Patologia delle derrate alimentari - Unità didattica 2

Esercitazione banane - dal campo alla tavola

La produzione mondiale di banane è di circa 60 milioni di tonnellate all’anno, divise nei differenti stati. I due maggiori produttori sono India e Cina, ma tale produzione è destinata praticamente tutta al mercato interno, avendo quindi una valenza mondiale pressoché indifferente. Il resto della (dati della FAO) produzione è sostenuta da America centro-meridionale e Africa. Anche l’Europa produce tale prodotto, la Grecia con 250 mila di tonnellate è il produttore europeo maggiore; la Turchia invece, con un incremento costante dell’investimento in tale settore, è in via di sviluppo. L’Italia al momento è il secondo produttore europeo.

Per quanto riguarda le rese per ettaro sono abbastanza comparabili, tranne che per alcuni luoghi con problemi locali, spesso legati all’acqua. Le importazioni maggiori le hanno gli USA, dopodiché si trovano alcuni stati europei come Germania, il Belgio, UK, Italia e Russia e Giappone. Le importazioni olandesi dimostrano che per verificare un dato bisogna guardare tutto il complesso in cui è immerso: è vero che le importazioni hanno una valenza non indifferente, ma tale verifica è parziale poiché se si controllano le esportazione sono elevate anch’esse, infatti l’Olanda è solo un punto di raccolta e smistamento in questo ambito.

L’andamento dell’esportazione è in continuo aumento per l’America centrale, mentre i Caraibi rimangono stabili a regime massimo di esportazione da decine di anni in quanto sono stati i primi esportatori. Della banana si utilizza tutto da che il frutto verde fino a quello maturo poiché è un alimento amidaceo, quindi il classico utilizzo della patata che si fa nella società occidentale, lo si può ottenere con l’utilizzo di questo frutto. È per questo motivo che per alcune culture la banana è radicata nelle tradizioni locali.

Diverse tipologie di banana

La banana non ha semi e non nasce per fecondazione, infatti la produzione delle piante è data dalla moltiplicazione del callo della banana (microtaleaggio) in laboratorio poi portate in serra e, una volta abituate all’habitat, vengono portate al campo. La differenza botanica tra platano e banana è un insieme di sottili differenze genetiche, in quanto sono due frutti molto simili. La banana Cavendish è la tipologia più diffusa, ed è la classica banana che è consumata in occidente. Fino a pochi decenni fa la banana più diffusa era la Gros-Michel fino a pochi decenni fa ma è stata tolta dal mercato per motivi di contaminazione di patogeni che stava distruggendo la produzione mondiale, e si è quindi riusciti ad incrociare una nuova tipologia, ovvero la Cavendish. Ultimamente però il patogeno sta attaccando anche la Cavendish ed è diventata una priorità, cercare un’altra varietà resistente a questa contaminazione.

Esistono molti tipi di banana e ad esempio un ibrido fra la banana comune ed un’altra tipologia dà vita al platano, la banana verde utilizzata industrialmente spesso per produrre chips. A livello mondiale il mercato delle banane è una sorta di oligopolio gestito principalmente da tre ditte, che acquistano sul mercato di produzione e rivendono con un unico marchio.

Il bananeto

Il banano è una pianta da sottobosco, che non domina sulle altre, immersa appunto in un bananeto che solitamente presenta una buona densità, con produzione estensiva anche per 30 km. In un bananeto la gestione di acqua è molto importante poiché va tolta quella in eccesso e portata in campo solo quella di cui c’è bisogno grazie a scavi che vanno a costituire canali di scolo (la maggior parte del lavoro è fatto a mano). La gestione dell’acqua è importante anche per evitare gli sprechi soprattutto in luoghi colpiti spesso da siccità grazie all’utilizzo di laghi artificiali, km di tubature ed investimenti non indifferenti, con delle tecnologie atte alla preservazione delle tubature per evitare infiltrazioni e successivi attoppamenti dati da terra e sabbia.

Il banano è un gigantesco germoglio dove il fusto vero e proprio è al di sotto ed emette dei polloni (vegetazione sulla base) di cui se ne mantiene uno. Una volta tagliato quello centrale, i polloni figli continueranno la coltivazione. La maturità del banano si raggiunge dopo 9 mesi, ovvero dalla nascita del pollone fino alla nascita del primo casco di banane, per poi andare avanti anche per anni. Quello che può sembrare fusto sono basi di foglie sovrapposte che possono avere le dimensioni tra la spanna fino a 40 cm in base al clima.

