Modulo: Principi di difesa integrata dagli infestanti

Protezione degli alimenti: principi di difesa integrata dagli infestanti

Professoressa Daria Patrizia Locatelli
Corso di laurea in Scienze e tecnologie alimentari (G29)
Facoltà di Agraria – Università degli studi di Milano
Aggiornato 2020

Riferimento legislativo

Art. 5 Legge 283/62 (processi penali)

“... è vietato commercializzare, somministrare...alimenti...insudiciati e invasi da parassiti”.
(Invasi anche nel caso della presenza di un solo organismo è definita invasione)
(La non osservanza di queste norme va a vanificare l’applicazione dell’HACCP cioè l’insieme di procedure, mirate a garantire la salubrità degli alimenti, basate sulla prevenzione anziché l'analisi del prodotto finito)

Imballaggi

La maggior parte degli imballaggi attualmente impiegati contribuisce in maniera limitata alla protezione dagli attacchi degli insetti. Gli imballaggi possono essere infestati non solo nei magazzini dell’azienda produttrice ma anche durante il trasporto oppure durante il deposito nelle fasi della distribuzione, sia all’ingrosso che al minuto.

Prodotto finito – Confezionamento – Magazzino – Punto vendita

Infestanti possono compromettere il prodotto nei diversi stadi della produzione e conservazione.

Difesa integrata

Presuppone conoscenza degli infestanti:

• Caratteristiche: morfologiche (costituzione, forma), fisiologiche (funzionamento dei tessuti, degli organi e degli apparati), etologiche (espressione comportamentale), biologia (fasi della nascita, nutrimento, crescita, riproduzione, morte)
• Prevenzione: fare in modo che si insedino il meno possibile
• Monitoraggio: si hanno a disposizione per alcuni delle trappole
• Mezzi fisici: utilizzati per evitare i mezzi chimici
• Mezzi chimici: utilizzati da un disinfestatore nei casi in cui i mezzi fisici non siano sufficienti

Tassonomia

La tassonomia di Linneo classifica gli esseri viventi in differenti livelli gerarchici. I regni si dividono in phylum per gli animali. Questi si dividono in: classi, ordini, famiglie, generi, specie. Gli insetti hanno la maggior quantità di specie e hanno colonizzato più ambienti. Hanno caratteristiche che li hanno fatti affermare in gran numero come specie.

Si deve a Linneo (1707-1778) la suddivisione in categorie gerarchiche di animali e piante, raggruppati in base a caratteri comuni sempre più minuti, man mano che nella classificazione si vuole giungere ad individuare con esattezza una determinata specie. Tale sistema, pur con aggiornamenti, è ancora valido.

Mentre Linneo riconosceva nel regno animale solo 5 categorie - classe, ordine, genere, specie, varietà - successivamente sono divenute necessarie ulteriori suddivisioni, inserendo in particolare tra il regno e la classe il phylum (o tipo) e tra l'ordine ed il genere la famiglia; la varietà viene invece considerata una categoria opzionale.

Ogni specie è contraddistinta da una nomenclatura binomia, in cui è dapprima indicato il nome del genere cui un determinato essere appartiene, seguito dal nome proprio in lingua latina della specie stessa; viene quindi indicato il cognome, intero o abbreviato, dell'autore che ha effettuato la classificazione. L'autore a sua volta viene posto tra parentesi ( ), quando a suo tempo ha classificato la specie, attribuendola ad un genere differente da quello in cui attualmente si trova [ad esempio: Rattus norvegicus (Berkenout); Blatta orientalis (L.)].

Possono seguire, ad un genere, i termini sp. (si tratta di una specie di quel determinato genere, ma non indicata); spp. (si tratta di più specie); s.l. (si tratta di un gruppo di specie estremamente affini tra loro, indicate in "senso lato", non riconoscibili se non da minuti caratteri morfologici); s. str. (si tratta di una ben individuata specie, in "senso stretto", che fa parte di un gruppo s.l.).

Nelle pagine che seguono, si rispetterà quindi la nomenclatura classica, affiancando ove possibile il nome comune con cui una determinata specie è nota in Italia ed in altri Paesi. Nome = prima parola maiuscola e seconda minuscola. In corsivo utilizzando il latino (universale) (es: Mosca domestica) L. = nome del primo entomologo che ha scoperto la specie. (es: Linneus) Lettere del nome tra parentesi = è cambiata la classificazione.

