15179 - MICROBIOLOGIA APPLICATA ALLE PRODUZIONI ANIMALI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento, lo studente conosce i principi di biologia dei microrganismi, possiede elementi di microbiologia del terreno e di microbiologia del tratto digerente di monogastrici e ruminanti; conosce le principali fermentazioni idonee alla trasformazione degli alimenti e la microbiologia degli insilati, nonché le basi per affrontare gli argomenti di igiene degli alimenti. In particolare lo studente è in grado di gestire gli elementi della bio-fertilità del suolo, le tecniche di insilamento e le principali fermentazioni alla base dell'attività lattiero casearia e del salumificio e anche agli alimenti fermentati derivati dagli animali selvatici.

Contenuti

Generalità . Campo di azione della microbiologia, definizioni generali. Cos'è un microorganismo. Composizione e funzioni generali della cellula microbica. Cellule eucariote e cellule procariote: differenze e caratteristiche in comune.

Struttura della cellula. Morfologia delle cellule batteriche; la parete cellulare, peptigoglicano. Colorazione di Gram: batteri Gram+ e batteri Gram-; membrana esterna e spazio periplasmatico dei batteri Gram-. Membrana plasmatica: funzioni strutturali e funzioni. Proteine di membrana e fluidità. Strati esterni (S-layer, capsule e polisaccaridi). Organi di movimento. Citoplasma. Ribosomi. Produzione di endospore. Morfologia della cellula eucariote. Parete, cloroplasti, mitocondri. Nucleo e cromosomi. Reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi.

Crescita. Terreni di coltura: definizione, classificazione, preparazione. Conteggio dei microrganismi. Curva di crescita microbica: fase lag, fase esponenziale, fase stazionaria e fase di morte. Principali fattori che influenzano la crescita microbica: temperatura, pH, aw, ossigeno.

Nutrizione e sistemi di trasporto. Componenti chimici. Micronutrienti. Energia (fototrofia, chemiotrofia, litotrofia). Sostanza organica (autotrofi, eterotrofi) .Fattori di crescita. Sistemi di trasporto (primario, secondario, traslocazione di gruppo)

Metabolismo microbico. Processi energetici. Fermentazione e respirazione. Trasporto elettronico, potenziale di ossidoriduzione e bioenergetica. Trasportatori di membrana e generazione della Forza Proton Motrice.

Cicli energetici . Glicolisi. Entner Doudoroff. Ossidazione dei pentoso fosfati. Fermentazioni: omolattica, eterolattica, alcoolica, acido mista, butandiolica, acetica, butirrica, dei bifido batteri, propionica, omoacetica, reazione di Stickland. Respirazione aerobica ed anaerobica. Ciclo di Krebs. Catabolismo delle macromolecole (acidi nucleici, proteine, polisaccaridi, lipidi e grassi).

Metabolismo assimilativo e biosintetico. Intermedi chiave. Gluconeogenesi. Ciclo di Calvin. Assimilazione dell'azoto. Assimilazione dell'ammoniaca e dello ione ammonio. Assimilazione del nitrato. Assimilazione dello zolfo. Assimilazione del fosforo. Biosintesi dei nucleotidi. Biosintesi degli aminoacidi. Biosintesi degli acidi grassi.

Genetica batterica. Genoma batterico e nucleoide. Organizzazione del cromosoma. Elementi genetici accessori (mobili) nei procarioti: plasmidi, genomi virali, sequenze di inserzione, trasposoni, integroni. Replicazione, trascrizione e traduzione dell'informazione genetica. Modalità di replicazione del DNA ed enzimi coinvolti. Trascrizione: fasi, ruolo di mRNA e fattori sigma. Traduzione: tRNA, codice genetico, sintesi proteica, ribosomi. Ruolo e funzioni degli operoni. Regolazione della trascrizione. Mutazioni. Ricombinazione. Trasferimento genetico orizzontale: trasformazione, trasduzione, coniugazione.

Classificazione batterica. Filogenesi. Metodi per la classificazione: genotipo e fenotipo. Definizione delle specie in campo microbico. Classificazione di Bacteria. Principali Phyla (Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria). Caratteristiche e collocazione dei principali gruppi microbici batterici: Pseudomonadacee, Enterobacteriacee, Batteri acetici, Acinetobacter e Chromobacterium, Vibrio e Photobacterium, batteri lattici, Bacillus, Clostridi, Stafilococchi, Micrococchi, Listeria, Corineformi, batteri propionici, bifidobatteri. Classificazione dei funghi: lieviti e muffe.

I microorganismi e gli alimenti di origine animale: alterazioni, patogeni e produttori di tossine. Cenni di trasformazioni microbiche: caseificazione, latti fermentati e carni fermentate

Esercitazioni di laboratorio Microscopio ottico. Curva di crescita microbica: numerazione e determinazione delle fasi di crescita di colture tramite metodi diretti (conteggio in piastra) e metodi indiretti (misura della densità ottica). Campionamento microbiologico tramite metodo di semina in piastra sia per sia per inclusione che per spatolamento superficiale. Conteggi e individuazione del carico microbico nel campione per i diversi gruppi microbici. Tecniche di isolamento di microrganismi su piastra; purificazione degli isolati e loro caratterizzazione: visione al microscopio (morfologia cellulare) e test della catalasi. Prove di fermentazione.

Testi/Bibliografia

Microbiologia Generale ed Agraria (a cura di Claudia Sorlini e Bruno Biavati). CEA Editrice Milano

 

Brock Biologia dei microorganismi. Pearson Editore

 

Metodi didattici

Lezioni frontali e esercitazioni pratiche in laboratorio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta finale che si articola in due parti. Tre domande a risposta aperta a ciascuna della quali viene associato un valore di 3 punti e 24 domande a risposta multipla, associabili ciascuna ad un massimo di un punto. La prova si protrae per 120 minuti e non è ammessa la consultazione di testi, appunti ed altri supporti. Per superare la prova è necessario che il candidato raggiunga almeno 18 punti. Il raggiungimento di un punteggio di 33 assegna al candidato la lode.

Strumenti a supporto della didattica

Diapositive delle lezioni

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fausto Gardini