L’orzo è il principale ingrediente per la produzione della birra e contribuisce fino al 70% del costo per la produzione del malto e quest’ultimo concorre fino al 35% del costo per la produzione della birra (FAO, 2009).
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L’infezione da Fusarium spp. durante lo sviluppo della cariosside, può provocare una riduzione sia quantitativa che qualitativa delle materie prime per la produzione della birra. Infatti la cariosside infettata subisce modificazioni sia dell’ultrastruttura che del metabolismo, con conseguente riduzione della fitness germinativa (Sarlin et al., 2007). Una volta presente nella cariosside, il micelio del fungo provoca la rottura della pareti cellulari e la demolizione delle sostanze di riserva che utilizza per il proprio sviluppo vegetativo per completare il ciclo biologico (Schwarz, 2003). Le cariossidi infette, subiscono una riduzione della capacità germinativa del 45% rispetto a quelle sane (Oliveira et al., 2012; Schwarz et al., 2001).
Altro problema di tipo tecnologico è il “gushing” e cioè l’iper-produzione di schiuma che avviene nell’immediata apertura di una bottiglia, senza che ci sia stata una precedente agitazione del contenitore (Garbe et al., 2008) (Figura 2.1). Il gushing può essere associato ad un grande numero di fattori ed in base a questi Gjertsen (1967) ha distinto due categorie: gushing, primario e secondario. Nel gushing primario il fattore scatenante è la presenza di metaboliti prodotti da microrganismi fungini tra cui alcune specie di Fusarium presenti nel malto utilizzato per la produzione della birra (Sarlin, 2012). Il gushing secondario è invece causato da ioni metallici (in particolare Ni e Fe), impurità, ossalato di calcio e tensioattivi residui di prodotti utilizzati per la pulizia delle bottiglie. Di fatto il gushing secondario deriva da procedure non corrette intervenute nel processo di trasformazione (Gardner, 1973). Molti studi (Garbe et al., 2008; Gardner, 1973; Gjertsen, 1967; Sarlin et al., 2005; Sarlin et al., 2007; Schwarz et al., 1995) hanno evidenziato una stretta correlazione tra la presenza di specie di Fusarium associate alla FHB e il fenomeno del gushing (Sarlin, 2012). Questi funghi producono idrofobine, proteine extracellulari anfipatiche a basso peso molecolare 7-20 kDa (Wessels, 1996).
Da un punto di vista biologico, le idrofobine hanno un ruolo di primaria importanza sia per i processi morfogenici dei funghi, infatti sono implicate nella formazione di spore e corpi fruttiferi, sia per la modificazione dell’ambiente circostante dato che permettono di modificare da idrofila a idrofobica e vice versa la natura della superficie (cuticola e tessuti delle piante) con cui è a contatto l’ifa fungina, riducendo la tensione superficiale dell’acqua e facilitando l’adesione e/o penetrazione del fungo (Garbe et al., 2008; Wessels, 1996).
Grazie alle loro proprietà chimiche, le idrofobine sono in grado di formare strati con interfacce idrofile e idrofobiche, provocando una stabilizzazione delle bolle d’aria nel liquido. La riduzione della tensione superficiale, inoltre, porta ad un’ulteriore formazione di bolle che, nel caso in di un calo repentino della pressione, come avviene quando si apre una bottiglia, determina un incremento delle dimensioni di queste, con conseguente rilascio di CO2 dalla
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soluzione sovrasatura provocando il gushing (Gardner, 1973). La concentrazione di idrofobine che provoca il gushing è molto bassa e varia da 0,05 a 0,5 mg/kg (Sarlin et al., 2005). Ad oggi, per determinare il rischio di gushing, sono stati messi a punto numerosi test di laboratorio (Vaag et al., 1993). Il test sulle micotossine rientra fra questi, anche se le micotossine non provocano direttamente il gushing, ma la loro produzione è strettamente correlata con lo sviluppo e la crescita della biomassa di Fusarium (Garbe et al., 2007; Schwarz et al., 1995). La bibliografia riporta dati contrastanti sulla relazione tra il contenuto di DON e il potenziale di gushing. Sarlin et al. (2005) non ha trovato correlazioni tra la quantità di DON contenuto nei campioni di malto e il potenziale di gushing; in contrasto con quanto osservato da Schwarz et al. (1995), Garbe et al. (2007) e in particolare da Nielsen et al. (2014) il quale sul 70% dei campioni studiati con alti livelli di DON ha osservato fenomeni di gushing.
Per evitare il fenomeno del gushing e per ovviare alle altre problematiche legate alla presenza di funghi associati alla FHB dell’orzo, risulta fondamentale l’utilizzo da parte dell’industria maltaria di cariossidi sane (Buiatti et al., 2006). Oltre a problematiche di tipo tecnologico, esistono anche problemi di ordine sanitario. Infatti DON, la principale micotossina rilevata nell’orzo, è solubile in acqua, quindi facilmente estraibile dal malto e può essere presente nel prodotto finale (Nielsen et al., 2014).
Durante il processo di maltazione, si creano condizioni ambientali (20-25°C e 100% umidità relativa) idonee allo sviluppo del fungo e ne consegue un’addizionale produzione di DON. In particolare, la biosintesi di DON durante il processo di maltazione si concentra nella fase di tostatura (Nielsen et al., 2014) in cui, nonostante si raggiungano temperature sfavorevoli alla proliferazione di Fusarium, si producono grandi quantità di DON in risposta allo stress termico e la tossina, termostabile, rimane inalterata (Sarlin et al., 2005; Sarlin et al., 2007). Studi condotti da Oliveira et al. (2012) hanno evidenziando come su un campione di orzo infettato al 20%, la produzione di DON aumentasse del 75% durante la fase di tostatura. Negli ultimi anni, la produzione complessiva di orzo in Italia si è attestata sulle 950 mila tonnellate, di cui il 10% è costituito da orzo distico per malto da birra, ciò spiega il crescente interesse al contenimento delle malattie di questo cereale, che, da sempre, è stato considerato minore. Pertanto, anche i danni da FHB in orzo devono essere costantemente monitorati ed è fondamentale la conoscenza dell’epidemiologia della malattia. Per questa ragione sono state condotte prove sperimentali di inoculazione artificiale di Fusarium in cultivar di orzo distico ad uso maltario, per valutare la sintomatologia, l’incidenza, la severità della malattia, il danno sulla granella e la contaminazione da micotossine DON e T-2/HT-2.
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Figura 2.1: Effetto gushing in bottiglie di birra. Tratto da Linder et al. 2005.