Il fiore spuntato dal bocciolo in alcune culture si può anche mangiare ma essendo un alimento molto deperibile, viene mangiato soprattutto in quei luoghi che stanno in zone limitrofe rispetto alle piantagioni. I fiori nascono verso il basso, dopodiché si ribalteranno verso l’alto con la crescita. In base al numero “mani” si può provvedere all’eliminazione delle ultime poiché non andranno a formare dei frutti completi e diventerebbero solo degli approfittatori della pianta. Il casco viene poi inserito in sacchetti forati per evitare parassiti, che vengono poi classificati e marcati in base alla data di insacchettamento, poiché in uno stesso bananeto saranno presenti differenti maturazioni (raccolta scalare). Per evitare gli sfregamenti, che non renderebbero più interessante il prodotto dal punto di vista merceologico, vengono inseriti anche dei separatori tra le mani.

Ad un certo momento si effettua una calibrazione che deve rispettare in modo stringente le volontà del compratore. L’operazione di raccolta si effettua con un machete staccando tutto il casco di banane, con vari ed eventuali sistemi di trasporto che mantiene i caschi ben separati l’uno dall’altro. I caschi non conformi rimangono sul posto a creare substrato organico di crescita.

Malattie

Come tutte le altre piante, le banane, sono soggette a malattie in varie parti della pianta come la Panama disease (Fusarium oxysporum subs. cubense) che blocca i canali della pianta per trasportare acqua che la fa morire disidratata. L’Antracnosi (Colletotrichum gloeosporioides) si incontra spesso solo in campo poiché appena si hanno i segnali si allontana il capo malato. Il Marciume della corona, ovvero il pezzo di pianta che unisce i piccioli tra loro, è patologia che si incontra solo dopo o mentre il trasporto, ciò significa una perdita economica data dal trasporto infruttuoso.

Esistono diversi patogeni che cambiano in base alla geolocalizzazione del bananeto, ed è importante imparare a trattarli soprattutto per le produzioni biologiche. Il genere Fusarium è uno dei principali che attacca appunto la corona, un fungo che può produrre anche micotossine.

Industria (riferito ad una linea di tipo biologico)

Tutta la lavorazione è vista in ottica della disposizione che dà l’azienda. Si tolgono i caschi dalle protezioni e si classificano: da questo momento in poi le banane stanno all’ombra poiché la banana soffre molto le ustioni da caldo. Si effettuano dei lavaggi profondi con allontanamento di vari residui. Dopodiché si dividono in varie mani e si inseriscono all’interno di apposite vasche con acqua. Sulla base della richiesta vengono quindi sezionate le mani con il numero di banane utili, e allo stesso tempo si effettua un eventuale lavaggio approfondito. Una delle problematiche delle banane è il lattice fuoriuscito dal taglio, che ossidandosi scurisce e abbassa la qualità del frutto, ed è per questo che si effettuano dei lavaggi in vasche. Gli scarti vanno poi mandati al compostaggio, creando concime organico da immettere nei campi. Le banane che invece non soddisfano le caratteristiche visive vengono immesse sul mercato locale.

Vengono poi disposti i caschi sulle cassette che devono rispettare pesi, quantità e pezzature richiesti. In alcune realtà le corone vengono trattate con fungicidi, ma solo nelle realtà che ne ammettono l’utilizzo, quindi non per le linee biologiche. Si posiziona il “bollino blu” prima di essere posto nelle scatole oppure altri bollini indicatori voluti dall’azienda. All’interno delle scatole devono essere posizionate le banane senza provocare danni, utilizzando anche dei divisori. I pallet con le scatole impilate vengono quindi spedite ai camion, che prendono poi la strada con la possibilità di danneggiamenti da movimenti fisici del mezzo. Le navi bananiere partono circa due volte a settimana ed in attesa queste rimangono in ambiente controllato e refrigerato. Sulla nave si stratificano i pallet, anche in container, dove vengono posizionati degli ammortizzatori, per poi rimanere in ambienti con temperature controllate e refrigerate. Dopo circa due settimane di arriva allo stabilimento di maturazione, poiché la banana fino a questo momento è verde non matura, e si utilizza un gas a base di etilene per indurre la maturazione finale. È per questo trattamento che le scatole di banane sono forate ai lati, e per eventuali trattamenti con aria calda o fredda. Fino a qualche anno fa era concesso anche solo un’iniziale ingiallimento tramite trattamenti limitati e shock, che permettevano solo alle cellule superficiali della buccia di maturare, ma con il frutto acerbo all’interno della buccia.

