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Protezione degli alimenti U.D. 2 – Prof.ssa Sardi

- Danneggiano il plasmalemma, involucro attivo della cellula (funge da tramite per gli scambi

esterni della cellula)

- Inattivano certe attività metaboliche

I fungicidi inoltre possono essere classificati in:

- agiscono su diversi processi o diversi passaggi delle vie metaboliche

Polisito:

- agiscono su un’unica funzione (o poche), un unico punto di un’unica via

Monosito:

metabolica. Un problema dei monosito è la possibilità della selezione di ceppi resistenti in

seguito ad un uso ripetuto. Possibili strategie per ovviare al problema son la riduzione del

numero di trattamenti (se possibile), miscela delle molecole potenzialmente in grado di

determinare resistenza con altri polisito, alternanza di molecole con diverso meccanismo

d’azione.

- non penetrano nei tessuti vegetali, ma riamangono all’esterno, quindi sono

Di copertura:

preventivi. Solitamente polisito.

- sono assorbiti dalla pianta e possono rimanere nelle prime

Penetranti o endoterapici:

cellule (citotropici), possono passare da una lamina fogliare all’altra (translaminari) oppure

possono distribuirsi in tutto il sistema pianta (sistemici). Tutti questi sono spesso monosito e

svolgono una funzione di terapia, oltre che a proteggere tutte le parti nuove (germogli, ...)

della pianta.

formulato commerciale

Il dei fungicidi è costituito dal principio attivo e da altri componenti.

Questi ultimi possono essere volontari (disperdenti, solventi, adesivanti) o involontari

(impurezze, prodotti di degradazione).

- controllano le alterazioni fisiologiche, ma non quelle microbiologiche

Antifiospatie:

- Disinfettanti

- sostanze derivate dai prodotti naturali con attività battericide e

Sostanze naturali:

fungicide:

- sostanze attive maggiormente presenti in condizioni sfavorevoli; hanno

Estratti vegetali,

diversa concentrazione nei diversi organi; spesso gli estratti acquosi sono più efficaci di

quelli in solvente.

- composizione, aromi, colore sono fortemente variabili, attività antimicrobica legata

Propoli,

a flavonoidi

- lipidi normalmente presenti nelle membrane vegetali; stimolano l’espressione

Jasmonato,

dei geni codificanti per PAL, ovvero stimolano i sistemi di difesa delle piante

- fondamentali della difesa

Fenoli,

- ha un’azione diretta nell’indurre i meccanismi di difesa della pianta, sia indiretta

Chitosano,

nei confronti dei fungicidi patogeni

- composti volatili che in alcune famiglie di piante sono presenti in ogni

Oli essenziali,

organo (maggiormente nelle foglie) che possiedono un’attività antimicrobica importante.

I battericidi usati sono specialmente le sostanze a base rame, hanno soprattutto un’attività

fungicida che agiscono sulla mobilità del batterio. Esistono poi prodotti di stimolo delle difese

naturali. Bettericidi veri e propri non sono usati in agricoltura in quanto vietati (dagli anni ’70)

poiché antibiotici distribuiti nell’ambiente possono creare il rischio dello sviluppo di batteri

resistenti. Questo divieto riguarda anche le piante ornamentali.

Modalità di applicazione in post-raccolta

I fungicidi possono essere applicati in pre-raccolta con distribuzione attraverso spruzzo,

mentre in post-raccolta vengono applicati con le seguenti modalità:

utilizzando grandi vasche nelle quali viene inserito il fungicida e il frutto da

Immersione:

• trattare

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il prodotto viene fatto passare su di un rullo, mentre il fungicida viene fatto

Irrorazione:

• cadere a pioggia e poi recuperato un un a vasca che si trova sotto il rullo (applicabile anche

su prodotti già confezionati)

il prodotto viene posto in una camera e il fungicida viene gassificato

Gassificazione:

• Fumigazione

• Polverizzazione

Rischio alimentare

Il rischio deriva dall’assunzione dei residui di fitofarmaci attraverso la dieta, dipende dalla

tossicità intrinseca del composto e dalla quantità assunta.

La è il quantitativo in mg di prodotto per kg di peso

dose giornaliera accettabile (ADI)

corporeo che può essere assunto giornalmente per l’intero arco della vita senza che questo

determini un rischio apprezzabile per l’organismo.

Il residuo dipende dalle condizioni ambientali, dalle caratteristiche della cottura e dalle

modalità di trattamento.

Un altro valore importante per il rischio alimentare è il il

limite massimo di residuo (MRL),

quale è calcolato sull’intero prodotto e non deve essere superato nel momento in cui un

determinato prodotto viene avviato al consumo. È stabilito per legge.

Si effettua un’analisi per determinate in quanti giorni utilizzando una quantità definita di

fitofarmaci si raggiunge il MRL.

3. Mezzi biologici

La lotta biologica prevede l’impiego di microrganismi (funghi, lieviti e batteri) naturali o

modificati (antagonisti), di geni o prodotti genici atti a ridurre gli effetti degli organismi

indesiderati (patogeni) e a favorire quelli utili all’uomo, alle coltivazioni, agli animali e agli

organismi simbionti. Questi mo. vengono definiti BCA (biological control agents) e agiscono

con diverse modalità:

- competizione per lo spazio e per i nutrienti

- Parassitismo

- Antibiotici

- Induzione di resistenza

La popolazione residente sui vegetali può fungere da antagonista nei confronti della lotta

biologica, dunque non sempre è possibile utilizzare questi mezzi.

Si è valutata la possibilità di promuovere la crescita dei mo residenti naturalmente sui prodotti

e all’interno dei tessuti in modo che diventino antagonisti di quelli patogeni.

