Protezione degli alimenti - patologia delle derrate vegetali

Cambiamenti delle derrate vegetali

Raccolta, centrali di conservazione e distribuzione post raccolta

Durante la post raccolta si ha una perdita che va dal 10 al 30% a livello mondiale (alcune volte anche il 50%) dovute ai climi variabili delle diverse parti del mondo, condizioni delle centrali di conservazione più o meno evolute ecc. (es: mele della Valtellina con caratteristiche particolari perché la conformità del paesaggio ne permette la produzione).

Qualunque derrata è suscettibile di perdite: la frutta e gli ortaggi freschi sono quelli più suscettibili, poi troviamo gli ortaggi tecnologicamente trattati e infine i cereali. I cereali pur essendo i meno deperibili, sono quelli più attaccabili dagli insetti. Le perdite sono dovute a modificazioni di vari tipi:

• Fisiologiche
• Fisiopatiche
• Di tipo chimico
• Di tipo fisico
• Di tipo microbiologico

Le perdite dovute a tutte queste modificazioni causano una perdita economica e dei problemi sanitari sia per il consumatore che per l'imprenditore.

Cambiamenti fisiologici

Questi cambiamenti spesso non sono desiderabili perché il tessuto del prodotto ortofrutticolo è un prodotto vivo che dalla maturazione passa alla senescenza. I fattori che subiscono variazioni sono:

• Alterazione della pigmentazione: demolizione della clorofilla con la logica comparsa dei flavonoidi e carotenoidi (colore rosso e arancione). Questa trasformazione è positiva per i frutti colorati perché sta a indicare una maturazione (mele, arance…), ma negativa per gli ortaggi verdi perché è indice di senescenza.
• Alterazione della polpa: l'intenerimento è dovuto all'assottigliamento della parete cellulare causando la deformità delle cellule e cambiamento di volume. In alcuni frutti succede un fenomeno di farinosità dovuto dalle cellule che non sono più dure e unite e quindi quando, per esempio le mele vengono addentate, le cellule si separano nettamente, ma non si spezzano; così facendo anche i liquidi contenuti al loro interno fuoriescono.
• Alla polpa avviene anche un altro fenomeno che è quello di una maggiore fibrosità causato dalla lignificazione di alcuni tessuti (es. parte centrale del kiwi).
• Degradazione dell’amido: causa un aumento della dolcezza (patate che diventano nere).
• Anomalie di sapore: man mano che il frutto supera il periodo di maturazione le reazioni dei suoi tessuti vivi utilizzano gli zuccheri presenti e gli acidi organici come substrato per le reazioni causando una loro diminuzione e quindi un cambiamento di sapore.
• Attività vegetativa: visibile dalla germogliazione, fioritura, sfioritura, emissioni di radici, foglie e tropismi (fenomeno delle piante che seguono la luce).
• Perdita di acqua: avvizzimento e perdita di peso dovuto da una normale traspirazione tramite stomi e lenticelle o dovuto da ferite causando una perdita di turgidità non reversibile.

Cambiamenti fisiopatici

Questi cambiamenti sono dovuti da:

• Raffreddamento: l'acqua si cristallizza creando rigonfiamenti che feriscono il plasmalemma. I prodotti in base alla loro suscettibilità da raffreddamento si suddividono in:
  • Suscettibilità elevata (>10°) banane, pompelmi, frutti tropicali ecc.
  • Suscettibilità media (tra 5 e 10°) peperoni, cetrioli, arance.
  • Suscettibilità bassa (tra 0 e 5°).
• Il raffreddamento causa (Eziologia) modificazione della struttura delle membrane da liquido-cristallina a solido-cristallina con conseguente aumento della permeabilità, ma in molti casi può essere reversibile. Le varie sintomologie sono: mucillagine, imbrunimenti, disfacimenti dei tessuti, addolcimento, alterazione della respirazione anomalie nella maturazione…
• Composizione atmosfera: la carenza d'ossigeno causa imbrunimenti, sapore e odore da fermentazione, mentre un eccesso di anidride carbonica provoca una decolorazione dell'epidermide, imbrunimenti e “cuore duro” dell'actinidia (kiwi).
• Illuminazione: i leucoplasti con la luce producono clorofilla e alcaloidi tossici causando un inverdimento delle patate.
• Fenomeni chimici:
  • Gas tossici
  • Agro farmaci (pesticidi) tossici per gli organismi bersaglio con una fitotossicità che è la capacità di danneggiare i tessuti se non vengono utilizzati come da norme previste per l'uso.
• Fenomeni fisici e meccaniche: lesioni da taglio, da impatto, abrasioni ecc.
• Microrganismi: dovuti da funghi e batteri.

