Patologie delle derrate alimentari

Patologie delle derrate vegetali

Banane: produzione e distribuzione

Banane: 60 milioni di tonnellate/anno anche mele. Orale tutte e due le unità lo stesso giorno, bisogna passarle entrambi. Gennaio, febbraio, maggio, giugno, luglio. Esame patologia: 20 minuti 3 domande la prima molto ampia (7 minuti).

Banane: dal campo alla tavola. Secondo i dati della FAO India e Cina sono i maggiori produttori mondiali di banane, quasi tutte destinate al mercato interno. Quelle che acquistiamo noi vengono dall’America centro meridionale e dall’Africa, anche in Europa vengono prodotte, la Grecia è la principale produttrice europea 250000 tonnellate/anno, l’Italia in particolare la Sicilia è il secondo produttore europeo. I maggiori importatori sono gli Stati Uniti, poi anche Germania, Inghilterra, Belgio. In Olanda la superficie non è molto ampia ma è presente un porto in cui transitano le banane quindi sono sia dei buoni importatori che esportatori. I Caraibi sono da decenni in regime di esportazione perché sono il punto più vicino per l’esportazione in Europa. La banana verde è una fonte di amido, quasi tutto quello che viene fatto con i tuberi da noi può essere fatto con le banane verdi.

Bananeto

Il banano è una pianta da sottobosco, non è dominante sulle altre. Le banane possono essere diverse tra di loro per forma e colore, alcune hanno i semi. Non nascono da fecondazione. La Cavendish è la varietà più commerciale, prima Gros-Michel ma a causa di un patogeno si è passati a Cavendish. Adesso la Cavendish è attaccata da un patogeno e bisogna trovare una soluzione. Platani ibridi di due banane è stato capito andando a studiare il genoma delle piante. Il mercato delle banane è un mercato di monopolio, ci sono 3 ditte che gestiscono le esportazioni.

Le immagini dei bananeti delle slide sono della Repubblica Dominicana. Si producono in vitro milioni di piante di banane che poi vengono portate in campo, la produzione è industriale. È fondamentale l’acqua, vengono fatti dei canali per togliere acqua in eccesso. In alcune zone ci sono dei sistemi di irrigazione per il risparmio dell’acqua, ci sono dei sistemi di filtrazione per evitare che la sabbia intasi i sistemi di irrigazione.

La parte che si vede è un grande germoglio, il fusto è sotto e partono dei grandi polloni, se ne tiene uno che porterà il frutto, una volta prodotto il frutto allora ne partirà un altro che costituisce la pianta madre. Da quando parte il pollone a quando si raccoglie il casco di banane passano circa 9 mesi, la produzione dei caschi può andare avanti anni. Il fusto della pianta varia in dimensioni in base alle diverse zone geografiche. I fiori nascono in un certo senso ma poi vengono ribaltati. I caschi vengono insaccati in sacchi forati per proteggerli da insetti, i sacchi vengono codificati per sapere in che periodo sarà pronta la banana. (Possono essere utilizzati dei laccetti colorati). La raccolta è di 52 settimane l’anno. In una stessa pianta ci possono essere frutti a età diverse. Le banane devono essere separate l’una dall’altra per evitare sfregamenti, i supermercati vogliono banane perfette. Viene fatto il calibro delle banane che viene stabilito dal supermercato. I caschi nei sacchetti vengono staccati e trasportati se in pianura con dei sistemi di teleferica. La pianta poi viene tagliata e diventa sostanza organica e rimangono anche i caschi non considerati conformi.

Malattie delle banane

• Panama disease: Fungo che cresce e ottura i vasi e la pianta non riesce a trasferire acqua alla parte aerea.
• Anthracnose: Fungo che si mangia la buccia delle banane.
• Marciume della corona: Si sviluppa in fase di conservazione. Ci sono diversi agenti patogeni che la causano in base alle varie aree geografiche. I funghi principali che attaccano la corona sono del genere Fusarium.