Per l’introduzione di mo selezionati antagonisti bisogna scegliere:

- Quando bisogna introdurli

- Quali, basandosi su:

- Adattamento all’habitat e/o resistenza agli stress

- Capacità di adesione alle superfici vegetali

- Capacità di colonizzazione e sopravvivenza

- Come migliorare l’efficacia:

- Uso di “consorzi”

- Integrazione con fungicidi in un unico trattamento o in successione

- Impiego si sostanze a promozione dello sviluppo dell’antagonista

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Micotossine

Definizione universale

Composti a basso p.m. Prodotte dai funghi come metaboliti secondari, tossici a basse

concentrazioni per uomo e vertebrati.

Le sostanze tossiche che vengono prodotte dai funghi sono:

- Antibiotici

- Fitotossine

- Etanolo

- Veleni (endotossine)

Sono esotossine e non sono tutte necrotossine.

Essendo prodotti del metabolismo secondario non tutti i ceppi che appartengono a una

specie che produce micotossine sono produttori.

Un ceppo produttore solo in particolari condizioni produce tossine.

Conosciamo 200-300 tossine le principali vengono prodotte da: Aspergillus, Penicillium,

Fusarium e Claviceps Purpurea.

Micotossina Principali produttori

Aflatossine B1 B2 G1 G2 M1 Aspergillus Flavus, Asp. Parasiticus, Asp. Nomius

Ocratossina A (OTA) Penicillium Verrucomus, Asp. Alutaceus

Patulina P. Expansum, A. Clavatus, Byssochlamys nivea

Fusarium Moniliforme, F. Proliferatum, F.

Fumonisine Verticilloides

F. Graminearum, F. Culmorum, F. Sporotrichioides,

Tricoteceni deossinivalenolo (DON) T2 F. Poae, F. Tricinctum, F. Acuminatim, F.

Crookwellense

Zearalenone F. Graminearum, F. Culmorum, F. Crookwellense

Acido tenuazonico alternariolo Alternara spp.

Alcaloidi di claviceps Claviceps purpurea, clavices spp.

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Aflatossine

Circa 20 metaboliti correlati

Aspergillus flavus B1 B2

Asp. Parasiticus B1 B2 G1 G2

Asp. Bombycs, Asp. Nomius, Asp. Ochraceoroseus e altri

Alimenti ad alto Mais, arachidi, noci brasiliane, pistacchi

rischio

Alimenti a basso Fichi, mandorle, uva sultanina, spezie (Altre spezie, che nella nostra dieta

rischio non rappresentano un rischio in quanto poco presenti)

Soia, fagioli, e altri legumi, sorgo, grano, orzo, avena e riso mostrano resistenza in campo,

ma sono soggetti a colonizzazione in conservazione.

Latte e derivati possono essere contaminati da M1 (molecola parzialmente modificata

ritrovata nel latte di bovini alimentati con alimenti contenenti alatox. M1.

Attività epatotossica cangerogena

Ocratossina A (OTA)

Penicillium Principale produttore

verrucosum

Aspergillus ochraceus, Asp. Spp.

Alimenti ad alto Mais, orzo, grano, avena, sorgo e segale

rischio

Soia, fagioli, e altri legumi, caffè verde, semi di caco, spezie e prodotti carnei derivati del

maiale, in particolare sanguinacci, sono stati segnalati come contenenti dosi vate di

ocratossina.

Birra, succhi di frutta, vino e succhi di uva.

Attività nefrotossica e teratogena (attività nei confronti del feto); colpisce l'apparato renale,

sospetta cangerogenesi.

Patulina

Penicillium spp., aspergillus spp., byssochlamys nivea

Penicillium expansum: mele e derivati (secchi)

Attività antibiotica spiccata, attività su apparato gastrointestinale (edemi, emorragie).

Quando il P. cresce produce marciumi. La tossina è un'esotossina e mentre il fungo cresce

può produrre la tossina che si diffonde nella parte sana.

Tossine da Fusarium

Tricoteceni (DON, T2)

Fusarium graminearum, F. culmorum

Su frumento, orzo e avena.

Sindrome emetica (DON), sindrome emorragica (T2), immuniotossicità

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Zearalenoni

Fusarium graminearum, F. culmorum

Su mais e altri cereali. Attività ormono-simile.

Fumonisine

Su mais e altri cereali (occasionalmente).

Effetti su vari animali (nefrotossicità, carcinogenesi, induzione edemi polmonari). Associate

a elevata incidenza di tumori esofagei. (Nell'uomo per consumo di polenta e snack a base

di mais; i tumori comunque si verificano nei paesi frti consumatori di mais).

Funghi e salute

Micosi

Malattie dell'uomo (animali) di cui il fungo è il responsabile, quindi ne provoca la patologia.

Ultimamente sono di maggior interesse. Non sono gravi, ma sono fastidiose.

Gli antimicotici sono difficilmente tollerabili dall'uomo

- Profonde, che possono diventare sistematiche. Interessano gli organi interni e si diffondono

in tutto l'organismo

- Superficiali (epidermiche), provocano lesioni circolari, dove la zona più lesionata è quella

circostante.

Micosi primarie: si ha l'aggressione diretta da parte del fungo sui tessuti integri.

• Micosi secondarie: l'attività dl patogeno è rivolta verso tessuti già lesionati o verso ospiti

• debilitati da malattie pregresse o trattamenti subiti che abbiano indotto alterazioni delle

difese.

Tra i fattori che predispongono l'organismo al patogeno fungino troviamo:

- Chemioterapia (diminuiscono le difese immunitarie)

- HIV

- trapianti trattati con immunodepressori

74% mitosporici, 14% ascomiceti, 12% zigomiceti e oomiceti.

Gli organi più colpiti abbiamo il fegato, i polmoni, e il cervello, ma anche unghie e strutture

cutanee.

