Patologia derrate vegetali, (Protezione degli alimenti u.d.2)

Protezione degli alimenti

Unità didattica 2, Patologia delle derrate vegetali

Saracchi

Prof. Marco (Ex. Sardi)

Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Alimentari (G29)

Facoltà di Agraria - Università degli Studi di Milano

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

Protezione degli alimenti, U.D. 2

Introduzione

I funghi costituiscono un raggruppamento unico di microrganismi, diversi rispetto a tutti gli

altri per comportamento e per organizzazione cellulare.

Le prime classificazioni assegnano tutti gli organismi viventi o alle piante oppure agli animali, e

i funghi vengono inclusi nel regno dei vegetali. Questo sistema viene cambiato da Haeckel

che propone la creazione di un terzo regno, quello dei protisti, per tutte le forme

microscopiche, alghe, batteri protozoi e funghi.

Vengono successivamente evidenziate le differenze fondamentali di organizzazione cellulare

tra i batteri e gli altri organismi. La semplicità delle cellule batteriche, prive di un nucleo

distinto, ne comporta la separazione nei procarioti mentre con il temine eucarioti per tutti gli

altri organismi. Whittaker sostiene che i funghi si differenziano dagli altri eucarioti per alcune

caratteristiche e li assegna ad un regno separato, li considera come polifiletici.

Separando i funghi dagli altri organismi si inizia a

pensare alla classificazione in 5 regni.

Il sistema riconosce due domini: (I) dominio dei

procarioti per i batteri, (II) quello degli eucarioti per

i regni di piante, animali, funghi e protisti.

Certi batteri si differenziano così nettamente da

richiedere la creazione di un terzo dominio: gli

Archaea.

Si inizia così la costruzione di un albero

filogenetico universale. I funghi rappresentano una

delle ultime branche del dominio degli eucarya.

Funghi e organismi affini

Tre raggruppamenti di organismi:

1. Muffe mucillaginose, presentano stadi di sviluppo protoplasmatici, privi di parete, e

inglobano frequentemente batteri o altre particelle alimentari mediante fagocitosi.

Assomigliano ai funghi, nel senso che formano spore dotate di parete, ma anche in questa

predomina galattosammina anziché chitina.

2. Secono gruppo di tipo funghi sono gli Oomycota, che presentano cellulosa nelle pareti e

hanno altre caratteristiche di similarità con i vegetali. Questi organismi sono strettamente

correlati con diatomee e alghe brune in un raggruppamento denominato Stramenopila.

Comunque gli oomycota hanno sviluppato uno stile di vita tipicamente fungino.

3. Un nucleo di funghi veri e propri è caratterizzato dalla presenza di chitina nelle loro pareti.

1. Funghi propriamente detti con pareti contenenti chitina e molte caratteristiche cellulari e

biochimiche

a) Chytridiomycota, tipicamente unicellulari, riproduzione sessuata (fusione di gameti

mobili), riprod. asessuata (produzione di spore uniflagellate mobili).

b) Zygomycota, ife non settate, riproduzione sessuata (fusione dei gametangi e

formazione di zigospore), riprod. asessuata (produzione di spore non mobili)

c) Ascomycota, ife settate oppure lieviti, riprod. sessuata (con sviluppo di un asco

contenente ascospore), ripod. asessuata come nei deuteromycota.

d) Deuteomycota, ife settate o lieviti, riprod. sessuata assente, spore asessuate formate

con modalità diverse a partire da ife

e) Basidiomycota, ife oppure lieviti, spore asessuate rare, riprod. sessuata (fusione ife

compatibili con produzione di basiodiospore.

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2. Organismi simili ai funghi per comportamento e stili dei vita, ma con pareti a base di

cellulosa e caratteristiche cellulari e biochimiche che ricordano quelle piante

a) Oomycota

3. Organismi con alcune caratteristiche fungine, ma con uno stadio somatico

protoplasmatico nudo, probabilmente strettamente affini ai protozoi

Possiamo dare una definizione ampia dei funghi considerando 4 caratteristiche principali:

1. Tutti i funghi sono eucarioti, possiedono un nucleo delimitato da una membrana, con

diversi cromosomi e una serie di organuli citoplasmatici circondati da membrana, flusso

citoplasmatica, DNA, membrana che contengono tipicamente steroli e ribosomi tipo 80S a

differenza dei batteri che li hanno 70S.