Strutture di barriera delle piante

La malattia di una pianta è sempre un’eccezione poiché essa di norma fa di tutto per non ammalarsi. Il patogeno è però in grado di bypassare le barriere che la pianta pone.

Strutture di barriera sempre presenti

• Le cere (presenti anche sulle banane), che si trovano nello strato più esterno, che ha lo scopo principale di far scivolare via l’acqua in quanto l’acqua è fondamentale allo sviluppo microbico, ed inoltre un patogeno raramente è capace di degradare la cera. Tale cera conferisce lucentezza al frutto, come ad esempio le mele. È importante anche il fatto che le cere non vanno a disporsi solo sul frutto ma anche sulle foglie della pianta
• Sotto si trovano un mix di molecole, dove è sempre presente la cera ma con altri composti, come la cutina, che vanno a formare la cuticola. Anche questi materiali sono poco degradabili e rigidi da forare (barriera meccanica)
• Le pareti cellulari del primo strato di cellule, relativamente rigide che costituiscono un ostacolo meccanico. I costituenti della parete non sono facilmente attaccabili dai microrganismi, anche se sono presenti alcuni batteri che si sono evoluti in modo tale da attaccare tale parete
• Tomentosità, a volte sulla superficie di alcuni frutti sono presenti delle pelurie che ostacolano la bagnatura dell’organo sottostante e non favoriscono la distribuzione dell’acqua. Possono inoltre rilasciare delle molecole contro gli agenti patogeni e gli insetti.
• Presenza di stomi, struttura fondamentale per i tessuti verdi (dove avviene lo scambio di gas), ovvero delle aperture regolate che comportano una sorta interruzione dello strato epidermico di un organo, che mette a contatto diretto l’ambiente esterno con quello interno. Quindi avere più stomi o meno stomi significa avere delle aperture in più o in meno disponibili ad alcuni patogeni. NB: alcuni patogeni riescono a capire se sono vicini o meno ad uno stoma in base alla composizione dell’aria circostante
• Analogamente agli stomi sono presenti le lenticelle, che non hanno però dei sistemi di chiusura e sono delle lacerazioni, quindi delle aperture che non hanno la possibilità di chiudersi. Sono presenti però su epidermidi abbastanza vecchie, su tuberi o su frutti.

Dal punto di vista qualitativo e quantitativo tali barriere cambiano da vegetale a vegetale o addirittura cambia a seconda della fase di maturazione.

Strutture neoformate in seguito all’infezione

• Suberina, composto che forma il sughero e che va ad impermeabilizzare i tessuti sia per patogeni, sia per tossine ed inoltre è molto poco lisabile da parte di questi organismi. Può anche capitare che la pianta decida di isolare completamente un’area lacerata tramite tale sostanza. Avviene spesso nelle pere lacerate dalla grandine, dove avviene la suberificazione che crea una zona scura, dura e che rende il prodotto poco appetibile e non desiderabile da parte del consumatore. Il sughero si crea anche sul tronco dell’albero ma è una parte “morta” che la pianta cerca di allontanare per creare tessuto nuovo
• Formazione di tille che inibiscono la diffusione del patogeno nei vasi
• Gomme, molte piante riempiono gli spazi con una massa amorfa gommosa per chiuderli e per rallentare l’avanzata microbica. Si verifica ad esempio nelle drupaceae (pesche, susine, albicocche) sia sui rami, oppure anche nel nocciolo che spaccandosi crea un materiale di chiusura delle lesioni
• Rinforzi al punto dove il fungo vuole lesionare la parete, quindi la cellula continua a creare del materiale che si oppone all’entrata dell’ifa all’interno
• L’abscissione formati soprattutto in tessuti giovani e determinano l’eliminazione della zona infetta