Infestanti degli alimenti e degli ambienti: Artropodi (insetti e acari) e Roditori

Artropodi

Gli Insetti e gli Acari appartengono al phylum degli Artropodi che, comprende il 70% del Regno animale. Gli Artropodi sono caratterizzati da un rivestimento tegumentale, o esoscheletro, rigido e allo stesso tempo elastico, che dà loro forma e colorazione proprie. Questo phylum racchiude forme strutturali molto varie, come è facile comprendere se si pensa che in esso rientrano ad esempio ragni e scorpioni, gamberi e millepiedi, farfalle, cavallette, formiche e coccinelle. Ne fanno parte, specie di fondamentale importanza economica, sanitaria e biologica: si pensi al ruolo degli Insetti nell'impollinazione delle piante, ai vettori di agenti patogeni, ai parassiti e alle specie dannose alle colture o alle derrate conservate.

Esteriormente gli Artropodi sono caratterizzati da un corpo metamerico (con simmetria bilaterale), con segmenti dissimili tra loro ma raggruppabili in regioni ben distinte. Il rivestimento esterno è costituito da una cuticola avente funzione di esoscheletro spesso molto robusto, di costituzione complessa. Ogni segmento tipicamente porta un paio di zampe articolate, da cui il nome del phylum.

Per quanto riguarda la struttura interna, sono caratterizzati da apparato circolatorio ridotto, il sistema nervoso è costituito tipicamente da un paio di gangli per ogni segmento. La muscolatura è complessa e composta soprattutto da fibre muscolari striate. Lo sviluppo postembrionale avviene attraverso mute e metamorfosi, nel corso delle quali la vecchia cuticola viene abbandonata e sostituita.

Insetti

Il nome di Insetto deriva dal termine latino insectum (diviso), indicante la loro suddivisione in segmenti. Gli Insetti comprendono circa un milione di specie. Essi sono, tra gli esseri pluricellulari, i più rappresentati. Il loro corpo si presenta suddiviso nelle tre regioni denominate capo, torace ed addome; il tegumento, detto esoscheletro, è più o meno scarificato e funziona da sostegno per gli organi interni.

Il capo, presenta in adulti un paio e antenne, occhi composti e semplici, un apparato boccale di varia tipo. Il torace composto da 3 segmenti aventi ognuna un paio di zampe e con due paia di ali, sui segmenti II e III. L'addome è costituito da 11 segmenti, spesso fusi in diverso modo tra loro. L'apparato circolatorio è quello tipico degli Artropodi, così come il sistema nervoso; i principali organi escretori sono i tubi malpighiani. L'apparato respiratorio è costituito da un sistema di trachee, con particolari modificazioni, soprattutto nelle forme giovanili di insetti acquatici. Gli Insetti sono, tranne rare eccezioni, a sessi separati e possono presentare dimorfismo sessuale. La riproduzione avviene in vario modo, data la molteplicità delle specie che fanno parte della classe; le forme più frequenti sono l'anfigonia la partenogenesi.

L'elevato potere riproduttivo, la rapidità dei cicli biologici, sono fattori del loro successo. Si deve infatti tenere presente che la capacità di ogni specie di aumentare la propria popolazione dipende dal numero di uova deposte, dalla durata delle generazioni e dal tipo di riproduzione. Un altro fattore favorevole può essere la loro piccola mole, cosicché non occorre molto spazio per crescere e riprodursi e una piccola zona può essere più che sufficiente allo scopo.

Gli Artropodi sono in grado di muoversi sia attivamente che in modo passivo, spesso provvisti di ali, possono colonizzare nuove aree, trovando facilmente il luogo più adatto per sfuggire ad un ambiente divenuto non più idoneo alla loro moltiplicazione. Alcune specie sono utili. Oltre quelle impollinatrici e quelle che vivono come predatrici o parassitoidi a spese di Artropodi a noi nocivi. Gli Insetti infine hanno una parte preponderante nella eliminazione delle sostanze organiche in decomposizione. (funzione ecologica)

Insetti: caratteristiche che hanno fatto affermare gli insetti

• Dimensioni limitate: facilità di movimento e nel trovare riparo, facilità nel reperire cibo
• Ali: utili per la sopravvivenza e la predazione
• Sensilli: hanno organi di senso (odorato, gusto) con la capacità di percepire concentrazioni anche minime, utilizzata anche per comunicare con i simili.
• Esoscheletro: protezione meccanica esterna
• Apparato respiratorio: respirazione attraverso una serie di fori laterali richiudibili, aria arriva direttamente ai tessuti e può anche riempire cavità per riserva. (non devono mantenere una temperatura ma mantengono la temperatura dell’ambiente chiudendo fori e limitando il metabolismo)
• Sviluppo post-embrionale: dall’uovo si origina una larva o un individuo somigliante ad un adulto
• Adattamento: tempo di sviluppo (o di schiusura) dell’insetto è in relazione alla temperatura e alla disponibilità di cibo (1 mese di sviluppo in condizioni ottimali, 6 mesi in condizioni negative)