La la troviamo in quasi tutti il corpo; se diminuiscono le difese può

Candida albicans,

diventare un ospiti disturbante. Si comporta in modo diverso a seconda del fatto che cresca

nell'ospite, e quindi dà origine alle ife; oppure se cresce in laboratorio, con crescita

levuliforme. Tipo di micosi invasiva che può diventare sistemica.

è una micosi invasiva ed è responsabile di allergie e micosi polmonari.

Aspergillus fumigatus,

Allergie: -

- Tipo 1, reazione ipersensibile immediata Tipo 3, reazione ipersensibile ritardata

- Micosi broncopolmonari

- Sinusiti micotiche allergiche

1° tipo: respiratorie dovute all'inalazione di spore fungine, sono conidi. Aspergillus, Fusarium,

Penicillum, Alternaria, Cladosporium. Danno reazioni immediate e ipersensibili.

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Malattie professionali, legate anche all'industria di trasformazione. Diventano malattie

polmonari perché danneggiano i bronchi e i polmoni e tendono a cronicizzare. Responsabili

sono gli Attinomiceti termofili.

Generi più importanti dal punto di vista alimentaristico sono:

1. Zygomicota, hanno un micelio non settato, spore non sessuate, riproduzione sessuale con

2 gametangi di ugual forma.

A. Rizopus, produce rizoidi. Contaminano molti alimenti; e non producono micotossine.

Contaminano frutta ricca di H2O e matura, ossia ricca di zuccheri semplici.

B. Mucor, morfologicamente simile a rizopus. Patogeno in post-raccolta e origina marciumi

deliquescenti, dove il tessuto marcescente e degradato. Attacca i prodotti carnei

freschi.

2. Funghi mitosporici, detti deuteromicoti, cioè funghi che non hanno la riproduzione

sessuale.

A. Penicillium, importante solo l'aspetto non sessuato. Partecipano alla maturazione degli

insaccati e nella pratica casearia. Provoca ammuffimenti in:

- insalate preparate/conservate male

- prodotti da forno

- cereali in capo e post-raccolta

- pomacee anche sul picciolo

- Agrumi

- sui nodi del legno delle cassette da frutta

B. Aspergillus, interessa la gastronomia orientale, birra derivante dall'attività del S.

Cerevisiae. A. flavus e parasiticus attaccano:

- cereali

- legumi

- arachidi

- post-raccolta

C. Alternaria, conidi plurisettati. Attacca: legumi, agrumi nel cuore, necrosi in post-raccolta.

D. Cladosporium, colore scuro, ed è un fitopatogeno di frutti, foglie. Colpisce i prodotti in

post-raccolta, e prodotti carnei.

E. Stachybotrys, cresce facilmente sulle colle da parati, sotto le tappezzerie.

F. Fusarium, ha conidi grandi, settati e affusolati. Produce tossine sui cereali, e provoca

danni interni in quanto patogeno da campo. In post-raccolta si vede solo la

colonizzazione esterna di un danno interno avvenuto in campo. Colpisce anche le

arachidi.

(rappresentano le tossicosi di origini fungine)

Micotossicosi

Esotossine

(Aspergillus, penicillium, fusarium) prodotte dai miceli e secrete nell’ambiente.

Avvelenamento non deriva direttamente dall’ingestione del fungo, ma dall’uso di un alimento

direttamente attaccato al fungo.

Endotossine

(Amanita, boletus) veleni che creano danni solo se l’individuo consuma direttamente il fungo

produttore della tossine.

Le endotossine le possiamo dividere in:

- Termolabili, che possono essere chimicamente previa cottura e NON sono tossine mortali

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- Termostabili, resistono ai trattamenti termici. Più pericolose e mortali. Sono responsabili

della sindrome a lunga latenza.

Ingestione ---lungo tempo---> manifestazione dei sintomi.

La possiamo studiare in 3 fasi:

1. Sintomi dovuti all’ingestione (vomito, diarrea...)

2. Apparente miglioramento

3. La tossina ha colpito quasi tutti gli organi e si ha la comparsa dei sintomi specifici, con

possibile decesso.

Le endotossine a breve latenza sono sempre termostabili e non sono letali.

Ife

Possiamo distinguere 4 regioni ifali:

Regione α non estensibile,

1. apparato radicale con cuffia non modificabile.

Regione β di massimo allungamento,

2. massima fornitura e inglobamento di materiale

dalla parete, tende ad allungarsi.

Regione γ di massima estensibilità,

3. le fibrille sono ancora mobili, di varia inclinazione che

consente loro di espandersi ed allungarsi.

Regione δ di irrigidimento della parete,

4. formazione della parete interna, blocco delle

fibrille mobili per l’apposizione di materiale amorfo.

ife

Le sono strutture cellulari, e devono avere tutto quello che concerne una cellula eucariota.

Convivono tanti nuclei in uno stesso citoplasma. I funghi infatti, grazie anche alla presenza di

questi nuclei, non hanno grossi problemi di adattamento. Ovviamente questi nuclei sono

parzialmente diversi tra loro e garantiscono le varietà viste in una specie racchiuse in un unico

microrganismo.

Altra differenza sta nella presenza di che contengono sostanze di riserva, diventando

vacuoli

sempre più frequenti man mano che ci si allontana dalle parti giovani. All’apice delle ife

troviamo una serie di vescicole e l’apparato del Golgi.

Le ife crescono apicalmente. Partono da un’ifa singola

che si ramifica, se non ci sono ostacoli, crescerà in

forma circolare. Questo metodo di crescita può essere

modificato ad esempio da uno che porterà le

stimolo

ife verso di esso, e facendo anche tornare indietro verso

lo stimolo quelle che stavano crescendo lontane. Oppure si può

interrompere il sincronismo con l’uso di un ponendo ad

ostacolo,

esempio un vetrino nell’agar.

Le ife modificano la loro forma per svolgere funzioni particolari.

