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• Fonti di carbonio

I funghi sono eterotrofi e quindi hanno bisogno di fonte di carbonio organico per poter

svolgere le loro funzioni vitali. Le principali fonti di

carbonio li possiamo vedere dal grafico e si può

anche notare che non tutti i funghi usano la stessa

fonte: la maggiore fonte di carbonio sono i

monosaccaridi e quelle minori sono il metano e la

lignina questo dipende dalla loro complessità e da

enzimi non presenti nei funghi che sono capaci di

utilizzare quella fonte.

Mentre nel grafico sottostante possiamo notare la

crescita di un fungo con diverse fonte di carbonio:

il fungo deve fare un differente lavoro a seconda

delle complessità del carbonio.

L’utilizzo e la concentrazione del substrato varia a

seconda della fase in cui si trova il fungo in quel

momento:

- Fase vegetativa: poco esigente

- Fase riproduttiva: concentrazioni basse di

substrato.

• Fonte di azoto:

In primis bisogna far notare che nessun fungo utilizza l’azoto atmosferico come fonte di

carbonio.

Diversi utilizzano il nitrato come fonte di azoto, molti utilizzano l’ammonio e tutti usano gli

amminoacidi.

Vi sono dei mutanti che necessitano di amminoacidi particolari, ma sono rari in natura.

• Sostanze minerali:

bisogna tener conto che i macronutrienti servono in maggiori quantità. 13

• Sostanze di crescita:

di solito il fungo utilizzale vitamine, ma alcune specie hanno delle esigenze particolari.

• Temperatura:

i microorganismi si possono suddividere in base alle temperature di optimum di crescita:

- Psicrofili: 0-20° optimum tra i 10-12°

- Mesofili

- Termofili

- Pseudo termofili (hanno una curva più lunga)

Ma la maggior parte dei microrganismi hanno un

optimum che sta tra i 20 e i 30° circa.

• Attività dell’acqua:

i funghi amano attività dell’acqua molto alte ma vi è anche una parte di funghi che

tollerano anche attività dell’acqua inferiori:

- Aereazione:

I funghi sono la maggior parte aerobi ma i lieviti hanno una doppia respirazione: in

presenza di ossigeno respirano mentre in assenza fermentano.

Comunque i funghi sono abbastanza indipendenti dalle concentrazioni d’ossigeno.

- Illuminazione:

L’illuminazione non crea problemi, ma spesso influisce la riproduzione. 14

- pH:

Ci sono funghi che crescono anche a concentrazioni di pH elevate o basse. 15

I BATTERI cap.4

I batteri hanno diverse caratteristiche le quali:

- non sono in grado di effettuare penetrazione diretta

- prediligono ambienti subalcalini

- gran parte sono termofili

- hanno esigenze di acqua e umidità relativa superiori a quelle dei funghi

- diffondono a distanza con difficoltà

- i fitopatogeni non formano strutture di resistenza

- capsula composta di esopolipeptidi o esopolisaccaridi (EPS), considerati importanti

fattori di virulenza (sintomi idropici e occlusione vasi)

- parete: Gram+ (singolo strato con prevalenza di peptidoglucani, associati ad acidi

tecoici e/o proteine e raramente proteine) o Gram- (doppio strato, con

peptidoglucani presenti solo in quello interno, più sottile; nello strato esterno

lipopolisaccaridi, LPS, che svolgono importanti funzioni nei fitopatogeni). La gran

parte dei batteri fitopatogeni è Gram-

- flagelli, pili ,fimbrie: appendici filiformi di natura proteica con funzione

rispettivamente di movimento e ancoramento

Un patogeno per entrare e ammalare qualsiasi derrata alimentare deve compiere delle

“procedure”:

Stadio endofita: induzione della malattia, comune a fitopatogeni e saprofiti, si

1) svolge sulla superficie:

• a volte è caratterizzato da una fase di moltiplicazione;

• costituisce il momento di contatto tra ospite e microrganismo;

• la presenza del patogeno sulla superficie non determina, di norma, alcun danno

Penetrazione: passiva attraverso aperture naturali (stomi, lenticelle, idatodi, stigmi,

2) nettarili, peli) o ferite. I batteri si spostano nei liquidi presenti sulle e/o nelle aperture, se

sono mobili, o vengono risucchiati nel riassorbimento dell’acqua;

Stadio endofita: comune a fitopatogeni e saprofiti, si svolge all’interno dei tessuti, di solito

3) negli spazi intercellulari;

Ancoramento: si suddivide in due tipi:

4) • adsorbimento fase reversibile, aspecifica, istantanea al

riassorbimento dell’acqua;

• adesione fase irreversibile, si verifica entro poche ore con la

produzione di adesine (EPS, LPS) e termina con la

moltiplicazione

I sintomi sono differenti dai funghi perché i batteri hanno più

difficoltà a superare le nervature delle foglie e dei tessuti vegetali

e quindi creano delle macchie più scure angolate (macchie

idropiche).

