Patologie delle derrate alimentari

Protezione degli alimenti: patologie delle derrate alimentari

Esercitazione: Banane dal campo alla tavola

La banana è un prodotto importante a livello mondiale per la sua produzione. Vengono prodotti 60 milioni di tonnellate all'anno, che sono separati in varie nazioni; India e Cina sono i maggiori produttori mondiali e quasi tutte sono destinate al mercato interno. Si tratta di altre varietà che non vengono esportate (dati FAO in etti ma più utilizzate tonnellate). Dopo questi due grossi produttori si ha una serie di paesi interessanti per la produzione mondiale che appartengono alla zona dell'America centro-meridionale e all'Africa; si ha anche una produzione europea, dove la Grecia produce 250mila tonnellate ed è il produttore europeo maggiormente interessato. La Turchia negli ultimi anni ha fatto molti investimenti in bananeti e l'Italia è il secondo produttore europeo (Sicilia).

Nella maggior parte del mondo le rese sono abbastanza comparabili se si vanno a togliere i paesi con problemi locali spesso legati all'acqua, ma per il resto si hanno produzioni interessanti: il Centro America e il Medio Oriente hanno produzioni simili, mentre i Caraibi soffrono una produzione che è un terzo di quella di Panama. I paesi importatori di banane dolci sono gli Stati Uniti, Germania, Russia, Belgio, Inghilterra, Giappone, Italia, Francia e Olanda (porto dove arrivano ma poi maggiori esportatori, solo transito). L'esportazione dal 1961 al 2012 è stata in continuo aumento a parte per i Caraibi, dove è stazionaria perché aveva già raggiunto fin dall'inizio la massima capacità di produzione ed esportazione (punto più vicino Atlantico per portare banane in Europa).

Il frutto della banana può essere usato verde o maturo e anche tutte le sue parti; le banane verdi sono fonte di amido quindi si ha la possibilità di usarlo come patate, cosa che succede in India e Cina. Nei paesi produttori di banana si ha una cultura della banana, tradizioni, leggende, storie. Il banano è una pianta da ombra, da sottobosco, non domina sulle altre; esistono diversi tipi di banane (colori, dimensioni, semi). La banana è un frutto a pireni, non ha semi quindi non nasce da fecondazione.

Le Musacee sono divise in vari gruppi nell'albero genealogico, tra cui la musa ensete e a un certo punto si ha la musa acuminata da cui deriva la Cavendish, che è quella che si mangia; prima però si mangiava solo la Gros-Michel, che è stata affetta da un batterio patogeno, quindi è stato necessario cambiare. Un ibrido tra la banana conosciuta e musa balbisiana dà origine ai platani che sono le banane verdi. Questo si è capito andando a studiare il genoma della pianta che c'è solo da 10 anni.

Produzione e gestione delle banane

A livello mondiale il mercato delle banane è un mercato da monopolio di tre società che gestiscono le esportazioni (Chiquita, Fyffes). La produzione delle piante per essere messe in campo è un'industria, si ha una moltiplicazione cellulare del callo di banana, una sorta di microtaglio in cui sono prodotti in vitro milioni di piante che poi vengono messe in campo e lasciate sviluppare. Le piantine sono prodotte in vitro e vengono fatte abituare all'ambiente esterno, al sole e alla temperatura in serre. La gestione dell'acqua è importantissima in quanto bisogna togliere quella in eccesso e portare quella che serve; i canali sono fatti per la maggior parte a mano. Gli impianti di irrigazione sono fatti per risparmiare acqua quindi si dà goccia a goccia per risparmiare perché ce n'è sempre meno; gestire l'acqua senza sprecarla è sempre fatto, si utilizzano laghi artificiali, tubature che richiedono investimenti, sistemi di filtrazione per evitare di avere sabbia, canali e opere per far compiere all'acqua salti di livello. Se ce n'è troppa viene portata via con canali di scolo scavati a mano.

Il banano è un grande germoglio, il fusto vero e proprio è sotto e poi emette dei polloni dove quello principale potrà il frutto e quando questo fusto erbaceo avrà prodotto il frutto verrà tagliato e il figlio sostituisce la pianta madre. Sotto la pianta si hanno polloni a diversa età pronti a partire; da quando parte il pollone alla raccolta del casco banane passano circa 9 mesi. La pianta ogni 9 mesi produce un casco e può andare avanti anni a produrre caschi anche per 20/25 anni. Il fusto dipende dalla nazione: nella Repubblica Dominicana è grande quanto una spanna, mentre a Panama raggiunge anche i 40 cm di diametro a parità di età in quanto cambia il clima. Dalla punta sbocciano un bocciolone e le bratte che coprono l'inflorescenza che inizia a pesare e all'interno ci sono i fiori che costituiscono il futuro casco di banane; i fiori possono essere mangiati, sono molto zuccherini e deperibili.