Funghi

I funghi, una volta, venivano definiti nella famiglia delle criptomane (piante nascoste), ma ora questa definizione non viene più utilizzata perché non vengono più considerati piante tranne per alcuni funghi. Nei funghi sono compresi anche le muffe, ma sono chiamate funghi filamentosi. I funghi sono più frequenti dei batteri perché:

• Sono tendenzialmente più abituati a temperature fredde
• Amano gli ambienti acidi (frutti più acidi degli ortaggi)
• Per riprodursi usano le spore che sono veicolati da acqua, aria e insetti e sono più resistenti dei batteri perché sono “un embrione” quiescente che si attiva solo se su un substrato adeguato

Il concetto di cellula viene abbandonato perché si parlerà di ife che coesistono in un insieme di citoplasma; quindi dato che le cellule formano un tessuto e a loro volta formano degli organi, non si parlerà né di tessuti né di organi veri e propri. Il corpo dei funghi si chiama tallo che varia di morfologia da specie a specie. Lo si può trovare però in due forme ben distinte:

• Olocarpico: lo si trova nei funghi più primitivi, a maturità si differenzia trasformandosi in struttura riproduttiva non dando vita a nuove strutture.
• Eucarpico: si differenzia in strutture vegetative e riproduttive che producono strutture riproduttive (spore). La parte vegetativa non si riproduce.

Ifa

Le ife sono grandi dai 3 ai 10 micron, ma la lunghezza può variare. Vi sono anche funghi levuliformi (lieviti) nei quali le ife sono tondeggianti e si riproducono per gemmazione al contrario degli altri che hanno una crescita filamentosa o miceliare. In alcune specie si può trovare il dimorfismo; fenomeno che permette di avere entrambe le riproduzioni a seconda delle condizioni ambientali. Es. la candida si trova sotto forma di muco nell'ospite mentre in coltura si trova sotto forma di “singole unità”.

Le ife possono essere settate o asettate; le seconde sono tipiche dei funghi primitivi perché sono più legati all'ambiente marino. Questi setti sono quasi sempre presenti con un foro al loro interno che permette il passaggio di nuclei e materiale tra un'ifa e l'altra; questo vuol dire che anche se al microscopio si vedono che sono separate non è così.

Le ife però non sono sempre aperte; quando si devono riprodurre o quando vengono danneggiate, per non perdere del materiale si chiudono formando dei setti completi. In generale i setti servono per evitare che durante gli sbalzi termici, di pressione ecc. l'ifa si rompa, grazie alla resistenza conferita che evita il collasso (es: tubo della doccia).

Nei funghi detti “da bosco” il foro tra un'ifa e l'altra è un ispessimento il quale facilita il passaggio di materiale. La struttura dell'ifa è una struttura eucariote ed è quindi formata da:

• Parete: formata da polisaccaridi come chitina o cellulosa
• Capsula: solo in alcuni funghi
• Plasma lemma: gestisce gli scambi tra in e out
• Organuli
• 2 o più nuclei

L'ifa è dividibile in 4 zone:

• Zona Alfa: parte che non vi è accrescimento e non esiste parete.
• Zona Beta: avviene la crescita vera e propria perché l'apparato vescicolare apporta parecchio materiale. C'è una parete monostratificata e le fibrille di chitina sono tenute insieme da glucano di forma amorfa che fa da riempitivo.
• Zona Gamma: vi è la massima elasticità ma con parete sempre monostratificata. In questa zona può avvenire la diramazione.
• Zona Delta: parte vecchia con vacuoli con accumulo di sostanze di riserva e la parete è a doppio strato che crea il rinforzo della struttura.