Durante la moltiplicazione i risultati sono differenti da prodotto a

prodotto; alcune piante hanno anche una reazione contro i batteri

patogeni.

C’è un tipo di batterio appartenente alla categoria dei biotrofigi che convivono per un certo

periodo di tempo con i tessuti dell’ospite.

Altri patogeni rimangono in una situazione di endofita e poi successivamente si manifesta

con vari sintomi (nei tuberi non si nota tanto perché si diffonde all’interno). 16

17

LA PATOLOGIA VEGETALE

cap.5

La patologia si occupa delle malattie di origine biotica o microbiologica che crea una

modificazione della pianta.

La malattia è un concetto poco chiaro perché nelle piante succede che varia il suo

funzionamento perché cambia la sua fisiologia o nel genoma. Può essere anche

un’incapacità di fornire nutrienti in quantità e qualità adeguante a tutta la pianta stessa.

La malattia è visibile solo macroscopicamente e solo da quel momento di può dire che è

ammalata.

Le piante si ammalano solo a zone, ma se la situazione aumenta può compromettere la

situazione dell’intera struttura.

Le lesioni sono alterazioni localizzate e repentina causa di agenti discontinui; mentre le

malattie sono qualsiasi cosa che continua ed è prolungata nel tempo perché riesce a

sopravvivere nei tessuti della pianta.

N.B: le piante non guariscono perché il tessuto intaccato non riesce a recuperare.

Le malattie possono essere:

- Sistematiche: generalizzata all’intera pianta

- Localizzate: limitate ad una zona ben definita (organi o tessuti)

Cause di malattia:

- Biotiche: funghi,batteri, fitoplasmi, attinomiceti; virus, viroidi; piante parassite,

alghe; animali

- Abiotiche: fisiche o chimiche, come condizioni ambientali e/o pedologiche non

adeguate, eventi atmosferici, squilibri nutrizionali, inquinanti, agrofarmaci, eccetera

- Genetiche: difetti nella crescita incapacità di utilizzare i nutrienti ecc…

Le cause che ci interessano di più in questo corso sono quelle di tipo biotico.

• Il triangolo della malattia

Dato che definire o quantificare una malattia è complicato si

è inventato un sistema diverso e molto produttivo per farlo.

Tramite questo triangolo si può quantificare la gravitò

quantificando i fattori mediante la lunghezza dei suoi lati.

AB = ospite: Recettività: capacità di accogliere l’agente

o modificante o l’incapacità di difendersi

Resistenza

o Immunità: ospite non recettivo nei confronti del patogeno, ma bisogna tener

o conto che le piante non hanno un sistema immunitario

BC = ambiente:

Umidità

o Temperatura

o Presenza di antagonisti

o Presenza di vettori

o

CA = agente: 18

Patogenicità

o Virulenza

o Potenziale d’inoculo

o Adattamento all’ambiente

o

Al variare dei fattori varia anche la grafita della malattia (area triangolo).

Qualunque tipo di malattia ha un ciclo che varia a seconda dei fattori ed è caratterizzato

da passaggi:

La fase evidenziata in giallo è la fase di incubazione ed è il tempo che ci impiega il

microrganismo dalla penetrazione alla visione dei sintomi (periodo di incubazione).

• Classificazione delle malattie

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

patogeno:

- Epifitiche: non vi è penetrazione, ma creano delle

fumaggini (patine scure o chiare) non vi è nessun

rapporto tra fungo e pianta. Si manifestano solo sulle

foglie causando un abbassamento dell’efficienza della

fotosintesi causando una scarsa crescita dei frutti. 19

- Trofiche: profondo legame fra patogeno e ospite a livello citologico (vischio) tramite

degli austomi che penetrano nel fusto e possono creare

anche delle peronospore.

- Dello sviluppo (o auxoniche): con alterazioni dello sviluppo, come tumori, galle,

nanismo, gigantismo, ecc.

- Necrotiche: morte repentina di gruppi più o meno estesi di cellule, causato da

sostanze tossiche nella post raccolta. Condizionano solo la

qualità, ma non la genuinità.

- Vascolari: localizzazione del patogeno nelle trachee dello xilema con

manifestazioni di avvizzimento e di disseccamento.

- Litiche: lisi delle lamelle mediane, oppure delle pareti, operata da vari enzimi.

- Ipnochereutiche: distruzione di tessuti lignificati o in corso di lignificazione per

azione enzimatica; attacco molto lento. 20

Quelle che saranno per noi di maggiore interesse sono quelle:

- NECROTICHE: causano necrosi (solo superficie) hanno dimensioni contenute.