I fiori nascono girati in un certo senso e man mano che il frutto alla base si ingrossa si ribalta verso l'alto; si decide anche quanto grande deve essere il casco e quanti fiori potrà portare perché quelli giovani non daranno tanti frutti, si tagliano le mani in eccesso. Vengono poi insaccati in sacchi forati che servono per proteggere i caschi dagli insetti, da animali e a questo punto viene usato un codice a barre per calcolare poi quando sarà il tempo di raccolta perché nello stesso frutteto ci saranno frutti ad età diversa di maturazione; un'altra possibilità è la chiusura con laccetti colorati che sono molto efficienti e pratici. La raccolta è scalare tutto l'anno, 52 settimane all'anno e si cerca di avere una produzione abbastanza costante. Dentro al sacco per evitare gli sfregamenti le mani sono separate le une dalle altre perché il mercato occidentale vuole dei frutti perfetti; a un certo momento si fa il calibro della banana che lo decide chi le compra (paese compratore decide calibro).

L'operazione di raccolta prevede un colpo di machete per staccare il casco di banane e sistemi a teleferica per trasportarli senza farli urtare; la pianta viene tagliata e diventa sostanza organica per le piante, come anche i caschi non adatti. Si tratta di una produzione biologica. Le malattie delle piante; le banane prendono malattie nelle radici, nel fusto, nelle foglie e nei frutti e la più famosa è Panama disease, ovvero un fungo che cresce e ottura i vasi. Si possono poi avere fenomeni di antracnosi che è un fungo che si trova in campo e si ciba delle parti della banana.

Un'altra malattia importante e subdola che non si vede finché non si esportano banane, ovvero nella fase di trasporto e di conservazione dopo 9-14 giorni, è il marciume della corona, ovvero il pezzo di pianta che unisce i piccioli fra di loro; il crown rot è una tipica malattia da conservazione dei frutti. Non c'è un patogeno ma diversi patogeni che cambiano in base alla localizzazione geografica del bananeto con diversi agenti causali. I funghi principali che attaccano la corona appartengono al genere Fusarium e ce ne sono diversi quindi si tratta di un problema con tantissimi agenti che lo provocano.

Processo di lavorazione e confezionamento

I caschi vengono sezionati e bisogna sapere come tagliare i caschi per metterli in scatola nel modo in cui vengono richiesti dal supermercato; la lavorazione frutti è vista in previsione dell'ordine che il distributore fa. Vengono tolti i sacchetti, le protezioni di plastica interne (possono essere riciclate, anche i laccetti per essere contati e riutilizzati) e si procede con la pesata per vedere la produzione; da questo momento in poi le banane stanno all'ombra in modo da facilitare i lavoratori e per evitare che il frutto soffra le ustioni da caldo. Si fanno lavaggi con idropulitrici e saponi per togliere i residui di concimi e di insetti; il distributore potrebbe volere una mano con 5/6/7 banane quindi si inizia a smontare e tagliare i caschi facendo già una selezione del calibro, e poi vengono poste nuovamente in acqua. Si tagliano poi le mani nelle pezzature di come il supermercato vuole; se la banana non è perfettamente pulita viene lavata con spugna e sapone e poi vengono ributtate in acqua che serve anche perché rilasciano tantissimo lattice che si ossida e diventa scuro ed è un fattore estetico gravissimo: in acqua finisce il lattice che esce dalle ferite.

Gli scarti vanno a finire al compostaggio e si fa del concime organico da rimettere nei campi; le banane non conformi finiscono sul mercato locale (singole, rugginosità ma perfette dal punto di vista sanitario e organolettico) sfuse o incassettate. Si ha poi il confezionamento usando dei vassoi in cui ci deve essere il quantitativo esatto di banane della giusta dimensione; l'operatore sa già prendendo dalle vasche i pezzi giusti per comporre la scatola così come stato chiesto e se il vassoio deve pesare 18 kg più o meno un paio di etti va alla bilancia ma il peso è sempre esatto e la scelta pezzature è esattamente quella che serve; servono manualità, occhio ed esperienza. In alcune realtà le corone vengono trattate con fungicidi (se non biologiche), si pesa e poi viene posto il bollino (bio/panda) che viene attaccato a mano banana per banana prima di finire nella scatola. In base a tipi supermercati si ha la produzione di 70 tipologie di confezionamenti diversi anche se la banana è poi la stessa; si incastrano le mani di banane nelle scatole anche con divisori all'interno in modo che ci stiano tutte e dipende anche come vengono conservate (sacchetto forato o no).