Rizoidi (simil radice), sono delle modificazioni delle ife del fungo per potersi ancorare meglio

al substrato nel quel cresce. Inoltre il fatto di ancorarsi gli permette di reggere meglio il peso

dello nel quale crescono le sue spore.

sporangio clamidospore

Altra funzione è quella delle che sono una sorte di ifa (le più vecchie) che

ispessisce le pareti modificando il citoplasma, arricchendolo e separandosi dal resto del

fungo e può sopravvivere nel tempo anche se muore il micelio. Aiutano nella conservazione.

sclerozi

Può, in alcuni casi, avvenire un’aggregazione di spore: sclerozi. Gli sono scuri,

solitamente di 2-5 mm. Solo la parte esterna risulta scura però, in sezione infatti è chiara, la

parte interna è la Di conseguenza risulta che la corteccia esterna scura è uno strato

medulla.

protettivo di ife morte, che formano una struttura di resistenza.

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Il dove viene prodotto lo sclerozio, produce anche alcaloidi (LSD), si trova

claviceps purpurea

solitamente sulla segale, e nella macinatura della segale viene spesso macinando anche lo

sclerozio con questi alcaloidi. In base alla concentrazione può dare origine a diversi sintomi

(dalle allucinazioni alle sclerodermie ?).

Legate alle attività patologiche, abbiamo funghi che si aprono da soli la via per entrare

nell’ospite:

appressori, è rappresentato da un rigonfiamento all’apice dell’ifa che funge da ventosa, poi

un’ifa appuntita penetra ed entra nell’ospite.

fronde miceliari,

Ci sono anche si formano dai patogeni umani (dalla pelle ad esempio) che

si raggruppano e superano le nostre difese.

Un’altra modificazione è rappresentata dall’austorio

Austori che rappresenta qualcosa di costruito per risucchiare

sostanze dalla cellula ospite; la fermano i patogeni

obbligati. arbuscoli

Troviamo poi gli che sono delle strutture

simbiosi. Scambiano sostanze con la cellula. Si ritiene

che senza questo tipo di simbiosi con ci sarebbero

boschi e foreste, e non avremmo i funghi di uso

alimentare (porcini e tartufi).

Ci sono dei funghi del terreno con struttura in grado d’intrappolare per nutrirsi di piccoli

animali del terreno, come nematodi. Ad esempio producendo delle sostanze adesive, oppure

anelli nei quali rimangono incastrati e poi ci sono degli anelli costrittori che hanno una fase di

riposo e una di allerta durante la quale a seguito di una sollecitazione si gonfiano

intrappolando.

Cordoni, rizomorfe,

ife che crescono parallele tra loro; crescono sulle radici, di colore scuro.

Si formano in funghi con habitat normale dove le prevalenti sostanze nutritive sono difficili da

degradare. È un agente importante per il marciume delle radici. (Su tessuti legnosi, substrati

difficili). Le aggregazioni di ife sono in grado di produrre grandi quantità di enzimi in grado di

degradare quelle sostanze legnose e substrati differenti.

Situazione tassonomica

I funghi comprendono più organismi con caratteristiche comuni ed altre che ne fanno un

gruppo eterogeneo.

Fino a qualche anno fa rientravano nel regno animale, oggi costituiscono un regno a se

stante.

La maggior parte dei funghi appartiene al regno degli eumicota.

Cromista vecchio regno dei funghi con parete ricca di cellulosa

Eumicota vecchio regno dei funghi con parete ricca di chitina.

Funghi (o similfunghi) di interesse alimentare

Presentano delle ife tipicamente non settate. Nella loro parete

presentano della cellulosa e sono organismi che hanno conservato dei

legami con il mondo acquatico, e quindi spore flagellate (zoopsore)

Oomycota riproduzione sessuata e asessuata. Quella sessuata è caratterizzata

dalla presenza di due ruoli separati (maschile e femminile) dove uno

fornisce metà del materiale genetico, e l’altra fornisce il citoplasma.

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Presenta ife non settate e riproduzione non sessuata, si ha con la

formazione di sporangi. Riproduzione sessuata con formazione di due

strutture: gametangi, senza differenze di funzione e di genere.

Zygomycota Dall’unione dei due gametangi si forma la zigospora, abbastanza

grande e pigmentata con bordo frastagliato. Dagli sporangi si aprano e

fuoriescono tante spore. Tutto il ciclo del fungo si svolge a carico di

nuclei aploidi.

In questi ritroviamo la distinzione maschile e femminile. Abbiamo la

parte maschile che travasa i nuclei maschili nell’ascogonio femminile.

Si formano tante ife nelle quali si inseriscono delle coppie (1 coppia

Ascomycota per ifa).

Alla fine si formano dopo la meiosi delle ascospore con nucleo

ricombinato (4 o 8 ascospore). Per la prima volta vediamo un qualcosa

che contiene gli aschi: ascocarpi. (I tartufi sono ascomiceti).

Anche loro fanno la riproduzione sessuata. Appartengono

generalmente quelli di bosco. Basiodiospore sono “n” e danno origine

Basidiomycota ad un micelio con spore non sessuate. Per la riproduzione sessuata

devono essere due due di queste, ma con derivazione da due diverse

basidiospore.

Non hanno un nome latino. C’erano già nel passato con il nome di

Funghi funghi imperfecti. Non hanno riproduzione sessuata.

mitosporici Anamorfo (asessuata): Penicillium, Aspergillus, Fusarum, Monilia.

Teleomorfo (sessuata): Eupenicillium, Emericella, Cibberella, Monilina.

Riproduzione dei funghi

Riproduzione sessuata (teleomorfa), ha una funzione di generare figli (spore sessuate o

gamiche), con caratteri dei genitori rimodificati. (Zigospore, ascospore, ...).

Riproduzione sessuata, costruzione di nuovo materiale genetico per conservare una specie.