Fanno perdere di turgidità al tessuto causato anche da danni da freddo. Le tossine

causano una morte molto più veloce causando la permeabilità delle membrane

(equilibrio ionico) oppure causano modificazioni delle vie enzimatiche con accumulo

dei metaboliti o intermedi oppure influiscono i fattori di crescita (vitamine ecc…)

Le tossine possono essere estremamente selettive (specifiche per quel ospite) ma

la maggior parte sono aspecifiche (per tutti i tessuti vegetali)

- LITICHE: creano marciumi di forma tondeggiante come quelli prima ma possono

anche penetrare (diffusione in 3D). Di

colore scuro causato dalle sostanze

che si liberano (di fatti se c’è un

marciume in atmosfera modificata sarà

più chiaro). Sono evidenti perché

mantengono anche una percentuale di

acqua notevole al contrario delle

necrosi che si creano a discapito

dell’acqua presente nelle cellule.

Questo marciume deriva dagli enzimi

peptidici che colpiscono le pectine della lamella mediana e, a seconda di quanto ne

spezzano, si ha un marciume più o meno deliquescente.

Il danneggiamento avviene dopo perché, fino ad ora, abbiamo le cellule ancora

sane, ma successivamente si mostra la parete primaria composta da cellulosa ed 21

emicellulosa. Si avrà successivamente una rottura della cellulosa (anche da

patogeni secondari) causando, solo successivamente, la morte della cellula. 22

MECCANISMI DI DIFESA DEI VEGETALI

cap.6

Vi sono diversi tipi di difesa tra i quali:

- Resistenza strutturale: barriera fisica che impedisce di penetrare i patogeni

- Resistenza metabolica: reazioni chimiche che producono sostanze tossiche per i

patogeni o che creano condizioni sfavorevoli.

N.B: Entrambi i due meccanismi possono essere sempre presenti o attivarsi al presentarsi

del patogeno (pre-esistenti).

• Resistenza strutturale:

- Strutture preesistenti:

• Cere: formano uno strato idrorepellente che impedisce i ristagni

d’acqua e ostacola la germinazione o la moltiplicazioni del

patogeno

• Cuticola spessa: lo spessore blocca la penetrazione

• Parete cellulare: spessa e robusta impedisce la penetrazione

• Tomentosità: presenza di peli esterni del vegetale (foglie e

frutti) che impediscono la bagnatura e riduce la possibilità di

proliferazione dei patogeni

• Stomi e lenticelle: ridotte dimensioni e bassa frequenza

riducono la penetrazione.

- Strutture neo formanti in seguito all’infezione :

• Istologiche: apposizione di strati di sughero che impediscono

l’invasione oltre la lezione iniziale e la diffusione di eventuali

tossine o enzimi

• Strati di abscissione: strati di cellule che vengono staccate

determinano l’allontanamento di zone infette

• Formazioni di tille: inibiscono la diffusione del patogeno nei

vasi, ma il vaso muore

• Deposizione di gomme: si depositano rapidamente nelle cellule

e negli spazi cellulari e nei vasi bloccando il patogeno

- A livello cellulare :

• Strati di callosio: polisaccaride che si forma intorno allo stiletto

impedendo la formazione dell’austorio

• Reazioni del citoplasma: modificandosi rendendosi letale per la

vita del patogeno (la cellula muore però muore con se anche il

patogeno bloccando l’invasione)

• Ipersensibilità: necrosi delle cellule invase aumentando la

sensibilità della cellula che andrà a morire perché sottrarrà

nutrimento e substrato al patogeno.

• Resistenza metabolica:

- Fattori preesistenti :

• Sostanze ad attività antibiotica

• Mancanza di fattori essenziali

- Fattori indotti in seguito all’infezione : 23

• Fito alessine: sostanze antibiotiche a basso peso molecolare

prodotte in seguito all’esposizione di geni indotti dell’infezione

• Proteine legate alla patogenicità (SAR): resistenza sistemica

acquisita in seguito al trasporto di un segnale

• Cambiamenti nel corso della malattia

Durante lo svolgimento della malattia si possono subire cambiamenti a livello fisiologico:

- Attività respiratoria intensificata

- Produzione di etilene anticipata: nei tessuti in avanzato stato di alterazione la

produzione sarà minima; sono più colpiti i frutti climaterici

- Modificazione sostanze pectiche: rammollimento precoce diffuso a tutte le parti del

frutto con una riduzione delle pectine insolubili

- Modificazioni ad altri costituenti: contenuto di zuccheri diminuisce, contenuto di

acidi grassi diminuisce (utilizzati come fonti di carbonio) come anche le proteine. 24

FATTORI CHE DETERMINANO L’INSORGENZA DI

UNA MALATTIA

cap.7

Vi sono caratteristiche dell’ospite e del patogeno che possono predisporre oppure no

all’insorgenza dell’alterazione da parte del patogeno.