A questo punto il più delle volte i pallet di banane vengono trasportati un paio di volte al giorno con il camion verso i punti di spedizione; alcuni lotti prendono scaldate altre un po' meno ma comunque stanno sempre all'ombra e a temperatura controllata. Con il trasporto si possono avere danni dati da fattori fisici; si ha poi il punto di raccolta dove si hanno celle di conservazione con aria raffrescata in quanto dal porto le navi partono due volte alla settimana. I pallet smistati vengono caricati sulla nave con gru a 5 pianti, viene poi tutto chiuso e sigillato con atmosfera controllata, alcune volte viaggiano in container; negli spazi vuoti si mette carta con camera d'aria per evitare gli urti. 12 giorni dopo in Europa si fa lo sbarco; si arriva così agli stabilimenti di maturazione per 36-48 ore e si utilizza un gas a base di etilene per indurre la maturazione finale in modo da consegnare al supermercato le banane mature. Si obbliga l'aria ad attraversare le scatole di banane che sono sempre forate perché l'aria deve passare all'interno e avere scambi veloci. Qualche anno fa si poteva fare l'ingiallimento della banana (shock alle cellule della buccia ma non all'interno) perché si faceva maturare al supermercato.

Si ha poi la vendita al consumatore; il momento esatto per mangiare una banana è quando si ha l'inizio di affioramento delle zone marroni.

Meccanismi di difesa dei tessuti vegetali

I meccanismi di difesa riguardano tutti i vegetali, sia coltivati che spontanei, e le piante li possono mettere in atto per difendersi da agenti patogeni di tipo abiotico; la malattia è sempre un'eccezione, normalmente una pianta fa di tutto per non ammalarsi e il patogeno è quello che l'evoluzione l'ha reso in grado di superare le barriere che la pianta pone di fronte. Ci sono due tipi di barriere: uno strutturale e quindi di tipo fisico e le risposte di tipo metabolico (elenco). In entrambi i casi ci sono barriere preesistenti anche nella pianta sana e una serie di barriere che vengono attivate al momento dell'infezione, dopo che si è avuta un'alterazione dei processi metabolici che scatenano le risposte da parte della pianta.

• Resistenza strutturale: le prime barriere più visibili sono di tipo strutturale e riguardano l'esterno dei tessuti vegetali; all'esterno di tutto si ha uno strato di cere che servono per far scivolare via l'acqua la cui presenza è fondamentale per lo sviluppo dei microrganismi quindi se non si ferma si ha già un grosso ostacolo per il patogeno nell'instaurare un rapporto con il tessuto vegetale (es. cera mele, anche banane e lavandole acqua scorre via in maniera quasi immediata, gocce sulle foglie).
• Le cere non sono facili da degradare quindi anche il patogeno che riesce a fermarsi sulla superficie trova poco nutrimento e benefici. Sotto le cere ci sono degli strati che sono mix di molecole dove la componente cera c'è ancora ma è mischiata con la cutina e queste zone prendono il nome generico di cuticola; anche in questo caso sono di materiali difficilmente degradabili, duri da essere forati quindi si ha una barriera meccanica nei confronti del patogeno.
• Sotto gli strati di cere e cuticola si incontrano le pareti del primo strato di cellule che sono relativamente rigide quindi offrono un ostacolo meccanico e i costituenti non sono così facilmente attaccabili dai microrganismi (solo alcuni, pochi).
• Queste strutture non sono uguali per tutte piante dal punto di vista quantitativo e qualitativo anche se si assomigliano dal punto di vista molecolare, si hanno variazioni dei componenti minori; inoltre, variano molto gli spessori che possono cambiare nell'evoluzione di un organo vegetale, di un frutto. Queste tre barriere sono molto variabili tra pianta e pianta e nel corso del tempo.
• Un altro aspetto sempre all'esterno delle piante che però non è sempre presente è la presenza di peli, i quali ostacolano la bagnatura dell'organo sottostante, non favoriscono la dispersione dell'acqua e hanno un effetto idrorepellente come le cere. I peli ghiandolari possono rilasciare sostanze odorose e molecole che hanno effetto contro gli agenti patogeni o gli insetti; la presenza di peli può essere più o meno accentuata tra pianta e un'altra, può cambiare nel corso della vita di un organo.
• Ogni pianta presenta barriere in maniera più o meno accentuata. Sempre all'esterno si può avere la presenza di stomi che sono una struttura fondamentale per i tessuti verdi in cui avviene lo scambio di gas altrimenti le cere e le cuticole sarebbero uno strato impermeabile anche ai gas; sono aperture che vengono regolate secondo vari fattori e sono una sorta di interruzione del normale strato epidermico di un organo quindi mettono in contatto diretto l'ambiente esterno con l'interno, sono delle porte di ingresso che possono essere sfruttate dai patogeni. Avere più o meno stomi può voler dire avere delle aperture in più o in meno; ci sono patogeni che leggono le differenze di CO2 o ossigeno e riescono a capire se sono vicini o no allo stoma perché sanno che quella è una via di ingresso.
• Analoghi agli stomi sono le lenticelle che non hanno dei sistemi di chiusura, sono delle lacerazioni dell'epidermide che sono presenti su tessuti più vecchi o sui tuberi e frutti e anche in questo caso si ha un'apertura e ci sono organismi che la sanno sfruttare per penetrare.