2. I funghi sono tipicamente filamentosi e di singoli filamenti sono nominati ife. Le ife crescono

unicamente all’apice estremo e conseguentemente i funghi presentano una crescita

apicale. Le ife ramificano e il risultato è rappresentato da un reticolo, denominato micelio.

3. I funghi sono eterotrofi e quindi richiedono composti organici preformati quale fonte di

energia e di carbonio per la sintesi cellulare, è impossibile per i funghi inglobare alimenti per

fagocitosi. Attraverso la parete e la membrana, assorbono sostanze nutritive semplici e

solubili, e nutrienti semplici possono essere ottenuti da polimeri complessi mediante

un’azione di enzimi secreti nell’ambiente esterno.

4. I funghi si riproducono sia sessualmente che asessualmente formando spore.

Di conseguenza possiamo definire i funghi come eucarioti, tipicamente miceliari, eterotrofi,

caratterizzati da nutrizione per assorbimento e riproduzione per spore.

Forme di crescita dei funghi

Nei funghi si riconoscono tre forme principali di crescita. Nella maggior parte dei casi i funghi

sono miceliari, presentano un reticolo di ife e sono comunemente indicati con il termine di

‘muffe’. Alcuni dei funghi più primitivi possiedono spesso cellule singole tondeggianti oppure

catene di cellule ramificate dicotomicamente aderenti mediante rizoidi affusolati alla fonte

alimentare. Alcuni funghi invece crescono come lieviti unicellulari e producono cellule figlie per

gemmazione oppure mediante fissione binaria. Queste diverse forme di crescita possono

esssere associate ad habitat particolari. I lieviti sono frequenti in ambienti umidi ricchi in

sostanza semplici, alcuni funghi possono invece addirittura alternare il tipo di crescita tra fase

levuliforme e fase miceliare. Questi funghi sono denominati dimorfici e comprendono alcuni

importanti patogeni dell’uomo e di animali superiori, crescono come lieviti, ma formano ife

quando invadono i tessuti.

Attività dei tessuti

Tutti i funghi richiedono sostanze nutritive organiche come fonte di energia e per la sintesi

cellulare, possiamo fare una distinzione grossolana in funzione del modo come vengono

ottenute le sostanze, ossia: crescendo come parassiti (o come simbionti) a spese di un altro

organismo, oppure come saprofiti su materiale non vivente.

Patologie delle derrate

Dal campo al consumo dei prodotti vegetali possiamo avere un’alta % di perdita. Il danno, la

perdita del prodotto, varia in funzione di specie, cultivar e lunghezza del periodo di

conservazione.

Stimare la perdita è difficile: quantificare il prodotto in diverse fasi dalla raccolta al consumo e

fari confronti. Individuare se l’agente causante il danno è biotico (funghi, batteri, fitoplasmi,

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attinomiceti, virus, viroidi, piante parassite, alghe, animali) oppure abiotico (fisiche e chimiche),

qual è in particolare e quali sono i fattori predisponenti.

I fattori che possono provocare il danno sono: fisici, chimici, meccanici e biologici.

I danni meccanici sono quelli che causano maggior danno ai frutti freschi, carnosi e ricchi di

acqua. Si tratta di urti, che non si evidenziano subito, ma successivamente, come le

ammaccature.

I danni fisici sono provocati da alta e bassa temperatura, radiazioni, sia in campo che per

quanto riguarda la temperatura in post-raccolta. Il danno per prodotti ortofrutticoli freschi si

manifesta anche a temperatura maggiore di 0°C e varia in funzione di specie e cultivar.

(Esistono tabelle che riportano le T per ogni frutto). I frutti e gli ortaggi sono da considerarsi

opt

‘organismi viventi’.

Così come le basse temperature, anche le alte temp. provocano danni in campo (scottature,

colpii di fuoco).

La radiazione che viene usata ha lo scopo di inibire (bloccare) lo sviluppo di microrganismi,

am provocano anche danni organolettici.

I danni biologici vengono osservati in post-raccolta e possono derivare da infezioni avvenute

in campo in quanto il microrganismo può continuare il suo sviluppo anche successivamente.

Per intendiamo un danno causato da m.o. biotici.

malattia

Con intendiamo modificazioni fisiologiche causate da fattori abiotici.

alterazioni

Mentre parliamo di quando la malattia viene trasmessa da un prodotto malato ad

infezione

uno sano.