Crescita

La crescita senza ostacoli è caratterizzata da una forma circolare (apicale), mentre se è in coltura agitata risulterà tondeggiante. La ramificazione è sempre dicotonica (da una ifa può nascere un'altra ifa creandone due) e tendono sempre ad allontanarsi tranne nella parte vecchia di esse nella quale si creano delle anastomosi (ponti tra ife) tramite lo scioglimento delle loro pareti per poter scambiare il loro materiale citoplasmatico. Se hanno uno stimolo (nutriente) è l'unico caso che le ife tendono a riavvicinarsi tra loro. Dato che i funghi hanno questa crescita circolare hanno caratterizzato l'avvistamento dei “cerchi delle streghe”; il micelio si dirama, ma quando trova le condizioni adatte spunta fuori.

Funzioni delle ife

Le ife modificano la loro struttura per svolgere funzioni particolari per migliorare le loro condizioni e facilitare la crescita del fungo.

• Rizoidi: servono per ancorarsi meglio al substrato.
• Spore: cellule disidratate in grado di disperdersi nell'ambiente per resistere a condizioni avverse e, successivamente, generare (o rigenerare) un individuo vitale, in habitat più adatti alle loro condizioni di vita (temperatura ottimale, presenza di acqua e di sostanze nutrienti).
• Clamidiospore: spore più semplici da produrre costituite da una parte di micelio vecchio con tante sostanze nutrienti che si stacca dal micelio “madre”.
• Sclerozi: aggregati neri di ife visibili ad occhio nudo formate da ife superficiali morte (più resistenti e inscurite perché hanno assorbito melanina) mentre quelle interne servono come riserve (es: segale cornuta).
• Appressori: nei funghi patogeni vegetali che formano degli ingrossamenti all'apice con funzione di ventosa e perforante della superficie dell'ospite.
• Fronde miceliali o austorio: hanno la stessa funzione degli appressori, ma lo stiletto circonda la cellula ospite senza perforarla così da farla restare più in vita, ma sempre sfruttandola per i suoi nutrienti.
• Arbuscoli: creano delle situazioni di equilibrio tra il fungo e l'organismo ospite (es: porcini).
• Trappole: servono per intrappolare insetti patogeni per le piante, ma fintodi nutrienti per i funghi.
• Rizomorfe e cordoni: creano marciumi radicali (es: i chiodini formano questi marciumi sulle radici delle piante creando un disagio per il possessore della pianta; è per questo che non è un fungo coltivabile).

Situazione tassonomica

Sono un grosso gruppo situato negli eucarioti.

La riproduzione

Vi sono tre tipi di riproduzione:

• Sessuata (teleomorfa): riproduzione vera e propria, avviene per ricombinazione originando spore sessuate che caratterizzano i vari funghi
  • Oospore
  • Zigospore
  • Ascospore funghi veri e propri
  • Basidiospore
• Asessuata (omorfa): nessuna fusione gamica e produce spore asessuate contenute in sporaggi.
• Vegetativo: meno frequente, porzione di micelio che si stacca dal micelio madre (sclerozzi, clamidiospore).

Nel ciclo di un fungo possiamo trovare tutte e tre le procedure descritte sopra. La riproduzione sessuata (più resistente) avviene quando l’ospite non è presente perché serve per conservare la specie e ricombinare il genoma, mentre la riproduzione asessuata serve per la diffusione della specie.

Ora analizzeremo i principali raggruppamenti tassonomici di “funghi” d’interesse alimentare. La prima colonna sono i nomi in uso la seconda sono denominazioni usate nel passato ma