Le caratteristiche sono dovute da:

- Ospite: dipende molto la suscettibilità per varietà

- Patogeno

- Rapporto tra ospite e patogeno (specificità: la botritis cinereas è aspecifico)

- Condizioni climatiche

- Potenziale di inoculo

In generale i funghi sono patogeni sia per i frutti che per i vegetali, mentre i microrganismi

prediligono gli ortaggi per il loro livello di pH.

C’è anche da dire che i funghi si diffondono molto più facilmente (inoculo) rispetto ai

microrganismo che formano colonie.

• Fattori pre-raccolta:

- Cultivar : tra le molte varietà vi sono notevoli differenze strutturali (nella frequenza

delle apertura naturali, nelle caratteristiche organolettiche …) quindi si avranno

patogeni diversi e metodi diversi di difesa

- Materiale di propagazione : qualunque tipo di materiale può portare propagazione

- Pratiche culturali:

• Forma di allevamento

• Forma della chioma: più o meno aria che entra

• Densità d’impianto: quantità di piante per ettaro

• Rotazione: sia nutrizionale che per i patogeni che stanno su

una determinata pianta, ma se la cambio abbasso il potere di

inoculo del patogeno

• Solarizzazione: potere della luce solare come sterilizzante

tramite dei teli neri

• Fumigazione: con sostanze tossiche ma poco utilizzate in

questi tempi

• Condizioni nutrizionali: un eccesso di azoto può portare ad una

pianta prolifera, ma poco robusta

- Condizioni climatiche : potenziale di inoculo molto elevato con le piogge e il vento, i

funghi possono germinare e alcuni eventi atmosferici possono creare danni fisici

alla pianta

• Fattori di raccolta

- Data di raccolta : dipende dal numero di giorni dalla piena fioritura, colore forma,

durezza, contenuto di amido, zucchero, succhi ecc.., ma bisogna tener conto del

clima perché alcuni frutti non maturano bene in post-raccolta 25

- Condizioni ambientali : non si deve raccogliere quando piove o se i frutti sono

bagnati perché potrebbero insorgere ammuffimenti, no nelle ore calde o nei giorni

caldi perché il frutto ha maggiore traspirazione, ma con una minore disponibilità di

acqua che causa una minore turgidità delle cellule e quindi l’intero frutto è debilitato

già in partenza

- Disponibilità di persone e/o impianti

• Fattori post-raccolta:

I sistemi di difesa in post- raccolta si possono classificare in tre categorie:

Mezzi fisici

1) Mezzi chimici (utilizzati molto di più in campo)

2) Mezzi biologici (microrganismi)

3) Mezzi fisici

1)

- Temperatura : • Prerefrigerazione: utilizzata durante tutto l’arco della vita del

fungo, ma ha più effetto quando produce le spore perché è più

debole. Le basse temperature rallentano il metabolismo del

patogeno, ma la sensibilità varia da specie a specie, mentre

sull’ospite crea un rallentamento della respirazione (si

evidenzia molto nei frutti climaterici)

• Curing: si usano alte temperature, ma non per sterilizzare il

prodotto (35-55°), ma serve per influenzare l’ospite alla

resistenza sulle malattie facendo creare delle fito alessine con

attività tossica rispetto al patogeno. Sul patogeno ha un effetto

di inattivazione

- Umidità : si cerca di avere umidità molto elevate perché il frutto, anche se è staccato

dalla pianta, continue a respirare e una umidità troppo bassa causerebbe una

eccessiva traspirazione e di conseguenza un appassimento con conseguente

condensa sulla superficie che favorirebbe la crescita dei patogeni

• Germinazione dei patogeni

• Anossia cellulare

• Appassimento

- Composizione atmosferica: sull’ospite crea un effetto di rallentamento sulla

maturazione attraverso la riduzione della respirazione (ossigeno minore del 1%) e

con una elevata anidride carbonica si rallenta la produzione di etilene e si induce

quella di etanolo.

Ma sono trattamenti che vengono utilizzati per un breve periodo perché potrebbero

alterare le caratteristiche organolettiche, fermentazioni e citotossicità. Sul patogeno

gli effetti sono variabili da specie a specie: bassi valori di ossigeno funzionano

come germicida influenzando la crescita e la produzione di enzimi e anche effetti

batteriostatici, ma purtroppo non letali. Elevati concentrazioni di anidride carbonica

possono stimolare lo sviluppo di alcuni patogeni.

- Sostanze stimolanti (prodotte dal frutto): 26


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecnologie alimentari
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher stylerock87 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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