Avviene la ricombinazione del materiale genetico per meglio adattarsi all’ambiente. In questa

fase il fungo produce un basso numero di spore, come prodotto di una gamia.

riproduzione asessuata

Hanno poi una (anamorfa), molto importante che dà origine e spore

asessuate (o agamiche). (Lallospore, blastospore, ...).

Riproduzione asessuata, la base per altra classificazioni. Formazione di una struttura

deputata alla riproduzione (spora) formata da un micelio senza fusione di materiale genetico.

(Le spore sulle muffe sono quasi sempre asessuate). In questa fase il fungo produce un

elevato numero di spore.

riproduzione vegetativa,

Poi abbiamo una dove una porzione di micelio che può dare

origine ad un altro individuo. Sclerozi e clamidospore si possono associare a quest’ultima

riproduzione.

Non prevedono scambi di materiali genetico, i funghi sono cloni dei genitori.

Spora

È un propagulo di dimensioni microscopiche con la funzione di disperdere e/o garantire la

sopravvivenza del fungo in un o stato di latenza.

La parete che circonda la spora è più spessa (strati aggiuntivi, spesso hanno pigmenti

aggiuntivi). Hanno un citoplasma denso con organuli poco sviluppati, con molte sostanze di

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riserva, e sono in stato dormiente. Con un contenuto idrico ridotto (determina il

rallentamento), così come la respirazione e la sintesi di proteine e acidi nucleici.

In base alla fase in cui si trova la spora, possiamo distinguere:

- Fase sessuata: spora più grande, con una parete più spessa e una maggiore quantità di

riserve. È la fase di ricombinazione dove si prolunga la specie. Lo scopo è conservare la

specie, quindi spora molto resistente.

- Fase asessuata: la spora è più piccola con pareti meno spesse e minori riserve energetiche.

È utile per la diffusione delle specie (quando la vita è abbastanza semplice).

La classificazione viene fatta in base al tipo di riproduzione:

- Cromista (costituita da oomicota)

- Eumicota

OOMYCOTA: la fase sessuata si sviluppa attraverso un processo in cui le forme femminili

(oogonio) e maschili (anteridio) sono diverse.

L’antreridio fornisce solo materiale nucleare, mentre l’oogonio fornisce anche materiale

citoplasmatico. --> Germinazione -- Micelio con produzione di fase asessuata

Anteridio + oogonio = Oospora > e con spore flagellate.

[Aploidi] [Diploide]

L’oospora svolge funzione di conservazione.

Sono funghi che causano danni nel post-raccolta.

ZYGOMYCOTA: riproduzione mediante spore immobili, liberare da sporangi portati su ife

aeree. I gametangi si fondono in uno zigosporangio e dopo quiescenza avviene la fusione dei

miceli aploidi con formazione di una zigospora che germinerà formando uno sporangio che

per meiosi formerà spore aploidi.

ASCOMYCOTA: riproduzione sessuale, ubiquitari. I gametangi sono unicellulari e plurinucleati.

Ogni nucleo proveniente dall’anteridio si avvicina all’ascogonio, avviene la fusione con il

trigonio, travaso dei nuclei del trigonio nell’ascospora.

Dopo la fusione dei gametangi, ma prima del raggiungimento della struttura finale, all’apice di

ogni ifa avviene un’unione ad uncino, una fusione e una divisione nucleare.

All’apice si forma una sacca con i 2 figli dei nuclei originali. La cellula in cui avviene la fusione

dei nuclei è la cellula madre dell’asco.

L’asco carpo contenente molte ife, è il corpo che il fungo si costruisce per proteggere le

spore.

L’ascocarpo può assumere varie forme:

- Apotecio: (simile a una coppa), cavità interna tappezzata di aschi e parafisi.

- Peritecio: attraverso il collo di cui sono costituite, possono essere estruse le ascospore.

- Cleistotecio: in questo caso l’ascocarpo è completamente chiuso senza alcuna apertura

preformata.

- Pseudotecio (ascostroma): gli aschi si formano in cavità (loculi) all’interno di tessuto

stromatico.

FUNGHI MITOSPORICI: categoria a parte dei funghi di cui è sconosciuta la riproduzione

sessauta. Raggruppa la maggior parte delle forme non sessuate degli ascomiceti.

DEUTEROMICOTINA:

- tallospore: spore prodotte come frammentazione di un micelio pre-esistente

- Blastospore: prodotte come neoformazione del micelio per un processo simile alla

gemmazione. Originano masse di spore levuliformi

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- Conidi: (maggior parte dei funghi), prodotte come neoformazione su particolari ife dette

conidiofori. Il micelio vegetativo produce un’ifa specializzata nella produzione di conidi. I

conidiofori sono semplici, variamente ramificati e produttori di conidi.

BASIDYOMYCOTA: funghi evoluti sono i così detti funghi superiori. Le ife sono settate. Il ciclo

di un basidiomicota è caratterizzato da un lungo periodo di tempo tra il momento della

fusione dei miceli e il momento della produzione delle spore.

Miceli primari, fusione di 2 nuclei primari prima della formazione delle basidiospore.

Formazione di miceli secondari, con nuclei derivanti dai due miceli primari. È un micelio

dicariortico, è aploide, può durare vari anni e ha una notevole estensione.

Variabilità nei funghi

1. Differenze morfologiche

2. Differenze di caratteri colturali

3. Differenze metaboliche

4. Differenze nutrizionali

5. Variazione nella patogenicità

Nella maggiro parte della loro vita i funghi sono aploidi e multinucleati, sono specie in

continua evoluzione e adattabili a diversi ambienti.

La continua trasformazione dei funghi si basa su:

- Mutazioni

- Eterocariosi

- Ereditarietà extracromosomica

- Parasessualità

- Sessualità (gamia e meiosi)

anastomosi

Le mutazioni o fra le ife determinano la comparsa di eterocariosi, ossia

coesistenza di nuclei geneticamente diversi in continuità citoplasmatica.