Ci sono poi strutture fisiche che si formano dopo l'infezione che possono essere di natura istologica o a livello cellulare. Le istologiche riguardano i tessuti: un aspetto è l'apposizione di strati di sughero quindi la produzione di suberina in alcuni tessuti nel tentativo di impermeabilizzarli anche dal punto di vista di scambio di gas; la pianta decide di costruire una barriera impermeabile all'acqua, ai gas ed eventuali tossine prodotte dai microrganismi e in più l'eventuale patogeno che viene a contatto ha poi una serie difficoltà a lisarlo e attraversarlo.

Può capitare che la pianta decida di isolare completamente un'area lacerata (foglia morsa, colonizzata da fungo o batterio) costruendo uno strato di sughero e rinunciando a quella parte preservando il resto dell'individuo. Questo può avvenire anche nelle polpe come ad esempio nelle pere e nelle mele colpite da chicchi di grandine; si procede con l'isolamento di qualche mm in profondità in modo che il tessuto lesionato diventi un'area non colonizzabile (zone imbrunite). La corteccia è costituita da tessuti morti resi sughero e quindi poi costituiscono uno strato naturale di difesa.

In qualche caso l'intervento del sughero è abbastanza netto in quanto si hanno strati di abscissione: la foglia isola una zona talmente tanto che questa può seccare e staccarsi (buchi, impallinatura). Lo strato di abscissione potrebbe formarsi in altre parti della pianta non in caso di patogeni ma anche in autunno per far cadere le foglie e quello che resta è una cicatrice già protetta. Un altro aspetto è quando si ha a che fare con patogeni vascolari (prodotto non arriva nemmeno alla raccolta/conservazione) che crescono all'interno dei vasi della pianta e il tentativo di difesa è la loro chiusura grazie alla formazione di tille che vanno a invadere il lume e lo tappano; il patogeno è costretto a uscire e cambiare vaso rallentandone lo sviluppo e sacrificando dei vasi come estremo tentativo di fermare la colonizzazione.

Un'altra soluzione per bloccare i patogeni è la produzione di gomme, muchi, resine per riempire gli spazi intracellulari con una massa amorfa composta da polisaccaridi che vanno ad ostacolare l'avanzata del patogeno; esempi di gomme sono sugli alberi di albicocche, pesche, susine o all'interno delle pesche nel nocciolo. Queste gomme sono fatte spendendo energia in quanto bisogna lisare pareti. A livello cellulare e quindi nel piccolo una delle soluzioni che le piante adottano è di rinforzare il punto in cui il fungo cerca di forzare una parete; se si rallenta l'avanzata dell'ifa si riesce a bloccare e spesso degenerare prima il patogeno.

Un'altra soluzione che alcune piante possiedono è l'ipersensibilità: quando una cellula o poche cellule vengono invase la pianta preferisce devitalizzarle rinunciando in modo da fermare l'avanzata, è un meccanismo di morte programmata che viene attivata nel momento in cui il patogeno entra. Il patogeno si ferma o viene rallentato molto. Il tessuto ha sacrificato poche cell...