grüne Pflanze gehäckselt. Werden nur die Körner gebraucht, werden die reifen Kolben von der bereits trockenen Pflanze gepflückt, entliescht und entkörnt; die so gewonnenen Körner müssen noch getrocknet werden. Heute wird oft Hybrid-Mais angebaut (Hybridzüchtung), durch den sich die Erträge gewaltig steigern lassen. Es handelt sich dabei um das Ergebnis einer Kreuzung zweier reinerbiger, niedriger Inzuchtlinien, die durch den Heterosis-Effekt (Luxurieren der Bastarde) eine ca. 3–4(6) m hohe erste Tochtergeneration (F1) hervorbringt. Da die Eigenschaften der Hybriden von diesen nicht zuverlässig weitervererbt werden, muß das Saatgut für die Aufzucht von Hybrid-Mais-Sorten stets durch Kreuzung neu gewonnen werden. Wegen seiner wirtschaftlichen Bedeutung ist der Mais auch weiterhin Gegenstand intensiver Forschung und Züchtung. Vorrangiges Ziel ist es, Sorten zu finden, die bei vergleichsweise geringem Pflegeaufwand hohe Erträge bringen. Ein Beispiel hierfür ist der gentechnisch veränderte (gentechnisch veränderter Organismus, Gentechnologie) Bt-Mais, der mit Hilfe eines aus Bacillus thuringiensis isolierten Gens ein für Insekten tödliches Protein (Bacillus-thuringiensis-Toxin) in seinen Stengeln und Blättern (teils auch im Pollen) synthetisiert. Es schützt die Pflanze vor den Larven des Maiszünslers und macht so die Anwendung von Insektiziden überflüssig (gentechnische Schädlingsbekämpfung). Eine bessere Bekämpfung von rasch wachsenden Ackerunkräutern, die das Wachstum junger Maiskulturen hemmen, erlauben Maissorten, die gegen bestimmte Herbizide, wie z.B. „Basta“, resistent sind (Herbizidresistenz). Durch ihre Fähigkeit, die für Pflanzen schädlichen Wirkstoffe chemisch in harmlose Substanzen umzubauen, ertragen sie den Herbizideinsatz, ohne selbst Schaden zu nehmen. – Der Anbau gentechnisch veränderter Kulturpflanzen (gentechnische Freilandexperimente) stößt jedoch auf breiten Widerstand. Beim Bt-Mais befürchtet man, daß a) außer dem Schädling auch andere Insekten dem Mais zum Opfer fallen, b) das übertragene Gen unkontrolliert auf Bakterien oder andere Pflanzen übertragen wird; c) in großer Zahl freigesetzte, genmanipulierte Pflanzen zur Selektion resistenter Schadinsekten führen. Der Anbau herbizidresistenter Sorten könnte, so fürchtet man: a) zu einer stärkeren Belastung der Umwelt (insbesondere des Grundwassers) führen, da mehr Herbizide ausgebracht werden; b) dazu führen, daß Resistenzgene auf Unkräuter übertragen werden, die damit selbst gegen das betreffende Herbizid unempfindlich würden. In armen Ländern, in denen sich die Menschen zu einseitig von Mais ernähren, kann es zu der Vitamin-Mangelerkrankung Pellagra kommen. Zudem ist das im Korn enthaltene Maisprotein arm an essentiellen Aminosäuren, wie Lysin und Tryptophan. Diesen Mangel versucht man mit neuen Züchtungen wie z.B. den opaque-2-Mutanten zu beheben. In Mitteleuropa wird Mais aus klimatischen Gründen überwiegend als Futterpflanze angebaut. Kultursorten mit panaschierten Blättern und leuchtend gefärbten oder mehrfarbigen Kolben sind auch als Zierpflanzen beliebt. In ihrer Heimatregion nutzt man die Maispflanze nicht nur als Nahrungslieferanten und Viehfutter. Die Lieschen dienen auch als Flechtmaterial für Hüte und Matten, als Zigarettenpapier oder Papierrohstoff. Die entkörnten Kolben finden Verwendung als Brennmaterial, während die getrockneten Griffel des Maises als Diuretikum genutzt oder, von den brasilianischen Indianern, als Rauschdroge geraucht werden. Früher gewann man sogar durch Auskochen der Halme Kerzen- und Bohnerwachs. Arabidopsis-Genom-Projekt, Breigetreide, Maisbeulenbrand, Maisquellwasser, Maisrost, Zein; Kulturpflanzen I , Isoenzyme .
A.S./N.D.