Esistono anche delle strutture cellulari in grado di bloccare un’infezione come:

• Apposizioni di strati di callosio, formati intorno allo stiletto impedendo la formazione dell’austorio
• Reazione citoplasmatica modificazione del citoplasma e del nucleo letali per il patogeno
• Ipersensibilità, necrosi delle cellule attaccate che così sottraggono nutrimento e substrato al patogeno

Resistenza metabolica

• Fattori pre-esistenti: Sostanze ad attività antibiotica, dette fitoanticipine
• Fattori in seguito all’infezione: Fitoalessine, proteine collegate alla patogenesi e aumentata concentrazione di fenoli

È presente un ultimo aspetto, ovvero la SAR o resistenza sistemica acquisita, ovvero dove una parte della pianta attaccata dal patogeno produce un segnale trasportato in tutto il resto della pianta, che va ad attivare i precedenti sistemi di difesa. Si può dire che tale sistema sia alla lontana un sistema immunitario adottato dalle piante.

Fattori abiotici

Cambiamenti fisiologici

Maturazione

È una fase del frutto molto importante perché, se non controllata, può portare al marciume del prodotto. Non tutti i frutti sono uguali tra loro soprattutto nel caso si parli di frutti o di semi o di vegetali. Dopo la raccolta il frutto viene depositato in appositi locali atti alla conservazione-immagazzinamento ed è qui che le differenze sostanziali tra frutto e frutto diventano importanti. Si possono infatti distinguere due principali categorie di frutti ovvero quelli climaterici e quelli non climaterici, tale definizione stabilisce il cambiamento cellulare e la respirazione, quindi quanto è attivo tale processo.

I frutti, una volta staccati dall’albero, hanno una diminuzione dell’attività cellulare, dopodiché la curva si divide in due: nei non climaterici si ha una progressione della morte cellulare, da una fase di senescenza fino ad una teorica morte cellulare; nei climaterici dopo tale minimo (pre-climaterico) l’attività delle cellule inizia ad aumentare, anche molto rapidamente, sino a raggiungere il picco climaterico (produzione di CO₂ molto elevata). In questa fase le cellule andranno incontro ad una maturazione accelerata. Oltre al picco i frutti iniziano a rallentare la propria attività, e prenderanno la forma della curva dei non climaterici.

Dal punto di vista pratico chi segue la curva dei climaterici può maturare anche dopo il distacco della pianta, mentre i non climaterici andranno a peggiorare il loro stato qualitativo. Il vantaggio ovvio dei primi è la possibilità di raccogliere il frutto ancora acerbo. Per i non climaterici esistono due problemi: se si raccoglie il frutto non maturo si avrà un prodotto più resistente ma che non rispetta il gusto dei consumatori, mentre se si raccoglie perfettamente maturo il declino sarà molto veloce e il prodotto maggiormente deperibile. Alcuni frutti hanno sia varietà climateriche che non climateriche.

Etilene

È un ormone naturale delle piante che ne regola la crescita. L’attività di tale ormoni stimola la risposta della pianta a livello di poche molecole per metro cubo: bastano delle tracce di etilene per avere effetto anche sugli altri frutti vicini. L’etilene è coinvolto in fenomeni di distacco, stimola la maturazione e stimola l’invecchiamento. La produzione stessa di etilene è influenzata dallo stato fisiologico della pianta: più il tessuto è danneggiato o maturato, più etilene verrà prodotto. L’etilene è una molecola autocatalitica, quindi è esso stesso il responsabile della produzione di ulteriore etilene.

L’etilene stimola:

• La sintesi di etilene nei frutti climaterici in fase di maturazione
• La maturazione dei frutti climaterici e alcuni non-climaterici
• La sintesi di pigmenti
• La degradazione della clorofilla
• La germinazione dei semi
• La formazione di radici avventizie (patate, carote)
• La respirazione
• Il metabolismo fenolico
• La fioritura delle bromeliaceae (ananas, mango)
• L’abscissione (distacco di una parte della pianta o del frutto)
• La senescenza (modificazioni strutturali e dal decadimento di varie attività e funzioni fisiologiche)

L’etilene inibisce:

• La sintesi dell’etilene nei frutti climaterici in fase vegetativa e nei frutti non-climaterici
• La fioritura nella maggior parte delle piante