Industrie agrarie e microbiologia

Introduzione al corso. Presentazione del programma e delle finalità del corso. Modalità di svolgimento delle esercitazioni di laboratorio e delle prove di esame. Morfologia e citologia dei microrganismi. Relazioni filogenetiche tra cellule procariote (Bacteria ed Archea) e cellule eucariote. Morfologia dei batteri. Morfologia, fisiologia, ecologia e tassonomia dei miceti. Struttura della cellula procariota: parete cellulare, strutture esterne alla parete, membrana citoplasmatica, citoplasma, ribosomi, inclusi citoplasmatici, genoma batterico. La spora batterica; struttura e differenziamento. Nutrizione dei microrganismi, crescita e tecniche microbiologiche. Esigenze nutrizionali dei microrganismi e tipi nutrizionali. Tecniche colturali. Batteri aerobi, facoltativi, microaerofili, anaerobi obbligati. Tolleranza ed intolleranza all'ossigeno. Crescita microbica: definizione, misurazione, curva di crescita, coltura in continuo; influenza dei fattori ambientali sulla crescita microbica (nutrienti, pH, temperatura, ossigeno ecc.). Controllo dei microrganismi mediante agenti fisici e chimici. Elementi di tecniche di microscopia. Biofilm. Genetica microbica L'informazione genetica nei batteri: cromosoma batterico, plasmidi e trasposoni. Le mutazioni: selezione e identificazione dei mutanti. Trasferimento orizzontale di informazione genica tra i batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione. I batteriofagi: ciclo litico e lisogenia. Viroidi e prioni. Regolazione del metabolismo. Metabolismo microbico. Metabolismo energetico. Le strategie metaboliche dei microrganismi. Respirazione aerobica di composti organici; le ossigenasi nella degradazione dei composti organici. Le applicazioni: produzione di acido acetico, compostaggio e trattamento aerobico di suoli contaminati. Respirazione aerobica dei composti inorganici. Respirazione anaerobica. Le applicazioni in campo: depurazione biologica delle acque, desolfatazione dei monumenti e produzione di metano. Le principali fermentazioni e relativi gruppi fisiologici fermentanti e le applicazioni di interesse industriale. Fotosintesi ossigenica ed anossigenica e gruppi di batteri fotosintetici. Biologia dell'azotofissazione e sue applicazioni. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). Principi di ecologia microbica. Cicli biologici degli elementi e principali gruppi microbici coinvolti. Simbiosi tra microrganismi, microrganismi e piante (micorrize, attinorrize e rizobi), tra microrganismi e animali (rumine, intestino). Criteri e metodi per la tassonomia dei batteri. Esercitazioni in laboratorio: tecniche di sterilizzazione impiegate in microbiologia; trapianto, piastramento, conte in piastra, isolamento in coltura pura; esame al microscopio ottico di preparati a fresco. Estrazione del DNA da coltura pura e gel elettroforesi.

Inquadramento del settore lattiero italiano e internazionale: produzioni, consumi, interscambi, strutture produttive e di trasformazione, problemi di qualità e di mercato. Chimica e fisica del latte. Stato fisico, composizione chimica, fattori che la influenzano, indici chimico-fisici. Il lattosio e le principali fermentazioni di interesse lattiero-caseario. Le proteine del latte. La caseina e la coagulazione acida e presamica. Le proteine del siero, importanza tecnologica e tecniche di valorizzazione. I lipidi del latte, struttura e comportamento dei globuli, lipolisi e fenomeni ossidativi. Sali minerali e costituenti ad attività biologica: loro significato tecnologico e nutrizionale. Tecnologie del latte. Processi di risanamento e latte alimentare. Processi per membrana. Principali tecnologie per la produzione dei formaggi. Caseificazioni tradizionali ed innovative. Tecnologie di burrificazione discontinua e continua e utilizzo di diversi tipi di creme. Produzione di latte in polvere e altri prodotti essiccati. Prodotti secondari e sottoprodotti dell'industria lattiero-casearia. Controllo di qualità e principali frodi nel settore lattiero-caseario.