L’eterocariosi porta alla conservazione della variabilità, è una risorsa in termini di adattabilità.

Ciclo parasessuale

In alcuni funghi è presente un ciclo parasessuale che consente una ricombinazione genetica

anche in assenza di una riproduzione sessuale. Dopo la fusione somatica casuale dei funghi

e la ricombinazione (crossingoover) avviene una divisione ed un ritorno all’aploidia tramite

ricombinazioni.

È un fenomeno accertato solo per alcuni funghi, non è frequente (aspergillus).

Ereditarietà extracromosomica

Legata alla presenza di mitocondri con materiale genetico che codifica per le caratteristiche

legate agli stessi mitocondri. Esiste anche un materiale generico virale.

L’ereditarietà è trasmissibile a quelli virulenti ed è possibile la diffusione dei ceppi

nell’ambiente.

Aspetti nutrizionali della crescita e della riproduzione fungina

1. Condizioni nutrizionali

2. Condizioni ambientali

1. Condizioni nutrizionali

Modalità di nutrizione

L’assunzione dei nutrienti avviene soprattuto per assorbimento

Pompe ioniche: ambiente meno concentrato --a--> ambiente più concentrato.

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Si crea una differenza di potenziale che induce ad un rientro degli ioni e un ingresso di

nutrienti, coadiuvato da proteine di copenetrazione che trasportano o facilitano il passaggio di

ioni e molecole organiche.

I funghi sono dei biodegradatorie si nutrono di cellulosa. Viene digerita esternamente.

Vantaggio della digestione esterna: il fungo può usare le sostanze che è in grado di

degradare.

Svantaggio: tali molecole sono disponibili per tutti i mo che vivono vicino al fungo in grado di

usare i prodotti di degradazione.

Possono produrre sostanze antibiotiche. La maggior parte dell’assorbimento avviene a livello

ifale.

Lo sviluppo fungino è condizionato

Condizioni nutrizionali: carbonio, azoto, minerali, sostanze di crescita (molto diverse e non

sempre stringenti).

I funghi si nutrono per assorbimento. Per le sostanze minerali si hanno le pompe ioniche,

differenze di potenziale sulle membrane. L’assorbimento avviene all’apice dell’ifa dove i

materiali nutrienti vengono spostati verso le parti più vecchie. La digestione è esterna perché

molecole troppo grandi per lo scambio.

Carbonio (C)

Fonte di carbonio organico (eterotrofi) come metano, idrocarburi a catena lunga, alcoli, AA,

glicerolo.

Vengono usati anche i polisaccaridi, grassi, proteine, chitina, cheratina, lignina.

Si ha una crescita diversa in base al tipo di sostanze carboniose fornite.

Più la sostanza è difficile da degradare minore sarà la velocità di crescita.

Aumentando la concentrazione di zucchero:

- Glucosio, curva regolare, crescita rapida

- Saccarosio, curva più bassa, crescita più lenta (per dispendio energetico)

- Lattosio, curva più bassa, crescita più lenta (bilancio finale meno conveniente)

Se do glucosio: riproduzione rapida. Raggiunto il max decresce per effetto di inibizione

riproduttiva. A basse concentrazione di glucosio, la riproduzione termina.

Se do saccarosio: proporzionalità diretta tra la concentrazione di zucchero e la riproduzione.

Se do lattosio: la difficoltà degradativa non porta mai a ottenere zuccheri semplici tali da

provocare l’effetto inibizione.

La concentrazione di zucchero nel substrato influisce in modo diverso sulla crescita e sulla

riproduzione sessuata e asessuata.

Azoto (N) [NO

3- --> NO

2- --> NH

4+ --> glutammato --> glutammina]

L’azoto è richiesto per la sintesi delle proteine. Pochissimi usano l’N atm.

A. Molti usano i nitrati e i nitriti

B. Se usano “A”, usano anche AA

C. Alcuni usano ammonio

D. Nessuno usa N2

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Elementi minerali

Macroelementi: K, P, MG, S, Ca

Microelementi: Fe, Cu, Mn (manganese), Zn, Mo (molibdeno)

a. Fosforo: difficile da assorbire, presente in natura come fosfato inorganico

b. Calcio: non è dimostrato che i funghi lo richiedano

c. Ferro: accettore di e-, partecipa alla composizione dei pigmenti a livello del micelio o diffusi

nel mezzo.

Fattori di crescita e vitamine

Enzimi e vitamine hanno la funzione di aiutare nella crescita.

2. Condizioni ambientali

Il substrato dov’è sita la spora deve essere adatto in quanto il fungo necessita di condizioni

fisico: l’umidità (acqua)

favorevoli a partire dall’aspetto è un elemento fondamentale, in

quanto la prima cosa che la spora fa è assumere acqua per reidratarsi e arrivare ad un giusto

livello di acqua per il citoplasma.

temperatura,

Fondamentale è anche la infatti per ogni fungo c’è un minimo dove la spora

inizia a germinare, un ottimo dove tutte germinano, e poi un massimo dove la spora muore.

Nelle spore prodotte dal fungo c’è sempre una percentuale che non riesce a germinare.

Per i pseudotermofili t° crescita tra 10 e 60 °C.

La t° optm comunque per la maggior parte dei funghi è tra 20 e 30 °C.

La t° optm funghi < t° optm batteri. Con t° = 0 °C non muore, ma non si sviluppa.

composizione reazione (pH) del substrato.

Sono fattori importanti anche la e la Sono

fondamentali anche ossigeno e anidride carbonica in quanto viene usata molta anidride

carbonica all’inizio.

fattori biologici,

Poi abbiamo tutta la popolazione microbica e non, ma soprattuto microbica

che un fungo si trova nell’ambiente circostante, può svolgere un’attività che promuove la

germinazione della spora oppure può svolgere attività inibente in quanto svolgono funzioni

antibiotiche.

