96459 - MICROBIOLOGIA GENERALE E ALIMENTARE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente conosce i principi della microbiologia generale ed i parametri che regolano lo sviluppo e l'inibizione dei microrganismi negli ecosistemi microbici, ed ha acquisito le competenze atte a garantire sicurezza e qualità microbiologica nelle filiere alimentari e l'utilizzo dei processi microbici per la produzione di alimenti fermentati e funzionali.

Contenuti

Classificazione batterica. Filogenesi. Metodi per la classificazione: genotipo e fenotipo. Definizione dei principali generi e specie di interesse per la microbiologia degli alimenti. 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. Riproduzione sessuale e riproduzione asessuale; ascomiceti e basidiomiceti.

Struttura della cellula. Composizione e funzioni generali della cellula microbica. Morfologia e struttura delle cellule microbiche. Cellule eucariote e cellule procariote: differenze e caratteristiche comuni. Formazione di spore

Crescita cellulare. Terreni di coltura: definizione, classificazione, preparazione. Conteggio dei microrganismi. Curva di crescita microbica: fase lag, fase esponenziale, fase stazionaria e fase di morte. Crescita diauxica, chemostati. Concetto di omeostasi. Principali fattori intrinseci ed estrinceci che influenzano la crescita microbica

Nutrizione e sistemi di trasporto cellulari. Componenti chimici. 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 di elettroni, potenziale di ossidoriduzione e bioenergetica. Trasporatori di membrana (NADH, chinoni, citrocomi, proteine Fe S, flavoproteine). Forza Proton Motrice, ATP CoA. Generazione di FPM: fasi. ATPasi

Cicli energetici. Glicolisi. Entner Doudoroff. Ossidazione dei pentoso fosfati. Fermentazioni: omolattica, eterolattica, alcoolica, acido mista, butandiolica, acetica, butirrica. Respirazione aerobica ed anaerobica. Ciclo di Krebs. Catabolismo delle macromolecole

Virus: struttura virale, materiale genetico dei virus. Replicazione virale: Fagi virulenti e fagi temperati. Caratteristiche della lisogenia.

Ruolo di microrganismi patogeni, utili e dannosi negli alimenti: i microrganismi e la qualita' degli alimenti: impatto dei microrganismi su sicurezza igienica e qualita' sensoriale e nutrizionale degli alimenti. Impatto dei microrganismi patogeni e degradativi sulla gestione della qualita' degli alimenti. La crescita dei microrganismi: condizioni ottimali, condizioni di stress. Cinetiche di crescita e di morte e tipologie di fattori che ne condizionano lo sviluppo/morte. L'ecologia microbica applicata agli alimenti.

Fattori che influenzano lo sviluppo e la sopravvivenza dei microrganismi negli alimenti: Fattori intrinseci: pH, attivita' dell'acqua, potenziale di ossido-riduzione, microstruttura, nutrienti composti antimicrobici. Fattori estrinseci: Temperatura, umidita', composizione gas nello spazio di testa, interazioni microbiche. Contaminazioni di superfici: Fattori che determinano adesione e formazione di biofilm.

Il controllo dei microrganismi: Trattamenti fisici, fisici e biologici: Utilizzo di temperature, pressioni, radiazioni ionizzanti, miscele di gas, sostanze antimicrobiche di sintesi e naturali, colture microbiche protettive. Trattamenti combinati: Effetto di trattamenti tecnologici combinati sulla sopravvivenza e sviluppo dei microrganismi. Controllo della contaminazione, sviluppo e sopravvivenza negli alimenti. Principali gruppi microbici di interesse alimentare: Pseudomonadaceae, Batteri acetici, Enterobacteriaceae (Coliformi, E.coli), Micrococcaceae, Batteri lattici, Bifidobatteri, Batteri propionici, Bacillaceae, Clostridi, Lieviti, Muffe.

Fattori di rischio nell'ecosistema alimentare: Influenza di formulazione, processo e della distribuzione sulla la contaminazione, lo sviluppo e la sopravvivenza microbica, microflora associata a specifici alimenti.

Durante il corso verranno anche svolte esercitazioni di laboratorio riguardanti:

• l’uso del microscopio ottico per l’osservazione della morfologia delle cellule microbiche di lieviti, batteri e muffe
• le tecniche per l’isolamento, la purificazione e la conservazione di isolati di interesse alimentare
• le tecniche di colorazione per la differenziazione e messa in evidenza di componenti della cellula microbica: colorazione di Gram, colorazione delle spore e della capsula
• test fisiologici e reazioni enzimatiche per la caratterizzazione degli isolati: catalasi, ossidasi,
• test per valutare le esigenze degli isolati in termini nutrizionali, di rapporti con l’ossigeno e la temperatura
• l’enumerazione di colture cellulari mediante metodi diretti ed indiretti: densità ottica, conteggio diretto in piastra
• la valutazione dello sviluppo di colture cellulari mediante tecniche di semina su piastra per inclusione e per spatolamento superficiale
• l’analisi dei dati sperimentali: costruzione di curve di crescita e determinazione delle fasi di crescita di colture cellulari

Visite guidate

 

Si rende necessario per gli studenti svolgere in via preventiva e obbligatoria la formazione sul tema della sicurezza.

 

Testi/Bibliografia

• Brock. Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale. Pearson editore
• B. Ray 2003 Fundamental Food Microbiology CRC Press
• Giovanni Antonio Farris, Marco Gobbetti, Erasmo Neviani, Massimo Vincenzini Microbiologia dei prodotti alimentari (2012) Casa Editrice Ambrosiana ISBN: 978-88-08-18246 (ultima versione pubblicata)
  
• Materiale didattico relativo alle lezioni

Metodi didattici

Lezioni frontali, seminari, visite didattiche in aziende della ristorazione e del catering e analisi di case studies

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale. L'esame consiste, generalmente, di tre domande volte ad accertare le conoscenze di base della microbiologia, dei fattori che influenzano l'ecologia microbica e della loro applicazione negli ecosistemi alimentari principali.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC, slides, filmati

Link ad altre eventuali informazioni

https://www.researchgate.net/profile/Andrea_Gianotti

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Gianotti