Lit.: Freeling, M., Walbot, V. (eds.): The maize handbook. Heidelberg 1994.
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Mais
Abb. 1:
1 Blütenstand, 2 Fruchtkolben
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Mais
Abb. 2:
Einige Gruppen der Kulturformen (nach Körnermerkmalen):
1 Zahn-Mais, Pferdezahn-Mais (Zea mays convar. dentiformis): dominiert in Amerika, 95% der Anbaufläche, auch in der ehemaligen UdSSR und Rumänien, ertragreichste Varietät, 2–6 m hoch. 2 Hart-Mais, Horn-Mais, Stein-Mais (Zea mays convar. mays): besonders in Europa, vor allem als Hybrid-Mais (Kreuzung aus Hart- und Pferdezahn-Mais). 3 Puff-Mais, Knall-Mais, Flocken-Mais, Perl-Mais, Reis-Mais (Zea mays convar. microsperma): fast nur in den USA, als „Knusper-Nahrung“ geröstet im Handel. 4 Zucker-Mais (Zea mays convar. saccharata): feucht geerntet, wie grüne Erbsen als Gemüse, auch konserviert. 5 Stärke-Mais, Weich-Mais (Zea mays convar. amylacea): nur in tropischem Klima. – 6 Der Spelz-Mais (Zea mays convar. tunicata) wird als wahrscheinlich älteste Kulturform nur zu Studienzwecken angebaut.
Mais
Tab. 1: Einige Inhaltsstoffe von Corn-flakes(in 100 g eßbarem Anteil).
Energiegehalt: 1498 kJ = 353 kcal
| |||
| Wasser: 5,7 g | Vitamin E: 40 μg | Natrium: 910 mg | |
| Protein: 7,2 g | Vitamin B1: 60 μg | Kalium: 140 mg | |
| Fett: 0,6 g | Vitamin B2: 60 μg | Magnesium: 14 mg | |
| Kohlenhydrate: 79,6 g | Vitamin B6: 70 μg | Calcium: 13 mg | |
| Ballaststoffe: 4,0 g | Niacin: 1,4 mg | Eisen: 2 mg | |
| Mineralien: 2,9 g | Folsäure: 6 μg | Selen: 3 μg |
Mais
Tab. 2: Einige Inhaltsstoffe von Maiskeimöl (in 100 g eßbarem Anteil).
Energiegehalt: 3800 kJ = 900 kcal
Palmitinsäure: 10.000 mg
Stearinsäure: 2400 mg
Ölsäure: 31.100 mg
Linolsäure: 50.000 mg
Cholesterin: Spuren bis 4 mg
Vitamin E: 30 mg
Mais
Tab. 3: Einige Inhaltsstoffe des ganzen Korns (in 100 g eßbarem Anteil).
Der Mais liefert vor allem nennenswerte Mengen an Vitamin B1. Er hat aufgrund seiner Lysin- und Tryptophan-Armut von allen Getreidearten die geringste biologische Wertigkeit.
Energiegehalt: 1389 kJ = 327 kcal
| |||
| Wasser: 12,5 g | Carotin*: 370 μg | Natrium: 6 mg | |
| Protein: 8,5 g | Vitamin E: 1950 μg | Kalium: 330 mg | |
| Fett: 3,8 g | Vitamin B1: 360 μg | Magnesium: 120 mg | |
| Kohlenhydrate: 64,7 g | Vitamin B2: 200 μg | Calcium: 15 mg | |
| Ballaststoffe: 9,2 g | Vitamin B6: 400 μg | Eisen: 500–2400 μg | |
| Mineralien: 1,3 g | Niacin: 1,5 mg | Mangan: 480 μg |
* Carotin = Summe aller Provitamin A-Carotinoide
Mais
Tab. 4:
Mais-Ernte und Hektarerträge (in Klammern) 1994
(in Millionen Tonnen bzw. in Dezitonnen/Hektar)
Welt 569,557 (43,30)
USA 250,629 (86,97)
China 103,550 (50,33)
Brasilien 32,305 (31,10)
Mexiko 19,193 (24,44)
Frankreich 13,040 (78,27)
Südafrika 11,811 (30,25)
Indien 10,500 (17,50)
Argentinien 10,246 (42,32)
Rumänien 9,300 (31,10)
Italien 7,661 (83,62)
Kanada 7,043 (73,75)
Indonesien 6,617 (21,77)
Philippinen 5,400 (17,28)
Ungarn 4,920 (38,92)
BR Deutschland 2,357 (68,21)
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