La classificazione dei funghi può essere fatta in base alla riproduzione sessuata.

Aw indica l’acqua effettivamente disponibile per la crescita microbica. I funghi si adattano

anche con Aw sfavorevoli. I funghi xerotolleranti sono quelli che crescono anche con Aw

basse (e quindi anche in normale idratazione).

Presenza di O2, tutti i funghi di interesse alimentare sono aerobi obbligati (tranne i lieviti).

Crescono a conc. [O2] non stabilite, anche piccole % di O2 consento la crescita fungina.

pH 5-6;

I funghi sono acidofili e producono metaboliti con cui acidificano il mezzo.

Illuminazione

La crescita è indipendente dalla luce. Spesso la riproduzione è indipendente dalla luce.

In certi casi può indurre la riproduzione asessuata/sessuata, o inibire /promuovere la

riproduzione.

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Azione dei fattori ambientali sulla crescita e riproduzione fungina

L’attività biologica dei funghi è influenzata notevolmente dai fattori ambientali.

Conoscere il ruolo dei fattori fisici è utile anche per individuare misure atte a limitare lo

sviluppo dei funghi.

Risulta ovvio come le condizioni ambientali agiscano sia sul patogeno che sull’ospite.

Triangolo della malattia

Patogeno Se possiamo quantificare le 3 componenti, l’area

rappresenta l’incidenza della malattia in una pianta o in

una popolazione.

Ospite Ambiente

Fattori termici

Effetto sulla crescita

Le esigenze termiche in fase di crescita differisco da specie a specie. Comunque t°<0°C

quasi tutti i funghi sopravvivono senza svilupparsi, al contrario t°>50°C sono letali per la

maggior parte, anche se c’è qualcuno che sopravvive e cresce.

Distinguiamo 3 gruppi:

- Psicrofili: optimum di crescita c.ca 10°C ma possono svilupparsi da 0 °C e si arresta a

20°C.

- Mesofili: minimo termico c.ca 8°C con optimum tra 18 e 28°C incapaci di svilupparsi a

t>20-32°C

- Termofili: situazione confusa. Possiamo mettere in questo gruppo i funghi che possono

svilupparsi a t > 40°C

La crescita ha inizio ad una temperatura minima, quindi una crescita esponenziale fino

all’optimum dove poi inizia il declino e si arresta ad un valore massimo di temperatura.

Curve di crescita

micelio (gr)

secco

Peso 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 T(°C)

Un aumento di 10 °C corrisponde ad un aumento di 2-3 volte la velocità di reazione fino al

raggiungere l’inattivazione termica dell’enzima.

I termofili infatti hanno una maggiore velocità di sviluppo poiché possono usare il substrato in

tempi più brevi, ma hanno anche un rapido decremento dopo l’optimum.

L’optimum non è costante nel tempo.

Resistenza a t<0°C sono variabili a seconda dell’organismo e del tempo di esposizione, oltre

che alle modalità di esposizione.

Le velocità con cui avvengono congelamento e scongelamento sono importanti:

congelamento lento e graduale porta più danni in quanto vi è la formazione di cristalli di

ghiaccio più grossi.

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Congelamenti e scongelamenti multipli in condizioni naturali comportano notevoli danni

cellular.

Per la maggioranza dei funghi, brevi permanenze a t > 60°C determina la perdita di vitalità.

Punto di morte termica (TDP) corrisponde alla t° minima necessaria per uccidere le cellule in

10 minuti.

Effetto sulla riproduzione

Il range di t° dove avviene la riproduzione è più limitato rispetto a quello della crescita, in

quanto le esigenze sono maggiori in riproduzione.

In alcune specie la t° di incubazione può determinare il tipo di spora prodotta.

Sbalzi di temperatura possono provocare la differenziazione delle strutture riproduttive.

La t° inoltre può influenzare le dimensioni e la morfologia delle strutture riproduttive.

Concentrazione idrogenionica

Effetto sulla crecita

I funghi possono crescere entro una gamma relativamente ampia di pH del substrato.

Crescita normalmente completamente inibita per valori estremi (3-11).

In laboratorio i substrati sono a pH tra 5.5 e 6.5; valori < o > possono permettere la crescita,

ma con notevoli differenze morfo-colturali soprattutto il colore.

I metaboliti secreti dalle ife reagiscono con i componenti del substrato acidificando un

ambiente fortemente alcalino o neutralizzandone uno acido.

Durante la crescita i funghi tendono ad acidificare il substrato.

Effetti sulla riproduzione

Il valore del pH influenza la riproduzione di vari funghi.

La crescita fungina modifica il pH del substrato rendendolo più favorevole alla sporulazione.

[O2] e [CO2]

Effetto sulla crescita

I funghi sono organismi aerobi o microaerofili.

La bassa solubilità dell’O2 nell’H2O diminuisce ulteriormente nei substrati colturali.

Le colture liquide vengono quindi mantenute in agitazione per avere più O2 disponibile.

Effetto sulla riproduzione

L’areazione è una condiizone essenziale per indurre la sporulazione.

O2 e CO2 sono i 2 gas coinvolti. Le esigenze di O2 sono maggiori in fase di riproduzione che

in crescita.

L’inibizione della sporulazione in ambienti poco aerati è dovuto all’accumulo di CO2.

Bisogna quindi continuamente ricambiare l’aria che va anche filtrata.

Luce

Effetto sulla crescita

Non influenza molto la crescita. In alcuni casi è responsabile di cambiamenti della

pigmentazione.

Effetto sulla riproduzione

Può esercitare un tipo di influenza anche su funghi che sporulano liberamente al buio.

