Microbiologia generale e alimentare

Programma in breve
Descrizione di microrganismi procarioti eucarioti e virus; caratteristiche morfologiche, metabolismo energetico e rapporti con l'ossigeno, esigenze nutrizionali e colturali, habitat, caratteristiche chimico-strutturali, immunologiche e genetico-molecolari. La crescita microbica, il metabolismo, le mutazioni, i meccanismi di scambio genico orizzontale. Definizione di specie microbica. Tassonomia e metabolismo dei principali gruppi microbici di interesse alimentare.
Principali caratteristiche fisiologiche dei microrganismi associati agli alimenti. Descrizione dei microrganismi implicati in intossicazioni, infezioni e tossi-infezioni alimentari. Microbiologia dei processi alimentari e degli alimenti. Principi di microbiologia industriale: dalla formulazione di un terreno colturale ai parametri coinvolti nella gestione di un processo microbiologico su scala applicata.
Programma dettagliato
Definizione di microorganismo. Struttura della cellula procariota e della cellula eucariota. Anatomia della cellula batterica: struttura, composizione chimica e funzioni della capsula, della parete cellulare, della membrana cellulare. Struttura di acidi teicoici e lipoteicoici. I sistemi di trasporto di membrana. La composizione chimica della cellula e i fattori nutrizionali. La crescita microbica: la crescita nei batteri e nel lievito Saccharomyces cerevisiae. Descrizione della curva di crescita. Descrizione dei metodi diretti e indiretti per la conta dei microorganismi. Il metabolismo energetico: respirazione aerobia e anaerobia, fermentazione. L'anabolismo e la definizione di auxotrofia e prototrofia. Le reazioni anaplerotiche. Principi di genetica microbica: struttura e composizione di DNA e RNA. La replicazione del DNA. Il codice genetico. L'organizzazione trascrizionale dei geni. La sintesi dell'RNA, la sintesi delle proteine. La regolazione genica: esempi di regolazione positiva e negativa. Le mutazioni e i meccanismi di riparazione genica. I plasmidi. I virus. I meccanismi di resistenza ai batteriofagi. I meccanismi di scambio genico orizzontale: la trasduzione, la coniugazione e la trasformazione. Principi di tassonomia batterica: la definizione di specie, l'approccio polifasico nell'identificazione delle specie. I geni ribosomali e la loro rilevanza nella tassonomia dei viventi. La reazione a catena della polimerasi: principi e applicazioni.
Presenza e sviluppo dei microrganismi negli alimenti. Le fonti di contaminazione nel processo produttivo e distributivo. I fattori che condizionano lo sviluppo microbico (temperatura, radiazioni, aw, pH ed acidi organici, potenziale redox, confezionamento in atmosfera modificata, conservanti e sostanze antimicrobiche naturali). Descrizione dei principali gruppi microbici di interesse alimentare e del loro metabolismo: batteri lattici, acetici, sporigeni, enterobatteri, pseudomonadaceae, micrococcaceae, bifidobatteri, e eumiceti). Azione dei microrganismi sugli alimenti: microrganismi protecnologici, indici di qualità. Malattie di origine alimentare. Le infezioni alimentari (Salmonella spp., Shigella spp., V. cholerae, L. monocytogenes ecc.), le tossinfezioni (B. cereus, Cl. perfringens), le intossicazioni batteriche (S. aureus, Cl. botulinum), fungine (micotossine), algali, ammine biogene e virus. Aspetti microbiologici dei più importanti prodotti alimentari (latte e derivati, cereali e derivati, carni e derivati, prodotti ortofrutticoli, acque, bibite, prodotti a bassa aw). Principi del sistema HACCP.
I prodotti della microbiologia industriale. Formulazione di un terreno colturale: ingredienti grezzi (fonti di carbonio, azoto, fattori di crescita) e terreni complessi. Il fermentatore e gli elementi che lo costituiscono. Parametri di processo e gestione di temperatura, pH, schiuma, aerazione e agitazione. Linea dell'aria e gestione dell'acqua in un impianto di fermentazione. Produzione di lievito da pane, birra, aceto, latti fermentati mesofili e termofili, funghi a carpoforo.