Tutta l’operazione di lavorazione della frutta è volta in previsione dell’ordine che fa il distributore. Arrivano i caschi, tolgo i sacchetti e le protezioni per tenerle separati e non farle sfregare. Quelle interne possono essere riutilizzate, anche i laccetti possono venir riutilizzati. Le banane da questo momento in poi staranno all’ombra perché soffrono delle ustioni da caldo, vengono lavate con acqua e sapone, idropulitrice per togliere residui, piccoli insetti. Le banane vengono separate in base al calibro e rimesse in acqua, poi verranno tagliate in base alle pezzate richieste (operazione eseguita quasi esclusivamente da nonne perché più precise). Dopo il taglio tornano in acqua questo perché la banana rilascia tanto lattice che si ossida e diventa scuro (fattore estetico molto grave) quindi si disperde in acqua. Tutti gli scarti vengono mandati al compostaggio. Quelle non conformi vengono vendute come fonti di amido nel mercato interno. Nelle aziende che possono usare i fungicidi viene fatta una passata delle corone. Prima di finire nelle scatole viene messo il bollino (appiccicato rigorosamente a mano). In base alle richieste dei distributori verranno messe in casse diverse sempre con dei divisori per gli sfregamenti. Alla fine, i pallet di banane vengono messe nei camion e trasportati. Le banane passano molto tempo nelle scatole e possono soffrire il caldo perché non si lavora a temperatura controllata. Bisogna stare attenti anche ai sobbalzi dovuti alle strade con buche. Ai porti ci sono molti controlli da parte dell’esercito, antidroga, capitano della nave. Verranno fatti diversi piani di scatole di banane, poi verrà il tutto sigillato e immessa aria controllata. Vengono messi anche degli airbag per evitare urti e spostamenti di carico. Le banane sono ancora verdi. Poi si portano nelle celle di maturazione, si immette gas a base di etilene per velocizzare la maturazione finale. Le casse di banane sono sempre forate per far passare l’aria. Una volta al supermercato potevano essere presenti banane ancora verdi perché si contava che stavano lì 4 giorni e maturavano, adesso si tende a non farlo più, in Germania non è mai stato tollerato dovevano essere per forza mature. Il momento esatto per mangiare le banane è quando si formano le macchioline marroni. La maturazione con gas a base di etilene dura 48 ore, senza circa una settimana.

Meccanismi di difesa dei tessuti vegetali

La pianta fa di tutto per non ammalarsi, il patogeno è colui che l’evoluzione ha reso più bravo nel passare le barriere delle piante.

Tipologie di resistenza

Resistenza strutturale (barriere fisiche che impediscono al patogeno di penetrare e diffondersi nei tessuti).

Resistenza metabolica (reazioni biochimiche che si verificano nelle cellule e nei tessuti vegetali e danno origine a sostanze tossiche per il patogeno o creano condizioni che ne inibiscono la crescita).

In entrambi i casi si può trattare di situazioni pre-esistenti (anche in piante sane) all’infezione o sviluppate in seguito all’infezione stessa.

Resistenza strutturale: esterno dei vegetali

• Cere: Formano uno strato idrorepellente che impedisce i ristagni di acqua e ostacola la germinazione o la moltiplicazione del patogeno (lucentezza mele, esterno banana). Fanno scivolare via l’acqua, rendono difficile l’instaurarsi patogeno e inoltre sono difficile da degradare e quindi poco nutrimento per i microrganismi. Le cere sono lo strato più esterno.
• Cuticola: Anch’essa difficile da degradare, dura difficile da forare.
• Pareti cellulari: Spesse e robuste, non facilmente degradabili. Queste strutture sono differenti nei vari tipi di pianta, variano i costituenti minori che le compongono, gli spessori, gli spessori possono variare anche durante l’evoluzione di un organo vegetale.

Tomentosità

La presenza di peli sulla superficie impedisce la bagnatura e riduce la possibilità di proliferazione dei patogeni e di contatto con l’epidermide. I peli possono rilasciare anche sostanze. Il numero di peli varia da una pianta all’altra e può cambiare nel tempo.

Struttura e quantità di stomi e lenticelle: gli stomi sono presenti all’esterno, permettono lo scambio di gas, sono aperture regolate da vari fattori, sono un’interruzione (apertura dell’epidermide che mette in contatto esterno con interno) possono essere sfruttate dai patogeni come ingresso. Alcuni patogeni hanno dei recettori che permettono di individuare la presenza di stomi. Le lenticelle sono sempre aperte (presenti in epidermidi un po’ vecchie, nei frutti, tuberi), può essere sfruttata dai microrganismi come ingresso.

