Microbiologia generale e alimentare

A.A. 2019/2020
12
Crediti massimi
96
Ore totali
SSD
AGR/16
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze relativa all'impiego e al ruolo dei microrganismi nel contesto alimentare. L'insegnamento sarà strutturato come percorso didattico che guiderà lo studente ad acquisire le conoscenze scientifiche di base per comprendere il metabolismo microbico e per affrontare in maniera critica le problematiche microbiologiche proprie del settore alimentare oltre che alla gestione delle fermentazioni industriali volte alla produzione di biomasse microbiche o di loro metaboliti.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento gli studenti sapranno utilizzare in ambito professionale le nozioni apprese circa la biologia dei microrganismi e il loro impiego nel settore alimentare. Nello specifico, al termine del percorso didattico lo studente sarà in grado di conoscere e sapere come quantificare la presenza di principali agenti patogeni, agenti alterativi e indicatori di qualità nei prodotti alimentari. Lo studente sarà inoltre competente nell'applicare le conoscenze acquisite al fine di prevenire, controllare o utilizzare la presenza di microrganismi nel processo produttivo e distributivo degli alimenti. Lo studente acquisirà inoltre competenze relative all'impiego delle principali fermentazioni industriali volte alla produzione di biomasse microbiche o di loro metaboliti.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
annuale
Programma
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, processo di ossidazione biologica degli effluenti.
Prerequisiti
nozioni di chimica generale, chimica organica e biochimica
Metodi didattici
Lezioni frontali
Materiale di riferimento
I lucidi delle lezioni e i libri di testo di riferimento sono disponibili su Ariel. I docenti sono disponibili per ulteriori chiarimenti su appuntamento.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è organizzato in una prova scritta che prevede domande aperte e a tempo, del valore massimo di 30/30 e lode.
Eventuali informazioni aggiuntive sulle modalità di valutazione saranno illustrate durante il corso. La modalità d'esame descritta si ritiene efficace per raggiungere una valutazione delle competenze acquisite dallo studente nell'ambito della microbiologia generale e alimentare, che prenda in esame nella loro totalità e complessità, gli argomenti trattati a lezione.
AGR/16 - MICROBIOLOGIA AGRARIA - CFU: 12
Lezioni: 96 ore
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione e l'Ambiente
Ricevimento:
Su appuntamento telefonico
Studio IV piano Via Mangiagalli 25 (stanza 4021)
Ricevimento:
Previo appuntamento tramite e-mail.
Ufficio, Via Mangiagalli 25, terzo piano
Ricevimento:
su appuntamento via email
DeFENS, Sezione Microbiologia degli Alimenti e Bioprocessi, Via Mangiagalli 25