(es: insetti di campo accidentalmente)

Caratteristiche morfologiche degli insetti

• Simmetria bilaterale
• Esoscheletro
• Scheletro sottile = membrane inter-segmentali, posizionate tra i segmenti
• Capo con delle protuberanze = appendici, antenne
• Torace composto da 3 pezzi e ha delle appendici = 3 paia di zampe
• Paia di ali sul secondo e terzo pezzo del torace
• Addome costituito da più segmenti
• Fori per respirare nella parte laterale nel secondo e terzo pezzo del torace (cavalletta, ordine ortotteri)

Cenni di morfologia

Gli Insetti possiedono un esoscheletro più o meno rigido, atto sia a proteggerli dall'ingresso di microrganismi patogeni e sostanze nocive di varia natura, che ad impedire la perdita di acqua accumulata nell'organismo. L’esoscheletro è composto, dall'interno all'esterno, in modo schematico, da:

1. Membrana basale
2. Epidermide
3. Cuticola

Esoscheletro: sezione schematica del tegumento

Membrana basale: superficie interna, strato di cellule che interviene durante lo sviluppo dell’insetto producendo una nuova cuticola e permettendo il distaccamento della vecchia quando l’insetto si accresce fino a situazione definitiva (salvo eccezioni). Sono presenti fibre di collagene.

Epidermide:
Strato centrale: costituito da chitina-resilina: acetilglucosammina, proteine tannizzate e proteine per elasticità.

Cuticola: superficie esterna che si usura: cera-lipoproteine, superficie lucida per impermeabilità dell’acqua dall’interno (a T elevate è danneggiato ma se l’umidità è sufficiente e il tempo breve può sopravvivere)

L’esoscheletro è di struttura complessa, pluristratificata, chimicamente diversa nelle varie specie e anche nelle differenti regioni del corpo di un medesimo insetto. La cuticola, costituita essenzialmente da proteine plasticizzate, da chitina e da sclerotina, è suddivisa in numerosi strati. La cuticola è di spessore minore e caratterizzata da maggior elasticità in prossimità delle articolazioni. La superficie esterna può presentare sculture caratteristiche, quali le spine, appendici, peli, setole e squame. Lo strato più esterno oltre a proteine, contiene cere in grado di impedire la perdita di acqua. Segue uno strato molto più spesso, è composto principalmente da chitina e proteine "tannizzate" con sostanze fenoliche che originano la sclerotina, di colore bruno; questa conferisce rigidità alla cuticola. L'ultimo strato è quello più spesso, contiene chitina e proteine non tannizzate e quindi dotato di elasticità.

La chitina costituisce il 25-60% del peso secco della cuticola; si tratta di un polisaccaride azotato comprendente molti residui di acetilglucosamina. È resistente a sostanze alcaline e agli acidi diluiti. Al di sotto della cuticola vi è l'epidermide. Si tratta di un pavimento unicellulare, a cellule cubiche nelle forme giovanili, appiattite negli adulti. Tali cellule sono molto importanti durante gli stadi giovanili, perché secernono la cuticolina, le proteine chitinizzate degli strati interni e sostanze, quali la chitinasi, che dissolvono la cuticola stessa prima delle mute. Infine, troviamo la membrana basale. Probabilmente è secreta dalle cellule dell'epidermide; attualmente si ritiene che sia costituita da fibre di collagene immerse in un polisaccaride.

Distaccamento della vecchia cuticola

Capo e appendici

• Antenne
• Occhi
• Clipeo e labbro superiore (no apertura boccale dei mammiferi)

Il capo

Il capo è una capsula rigida con una apertura anteriore a cui sono connesse le appendici boccali ed una posteriore, detta foro occipitale, che collega il capo stesso al torace. Sul capo, tra il vertice e le guance, sono inseriti gli occhi composti. A volte, negli adulti, sulla fronte si trovano gli ocelli, disposti a triangolo. Tra gli occhi composti e la fronte sono inserite le antenne.