Strutture neoformate: istologiche

• Apposizione di strati di sughero: Produzione e apposizione di suberina che impermeabilizza i tessuti anche dalle tossine o diffusione di enzimi. La suberina indurisce i tessuti ed ha una colorazione scura.
• Strati di abscissione: La foglia isola la parte attaccata dal fungo che si secca e può staccarsi. (Formati soprattutto nei tessuti giovani). La cicatrice che rimane dalla staccatura risulterà protetta.
• Formazione di tille: Inibiscono la diffusione del patogeno nei vasi (difficile che i prodotti arrivano alla raccolta e quindi alla conservazione). Le tille tappano il canale degli xilemi.
• Depositi di gomme: Rapidamente depositate nelle cellule e negli spazi intercellulari intorno alla zona di infezione rallentando la sua evoluzione, spendendo energia per la loro produzione.

Cellulari

• Apposizione di strati di callosio: Quando i funghi vogliono bucare la cellula, producendo continuamente le sostanze che costituiscono la parete in modo di far stancare il fungo.
• Ipersensibilità: Necrosi delle cellule attaccate che cosi sottraggono nutrimento e substrato al patogeno.

Resistenza metabolica

Fattori pre-esistenti: sostanze ad attività antibiotica, dette fitoancipine: fenoli costitutivi come catecolo e acido protocatecuico che sono patogeno per il patogeno.

Fattori in seguito all’infezione: fitoalessine (sostanze antibiotiche), proteine collegate alla patogenesi: chitinasi, glucanasi, perossidasi. Aumentata concentrazione di fenoli: costitutivi (attivazione geni codificanti).

SAR (resistenza sistemica acquisita): una parte della pianta attaccata produce un segnale che va nel resto della pianta e può attivare dei meccanismi che si sarebbero attivati solo in seguito allo sviluppo dell’infezione. Non sempre è favorevole in quanto delle volte viene attivato anche quando non necessario.

Maturazione dei frutti

Se la maturazione avviene in condizioni anomale o per tempi prolungati si può andare incontro alla senescenza, passando dallo stato maturo che presenta dei difetti e dei problemi, con perdite monetarie e caratteristiche non gradite.

I frutti non sono tutti uguali distinguiamo frutti climaterici e non climaterici. Dal grafico (relativo a ciò che succede dopo lo stacco del frutto dalla pianta) si evince che entrambe le due tipologie di frutto hanno una breve fase di rallentamento dell’attività, nei frutti non climaterici si ha un più o meno veloce rallentamento fino ad arrivare alla senescenza. Nei frutti climaterici dopo il minimo pre-climaterico, l’attività delle cellule aumenta anche molto velocemente fino ad arrivare al picco climaterico. Le cellule lavoreranno tantissimo e andranno incontro ad una maturazione accelerata, raggiunta la massima maturazione iniziano a rallentare la loro attività, portando alla senescenza. I frutti climaterici sono quelli che possono maturare dopo lo stacco della pianta, gli altri andranno a peggiorare la qualità. Importante quindi nella raccolta sapere se un frutto è climaterico o no perché se è climaterico lo si può raccogliere anche se immaturo, mantenendo anche delle resistenze del vegetale ad esempio meccaniche.

Etilene

Ormone vegetale (regola la crescita).

• Attivo a concentrazioni nanomolari (poche tracce).
• Attivo su diversi processi fisiologici della vita della pianta: senescenza, abscissione (distacco naturale dalla pianta), maturazione e invecchiamento frutti (max attività).

La produzione stessa di etilene è influenzata dallo stato fisiologico della pianta (stress, lesioni, maturazione portano a produrre più etilene), è una molecola autocatalitica (più ne è presente, più ne è prodotto).

L'etilene stimola:

• Sintesi di etilene in frutti climaterici in fase di maturazione.
• Maturazione frutti climaterici e alcuni non-climaterici.
• Sintesi pigmenti.
• Degradazione clorofilla.
• Germinazione dei semi.
• Formazione radici avventizie.
• Respirazione.
• Metabolismo fenolico.
• Fioritura delle Bromeliaceae.
• Abscissione.
• Senescenza.

L'etilene inibisce:

• Sintesi di etilene in frutti climaterici in fase vegetativa e nei frutti non-climaterici.
• Fioritura.
• Trasporto delle auxine (ormoni).
• Crescita per distensione di germogli e radici.
• Normale orientamento delle fibrille nella parete cellulare.