Può dare origine a 3 effetti diversi:

- Induzione: la luce risulta assolutamente necessaria per la sporulazione di molti funghi, che al

buio formano colonie sterili (fusarium). Su altri generi (botritys) la luce provoca un aumento

notevole delle strutture riproduttive.

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- Inibizione: in alcuni funghi inibisce la sporulazione. Numerosi sono i funghi fitopatogeni che

subiscono questo effetto.

- Tropismo: sono molto diffusi tra i funghi che tendono ad orientare le strutture riproduttive

verso le sorgenti di luce. Avviene ad esempio per i corpi fruttiferi per basidiomiceti e

ascomiceti.

Diffusione e germinazione delle spore

La liberazione può essere:

1. Mediata da meccanismi, movimento di ife che rispondono a uno stimolo ambientale

2. Casuale, gocce d’acqua, grandine, attività antropiche, animali.

Gli “aschi blastici” sono quegli aschi che proiettano le spore nell’ambiente.

Dispersione delle spore

Le spore vengono disperse nell’ambiente in vari modi:

- Moti dell’aria,

- Attività antropiche,

- danneggiano le derrate e favoriscono l’ingresso e l’attacco fungino.

Vettori animali (insetti),

L’uomo è un elemento importante poiché muovendosi da ambiente ad ambiente con

strumenti ed attrezzi di lavoro trasferisce le spore.

Inoltre c’è uno sviluppo sempre maggiore della

diffusione in tutto il globo di alimenti diversi.

- non solo quelli provocati dai

Movimenti dell’acqua,

ruscellamenti dovuti a pioggia e irrigazione, ma anche,

ad esempio, dalle condense nelle celle frigorifere.

Una volta nella sede ospite, lo scopo della spora è

quella di dare origine ad un nuovo individuo. Questo

avviene dalla germinazione delle spore fungine che

avviene solitamente grazie all’emissione di uno (o più)

tubi germinativi.

Germinazione delle spore

È un processo mediante il quale la spora completa la formazione di un nuovo individuo.

Stato latente-dormiente --> stato attivo.

Diretta: emissione tubo germinativo, germinazione

• Indiretta: formazione di zoospore, formazione del promicelio di blastomiceti, formazione di

• nuove spore, formazione dello sporangio.

La germinazione delle spore dipende da fattori ambientali:

- Acqua

- Temperatura

- Reazione al substrato

- [O2] e [CO2]

- Composizione substrato

- Fattori biologici (tutta la popolazione microbica e non che un fungo si trova nell’ambiente

circostante e che può promuovere o non la germinazione).

Latenza

La latenza può essere distinta in:

- Esogena: quando lo sviluppo è ritardato da fattori ambientali, fisici, e chimici.

- Endogena (o costituzionale), quando lo sviluppo è ritardato da caratteristiche intrinseche. In

questo caso il fungo non germina nonostante le condizioni ambientali siano favorevoli e

magari all’optm. È il caso di funghi che richiedono la presenza di ospiti particolari.

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Contaminazioni fungine delle granelle funghi di campo

Nelle contaminazioni fungine delle granelle sono implicati (alternaria,

funghi di magazzino

cladosporum, epicoccus, fusarium) oppure (aspergillus, penicillum),

vivono anche con bassa Aw.

Se l’umidità è corretta non crescono per motivi vari.

Questi funghi terminano la loro attività nel post-raccolta.

Possono provocare:

1. Diminuzione della germinabilità

2. Comparsa di colorazione anomale sui semi

3. Perdita di peso

4. Presenza di tossine

5. Variazioni biochimiche

6. Riscaldamento/ammuffimento

Batteriosi dei vegetali in post raccolta

Le perdite dei prodotti vegetali in conservazione sono più frequentemente provocate da

funghi che da batteri, tranne che alcuni casi. marciumi molli,

I più comuni danni causati da batteri sono i meno diffusi invece le

macualture.

Marciumi molli: il principale agente è erwinia carotovora e colpiscono in particolare organi

carnei ricchi di parenchima di riserva (tuberi, bulbi, rizomi, ...).

Le lesioni batteriche generalmente sono visibili ad occhio nudo, è quindi sufficiente

un’ispezione visiva.

L’infezione che può avvenire prima o dopo la raccolta è spesso provocata da batteri

fitopatogeni, nei marciumi comunque sono coinvolti anche batteri saprofiti associati alle

piante.

I danni provocati possono derivare dall’attitudine enzimatica di cui sono altamente dotati,

dalla produzione di sostanze tossiche, dalla loro localizzazione e moltiplicazione nei vasi

conduttori e dall’interferenza con il processo di crescita della pianta.

L’incidenza minore dei batteri rispetto ai funghi viene attribuita a un insieme di fattori:

- I batteri non sono in grado di effettuare penetrazione diretta

- Preferiscono ambienti sub-alcalini (pH cellula vegetale acido)

- Diffusione a distanza ostacolata, si aggregano in piccole colonie mucillaginose

- I batteri sono in gran parte tendenzialmente termofili (preferiscono come ospiti uomo e

animali)

- Hanno esigenze di acqua e u.r. Superiori a quella dei funghi

- I batteri fitopatogeni non formano strutture di resistenza

I batteri in condizioni favorevoli possono essere comunque molto distruttivi grazie alla loro

velocità di riproduzione.

Inoltra fra i fitofarmaci disponibili, solo i composti rameici hanno qualche efficacia nel

prevenire e contenere le infezioni.

Comunque la situazione fitosanitarie italiana può considerarsi buona.

Avendo estati calde e asciutte questo sembrerebbe essere un fattore limitante la diffusione

dei batteri fitopatogeni, infatti le infezioni di batteri si verificano in periodi molto umidi.

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecnologie alimentari
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher SimoToppi di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Protezione degli alimenti e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Sardi Paola Ester.

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