Possiamo definire come o più semplicemente come un organismo che

patogeno parassita,

vive a spese di un’altro organismo arrecando danno. Questo può essere obbligato se compie

il suo ciclo completo all’interno dell’ospite, oppure facoltativo se può vivere anche in assenza

dell’ospite. Facoltativi sono i funghi che attaccano in post-raccolta.

Per evitare fattori predisponenti bisogna effettuare scelte importanti già a partire dalla semina,

preferendo semi sani e non infetti. Una volta scelta la semenza bisogna mettere in atto le

pratiche colturali che permettono alla pianta di crescere robusta: mantenere le giuste

distanze, ombreggiature, impiego di pesticidi, di fungicidi, ... .

Le patologie delle derrate si possono evidenziare:

- variazioni di colore

- alterazioni o distacco di tessuto

- disgregazione di tessuto

- appassimento e avvizzimento

- anomalie di sviluppo

La distribuzionie delle necrosi e delle macchie può aiutare ad individuare la patologia.

In patologia vegetale:

- Cancro: disgregazione di tessuto, ferita che non riesce a rimarginarsi, lesione della corteccia

- Tumore: proliferazione incontrollata delle cellule

- Carie: sono causate da funghi, interessano frequentemente le granaglie

- Spesso le piante in condizioni di stress producono resine e gomme, fenomeni che

prendono il nome di ‘resinosi’ e ‘gommosi’.

- Marciumi molli sono spesso batterici, quelli secchi sono più spesso fungini (Botritys, è la

muffa più rappresentativa)

- Necrosi, intendiamo morte di parte o tutto un apparto specifico

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- Rugginosità, è una suonerificazione dei tessuti superficiali dovuta ad agenti patogeni, ma

anche ad ustioni da calore. Questi tessuti perdono elasticità e quando il frutto cresce si

spacca e rende facilitata l’entrata dei m.o. .

Distacco o alterazione dei tessuti: fenomeni di distacco dei tessuti: antoctosi (caduta dei fiori),

carpoctosi (caduta dei frutti), filloctosi (caduta delle foglie).

Funghi e virus possono causare anomalie di sviluppo. Sintomatologie che più spesso si

verificano in post-raccolta sono necrosi, variazioni di colore, marciumi , macchie virali.

Riassumendo il danni possono essere:

- meccanici

- fisici

- chimici

- parassitari

- non parassitari (varie risposte fisiologiche all’ambiente)

Conseguenze ai danni osservabili nei prodotti alimentari possono essere:

- perdita di umidità, energia vitale, qualità e quantità

- sviluppo di fibra

- inverdimento (limoni e patate)

- crescita delle radici

- comparsa di germogli con conseguente perdita di val. nutrizionale

- germinazione di semi delle granaglie

La qualità del prodotto e la durata della sua shelf-life sono fattori legati già alla semina e alla

vita in campo.

Classificazione delle malattie

Le malattie si possono classificare sulla base dei rapporti che si instaurano fra ospite e

patogeno e delle caratteristiche del patogeno stesso:

Epifitiche: prevedono l’insediamento del patogeno sulla superficie esterna, senza che

- vengano stabiliti rapporti anatomici; non vi è infatti la fase di penetrazione. Causano

problemi alle piante nel relazionarsi con l’ambiente esterno, a livello di traspirazione e

fotosintesi.

Trofiche: ci è un profondo legame fra patogeno e ospite a livello citologico, tramite la

- formazione di austori che penetrano nel fusto e possono creare anche delle peronospore.

Dello sviluppo (o auxoniche): causano alterazione dello sviluppo, come tumori, galle

- nanismo, gigantismo, ...

Vascolari: il patogeno è localizzato a livello delle trachee dello xilema e causa avvizzimento

- o disseccamento.

Ipnochereutiche: causano la lisi delle regioni dei tessuti lignificati o in corso di lignificazione

- in seguito alla produzione di enzimi da parte dei patogeni; dal momento che i tessuti sono

molto duri e resistenti il processo sarà lento

Le più importanti a livello delle derrate sono:

Litiche: causano la lisi delle lamelle mediane oppure dalle pareti, operata da vari enzimi

- pectici prodotti dal patogeno; creano marciumi di forma tondeggiante dovuti all’ossidazione

delle regioni danneggiate dell’ospite. In un primo momento sono si ha danneggiamento

perchè le cellule sono ancora sane; in seguito ad opera di patogeni secondari, si ha la

morte della cellula. Essi producono enzimi cellulitici che causano la rottura della cellulosa. In

stadi avanzati si verifica la formazione delle strutture riproduttive del patogeno sulla

superficie esterna dell’ospite; inoltre si può verificare marciume anche a livello della polpa.