Le antenne

Le antenne constano di un numero vario di articoli detti antennomeri. Esse sono la sede di un numero, a volte grandissimo, di organi di senso di vario aspetto e con diverse funzioni:

• Tangorecettori
• Chemiorecettori e, a volte,
• Igrorecettori e termorecettori (capaci cioè di percepire sensazioni tattili, olfattive o gustative, di umidità e di temperatura)

Le antenne sono quindi in continuo movimento per la ricerca di stimoli e informazioni dagli ambienti. Le antenne spesso presentano delle caratteristiche utili per l'identificazione della specie.

Antenne di insetti adulti

• Coleotteri Bruchidi = semulata
• Coleotteri curculionidi = genicolata
• Ditteri muscidi = piumata

Filth test = permette dall’alimento di verificare la presenza di frammenti di insetti ed in alcuni casi. Ci sono libri attraverso i quali si possono classificare gli insetti: a seconda delle risposte a delle domande si arriva al nome.

Appendici boccali

L'apparato boccale è costituito da un labbro superiore, un paio di mandibole, un paio di mascelle e da un labbro inferiore. Si differenzia nei vari gruppi di insetti in rapporto al regime dietetico. Le specie infestanti le derrate presentano per lo più apparato boccale masticatore. Nei Ditteri adulti (mosche e "mosconi della carne", ad esempio) le modalità di assunzione del cibo hanno portato alla trasformazione di tale apparato in lambente succhiante mentre le larve posseggono un apparato boccale di tipo dilaniante. Gli adulti dei Lepidotteri sono caratterizzati da un apparato boccale di tipo succhiante.

Apparato boccale masticatore

È costituito da:

• Labbro superiore: pezzo impari, laminare
• Due mandibole: di forma sub-piramidale che hanno sul margine interno una dentellatura (denticolatura, parete zigrinata). Hanno la funzione di una prima grossolana triturazione e masticazione del cibo. (possono bucare gli imballaggi)
• Due mascelle: effettuano una masticazione più fine
• Labbro inferiore: con quello superiore ha azione di contenimento del cibo

La maggior parte degli insetti delle derrate sono polifaghi e il cibo introdotto influenza la velocità di crescita. (apparato molto forte)

La maggior parte degli insetti delle derrate, sia da adulti che allo stato giovanile presenta tale tipo di apparato boccale. Si ricordano infatti: Tisanuri, Blattodei, Ortotteri e Coleotteri. Nei Lepidotteri e in alcuni Imenotteri si riscontra solo nelle larve. La conformazione dei pezzi dell'apparato boccale consente un sicuro riconoscimento degli infestanti presenti negli alimenti, quando individuati con filth test.

Apparato boccale dilaniante

(tipico delle larve dei Ditteri come mosche e mosconi) Costituito da un paio di uncini boccali distalmente appuntiti, articolati di solito su un breve pezzo sclerificato, intermedio; questo, a sua volta, si unisce a due ampie piastre verticali. (con gli uncini (mandibole) prendono e con la saliva ricca di enzimi attaccano chimicamente)

Apparato boccale succhiante

(tipico dei Lepidotteri adulti) In questo caso, il labbro superiore è molto ridotto, così come le mandibole (abbozzate), per lo più addirittura assenti; le mascelle sono allungate e unendosi formano una "spirotromba" che, in posizione di riposo, viene generalmente portata arrotolata a spirale sotto il capo. I liquidi nutritivi sono aspirati tramite la spirotromba. (Quando divengono adulte hanno già riserve di cibo anche se potrebbero succhiare ancora)

Apparato boccale lambente succhiante

(tipico dei Ditteri Muscidi adulti) In questo apparato boccale sono scomparse mandibole e mascelle. Il labbro superiore è allungato, subtriangolare. Sotto è presente la prefaringe, in prossimità del suo apice sbocca il dotto salivare. Il labbro inferiore, particolarmente sviluppato e detto proboscide, è la porzione più vistosa; termina in due estroflessioni, i labelli, nei quali si trovano numerosissimi tubicini, detti pseudotrachee, aventi funzione di sugere le sostanze liquide di cui i Muscidi essenzialmente si nutrono. Prima della fase di suzione, questi Ditteri rigurgitano sul substrato la saliva, allo scopo di renderlo più facilmente aspirabile. (la mosca ha un labbro inferiore pieno di cavità con conformazione a spugna che tampona il cibo e, dopo aver emesso dei succhi che rendono quel substrato assorbibile, risucchia attraverso il canale il cibo)