Cambiamenti fisiologici

Maturazione/senescenza

Alterazioni nella pigmentazione: generalmente sparisce la clorofilla e sono sintetizzati (o resi visibili) gli altri pigmenti (carotenoidi e flavonoidi) con vari viraggi verso giallo, arancione, rosso, viola. In molti casi è una modificazione della pigmentazione. Se nei frutti la degradazione della clorofilla è positivo, nelle verdure gioca a sfavore della qualità del prodotto ed è segno di invecchiamento dei tessuti.

In tutti i casi i viraggi di colore sono influenzati moltissimo dalle condizioni ambientali (luce, temperatura, composizione atmosferica), in particolare le alterazioni caldo/fresco. Ci sono casi in cui la presenza di clorofilla da fastidio, per esempio le patate verdi conservate in presenza di luce. Potenzialmente le cellule della patata essendo un fusto, sono programmate per fare fotosintesi, questi inverdimenti portano alla produzione di solanina un alcaloide tossico. L’esposizione a basse temperature riduce la capacità di degradazione della clorofilla e della produzione di licopene.

Alterazione della struttura della polpa: durante la maturazione la frutta diventa morbida, questo varia da specie a specie e da cultivar a cultivar; uno dei fattori di selezione di nuove cultivar è stata la scelta di polpe sode durante e dopo la maturazione (es: nelle pesche la durezza della polpa cambia molto, nelle mele rimane quasi uguale o al massimo farinosa). L'intenerimento della polpa è dovuto a modificazioni delle pareti cellulari (pectine che diventano via via più solubili), sono coinvolti enzimi, diminuiscono alcuni zuccheri (galattosio e arabinosio) e vengono modificate alcune proteine strutturali della parete.

In molti frutti la buccia perde elasticità e vanno incontro a spaccature (danno estetico e potenziale ingresso di parassiti), le spaccature per diversi frutti sono legate alla conservazione o coltivazione ad elevati tenori di umidità relativa (troppo assorbimento di acqua e lisi delle cellule), in molti frutti anche l'eccesso di etilene favorisce la formazione di spaccature.

Tra la maturazione e la senescenza si ha una diminuzione della succosità correlata alla freschezza (es: mela farinosa, cocomero farinoso), si può avere stress da freddo (sapore scarso e polpa farinosa) su polpe fondenti, diminuzione della resistenza offerta dalla lamella mediana (no fuoriuscita di succhi a causa delle tensioni). Fibrosità: i tessuti lignificano e sviluppano fibre (carote, piselli, asparago, sedano), il fenomeno è accelerato da presenza di etilene a elevate temperature. Quasi tutte le verdure più vengono fatte crescere più tenderanno ad essere fibrose.

Degradazione dell’amido: trasformazione dell'amido in zuccheri semplici nella mela in maturazione tramite tintura allo iodio (che si lega all'amido). In alcuni prodotti questa trasformazione è un aspetto negativo, come per esempio quando accade nei tuberi di patata, nella quale da risultati negativi come nella produzione di patatine fritte che si scuriscono (caramellizzazione); questo rende il prodotto meno adatto ad alcuni tipi di processi.

Anomalie di sapore/profumo: quando un frutto diventa senescente si ha una riduzione sensibile di acidi organici e zuccheri semplici che si manifesta come una mancata freschezza percepita dal consumatore, questo invecchiamento si può osservare anche con una diminuzione dei profumi (appiattimento dei caratteri organolettici). Si può arrivare ad avere un sapore alcolico (etanolo, acetaldeide, etil-acetato) causato da anossia o fenomeni fermentativi (da qui la conservazione in atmosfera protettiva); alcuni frutti diventano amari.

Fenomeni vegetativi

• Germogliamento (germogli, radici, abbozzi fogliari).
• Fioritura, sfioritura.
• Tropismi.

Perdite di acqua e calo peso

Traspirazione attraverso aperture naturali o ferite, inizialmente riduce la turgidità, in seguito si ha ad avvizzimento. I frutti impiegano giorni o settimane, i fiori lo fanno molto velocemente. In alcuni casi la perdita di acqua è voluta per la conservazione (es: funghi secchi, avvizzimento uve per vini). Ceralaccare il picciolo di alcuni frutti serve per sigillare la zona di taglio, evitando la perdita di acqua e l'ingresso di funghi e batteri. La perdita d'acqua aumenta se l'aria è asciutta, ben ricambiata e se la temperatura è elevata. Il calo di peso può essere molto accentuato, dal 3 al 10%.