La maggior parte dell’endosperma è composta da cellule con un alto contenuto di amido e un po’ di proteine della zeina. L’amido è composto da due tipi di molecole, amilosio e amilopectina. L’amilosio consiste in stringhe non ramificate di molecole di glucosio, mentre le molecole di amilopectina sono stringhe ramificate di unità di glucosio. Questa differenza strutturale molecolare influisce sugli usi alimentari dell’amido di mais. Le molecole di amilosio si dissolvono più facilmente in acqua calda e non formano una pasta, mentre l’amilopectina tende a gelificare più facilmente. Le molecole di amilosio si colorano di blu in iodio, ma le molecole di amilosio non si colorano in iodio. L’endosperma della maggior parte delle varietà di mais si macchia di blu a causa della presenza di amilosio, anche se può essere solo il 25% dell’amido totale nell’endosperma.
Il gene mutante recessivo waxy (wx) inibisce la produzione di molecole di amilosio. Questo porta alla produzione di amido totale di amilopectina. È facilmente identificabile con la reazione allo iodio. Essendo recessivo, il gene deve essere presente sia nel genitore femminile che in quello maschile del seme ibrido, richiedendo l’isolamento dalla contaminazione durante gli aumenti del seme genitore, del seme ibrido e della produzione di grano. Il gene recessivo amilosio estensore (ae) aumenta notevolmente la porzione di amilosio dell’amido dell’endosperma. Questo richiede anche l’isolamento in tutte le fasi dal seme alla produzione di grano per mantenere il più alto contenuto di amilosio. Entrambi i tipi di amido influenzano l’uso finale del chicco di mais, dalla digeribilità per gli animali alla lavorazione industriale. L’enzima amilasi digerisce l’amilosio e la componente a catena dritta delle molecole di amilopectina, ma non le ramificazioni.
Tre geni del mais dolce (zuccherino, zuccherino potenziato, rimpicciolito-2) inibiscono o ritardano la formazione di amido nell’endosperma. Sono usati da soli o in combinazione per le varietà di mais dolce.
La principale proteina nelle cellule dell’endosperma è la zeina. Viene sintetizzata nel reticolo endoplasmatico delle cellule dell’endosperma quando gli amminoacidi sono collegati in grandi molecole. La durezza del chicco è legata alla struttura, alla quantità e alla forma di queste molecole. Sono state identificate molte mutazioni che influenzano il contenuto di aminoacidi della proteina zeina. Il gene recessivo opague-2(o2) per l’inclusione di aminoacidi ad alta lisina nello zein è utile per fornire un aminoacido essenziale per l’alimentazione animale. Sfortunatamente, toglie la durezza del grano. Un altro mutante chiamato floury-2 (fl2) aumenta la componente aminoacidica della metionina nella zeina. Entrambi questi geni sono recessivi e quindi richiedono l’isolamento per la purezza. Entrambi questi geni influenzano la durezza del chicco e quindi possono influenzare la lavorazione del grano.
Gli uomini hanno fatto selezioni di mais per i geni che si adattano ai loro usi e culture per molto tempo. Le selezioni hanno incluso la genetica dell’endosperma.