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Necrotiche: causate dalla presenza di un determinato numero di cellule morte sulla

- superficie e dalla produzione di tossine da parte del patogeno; le cellule morte vengono

utilizzate come fonte di nutrimento. Le tossine agiscono sulla permeabilità della membrana

(alterazione delle relazioni osmotiche e modificazioni dell’equilibrio ionico), sui sistemi

enzimatici (inattivazione o inibizione delle attività enzimatiche) e sui fattori di crescita.

...

Resistenza strutturale

Strutture preesistenti

- sulla parte esterna al di sopra della cuticola, costituiscono uno strato idrorepellente di

Cere,

superficie, impedendo all’acqua di ristagnare ostacolando la germinazione la moltiplicazione

del patogeno.

- il cui spessore può ostacolare la penetrazione (soprattutto attiva) dei

Cuticola spessa,

patogeni, protegge i primi strati di cellule. Più è spessa più ostacola la penetrazione di

funghi. La cuticola si assottiglia con la crescita determinando una maggiore sensibilità (per

questi frutti maturi sono più attaccabili).

- ostacolano l’ingresso del patogeno.

Pareti cellulari spesse e robuste,

- presenza di peli più o meno lunghi e fitti che ricoprono la superficie di frutti e

Tomentosità,

foglie, come nelle piante aromatiche. La presenza di peli sulle superfici impedisce la

bagnatura e riduce la possibilità di proliferazione dei patogeni e di contatto con

l’epidermide.

- in genere favoriscono la penetrazione di patogeni. Esistono situazioni

Stomi e lenticelle,

che caratterizzano varietà dei vegetali, in cui questi possono ostacolare possibili vie

d’ingresso: peluria intorno agli stomi che impedisce l’ingresso, grandezza aperture molto

ridotta, bassa frequenza di lenticelle stomi, forma sporgente dalla superficie per rendere le

aperture difficilmente raggiungibili

Strutture neoformate in seguito all’infezione

Istologiche

- tessuto composto da cellule morte a fine processo di

Apposizione di strati di sughero:

formazione, estremamente inspessite di parete e impermeabili al passaggio di sostanze e

attività dei microrganismi, impedendo l’invasione oltre la lezione.

- formati soprattutto in tessuti giovani, determinano l’eliminazione della

Strati di abscissione:

zona infetta. È quello che si forma nelle foglie in autunno. È cicatrizzante e impermeabile

(determina una protezione nella pianta dove si è staccata la foglia), si forma uno strato di

separazione in cui la parte malata si stacca. Nelle foglie si ha l’effetto di bucherellatura che

prende il nome di “impallinatura”.

- inibiscono la diffusione del patogeno nei vasi. Le cellule che circondano

Formazione di tille:

il vaso producono estroflessioni all’interno del vaso stesso, fino a raggiungere la completa

occlusione. In questo modo i patogeni e tossine non possono passare. La pianta può

rinunciare un certo numero di vasi, esiste sempre una circolazione che può compensare la

mancanza dovuta ai vasi occlusi.

- reazioni in seguito uno stato di disagio (che può essere anche uno

Depositi di gomme:

squilibrio idrico) è un sistema con la quale la pianta cerca di difendersi. Queste gomme

vanno a riempire alcune cellule interessati alla malattia e gli spazi intercellulari, isolando la

zona interessata dall’infezione (gomme impediscono passaggio di acqua, aria, impedimento

fisico del patogeno di uscire da quella zona).

Cellulari, ovvero singole cellule che si difendono dall’ingresso del patogeno, sono reazioni più

specifiche.

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- zucchero che può costruire una struttura sufficientemente

Apposizione di strati di callosio,

solida in modo da inglobare lo stiletto dell’ifa che sta penetrando impedendo la formazione

dell’austorio.

- modificazione del citoplasma e del nucleo letali per il patogeno.

Reazione citoplasmatica,

- cellule o piccoli gruppi che una volta riconosciuto il patogeno

Fenomeni di ipersensibilità,

muoiono, in modo da sottrarre il nutrimento il patogeno. Si può vedere sul vegetale questo

fenomeno visivamente con la presenza di piccole macchie sul vegetale, ad esempio una

foglia.

Resistenza metabolica

Fattori preesistenti

- a