Microrganismi antagonisti per il biocontrollo dei marciumi post-raccolta

Le perdite post-raccolta di frutta e verdura sono un importante problema a livello globale, e sono spesso dovute all'insorgenza di marciumi causati da funghi patogeni.

Tradizionalmente, la difesa contro queste malattie si basa sull’utilizzo di fungicidi sintetici, ma crescenti preoccupazioni ambientali e sanitarie stanno incentivando la ricerca di alternative più ecocompatibili.

Figura 1. Fattori che contribuiscono al deterioramento delle prugne e delle ciliegie prima che raggiungano il mercato. 

Tra le strategie più promettenti vi è l'impiego di agenti microbici antagonisti, ossia microrganismi che contrastano lo sviluppo dei funghi patogeni, in combinazione con il bicarbonato di sodio, un composto a basso impatto ambientale e già ampiamente impiegato nel settore alimentare.

Studio spagnolo sui lieviti antagonisti

Un recente studio dalla Spagna ha valutato l’efficacia di quattro lieviti (Cryptococcus laurentii, Trichosporon pullulans, Hanseniaspora uvarum e Pichia guillermondii) e due batteri (Bacillus subtilis e Pseudomonas syringae) contro i principali funghi responsabili dei marciumi post-raccolta di ciliegie e susine.

Figura 2. Influenza di diverse concentrazioni di inoculazione di antagonisti microbici ( H. uvarum e P. guillermondii ), da soli o in combinazione con bicarbonato di sodio, sul ciliegio dolce post-raccolta in condizioni ottimali per indurre danni biotici (25 °C e 90-100% HR). Le medie ± DS presentate in ogni barra seguite dalle stesse lettere non sono significativamente diverse (test di Tukey, p < 0,05). 

In particolare, lo studio ha analizzato le cultivar “Sweethearts” e “Angeleno”, rispettivamente per il ciliegio ed il susino.

I trattamenti sono stati testati sia in situ, ovvero direttamente sulla frutta, sia in vivo, simulando le condizioni di conservazione e distribuzione.

Figura 3. Influenza di diverse concentrazioni di inoculazione dell'antagonista di P. guilliermondii sul ciliegio dolce post-raccolta a temperatura di refrigerazione (0 °C). Le medie ± DS presentate in ogni barra seguite dalle stesse lettere non sono significativamente diverse (test di Tukey, p < 0,05). 

I risultati hanno mostrato che i lieviti P. guillermondii e H. uvarum hanno avuto un'efficace azione protettiva, specialmente in combinazione con il bicarbonato di sodio, inibendo lo sviluppo di patogeni come Monilinia laxa e Botrytis cinerea, responsabili rispettivamente delle malattie del marciume bruno e della muffa grigia.

Effetto sinergico e conservazione

Nei test in situ, l’effetto sinergico tra gli antagonisti ed il bicarbonato di sodio si è rivelato particolarmente efficace.

Questo effetto può essere attribuito alla capacità del bicarbonato di alterare la pressione osmotica, indebolendo le strutture cellulari dei funghi e potenziando così l’azione dei lieviti antagonisti.

Inoltre, l’uso combinato con il bicarbonato (al 2%) ha dimostrato di migliorare la conservazione della frutta, mantenendo intatte le sue proprietà organolettiche e prolungando la durata di conservazione.

Tuttavia, nei test in vivo, che hanno simulato le condizioni reali di trasporto e stoccaggio, l’efficacia dell’associazione non ha mostrato lo stesso livello di efficacia osservato nei test in situ, indicando la necessità di ulteriori studi per ottimizzare le applicazioni pratiche di questa metodologia.

Concentrazione e applicazione pratica

La concentrazione degli antagonisti microbici è un aspetto importante.

Per garantire un controllo efficace delle infezioni fungine, è fondamentale che la popolazione microbica presente sulla superficie della frutta sia sufficientemente numerosa da contrastare lo sviluppo dei patogeni.

I test hanno mostrato che concentrazioni elevate di P. guillermondii possono ridurre significativamente il tasso di deterioramento delle ciliegie durante la commercializzazione, mentre concentrazioni più basse risultano meno efficaci.

Inoltre, l’utilizzo di trattamenti pre-raccolta potrebbe rappresentare una strategia ancor più efficace per migliorare il controllo delle malattie nel post-raccolta.

Prospettive future e conclusione

La combinazione di bicarbonato di sodio e microrganismi antagonisti si prospetta dunque un’alternativa promettente ai fungicidi di sintesi per la gestione delle malattie post-raccolta del ciliegio e del susino.

Questa strategia presenta diversi vantaggi, tra cui un ridotto impatto ambientale, una minore probabilità di sviluppo di resistenze da parte dei patogeni ed una maggiore accettazione da parte dei consumatori.

Tuttavia, per un’applicazione su larga scala, sarà necessario approfondire con ulteriori studi la stabilità e l’efficacia di questi trattamenti in condizioni operative reali, nonché comprendere appieno le modalità d'azione dei microrganismi antagonisti e l'eventuale impatto dei metaboliti antimicrobici (sebbene sia generalmente considerato trascurabile).

Fonte: Navajas-Preciado, B., Rocha-Pimienta, J., Martillanes, S., Galván, A., Izaguirre-Pérez, N., & Delgado-Adámez, J. (2024). Application of Microbial Antagonists in Combination with Sodium Bicarbonate to Control Post-Harvest Diseases of Sweet Cherry (Prunus avium L.) and Plums (Prunus salicina Lindl.). Applied Sciences, 14(23), 10978. https://doi.org/10.3390/app142310978 

Fonte immagini: Navajas Preciado et al., 2024; SL Fruit Service

Andrea Giovannini
Università di Bologna

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